Камера сгорания газотурбинного двигателя (ее варианты)

Камера сгорания газотурбинного двигателя (ее варианты)

Реферат

 

Использование: изобретение относится к области авиадвигателестроения, а конкретно, к камерам сгорания авиационных газотурбинных двигателей. Задача, которую решает изобретение, - снижение выхода в атмосферу вредных веществ, в частности, а также снижение удельного расхода топлива и повышение общего КПД двигателя. Кaмерa сгорания газотурбинного двигателя (вариант 1) содержит корпус 1, жаровую трубу 2, форсунки 3, сообщенные с коллектором подвода топлива 4, стабилизаторы пламени 5 в виде плохообтекаемых тел, равномерно расположенных по сечению входа жаровой трубы 2. Стабилизаторы 5 выполнены полыми с поперечным размером, равным 8 - 15 мм, и установлены в один ряд с коэффициентом затенения площади поперечного сечения, равным 0,5 - 0,75, а форсунки 3 сообщены с коллектором подвода топлива 4 через полости стабилизаторов 5. Перед входом камеры сгорания установлен дополнительный коллектор подвода топлива 6 с форсунками 7. Периферийная входная часть камеры сгорания выполнена в форме ниш 8, в которых установлен коллектор подвода топлива 4. Камера сгорания (вариант 2) содержит корпус 1, жаровую трубу 2, форсунки 3, сообщенные с коллектором подвода топлива 4, стабилизаторы пламени 5 в виде плохообтекаемых тел, равномерно расположенных по сечению входа жаровой трубы 2. Стабилизаторы 5 выполнены полыми с поперечным размером, равным 8 - 15 мм, установлены в два ряда с коэффициентом затенения площади поперечного сечения в каждом ряду, равным 0,5..0,75, на расстоянии между рядами, равном не менее четырех поперечных размеров стабилизаторов 5, а форсунки 3 сообщены с коллектором подвода топлива 4 через полости стабилизаторов 5. Перед входом камеры сгорания установлен дополнительный коллектор подвода 6 с форсунками 7. Периферийная входная часть камеры сгорания выполнена в форме ниш 8, в которых установлен коллектор подвода топлива 4. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а конкретно, к камерам сгорания авиационных газотурбинных двигателей.

Известны форсажные камеры сгорания (см. Шляхтенко С.М. Теория воздушно-реактивных двигателей. М. Машиностроение, 1975. с.110), в которых на входе установлены V- образные стабилизаторы пламени, расположенные в один ряд или эшелонировано.

Известна камера сгорания авиационных ГТД (см. авт. св. СССР N169948,кл. F23R 3/18, опубл.1968), содержащая корпус, жаровую трубу, форсунки, сообщенные с коллектором подвода топлива, стабилизаторы пламени в виде плохообтекаемых тел.

Недостатком прототипа является повышенное образование NOx в выхлопной струе газа из-за большого времени пребывания топлива в зоне горения, а также высокий удельный расход топлива и, следовательно, низкий общий КПД двигателя.

Задачей, решаемой изобретением, является снижение выхода в атмосферу вредных веществ, в частности NOx, а также снижение удельного расхода топлива и повышение общего КПД двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в камере сгорания газотурбинного двигателя (вариант 1), содержащей корпус, жаровую трубу, форсунки, сообщенные с коллектором подвода топлива, стабилизаторы пламени в виде плохообтекаемых тел, равномерно расположенных по сечению входа жаровой трубы, стабилизаторы выполнены полыми с поперечным размером, равным 9 15 мм, и установлены в один ряд с коэффициентом затенения площади поперечного сечения, равным 0,5 0,75, а форсунки сообщены с коллектором подвода топлива через полости стабилизаторов. Перед входом камеры сгорания установлен дополнительный коллектор подвода топлива с форсунками. Кроме того, периферийная входная часть камеры сгорания выполнена в форме ниш, а коллектор подвода установлен в последних.

В камере сгорания газотурбинного двигателя (вариант 2), содержащей корпус, жаровую трубу, форсунки, сообщенные с коллектором подвода топлива, стабилизаторы пламени в виде плохообтекаемых тел, равномерно расположенных по сечению входа жаровой трубы, стабилизаторы выполнены полыми с поперечным размером, равным 8 15 мм, установлены в два ряда с коэффициентом затенения площади поперечного сечения в каждом ряду, равным 0,5.0,75, и на расстоянии между рядами, равным не менее четырех поперечных размеров стабилизаторов, а форсунки сообщены с коллекторами подвода топлива через полости стабилизаторов. Перед входом камеры сгорания установлен дополнительный коллектор подвода топлива с форсунками. Кроме того, периферийная входная часть выполнена в форме ниш, а коллекторы подвода топлива установлены в последних.

На фиг. 1 представлен продольный разрез камеры сгорания по 1 варианту выполнения.

На фиг. 2 представлен продольный разрез камеры сгорания по 2 варианту выполнения. Камера сгорания газотурбинного двигателя (вариант 1) содержит корпус 1, жаровую трубу 2, форсунки 3, сообщенные с коллектором подвода топлива 4, стабилизаторы пламени 5 в виде плохообтекаемых тел, равномерно расположенных по сечению входа жаровой трубы. Стабилизаторы 5 выполнены полыми с поперечным размером равным 8-15 мм и установлены в один ряд с коэффициентом затенения площади поперечного сечения, равным 0,5-0,75, а форсунки 3 сообщены с коллектором подвода топлива через полости стабилизаторов 5. Перед входом камеры сгорания установлен дополнительный коллектор подвела топлива 6 с форсунками 7. Периферийная входная часть камеры сгорания выполнена в форме ниш 8, а коллектор подвода топлива4 установлен в последних.

Работает камера сгорания (вариант 1) следующим образом. Поток газа в камере сгорания обтекает стабилизаторы пламени 5, за которыми образуется множество мелких зон обратных токов. Через коллекторы 4 и форсунки 3 топливо подают в полости стабилизаторов 5. На режимах при малых топливо подают и через дополнительный коллектор 6 в форсунки 7 перед стабилизаторами 5.

Камера сгорания газотурбинного двигателя (вариант 2) содержит корпус 1, жаровую трубу 2, форсунки 3, сообщенные с коллектором подвода топлива 4, стабилизаторы пламени 5 в виде плохообтекаемых тел, равномерно расположенных по сечению входа жаровой трубы 2. Стабилизаторы 5 выполнены полыми с поперечным размером, равным 8 15 мм, и установлены в два ряда с коэффициентом затенения площади поперечного сечения в каждом ряду, равным 0,5. 0,75, на расстоянии между рядами, равным не менее четырех поперечных размеров стабилизаторов 5, а форсунки 3 сообщены с коллектором подвода топлива 4 через полости стабилизаторов 5. Перед входом камеры сгорания установлен дополнительный коллектор подвода топлива 6 с форсунками 7. Периферийная входная часть камеры сгорания выполнена в форме ниш 8, в которых установлен коллектор подвода топлива 4.

Работает камера сгорания (вариант 2) следующим образом. Поток газа в камере сгорания обтекает последовательно два ряда стабилизаторов 5, за которыми образуется множество мелких зон обратных токов. Через коллекторы 4 и форсунки 3 топливо подают в полости стабилизаторов 5. На режимах при малых a топливо подают и через дополнительный коллектор 6 в форсунки 7 перед стабилизаторами 5.

Формула изобретения

1. Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, жаровую трубу, форсунки, сообщенные с коллектором подвода топлива, стабилизаторы пламени в виде плохо обтекаемых тел, отличающаяся тем, что стабилизаторы выполнены полыми с поперечным размером, равным 8-15 мм, и установлены в один ряд с коэффициентом затенения площади поперечного сечения, равным 0,5-0,75, а форсунки сообщены с коллектором подвода топлива через полости стабилизаторов.

2. Камера сгорания по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена установленным перед ее входом дополнительным коллектором подвода топлива с форсунками.

3. Камера сгорания по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что ее периферийная часть выполнена в форме ниш, а коллектор подвода установлен в последних.

4. Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, жаровую трубу, форсунки, сообщенные с коллектором подвода топлива, стабилизаторы пламени в виде плохо обтекаемых тел, равномерно расположенных по сечению входа жаровой трубы, отличающаяся тем, что стабилизаторы пламени выполнены полыми с поперечным размером, равным 8-15 мм, установлены в два ряда с коэффициентом затенения площади поперечного сечения в каждом ряду, равным 0,5-0,75, и на расстоянии между рядами, равном не менее четырех поперечных размеров стабилизаторов, а форсунки сообщены с коллектором подвода топлива через полости стабилизаторов.

5. Камера сгорания по п.4, отличающаяся тем, что она снабжена установленным перед ее входом дополнительным коллектором подвода топлива.

6. Камера сгорания по пп.4 и 5, отличающаяся тем, что ее периферийная входная часть выполнена в форме ниш, а коллектор подвода топлива установлен в последних.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2