Камеры сгорания непрерывного действия, использующие жидкое или газообразное топливо: ..с устройствами для предварительного испарения топлива – F23R 3/30

Способ поэтапного изменения подачи топлива при эксплуатации реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, имеющего, по меньшей мере, одну полость с захваченным вихрем, при этом реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем дополнительно имеет как входное устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси в основное впускное отверстие реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, так и, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в, по меньшей мере, одну подобную полость с захваченным вихрем в реакторе с камерой сгорания с захваченным вихрем. Входное устройство для предварительного смешивания содержит множество концентрических копланарных кольцевых элементов с аэродинамической формой, расположенных выше по потоку основного впускного отверстия, выровненных в аксиальном направлении в пределах проточного канала. Каждый кольцевой элемент имеет внутренний канал для топлива и дополнительно имеет множество отверстий для впрыска топлива, в результате чего топливо проходит из внутреннего канала во входной поток текучей среды вблизи кольца. Между каждыми двумя кольцевыми элементами образован кольцевой канал. Кольца дополнительно адаптированы, в результате чего отверстия для впрыска топлива ориентированы для впрыска топлива под углом, имеющим абсолютную величину от приблизительно 0^о до приблизительно 90^о относительно аксиального направления. Множество отверстий для впрыска топлива имеют неодинаковые диаметры, которые имеют разные величины. Каждая из величин выбрана для обеспечения заданного диапазона отношений мгновенных потоков топлива и воздуха. Вихревое устройство для предварительного смешивания содержит отверстия для впуска топлива и для впуска воздуха, камеру, в которой топливо и воздух смешиваются, и отверстие для выпуска воздушно-топливной смеси. Устройство для предварительного смешивания присоединено к реактору с камерой сгорания с захваченным вихрем так, что выпускное отверстие обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в реакционную полость с захваченным вихрем, и так, что воздушно-топливная смесь вводится в полость с захваченным вихрем под таким углом, что воздушно-топливная смесь соединяется с потоком вихря приблизительно сонаправленно с вихревым потоком. Способ также включает регулирование частей воздушно-топливной смеси, вводимых через входное устройство для предварительного смешивания, и вихревое устройство для предварительного смешивания, для приспосабливания к отличающимся нагрузкам во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем. Изобретение направлено на обеспечение устройством предварительного смешивания равномерного распределения топлива по площади поперечного сечения впускного отверстия камеры сгорания, получение однородной воздушно-топливной смеси, уменьшение габаритов зоны предварительного смешивания и снизить уровень выбросов вредных веществ. 23 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к горелке для газотурбинного двигателя. Горелка для газотурбинного двигателя содержит центробежную форсунку для обеспечения завихренной смеси воздуха и топлива и камеру сгорания для сжигания завихренной смеси топлива и воздуха; при этом центробежная форсунка содержит несколько лопастей, расположенных по кругу; несколько проточных щелей, заданных между указанными смежными лопастями, причем каждая щель имеет входной конец и выходной конец, при этом при использовании центробежной форсунки воздух проходит вдоль каждой проточной щели от ее входного конца к ее выходному концу, и топливо подается в проточные щели, за счет чего создается вблизи выходных концов проточных щелей указанная завихренная смесь топлива и воздуха, которая имеет круговую форму и распространяется от центробежной форсунки в направлении камеры сгорания; и устройство создания предварительной пленки, которое выполнено с возможностью размещения топлива в зоне большого сдвига между смежными потоками в горелке, при этом указанная зона большого сдвига обусловлена созданием зоны низкого давления с помощью центробежной форсунки, и указанные смежные потоки являются указанной круговой завихренной смесью топлива и воздуха, которая расположена в радиальном направлении вблизи указанной зоны низкого давления, и противопотоком внутри потока (а), созданным указанной зоной низкого давления, при этом указанный противопоток направлен в основном к центробежной форсунке от камеры сгорания, за счет чего жидкое топливо из устройства создания предварительной пленки подвергается распылению за счет большого сдвига. Изобретение позволяет повысить качество распыления топлива. 22 з.п. ф-лы, 21 ил.

Устройство для впрыска смеси воздуха под давлением и топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя выполнено симметричным относительно оси (Y) и содержит расположенные в направлении от входа к выходу в направлении истечения газов скользящую крестовину, в центре которой установлена форсунка, кольцеобразную чашку, поддерживающую в осевом направлении скользящую крестовину, внутренний радиальный завихритель потока воздуха, трубку Вентури. Завихритель потока воздуха снабжен лопатками, направляющими воздух под давлением в сторону расположения внутренней части устройства для впрыска. Внутренний радиальный завихритель потока воздуха присоединен своим выходным торцом к барабану. Скользящая крестовина содержит расположенные в направлении от входа к выходу коническую сужающуюся часть, переходящую в цилиндрическую часть, соединенную с кольцеобразным фланцем, простирающимся радиально в направлении периферии. Барабан содержит наружную цилиндрическую перегородку, содержащую входной и выходной торцы. Наружная цилиндрическая перегородка переходит в месте расположения его выходного торца в диффузор, снабженный на выходе фланцем, имеющим форму кольца, простирающегося радиально в направлении периферии. Диффузор барабана присоединен непосредственно перед фланцем с помощью соединительной перегородки к цилиндрическому кольцу. Цилиндрическое кольцо и соединительная перегородка образуют совместно соединительный выступ, ориентированный в сторону входа в устройство. По меньшей мере один ряд завихряющих отверстий выполнен в наружной цилиндрической перегородке барабана вблизи входного торца наружной цилиндрической перегородки. Соединительная перегородка соединительного выступа барабана снабжена рядом охлаждающих отверстий, оси которых наклонены под углом к оси (Y) устройства для впрыска. Оси завихряющих отверстий наклонены под углом 2 к оси (Y) устройства для впрыска. Изобретение направлено на уменьшение габаритных размеров устройства для впрыска топлива в радиальном направлении и на обеспечение высокого качества разбрызгивания. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

Инжекционный узел для использования с узлом камеры сгорания содержит эффузионную пластину с множеством отверстий, втулку, содержащую боковую стенку с передней кромкой и множество кольцевых выступов. Передняя кромка соединена с эффузионной пластиной таким образом, что эффузионная пластина ориентирована под наклоном относительно центральной линии, проходящей через узел камеры сгорания. Каждый из кольцевых выступов соединен с одним из множества отверстий пластины, причем каждый кольцевой выступ проходит назад, во втулку пластины. Узел камеры сгорания содержит множество аппаратов предварительного смешивания и узел головки, содержащий инжекционный узел. Изобретение направлено на продление сроков службы элементов воспламенителя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Устройство для впрыска топливовоздушной смеси в камеру сгорания газотурбинного двигателя, имеющее симметрию вращения вокруг оси Y, содержит расположенные с входа на выход по направлению течения газов скользящую траверсу (30b), кольцевую манжету (50b), по меньшей мере, одну радиальную спираль (60b) с трубкой (62b) Вентури, связанную выходным концом со смесительной камерой (70). В центре скользящей траверсы (30b) размещен инжектор (40). Кольцевая манжета (50b) удерживает на оси скользящую траверсу (30b). Скользящая траверса (30b) содержит размещенные с входа на выход входную цилиндрическую часть (31b), переходящую в промежуточную коническую сходящуюся часть и заканчивающуюся кольцевой шайбой (33b), направленной радиально наружу. Кольцевая манжета (50b) содержит размещенный от входа к выходу входной профилированный обтекатель (51b), переходящий в кольцевую шайбу (52b), радиально направленную внутрь. Изобретение позволяет улучшить подачу воздуха в устройство для впрыска при минимизации потерь воздуха между выходом из компрессора и камерой сгорания. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Система питания топливом камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая топливный инжектор (80) с двумя потоками для впрыска первичного потока топлива, подаваемого первичной цепью топливного питания, и вторичного потока топлива, подаваемого вторичной цепью топливного питания. Первичный поток топлива формирует конус (83) топлива, образуемый первичным и вторичным потоками топлива. Устройство для впрыска топлива, выходящего из инжектора (80), имеет вращательную симметрию вокруг оси Y и содержит расположенные на входе и на выходе по ходу движения топлива скользящую траверсу (20), в центре которой размещен инжектор (80), радиальные спирали (40, 41, 42), связанные выходными концами со смесительной емкостью (60). Радиальные спирали (40, 41, 42) содержат трубку (50) Вентури, снабженную внутренней стенкой (51) с развитым профилем, содержащей входную сходящуюся часть (51а), связанную с выходной расходящейся частью (51b) переходной зоной. Трубка (50) Вентури имеет минимальный внутренний диаметр на уровне переходной зоны и имеет длину, форму и осевое положение такие, чтобы конус (83) первичного потока накрывал трубку (50) потока. Конус (83) топлива на выходе из трубки (50) Вентури имеет полуугол при вершине, составляющий от 30 до 40 градусов. Конус (83) топлива содержит первую центральную часть (83а) и вторую периферическую часть (83b). Первая центральная часть (83а) формирует конус с полууглом 0 при вершине, который в точке А0 касателен к выходной расходящейся части (51b) трубки 50 Вентури, при этом 0 меньше . Вторая периферическая часть (83b) формирует конус, полуугол при вершине которого на выходе из инжектора составляет от 0 до . Конус (83) топлива на выходе из инжектора (80) покрывает внутреннюю стенку (51) трубки (50) Вентури по поверхности выше точки касания А0 до точки А1, размещенной выше минимального внутреннего диаметра трубки (50) Вентури. Изобретение направлено на уменьшение колебаний температурных воздействий на трубку Вентури и уменьшение ее коксования. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фронтовое устройство кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя наземных установок различного назначения содержит равно-расположенные по окружности топливные форсунки и воздушные трубки с входом на одном конце и двумя противоположными боковыми выходами на другом конце. В каждую трубку вставлена топливная форсунка. Вход в каждую трубку размещен в канале между корпусом камеры сгорания и жаровой трубой и направлен в сторону входа в камеру сгорания. Выходы из соседних воздушных трубок обращены навстречу друг другу. На внутренней поверхности жаровой трубы установлен кольцевой коллектор выпуклого профиля, имеющий общий с жаровой трубой участок стенки и, по меньшей мере, один ряд равнорасположенных по окружности отверстий (первая группа отверстий) на стороне, обращенной к начальной части жаровой трубы. Выходы из воздушных трубок размещены в коллекторе. Каждая топливная форсунка в зоне выходных отверстий воздушной трубки снабжена двумя распылителями со сквозными каналами, направленными в сторону выходных отверстий трубки наклонно к оси форсунки. Такая конструкция фронтового устройства позволяет получить высокую полноту сгорания топлива, уменьшить эмиссию вредных веществ, устранить дымление. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в различных технологических установках, например, для нагрева воздуха в качестве агента сушки в зерносушилках, для обогрева теплиц и других сельскохозяйственных помещений. Камера сгорания имеет жаровую трубу (1) с отверстиями (2) для подачи воздуха, размещенную во внешнем корпусе (3), кольцевой канал (4) между внешним корпусом (3) и жаровой трубой (1), полый конический завихритель (5) с отверстиями (6), к которым присоединены патрубки (7). Патрубки (7) размещены тангенциально к внутренней поверхности завихрителя (5) под углом к его продольной оси так, что их вторые открытые концы направлены навстречу осевому движению воздуха в кольцевом канале (4). Камера сгорания дополнительно имеет камеру (8) факельного сжигания. Полый конический завихритель (5) выполнен в форме усеченного конуса. Большим основанием он присоединен к входу жаровой трубы (1), а малым - к выходу камеры (8) факельного сжигания. Изобретение повышает степень сжигания жидкого топлива, включая нефть, за счет интенсивного нагрева его тяжелых фракций для надежного их воспламенения, что значительно снижает нагарообразование. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Основное устройство для впрыскивания жидкого топлива для одной камеры (10) сгорания, имеющей камеру предварительного смешивания, газовой турбины с малым уровнем выброса загрязняющих окружающую среду веществ, содержит группу каналов для впрыскивания жидкого топлива, распределенных внутри камеры (12) предварительного смешивания и группу лопаток, отступающих в радиальном направлении относительно оси симметрии камеры сгорания. Группа лопаток снабжена проходами для охлаждающего воздуха, окружающими каналы для подачи жидкого топлива и охлаждающими их для предотвращения формирования отложений нагара на поверхностях лопаток. Каждая лопатка, по меньшей мере, на одной боковой поверхности снабжена, по меньшей мере, одним каналом для впрыскивания жидкого топлива и, по меньшей мере, одной точкой для впрыскивания охлаждающего воздуха. Изобретение направлено на снижение выброса загрязняющих окружающую среду веществ, а также на повышение устойчивости пламени и уменьшение колебаний давления в камере сгорания. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Усовершенствованная огневая труба или "внутренняя облицовка" для камеры сгорания газовой турбины с малым уровнем выброса загрязняющих окружающую среду веществ содержит цилиндрическую конструкцию, соединенную с выходом камеры предварительного смешивания при помощи конца в форме усеченного конуса. Камера предварительного смешивания снабжается воздухом, направляемым полостью, которая расположена между огневой трубой и наружными стенками камеры сгорания. Воздух циркулирует в направлении, противоположном направлению потока продуктов сгорания. Первый цилиндрический участок огневой трубы окружен цилиндрическим кожухом, который образует кольцевую камеру. Изобретение повышает возможность охлаждения первого участка огневой трубы, а также обеспечивает устойчивость и эффективность горения. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Усовершенствованная комбинация камеры предварительного смешивания и камеры сгорания с малым уровнем выброса загрязняющих окружающую среду веществ для газовых турбин, работающих на жидком и/или газообразном топливе, в которой камера сгорания имеет конец в форме усеченного конуса, вблизи которого горит основное центральное пламя, и окружена полостью для охлаждающего воздуха, циркулирующего в направлении, противоположном направлению потока продуктов сгорания. Полость проводит воздух горения в камеру предварительного смешивания, в которой воздух горения смешивается с жидким и/или газообразным топливом. Камера предварительного смешивания имеет на ее входе прорези или окна, которые могут суживаться в соответствии с количеством используемого топлива. Камера предварительного смешивания также имеет на ее выходе кольцевую группу горелок, направленных в камеру сгорания для создания соответствующей группы дополнительных факелов, расположенных концентрически относительно основного центрального пламени. В камере предварительного смешивания расположены средства подачи газообразного топлива и устройства для впрыскивания жидкого топлива, и на конце в форме усеченного конуса камеры сгорания расположена группа форсунок для жидкого топлива. Эти форсунки направлены внутрь камеры сгорания. Изобретение обеспечивает устойчивость пламени и уменьшает колебания в камере сгорания и обеспечивает эффективность сгорания. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предложена камера предварительного смешивания для газовых турбин, где газовая турбина представляет собой тип, который содержит, по меньшей мере, один компрессор, соединенный с турбиной, и камеру сгорания. Камера предварительного смешивания имеет сужающуюся часть, расположенную так, чтобы ускорить сгорание внутри камеры сгорания. Камера предварительного смешивания также имеет множество труб с выполненными в них отверстиями, которые открыты внутрь камеры сгорания на передней части камеры предварительного смешивания, для того чтобы создать ряд растопочных факелов зажигания. Передняя область сужающейся части камеры предварительного смешивания имеет, по меньшей мере, одну кольцевую канавку для регулирования пламени растопочных факелов, расположенную у отверстий, которые находятся в трубах для улучшения стабильности основного пламени, инициируемого внутри камеры сгорания. Изобретение позволяет сократить потребность в дополнительном топливе, сводя к минимуму загрязняющие вещества. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к конструкции низкоэмиссионных камер сгорания стационарных газотурбинных установок. Кольцевая камера сгорания содержит корпус с соплом и огневое днище, в котором установлены горелки, расположенные по окружности и выполненные в виде смесительных патрубков. Каждые три соседних смесительных патрубка выполнены с различной длиной, величина которой защищается настоящим изобретением. Изобретение позволяет подавить колебания давления и скорости газа первых трех тангенциальных мод, возникающие в камере сгорания при вибрационном горении. 2 ил.