топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя
Классы МПК: | F23R3/34 подача топлива в различные зоны сгорания |
Автор(ы): | Маркушин А.Н., Маркушин Н.А. |
Патентообладатель(и): | Самарское государственное научно-производственное предприятие "Труд" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-08-10 публикация патента:
20.07.1999 |
Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит полый тонкостенный корпус с диффузором на выходе, установленное в нем соосно с образованием увеличивающегося к выходу зазора профилированное конфузорное сопло с коническим насадком с раструбом к выходу, расположенным на наружной поверхности стенки в зазоре, воздушный завихритель и топливную форсунку. Конический насадок выполнен с отбортовкой на кромке. Суммарная эффективная площадь проходных сечений для прохода первичного воздуха через фронтовое устройство горелки составляет 0,55 - 0,8 от суммарной эффективной площади проходных сечений отверстий жаровой трубы, а соответствующие им площадь сопла от площади горелки и площадь сопла за насадком от площади сопла 0,1 - 0,25. На кромке конического насадка перед отбортовкой выполнены отверстия. Такое выполнение горелки расширяет диапазон устойчивой работы и повышает высотность запуска. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая полый тонкостенный корпус с диффузором на выходе, установленное в нем соосно с образованием увеличивающегося к выходу зазора профилированное конфузорное сопло с коническим насадком с раструбом к выходу, расположенным на наружной поверхности стенки в зазоре, воздушный завихритель и топливную форсунку, отличающаяся тем, что конический насадок выполнен с отбортовкой на кромке, суммарная эффективная площадь проходных сечений для прохода первичного воздуха через фронтовое устройство горелки составляет 0,55 - 0,8 от суммарной эффективной площади проходных сечений отверстий жаровой трубы, а соответствующие им площадь сопла от площади горелки и площадь сопла за насадком от площади сопла 0,1 - 0,25. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что на кромке конического насадка перед отбортовкой выполнены отверстия.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к камерам сгорания (КС) газотурбинных двигателей (ГТД), работающих преимущественно на жидком и газообразном углеводородных топливах. Известна топливовоздушная горелка, устанавливаемая во фронтовое устройство (ФУ) КС, преимущественно трубчатой или трубчато-кольцевой конструкции, для двухстадийного сжигания топлива, например, по а.с. N 1166568, кл. F 23 R 3/24. Известна также горелка, содержащая топливную форсунку, корпус с двумя соосными воздушными завихрителями, профилированное сопло, например, с перфорацией на входной части и диффузорный насадок на выходе (а.с. N 230557, кл. F 02 C 7/03 - прототип). Эти горелки набирают по кольцу ФУ камеры, имеют индивидуальную вихревую структуру течения за ФУ, хорошее перемешивание топлива с воздухом в сопле, обеспечивают энергичное сжигание топливовоздушной смеси (ТВС) в относительно короткой жаровой трубе (ЖТ) камеры с высокой полнотой сгорания на номинальном и максимальном режимах работы и с умеренным выбросом дыма на выхлопе двигателя. Камеры с такими и подобного типа горелками нашли широкое применение в авиационных ГТД, например, Д18, Д36. Однако эти КС без существенных усложнений конструкции ЖТ и системы топливоподачи пока не могут обеспечить современные и тем более перспективные нормы на выброс в атмосферу токсичных выделений (эмиссии) от сжигания углеводородных топлив, особенно окислов азота NOх, во всем эксплуатационном диапазоне работы. Целью предлагаемого изобретения является усовершенствование конструкции горелок для улучшения эмиссионных характеристик традиционных однозонных камер, особенно по выбросам NOх, расширение диапазона устойчивой работы по "белому" срыву пламени и повышения высотности запуска без усложнения конструкции ЖТ и системы топливоподачи. Эта цель достигается тем, что в топливовоздушной горелке, имеющей тонкостенный пустотелый корпус с диффузором на выходе, соосно в нем с относительно большим зазором профилированное конфузорное сопло с перфорацией на выходной части, воздушным завихрителем и топливной форсункой на входе, на наружной поверхности сопла у выхода устанавливается конический насадок с отверстиями и отбортовкой на кромке и раструбом к выходу. При этом для увеличения пропускной способности ФУ суммарная эффективная площадь сечений для прохода первичного воздуха через ФУ с данными горелками составляет 0,55-0,8 от суммарной эффективной площади отверстий ЖТ, чтобы обеспечить в зоне горения, например при 3,5 ТВС с![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133010/945.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133007/8805.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133010/945.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133011/8776.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133010/945.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133007/8805.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133010/945.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133011/8776.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133077/960.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133011/8776.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133011/8776.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133010/945.gif)
![топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, патент № 2133411](/images/patents/338/2133007/8805.gif)
Класс F23R3/34 подача топлива в различные зоны сгорания