Патенты автора РЕГЕЛЬ Джонатан Дэвид (US)

Способ смешивания вступающих в реакцию горения веществ для газотурбинного двигателя включает в себя следующие шаги - обеспечивают камеру сгорания, содержащую наружную оболочку, внутреннюю оболочку и перфорированную переднюю стенку, топливные форсунки. Вводят предварительно смешанную топливовоздушную смесь в объем камеры сгорания, причем вступающие в реакцию вещества, впрыскиваемые топливными и воздушными форсунками, сгорают внутри указанной области и создают поле течения через камеру сгорания, которое вращается вокруг осевой линии двигателя. Впрыскивают выходящий из компрессора воздух через перфорированную переднюю стенку. Выполняют впрыскивание смеси через первый ряд форсунок, расположенных вблизи передней стенки и имеющих более высокое соотношение топливо/воздух, чем второй набор форсунок, вместе с впрыскиванием смеси ниже по потоку от топливных форсунок, тем самым обеспечивая требуемое смешивание и ступенчатый топливовоздушный эффект, что, в свою очередь, создает оптимальные условия сгорания и позволяет сократить выбросы NOx и СО из камеры сгорания в условиях частичной загрузки и/или полной загрузки. Выводят горячие продукты сгорания из камеры сгорания через кольцевое отверстие. Изобретение направлено на повышение эффективности горения и уменьшение токсичности выбросов продуктов сгорания. 6 ил.

Кольцевая камера сгорания для газотурбинного двигателя выполнена с наружным кожухом, внутренним кожухом, передней стенкой и разнесенными по окружности желобками и образованными одним или обоими внутренним кожухом и/или наружным кожухом и закрученными вокруг центральной линии двигателя в продольном направлении, и разнесенными по кругу сопла в наружном кожухе. Передняя стенка соединяет наружный кожух с внутренним кожухом, формируя кольцевое пространство. Желобки расположены ниже по потоку от сопел. Сопла выполнены с возможностью впрыскивать топливо и воздух в кольцевое пространство и направлять поток в полость камеры сгорания в направлении с выраженной окружной составляющей скорости. Желобки выполнены с возможностью завихрять и ускорять горячие газы с достижением оптимальной скорости при попадании на вход турбины. Изобретение обеспечивает оптимальные условия для горения, снижает выброс окислов азота и углерода, повышает эффективность охлаждения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

Способ смешивания вступающих в реакцию горения веществ для камеры сгорания газотурбинного двигателя осуществляется в трубчато-кольцевой камере сгорания, которая содержит множество распределенных по окружности труб замкнутых между двумя цилиндрическими кожухами. Указанные трубы ограничивают отдельные зоны сгорания. Каждая труба выполнена в виде трубчатого кожуха, имеющего верхний конец, расположенный выше по потоку и содержащий переднюю стенку, и имеющего нижний конец, расположенный ниже по потоку. Зона сгорания представляет собой трубчатый объем трубчатого кожуха, при этом трубчатый объем проходит в продольном направлении от передней стенки верхнего конца трубчатого кожуха до нижнего конца трубчатого кожуха. В передней стенке выполнено множество отверстий для воздуха. В трубчатом кожухе выполнены первые форсунки и вторые форсунки. Первые форсунки отстоят друг от друга и распределены по окружности вокруг зоны сгорания между передней стенкой и нижним концом трубчатого кожуха. Вторые форсунки отстоят друг от друга и распределены по окружности вокруг зоны сгорания между передней стенкой и первыми форсунками, которые расположены ниже по потоку от вторых форсунок в направлении нижнего конца трубчатого кожуха и лежат в первой плоскости, перпендикулярной продольному направлению трубчатого объема. Вторые форсунки расположены выше по потоку от первых форсунок в направлении верхнего конца трубчатого кожуха и лежат во второй плоскости, перпендикулярной продольному направлению трубчатого объема. Способ осуществляют следующим образом. Впрыскивают предварительно смешанную топливовоздушную смесь в трубчатый объем через первые форсунки, каждая из которых подает предварительно смешанную топливовоздушную смесь в трубчатый объем в направлении, образующем угол с касательной к трубчатому кожуху. Затем впрыскивают предварительно смешанную топливовоздушную смесь в трубчатый объем через вторые форсунки, каждая из которых подает предварительно смешанную топливовоздушную смесь в трубчатый объем в направлении, образующем угол с касательной к трубчатому кожуху. Предварительно смешанная топливовоздушная смесь, впрыскиваемая через первые форсунки, имеет первое соотношение топливо/воздух, а предварительно смешанная топливовоздушная смесь, впрыскиваемая через вторые форсунки, имеет второе соотношение топливо/воздух Второе соотношение топливо/воздух больше первого соотношения топливо/воздух. Впрыскивают выходящий из компрессора воздух через множество отверстий для воздуха через переднюю стенку в трубчатый объем в продольном направлении трубчатого объема. Впрыскивания предварительно смешанной топливовоздушной смеси в трубчатый объем через первые форсунки, впрыскивания предварительно смешанной топливовоздушной смеси в трубчатый объем через вторые форсунки и впрыскивания выходящего из компрессора воздуха через множество отверстий для воздуха через переднюю стенку в трубчатый объем обеспечивают создание ступенчатого топливовоздушного эффекта для улучшения горения и снижения выбросов NOx и СО. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ впрыска вступающих в реакцию горения веществ в камеру сгорания газотурбинного двигателя осуществляют в камере сгорания, содержащей наружную оболочку, перфорированную переднюю стенку, кольцевое отверстие, первые и вторые форсунки, осуществляют в следующей последовательности. Впрыскивают предварительно смешанную топливовоздушную смесь в кольцевой объем камеры сгорания через первые, распределенные по окружности форсунки, находящиеся в первой плоскости, в направлении, образующем угол с касательной к наружной оболочке, формируя поле течения через кольцевой объем, вращающееся вокруг осевой линии камеры сгорания. Указанное поле течения проходит через кольцевой объем в направлении от перфорированной передней стенки к кольцевому отверстию. Впрыскивают только топливо в указанное поле течения через вторые распределенные по окружности форсунки, находящиеся во второй плоскости в направлении, образующем угол с касательной к наружной оболочке. Вводят выходящий из компрессора воздух через перфорированную переднюю стенку в указанное поле течения. Такое осуществление способа впрыска вступающих в реакцию горения веществ в камеру сгорания, обеспечивает создание ступенчатого топливовоздушного эффекта для улучшения горения и снижения выбросов NOx и СО, оптимальное смешивание топлива и воздуха, а также создает такие условия сгорания, которые сокращают количество выбросов загрязняющих веществ, тем самым уменьшая необходимость в дорогостоящих устройствах контроля выбросов, а также улучшает зажигание и повышает стабильность пламени, сокращает проблемы управления и уменьшает вибрацию. 7 ил.

Трубчато-кольцевая камера сгорания для газовой турбины, используемой в наземном генерировании энергии, наземных или морских транспортных средствах или в авиационных двигателях, содержит множество распределенных по окружности жаровых труб, заключенных между двумя цилиндрическими облицовками. Каждая жаровая труба представляет собой облицовку жаровой трубы, образующую трубчатый объем и имеющую расположенный выше по потоку конец, содержащий переднюю стенку, и расположенный ниже по потоку конец, первый и второй набор тангенциально направленных и распределенных по окружности топливовоздушных форсунок. Множество отверстий разбавления выполнено в передней стенке для направления выходящего из компрессора воздуха в жаровую трубу. Первый набор тангенциально направленных и распределенных по окружности первых форсунок расположен между расположенным выше по потоку и расположенным ниже по потоку концами облицовки жаровой трубы для впрыска в трубчатый объем одного из компонентов - воздушного или топливовоздушного. Второй набор тангенциально направленных и распределенных по окружности топливовоздушных вторых форсунок расположен между первыми форсунками и расположенным выше по потоку концом облицовки жаровой трубы для впрыска топливного компонента в трубчатый объем между множеством отверстий разбавления в передней стенке, расположенного выше по потоку конца облицовки жаровой трубы и первыми форсунками. Изобретение обеспечивает оптимальное смешивание топлива и воздуха, а также создает условия сгорания, сокращающие количество выбросов загрязняющих веществ, сокращает необходимость в дорогостоящих устройствах контроля выбросов, улучшает зажигание и повышает стабильность пламени, снижает проблемы управления и уменьшает вибрацию. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 


Наверх