Способ подачи топлива в основную камеру сгорания и устройство для его осуществления

Изобретение относится к системам управления подачей топлива в основную камеру сгорания газотурбинных двигателей. Способ регулирования подачи топлива в основную камеру сгорания основан на раздельной подаче топлива через малую топливную форсунку и высокорасходную форсунку с регулированием подачи топлива, осуществляемым непосредственно в самом устройстве. В устройстве, содержащем внешний корпус, высокорасходную форсунку, выполненную в виде внешнего корпуса малой топливной форсунки и неподвижно закрепленную на ней, поршень-золотник и пружину, установленные между внешними корпусами устройства и высокорасходной форсунки, снабженными каналами подачи топлива, регулирование подачи топлива производят, открывая каналы подачи топлива к малой форсунке и закрывая каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке на малых режимах, а при увеличении давления топлива - открывая каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке, одновременно закрывая каналы подачи топлива к малой форсунке, причем при дальнейшем увеличении давления открывают каналы подачи топлива к малой форсунке. Изобретение обеспечивает повышение эффективности регулирования подачи топлива на основных (средних) режимах работы газотурбинных двигателей. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к системам управления подачей топлива в основную камеру сгорания газотурбинных двигателей, а именно регулирование подачи топлива в топливную форсунку.

Известен традиционный способ подачи топлива в основную камеру сгорания газотурбинных двигателей, заключающийся в раздельной подаче топлива через малую топливную форсунку и высокорасходную форсунку, в которой регулирование подачи топлива происходит вне форсунок [1].

Недостатком этого способа является неэффективное регулирование на основных (средних) режимах работы газотурбинных двигателей.

Известно устройство подачи топлива в основную камеру сгорания газотурбинных двигателей, содержащее малую топливную форсунку, а также форсунку, выполненную в виде внешнего корпуса (гильзы) малой топливной форсунки, внешний и внутренний завихрители воздуха, причем форсунка выполнена высокорасходной и удерживается в неподвижном положении пружиной, а лопатки внешнего завихрителя выполнены поворотными [2].

Недостатком устройства, принятого за прототип, является ступенчатое изменение расходных характеристик, что снижает эффективность работы устройства на основных (средних) режимах работы газотурбинных двигателей.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности регулирования подачи топлива.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе регулирования подачи топлива в основную камеру сгорания, основанном на раздельной подаче топлива через малую топливную форсунку и высокорасходную форсунку в устройстве, содержащем внешний корпус, высокорасходную форсунку, выполненную в виде внешнего корпуса малой топливной форсунки и неподвижно закрепленную на ней, поршень-золотник и пружину, установленные между внешними корпусами устройства и высокорасходной форсунки, снабженными каналами подачи топлива, регулирование подачи топлива производят в устройстве, открывая каналы подачи топлива к малой форсунке и закрывая каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке на малых режимах, а при увеличении давления топлива - открывая каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке, одновременно закрывая каналы подачи топлива к малой форсунке, причем при дальнейшем увеличении давления открывают каналы подачи топлива к малой форсунке.

Реализуется способ подачи топлива в основную камеру сгорания газотурбинных двигателей в устройстве, содержащем малую топливную форсунку, высокорасходную форсунку, выполненную в виде внешнего корпуса малой топливной форсунки, а также каналы подачи топлива к малой форсунке и каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке, при этом высокорасходная форсунка выполнена неподвижно закрепленной на малой топливной форсунке, устройство содержит внешний корпус, поршень и пружину, установленные в проточном канале малой топливной форсунки, поршень-золотник и пружину, установленные между внешними корпусами устройства и высокорасходной форсунки и осуществляющие регулирование подачи топлива в основную камеру сгорания газотурбинного двигателя, открывая и закрывая каналы подачи топлива к малой и высокорасходной форсункам при уменьшении или увеличении давления в устройстве, кроме того крышки каналов высокорасходной и малой топливных форсунок выполнены с возможностью регулирования затяжки пружин.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что на малых режимах работы двигателя, при малых давлениях топлива в устройстве, поршень-золотник открывает каналы подачи топлива к малой форсунке (фиг.1), при этом каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке закрыты и распыл топлива происходит только через малую форсунку. Поршень-компенсатор находится в крайнем заднем положении, сжимая пружину под действием давления топлива. При увеличении давления топлива в устройстве поршень-золотник перемещается к задней стенке форсунки и открывает канал подачи топлива к высокорасходной форсунке, одновременно закрывая канал подачи топлива к малой форсунке (фиг.2), при этом поршень-компенсатор перемещается в переднее положение, выталкивая топливо через форсунку, за счет силы сжатой пружины, тем самым удерживая на некоторое время факел пламени в основной камере сгорания и обеспечивая розжиг факела высокорасходной форсунки. В дальнейшем распыл топлива происходит только через высокорасходную форсунку. При дальнейшем увеличении давления в устройстве поршень-золотник перемещается к задней стенке устройства в крайнее положение и открывает каналы подачи топлива к малой форсунке, при этом распыл топлива происходит через обе форсунки (фиг.3). При уменьшении давления в устройстве процесс протекает в обратной последовательности.

Предлагаемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна». В известных технических решениях указанные отличительные признаки не выявлены, что соответствует изобретательскому уровню изобретения.

На фиг.1 показан продольный разрез устройства на малых режимах работы газотурбинного двигателя; на фиг.2 - то же, на средних режимах работы газотурбинного двигателя; на фиг.3 - то же, на максимальных режимах работы газотурбинного двигателя; на фиг.4 - поперечные разрезы А-А и Б-Б устройства на фиг.1.

Устройство подачи топлива в основную камеру сгорания газотурбинных двигателей содержит внешний корпус устройства 1, корпус высокорасходной форсунки 2, сопло высокорасходной форсунки. 3, завихритель малой форсунки 4, золотник-поршень 5, поршень-компенсатор 6, пружину золотника-поршня 7, пружину поршня-компенсатора 8, крышку 9 проточного канала высокорасходной форсунки, крышку 10 проточного канала малой форсунки.

Устройство работает следующим образом. На малых режимах работы двигателя, при малых давлениях топлива в устройстве поршень-золотник 5, преодолевая сопротивление пружины 7, открывает каналы подачи топлива к малой форсунке (Фиг.1), при этом каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке закрыты и распыл топлива происходит только через малую форсунку. Поршень-компенсатор 6 находится в крайнем заднем положении, сжимая пружину 8 под действием давления топлива. При увеличении давления топлива в устройстве поршень-золотник 5 перемещается к задней стенке устройства и открывает канал подачи топлива к высокорасходной форсунке, одновременно закрывая канал подачи топлива к малой форсунке (Фиг.2), при этом поршень-компенсатор 6 перемещается в переднее положение, выталкивая топливо через форсунку за счет силы сжатой пружины 8, тем самым удерживая на некоторое время факел пламени в основной камере сгорания и обеспечивая розжиг факела высокорасходной форсунки. В дальнейшем распыл топлива происходит только через высокорасходную форсунку. При дальнейшем увеличении давления в устройстве поршень-золотник 5 перемещается к задней стенке устройства, в крайнее положение и открывает каналы подачи топлива к малой форсунке, при этом распыл топлива происходит через обе форсунки (Фиг.3). При уменьшении давления в устройстве процесс протекает в обратной последовательности.

Источники информации

1. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей: Учебник для студентов ВУЗов по специальности «Авиационные двигатели и энергетические установки» / С.А.Вьюнов, Ю.И.Гусев, А.В.Карпов и др.; Под общ. ред. Д.В.Хронина. - М.: Машиностроение, 1989. - 368 с.: ил.

2. Патент РФ на изобретение №2171387, кл. F 02 С 7/22, опубл. 27.07.2001,бюл. №21.

1. Способ регулирования подачи топлива в основную камеру сгорания, основанный на раздельной подаче топлива через малую топливную форсунку и высокорасходную форсунку, отличающийся тем, что в устройстве, содержащем внешний корпус, высокорасходную форсунку, выполненную в виде внешнего корпуса малой топливной форсунки и неподвижно закрепленную на ней, поршень-золотник и пружину, установленные между внешними корпусами устройства и высокорасходной форсунки, снабженными каналами подачи топлива, регулирование подачи топлива производят в устройстве, открывая каналы подачи топлива к малой форсунке и закрывая каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке на малых режимах, а при увеличении давления топлива - открывая каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке, одновременно закрывая каналы подачи топлива к малой форсунке, причем при дальнейшем увеличении давления открывают каналы подачи топлива к малой форсунке.

2. Устройство, содержащее малую топливную форсунку, высокорасходную форсунку, выполненную в виде внешнего корпуса малой топливной форсунки, а также каналы подачи топлива к малой форсунке и каналы подачи топлива к высокорасходной форсунке, отличающееся тем, что высокорасходная форсунка выполнена неподвижно закрепленной на малой топливной форсунке, устройство содержит внешний корпус, поршень и пружину, установленные в проточном канале малой топливной форсунки, поршень-золотник и пружину, установленные между внешними корпусами устройства и высокорасходной форсунки и осуществляющие регулирование подачи топлива в основную камеру сгорания газотурбинного двигателя, открывая и закрывая каналы подачи топлива к малой и высокорасходной форсункам при уменьшении или увеличении давления в устройстве, кроме того, крышки каналов высокорасходной и малой топливных форсунок выполнены с возможностью регулирования затяжки пружин.