Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя



Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя
Компоновка систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя

 


Владельцы патента RU 2481482:

СНЕКМА (FR)

Модуль камеры сгорания авиационного двигателя содержит заднюю стенку камеры сгорания, множество многоточечных систем впрыска и множество фиксирующих устройств. На периферии задней стенки камеры сгорания имеется множество сквозных отверстий, отделенных друг от друга. Каждая из множества многоточечных систем впрыска установлена в одном из отверстий на задней стенке камеры сгорания с рабочим зазором, и каждая содержит выступающую часть, выходящую у периферии указанного отверстия. Каждое из множества фиксирующих устройств предназначено для фиксации многоточечной системы впрыска на задней стенке камеры сгорания и имеет выступающую часть, выходящую у периферии отверстия со стороны системы впрыска. Рабочий зазор систем впрыска находится в зоне расположения фиксирующих устройств на задней стенке камеры сгорания. Каждая выступающая часть многоточечных систем впрыска на периферии к отверстию и каждая выступающая часть фиксирующих устройств на периферии к отверстию, со стороны многоточечных систем впрыска, имеют продолговатую форму, образованную прямолинейными секущими. Форма имеет часть, перпендикулярную оси впрыска, где прямолинейные части пересекают кривую вдоль секущей, а не по касательной. Наибольший размер продолговатой формы, образованной прямолинейными секущими, проходит радиально в направлении XX' к задней стенке камеры сгорания. Изобретение позволяет избежать геометрического взаимодействия между последовательно расположенными системами впрыска с сохранением их характеристик. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству систем впрыска на задней стенке камеры сгорания авиационного двигателя, например турбомашины или турбовинтового двигателя.

Предшествующий уровень техники

Камеры сгорания турбомашин на периферии имеют заднюю стенку, где устанавливаются системы впрыска, чтобы обеспечить их равномерное распределение. Системы впрыска, имеющие топливные форсунки, предназначены для подачи топливовоздушной смеси, которая затем воспламеняется, образуя газообразные продукты сгорания.

В настоящее время в системы впрыска подается 10-25% воздуха, проходящего через камеру сгорания. Таким образом, размеры каждой системы впрыска являются небольшими по сравнению с размерами камеры сгорания. Кроме того, системы впрыска равномерно располагаются на периферии задней стенки камеры сгорания так, чтобы две смежные системы впрыска были всегда отделены друг от друга.

Также в настоящее время относительное расширение во время горения между камерой сгорания и окружающим ее корпусом настолько велико, что необходимо сохранять значительный рабочий зазор в месте соединения форсунок с системой впрыска, чтобы компенсировать указанное относительное расширение. Обычно рабочий зазор составляет около 3 мм.

В системах впрыска нового поколения, известных как многосопловые системы впрыска, используется до 70% воздуха, проходящего через камеру сгорания, а значит, размер каждой многосопловой системы впрыска увеличивается по сравнению с размерами существующих систем. Кроме того, подаваемое из множества точек топливо распыляется на периферии многосопловой системы впрыска. Следовательно, чтобы получить эффективное смешивание подаваемого из множества точек топлива с воздухом, нагнетаемым системой впрыска, необходимо обеспечить отсутствие рабочего зазора в той части системы впрыска, которая непосредственно контактирует с форсункой. Другими словами, необходимо переместить указанный зазор в зону, где система впрыска крепится к задней стенке камеры сгорания.

В результате сочетание ограничений, порождаемых увеличением размера систем впрыска, и перемещение рабочего зазора в зону крепления систем впрыска к задней стенке камеры сгорания означает, что каждая зона на задней стенке камеры сгорания, где устанавливаются системы впрыска, должна занимать большее пространство.

Однако диаметр задней стенки камеры сгорания является фиксированным и ограничивается конструкцией. Поэтому в определенных случаях, сохраняя все другие параметры конструкции, можно получить геометрическое взаимодействие между последовательно расположенными зонами систем впрыска.

Существо изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание системы впрыска, которая даст возможность полностью избежать любого геометрического взаимодействия между последовательно расположенными зонами нового поколения систем впрыска с одновременным сохранением их характеристик.

Согласно изобретению, задача решена путем создания модуля камеры сгорания авиационного двигателя, содержащего:

заднюю стенку камеры сгорания, на периферии которой имеется множество сквозных отверстий, отделенных друг от друга,

множество многосопловых систем впрыска, каждая из которых установлена в одном из отверстий в задней стенке камеры сгорания с рабочим зазором, и камера содержит выступающую часть, выходящую у периферии отверстия,

множество фиксирующих устройств, каждое из которых предназначено для крепления многосопловой системы впрыска к задней стенке камеры сгорания и содержит выступающую часть, выходящую у периферии отверстия со стороны системы впрыска,

при этом рабочий зазор систем впрыска находится в зоне крепления системы впрыска к задней стенке камеры сгорания, при этом каждая выступающая часть многосопловых систем впрыска, расположенная на периферии отверстия, и каждая выступающая часть фиксирующих устройств, расположенная на периферии отверстия со стороны систем впрыска, имеют вытянутую форму, образованную прямолинейными секущими линиями и имеющую поперечный разрез к оси впрыска, причем прямолинейные части пересекаются с кривой по секущей, а не по касательной, и наибольший размер вытянутой формы, образованной прямолинейными секущими, проходит в радиальном направлении XX' к задней стенке камеры сгорания.

«Вытянутая форма с прямолинейными секущими линиями» в контексте данного описания настоящего изобретения означает форму, которая имеет поперечное сечение по отношению к оси впрыска, где прямолинейные части пересекаются с кривой по секущей, а не по касательной. Например, такая форма может быть образована одной и той же окружностью, усеченной двумя прямолинейными сегментами, параллельными в радиальном направлении к задней стенке камеры сгорания.

Путем придания части фиксирующих устройств и части систем впрыска, которая выступает на стороне отверстия к впрыску, вытянутой формы, образованной прямолинейными секущими линиями поперек их ширины, возможно исключить геометрическое взаимодействие, возникающее между двумя соседними системами впрыска и соответствующими смежными фиксирующими устройствами с пересекающимися диаметрами.

Преимущественно каждая выступающая часть многосопловых систем впрыска, расположенная на периферии отверстия, и каждая выступающая часть фиксирующих устройств, расположенная на периферии отверстия на стороне многосопловых систем впрыска, имеет внешнюю форму, усеченную по цилиндрической поверхности плоскостью таким образом, что фиксирующие устройства и смежные системы впрыска размещены рядом своими плоскостями, параллельными друг другу.

Разумеется, специалисту в этой области техники ясно, что фиксирующие устройства выполняют соответствующие функции и при этом не оказывается отрицательного воздействия на вентиляцию систем впрыска.

Выполненное описанным образом усечение обеспечивает, что элементы фиксирующих устройств выполняют соответствующие им функции и не оказывается отрицательного воздействия на вентиляцию систем впрыска.

В соответствии с одним из альтернативных вариантов осуществления изобретения каждая выступающая часть многосопловых систем впрыска имеет обод камеры впрыска, который внешне усечен плоскостью.

В соответствии с этим же вариантом осуществления каждая выступающая часть фиксирующих устройств имеет кольцо и обойму, каждая внешняя цилиндрическая форма усечена плоскостью, и между ними установлен с возможностью скольжения усеченный обод камеры впрыска.

В соответствии с первым предпочтительным вариантом воплощения изобретения

каждое отверстие имеет цилиндрическую форму;

каждая часть многосопловой системы впрыска и каждая часть фиксирующих устройств, которые проходят через соответствующие отверстия, имеет внешнюю цилиндрическую форму и внутреннюю цилиндрическую форму, подобную форме соответствующего отверстия, так что радиальный рабочий зазор равен тангенциальному рабочему зазору.

В соответствии со вторым предпочтительным вариантом воплощения изобретения

каждое отверстие имеет вытянутую форму, образованную с касательными секущими линиями, при этом наибольший размер вытянутого сечения, образованного касательными прямыми линиями, проходит в радиальном направлении по отношению к задней стенке камеры сгорания;

каждая часть многосопловых систем впрыска и каждая часть фиксирующих устройств, проходящие через соответствующее отверстие, имеют внешнюю цилиндрическую форму и внутреннюю вытянутую форму, образованную прямыми линиями, подобную форме соответствующего отверстия, так что радиальный рабочий зазор больше тангенциального рабочего зазора.

«Вытянутая форма, образованная касательными прямыми линиями» в контексте описания изобретения означает форму, которая имеет сечение, поперечное по отношению к оси впрыска, где прямолинейные части пересекают кривую по касательной. Например, такая форма может быть образована двумя полуокружностями одинакового диаметра, соединенными вместе двумя прямолинейными сегментами, параллельными в радиальном направлении по отношению к задней стенке камеры сгорания.

В настоящее время известные системы впрыска устанавливаются в фиксирующих устройствах таким образом, что они могут скользить, чтобы компенсировать относительные радиальные перемещения между камерой сгорания и ее корпусом, указанные перемещения возникают вследствие разницы дифференциального расширения между упомянутыми частями. Рабочий зазор, связанный с размером перемещений, формируется в зоне скольжения, находящейся между внешней частью системы впрыска и внутренней частью фиксирующего устройства, проходящего через отверстие.

Согласно современным способам производства отверстия на задней стенке камеры сгорания, элементы систем впрыска и соответствующие фиксирующие устройства всегда выполняются цилиндрической формы. Следовательно, конструктивные рабочие зазоры, необходимые для компенсации радиальных перемещений, будут такими же, как и в тангенциальном направлении. Было установлено, что нет необходимости учитывать тангенциальный рабочий зазор. В соответствии со вторым вариантом изобретения, путем придания отверстию на задней стенке камеры сгорания, фиксирующему устройству и зоне скольжения системы впрыска вытянутой формы, образованной прямолинейными касательными линиями, величина тангенциального рабочего зазора может быть компенсирована используемым для установки систем впрыска пространством.

В случаях самого максимально возможного геометрического взаимодействия тангенциальный рабочий зазор можно свести к нулю. Другими словами, в тангенциальном направлении остается только сборочный зазор между частью системы впрыска, например камерой, и фиксирующей частью в зоне отверстия в стенке камеры сгорания.

В соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, каждое фиксирующее устройство может иметь невыступающую часть, которая проходит на периферию отверстия сбоку от многосопловой системы впрыска и имеет форму, подобную форме отверстия, так чтобы система впрыска могла механически удерживаться в задней стенке камеры сгорания, если сварка и/или пайка, используемая для соединения частей фиксирующего устройства вместе и/или для крепления к задней стенке камеры сгорания, выйдут из строя.

Невыступающая часть, обеспечивающая механическую фиксацию, предпочтительно содержит упруго деформируемое стопорное кольцо, контактирующее с отверстием и располагающееся в канавке, выполненной в обойме.

Обычно для обеспечения указанной выше механической фиксации, также известной как «выйти из строя безопасным образом», применяется система упоров, однако система не может применяться для деталей, форма которых является вытянутой с прямолинейными секущими. В соответствии с изобретением упругое стопорное кольцо имеет форму, которая эффективно реализует функцию «выход из строя безопасным образом» около отверстия.

Каждая часть многосопловых систем впрыска, проходящая через отверстие, может содержать часть камеры впрыска цилиндрической формы.

Камера впрыска может иметь фланец, внешняя форма которого будет вытянутой, образованной касательными и прямыми линиями, и соответствовать внутренней форме части фиксирующего устройства, проходящего через отверстие.

Изобретение также относится к турбомашинам, имеющим камеру сгорания, описанную выше.

Краткое описание чертежей

Достоинства и характеристики изобретения станут более понятны на примерах вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно для иллюстрации, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает общий вид задней стенки камеры сгорания авиационного двигателя, на которой установлены две известные системы впрыска;

фиг. 2 - общий вид задней стенки камеры сгорания авиационного двигателя, где могли бы устанавливаться две смежные многосопловые системы впрыска способом, аналогичным показанному на фиг. 1;

фиг. 3 - общий вид спереди на заднюю стенку камеры сгорания авиационного двигателя, на которой установлены две смежные многосопловые системы впрыска в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3A - разрез по линии A-A на фиг.3, согласно изобретению;

фиг. 3В - разрез по линии B-B на фиг.3А, согласно изобретению;

фиг. 3С - общий вид изображенной на фиг. 3 системы впрыска в разобранном виде, согласно изобретению;

фиг. 4A - продольный разрез в радиальной плоскости задней стенки камеры сгорания, согласно изобретению;

фиг. 4В - продольный разрез в касательной плоскости B-B на фиг. 4А, согласно изобретению;

фиг. 4С - общий вид задней стенки камеры сгорания, части системы впрыска и соответствующего фиксирующего устройства в разобранном виде, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения

На фиг. 1 изображена периферийная зона задней стенки 1 известной камеры сгорания турбомашины.

В указанной зоне рядом друг с другом установлены две системы 2 впрыска, каждая из которых крепится в отверстии 10 в задней стенке 1 камеры сгорания. Установка осуществляется с помощью фиксирующего устройства 3, часть 30 которого имеет цилиндрическую форму, подобную форме отверстия 10, и проходит через указанное отверстие.

Таким образом, в соответствии с известным уровнем техники две смежные системы 2 впрыска находятся друг от друга на определенном расстоянии «e» (определяется как расстояние между выступающими частями 32 фиксирующего устройства 3).

На фиг. 2 показано виртуальное изображение зоны той же, что и на фиг. 1, задней стенки 1 камеры сгорания турбомашины, на которой могли бы быть установлены две системы впрыска нового поколения многосоплового типа, если бы они устанавливались в отверстия 10 таким же образом, что и системы 2 впрыска, показанные на фиг. 1.

Словосочетание «устанавливались тем же самым способом» означает, что многосопловые системы впрыска фиксировались в нужном положении с помощью известных фиксирующих устройств 3, которые имеют те же элементы, установленные таким же образом и в той же последовательности, что и соответствующая система впрыска, чтобы получить те же рабочие и крепежные характеристики и, в частности, тот же рабочий зазор между многосопловой системой впрыска и обычным фиксирующим устройством.

В данном случае каждая система 2 впрыска (фиг. 3А) содержит в качестве единого элемента камеру 20 впрыска. Камера 20 содержит расходящийся изнутри конус 200, предназначенный для выпуска реактивной струи, в виде смеси воздуха и топлива, подаваемого другими элементами системы впрыска. Камера 20 также содержит фланец 201, выходящий за край конуса 200 вниз по потоку впрыска. Камера 20 в виде единого элемента содержит также обод 202 для удерживания камеры так, чтобы она могла скользить в фиксирующем устройстве 3. Камера 20 содержит стопорный элемент 203, расположенный по существу перпендикулярно к фланцу 201 и ободу 202 и соединяющий конус 200 с ободом. В данной конструкции фланец 201, обод 202 и стопорный элемент 203 каждый имеют внешнюю цилиндрическую форму.

Из фиг. 2 совершенно ясно, что невозможно устанавливать многосопловые системы впрыска большего диаметра на заднюю стеку камеры сгорания, имеющей тот же диаметр, что и на фиг. 1, используя те же элементы, что и для систем впрыска 2, и с применением соответствующих фиксирующих устройств 3, расположенных тем же образом. В частности, установка элементов указанным образом повлечет за собой появление зоны I (фиг. 2) геометрического (механического) взаимодействия, что не может быть достигнуто конструкцией.

Поэтому пришли к выводу, что размеры элементов нового поколения систем впрыска следует уменьшать путем уменьшения по меньшей мере размеров систем 2 впрыска и соответствующих фиксирующих устройств 3, выступающих за отверстие со стороны вверх по потоку впрыска (т.е. на фронтальную сторону задней стенки 10 камеры сгорания на фиг. 1).

В соответствии с настоящим изобретением каждая выступающая часть 202 систем впрыска на периферии отверстия и каждая выступающая часть 31, 32 фиксирующего устройства на периферии отверстия со стороны систем 2а впрыска имеет удлиненную форму, образованную прямыми секущими линиями, при этом наибольший размер удлиненной формы, образованный секущими, проходящими в радиальном направлении XX' по отношению к задней стенке 1 камеры сгорания. Другими словами, в двух представленных вариантах осуществления изобретения, с одной стороны, камера 20 впрыска каждой системы впрыска имеет обод 202 цилиндрической формы, усеченный на внешней поверхности плоскостью 2020, и, с другой стороны, кольцо 31 и обойма 32 фиксирующих устройств 3 имеют внешнюю цилиндрическую форму, усеченную плоскостью 310, 320, а между указанными плоскостями размещен усеченный обод 202 камеры так, что он может скользить. Плоскости 2020, 310 и 320 в положении фиксации пригнаны друг к другу.

Следовательно, для конфигураций, в которых геометрическое взаимодействие достаточно велико, первое решение касается усечения цилиндрической формы части 31, 32 фиксирующих устройств плоскостью 310, 320 и усечения цилиндрической формы части 20 системы впрыска плоскостью 2020, причем последняя находится между двумя указанными плоскостями 310, 320. Тогда при установке две смежные внешние плоскости 320 фиксирующих устройств (фиг. 3) располагаются параллельно друг другу. Предпочтительно, чтобы минимальный зазор E между двумя параллельными смежными плоскостями 320 составлял по меньшей мере 0,5 мм.

В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения (фиг. 3A, 3B, 3C) прежде всего необходимо выполнить отверстия 10 цилиндрической формы на расстоянии друг от друга. Каждый элемент 200 со сквозным отверстием камер 2 впрыска и каждый элемент 30 фиксирующих устройств, проходящий через соответствующее отверстие 10, имеет внешне цилиндрическую форму, которая подобна форме соответствующего отверстия, то есть радиальный рабочий зазор равен тангенциальному рабочему зазору. Таким образом, радиальный рабочий зазор jr между частью 203 камеры 20 впрыска и частью 30, проходящей через фиксирующее устройство 3, его охватывающее, равен тангенциальному рабочему зазору jt между теми же частями 203, 30 (фиг. 3A, 3B).

Ясно, что указанное усечение должно выполняться точно, чтобы, с одной стороны, фиксирующее устройство 3 сохраняло свои функции и свойства и, с другой стороны, системы 2 впрыска сохраняли свои характеристики впрыскивания. В частности, не должно быть никакого негативного влияния на вентиляцию систем 2 впрыска.

Кроме того, дефлекторы 34 не являются цилиндрическими, они также усечены таким образом, чтобы закрыть всю поверхность задней стенки камеры сгорания без взаимодействия двух смежных дефлекторов.

Для конфигураций, в которых геометрическое взаимодействие еще больше, предлагается дополнительное второе решение, заключающееся в том, что каждое отверстие 10 имеет вытянутую форму, сформированную касательными прямыми линиями, при этом наибольший размер поперечного сечения вытянутого отверстия, сформированного касательными прямыми линиями, проходит в радиальном направлении XX' по отношению к задней стенке 1 камеры сгорания. Данный вариант также предполагает выполнение каждой части 200 камеры 20 впрыска и частей 30 фиксирующих устройств, проходящих через соответствующие отверстия 10, соответствующей вытянутой внешней формы, образованной прямолинейными касательными линиями, и вытянутой внутренней формой, образованной прямолинейными касательными линиями и подобной форме соответствующего отверстия, так что радиальный рабочий зазор больше тангенциального рабочего зазора.

Как показано на фиг. 4A, 4B, 4C, каждая вытянутая форма, образованная прямолинейными касательными линиями, состоит из двух полуокружностей одинакового диаметра, соединенных вместе двумя прямыми линиями, параллельными радиальному направлению XX' по отношению к задней стенке 1 камеры сгорания.

В частности, на фиг. 4С справа налево показаны:

отверстие 10, выполненное в задней стенке камеры сгорания и имеющее форму, состоящую из двух полуокружностей 100 одинакового диаметра, соединенных двумя параллельными прямолинейными сегментами 101;

часть 30 фиксирующего устройства, проходящая через отверстие 10 и содержащая дефлектор 34, имеющий внутреннюю форму, состоящую из двух полуокружностей 300 одинакового диаметра, соединенных двумя параллельными прямолинейными сегментами 301;

пружинное стопорное кольцо 33, функция которого будет описана ниже, имеющее внутреннюю и внешнюю форму, состоящую из двух полуокружностей 330 одинакового диаметра, соединенных вместе двумя параллельными прямолинейными сегментами 331;

фиксирующая обойма 32, содержащая канавку 321, состоящую из двух полуокружностей 3210, соединенных вместе двумя параллельными прямолинейными сегментами 3211;

часть 203 цилиндрической формы камеры впрыска, проходящую через отверстие 10 и размещенную в части 300, 301 фиксирующего устройства.

Таким образом, радиальный рабочий зазор jr между частью 203 системы 2 впрыска и охватывающей частью 30, 300, 301 фиксирующего устройства 3 (фиг. 4A) больше тангенциального рабочего зазора между теми же частями 30 и 203 (фиг. 4B). Как показано на фиг. 4B, тангенциальный рабочий зазор равен нулю, то есть он уменьшен до простого сборочного зазора между частью 203 и внутренней частью 30, 300, 301, которая проходит через отверстие 10. В варианте осуществления изобретения на фиг. 4C фланец 201 состоит из двух полуокружностей 2010, соединенных вместе двумя взаимно параллельными прямолинейными сегментами 2011.

Обычно для безопасности используется система упоров, которая обеспечивает выход из строя безопасным образом, т.е. гарантирует, что система 2 впрыска механически удерживается на задней стенке 1 камеры сгорания, для чего применяется сварка и/или пайка, обеспечивающая фиксацию частей 30, 32 фиксирующего устройства 3 вместе и/или к задней стенке 1 камеры сгорания. Однако в соответствии с дополнительным вторым вариантом воплощения настоящего изобретения указанная система упоров не используется, поскольку она применима только к частям цилиндрической формы. Согласно изобретению используется механический элемент фиксации в виде упругого деформируемого стопорного кольца 33, устанавливаемого в канавке 321 обоймы 32.

Следует заметить, что для обеспечения функции безопасного выхода из строя, как показано на фиг. 3A, 3B, 3C, т.е. согласно первому варианту, также возможно использование стопорного кольца 33 цилиндрической формы.

В вариантах настоящего изобретения (фиг. 3, 3A, 3B, 4, 4A, 4B) часть 30 фиксирующего устройства, проходящая через отверстие, является единым элементом, который выступает со стороны отверстия 10 вниз по потоку от впрыска. Поэтому указанный элемент преимущественно работает как дефлектор 34, защищающий часть задней стенки 1 камеры сгорания вокруг систем 2 впрыска.

Описанное изобретение дает ряд преимуществ, в том числе:

исключается какой-либо риск геометрического взаимодействия между системами впрыска;

оптимизируется сложная геометрия систем впрыска и/или соответствующих фиксирующих устройств, связанных с необходимостью и ограничениями, накладываемыми нехваткой указанного пространства;

устанавливается хорошее соотношение между затратами на модификацию систем впрыска и/или соответствующих фиксирующих устройств и достигаемой функциональностью.

1. Модуль камеры сгорания авиационного двигателя, содержащий:
заднюю стенку (1) камеры сгорания, на периферии которой имеется множество сквозных отверстий (10), отделенных друг от друга;
множество многоточечных систем (2) впрыска, каждая из которых установлена в одном из отверстий (10) на задней стенке камеры сгорания с рабочим зазором и каждая содержит выступающую часть (202), выходящую у периферии указанного отверстия;
множество фиксирующих устройств (3), каждое из которых предназначено для фиксации многоточечной системы (2) впрыска на задней стенке (1) камеры сгорания и имеет выступающую часть (31, 32), выходящую у периферии отверстия со стороны системы впрыска;
при этом рабочий зазор систем впрыска находится в зоне расположения фиксирующих устройств (3) на задней стенке камеры сгорания, и при этом каждая выступающая часть (202) многоточечных систем впрыска на периферии к отверстию и каждая выступающая часть (31, 32) фиксирующих устройств на периферии к отверстию, со стороны многоточечных систем впрыска, имеют продолговатую форму, образованную прямолинейными секущими, причем форма имеет часть, перпендикулярную оси впрыска, где прямолинейные части пересекают кривую вдоль секущей, а не по касательной, при этом наибольший размер продолговатой формы, образованной прямолинейными секущими, проходит радиально в направлении XX' к задней стенке (1) камеры сгорания.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что каждая выступающая часть (202) многоточечных систем впрыска на периферии отверстия и каждая выступающая часть (31, 32) фиксирующих устройств на периферии отверстия со стороны многоточечных систем впрыска имеют внешнюю форму, которая усечена по цилиндрической поверхности плоскостью (2020; 310, 320), так что фиксирующие устройства (3) и смежные системы (2) впрыска располагаются рядом бок о бок своими плоскостями (2020; 310, 320), параллельными друг другу.

3. Модуль по п.2, отличающийся тем, что каждая выступающая часть многоточечных систем впрыска имеет обод 202 камеры впрыска, усеченный снаружи плоскостью (2020).

4. Модуль по п.3, отличающийся тем, что каждая выступающая часть устройства фиксации содержит кольцо (31) и обойму (32), при этом внешняя цилиндрическая поверхность каждой части усечена плоскостью (310, 320), а между ними размещен с возможностью скольжения усеченный обод (2) камеры впрыска.

5. Модуль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что:
каждое отверстие (10) имеет цилиндрическую форму;
каждая часть (200) многоточечных систем впрыска и каждая часть (30) фиксирующих устройств, которые проходят через соответствующее отверстие (10), имеют внешнюю цилиндрическую форму, которая подобна форме соответствующего отверстия, так что радиальный рабочий зазор равен тангенциальному рабочему зазору.

6. Модуль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что:
каждое отверстие (10) имеет удлиненную форму, образованную прямолинейными касательными линиями, при этом наибольший размер вытянутой формы, образованной прямолинейными касательными, проходит в радиальном направлении XX по отношению к задней стенке (1) камеры сгорания;
каждая часть (200) систем впрыска и каждая часть (30) фиксирующих устройств, проходящие через соответствующее отверстие (10), имеют внешнюю цилиндрическую форму и удлиненную внутреннюю форму, образованную прямолинейными касательными линиями, подобный по форме соответствующему отверстию, так что радиальный рабочий зазор больше тангенциального рабочего зазора.

7. Модуль по п.6, отличающийся тем, что тангенциальный рабочий зазор равен нулю.

8. Модуль по п.7, отличающийся тем, что каждое фиксирующее устройство имеет невыступающую часть (321, 34), которая проходит у периферии отверстия со стороны многоточечной системы впрыска и имеет форму, подобную форме отверстия, так что система впрыска может механически удерживаться на задней стенке камеры сгорания, если сварка и/или пайка, соединяющая элементы фиксирующего устройства вместе и/или фиксирующая их на задней стенке камеры сгорания, выйдет из строя.

9. Модуль по п.8, отличающийся тем, что невыступающая часть, обеспечивающая механическое удерживание, содержит упругое деформируемое стопорное кольцо (33), контактирующее с отверстием и размещенное в канавке (321), выполненной в обойме (32).

10. Модуль по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что каждая часть (200) многоточечных систем впрыска, проходящая через отверстие, содержит элемент (203) камеры (20) впрыска, имеющий внешнюю цилиндрическую форму.

11. Модуль по п.10, отличающийся тем, что камера (20) содержит также фланец (201), имеющий внешнюю удлиненную форму, образованную прямолинейными касательными, подобную внутренней форме части (30) фиксирующих устройств, проходящих через отверстие.

12. Турбомашина, содержащая модуль камеры сгорания по любому из пп.1-11.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству управления тепловыми выбросами летательного аппарата, содержащему планер (110) и силовую установку (112). .

Изобретение относится к нанесению покрытия на топливопроводящую деталь турбины, например на деталь газовой турбины. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в газотурбинных установках (ГТУ) и двигателях (ГТД) с камерами сгорания различной формы, работающих на жидком или газообразном топливе.

Изобретение относится к области газотурбинных двигателей и касается устройства для впрыска топливовоздушной смеси в камеру сгорания газотурбинного двигателя. .

Камера сгорания ГТД содержит корпус, жаровую трубу, имеющую внешнюю и внутреннюю стенки и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и основной топливный коллектор, соединенный с плитой, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями, внешний и внутренний корпусы, внешний и внутренний кожуха, установленные с зазором относительно внешнего и внутреннего корпусов. Число форсуночных модулей выполнено кратным четырем. Форсуночные модули установлены в два ряда: внешний и внутренний. Дополнительно выполнено два топливных коллектора внешний и внутренний. Полость внешнего коллектора соединена топливными каналами с каждым форсуночным модулем через один внешнего ряда форсуночных модулей. Полость внутреннего коллектора соединена с каждым форсуночным модулем через один внутреннего ряда. Основной топливный коллектор соединен с остальными форсуночными модулями обеих рядов. Между плитой и внешней и внутренней стенками жаровой трубы установлены соответственно внешнее и внутреннее средства для подачи и закрутки охлаждающего воздуха с возможностью подачи воздуха под острым углом к оси жаровой трубы, содержащие установленные под углом к оси камеры сгорания лопатки. На стенках жаровой трубы но окружности установлены «карманы», выполненные в форме пустотелых обтекаемых профилей, направленных в сторону оси жаровой трубы. Во внешнем и внутреннем кожухах в задней по потоку части выполнены отверстия. Изобретение направлено на увеличение полноты сгорания топлива и снижение эмиссии вредных веществ на всех режимах и обеспечение равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания по окружности на всех режимах, оси форсуночного модуля. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 15 ил.

Камера сгорания ГТД содержит корпус, жаровую трубу, имеющую внешнюю и внутреннюю стенки, и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и основной топливный коллектор, соединенный с плитой, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями, внешней и внутренний корпусы. Число форсуночных модулей выполнено кратным четырем. Форсуночные модули установлены в два ряда: внешний и внутренний. Дополнительно выполнены два топливных коллектора внешний и внутренний. Полость внешнего коллектора соединена топливными каналами с каждым форсуночным модулем через один внешнего ряда форсуночных модулей. Полость внутреннего коллектора соединена с каждым форсуночным модулем через один внутреннего ряда. Основной топливный коллектор соединен с остальными форсуночными модулями обеих рядов. Между плитой и внешней и внутренней стенками жаровой трубы установлены соответственно внешнее и внутреннее средства для подачи и закрутки охлаждающего воздуха с возможностью подачи воздуха под острым углом к оси жаровой трубы, соединяющей середину плиты и середину выходного сечения жаровой трубы. Изобретение направлено на увеличение полноты сгорания топлива и снижение эмиссии вредных веществ на всех режимах и обеспечение равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания по окружности на всех режимах. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Камера сгорания ГТД, содержащая корпус, жаровую трубу, имеющую внешнюю и внутреннюю стенки и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и основной топливный коллектор, соединенный с плитой, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями, внешней и внутренний корпусы. Число форсуночных модулей выполнено кратным четырем. Форсуночные модули установлены в два ряда: внешний и внутренний. Дополнительно выполнено два топливных коллектора внешний и внутренний. Полость внешнего коллектора соединена топливными каналами с каждым форсуночным модулем через один внешнего ряда форсуночных модулей. Полость внутреннего коллектора соединена с каждым форсуночным модулем через один внутреннего ряда. Основной топливный коллектор соединен с остальными форсуночными модулями обеих рядов. Между плитой и внешней и внутренней стенками жаровой трубы установлены соответственно внешнее и внутреннее средства для подачи и закрутки охлаждающего воздуха с возможностью подачи воздуха под острым углом к оси жаровой трубы, соединяющей середину плиты и середину выходного сечения жаровой трубы. Изобретение направлено на увеличение полноты сгорания топлива и снижение эмиссии вредных веществ на всех режимах и обеспечение равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания по окружности на всех режимах. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Камера сгорания ГТД содержит корпус, жаровую трубу, имеющую внешнюю и внутреннюю стенки и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и основной топливный коллектор, соединенный с плитой, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями, внешней и внутренний корпусы. Число форсуночных модулей выполнено кратным четырем. Форсуночные модули установлены в два ряда: внешний и внутренний. Дополнительно выполнено два топливных коллектора внешний и внутренний. Полость внешнего коллектора соединена топливными каналами с каждым форсуночным модулем чрез один внешнего ряда форсуночных модулей. Полость внутреннего коллектора соединена с каждым форсуночным модулем через один внутреннего ряда. Основной топливный коллектор соединен с остальными форсуночными модулями обеих рядов. Между плитой и внешней и внутренней стенками жаровой трубы установлены соответственно внешнее и внутреннее средства для подачи и закрутки охлаждающего воздуха с возможностью подачи воздуха под острым углом к оси жаровой трубы, содержащие установленные под углом к оси камеры сгорания лопатки. На стенках жаровой трубы по окружности установлены «карманы», выполненные в форме пустотелых обтекаемых профилей, направленных в сторону оси жаровой трубы. Изобретение направлено на увеличение полноты сгорания топлива и снижение эмиссии вредных веществ на всех режимах и обеспечение равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания по окружности на всех режимах. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

(57) Система подачи топлива в газотурбинный двигатель с форсажной камерой сгорания содержит параллельно установленные в магистрали топливоподающие насос высокого давления с электроприводом и двухступенчатый центробежный насос высокого давления с механическим приводом и отбором топлива за каждой ступенью. Система содержит также двухпозиционное устройство подключения насосов к основной и форсажной камерам сгорания через дозаторы. Электропривод насоса высокого давления, двухпозиционное устройства подключения и дозаторы связаны с системой управления. Система управления выполнена с возможностью управления подачей по суммарному расходу топлива в двигатель и перевода устройства подключения, при величине суммарного расхода менее заданного, в позицию подсоединения выхода насоса высокого давления с электроприводом к дозаторам основной и форсажной камер сгорания, или, при величине суммарного расхода более заданного, в позицию открытия входа в двухступенчатый центробежный насос высокого давления и подсоединения выхода за первой его ступенью к дозатору подачи топлива в форсажную камеру, а выхода за второй ступенью - к дозатору основной камеры сгорания. Насос высокого давления с электроприводом снабжен электродвигателем, с возможностью регулирования топливоподачи по силе тока в обмотках электродвигателя для поддержания перепада давления на насосе. Технический результат - снижение потребляемой насосами мощности, уменьшение подогрева топлива в насосах, оптимизация массы топливной системы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Форсуночный блок камеры сгорания ГТД содержит плиту кольцевой формы с установленными на ней в несколько рядов форсуночными модулями, содержащими топливные и воздушные каналы, и топливный коллектор, соединенный с плитой, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями. Установлено более трех концентричных рядов форсуночных модулей, которые установлены установочными выступами в несквозные отверстия, выполненные в плите. Плита выполнена выпуклой формы в сторону воздушного потока. Изобретение направлено на увеличение полноты сгорания топлива, снижение эмиссии вредных веществ на всех режимах и обеспечение равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания по окружности на всех режимах. 3 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к энергетическому, химическому и транспортному машиностроению и может быть использовано в камерах сгорания газотурбинных установок. Предложен способ сжигания топлива, заключающийся в предварительном разделении потока воздуха на коаксиальные кольцевые струи, закрутке соседних смежных струй в противоположных направлениях, причем ближайшие одна к другой части соседних закрученных в противоположном направлении струй подают в радиальном направлении навстречу одна другой с образованием турбулентного сдвигового слоя, при этом подачу топлива осуществляют в этот слой для последующего воспламенения образовавшейся топливовоздушной смеси. Одну часть топлива предварительно, непосредственно после разделения потока воздуха на коаксиальные кольцевые струи, подают в образовавшиеся вращающиеся коаксиальные кольцевые струи тангенциально, противоположно направлению вращения коаксиальной кольцевой струи воздуха предпочтительно в сторону, противоположную ее осевому движению. Оставшуюся часть подают в образованный турбулентный сдвиговой слой, по направлению к зоне горения предпочтительно в виде полой кольцевой струи, образованной из нескольких сплошных одиночных струй топлива. Тангенциально подают 40-50% общего расхода топлива, а оставшуюся часть расхода топлива подают в образованный турбулентный сдвиговый слой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Форсуночный блок камеры сгорания ГТД содержит плиту кольцевой формы с установленными на ней в несколько рядов форсуночными модулями и основной топливный коллектор, соединенный с плитой, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями. Форсуночные модули установлены установочными выступами в несквозные отверстия, выполненные в плите и имеющие камеры смешения в форме усеченного конуса. Все форсуночные модули имеют центральный топливный канал. Завихрители воздуха выполнены между корпусом и центральным телом в виде наклонно установленных лопастей. Центральный топливный канал выполнен несквозным и в него выведены тангенциальные отверстия. Форсуночные модули в рядах установлены на плите в шахматном порядке. Изобретение направлено на увеличение полноты сгорания топлива на всех режимах, снижение эмиссии вредных веществ и обеспечение равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания. 5 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к способам подачи топлива в газотурбинный двигатель (ГТД), а также к топливным системам ГТД. Способ подачи топлива в газотурбинный двигатель при запуске после длительного пребывания при низких температурах заключается в подогреве топлива перед подачей его в топливный фильтр, причем перед подогревом отделяют от топлива льдообразования, которые подогревают до таяния, после чего воду, полученную при таянии льдообразований, соединяют с подогретым топливом. Упомянутую воду дополнительно подогревают до температуры не ниже температуры подогретого топлива, предпочтительно до температуры, близкой к температуре кипения, подогрев льдообразований и воды осуществляют отбираемым от компрессора газотурбинного двигателя воздухом. Технический результат изобретения - повышение надежности взлета самолета после его длительного нахождения при низких температурах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх