Камера сгорания для авиационного газотурбинного двигателя с отверстиями разной конфигурации

Авторы патента:

КОММАРЕ Патрис (FR)

НОЭЛЬ Тома (FR)

F23R3/06 - расположение отверстий вдоль жаровой трубы

Владельцы патента RU 2539949:

СНЕКМА (FR)

Камера сгорания авиационного газотурбинного двигателя выполнена кольцевой относительно продольной оси А, определена внешней боковой стенкой, внутренней боковой стенкой и торцевой стенкой кольцевой камеры, соединяющей один конец внешней боковой стенки с одним концом внутренней боковой стенки. Внешняя боковая стенка содержит распределенные по ее окружности свечи зажигания, первичные отверстия и отверстия разбавления, расположенные ниже по потоку от первичных отверстий в направлении продольной оси А. Первичные отверстия, расположенные в каждой из примыкающих зон, примыкающих к одной из свечей зажигания расположены дальше ниже по потоку, чем первичные отверстия, расположенные вне этих зон. Изобретение направлено на создание камеры сгорания, допускающей повторное зажигание на большой высоте. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к области камер сгорания для авиационных газотурбинных двигателей. Более конкретно, настоящее изобретение относится к камере сгорания для авиационного газотурбинного двигателя, при этом камера сгорания выполнена кольцевой относительно продольной оси А, определена внешней боковой стенкой, внутренней боковой стенкой и торцевой стенкой кольцевой камеры, соединяющей один конец внешней боковой стенки с одним концом внутренней кольцевой стенки, при этом внешняя стенка содержит распределенные по ее окружности свечи зажигания, первичные отверстия и отверстия разбавления, расположенные ниже по потоку от первичных отверстий в направлении продольной оси А.

В нижеследующем описании термин "ниже по потоку" и "выше по потоку" определены относительно нормального направления потока воздуха через камеру сгорания. Термины "внутренний" и "внешний" относятся в области внутри камеры сгорания и к области снаружи от камеры сгорания соответственно.

На фиг. 1 представлено продольное сечение сектора камеры 10 сгорания авиационного газотурбинного двигателя. Камера 10 сгорания является кольцевой относительно продольной оси А. Она определена внешней боковой стенкой 12, которая является по существу цилиндрической относительно оси А, внутренней боковой стенкой 14, которая является по существу цилиндрической относительно оси А, и ее средний диаметр меньше, чем средний диаметр внешней боковой стенки 12, и торцевой стенкой 13 кольцевой камеры, которая соединяет один конец внешней боковой стенки 12 с расположенным напротив концом внутренней боковой стенки 14 так, чтобы закрыть расположенный выше по потоку конец камеры 10 сгорания. Таким образом, средняя поверхность, проходящая через камеру 10 сгорания от торцевой стенки 13 до нижнего по потоку конца 15, является конусом, расположенным вокруг продольной оси А. Линия пересечения между этим конусом и плоскостью, в которой лежит продольная ось А, на фиг. 1 показана позицией С.

Торцевая стенка 13 камеры имеет множество систем 33 впрыска топлива, которые нагнетают топливо в камеру 10 сгорания. Системы 33 впрыска распределены вокруг продольной оси А.

Воздух проникает в камеру сгорания через торцевую стенку 13 камеры, через первичные отверстия 100, через отверстия 200 разбавления и через охлаждающие отверстия (не показаны), все из которых выполнены во внешней боковой стенке 12, а также через первичные отверстия 110, отверстия 210 разбавления и охлаждающие отверстия (не показаны), все из которых выполнены во внутренней боковой стенке 14.

Свечи 36 зажигания (показанные на фиг. 4) расположены по существу на одном уровне с первичными отверстиями 100 и равномерно распределены по внешней боковой стенке 12 вокруг продольной оси А.

В конфигурации, показанной на фиг. 1, камера 10 сгорания имеет две свечи 36 зажигания (см. фиг. 4), которые, таким образом, расположены диаметрально противоположно друг другу относительно оси А.

Такая камера сгорания предназначена для работы на разных высотах. Существующие стандарты требуют, чтобы камера сгорания подходила для работы на все более увеличивающихся высотах. В частности, в случае срыва горения, камера сгорания должна быть рассчитана на повторное зажигание на максимально возможной высоте, именуемой "потолок повторного зажигания".

Испытания на повторное зажигание камеры сгорания на большой высоте показали, что для увеличения потолка повторного зажигания и, следовательно, способности камеры сгорания к повторному зажиганию на большей высоте, необходимо:

- либо уменьшить процентное отношение воздуха, который подается в камеру сгорания через первичные отверстия (относительно общего количества воздуха, проходящего через камеру сгорания);

- либо увеличить объем V_ZP первичной зоны так, чтобы воздух распределялся постоянным образом в камере сгорания (т.е., распределение воздуха между различными воздушными впускными отверстиями в камере сгорания было постоянным). Первичная зона определяется как область камеры сгорания, которая проходит между торцевой стенкой камеры и плоскостью, в которой находятся первичные отверстия.

Оба эти решения имеют недостатки, заключающиеся в повышении уровня дыма и оксидов азота, выбрасываемых камерой сгорания.

В известных камерах сгорания достижение более высокого потолка повторного зажигания, таким образом, влечет риск невыполнения стандартов по загрязнению окружающей среды, в частности, поскольку эти стандарты становятся все более жесткими.

Настоящее изобретение направлено на создание камеры сгорания, которая допускает повторное зажигание на большой высоте (высокий потолок повторного зажигания), в то же время выполняя действующие стандарты.

Эта цель достигается за счет того, что первичные отверстия, расположенные в каждой из примыкающих зон, примыкающих к свечам зажигания, имеют конфигурацию, отличающуюся от конфигурации первичных отверстий, расположенных вне этих зон, так что подача воздуха в примыкающие зоны отличается от подачи воздуха вне этих зон.

Благодаря такой конструкции сохраняется высокий потолок повторного зажигания и этот потолок возможно даже поднять при одновременном управлении образованием дыма и оксидов азота, что позволяет выполнять требования стандартов на загрязнение окружающей среды.

В первом варианте настоящего изобретения первичные отверстия, расположенные в каждой из примыкающих зон, примыкающих к одной из свечей зажигания, расположены дальше ниже по потоку, чем первичные отверстия, расположенные вне этих зон.

Во втором варианте изобретения отношение R₁ расхода воздуха, проходящего через первичные отверстия к расходу воздуха, проходящего через отверстия разбавления в зоне, примыкающей к одной из свечей зажигания, меньше, чем отношение R₂ расхода воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия к расходу воздуха, проходящего через отверстия разбавления за пределами этих зон.

Изобретение будет лучше понято, и его преимущества будут более очевидны при чтении подробного описания варианта настоящего изобретения, приведенного как не ограничивающий пример. В описании даются ссылки на приложенные чертежи, где:

Фиг. 1 - продольное сечение сектора камеры;

Фиг. 2 - вид в перспективе части внешней боковой стенки камеры сгорания по первому варианту изобретения;

Фиг. 3 - вид в перспективе части внешней боковой стенки камеры сгорания по второму варианту изобретения;

Фиг. 4 - вид в перспективе части внешней боковой стенки камеры сгорания согласно предшествующему уровню техники.

На фиг. 4 представлен вид в перспективе части внешней боковой стенки 12 камеры 10 сгорания предшествующего уровня техники, описанного выше. На чертеже видны первичные отверстия 100 и отверстия 200 разбавления, а также одна из двух свечей 36 зажигания.

Для каждой свечи 36 зажигания определена примыкающая зона 60, которая является зоной, имеющей первичные отверстия 100 и вторичные отверстия 200, ближайшие к свече 36 зажигания. Свеча 36 зажигания, таким образом, расположена в середине примыкающей зоны 60. В примере, показанном на фиг. 2 и 3, примыкающая зона 60 имеет два первичных отверстия 100, и четыре отверстия 200 разбавления (три отверстия разбавления плюс, на каждой из двух границ примыкающей зоны, половина отверстия разбавления по обе стороны этой границы). Отверстия, расположенные дальше от свечи 36 зажигания, находятся вне примыкающей зоны 60. Эта ситуация аналогична и на другой свече 36 зажигания.

Альтернативно, примыкающая зона 60 относительно свечи 36 зажигания может содержать только два первичных отверстия 100 (по одному отверстию с каждой стороны от свечи 36 зажигания) и два отверстия 200 разбавления (по одному отверстию с каждой стороны от свечи 36 зажигания).

Первичные отверстия 100 расположены по окружности, расположенной на продольной оси А в плоскости, перпендикулярной этой оси. Отверстия 200 разбавления расположены по другой окружности, в плоскости, параллельной плоскости, содержащей окружность первичных отверстий 100, ниже по потоку от первичных отверстий 100 в направлении продольной оси А.

Неожиданно изобретатели обнаружили, что изменяя характеристики первичных отверстий 100 так, чтобы первичные отверстия 100, расположенные в примыкающей зоне 60, отличались от первичных отверстий 100, которые лежат вне примыкающей зоны 60, можно сохранить или увеличить потолок повторного зажигания, соответствуя при этом требованиям действующих стандартов на загрязнение окружающей среды.

Так, изобретатели модифицировали конфигурацию первичных отверстий 100, так, чтобы первичные отверстия 100, находящиеся в примыкающей зоне 60, отличались от первичных отверстий 100, находящихся вне примыкающей зоны 60. Термин "конфигурация первичных отверстий" означает, например, положения первичных отверстий 100, и/или форму, и/или размеры первичных отверстий 100.

За счет разной конфигурации первичных отверстий 100, расположенных в примыкающей зоне 60 по сравнению с конфигурацией первичных отверстий 100, которые лежат вне примыкающих зон 60 подача воздуха в примыкающие зоны 60 отличается от подачи воздуха вне примыкающих зон 60.

В первом варианте изобретения первичные отверстия 100, которые лежат в примыкающих зонах 60, расположены дальше ниже по потоку, чем первичные отверстия 100, расположенные вне примыкающих зон 60. Эта ситуация показана на фиг. 2. Первичные отверстия 100, которые находятся в примыкающих зонах 60, расположены на окружности с центром на продольной оси А, находящейся в первой плоскости Р1, перпендикулярной этой оси. Первичные отверстия 100, которые находятся вне примыкающих зон 60, расположены на окружности во второй плоскости Р2, параллельной первой плоскости и расположенной выше по потоку от первой плоскости Р1.

Например, как показано на фиг. 2, расстояние между первой плоскостью Р1 и второй плоскостью Р2 равно диаметру первичного отверстия 100 (плоскости Р1 и Р2 параллельны и, следовательно, расстояние между двумя плоскостями условно определяется как длина отрезка, проходящего от одной из плоскостей до другой плоскости перпендикулярно этой плоскости). Расстояние между первой плоскостью Р1 и второй плоскостью Р2 также может быть больше наибольшего размера первичного отверстия 100.

Альтернативно, расстояние между первой плоскостью Р1 и второй плоскостью Р2 может быть меньше, чем наибольший размер первичного отверстия 100.

Таким образом, увеличивается объем первичной зоны, находящейся выше по потоку от первичных отверстий 100, расположенных в примыкающей зоне 60. Это позволяет увеличить потолок повторного зажигания, сохраняя уровни дыма и оксидов азота, выбрасываемых из камеры сгорания. Можно, наоборот, сохранить значение объема первичной зоны в примыкающей зоне 60, т.е., сохранить положения первичных отверстий 100 рядом со свечами 36 зажигания (плоскость Р1), как показано на фиг. 4 для предшествующего уровня техники, сдвинув выше по потоку первичные отверстия 100, расположенные вне примыкающих зон 60 (плоскость Р2). Это уменьшает уровни дыма и оксидов азота, выбрасываемых камерой сгорания, сохраняя потолок повторного зажигания. Так, испытания, проведенные изобретателями, показали, что когда объем первичной зоны за пределами примыкающих зон 60 изменяется с 2,77 литра до 2,2 литра, достигается уменьшение уровня дымности на 3 ЧД (ЧД - число дымности, единица измерения количества дыма). Вне зон 60, примыкающих к свечам 36 зажигания также получено 3% увеличение запаса относительно известного стандарта на выбросы оксидов азота Международной организации гражданской авиации (ICAO).

Как показано на фиг. 2, и в сравнении с фиг. 4, смещение выше по потоку первичных отверстий 100, расположенных вне примыкающих зон 60 по сравнению с первичными отверстиями 100, расположенными в примыкающих зонах 60, сопровождается идентичным смещением отверстий 200 разбавления, т.е., расстояние между первичным отверстием 100 и отверстием 200 разбавления, расположенным непосредственно ниже по потоку от первичного отверстия 100 в направлении оси А, остается по существу постоянным на всей окружности камеры 10 сгорания. Для каждой примыкающей зоны 60 отверстия 200 разбавления, расположенные каждое по обе стороны двух границ примыкающей зоны, смещены на половину расстояния смещения других отверстия 200 разбавления.

Альтернативно, отверстия 200 разбавления не требуют смещения между примыкающими зонами 60 и участками внешней боковой стенки 12 вне примыкающих зон 60, т.е., все отверстия 200 разбавления могут быть расположены на одной окружности относительно оси А.

Внутренняя боковая стенка 14 камеры 10 сгорания может содержать первичные отверстия 110 и отверстия 210 разбавления.

Преимущественно, эти первичные отверстия 110 находятся по существу на таком же расстоянии относительно торцевой стенки 13 камеры, что и первичные отверстия 100 во внешней боковой стенке 12, расположенные в каждой из примыкающих зон 60, примыкающих к одной из свечей 36 зажигания.

Таким образом, первичные отверстия 110 во внутренней боковой стенке 14 расположены по существу в совпадении с первичными отверстиями 100 во внешней боковой стенке 12 в направлениях, перпендикулярных боковым стенкам.

Такая конструкция позволяет определить объем первичной зоны более точно с точки зрения аэродинамики.

Отверстия 210 разбавления также могут быть расположены по существу в совпадении с отверстиями 200 разбавления во внешней боковой стенке 12, находящимися в каждой из примыкающих зон 60, примыкающих к свечам 36 зажигания.

Во втором варианте настоящего изобретения отношение R₁ расхода ρ_Р1 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100, расположенные в примыкающих зонах 60, к расходу ρ_D1 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, расположенные в примыкающих зонах 60, меньше, чем отношение R₂ расхода ρ_P2 воздуха, проходящего через первичные отверстия 100 к расходу ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, расположенные вне примыкающих зон 60. Такая ситуация показана на фиг. 3.

Вне примыкающих зон 60 расход ρ_Р2 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100, увеличен по сравнению с расходом ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления. Это позволяет удовлетворять требованиям стандартов на загрязнение окружающей среды. Тем не менее, в примыкающих зонах 60, которые окружают свечу 36 зажигания, отношение R₁ расхода ρ_Р1 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100 к расходу ρ_D1 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, не меняется, что позволяет сохранить требуемую высоту потолка повторного зажигания.

Как показано на фиг. 3, и в сравнении с фиг. 4, отношение R₂ расхода ρ_Р2 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100, расположенные вне примыкающих зон 60, к расходу ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, расположенные вне примыкающих зон, увеличивается путем увеличения расхода ρ_Р2 воздуха и уменьшения расхода ρ_D2 воздуха. Эти изменения расхода воздуха достигаются путем изменения сечения, по меньшей мере, части первичных отверстий 100 и сечения, по меньшей мере, части отверстий 200 разбавления.

Так, испытания, проведенные изобретателями, показали, что, когда расход ρ_Р2 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100, которые находятся вне примыкающих зон 60 увеличивается на 2% от расхода через камеру в ущерб расходу ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, расположенные вне примыкающих зон 60, не изменяя расход воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100 и отверстия 200 разбавления, находящиеся в примыкающих зонах 60, уровень дымности снижался на 2 ЧД.

Такие изменения расхода можно получить либо путем увеличения только расхода ρ_Р2 воздуха, проходящего через первичные отверстия 100, находящиеся вне примыкающих зон 60, или путем уменьшения только расхода ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, расположенные вне примыкающих зон 60.

На фиг. 3 и в сравнении с фиг. 4, сечение каждого из первичных отверстий 100, находящихся вне примыкающих зон 60, увеличено по сравнению с сечением каждого из первичных отверстий 100, находящихся в примыкающих зонах 60. Параллельно, для отверстий 200 разбавления, находящихся вне примыкающих зон 60, сечение одного отверстия 201 разбавления из каждых четырех отверстий 200 разбавления изначально большее, чем сечение одного из остальных трех отверстий 200 разбавления, уменьшено до сечения одного из остальных трех отверстий 200 разбавления, тогда как сечение четырех отверстий 200 разбавления в примыкающих зонах 60 остается неизменным: три из этих отверстий 200 разбавления, каждое, имеет сечение, равное сечению остальных трех отверстий разбавления, которые лежат вне примыкающих зон 60, а сечение оставшихся отверстий 200 разбавления остается увеличенным.

По существу, согласно настоящему изобретению, среднее сечений первичных отверстий 100, находящихся в примыкающих зонах 60 меньше, чем среднее сечений первичных отверстий 100, которые лежат вне примыкающих зон 60. Например, сечение каждого первичного отверстия 100, расположенного в примыкающей зоне 60, меньше, чем сечение каждого первичного отверстия 100, которое лежит вне примыкающей зоны 60. Например, сечение каждого из первичных отверстий 100, расположенных в примыкающих зонах 60, по существу равно половине сечения каждого из первичных отверстий 100, которые лежат вне примыкающих зон 60.

Также, или дополнительно, в общем смысле, согласно изобретению, среднее сечений отверстий 200 разбавления, которые лежат в примыкающих зонах 60, больше, чем среднее сечений отверстий 200 разбавления, расположенных вне примыкающих зон 60. Например, определенные отверстия 200 разбавления, которые лежат в примыкающих зонах 60, имеют первое сечение, а другие отверстия 200 разбавления, расположенные в примыкающих зонах 60, имеют второе сечение, которое меньше первого сечения, тогда как все отверстия 200 разбавления, расположенные вне примыкающих зон 60, имеют сечение, равное второму сечению. Например, часть отверстий 200 разбавления, которые лежат в примыкающих зонах 60, имеют первое сечение, другие отверстия 200 разбавления, которые лежат в примыкающих зонах 60, имеют второе сечение, равное половине первого сечения, а все отверстия 200 разбавления, которые лежат вне примыкающих зон 60, имеют сечение, равное второму сечению.

Поскольку отверстия на фиг. 3 являются круглыми, изменение их сечения заключается в изменении их диаметра.

Альтернативно, за пределами примыкающих зон 60 можно поддерживать отношение R₂ расхода ρ_Р2 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100 к расходу ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, а в примыкающих зонах 60 уменьшить отношение R₁ расхода ρ_Р1 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100 к расходу ρ_D1 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления. Такого уменьшения отношения R₁ можно добиться, изменив сечения этих отверстий.

Согласно настоящему изобретению, эти два варианта можно комбинировать, т.е., во-первых, обеспечить, чтобы первичные отверстия 100, находящиеся вне примыкающих зон 60, располагались выше по потоку дальше, чем первичные отверстия 100, находящиеся в примыкающих зонах 60, а во-вторых, обеспечить, чтобы отношение R₁ расхода ρ_Р1 воздуха проходящего сквозь первичные отверстия 100, расположенные в примыкающих зонах 60 к расходу ρ_D1 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, расположенные в примыкающих зонах 60, было больше, чем отношение R₂ расхода ρ_Р2 воздуха проходящего сквозь первичные отверстия 100, которые лежат вне примыкающих зон 60, к расходу ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, которые лежат вне примыкающих зон 60.

Так, испытания, проведенные изобретателями, показали, что, когда объем первичного воздуха вне примыкающих зон 60 изменяется с 2,77 литра до 2,2 литра, и когда расход ρ_Р2 воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100, которые лежат вне примыкающих зон 60, увеличивается на 2% от расхода камеры за счет расхода ρ_D2 воздуха, проходящего сквозь отверстия 200 разбавления, которые лежат вне примыкающих зон 60 без изменения расхода воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100 и отверстия 200 разбавления, которые лежат в примыкающих зонах 60, достигается уменьшение уровня дымности на 4 ЧД и вне примыкающих зон 60 достигается 4% увеличение по сравнению со стандартом ICAO на выбросы оксидов азота.

Преимущественно, эти первичные отверстия 110 выполнены так, что расход воздуха, проходящего сквозь эти первичные отверстия 110, по существу равен расходу воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия 100 во внешней боковой стенке 12.

Таким образом, горение в камере становится более симметричным, что способствует увеличению срока службы газовой турбины.

Во всех вариантах настоящего изобретения первичные отверстия 100 и отверстия 200 разбавления расположены так, чтобы выполнялись требования стандартов на загрязнение окружающей среды и достигался и/или сохранялся высокий потолок повторного зажигания.

1. Камера (10) сгорания авиационного газотурбинного двигателя, при этом камера сгорания выполнена кольцевой относительно продольной оси А, определена внешней боковой стенкой (12), внутренней боковой стенкой (14) и торцевой стенкой (13) кольцевой камеры, соединяющей один конец упомянутой внешней боковой стенки с одним концом упомянутой внутренней боковой стенки, при этом внешняя боковая стенка (12) содержит распределенные по ее окружности свечи (36) зажигания, первичные отверстия (100) и отверстия (200) разбавления, расположенные ниже по потоку от первичных отверстий (100) в направлении продольной оси А, отличающаяся тем, что первичные отверстия (100), расположенные в каждой из примыкающих зон (60), примыкающих к одной из свечей (36) зажигания, расположены дальше ниже по потоку, чем первичные отверстия (100), расположенные вне этих зон.

2. Камера сгорания по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между первой плоскостью (Р1), содержащей первичные отверстия (100), расположенные в упомянутых примыкающих зонах (60), и второй плоскостью (Р2), содержащей первичные отверстия (100), лежащие вне упомянутых примыкающих зон (60) больше, чем наибольший размер одного из первичных отверстий (100).

3. Камера сгорания по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя боковая стенка (14) содержит первичные отверстия (110), расположенные по существу на таком же расстоянии от торцевой стенки (13) камеры, что и первичные отверстия (100) внешней боковой стенки (12), которые расположены в каждой из примыкающих зон (60), примыкающей к одной из упомянутых свечей (36) зажигания.

4. Камера сгорания по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что отношение R₁ расхода воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия (100) к расходу воздуха, проходящего сквозь отверстия (200) разбавления в упомянутой примыкающей зоне (60) примыкающей к одной из упомянутых свечей (36) зажигания, меньше, чем отношение R₂ расхода воздуха, проходящего сквозь первичные отверстия (100), к расходу воздуха, проходящего сквозь отверстия (200) разбавления вне этих зон.

5. Камера сгорания по п.4, отличающаяся тем, что среднее сечений первичных отверстий (100), которые лежат в примыкающих зонах (60), меньше, чем среднее сечений первичных отверстий (100), лежащих вне этих зон.

6. Камера сгорания по п.5, отличающаяся тем, что сечение каждого из первичных отверстий (100), которые лежат в примыкающих зонах (60), по существу равно половине сечения каждого из первичных отверстий (100), лежащих вне этих зон.

7. Камера сгорания по п.4, отличающаяся тем, что среднее сечений отверстий (200) разбавления, которые лежат в примыкающих зонах (60), больше, чем среднее сечений отверстий (200) разбавления, лежащих вне этих примыкающих зон (60).

8. Камера сгорания по п.7, отличающаяся тем, что некоторые из отверстий (200) разбавления, которые лежат в примыкающих зонах (60), имеют первое сечение, остальные отверстия (200) разбавления, лежащие в примыкающих зонах (60), имеют второе сечение, равное половине упомянутого первого сечения, а все отверстия (200) разбавления, лежащие вне примыкающих зон (60), имеют сечение, равное второму сечению.

9. Камера сгорания по п.4, отличающаяся тем, что внутренняя боковая стенка (14) содержит первичные отверстия (110), выполненные так, что расход воздуха, проходящего через эти первичные отверстия (110), по существу равен расходу воздуха, проходящего через первичные отверстия (100) внешней боковой стенки (12).

Кольцевая камера (10) сгорания турбомашины, такой как авиационный турбореактивный или турбовинтовой двигатель, содержит коаксиальные стенки (14, 16) в виде тел вращения, расположенные одна в другой, с отверстиями (66) для входа первичного воздуха и отверстиями (66) для входа смесительного воздуха в камеру.

Стенка камеры сгорания с оптимизированным разжижением и охлаждением, камера сгорания и газотурбинный двигатель, снабженный такой стенкой // 2478875

Камера сгорания с оптимизированным разбавлением и турбомашина, снабженная такой камерой сгорания // 2474763

Камера сгорания // 2470227

Трубчатая камера сгорания с ударным охлаждением // 2450211

Конструкция со смесительными отверстиями и способ улучшения однородности топливовоздушной смеси в камере сгорания (варианты) // 2449219

Усовершенствование характеристик камеры сгорания при помощи мультиперфорирования ее стенок // 2413134

Газотурбинный двигатель // 2382892

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. .

Панель тепловой защиты камеры сгорания, охлаждаемый компонент газотурбинного двигателя (варианты) и способ его изготовления (варианты) // 2298732

Жаровая труба камеры сгорания газотурбинного двигателя // 2285203

Изобретение относится к камерам сгорания газотурбинных двигателей, в частности к жаровым трубам камер сгорания, и может быть использовано в авиационной промышленности, энергетике, судостроении и других областях техники.

Кольцевая стенка сгорания с улучшенным охлаждением на уровне первичных отверстий и/или отверстий разбавления // 2575490

Кольцевая стенка камеры сгорания газотурбинного двигателя имеет холодную и горячую стороны и содержит множество первичных отверстий, множество отверстий разбавления и множество отверстий охлаждения. Множество первичных отверстий распределено в соответствии с окружным рядом для обеспечения возможности прохода воздуха, циркулирующего с холодной стороны кольцевой стенки, к горячей стороне для создания воздушно-топливной смеси. Множество отверстий разбавления распределено в соответствии с окружным рядом для обеспечения возможности прохода воздуха, циркулирующего с холодной стороны кольцевой стенки, к горячей стороне для обеспечения разбавления воздушно-топливной смеси. Множество отверстий охлаждения предназначено для обеспечения возможности прохода воздуха, циркулирующего с холодной стороны кольцевой стенки, к горячей стороне для образования пленки охлаждающего воздуха вдоль указанной кольцевой стенки. Отверстия охлаждения распределены в соответствии с множеством окружных рядов, расположенных на расстоянии друг от друга, определяемом в аксиальном направлении. Геометрические оси каждого из указанных отверстий охлаждения наклонены в аксиальном направлении D потока газообразных продуктов сгорания под углом θ1 относительно нормали N к указанной кольцевой стенке. Кольцевая стенка камеры сгорания дополнительно содержит множество дополнительных отверстий охлаждения, расположенных, с одной стороны, по потоку непосредственно позади от первичных отверстий и, с другой стороны, по потоку непосредственно позади от отверстий разбавления и распределенных в соответствии с множеством окружных рядов, расположенных на расстоянии друг от друга, определяемом в аксиальном направлении. Геометрические оси каждого из дополнительных отверстий охлаждения расположены в плоскости, перпендикулярной к аксиальному направлению D, и наклонены под углом θ2 относительно нормали N к кольцевой стенке. Изобретение направлено на повышение эффективности охлаждения, снижение стоимости и уменьшение сроков изготовления кольцевой стенки камеры сгорания. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Усовершенствованная группа отверстий футеровок камеры сгорания газотурбинного двигателя с низкими динамикой горения и выделениями // 2582378

Камера сгорания для газовой турбины содержит внутренний корпус и наружный корпус. Внутренний корпус содержит внутренний стеночный элемент, который содержит группу первых отверстий и группу вторых отверстий. Внутренний стеночный элемент охватывает объем горения камеры сгорания. Группа первых отверстий содержит первые отверстия, через которые протекает текучая среда и которые расположены в первой поверхностной плотности. Группа вторых отверстий содержит вторые отверстия, через которые протекает текучая среда и которые расположены во второй поверхностной плотности. Первая поверхностная плотность отличается от второй поверхностной плотности. Наружный корпус содержит наружный стеночный элемент, который содержит группу дополнительных первых отверстий и группу дополнительных вторых отверстий. Наружный стеночный элемент наружного корпуса, по меньшей мере, частично охватывает внутренний стеночный элемент внутреннего корпуса, так что между внутренним стеночным элементом и наружным стеночным элементом образуется зазор. Группа дополнительных первых отверстий содержит дополнительные первые отверстия, через которые протекает текучая среда и которые расположены в дополнительной первой поверхностной плотности. Группа дополнительных вторых отверстий содержит дополнительные вторые отверстия, через которые протекает текучая среда и которые расположены в дополнительной второй поверхностной плотности. Дополнительная первая поверхностная плотность отличается от дополнительной второй поверхностной плотности. Изобретение направлено на создание камеры сгорания с пониженными нестабильностями горения и меньшими выделениями. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Кольцевая камера сгорания для газотурбинного двигателя, содержащая улучшенные отверстия для охлаждения // 2584746

Кольцевая стенка для кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит по меньшей мере один кольцевой ряд впускных отверстий охлаждения воздухом, содержащий два типа отверстий, различающихся площадью своего сечения, а именно отверстий с большей площадью сечения и отверстий с меньшей площадью сечения, и мультиперфорацию для охлаждения этой стенки. Мультиперфорация образована микроперфорациями, площадь сечения которых меньше, чем площадь каждого из этих впускных отверстий охлаждения воздухом, и которые распределены в форме кольцевого ряда выше по потоку и кольцевого ряда ниже по потоку, сформированных на стороне выше по потоку и стороне ниже по потоку, соответственно от ряда впускных отверстий охлаждения воздухом, и по меньшей мере одного промежуточного кольцевого ряда, прерываемого этими впускными отверстиями охлаждения воздухом. Для каждого из этих впускных отверстий охлаждения воздухом геометрическое соотношение определено как частное от деления максимального расстояния между любыми двумя точками на кромке этого отверстия, измеренного в направлении, параллельном центральной оси стенки, на максимальное расстояние между любыми двумя точками на кромке этого отверстия, измеренное в направлении, перпендикулярном центральной оси стенки. Геометрическое отношение для впускных отверстий охлаждения воздухом с большей площадью сечения больше или равно 1. Геометрическое соотношение для впускных отверстий охлаждения воздухом с меньшей площадью сечения больше, чем геометрическое соотношение для впускных отверстий охлаждения воздухом с большей площадью сечения. Изобретение улучшает охлаждение перфорации вокруг отверстий охлаждения простыми, экономичными и эффективными средствами. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ просверливания стенки камеры сгорания // 2599320

Изобретение относится к области самолетостроения и может быть использовано для процесса просверливания стенок (12, 13) деталей турбомашин. Способ (100) включает в себя этап предварительного расчета (101) механических напряжений, которые воздействуют на стенку (12, 13) детали при работе турбомашины, и этап просверливания (102) по меньшей мере одного отверстия (21) в предопределенной зоне упомянутой стенки (12, 13). При этом упомянутое просверливание (102) выполняется по меньшей мере одним режущим инструментом, имеющим поперечное сечение, которое соответствует рассчитанным механическим напряжениям. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 ил.

Кольцевая камера сгорания турбомашины // 2606460

Изобретение касается кольцевой камеры сгорания, содержащей две круговые стенки, внутреннюю и наружную, соединенные выше по потоку кольцевой стенкой днища камеры, через которую проходят системы впрыска, содержащие каждая, по меньшей мере, одну спираль, предназначенную для выдачи потока воздуха, вращающегося ниже по потоку от инжектора топлива, и неподвижный конус в форме усеченного конуса ниже по потоку от спирали, образованный с кольцевым рядом отверстий впрыска воздуха. Внешняя круговая стенка содержит кольцевой ряд первичных разбавляющих отверстий. Отверстия неподвижных конусов распределены и их размеры рассчитаны таким образом, что струи топливно-воздушной смеси имеют локальное расширение, перекрывающее по окружности соседнюю струю топлива выше по потоку от первичных разбавляющих отверстий. Изобретение направлено на улучшение характеристик камеры сгорания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

Стенка камеры сгорания // 2614305

Кольцевая стенка камеры сгорания турбомашины содержит холодную сторону и горячую сторону и имеет по меньшей мере одно первичное отверстие для обеспечения возможности проникновения первого потока воздуха, проходящего на холодной стороне стенки, на горячую сторону стенки для обеспечения сгорания топлива внутри камеры сгорания и множество охлаждающих отверстий. Каждое из охлаждающих отверстий имеет диаметр не больше 1 мм с целью обеспечения возможности проникновения второго потока воздуха, проходящего на холодной стороне стенки, на горячую сторону стенки для охлаждения горячей стороны стенки. Множество охлаждающих отверстий пригодно также для разбавления газа сгорания, являющегося результатом указанного сгорания, за счет использования потока воздуха, проникающего на горячую сторону стенки через охлаждающие отверстия. Указанные охлаждающие отверстия представляют не менее 50% всей площади поверхности для прохождения воздуха через стенку. Изобретение направлено для обеспечения более равномерного распределения температуры внутри камеры сгорания при одновременном увеличении эффективности гидродинамического цикла турбомашины. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Тангенциальная и беспламенная кольцевая камера сгорания для использования в газотурбинных двигателях // 2618785

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.

Тангенциальная камера сгорания с безлопаточной турбиной для газотурбинного двигателя // 2619963

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.

Элемент теплозащитного экрана для обвода воздуха компрессора вокруг камеры сгорания // 2622590

Изобретение относится к энергетике. Элемент (14) теплозащитного экрана, в частности, для облицовки стенки камеры сгорания, включающий в себя первую стенку (17) с горячей стороной (18), на которую может подаваться горячая среда, с противолежащей горячей стороне (18) холодной стороной (19) и с круговой кромкой (24), которая проходит по первой боковой стороне (20), второй боковой стороне (21) и третьей боковой стороне (22) первой стенки (17) за пределы холодной стороны (19), в основном, до первой высоты (25), причем круговая кромка (24) на четвертой боковой стороне (23) проходит до второй высоты (26), которая меньше первой высоты (25) и, что, в основном, на второй высоте (26) вторая стенка (27) противолежит холодной стороне (19) и проходит по ширине четвертой боковой стороны (23) от четвертой боковой стороны (23) через часть длины смежных с четвертой боковой стороной (23) боковых сторон (20, 22), причем вторая стенка (27) на своем обращенном от четвертой боковой стороны (23) конце (28) имеет кромку (29), которая проходит до первой высоты (25). Также представлены камера сгорания и газовая турбина. Изобретение позволяет осуществлять подачу воздуха обвода в поток горячего воздуха без серьезной модификации конструктивных элементов, подающих горячий газ. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Обечайка камеры сгорания турбомашины // 2626876

Обечайка камеры сгорания турбомашины содержит отверстия (39) разбавления, вентиляционные отверстия (38), окружающие отверстия (39) разбавления и более тонкие и более многочисленные, чем последние. Обечайка содержит пластинки (40), проходящие над и вокруг отверстий (39) разбавления на внешней стороне обечайки (2, 3), при этом обечайка лишена вентиляционных отверстий (38) в частях, расположенных под пластинками. Каждая из пластинок содержит выступ (42) крепления к обечайке и отверстие (43), проходящее над одним из соответствующих отверстий разбавления. Через пластинки проходят отверстия (45), направленные к упомянутым частям обечайки. Изобретение направлено на повышение эффективности охлаждения и улучшение вентиляции. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.