Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя



Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя
Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя
Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя
Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя

 


Владельцы патента RU 2614268:

Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") (RU)

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а именно к устройствам форсажных камер турбореактивных двухконтурных двигателей, в частности к узлам подачи топлива в форсажную камеру. Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя содержит топливные коллекторы со штуцерами подвода топлива. Топливные коллекторы выполнены за одно целое с корпусом, который посредством элементов крепления соединен с верхней обечайкой диффузора и с креплением верхнего кольцевого стабилизатора пламени. При этом указанный корпус в плоскости поперечного сечения имеет прямоугольную форму, а топливные коллекторы выполнены кольцевыми. Достигается уменьшение потери полного давления в проточной части форсажной камеры, увеличение тяги и уменьшение коксообразования в топливных коллекторах. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а именно к устройству форсажных камер турбореактивных двухконтурных двигателей, в частности к узлам подачи топлива в форсажную камеру.

Из уровня техники известно устройство для подачи топлива в форсажную камеру по патенту RU 2358139, который выбран в качестве наиболее близкого аналога (прототипа). Устройство содержит топливные коллекторы со штуцерами подвода топлива. Узел подачи топлива выполнен для стабилизатора пламени, который присоединен к обечайке и к корпусу наружного контура. Недостаток устройства заключается в том, что крепление данного узла к наружному корпусу утяжеляет конструкцию в целом и увеличивает потери полного давления в проточной части форсажной камеры. Кроме того, устройство предназначено для подачи топлива только для стабилизатора пламени и не затрагивает вариант отдельного размещения топливных коллекторов с распылителями топлива.

Технический результат заявленного изобретения заключается в уменьшении потерь полного давления в проточной части форсажной камеры, увеличение тяги и уменьшении коксообразования в топливных коллекторах.

Технический результат достигается тем, что узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя содержит топливные коллекторы со штуцерами подвода топлива. Топливные коллекторы выполнены за одно целое с корпусом, корпус посредством элементов крепления соединен с верхней обечайкой диффузора и с креплением верхнего кольцевого стабилизатора пламени. При этом корпус в плоскости поперечного сечения имеет прямоугольную форму, а топливные коллекторы выполнены кольцевыми.

Изобретение поясняется следующими иллюстрациями:

На фиг. 1 - общий вид на узел подачи топлива в форсажную камеру.

На фиг. 2 - вид на корпус с коллекторами подачи топлива и штуцерами подвода топлива.

На фиг. 3 - сечение А-А (вид на карбюраторные стабилизаторы).

Узел подачи топлива в форсажную камеру содержит: верхнюю обечайку диффузора 1; корпус с коллекторами подачи топлива 2; корпус наружного контура 3, штуцеры подвода топлива 4, карбюраторные стабилизаторы 5.

Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя содержит топливные коллекторы со штуцерами подвода топлива. Штуцеры подвода топлива размещены во внешнем контуре. К штуцерам присоединяются трубопроводы подвода топлива, имеющие элементы крепления с корпусом наружного контура (на фигурах не показаны). Топливные коллекторы выполнены за одно целое с корпусом, имеющим в плоскости поперечного сечения, преимущественно, прямоугольную форму, выбранную из расчета обеспечения беспрепятственного тока газа в проточной части форсажной камеры. Выполнение топливных коллекторов за одно целое с корпусом может быть осуществлено, например, следующим образом. В корпусе кольцевой детали, имеющей в плоскости поперечного сечения прямоугольную форму, выполняются пазы. Далее, на пазы, выполненные в корпусе детали, устанавливаются металлические ленты и свариваются с корпусом с образованием неразъемной конструкции в виде единого неразъемного корпуса с кольцевыми каналами внутри, выполняющими функцию топливных коллекторов. Топливные коллекторы, выполненные за одно целое с корпусом, скомпонованы последовательно друг за другом. Корпус, посредством элементов крепления, соединен с одной стороны с верхней обечайкой диффузора, а с другой - с креплением верхнего кольцевого стабилизатора пламени. Указанное соединение, образует непрерывный разделитель потоков вплоть до теплозащитного экрана форсажной камеры. Помимо этого, верхний кольцевой и радиальные карбюраторные стабилизаторы объединены в узел, имеющий крепление только к корпусу, который выполнен за одно целое с топливными коллекторами.

Расположение узла подачи топлива в форсажную камеру позволяет избежать загромождения внутреннего контура (горячей части) и внешнего контура форсажной камеры (холодной части) за счет того, что топливные коллекторы выполнены за одно целое с корпусом. Выполнение топливных коллекторов за одно целое с корпусом и соединение данного корпуса с верхней обечайкой диффузора и с креплением верхнего кольцевого стабилизатора пламени приводят к существенному уменьшению потерь полного давления в проточной части форсажной камеры. Уменьшение потерь полного давления достигается за счет перемещения коллекторов с проточной части внутреннего контура на границу внутреннего и внешнего контура и исключения необходимости использовать громоздкую систему креплений и подвесов для их монтажа в форсажной камере. Предлагаемое расположение узла подачи топлива в форсажную камеру позволяет применить в конструкции корпуса наружного контура титановые сплавы, например, ВТ20, что приведет к снижению массы форсажной камеры. В предложенной конструкции существенно упрощается подвод топлива к топливным коллекторам по сравнению с топливными коллекторами в виде кольцевых трубок. Кроме того, топливные коллекторы граничат с внутренним контуром форсажной камеры, что оптимизирует температуру топлива в коллекторах и дает возможность снизить вероятность коксообразования, особенно для двигателей с малой степенью двухконтурности. Учитывая, что температура горячего газа, например, на «земном» режиме, может составлять до 1000°C, температура стенки коллекторов становится существенно выше температуры стенки (370°C), приводящей к коксообразованию.

Работа устройства заключается в следующем. При включении форсажной камеры через подвижное соединение в корпусе наружного контура и штуцеры подвода топлива 4 осуществляется подача топлива в кольцевые топливные коллекторы. На внутренней стенке топливных коллекторов при помощи сварных соединений смонтированы топливные распылители, например, радиально направленные под определенным углом к оси двигателя. Через форсунки в распылителях топливо попадает в проточную часть форсажной камеры.

Топливо из пускового коллектора (ближний к стабилизатору), расположенного рядом с верхним стабилизатором пламени, подается в карбюраторы стабилизаторов. Обогащенная топливовоздушная смесь из карбюраторов попадает в зону обратных токов, располагающуюся за стабилизаторами по потоку газа, где она смешивается с газом и образует смесь, близкую к стехиометрической. В зоне обратных токов происходит воспламенение смеси от запального устройства, например от свечи. Далее происходит розжиг форсажной камеры. По мере увеличения степени форсирования двигателя, например при перемещении ручки управления двигателем, топливо подается в остальные топливные коллекторы. Далее происходит распыление топлива через распылители с форсунками. Топливо, попадая за стабилизаторы, обеспечивает его сжигание и получение дополнительной тяги двигателя. Учитывая, что корпус с топливными коллекторами 2 располагается на границе внешнего и внутреннего контура, он выполняет также роль разделителя потока, который может быть характерен, например, для двигателя с малой степенью двухконтурности. При этом, в отличие от подачи топлива через трубчатые коллекторы, из-за отсутствия подвесов и других элементов крепления коллекторов, практически отсутствует загромождение проточной части как внешнего, так и внутреннего контура, что уменьшает потери полного давления газа, и, следовательно, двигатель имеет большую тягу.

1. Узел подачи топлива в форсажную камеру турбореактивного двухконтурного двигателя содержит топливные коллекторы со штуцерами подвода топлива, отличающийся тем, что топливные коллекторы выполнены за одно целое с корпусом, который посредством элементов крепления соединен с верхней обечайкой диффузора и с креплением верхнего кольцевого стабилизатора пламени.

2. Узел подачи топлива по п. 1, отличающийся тем, что корпус в плоскости поперечного сечения имеет прямоугольную форму.

3. Узел подачи топлива по п. 1, отличающийся тем, что топливные коллекторы выполнены кольцевыми.



 

Похожие патенты:

Система для подачи рабочей текучей среды в камеру сгорания содержит камеру горения и проточный патрубок, который в окружном направлении окружает по меньшей мере часть камеры горения.

Блок топливных форсунок, применяемый в турбинном двигателе, содержит группу топливных форсунок. Группа топливных форсунок расположена внутри воздушной напорной камеры, ограниченной корпусом.

Камера сгорания содержит пучок трубок, который проходит в радиальном направлении по меньшей мере через часть камеры сгорания. Указанный пучок трубок имеет верхнюю по потоку поверхность, отделенную в осевом направлении от нижней по потоку поверхности.

Способ впрыска топлива осуществляют посредством системы воздушно-топливного смешения, имеющей геометрическую ось центральной симметрии (X′X), в камеру сгорания газотурбинного двигателя.

Дано описание управляющего блока устройства сгорания и устройства сгорания, например, газовой турбины, который на основе по меньшей мере одного рабочего параметра определяет, находится ли устройство сгорания в заданной рабочей фазе.

Инжектор камеры сгорания газовой турбины содержит двойную цепь впрыска топлива и воздушный контур. Цепи впрыска топлива состоят из топливной системы запуска и главной цепи питания топливом, предназначенной для работы во всех режимах полета после воспламенения.

Устройство впрыска топлива для кольцевой камеры сгорания турбомашины содержит управляющую цепь, постоянно питающую инжектор, выходящий в первую трубку Вентури, и многоточечную цепь.

Способ зажигания для камеры сгорания газотурбинного двигателя, питаемой топливом через форсунки и имеющей свечу зажигания, содержит первоначальную фазу, во время которой в камеру впрыскивают топливо с постоянным расходом одновременно с активизацией свечи зажигания, и, - при отсутствии воспламенения в камере в конце первоначальной фазы, - вторую фазу.

Система сгорания содержит корпус, камеру сгорания, расположенную внутри корпуса, разделительную стенку и клапан, расположенный на корпусе, для обеспечения прохождения выходного потока текучей среды из внутреннего объема корпуса наружу корпуса, в зависимости от рабочего положения клапана.

Камера сгорания, в частности для газотурбинного двигателя, имеет кольцевую форму вокруг оси и содержит внутреннюю кольцевую стенку, наружную кольцевую стенку и кольцевую торцевую стенку камеры, продолжающиеся вокруг указанной оси.

Изобретение относится к энергетике. Система сжигания содержит камеру (100) сгорания, имеющую концевую секцию (101) и предсекцию (102) сгорания, продолжающуюся от концевой секции (101) вдоль центральной оси (103) камеры (100) сгорания, турбулизирующее устройство (110), необязательное запальное горелочное устройство (120) и светоизлучающее устройство (130), которое испускает во внутренний объем (104) предсекции (102) сгорания электромагнитное излучение (131), характеризующееся тем, что оно может генерировать подачу энергии в запальный факел (122) или основной факел (108) для стабилизации запального факела (122) или основного факела (108). Также представлен способ управления системой сжигания для газовой турбины. Изобретение позволяет уменьшить количество топлива, необходимого для запального факела, уменьшить выбросы, а также позволяет достичь стабильного процесса сжигания. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к способам изготовления узла топливной форсунки и кольца топливной форсунки и к кольцу топливной форсунки. Способ изготовления узла 100 топливной форсунки включает использование торцевой заглушки 104 топливной форсунки, расположение кольца топливной форсунки в полости торцевой заглушки 104 и прикрепление кольца топливной форсунки к торцевой заглушке 104 для формирования элементов, проходящих в указанную полость и соответствующих или торцевой заглушке 104 топливной форсунки, или вкладышу 102 топливной форсунки, или им обоим с обеспечением закрепления вкладыша 102 топливной форсунки внутри торцевой заглушки 104 в ее полости. Группа изобретений направлена на упрощение закрепления вкладыша в полости торцевой заглушки с возможностью съема и обеспечение возможности многократной установки вкладыша в торцевую заглушку и его многократного извлечения с небольшим повреждением или без повреждения узла по меньшей мере заданное число раз, что, в свою очередь, сводит к минимуму нежелательные эксплуатационные проблемы, обусловленные отсутствием герметичности соединения и возникновением протечек. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх