ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО КАМЕРЫ СГОРАНИЯ АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК F23R3/20 F23D14/02 

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к горелочным устройствам камеры сгорания, преимущественно газотурбинного двигателя.

Известно горелочное устройство камеры сгорания, содержащее улиточный корпус, на входе которого установлены форсунка и радиальный завихритель с входными каналами (см. патент США 3605405, МПК7 F 23 M 9/02, 20.09.1971).

Однако такое выполнение горелочного устройства не обеспечивает регулирование толщины пограничного слоя, что приводит к преждевременным срывам пламени.

Задачей изобретения является расширение диапазона устойчивой работы горелочного устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что горелочное устройство камеры сгорания, преимущественно газотурбинного двигателя, содержит улиточный корпус, на входе которого установлены форсунка и радиальный завихритель с входными каналами, на внутренней поверхности корпуса выполнены выступы в виде двугранных углов с большей и меньшей гранями, первая из которых выполнена с наклоном в сторону входа в каналы завихрителя, а вторая грань - по радиусу к оси корпуса завихрителя. Кроме того, отношение длины меньшей грани к длине большей составляет 0,2-0,25, а угол между гранями равен 55-80^o.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - элемент Б фиг.2 в увеличенном масштабе.

Горелочное устройство содержит улиточный корпус 1, на входе в который установлены форсунка 2 и радиальный завихритель 3 с входными каналами 4. На внутренней поверхности улиточного корпуса 1 выполнены выступы 5 в виде двугранных углов с большей и меньшей гранями 6 и 7 соответственно. Большая грань 6 выполнена с наклоном в сторону входа в каналы 4 завихрителя 3, а меньшая грань 7 - по радиусу к оси 8 завихрителя 3.

Отношение длины l₁ меньшей грани 7 к длине l₂ большей грани 6 составляет 0,2-0,25, а угол между ними равен 55-80^o. Для смешения топлива с воздухом в устройстве предусмотрена вихревая камера 9, соединенная с выходными каналами завихрителя 3.

При работе устройства топливо в корпус 1 подается из форсунки 2. Топливо и воздух, перемещаясь по внутренней стенке корпуса 1, направляются через завихритель 3 в вихревую камеру 9, где образуют центральный топливовоздушный вихрь. При этом по внутренней стенке корпуса 1 перемещается пленка топлива, которая увеличивается за счет центробежных сил, прижимающих топливо к стенке и уменьшающаяся за счет испарения.

При температуре воздуха и материала стенок больше 50^oС испарение пленки топлива происходит очень быстро и пленка исчезает. При температуре меньше 50^oС и особенно при отрицательных значениях пленка нарастает.

Благодаря наличию выступов 5 пленка топлива срывается, распыливается и направляется отдельными порциями в каналы 4 радиального завихрителя 3, что улучшает равномерность и качество распыла топлива. Положение выступов 5, их двугранная форма образуют единую систему распыла и равномерного распределения топлива по каналам 4 радиального завихрителя 3.

Соотношение длины l₁ меньшей грани 7 выступа к длине l₁ большей грани 6 выбрано оптимальным и находится в пределах 0,2-0,25, а угол между гранями равен 55-80^o. При других соотношениях длин пленка направляется под углом к лопаткам завихрителя, что вызывает дополнительные гидравлические потери.

Такое выполнение горелочного устройства позволяет в значительной степени расширить диапазон устойчивой работы.

Горелочное устройство камеры сгорания, преимущественно газотурбинного двигателя, содержит улиточный корпус, на входе в который установлены форсунка и радиальный завихритель с входными каналами. На внутренней поверхности улиточного корпуса выполнены выступы в виде двухгранных углов с большей и меньшей гранями. Большая грань выполнена с наклоном в сторону входа в каналы завихрителя, а меньшая грань - по радиусу к оси завихрителя. Отношение длины меньшей грани к длине большей грани составляет 0,2-0,25, а угол между гранями равен 55-80^o. Изобретение позволяет расширить диапазон устойчивой работы горелочного устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Горелочное устройство камеры сгорания, преимущественно газотурбинного двигателя, содержащее улиточный корпус, на входе которого установлены форсунка и радиальный завихритель с входными каналами, отличающееся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены выступы в виде двугранных углов с большей и меньшей гранями, первая из которых выполнена с наклоном в сторону входа в каналы завихрителя, а вторая грань - по радиусу к оси корпуса завихрителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отношение длины меньшей грани к длине большей составляет 0,2-0,25, а угол между гранями равен 55-80^o.