Камера сгорания газотурбинного двигателя Российский патент 2025 года по МПК F23R3/28 F23R3/50 

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению и, в частности, к конструкциям камер сгорания газотурбинных двигателей служащих для привода электрогенератора или нагнетателя газоперекачивающего агрегата.

Известна камера сгорания газотурбинного двигателя по патенту на изобретение РФ № 2334172 сущность заключается в том, что камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены фланцами топливные форсунки, концы форсунок установлены в отверстии корпусов завихрителей.

Недостатками известной камеры сгорания являются низкая надежность в работе, малый ресурс работы по причине износа форсунок.

Известна кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя по патенту на изобретение РФ №2670858 сущность заключается в том, что камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены фланцами топливные форсунки, концы форсунок установлены в отверстии корпусов завихрителей размещающихся в кольцевой головке.

Недостатками известной камеры сгорания являются низкое качество смешения топлива с воздухом.

Из исследованного уровня техники выявлено техническое решение, совпадающее с заявленным техническим решением по совокупности признаков и достигаемому техническому результату по патенту на изобретение РФ №2160416 сущность заключается в том, что камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены фланцами топливные форсунки состоящие из корпуса и пробки, концы форсунок установлены в отверстии корпусов завихрителей входящих в горелки закрепленные в кольцевой головке при помощи резьбовых гаек, между концами каждой форсунки и корпусом завихрителя установлен уплотнительный узел закрепленный в отверстии корпуса завихрителя развальцовкой бурта корпуса завихрителя.

Недостатками известной камеры сгорания являются:

Отворачивание пробок из корпуса форсунки под действием рабочих нагрузок в виде вибрации, что вызывает их выпадение в тракт камеры сгорания и разрушение элементов конструкции камеры сгорания.

Кроме указанного, известное техническое решение, так же как и предыдущий аналог:

- не исключает локальный перегрев кольцевой головки,

- не обеспечивает надежность в работе и высокий ресурс,

- не исключает отворачивание пробок из корпуса форсунки,

- не обеспечивает качество смешения топлива с воздухом,

- не обеспечивает удобство сборки камеры сгорания,

- не исключает износа форсунок,

- не обеспечивает низкий уровень вредных загрязняющих веществ таких как оксиды азота и окислы углерода,

- не обеспечивает герметичность форсунки.

Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков прототипа;

Поставленная задача в целом достигается тем, что:

Для исключения локального перегрева кольцевой головки между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал.

Для обеспечения надежности в работе и высокий ресурс кольца к кольцевой головке крепятся при помощи сварки, пробка законтрена при помощи контровочной пластины имеющей кольцевую проточку, одни усики контровочной пластины отгибаются на грани пробки, а другие на корпус форсунки.

Для исключения отворачивания пробок из корпуса форсунки пробка законтрена при помощи контровочной пластины, одни усики контровочной пластины отгибаются на грани пробки, а другие на корпус форсунки.

Для обеспечения качества смешения топлива с воздухом носик форсунки имеет пустотелый цилиндрический участок переходящий через галтель в распылитель большего диаметра с фаской на конце, в начале распылителя отверстия размещены перпендикулярно оси носика форсунки, в центре выходной части распылителя размещено отверстие, отверстия на фаске расположены перпендикулярно углу выполнения фаски.

Для обеспечения удобства сборки камеры сгорания диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал, в стык между бобышками корпуса и фланцами топливных форсунок устанавливаются компенсационные пластины.

Для исключения износа форсунок диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал.

Для обеспечения низкого уровня вредных загрязняющих веществ таких как оксиды азота и окислы углерода носик форсунки имеет пустотелый цилиндрический участок переходящий через галтель в распылитель большего диаметра с фаской на конце, в начале распылителя отверстия размещены перпендикулярно оси носика форсунки, в центре выходной части распылителя размещено отверстие, отверстия на фаске расположены перпендикулярно углу выполнения фаски, диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал.

Для обеспечения герметичности форсунки в задней части форсунки имеется кольцевой паз с проточкой в который установлена уплотнительная прокладка, с другой стороны от уплотнительной прокладки устанавливается металлическое кольцо с проточкой, размещенное в кольцевой проточке контровочной пластины.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из исследованного заявителем уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности «новизны» и «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом: На фиг. 1 общий вид камеры сгорания;

Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус 1, на бобышках 2 которого закреплены фланцами 3 топливные форсунки 4, носик форсунки 5 установлен в отверстии корпуса завихрителя 6 входящего в горелку 7 закрепленную в кольцевой головке 8 жаровой трубы 9 при помощи резьбовой гайки 10, в задней части форсунок установлены пробки 11,

Заявленная камера сгорания газотурбинного двигателя характеризуется наличием существенных конструктивных изменений по сравнению с известными аналогами, обеспечивающими конструкции возможность реализовать поставленные цели, а именно, носик форсунки 5 имеет пустотелый цилиндрический участок 12 переходящий через галтель 13 в распылитель 14 большего диаметра с фаской 15 на конце, в начале распылителя отверстия 16 размещены перпендикулярно оси носика форсунки 5, в центре выходной части распылителя 14 размещено отверстие 17, отверстия 18 на фаске 15 расположены перпендикулярно углу выполнения фаски, диаметр отверстия корпуса завихрителя 6 больше диаметра распылителя 14, между отверстием корпуса завихрителя 6 и носиком форсунки 5 образуется кольцевой канал 19, пробка 11 законтрена при помощи контровочной пластины 20 имеющей кольцевую проточку 21, одни усики 22 контровочной пластины 20 отгибаются на грани пробки 11, а другие 23 на корпус форсунки 24, в задней части форсунки 5 имеется кольцевой паз 25 с проточкой 26 в который установлена уплотнительная прокладка 27, с другой стороны от уплотнительной прокладки 27 устанавливается металлическое кольцо 28 с проточкой 29, размещенное в кольцевой проточке 21 контровочной пластины 20, в стык между бобышками 2 корпуса 1 и фланцами 3 топливных форсунок 4 устанавливаются компенсационные пластины 29, кольца 30 к кольцевой головке 8 крепятся при помощи сварки 31.

Основываясь на изложенном выше представляется возможным сделать выводы о достижении заявленных целей, а именно:

Исключение локального перегрева кольцевой головки достигается тем, что между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал.

Обеспечение надежности в работе и высокий ресурс достигается тем, что кольца к кольцевой головке крепятся при помощи сварки, пробка законтрена при помощи контровочной пластины имеющей кольцевую проточку, одни усики контровочной пластины отгибаются на грани пробки, а другие на корпус форсунки.

Исключение отворачивания пробок из корпуса форсунки достигается тем, что пробка законтрена при помощи контровочной пластины, одни усики контровочной пластины отгибаются на грани пробки, а другие на корпус форсунки.

Обеспечение качества смешения топлива с воздухом достигается тем, что носик форсунки имеет пустотелый цилиндрический участок переходящий через галтель в распылитель большего диаметра с фаской на конце, в начале распылителя отверстия размещены перпендикулярно оси носика форсунки, в центре выходной части распылителя размещено отверстие, отверстия на фаске расположены перпендикулярно углу выполнения фаски.

Обеспечение удобства сборки камеры сгорания достигается тем, что диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал, в стык между бобышками корпуса и фланцами топливных форсунок устанавливаются компенсационные пластины.

Исключение износа форсунок достигается тем, что диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал.

Обеспечение низкого уровня вредных загрязняющих веществ таких как оксиды азота и окислы углерода достигается тем, что носик форсунки имеет пустотелый цилиндрический участок переходящий через галтель в распылитель большего диаметра с фаской на конце, в начале распылителя отверстия размещены перпендикулярно оси носика форсунки, в центре выходной части распылителя размещено отверстие, отверстия на фаске расположены перпендикулярно углу выполнения фаски, диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал.

Обеспечение герметичности форсунки достигается тем, что в задней части форсунки имеется кольцевой паз с проточкой в который установлена уплотнительная прокладка, с другой стороны от уплотнительной прокладки устанавливается металлическое кольцо с проточкой, размещенное в кольцевой проточке контровочной пластины.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявленное техническое решение обеспечивает в целом более эффективное использование по назначению, то есть заявленное техническое решение обеспечивает за счёт внесения конструктивных изменений в конструкцию камеры сгорания газотурбинного двигателя их более эффективное использование в качестве привода нагнетателя газоперекачивающего агрегата или электрогенератора, а именно: надежное и технологичное, так как повышает надежность камеры сгорания, а значит и ресурс двигателя, упрощает сборку и ремонт и снижает выбросы вредных загрязняющих веществ.

При вворачивании (Фиг. 1.) пробки 11 уплотнительная прокладка 27 начинает вминаться в проточку 26 и проточку 29 в металлическом кольце 28 упирающимся в кольцевую проточку 21 контровочной пластины 20 тем самым обеспечивая герметичность форсунки. Затем производится контрование пробки 11 где одни усики 22 контровочной пластины 20 отгибаются на грани пробки 11, а другие 23 на корпус форсунки 24.

Воздух проходит через корпус завихрителя 6 и закручивается. Затем проходит через кольцевой канал 19 образованный между отверстием корпуса завихрителя 6 и носиком форсунки 5.

Топливный газ движется по пустотелому цилиндрическому участку 12 в распылитель 14 большего диаметра с фаской 15 на конце, и выходит через отверстия 16 размещенные перпендикулярно оси носика форсунки 5, и отверстие 17 в центре выходной части распылителя 14, а так же через отверстия 18 на фаске 15 расположеные перпендикулярно углу выполнения фаски.

Подученная смесь топлива и воздуха попадает в жаровую трубу 9, где сгорает.

Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус 1, на бобышках 2 которого закреплены фланцами 3 топливные форсунки 4, носик форсунки 5 установлен в отверстии корпуса завихрителя 6 входящего в горелку 7 закрепленную в кольцевой головке 8 жаровой трубы 9 при помощи резьбовой гайки 10, в задней части форсунок установлены пробки 11,

Заявленная камера сгорания газотурбинного двигателя характеризуется наличием существенных конструктивных изменений по сравнению с известными аналогами, обеспечивающими конструкции возможность реализовать поставленные цели, а именно, носик форсунки 5 имеет пустотелый цилиндрический участок 12 переходящий через галтель 13 в распылитель 14 большего диаметра с фаской 15 на конце, в начале распылителя отверстия 16 размещены перпендикулярно оси носика форсунки 5, в центре выходной части распылителя 14 размещено отверстие 17, отверстия 18 на фаске 15 расположены перпендикулярно углу выполнения фаски, диаметр отверстия корпуса завихрителя 6 больше диаметра распылителя 14, между отверстием корпуса завихрителя 6 и носиком форсунки 5 образуется кольцевой канал 19, пробка 11 законтрена при помощи контровочной пластины 20 имеющей кольцевую проточку 21, одни усики 22 контровочной пластины 20 отгибаются на грани пробки 11, а другие 23 на корпус форсунки 24, в задней части форсунки 5 имеется кольцевой паз 25 с проточкой 26 в который установлена уплотнительная прокладка 27, с другой стороны от уплотнительной прокладки 27 устанавливается металлическое кольцо 28 с проточкой 29, размещенное в кольцевой проточке 21 контровочной пластины 20, в стык между бобышками 2 корпуса 1 и фланцами 3 топливных форсунок 4 устанавливаются компенсационные пластины 29, кольца 30 к кольцевой головке 8 крепятся при помощи сварки 31.

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению, в частности к конструкциям камер сгорания газотурбинных двигателей, служащих для привода электрогенератора или нагнетателя газоперекачивающего агрегата. Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены фланцами топливные форсунки, носик форсунки установлен в отверстии корпуса завихрителя, входящего в горелку, закрепленную в кольцевой головке жаровой трубы при помощи резьбовой гайки, в задней части форсунок установлены пробки, отличающаяся тем, что носик форсунки имеет пустотелый цилиндрический участок, переходящий через галтель в распылитель большего диаметра с фаской на конце, в начале распылителя отверстия размещены перпендикулярно оси носика форсунки, в центре выходной части распылителя размещено отверстие, отверстия на фаске расположены перпендикулярно углу выполнения фаски, диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал, пробка законтрена при помощи контровочной пластины, имеющей кольцевую проточку, одни усики контровочной пластины отгибаются на грани пробки, а другие на корпус форсунки, в задней части форсунки имеется кольцевой паз с проточкой, в который установлена уплотнительная прокладка, с другой стороны от уплотнительной прокладки устанавливается металлическое кольцо с проточкой, размещенное в кольцевой проточке контровочной пластины, в стык между бобышками корпуса и фланцами топливных форсунок устанавливаются компенсационные пластины, кольца к кольцевой головке крепятся при помощи сварки. Повышает надежность камеры сгорания, а значит и ресурс двигателя, упрощает сборку и ремонт и снижает выбросы вредных загрязняющих веществ. 1 ил.

Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены фланцами топливные форсунки, носик форсунки установлен в отверстии корпуса завихрителя, входящего в горелку, закрепленную в кольцевой головке жаровой трубы при помощи резьбовой гайки, в задней части форсунок установлены пробки, отличающаяся тем, что носик форсунки имеет пустотелый цилиндрический участок, переходящий через галтель в распылитель большего диаметра с фаской на конце, в начале распылителя отверстия размещены перпендикулярно оси носика форсунки, в центре выходной части распылителя размещено отверстие, отверстия на фаске расположены перпендикулярно углу выполнения фаски, диаметр отверстия корпуса завихрителя больше диаметра распылителя, между отверстием корпуса завихрителя и носиком форсунки образуется кольцевой канал, пробка законтрена при помощи контровочной пластины, имеющей кольцевую проточку, одни усики контровочной пластины отгибаются на грани пробки, а другие на корпус форсунки, в задней части форсунки имеется кольцевой паз с проточкой, в который установлена уплотнительная прокладка, с другой стороны от уплотнительной прокладки устанавливается металлическое кольцо с проточкой, размещенное в кольцевой проточке контровочной пластины, в стык между бобышками корпуса и фланцами топливных форсунок устанавливаются компенсационные пластины, кольца к кольцевой головке крепятся при помощи сварки.