Камера сгорания газотурбинного двигателя Советский патент 1992 года по МПК F02C5/00 

Изобретение относится к двигателест- роению газотурбинных двигателей.

Известны камеры сгорания газотурбинного двигателя (см.патент Великобритании GB NJ 2035459 А, 1980), снабженные впускным и выпускным клапанами с приводами от вала отбора мощности.

Известны также камеры сгорания (патент Великобритании № 1217070, кл. F 02 С 7/12, 1970), имеющие дисковые клапанные окна с приводами от вала отбора мощности через шестереночный редуктор.

Недостатком этих камер является сложность их конструкции при синронизации открывания и закрывания клапанов в момент повышения давления, которые и совершают эффективную работу.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является патент Великобритании Мг 2035159.А, GB, 1980.

Целью изобретения является упрощение конструкции привода клапанов.

Цель достигается тем, что камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус с установленными в нем впускным и выпускным клапанами с приводами, клапаны снабжены штоками, а привод клапанов выполнен в виде двуплечнего рычажного

механизма с шарнирно закрепленным на одном конце ферромагнитным стержнем и соленоида, подключенного к источнику тока, причем ферромагнитный стержень помещен в соленоид, одно из плеч рычажного механизма установлено с возможностью контакта со штоком выпускного клапана, а другое - со штоком впускного клапана, причем камера сгорания снабжена кожухом, ус- тановленным вокруг корпуса с образованием рубашки охлаждения.

В предложенном техническом решении начало управления выпускным клапаном осуществляется за счет увеличения степени повышения давления в процессе зажигания при V const , а дальнейший полный цикл открывания впускного клапана в процессе при Р const, управляется автоматически за счет электромагнитных сил соленоида притягиванием ферромагнитного стержня, т.е. появляется возможность эффективно использовать динамику степени повышения давления цикла с улучшенной характеристикой. Снабжение камеры сгорания теплообменником повышает эффективность цикла, так как источником тепловой энергии холо- дильниной системы, обеспечивающей охлаждение, уплотнение и увеличение

Ч

4

Qs

О О

весового количества воздуха, поступающе - го в камеру сгорания, является теплообмен- ная стенка камеры сгорания.

На чертеже изображена предложенная камера сгорания газотурбинного двигателя.

Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит камеру 1 сгорания с входным устройством 2 и выходным устройством 3. На входном устройстве 2 установлен впускной клапан А, который снабжен пружиной 5, шайбой-сухариком 6, гайкой 7 специальной формы, регулирующей силу пружины 5, и контргайкой 8, а на выходном устройстве 3 с наружной стороны установлен выпускной клапан 9 с наружной рабочей поверхностью, имеющий шайбу-сухарик 10, пружину 11 и гайку 12 специальной конструкции, регулирующую силу пружины 11. Конец штока выпускного клапана 9 имеет резьбу и регулировочные гайки 13 и 14. На наружном корпусе камеры 1 сгорания закреплена стойка-опора 15, на которой шарнирно закреплен двуплечий рычаг t6 при помощи пальца 17. На одном конце рычага t6 имеется паз-отверстие, в котором помещен шток выпускного клапана 9, а на некотором расстоянии этот конец при помощи пружины 18 с винтом 19 и контргайкой 20 притянут к корпусу камеры 1 сгорания. На другом конце двуплечего рычага 16 шарнирно закреплен ферромагнитный стержень 21 при помощи пальца 22. Ферромагнитный стержень 21 подвижно помещен в соленоид 23. Соленоид 23 установлен на передней части входного устройства 2 и имеет регулировочный сердечник 24 с гайкой 25. На уровне оси штока впускного клапана 4 в рычаге 16 установлен регулировочный зинт 26 с гайкой 27, при помощи которого открывается впускной клапан 4 во время рабочего процесса. Камера 1 сгорания снабжена кожухом 28 со штуцером 29 входа и штуцером 30 выхода, который совместно со стенкой камеры 1 сгорания образует полость 31, выполняющую функцию теплообменника-регенератора, который служит для передачи тепла к известным холодильным системам для регенерации с охлаждением воздуха в холодильном радиаторе, улучшая тепловой режим камеры 1 сгорания. Кроме того, камера сгорания снабжена форсункой 32, свечой 33 запала и свечой 34 искры.

Рабочий процесс камеры сгорания газотурбинного двигателя представляется в обеспечении двух режимов работы: P const, V const-P const.

Пуск двигателя осуществляется, как в известном режиме P const, а имено принудительно открываются оба клапана 4 и 9 при помощи пускового сооленоида 23, т.е. электромагнитная сила соленоида 23 притягивает ферромагнитный стержень 21 вместе с рычагом 16, вследствие чего регулировочный винт 26, нажимая на впускной клапан 4.

открывает его, а другим концом рычаг 16, упираясь в регулировочную гайку 14 выпускного клапана 9, открывает его, продувается камера 1 сгорания сжатым воздухом из входного устройства 2, созданным работой

0 компрессора. Далее включается свеча 33 запала и форсунка 32, происходит зажигание, т.е. осуществляется пуск.

После вхождения в тепловой режим двигатель переводится в смешанный режим

5 V const- Р const.

Ток соленоида 23 уменьшается регулированием до тех пор, пока силы пружин 5, 11 и 18 не преодолеют силу тока соленоида 23 для закрывания клапанов 4 и 9, а форсун0 ка 31 не переведется в цикличный режим Включается зажигание впрыскиванием топлива через форсунки 31, которое происходит s режиме V const. Резкое повышение давления открывает клапан 9, а регулиро5 шчная гайка 13 выпускного клапана 9 приподнимает конец рычага 16, при этом ферромагнитный стержень 21 с рычагом 16 приближаются к электромагнитной силе соленоида 23 и притягиваются к нему. Проис0 ходят режим P-const. Это способствует действию регулировочной гайки 26 впускного клапана 4 и его открыванию. Итак, сначала открывается выпускной клапан 9, а потом впускной клапан 4: происходит газообмен

5 за счет инерционной силы выхлопных газов и давления воздуха входного устройства 2, создаваемого компрессором, аналогично двухтактному поршневому двигателю, имеющему выпускные и впускные окна. После

0 газообмена давление в камере 1 сгорания понижается. В этот момент из-за недостаточности электромагнитных сил соленоида 23 для удержания ферромагнитного стержня 21 за счет сил пружины 11 закрывается

5 выпускной клапан 9, а регулировочная гайка 14 притягивает конец рычага 16. В этот период электромагнитная сила соленоида 23 хотя слабо, но действует, т.е. временно удерживает ферромагнитный стержень 21.

0 Появляется зазор между концом рычага 16 и регулировочной гайкой 13, после чего за счет пружины 18 и 5 рычаг 16 переводится в исходное положение. Этот режим рабочего процесса сначала приводит к закрыванию

5 выпускного клапана 9, а через некоторое время закрыванию впускного клапана 4, что способствует улучшению коэффициента наполнения воздухом камеры 1 сгорания и переводу в режим V const. Дальнейшие рабочие процессы повторяются аналогично.

Формула изобретения 1. Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус с установленными в нем впускным и выпускным клапанами с приводами, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции клапаны снабжены штоками, а привод клапанов выполнен в виде двуплечего рычажного механизма с шарнирно закрепленным на одном конце ферромагнитным стержнем и соленоида, подключенного к источнику тока, при0

чем ферромагнитный стержень помещен в соленоид, одно из плеч рычажного механизма установлено с возможностью контакта со штоком выпускного клапана, а другое - со штоком впускного клапана, причем рычажный механизм привода закреплен на наружной стенке корпуса.

2. Камера по п.1,отличающаяся тем, что снабжена кожухом, установленным вокруг корпуса с образованием рубашки охлаждения.

Использование: газотурбостроение. Сущность изобретения: камера сгорания с приводом клапанов посредством двуплечего рычажного механизма, управляемого при помощи электрического соленоида, причем одно плечо рычага контактирует со штоком впускного клапана, а другое - со штоком выпускного клапана. Стенки камеры сгорания, являются теплообменной поверхностью теплообменника, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

,26