Кольцевая камера сгорания Советский патент 1983 года по МПК F23R3/00 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям.

Известны кольцевые камеры сгорания, содержащие многофорсуночную головку, соединенную с кожухом для смешения вторичного воздуха с продуктами сгорания, кольцевые рабочий и пусковой топливные коллекторы, рабочие и пусковые форсунки. Большие тепловые потоки от камеры к коллекторам приводят к нагреву топлива и коксованию форсунок. На бедных смесях наблюдается неустойчивое горение. Поле скоростей воздуха на входе в камеру вследствие неравномерного загромождения тракта также неравномерно, что приводит к неравномерному полю температур и скоростей на выходе из камеры.

Цель изобретения - создание такой конструкции кольцевой камеры, котора обеспечивала бы минимальный нагрев топлива в коллекторах, устойчивое горение на бедных смесях и равномерное поле скоростей воздуха на входе в нее.

Достигается она тем, что пусковой и рабочий коллекторы выполнены в вид полого кольца с разделительной перегородкой, пусковые форсунки снабжены

смесительными втулками в виде двух взаимно расходящихся конусов с отверстиями у внутреннего конуса, а на топливном коллекторе установлены кольцевые стабилизаторы.

На фиг.1 изображена схема камеры; на фиг.2 на камеру со стороны входа в нее, на фиг.З - коллектор с пусковой форсункой; на фиг.4 - кол0лектор с рабочей форсункой.

Многофорсуночная головка 1 кольцевой камеры 2 сгорания, жестко соединенная с конусом 3 и прикрепленная тягами 4 к наружному корпусу 5, имеет

5 диск 6 с кольцевым топливным коллектором 7, равномерно закрепленными рабочими форсунками 8 и пусковыми форсунками 9. Коллектор выполнен в виде полого кольца, разделенного перегород0кой 10 на 11 для подачи рабочего топлива и канал 12 для пускового. Каждая форсунка соединена с каналами 11 и 12 сооответствующими каналами 13, 14 и 15, 16, Снаружи коллектора

установлен защитный экран 17 а внутри каналов 14 и 16 - трубки 18. Форсунки прикреплены к дискам 6 колпачковыми гайками 19 и уплотнены кольцами 20 . Каждая из них имеет топливние тельные втулки: 23 у рабочей форсунки 8 и 24 - у пусковой форсунки 9, закрепленные на корпусе 25 с помощью эавихрителя 26. Воздух подводится к завнхрителям через отверстия 27 в диске 6. К этому диску и коллектору ;7 приварены штуцер 28 рабочего топли ва и 29 - пускового, Смесительнгш п втулка 24 имеет двойной расходящийся конус с отверстиями 30 и 31. При запуске двигателя топливо подают только в пусковые форсунки 9. По мере увеличения оборотов давление топлива повышается, и оно начинает поступать и в рабочие форсунки 8« Количество топлива, поступающее в форсунки 8 и 9, выбирают таким образом, чтобы коэффициент избытка возду ха о в их внутренней полости на наиболее длительном и напряженном режиме соответствовал . Большое количество очагов горения и подача к ним заранее подготовленной топливо-воздушной смеси с коэффициен том избытка воздуха позволяет получить короткий факел пламени с высокой полнотой.сгорания и низкой тепловой радиацией и, следовательно, малую окружную неравномерность температуры газа на выходе из камеры 2 и сравнительно низкий нагрев ее стенок Объединение пускового и рабочего тойливных коллекторов в общий кольцевой коллектор 7 уменьшает нагрев топлива Для расширения диапазона устойчивой работы камеры 2 по составу смеси используется стабилизирующий эффект сме сительных втулок 24 пусковых форсунок 9. Во внутренних полостях конуса ч втулки 24 организуют зоны горения с широким диапазоном коэффициента избытка воздуха с помощью воздуха, поступающего через перепускные отверстия внутренней полости конуса. Не оказывая существенного влияния на общий характер горения топлива, эти зоны поддерживают горение в головке 1 при резких обеднениях состава смеси сгорания 2 в целом. Формула изобретения 1.Кольцевая камера сгорания, например для авиационного газотурбинного двигателя, содержащая многофорсуночную головку, соединенную с кожухом для смешения вторичного воздуха с продуктами сгорания, кольцевые рабочий и пусковой т;опливные коллекторы, рабочие и пусковые форсунки, о т л ичающаяся тем, что, с целью уменьшения нагрева топлива до подхода к распылителям форсунок, пусковой и рабочий коллекторы выполнены в виде полого кольцу с разделительной перегородкой , 2.Камера поп,1, о тл ич а ющ а я с я тем, что, с целью расширения границ устойчивого горения по составу смеси и повышения полнотрл сгорания на бедных смесях, пусковые форсунки имеют смесительные втулки в йиде двух взаимно расходящихся конусов с отверстиями у внутреннего конуса. 3.Камера по пп.1 и 2, о т л и чающаяся тем, что, с целью получения равномерного поля скоростей воздуха, поступающего в камеру сгорания, на топливном коллекторе установлены кольцевые стабилизаторы.