RU2199700C2 - Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя - Google Patents
Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2199700C2 RU2199700C2 RU2000117929A RU2000117929A RU2199700C2 RU 2199700 C2 RU2199700 C2 RU 2199700C2 RU 2000117929 A RU2000117929 A RU 2000117929A RU 2000117929 A RU2000117929 A RU 2000117929A RU 2199700 C2 RU2199700 C2 RU 2199700C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- air
- swirler
- combustion chamber
- turbine engine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Abstract
Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит двухъярусный завихритель, во внутреннем ярусе которого установлен лопаточный завихритель с открытым выходным торцом. На входном торце осевого лопаточного завихрителя расположена перегородка, перекрывающая часть входного торца, выполненная, например, в виде кольца. Изобретение позволяет расширить область запуска и устойчивой работы камеры сгорания за счет увеличения угла распыла топливовоздушной смеси на выходе завихрителя и повысить полноту сгорания за счет интенсификации процесса смесеобразования. 1 ил.
Description
Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к авиадвигателестроению.
Известна топливовоздушная горелка камеры сгорания [1], содержащая топливную форсунку и лопаточный завихритель. На лопатках завихрителя установлена обечайка, которая разделяет закрученный поток на два потока, идущих по кольцевым каналам. По внутреннему каналу впускается воздух под углом к конусу струи распыленного топлива, обеспечивая предварительное смешение с ним. Другая часть воздуха проходит через наружный канал и используется для формирования факела и закручивания топливовоздушной смеси, что создает зону рециркуляции продуктов сгорания с возможностью получения высокой полноты сгорания топлива на всех режимах и низких выбросов вредных веществ. Характерными недостатками данного устройства из-за относительно больших расходов воздуха, принятых для топливовоздушных горелок с завихрителями, и небольших углов раскрытия топливовоздушного факела на выходе из завихрителя являются узкие области запуска и устойчивого горения камеры сгорания.
Известна другая топливовоздушная горелка камеры сгорания [2], содержащая топливную форсунку и двухъярусный осерадиальный завихритель с внутренним ярусом, состоящим из осевого лопаточного завихрителя с открытым входным и выходным торцом и радиального завихрителя. При этом между тыльной стороной корпуса форсунки и входным торцом расположен стабилизатор потока воздуха, закрепленный на головке форсунки. Внешний контур стабилизатора превышает поперечное сечение осевого завихрителя и образует щелевой канал с его входным торцом. Подобная конструкция топливовоздушной горелки позволяет обеспечить равномерный вход воздуха в осевой завихритель благодаря стабилизатору, устраняющему затенение, вызванное стволом форсунки. Это соответственно обеспечивает более равномерную по составу и скоростям топливовоздушную смесь в передней части жаровой трубы, что увеличивает полноту сгорания топлива и позволяет снизить выбросы вредных веществ. Недостатком данного устройства являются повышенные потери полного давления, вызванные втеканием воздуха через щель, образованную стабилизатором и входным торцом завихрителя с последующим разворотом потока. Кроме того, общим недостатком известных топливовоздушных горелок с завихрителем являются узкие области запуска и устойчивой работы.
Целью предлагаемого решения является расширение области запуска и устойчивой работы камеры сгорания за счет увеличения угла распыла топливовоздушной смеси на выходе из завихрителя и формирования широкой области зоны рециркуляции в первичной зоне жаровой трубы, а также повышение полноты сгорания и снижение выбросов вредных веществ за счет интенсификации смесеобразования и получения однородной топливовоздушной смеси.
Сущность технического решения заключается в том, что в топливовоздушной горелке камеры сгорания на входном торце осевого лопаточного завихрителя расположена перегородка, перекрывающая часть входного торца, выполненная, например, в виде кольца.
Вышеуказанные отличительные признаки придают всей совокупности отличительных признаков новое свойство. Новые свойства заключаются в следующем.
1. За перегородкой при прохождении воздуха через осевой завихритель внутреннего яруса образуется зона обратных токов с пониженным давлением, которая изменяет направление течения и увеличивает угол распыла воздуха на выходе из осевого завихрителя и топливовоздушной смеси на выходе из двухъярусного завихрителя для формирования широкой зоны рециркуляции в первичной зоне с богатой топливом периферией для увеличения области розжига камеры сгорания.
2. Перегородка выполняет роль турбулизатора воздушного потока, что интенсифицирует смесеобразование и ведет к повышению полноты сгорания топлива за счет ускорения подготовки топливовоздушной смеси.
Как показали патентные исследования, подобного свойства нет ни у прототипа, ни у других известных решений.
На чертеже схематически показан вариант предлагаемого решения.
Топливовоздушная горелка содержит двухъярусный завихритель 1 с внутренним ярусом, состоящим из осевого лопаточного завихрителя 2 с открытым выходным торцом 3. На входном торце 4 лопаточного завихрителя 2 внутреннего яруса расположена перегородка 5, например, в виде кольца. Перегородка 5 перекрывает часть сечения входного торца 4. Перегородка 5 также может быть выполнена в виде отличной от кольца формы замкнутого контура. Кроме этого, на чертеже указаны наружный ярус завихрителя 6, топливная форсунка 7 и первичная зона 8 жаровой трубы.
Работа устройства осуществляется следующим образом. На выходе из осевого завихрителя 2 вытекает воздух под углом к конусу струи распыленного топлива, поступающего из топливной форсунки 7, обеспечивая предварительное смешение с ним. Другая часть воздуха проходит через наружный ярус завихрителя 6 и используется для формирования факела и закручивания топливовоздушной смеси, что создает зону рециркуляции в первичной зоне 8 жаровой трубы. При прохождении воздуха через осевой завихритель 2 непосредственно за перегородкой 5 образуется зона обратных токов с пониженным давлением. В результате изменяется направление течения и увеличивается угол распыла воздуха на выходе из осевого завихрителя 2 и топливовоздушной смеси из двухъярусного завихрителя 1. Это позволяет получить богатую топливом зону на периферии первичной зоны 8 с относительно малыми скоростями, что благоприятно для условий розжига даже при значительном обеднении топливовоздушной смеси в первичной зоне в целом. На основных режимах работы при значительных уменьшениях расхода топлива наличие богатых топливом зон с малыми скоростями также позволяет расширить область устойчивой работы камеры сгорания. Кроме того, перегородка 5 выполняет роль турбулизатора, что интенсифицирует смесеобразование топливовоздушной смеси и ведет к повышению полноты сгорания, а более однородный состав топливовоздушной смеси - к снижению выбросов вредных веществ при сжигании топлива. Подобное устройство в настоящее время проходит испытания, результаты которых подтверждают заявленные свойства.
По сравнению с прототипом предложенное решение имеет ряд преимуществ выраженных:
1) в увеличении области розжига камеры сгорания;
2) в увеличении области устойчивого горения камеры сгорания;
3) в увеличении полноты сгорания топлива;
4) в снижении выбросов вредных веществ.
1) в увеличении области розжига камеры сгорания;
2) в увеличении области устойчивого горения камеры сгорания;
3) в увеличении полноты сгорания топлива;
4) в снижении выбросов вредных веществ.
Источники информации
1. Патент США 3901446, НКИ 239-132.5 (F 02 С 7/22), опубл. 26.08.75 г. (аналог).
1. Патент США 3901446, НКИ 239-132.5 (F 02 С 7/22), опубл. 26.08.75 г. (аналог).
2. Патент России 2134839 (F 02 С 7/22), опубл. 20.08.1999 г. (прототип).
Claims (1)
- Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая двухъярусный завихритель, во внутреннем ярусе которого установлен лопаточный завихритель с открытым выходным торцом, отличающаяся тем, что на входном торце осевого лопаточного завихрителя расположена перегородка, перекрывающая часть входного торца, выполненная, например, в виде кольца.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000117929A RU2199700C2 (ru) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000117929A RU2199700C2 (ru) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000117929A RU2000117929A (ru) | 2002-09-10 |
RU2199700C2 true RU2199700C2 (ru) | 2003-02-27 |
Family
ID=20237459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000117929A RU2199700C2 (ru) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2199700C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749434C1 (ru) * | 2020-08-25 | 2021-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Топливновоздушная горелка и фронтовое устройство камеры сгорания |
-
2000
- 2000-07-05 RU RU2000117929A patent/RU2199700C2/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749434C1 (ru) * | 2020-08-25 | 2021-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Топливновоздушная горелка и фронтовое устройство камеры сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10704469B2 (en) | Auxiliary Torch Ingnition | |
US9562690B2 (en) | Swirler, fuel and air assembly and combustor | |
US10711699B2 (en) | Auxiliary torch ignition | |
US7926282B2 (en) | Pure air blast fuel injector | |
RU2243449C2 (ru) | Камера сгорания с делителем струи сжатого воздуха | |
US8726668B2 (en) | Fuel atomization dual orifice fuel nozzle | |
EP0924469A2 (en) | Venturiless swirl cup | |
JPS6367085B2 (ru) | ||
JP2003522929A (ja) | ガスタービン用のバーナ中の装置 | |
JPH09501486A (ja) | 燃料噴射装置及び該燃料噴射装置の運転方法 | |
RU2439435C1 (ru) | Топливовоздушный модуль фронтового устройства камеры сгорания гтд | |
US5865609A (en) | Method of combustion with low acoustics | |
US5899076A (en) | Flame disgorging two stream tangential entry nozzle | |
JP2002106845A (ja) | 多噴射口燃焼器 | |
JP3337427B2 (ja) | ガスタービン用燃焼器 | |
US5782627A (en) | Premix burner and method of operating the burner | |
RU2197684C2 (ru) | Способ отделения факела от форсунки с двухпоточным тангенциальным входом | |
US5146741A (en) | Gaseous fuel injector | |
CA2599113C (en) | Fuel injection valve, combustor using the fuel injection valve, and fuel injection method for the fuel injection valve | |
JPH07332671A (ja) | 予蒸発予混合燃焼器 | |
US5735466A (en) | Two stream tangential entry nozzle | |
RU2199700C2 (ru) | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя | |
RU2749434C1 (ru) | Топливновоздушная горелка и фронтовое устройство камеры сгорания | |
RU2098719C1 (ru) | Камера сгорания газовой турбины энергетической установки | |
RU173463U1 (ru) | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя |