CZ2018506A3

CZ2018506A3 - Montážní sestava obtokových palivových trysek pro malý turbínový motor s prstencovou spalovací komorou a obtoková palivová tryska pro ni

Info

Publication number: CZ2018506A3
Application number: CZ2018-506A
Authority: CZ
Inventors: Zdeněk Katolický
Original assignee: První Brněnská Strojírna Velká Bíteš, A.S.
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-03-18
Also published as: CZ308246B6

Abstract

Obtokové palivové trysky (0) jsou uspořádány na společné roztečné kružnici, přičemž každá z obtokových palivových trysek (0) je nosným propojovacím palivovým potrubím (11) a nosným potrubím (12) odvodu paliva propojena s každou sousední obtokovou palivovou tryskou (0) a alespoň jedna z obtokových palivových trysek (0) celé sestavy je napojena na přívodní potrubí (10) tlakového paliva od zdroje tlakového paliva. Současně je alespoň jedna z obtokových palivových trysek (0) celé soustavy napojena na odpadní palivové potrubí (13) uzpůsobené pro odvod tlakového paliva zpět do palivového systému malého turbínového motoru.Vynález se také týká obtokové palivové trysky pro tuto montážní sestavu, která obsahuje duté těleso (1) s vířičem (5), vírovou komůrkou (40) a vírovou tryskou (4). Vírová komůrka (40) je napojena na přívod tlakového paliva a odvod tlakového paliva. V dutém tělese (1) je vytvořena přívodní palivová část (161) dutiny (16) dutého tělesa (1) a odpadní palivová část (162) dutiny (16) dutého tělesa (1).

Description

Montážní sestava obtokových palivových trysek pro malý turbínový motor s prstencovou spalovací komorou a obtoková palivová tryska pro ni

Oblast techniky

Vynález se týká montážní sestavy obtokových palivových trysek pro malý turbínový motor s prstencovou spalovací komorou.

Vynález se také týká obtokové palivové trysky pro montážní sestavu obtokových palivových trysek pro malé turbínové motory s prstencovou spalovací komorou, která obsahuje duté těleso s vířičem, vírovou komůrkou a vírovou tryskou, kde vírová komůrka je napojena na přívod tlakového paliva a odvod tlakového paliva.

Dosavadní stav techniky

Obtokové palivové trysky pro turbínové motory slouží k dodávání paliva ve formě spreje do spalovací komory turbínového motoru. Obtokové trysky mají velký rozsah množství vstřikovaného paliva a také poskytují kvalitní sprej paliva při nízkém tlaku paliva. Proto se obtokové trysky používají i v malých turbínových motorech. Pokud má turbínový motor prstencovou spalovací komoru, pak jsou ve spalovací komoře umístěny obtokové palivové trysky, které jsou paralelně připojeny na přívod paliva, tj. přívodní potrubí paliva se rozděluje na větve, kterou vedou k jednotlivým tryskám, takže každá tryska má ve své podstatě vlastní přívod paliva.

Základem obtokové palivové trysky je vírová komůrka, do které se tangenciálními otvory nebo drážkami přivádí palivo, které je středovým otvorem dále vstřikováno do spalovací komory, přičemž část paliva je otvorem ve stěně trysky proti středovému otvoru upouštěna zpět do palivového systému. Vlastní vírová komůrka je pak tvořena dvěma nebo třemi dílci, které k sobě vzájemně přiléhají díky mechanickému dotlačení závitovým spojem nebo válcovou pružinou, přičemž oddělení vstupu a výstupu paliva je řešeno utěsněním pomocí o kroužků. Konstrukčně tak tvoří obtoková palivová tryska samostatný prvek, který se samostatně připojuje na přívodní a odváděči palivové potrubí pomocí závitových spojů nebo se trysky vkládají do těles, která zajišťují rozvod paliva a utěsňují se pomocí o kroužků.

Nevýhodou dosavadního stavu techniky je prostorová, výrobní a cenová náročnost systému obtokových palivových trysek a palivového rozvodu, tj. přívodů paliva k jednotlivým tryskám a odvodů paliva vraceného z jednotlivých palivových trysek, což limituje použití těchto systémů u malých turbínových motorů s výkonem do 200 kW, respektive 1500 N, které mají obecně malé rozměry. Nevýhodou je také hmotnost současných systémů obtokových palivových trysek, palivových rozvodů atd.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo montážní sestavou obtokových palivových trysek pro malý turbínový motor s prstencovou spalovací komorou, jejíž podstata spočívá v tom, že obtokové palivové trysky jsou uspořádány na společné roztečné kružnici, přičemž každá z obtokových palivových trysek je nosným propojovacím palivovým potrubím a nosným odpadním palivovým potrubím propojena s každou sousední obtokovou palivovou tryskou a alespoň jedna z obtokových palivových trysek celé sestavy napojena na přívodní potrubí tlakového paliva od zdroje tlakového paliva a současně je alespoň jedna z obtokových palivových trysek celé soustavy napojena na

- 1 CZ 2018 - 506 A3 odpadní palivové potrubí uzpůsobené pro odvod tlakového paliva zpět do palivového systému malého turbínového motoru.

Podstata obtokové palivové trysky pro montážní sestavu spočívá v tom, že v dutém tělese je vytvořena přívodní palivová část dutiny dutého tělesa a odpadní palivová část dutiny dutého tělesa, kde obě části jsou propojeny přes vírovou komůrku, přičemž do přívodní palivové části ústí dvojice propojovacích otvorů přívodu paliva vytvořených v dutém tělese a do odpadní palivové části ústí dvojice propojovacích otvorů odvodu paliva a propojovací otvory jsou uzpůsobeny pro upevnění nosných palivových potrubí.

Výhodou vynálezu je, že trysky jsou nedílnou součástí paralelního trubkového propojení celé sestavy trysek, takže celá sestava je samonosná, což umožňuje snížit vnější rozměry systému, integrovat rozvod paliva do tělesa trysek, zredukovat požadavky na zástavbu sestavy trysek, snížit hmotnost a náklady na výrobu. Zároveň však součástky tvořící vírovou komůrku zůstávají demontovatelné, upevňují se pomocí šroubů na těleso trysky, vstup a výstup pálívaje oddělen a utěsněn talířovou pružinou. Vnější těsnost trysek je zajištěna těsnicím kroužkem a uspořádání trysek umožňuje i přívod vzduchu pro chlazení částí trysky, které ústí do spalovací komory, což omezuje karbonizaci paliva na čele trysek a zlepšuje atomizaci paliva.

Objasnění výkresů

Vynález je schematicky znázorněn na obrázcích, kde ukazuje obr. 1 prostorový pohled na sestavu 8 obtokových palivových trysek uspořádaných i s palivovými trubkami do samonosného montážního celku, obr. 2 podélný řez jednou obtokovou palivovou tryskou přiřazenou spalovací komoře a obr. 3 rozstřelenou sestavu obtokové palivové trysky podle vynálezu s přívodním potrubím tlakového paliva.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález bude popsán na příkladu uskutečnění samonosné montážní sestavy obtokových palivových trysek 0 pro malé turbínové motory a příkladu uskutečnění obtokové palivové trysky 0 pro tuto montážní sestavu.

Samonosná montážní sestava obtokových palivových trysek 0 obsahuje soustavu obtokových palivových trysek 0 uspořádaných na společné roztečné kružnici, jejíž průměr odpovídá velikosti spalovací komory 14, pro kterou je příslušná sestava určena. Každá z obtokových palivových trysek Oje opatřena dutým tělesem 1, v jehož dutině 16 je uspořádána přívodní palivovou část 161 dutiny 16 dutého tělesa 1 a odpadní palivová část 162 dutiny 16 dutého tělesa L Každé dvě sousední obtokové palivové trysky 0 jsou současně propojeny nosným propojovacím palivovým potrubím 11 a nosným potrubím 12 odvodu paliva, kde jednotlivá potrubí 11. 12 jsou upevněna na dutém tělese 1 každé příslušné obtokové palivové trysky 0, např. jsou jednotlivá potrubí 11, 12 zapájena do k tomu uzpůsobených otvorů v dutém tělese 1 každé příslušné obtokové palivové trysky 0. Takto je vytvořena samonosná montážní sestava obtokových palivových trysek 0, protože jednotlivé trysky 0 jsou propojeny vždy dvojicí pevných trubek tvořících jednotlivé části palivového potrubí 11, 12.

Alespoň jedna z obtokových palivových trysek 0 celé soustavy je přívodní palivovou částí 161 dutiny 16 svého dutého tělesa 1 napojena na přívodní potrubí 10 tlakového paliva od neznázoměného zdroje tlakového paliva. Současně je alespoň jedna z obtokových palivových trysek 0 celé soustavy odpadní palivovou částí 162 dutiny 16 svého dutého tělesa 1 napojena na odpadní palivové potrubí 13. které je uzpůsobeno pro odvod tlakového paliva zpět do palivového systému malého turbínového motoru. Tlakové palivo je tak přívodním potrubím 10 přivedeno ze zdroje tlakového paliva do jedné z obtokových palivových trysek 0, ze které je tlakové palivo

-2 CZ 2018 - 506 A3 propojovacími palivovými potrubími 11 přes přívodní palivovou částí 161 dutiny 16 dutého tělesa 1 každé trysky 0 vedeno do všech ostatních obtokových palivových trysek 0. Současně je přebytečné tlakové palivo potrubími 12 odvodu paliva vedeno ze všech obtokových palivových trysek 0 do odpadní palivové části 162 dutiny 16 dutého tělesa 1 jedné trysky 0 napojené na odpadní palivové potrubí 13.

Obtokové palivové trysky 0 celé sestavy jsou přiřazeny obvodu prstencové spalovací komory 14, do které jsou zaústěny.

Obtoková palivová tryska podle vynálezu obsahuje duté těleso 1, v jehož dutině 16 je svojí zadní částí 60 uspořádáno duté šoupátko 6. Zadní část 60 šoupátka 6 dosedá na osazení 160 v dutině 16. příkladně přes talířovou pružinu 7, a stěna dutého šoupátka 6 tak rozděluje dutinu 16 dutého tělesa 1 na přívodní palivovou část 161 a odpadní palivovou část 162. Do přívodní palivové části

161 dutiny 16 ústí dvojice propojovacích otvorů 164 přívodu paliva. Do odpadní palivové části

162 dutiny 16 ústí dvojice propojovacích otvorů 165 odvodu paliva. Propojovací otvory 164 přívodu paliva jsou uzpůsobeny pro napojení na propojovací palivové potrubí 11 přívodu paliva. Propojovací otvory 165 odvodu paliva jsou uzpůsobeny pro napojení na palivové potrubí 12 odvodu paliva.

Přední část 61 šoupátka 6 je uzpůsobena pro rozdělování paliva z přívodního potrubí 10 paliva do dvou nebo více tangenciálních drážek 50 vířiče 5, který je uspořádán svou zadní stranou 51 na čele 62 šoupátka 6. Na přední straně 52 vířiče 5 je svojí zadní stranou uspořádána vírová tryska 4, jejíž dutina navazuje na středovou dutinu vířiče 5, čímž je vytvořena vírová komůrka 40. Vírová komůrka 40 je ve znázorněném provedení vymezena půlkulovou plochou 41 v zadní stěně vírové trysky 4, vířičem 5 s tangenciálními drážkami 50 a čelem 62 šoupátka 6.

Duté šoupátko 6 je na svém čele 62 opatřeno průchozím otvorem 620, který přes vírovou komůrku 40 propojuje přívodní palivovou část 161 dutiny 16 dutého tělesa 1 a odpadní palivovou část 162 dutiny 16 dutého tělesa 1.

Sestava šoupátka 6, vířiče 5 a vírové trysky 4 je překryta dutým pouzdrem 3, které je přes těsnění 8, zde příkladně přes těsnicí kroužek, uloženo na dutém tělese 1, přičemž duté pouzdro 3 svým předním koncem 31 dotlačuje sestavu šoupátka 6, vířiče 5 a vírové trysky 4 na osazení 160 v dutině 16 dutého tělesa 1, příkladně přes talířovou pružinu 7, která zpětně dotlačuje všechny součásti tvořící vírovou komůrku 40 k sobě.

Duté pouzdro 3 je dále překryto dutým víčkem 2, které je, s výhodou rozebíratelným spojem nebo soustavou rozebíratelných spojů, např. šroubů 9, připevněno na dutém tělese 1, přičemž přitlačuje duté pouzdro 3, zde konkrétně přes osazení 20 na víčku 2 a osazení 30 na pouzdru 3, do kontaktu s osazením 160 v dutině 16 dutého tělesa 1 a současně přes těsnění 8 na duté těleso 1.

Víčko 2 je ve své válcové části opatřeno průchozím otvorem 15. na čele je opatřeno otvorem pro vstřikované palivo, přičemž mezi vnitřní stěnou víčka 2 a vnější stěnou pouzdra 3 je mezera pro průchod chladicího vzduchu, který s využitím tlakového spádu na spalovací komoře zajišťuje chlazení obtokové palivové trysky 0.

V příkladu provedení na obr. 3 je znázorněna obtoková palivová tryska 0 pro napojení celé sestavy na přívod tlakového paliva, takže duté těleso 1 je opatřeno přívodním otvorem 163 paliva uzpůsobeným pro napojení přívodního potrubí 10 tlakového paliva od neznázoměného zdroje tlakového paliva, přičemž přívodní otvor 163 paliva ústí do přívodní palivové části 161 dutiny 16 dutého tělesa j. této obtokové palivové trysky 0. Adekvátně tomu je blíže neznázoměná obtoková palivová tryska 0 pro napojení celé sestavy na odvod tlakového paliva ve svém dutém tělese 1 opatřena neznázoměným odváděcím otvorem paliva ústícím do odpadní palivové části 162 dutiny 16 dutého tělesa 1 této obtokové palivové trysky 0 a uzpůsobeným pro napojení odpadního potrubí 13 tlakového paliva zpět do palivového obvodu malého turbínového motom.

-3 CZ 2018 - 506 A3

Ve znázorněných provedeních jsou přívodní otvor 163 paliva, propojovací otvory 164 přívodu paliva, propojovací otvory 165 odvodu paliva a neznázoměný odváděči otvor paliva uzpůsobeny pro zapájení příslušného palivového potrubí 10, 11, 12 a 13.

Průmyslová využitelnost

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Montážní sestava obtokových palivových trysek (0) pro malý turbínový motor s prstencovou spalovací komorou (14), vyznačující se tím, že obtokové palivové trysky (0) jsou uspořádány na společné roztečné kružnici, přičemž každá z obtokových palivových trysek (0) je nosným propojovacím palivovým potrubím (11) a nosným potrubím (12) odvodu paliva propojena s každou sousední obtokovou palivovou tryskou (0) a alespoň jedna z obtokových palivových trysek (0) celé sestavy napojena na přívodní potrubí (10) tlakového paliva od zdroje tlakového paliva a současně je alespoň jedna z obtokových palivových trysek (0) celé soustavy napojena na odpadní palivové potrubí (13) uzpůsobené pro odvod tlakového paliva zpět do palivového systému malého turbínového motoru.
2. Montážní sestava podle nároku 1, vyznačující se tím, že pevná palivová potrubí (11, 12) jsou tvořena pevnými trubkami zapájenými svými konci do tělesa (1) příslušné obtokové palivové trysky (0).
3. Obtoková palivová tryska pro montážní sestavu podle nároku 1 nebo 2, která obsahuje duté těleso (1) s vířičem (5), vírovou komůrkou (40) a vírovou tryskou (4), kde vírová komůrka (40) je napojena na přívod tlakového paliva a odvod tlakového paliva, vyznačující se tím, že v dutém tělese (1) je vytvořena přívodní palivová část (161) dutiny (16) dutého tělesa (1) a odpadní palivová část (162) dutiny (16) dutého tělesa (1), kde obě části (161, 162) jsou propojeny přes vírovou komůrku (40), přičemž do přívodní palivové části (161) ústí dvojice propojovacích otvorů (164) přívodu paliva vytvořených v dutém tělese (1) a do odpadní palivové části (162) ústí dvojice propojovacích otvorů (165) odvodu paliva a propojovací otvory (164, 165) jsou uzpůsobeny pro upevnění nosných palivových potrubí (11, 12).
4. Obtoková palivová tryska podle nároku 3, vyznačující se tím, že duté těleso (1) je dále opatřeno přívodním otvorem (163) paliva uzpůsobeným pro napojení přívodního potrubí (10) tlakového paliva od zdroje tlakového paliva, přičemž přívodní otvor (163) paliva ústí do přívodní palivové části (161) dutiny (16) dutého tělesa (1).
5. Obtoková palivová tryska podle nároku 3, vyznačující se tím, že duté těleso (1) je dále opatřeno odváděcím otvorem paliva ústícím do odpadní palivové části (162) dutiny (16) dutého tělesa (1) a uzpůsobeným pro napojení odpadního potrubí (13) tlakového paliva zpět do palivového obvodu malého turbínového motoru.
6. Obtoková palivová tryska podle kteréhokoli z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že v dutině (16) dutého tělesa (1) je svojí zadní částí (60) uspořádáno duté šoupátko (6), které svojí zadní částí (60) dosedá na osazení (160) v dutině (16) tělesa (1), a které rozděluje dutinu (16) dutého tělesa (1) na přívodní palivovou část (161) a odpadní palivovou část (162), přičemž přední část (61) šoupátka (6) je uzpůsobena pro rozdělování paliva do dvou nebo více tangenciálních drážek

-4 CZ 2018 - 506 A3 (50) vířiče (5), který je uspořádán na čele (62) šoupátka (6), přičemž na přední straně (52) vířiče (5) je uspořádána vírová tryska (4), jejíž dutina navazuje na středovou dutinu vířiče (5) a tvoří tak vírovou komůrku (40), přičemž duté šoupátko (6) je na svém čele (62) opatřeno průchozím otvorem (620), který přes vírovou komůrku (40) propojuje přívodní palivovou část (161) dutiny (16) dutého tělesa (1) a odpadní palivovou část (162) dutiny (16) dutého tělesa (1).
7. Obtoková palivová tryska podle nároku 6, vyznačující se tím, že vírová tryska (4) je ve své zadní stěně opatřena půlkulovou plochou (41) vymezující vírovou komůrku (40) mezi vírovou tryskou (4), víňčem (5) a čelem (62) šoupátka (6).
8. Obtoková palivová tryska podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že šoupátko (6), vířič (5) a vírová tryska (4) jsou překryty dutým pouzdrem (3), které je přes těsnění (8) uloženo na dutém tělese (1), a které svým předním koncem (31) dotlačuje sestavu šoupátka (6), vířiče (5) a vírové trysky (4) do dutého tělesa (1).
9. Obtoková palivová tryska podle kteréhokoli z nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že mezi zadní částí (60) dutého šoupátka (6) a osazením (160) v dutině (16) tělesa (1) je uspořádána talířová pružina (7).
10. Obtoková palivová tryska podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že duté pouzdro (3) je dále překryto dutým víčkem (2), které je upevněno na dutém tělese (1), přičemž přitlačuje duté pouzdro (3) do kontaktu s osazením (160) v dutině (16) dutého tělesa (1) a současně přes těsnění (8) i na duté těleso (1), přičemž víčko (2) je ve své válcové části opatřeno průchozím otvorem (15) a mezi vnitřní stěnou víčka (2) a vnější stěnou pouzdra (3) je mezera pro průchod chladicího vzduchu s využitím tlakového spádu na spalovací komoře (14).