RU131419U1

RU131419U1 - Воспламенитель камеры сгорания газотурбинного двигателя

Info

Publication number: RU131419U1
Application number: RU2012156738/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Птицын; Андрей Владимирович Охлобыстин; Алексей Витальевич Бубенцов; Салават Маратович Хасанов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-08-20

Abstract

Воспламенитель камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий корпус с установленными на нем свечой зажигания и топливной форсункой, запальную камеру, ограниченную стенкой, и переходник, соединенный с корпусом и снабженный отверстиями для подвода воздуха в кольцевую полость, сообщающуюся с запальной камерой через элемент для подачи воздуха, отличающийся тем, что переходник снабжен дефлектором, установленным в кольцевой полости, при этом элемент для подачи воздуха в запальную камеру выполнен в виде кольцевого канала, образованного дефлектором со стенкой запальной камеры и направленного вдоль оси воспламенителя.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению и может использоваться для розжига камеры сгорания газотурбинного двигателя.

Известен воспламенитель камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий корпус с установленными на нем свечой зажигания и топливной форсункой, запальную камеру. Воздух, необходимый для горения топлива подается внутрь запальной камеры из кольцевой полости через ряд отверстий, выполненных нормально в стенке запальной камеры (М.М. Масленников, Ю.Н. Шальман «Авиационные газотурбинные двигатели» М., «Машиностроение», 1975, стр.560, рис.20. 13).

Недостатком такого воспламенителя является то, что поток воздуха, обтекающий запальную камеру, имеет достаточно высокую скорость, внизу по потоку за запальной камерой создается область с пониженным давлением. Вследствие этого нарушается равномерность втекания воздуха в запальную камеру и ухудшается процесс стабилизации горения, внутри нее, что приводит к сужению диапазона устойчивой работы воспламенителя и низкой полноте сгорания топлива, в результате чего снижается надежность запуска двигателя.

Наиболее близким является воспламенитель камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий корпус с установленными на нем свечой зажигания и топливной форсункой, запальную камеру, ограниченную стенкой, переходник, соединенный с корпусом и снабженный отверстиями для подвода воздуха в кольцевую полость. Кольцевая полость сообщается с запальной камерой через ряд отверстий, выполненных в стенке запальной камеры [Н.А. Шерлыгин, В.Г. Шаховердов «Конструкция и эксплуатация авиационных газотурбинных двигателей» М., «Машиностроение», 1969, стр.337, рис.12. 14].

Воздух втекает внутрь запальной камеры, через отверстия в ее стенке, равномерно из-за наличия кольцевой полости, в которой выравнивается давление воздуха. Воздух в кольцевую полость поступает через отверстия в стенке переходника. Стабилизация горения внутри запальной камеры происходит на струях воздуха втекающего через отверстия в стенке. При таком подводе воздуха диапазон устойчивой работы воспламенителя имеет ограниченную величину, так как за струями воздуха имеется смесь с увеличенным коэффициентом избытка воздуха (смесь с недостатком топлива), а в промежутках между струями имеется смесь с уменьшенным коэффициентом избытка воздуха (смесь переобогащена топливом) до величины α=0,2…0,3 при котором смесь топлива с воздухом не горит. Горение осуществляется лишь в локальных зонах, где имеется оптимальный для горения коэффициент избытка воздуха (на стыке вышеописанных зон).

Недостатком такого воспламенителя является относительно узкий диапазон устойчивого горения и низкая полнота сгорания топлива, что снижает надежность запуска двигателя.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является устранение переобогащенных топливом зон, улучшение стабилизации горения внутри запальной камеры и, как следствие, расширение диапазона устойчивой работы воспламенителя, повышение полноты сгорания топлива и повышение надежности запуска двигателя.

Технический результат достигается тем, что в воспламенителе камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащем корпус с установленными на нем свечой зажигания и топливной форсункой, запальную камеру, ограниченную стенкой и переходник, соединенный с корпусом и снабженный отверстиями для подвода воздуха в кольцевую полость, сообщающуюся с запальной камерой через элемент для подачи воздуха, в отличие от известного, переходник снабжен дефлектором, установленным в кольцевой полости, при этом элемент для подачи воздуха в запальную камеру выполнен в виде кольцевого канала, образованного дефлектором со стенкой запальной камеры и направленного вдоль оси воспламенителя.

Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены: фиг.1 - общий вид воспламенителя, фиг.2 - схема распределения скоростей потока, полученная расчетным путем.

Воспламенитель камеры сгорания газотурбинного двигателя (фиг.1) содержит корпус 1 с установленными на нем свечой зажигания 2 и топливной форсункой 3, переходник 4, соединенный с корпусом 1 и снабженный отверстиями 5. Отверстия 5 могут быть выполнены во фланце переходника или в его стенке. Переходник 4 образует со стенкой корпуса 1 кольцевую полость 6, в которую поступает воздух через отверстия 5. Переходник 4 снабжен дефлектором 7, установленным в кольцевой полости 6. Дефлектор 7 со стенкой запальной камеры 8 образуют кольцевой канал 9, направленный вдоль оси воспламенителя, через который кольцевая полость 6 сообщается с запальной камерой 8.

Воздух из полости камеры сгорания через отверстия 5 в переходнике 4 поступает в кольцевую полость (ресивер) 6 и далее равномерно через кольцевой канал 9 воздух втекает в запальную камеру 8 (течение с внезапным расширением) с образованием зоны обратных токов за счет пониженных скоростей потока в центральной ее части, что обеспечивает стабилизацию горения внутри запальной камеры (фиг.2). При таком равномерном подводе воздуха диапазон устойчивой работы (горения) воспламенителя увеличивается из-за образования в запальной камере зоны рециркуляции (зоны обратных токов), где топливо перемешивается с воздухом, образуется смесь с коэффициентом избытка воздуха α=0,6…0,8, которая поджигается свечой и устойчиво горит.