RU173171U1 - Модульное вихревое горелочное устройство - Google Patents
Модульное вихревое горелочное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU173171U1 RU173171U1 RU2017112146U RU2017112146U RU173171U1 RU 173171 U1 RU173171 U1 RU 173171U1 RU 2017112146 U RU2017112146 U RU 2017112146U RU 2017112146 U RU2017112146 U RU 2017112146U RU 173171 U1 RU173171 U1 RU 173171U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- swirl
- burner
- flame
- utility
- model
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/26—Controlling the air flow
Abstract
Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована как элемент фронтового устройства в камерах сгорания газотурбинных двигателей или в качестве стабилизатора пламени в форсажных камерах сгорания турбореактивного двигателя. Данная полезная модель может работать на предварительно-перемешанной газо-воздушной смеси, позволяя снизить количество вредных выбросов. В модульном вихревом горелочном устройстве, содержащем два соосных, концентрически-установленных лопаточных завихрителя с разнонаправленной закруткой потока, имеется сужающийся канал и лемнискатный выход после внутреннего завихретеля, защищающий центральную часть горелочного устройства от перегрева, а также диффузор после внешнего завихрителя, вдоль которого образуется воздушная пелена, защищающая стенки горелочного устройства от контакта с пламенем. Полезная модель позволяет увеличить срок эксплуатации горелочного устройства, снизить вредные выбросы продуктов сгорания и обеспечить высокую устойчивость горения очага пламени. 1 илл.
Description
Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована как элемент фронтового устройства в камерах сгорания авиационных газотурбинных двигателей, наземных газотурбинных установок или в качестве стабилизатора пламени в форсажных камерах турбореактивных двигателей. Существует значительное количество аналогов, содержащих лопаточный завихритель для создания зоны обратных токов и стабилизации пламени [Патент РФ 2091668, «Вихревая горелка», МПК: F23D 14/24, дата публикации: 27.09.1997], [Патент РФ 2325588, «Устройство для регулирования низкоэмиссионной камеры сгорания газовой турбины», МПК: F23R 3/26, дата публикации: 27.05.2008], [Патент РФ 2333422, «Вихревая горелка», МПК: F23C 3/00, дата публикации: 10.09.2008], [Патент РФ 2027101, «Прямоточно-вихревая горелка», МПК: F23C 11/00, F23D 14/00, дата публикации: 20.01.1995], [Патент РФ 2378576, «Горелочное устройство камеры сгорания газотурбинной установки», МПК: F23D 14/22, F23R 3/26, дата публикации: 10.01.2010].
Основной недостаток вышеупомянутых вихревых горелок заключается в том, что фронтальная поверхность горелки или кромки стабилизаторов подвергаются перегреву из-за высокой интенсивности рециркуляции горячих продуктов сгорания в зоне обратных токов, что отрицательно сказываются на сроке службы горелок. Также недостатком вышеупомянутых горелок является сложность в конструктивном исполнении и необходимость выполнения большого количества операций для изготовления и сборки горелок.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является регулируемое фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя (патент 2024775, МПК F02C 9/00, F23R 3/26, опубликовано 15.12.1994). Это регулируемое фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя также в основном состоит из завихрителя и диффузора.
Недостаток данного устройства заключается в его сложной конструкции, обусловленной наличием механического привода и подвижных деталей.
Целью полезной модели является повышение ресурса работы горелки, за счет исключения контакта пламени и горячих газов с поверхностями горелки.
Указанная цель достигается за счет того что, модульное вихревое горелочное устройство, содержащее основной завихритель (1), вспомогательный завихритель (5), установленный с возможностью закрутки потока в противоположном направлении относительно закрутки потока в основном завихрителе (1), диффузор (2), цилиндрический насадок (3), при этом вспомогательный завихритель (5) содержит отверстия охлаждения (6) и закреплен во втулке (4), которая имеет конфузорный канал (7), построенный по лемнискатной образующей.
Техническим результатом полезной модели является увеличение срока службы вихревой горелки, при низких выбросах NOx (оксидов азота) и обеспечение высокой устойчивости очага пламени внутри полезной модели от внешних возмущений.
Схема вихревой горелки изображена на рисунке.
Устройство содержит цилиндрический насадок (3), диффузор (2) с углом раскрытия 30°, лопаточный завихритель (1), конфузорный канал (7), втулка (4) с отверстиями (6), лопаточный завихритель (5).
Диффузор (2) с последующим расположенным за ним цилиндрическим насадком (3) образуют так называемую предкамеру. Газовоздушная смесь, закручиваясь в завихрителе (1), распределяется по стенкам предкамеры, создавая пелену, защищающую стенки от перегрева. Предкамера защищает пламя зоны рециркуляции от внешних возмущений за счет чего в предкамере организуется высокая степень завершенности процессов горения. Таким образом достигается модульность горелочного устройства. Для защиты центральной части завихрителя от воздействия высоких температур в нем установлена специальная втулка (4). Втулка состоит из завихрителя (5) с отверстиями в его центральной части (6), конфузорного канала (7). Таким образом, поток, проходя через завихритель (5), обретает тангенциальную составляющую скорости и растекается по внутреннему каналу (7). В свою очередь, сужающаяся часть канала не дает горячим газам проникнуть к завихрителю, а отверстия (6) в центральной части малого завихрителя (5) отодвигают зону горения вниз по потоку. При этом, газовоздушная смесь, выходящая из центральных отверстий (6), способствует интенсификации процессов смешения горячих газов со свежей смесью. Основной завихритель (1) и завихритель (5) во втулке имеют разное направление закрутки потока. Это позволяет расширить границу бедного срыва пламени на высоких расходах топливовоздушной смеси. Диапазон срыва пламени можно расширять за счет увеличения длины насадка (3) при изготовлении самой горелки. Конструкция вихревой горелки спроектирована таким образом, что ее можно изготавливать с помощью аддитивных технологий.
Устройство работает следующим образом: в горелочное устройство подается предварительно-подготовленная топливовоздушная смесь, которая проходит через основной завихритель (1), через завихритель (5) во втулке (4) и отверстия (6). Далее смесь, которая проходит через основной завихритель (1) направляется по стенкам диффузора (2) и цилиндрического насадка (3), защищая стенки от перегрева. Этот поток создает внутри предкамеры зону разряжения, в которой образуется зона обратных токов. Второй поток, проходящий через завихритель (5) во втулке, проходит через сужающийся канал, не позволяющий пламени проникнуть внутрь втулки. Далее второй поток движется вдоль стенок конфузорного канала (7), защищая его от нагрева и пламени. Третий поток, проходящий через отверстия (6) в центральной части завихрителя (5), проникает в зону обратных токов, отодвигая ее и быстро смешиваясь с горячими газами.
Дополнительно, эффект интенсификации процессов горения достигается за счет газовых струй, формируемых отверстиями во втулке, что обеспечивает интенсивное смесеобразование, повышение качества сжигания топлива, что ведет к снижению недожога и сажеобразования, повышению эксплуатационной надежности из-за исключения возможности образования явления резонансного горения.
Claims (1)
- Модульное вихревое горелочное устройство, содержащее основной завихритель (1), вспомогательный завихритель (5), установленный с возможностью закрутки потока в противоположном направлении относительно закрутки потока в основном завихрителе (1), диффузор (2), цилиндрический насадок (3), отличающееся тем, что вспомогательный завихритель (5) содержит отверстия охлаждения (6) и закреплен во втулке (4), которая имеет конфузорный канал (7), построенный по лемнискатной образующей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112146U RU173171U1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Модульное вихревое горелочное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112146U RU173171U1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Модульное вихревое горелочное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU173171U1 true RU173171U1 (ru) | 2017-08-15 |
Family
ID=59633344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017112146U RU173171U1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Модульное вихревое горелочное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU173171U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205461U1 (ru) * | 2020-12-31 | 2021-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ | Фронтовое устройство |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2024775C1 (ru) * | 1991-03-11 | 1994-12-15 | Самарский государственный аэрокосмический университет им.акад.С.П.Королева | Регулируемое фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя |
US5816049A (en) * | 1997-01-02 | 1998-10-06 | General Electric Company | Dual fuel mixer for gas turbine combustor |
RU2439435C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Топливовоздушный модуль фронтового устройства камеры сгорания гтд |
-
2017
- 2017-04-10 RU RU2017112146U patent/RU173171U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2024775C1 (ru) * | 1991-03-11 | 1994-12-15 | Самарский государственный аэрокосмический университет им.акад.С.П.Королева | Регулируемое фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя |
US5816049A (en) * | 1997-01-02 | 1998-10-06 | General Electric Company | Dual fuel mixer for gas turbine combustor |
RU2439435C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Топливовоздушный модуль фронтового устройства камеры сгорания гтд |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205461U1 (ru) * | 2020-12-31 | 2021-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ | Фронтовое устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2481982B2 (en) | Mixer assembly for a gas turbine engine | |
JP4658471B2 (ja) | ガスタービンエンジンの燃焼器エミッションを減少させる方法及び装置 | |
CA3074783C (en) | A gas turbine combustor assembly with a trapped vortex feature | |
US8117845B2 (en) | Systems to facilitate reducing flashback/flame holding in combustion systems | |
US6374615B1 (en) | Low cost, low emissions natural gas combustor | |
US10718524B2 (en) | Mixer assembly for a gas turbine engine | |
US10480791B2 (en) | Fuel injector to facilitate reduced NOx emissions in a combustor system | |
KR20150065782A (ko) | 개선된 작동성을 갖는 방사상 단계식 예혼합 파일럿을 갖는 연소기 | |
CN104390235B (zh) | 预混旋流式值班喷嘴 | |
CN104728866A (zh) | 一种适用于燃气轮机低污染燃烧室的五喷嘴燃烧器结构 | |
RU2014152059A (ru) | Способ работы сжигающего устройства газовой турбины и сжигающее устройство для газовой турбины | |
RU2349840C1 (ru) | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя | |
CN215951499U (zh) | 贫油预混预蒸发燃烧室以及航空发动机 | |
CN110925798A (zh) | 一种带旋流式火焰筒的燃烧室 | |
RU2456510C1 (ru) | Камера сгорания непрерывного действия | |
US20140144150A1 (en) | Fuel nozzle for use in a turbine engine and method of assembly | |
EP3339738B1 (en) | Turbine including fuel gas recirculation combustor | |
RU173171U1 (ru) | Модульное вихревое горелочное устройство | |
CN113606040B (zh) | 一种采用全预混低氮燃烧方式的燃气轮机发电装置 | |
RU2347144C1 (ru) | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя и способ ее работы | |
RU2343356C1 (ru) | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя и способ ее работы | |
RU2527011C1 (ru) | Камера сгорания непрерывного действия | |
RU76422U1 (ru) | Оголовок факельной установки | |
CN213746855U (zh) | 一种适用于燃气轮机燃烧室的旋流喷嘴 | |
EP3043116A1 (en) | Mixer assembly for a gas turbine engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200411 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20210618 |