RU198029U1 - Device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine - Google Patents
Device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU198029U1 RU198029U1 RU2020108516U RU2020108516U RU198029U1 RU 198029 U1 RU198029 U1 RU 198029U1 RU 2020108516 U RU2020108516 U RU 2020108516U RU 2020108516 U RU2020108516 U RU 2020108516U RU 198029 U1 RU198029 U1 RU 198029U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air supply
- starting
- ignition unit
- gas turbine
- spark plug
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/26—Starting; Ignition
- F02C7/264—Ignition
- F02C7/266—Electric
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения и, в частности к средствам запуска камер сгорания газотурбинных двигателей (ГТД).Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя, в котором источник сжатого воздуха и агрегат зажигания автоматически отсоединяются от двигателя после запуска камеры сгорания. Дополнительным техническим результатом является снижение массы ГТД.Технический результат достигается тем, что в устройстве для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащем пусковой факельный воспламенитель со свечой зажигания и штуцером подвода воздуха, источник сжатого воздуха с устройством для управления его расходом и воздухоподводящей трубкой и агрегат зажигания. Источник сжатого воздуха соединен со штуцером подвода воздуха посредством воздухоподводящей трубки, а агрегат зажигания соединен со свечой зажигания воспламенителя посредством кабеля.Кабель агрегата зажигания и воздухоподводящая трубка жестко соединены между собой и выполнены с возможностью отсоединения от свечи зажигания и штуцера подвода воздуха соответственно. Кабель агрегата зажигания и свеча зажигания, воздухоподводящая трубка и штуцер подвода воздуха установлены с одной стороны воспламенителя и параллельно друг другу. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the field of mechanical engineering and, in particular, to means for starting the combustion chambers of gas turbine engines (GTE). The technical result to which the utility model aims is to expand the functionality of the device for starting the combustion chamber of a gas turbine engine, in which a compressed air source and an assembly the ignition is automatically disconnected from the engine after starting the combustion chamber. An additional technical result is a reduction in the mass of a gas turbine engine. The technical result is achieved in that in a device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine containing a starting flare igniter with a spark plug and an air supply fitting, a compressed air source with a device for controlling its flow rate and an air supply pipe and an ignition unit . The compressed air source is connected to the air supply fitting by means of an air supply pipe, and the ignition unit is connected to the igniter spark plug by means of a cable. The ignition unit cable and the air supply pipe are rigidly interconnected and configured to disconnect from the spark plug and the air supply connection, respectively. The cable of the ignition unit and the spark plug, the air supply pipe and the air supply fitting are installed on one side of the igniter and parallel to each other. 2 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения и, в частности к средствам запуска камер сгорания газотурбинных двигателей (ГТД).The utility model relates to the field of mechanical engineering and, in particular, to means for starting the combustion chambers of gas turbine engines (GTE).
Известны устройства для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя, включающие в себя пусковой факельный воспламенитель, содержащий корпус с камерой сгорания и каналами подвода в нее воздуха, установленные в корпусе топливную форсунку, свечу и агрегат зажигания (Ю.М. Пчелкин. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1973г., стр. 216; М.А. Алабин и др. Запуск авиационных газотурбинных двигателей, М.: Машиностроение, 1968 г., стр. 55). Подачу воздуха через каналы подвода производят с переменным или постоянным расходом.Known devices for starting the combustion chamber of a gas turbine engine, including a starting flare igniter, comprising a housing with a combustion chamber and air supply channels installed in the housing, a fuel nozzle, a spark plug and an ignition unit (Yu.M. Pchelkin. Combustion chambers of gas turbine engines. M.: Mechanical Engineering, 1973, p. 216; M.A. Alabin and others. Launch of aircraft gas turbine engines, M .: Mechanical Engineering, 1968, p. 55). The air supply through the supply channels is made with a variable or constant flow rate.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащее пусковой факельный воспламенитель со свечой зажигания и штуцером подвода воздуха, источник сжатого воздуха с устройством для управления его расходом и воздухоподводящей трубкой и агрегат зажигания, при этом источник сжатого воздуха соединен со штуцером подвода воздуха посредством воздухоподводящей трубки, а агрегат зажигания соединен со свечой зажигания воспламенителя посредством кабеля (описание изобретения к патенту РФ № 2269019, МПК F02C 7/266, опубл.20.03.2005).Closest to the proposed is a device for starting the combustion chamber of a gas turbine engine, containing a starting flare igniter with a spark plug and an air supply fitting, a compressed air source with a device for controlling its flow rate and an air supply pipe and an ignition unit, while the compressed air source is connected to the supply fitting air through an air supply tube, and the ignition unit is connected to the spark plug of the igniter via cable (description of the invention to RF patent No. 2269019, IPC
Недостатком известных устройств является расположение агрегата зажигания и баллона сжатого воздуха, имеющих сравнительно большую массу и габариты, непосредственно на двигателе, что невозможно выполнить для малоразмерных ГТД. Запуск камер сгорания таких двигателей производится от наземных источников.A disadvantage of the known devices is the location of the ignition unit and the cylinder of compressed air, having a relatively large mass and dimensions, directly on the engine, which cannot be performed for small-sized gas turbine engines. The combustion chambers of such engines are launched from ground sources.
Технической задачей полезной модели является обеспечение запуска малоразмерного ГТД с любой, в том числе движущейся, платформы.The technical task of the utility model is to ensure the launch of a small-sized gas turbine engine from any platform, including a moving one.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя, в котором источник сжатого воздуха и агрегат зажигания автоматически отсоединяются от двигателя после запуска камеры сгорания. Дополнительным техническим результатом является снижение массы ГТД.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to expand the functionality of the device for starting the combustion chamber of a gas turbine engine, in which the compressed air source and ignition unit are automatically disconnected from the engine after starting the combustion chamber. An additional technical result is the reduction in the mass of a gas turbine engine.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащем пусковой факельный воспламенитель со свечой зажигания и штуцером подвода воздуха, источник сжатого воздуха с устройством для управления его расходом и воздухоподводящей трубкой и агрегат зажигания, при этом источник сжатого воздуха соединен со штуцером подвода воздуха посредством воздухоподводящей трубки, а агрегат зажигания соединен со свечой зажигания воспламенителя посредством кабеля, в отличие от известного, кабель агрегата зажигания и воздухоподводящая трубка жестко соединены между собой и выполнены с возможностью отсоединения от свечи зажигания и штуцера подвода воздуха соответственно, при этом кабель агрегата зажигания и свеча зажигания, воздухоподводящая трубка и штуцер подвода воздуха установлены с одной стороны воспламенителя и параллельно друг другу.The technical result is achieved in that in a device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine containing a starting flare igniter with a spark plug and an air supply fitting, a compressed air source with a device for controlling its flow rate and an air supply pipe and an ignition unit, while the compressed air source is connected to the air supply fitting by means of an air supply tube, and the ignition unit is connected to the ignition spark plug by means of a cable,unlike the famous, the cable of the ignition unit and the air supply tube are rigidly interconnected and configured to disconnect from the spark plug and the air supply fitting, respectively, while the cable of the ignition unit and the spark plug, the air supply pipe and the air supply fitting are installed on one side of the igniter and parallel to each other.
Для удобства управления устройство для управления расходом воздуха может быть выполнено в виде трехпозиционного клапана.For ease of management, the device for controlling the air flow can be made in the form of a three-position valve.
Для ограничения направления перемещения источника сжатого воздуха с воздухоподводящей трубкой устройство для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя может быть снабжено направляющими для перемещения источника сжатого воздуха и агрегата зажигания.To limit the direction of movement of the compressed air source with the air supply tube, the device for starting the combustion chamber of a gas turbine engine may be provided with guides for moving the compressed air source and the ignition unit.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены:The utility model is illustrated by drawings, which depict:
фиг. 1 - устройство для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя с подсоединенными агрегатом зажигания и автономным источником воздуха;FIG. 1 - a device for starting the combustion chamber of a gas turbine engine with connected ignition unit and an autonomous air source;
фиг. 2 - устройство для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя с отсоединенными агрегатом зажигания и автономным источником воздуха.FIG. 2 - a device for starting the combustion chamber of a gas turbine engine with the ignition unit disconnected and an autonomous air source.
Устройство для запуска камеры сгорания газотурбинного двигателя (фиг. 1) содержит пусковой факельный воспламенитель 1 со свечой 2 зажигания, штуцером 3 подвода пускового сжатого воздуха с дросселирующим отверстием (воздушной форсункой) 4 и топливной форсункой 5.A device for starting the combustion chamber of a gas turbine engine (Fig. 1) contains a starting flare igniter 1 with a
Содержит источник 6 сжатого воздуха, например, баллон, с устройством 7 для управления его расходом и воздухоподводящей трубкой 8. Устройство 7 для управления расходом воздуха, выполнено, например, в виде трехпозиционного клапана или нескольких клапанов, обеспечивающих рабочее, полностью открытое и полностью закрытое проходное сечение магистрали подвода пускового воздуха.It contains a source of
Содержит агрегат 9 зажигания с кабелем 10. Агрегат 9 зажигания и источник 6 сжатого воздуха с воздухоподводящей трубкой 8 установлены отдельно от двигателя.It contains an
Источник 6 сжатого воздуха соединен со штуцером 3 подвода воздуха посредством воздухоподводящей трубки 8, а агрегат 9 зажигания соединен со свечой 2 зажигания воспламенителя 1 посредством кабеля 10.The
При этом кабель 10 агрегата 9 зажигания и воздухоподводящая трубка 8 располагаются параллельно друг другу и жестко соединены между собой, например, планкой 11 и выполнены с возможностью отсоединения от свечи 2 зажигания и штуцера 3 подвода воздуха соответственно. Для этого, например, концевой участок воздухоподводящей трубки 8 содержит уплотнительный элемент 12, а концевой участок кабеля 10 агрегата 9 зажигания - уплотнительный элемент 13, который в зависимости от конструкции свечи 2 зажигания может располагаться как снаружи, так и внутри корпуса свечи.In this case, the
При этом кабель 10 агрегата зажигания и свеча зажигания, воздухоподводящая трубка 8 и штуцер 3 подвода воздуха установлены с одной стороны воспламенителя 1 и параллельно друг другу.In this case, the
Для ограничения направления To limit direction
гут быть установлены уловители, ограничивающие перемещение источника сжатого воздуха с воздухоподводящей трубкой.traps can be installed to limit the movement of the compressed air source with the air supply pipe.
Устройство для запуска камеры сгорания перемещения источника сжатого воздуха с воздухоподводящей трубкой устройство дополнительно может содержать направляющие (показаны пунктиром на фиг. 1).A device for starting a combustion chamber moving a source of compressed air with an air supply tube the device may further comprise guides (shown by a dotted line in Fig. 1).
Сопротивление трения может быть уменьшено использованием смазки либо подшипников качения, в конце направляющих газотурбинного двигателя работает следующим образом.Friction resistance can be reduced by using grease or rolling bearings, at the end of the guides of a gas turbine engine it works as follows.
При запуске двигателя включается зажигание, подача пускового топлива и подача пускового воздуха от источника сжатого воздуха к пусковому факельному воспламенителю 1 при частичном открытии устройства 7 для управления расходом воздуха.When the engine starts, ignition is turned on, starting fuel supply and starting air supply from the compressed air source to the starting flare igniter 1 when the
После розжига воспламенителя 1 (или в процессе, в зависимости от циклограммы запуска) включается подача основного топлива. При достижении розжига основного топлива при полном открытии устройства 7 для управления расходом воздуха давление воздуха перед дросселирующим отверстием 4 воспламенителя 1 резко повышается, происходит гидроудар, под действием которого воздухоподводящая трубка 8 выходит из соединения со штуцером 3 воспламенителя 1; вместе с ней посредством соединяющей их планки 11 кабель 10 агрегата зажигания выходит из соединения со свечой 2 зажигания (фиг. 2).After ignition of igniter 1 (or in the process, depending on the start-up sequence), the main fuel supply is switched on. When the ignition of the main fuel is reached when the
Пример.Example.
При запуске двигателя включается зажигание, подача пускового топлива и частично открывается клапан подачи пускового воздуха от источника сжатого воздуха к пусковому факельному воспламенителю. Начальное давление воздуха в баллоне от 20 до 50 атм. Давление воздуха в воздухоподводящей трубке и перед дросселирующим отверстием (воздушной струйной форсункой) воспламенителя в процессе запуска около 5 атм.When the engine starts, ignition is turned on, the starting fuel supply and partially the starting air supply valve is opened from the compressed air source to the starting flare. The initial air pressure in the cylinder is from 20 to 50 atm. The air pressure in the air supply tube and in front of the throttle orifice (air jet nozzle) of the igniter during startup is about 5 atm.
После розжига воспламенителя (или в процессе, в зависимости от циклограммы запуска) включается подача основного топлива. При достижении розжига основного топлива поступает команда на полное открытие клапана, в результате чего давление воздуха перед дросселирующим отверстием воспламенителя резко повышается (гидроудар), и под действием отрицательного перепада (или силы реакции струи) воздухоподводящая трубка выходит из соединения со штуцером воспламенителя; вместе с ней посредством соединяющей их планки кабель агрегата зажигания выходит из соединения со свечой зажигания. Давление воздуха в воздухоподводящей трубке после полного открытия клапана составляет от 15÷20 до 35÷45 атм в зависимости от начального давления воздуха в баллоне, времени запуска (стравливания) и объема баллона с трубкой. After ignition of the igniter (or in the process, depending on the trigger sequence), the main fuel supply is switched on. Upon reaching the ignition of the main fuel, a command is issued to fully open the valve, as a result of which the air pressure in front of the throttle opening of the igniter rises sharply (water hammer), and under the influence of a negative drop (or the reaction force of the jet) the air supply pipe leaves the connection with the igniter union; together with it, by means of a strap connecting them, the cable of the ignition unit leaves the connection with the spark plug. The air pressure in the air supply tube after the valve is fully open is from 15 ÷ 20 to 35 ÷ 45 atm, depending on the initial air pressure in the cylinder, the start-up time (bleed) and the volume of the cylinder with the tube.
Проведенные расчеты подтверждают работоспособность устройства. Например, при диаметре дросселирующего отверстия 1 мм, начальном давлении воздуха в баллоне 40 атм, объеме баллона 0,23 дм3, времени стравливания (времени запуска камеры сгорания) 10 секунд с давлением перед дросселирующем отверстием 5 атм остаточное давление воздуха в баллоне 34 атм. При диаметре воздухоподводящей трубки 10 мм и числе Маха на выходе из трубки М=1 массовый расход составляет 0,63 кг/с, импульс (сила реакции струи) равен 195 Н (19,9 кгс). При расчете по параметрам ударной волны скорость распространения волны сжатия Wв=753 м/с (М=2,2), импульс без учета потерь энергии 404 Н (41 кгс), расчетная скорость потока за ударной волной 643 м/с (М=1,9).The performed calculations confirm the operability of the device. For example, if the diameter of the throttling hole is 1 mm, the initial air pressure in the cylinder is 40 atm, the volume of the cylinder is 0.23 dm 3 , the time of bleeding (starting time of the combustion chamber) is 10 seconds with a pressure in front of the throttling hole of 5 atm, the residual air pressure in the cylinder is 34 atm. With a diameter of the air supply tube of 10 mm and a Mach number at the outlet of the tube M = 1, the mass flow rate is 0.63 kg / s, the momentum (reaction force of the jet) is 195 N (19.9 kgf). When calculating by the parameters of the shock wave, the velocity of propagation of the compression wave is Wв = 753 m / s (M = 2.2), the pulse without taking into account energy losses is 404 N (41 kgf), the calculated flow velocity behind the shock wave is 643 m / s (M = 1 ,nine).
Масса оболочки сферического баллона объемом 0,23 дм3 (диаметр 76 мм) с толщиной стенки 16 мм (запас прочности 2,1, материал титан с [s]=100 кгс/мм2, плотность 4,5 г/см3) равна 1,95 кг; масса стенки трубки (титан, d=3 мм, запас прочности 2,0, длина 0,5 м) равна 0,276 кг. При предполагаемой массе клапана 1 кг масса системы с остаточным количеством воздуха составляет 3,23 кг. Под действием импульса 195 Н (19,9 кгс) система приобретает ускорение 60 м/с2 (6,1g), расстояние 50 мм (необходимое для вывода из соединения воздухоподводящей трубки с баллоном и кабеля агрегата зажигания, с запасом) преодолевается за 1,3 мс, что обеспечивает быстрое и полное отсоединение от двигателя системы подвода пускового воздуха к воспламенителю и кабеля с агрегатом зажигания. При массе клапана 2 кг суммарная масса подвижной части системы составляет 4,23 кг, приобретаемое ей ускорение 46,1 м/с2 (4,7g), расчетное время срабатывания 1,5 мс. При суммарной массе подвижной части 8,46 кг приобретаемое ей ускорение 23 м/с2 (2,3g), расчетное время срабатывания 2,1 мс.The mass of the shell of a spherical container with a volume of 0.23 dm 3 (diameter 76 mm) with a wall thickness of 16 mm (safety factor 2.1, titanium material with [s] = 100 kgf / mm 2 , density 4.5 g / cm 3 ) is equal to 1.95 kg; the mass of the tube wall (titanium, d = 3 mm, safety factor 2.0, length 0.5 m) is 0.276 kg. With an estimated valve mass of 1 kg, the weight of the system with a residual amount of air is 3.23 kg. Under the influence of a pulse of 195 N (19.9 kgf), the system acquires an acceleration of 60 m / s 2 (6.1 g), a distance of 50 mm (necessary to withdraw from the connection of the air supply tube to the cylinder and the cable of the ignition unit, with a margin) is overcome in 1, 3 ms, which ensures quick and complete disconnection of the starting air supply to the igniter from the engine and the cable with the ignition unit. With a valve mass of 2 kg, the total mass of the moving part of the system is 4.23 kg, the acceleration acquired by it is 46.1 m / s 2 (4.7 g), and the estimated response time is 1.5 ms. With a total mass of the moving part of 8.46 kg, the acceleration acquired by it is 23 m / s 2 (2.3 g), the estimated response time is 2.1 ms.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020108516U RU198029U1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020108516U RU198029U1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU198029U1 true RU198029U1 (en) | 2020-06-15 |
Family
ID=71095659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020108516U RU198029U1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU198029U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4121419A (en) * | 1977-01-26 | 1978-10-24 | Kuznetsov Vladimir Grigorievic | Start flame igniter of the combustion chamber of a gas-turbine engine |
| RU2269019C2 (en) * | 2003-09-17 | 2006-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method of operation of starting torch igniter |
| RU174863U1 (en) * | 2017-03-29 | 2017-11-08 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | STARTING TORCH IGNITOR COMBUSTION CHAMBERS |
| RU2641763C2 (en) * | 2013-09-26 | 2018-01-22 | Турбомека | Aircraft engine ignition device |
-
2020
- 2020-02-27 RU RU2020108516U patent/RU198029U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4121419A (en) * | 1977-01-26 | 1978-10-24 | Kuznetsov Vladimir Grigorievic | Start flame igniter of the combustion chamber of a gas-turbine engine |
| RU2269019C2 (en) * | 2003-09-17 | 2006-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method of operation of starting torch igniter |
| RU2641763C2 (en) * | 2013-09-26 | 2018-01-22 | Турбомека | Aircraft engine ignition device |
| RU174863U1 (en) * | 2017-03-29 | 2017-11-08 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | STARTING TORCH IGNITOR COMBUSTION CHAMBERS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9279503B2 (en) | Constant volume combustion chamber | |
| US8201486B1 (en) | Two-stage light gas gun | |
| CN108590885B (en) | A kind of multi-functional modularization solid propellant rocket combination spray pipe structure | |
| CN102288070A (en) | Gas-delayed recoiling method | |
| CN210220826U (en) | Composite ignition type combustion light gas gun | |
| RU198029U1 (en) | Device for starting a combustion chamber of a gas turbine engine | |
| CN206397619U (en) | A kind of pulse-knocking engine of side exhaust | |
| RU2631958C1 (en) | Reactive engine, method for shooting with rocket ammunition and rocket ammunition | |
| CN106640421B (en) | A kind of pulse-knocking engine of side exhaust | |
| US6658838B2 (en) | Shaped charge engine | |
| RU2675983C1 (en) | Cumulative-high-explosive charge engine | |
| RU2725129C1 (en) | Device for protection against ingress of water into inner space of nozzle of solid-propellant engine of rocket carrier with mortar start circuit from underwater position and check valve | |
| RU2443895C1 (en) | Adjustable solid-propellant rocket engine | |
| CN216798561U (en) | Power transmitting device | |
| RU2334933C1 (en) | Shooting mechanism | |
| US4208948A (en) | High efficiency propulsion system | |
| RU2251628C1 (en) | Solid-propellant impulse rocket engine | |
| RU2304269C1 (en) | Pneumatic device for artificial snow-slip | |
| CN116464577B (en) | Double-combustion-chamber multipurpose turbine solid rocket engine | |
| RU2655429C1 (en) | Independent gas jet pump | |
| RU2647256C1 (en) | Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade | |
| RU2748027C2 (en) | Jet ammunition engine | |
| RU191726U1 (en) | Solid fuel gas generator | |
| RU2457418C1 (en) | Method for increasing flight range of thrown shell, and device for its implementation | |
| RU2708755C1 (en) | Solid-propellant gas generator |