RU2030688C1 - Regulator of turning the swirler blades of the front device - Google Patents
Regulator of turning the swirler blades of the front device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030688C1 RU2030688C1 SU4880400A RU2030688C1 RU 2030688 C1 RU2030688 C1 RU 2030688C1 SU 4880400 A SU4880400 A SU 4880400A RU 2030688 C1 RU2030688 C1 RU 2030688C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- nozzle
- ring
- fuel
- blades
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к устройствам для регулирования завихрителя фронтового устройства камеры сгорания. The invention relates to aircraft engines, in particular to devices for regulating the swirl of the front device of the combustion chamber.
Известно фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащее блок лопаток завихрителя, закрепленных между внутренним и наружным кольцами, во внутреннем кольце размещена форсунка, а наружное кольцо подвижно соединено с фланцем вкладыша жаровой трубы камеры сгорания и через шарнир соединено с рычагом поворотного механизма, за лопатками к фланцу жестко закреплены профилированные пластины, между которыми образован канал, являющийся продолжением межлопаточного канала завихрителя [1]. A front-mounted device for the combustion chamber of a gas turbine engine containing a block of swirl blades fixed between the inner and outer rings, a nozzle is placed in the inner ring, and the outer ring is movably connected to the flange of the insert of the combustion tube of the combustion chamber and connected via a hinge to the lever of the rotary mechanism, behind the blades to profiled plates are rigidly fixed to the flange, between which a channel is formed, which is a continuation of the interscapular swirl channel [1].
Недостатком известного устройства является недостаточная точность управления, обусловленная дискретным изменением угла поворота потока и величины проходного сечения (имеет три дискретных положения) и косвенным управлением углом поворота потока по режимам работы камеры сгорания (поворот блока лопаток осуществляется внешним приводом). Это приводит к несоответствию количества воздуха, проходящего через межлопаточный канал, и угла его отклонения режимам работы камеры сгорания между фиксированными положениями угла поворота потока. A disadvantage of the known device is the lack of control accuracy due to a discrete change in the angle of rotation of the flow and the size of the flow cross-section (has three discrete positions) and indirect control of the angle of rotation of the flow according to the operating modes of the combustion chamber (rotation of the blade unit is carried out by an external drive). This leads to a mismatch of the amount of air passing through the interscapular channel, and the angle of its deviation to the modes of operation of the combustion chamber between the fixed positions of the angle of rotation of the stream.
Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования завихрителя фронтового устройства камеры сгорания, содержащее установленное коаксиально топливной форсунке поворотное кольцо и приводной механизм, выполненный в виде гильзы, установленной между кольцом и форсункой и образующей с последней кольцевую полость, и размещенного в ней подпружиненного поршня, установленных между пружиной и поршнем и жестко связанных между собой упорного кольца с продольными пазами на наружной поверхности и цилиндрической втулки, сопряженной с последней посредством червячной передачи гайки с радиальными рычагами, пропущенными через стенку гильзы и имеющими на концах отверстия, и пальцев, размещенных в упомянутых отверстиях и жестко закрепленных на поворотном кольце, причем на внутренней поверхности гильзы выполнены ответные пазам упорного кольца продольные выступы, а полость со стороны поршня, противоположной пружине, сообщена с топливным каналом форсунки [2]. Closest to the invention is a device for controlling the swirl of the front device of the combustion chamber, comprising a rotary ring mounted coaxially to the fuel nozzle and a drive mechanism made in the form of a sleeve mounted between the ring and the nozzle and forming the annular cavity with the latter, and a spring-loaded piston mounted therein between a spring and a piston and a thrust ring rigidly interconnected with longitudinal grooves on the outer surface and a cylindrical sleeve, mating with the latter by means of a worm gear, nuts with radial levers passed through the wall of the sleeve and having holes at the ends, and fingers placed in the said holes and rigidly mounted on the rotary ring, and longitudinal protrusions corresponding to the grooves of the thrust ring are made on the inner surface of the sleeve, and the cavity on the piston side, opposite to the spring, in communication with the fuel channel of the nozzle [2].
Недостатком данного устройства является то, что оно регулирует углы установки лопаток и площадь проходного сечения завихрителя только на установившихся режимах. Это снижает точность регулирования площади проходного сечения на переходных режимах в момент увеличения (уменьшения) давления топлива в каналах форсунки. В этот момент необходимо резкое увеличение (уменьшение) площади проходного сечения завихрителя для подачи первичного воздуха, так как топлива в камеру сгорания подано много (мало), а в первоначальный момент из-за инерционности ротора ГТД воздуха не хватает (или избыток) в первичной зоне камеры сгорания. Это приводит к снижению устойчивости процесса горения на переходных режимах работы камеры сгорания из-за переобогащения (обеднения) топливо-воздушной смеси. The disadvantage of this device is that it regulates the angles of the blades and the flow area of the swirl only in steady state. This reduces the accuracy of regulating the area of the bore in transient conditions at the time of increase (decrease) in fuel pressure in the nozzle channels. At this moment, a sharp increase (decrease) in the cross-sectional area of the swirler is necessary for supplying primary air, since there is a lot (small) of fuel supplied to the combustion chamber, and at the initial moment due to the inertia of the gas turbine rotor there is not enough (or excess) in the primary zone combustion chambers. This leads to a decrease in the stability of the combustion process during transient operation of the combustion chamber due to over-enrichment (depletion) of the fuel-air mixture.
Цель изобретения - повышение устойчивости горения на переходных режимах. The purpose of the invention is to increase the stability of combustion in transient conditions.
Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования завихрителя фронтового устройства камеры сгорания, содержащее установленное коаксиально топливной форсунке кольцо и приводной механизм, выполненный в виде гильзы, имеющей радиальные рычаги, пропущенные через пазы в последней, и установленной между кольцом и форсункой, образующей с последней кольцевую полость с размещенными в ней подпружиненным упорным кольцом, втулкой, поршнем, расположенными с образованием дополнительной полости, а полость со стороны поршня, противоположной пружине, сообщена с топливным каналом форсунки и радиальные рычаги соединены с поводками лопаток завихрителя, дополнительно снабжено подпружиненным с двух сторон кольцевым поршнем, установленным в дополнительной полости, переходными звеньями, шарнирно соединенными с кольцом и поводками лопаток завихрителя, жиклером, причем поршень, втулка и упорное кольцо выполнено зацело, радиальные рычаги одним концом закреплены на его наружной поверхности, а другим - с кольцом, при этом переходные звенья и поводки соединены между собой под углом менее 180о, а в корпусе форсунки и втулке выполнены отверстия, сообщающие дополнительную полость с топливным каналом, а жиклер установлен в одном из отверстий корпуса форсунки.This goal is achieved by the fact that the device for controlling the swirl of the front device of the combustion chamber, containing a ring mounted coaxially to the fuel nozzle and a drive mechanism made in the form of a sleeve having radial arms passed through the grooves in the latter and installed between the ring and the nozzle forming with the latter an annular cavity with a spring-loaded thrust ring, a sleeve, a piston disposed therein forming an additional cavity, and a cavity on the piston side, opposed a false spring, nozzles are connected to the fuel channel and the radial levers are connected to the leads of the swirl blades, additionally equipped with an annular piston spring-loaded on both sides, mounted in an additional cavity, adapter links pivotally connected to the ring and leads of the swirl swirl, a nozzle, the piston, bushing and the thrust ring is made integrally, radial levers are fixed at one end on its outer surface, and at the other end with the ring, while the transition links and leads are interconnected at an angle the scrap is less than 180 ° , and holes are made in the nozzle body and the sleeve communicating an additional cavity with the fuel channel, and the nozzle is installed in one of the holes of the nozzle body.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, являются:
1. В дополнительной полости установлен подпружиненный с двух сторон кольцевой поршень.New features that have significant differences are:
1. An annular piston spring-loaded on both sides is installed in the additional cavity.
2. Переходные звенья шарнирно соединены с поводками лопаток завихрителя. 2. The transition links are pivotally connected to the leads of the blades of the swirler.
3. Переходные звенья и поводки соединены между собой под углом менее 180о.3. The transition links and leashes are interconnected at an angle of less than 180 about .
Данные признаки обладают существенными отличиями, так как в известных технических решениях не обнаружены. These signs have significant differences, as they are not found in the known technical solutions.
Применение всех новых признаков позволяет повысить устойчивость процесса горения на переходных режимах работы камеры сгорания за счет обеспечения наибольшей (наименьшей) площади проходного сечения данного завихрителя путем поворота лопаток при резком увеличении (уменьшении) давления топлива в топливных каналах форсунки в первоначальный момент, когда из-за инерции ротора ГТД воздуха в первичной зоне камеры сгорания недостаточно (или избыток), с дальнейшим обеспечением соответствия расхода воздуха через завихритель расходу топлива в течение всего переходного процесса путем регулирования угла установки лопаток завихрителя по давлению топлива в каналах форсунки. The use of all new features makes it possible to increase the stability of the combustion process during transient operation of the combustion chamber by providing the largest (smallest) flow area of this swirl by turning the blades with a sharp increase (decrease) in fuel pressure in the fuel channels of the nozzle at the initial time when the inertia of the gas turbine rotor rotor is insufficient (or excess) in the primary zone of the combustion chamber, with further ensuring that the air flow through the swirl matches the fuel consumption in echenie only transient by adjusting the angle of the vanes of the swirler of the fuel pressure in the nozzle channels.
На фиг.1 изображено устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - то же (вид по потоку воздуха); на фиг.3 - то же, вид сверху. Figure 1 shows the device, a General view, a longitudinal section; figure 2 is the same (view of the air flow); figure 3 is the same, a top view.
Устройство для регулирования завихрителя фронтового устройства камеры сгорания содержит топливную форсунку 1, кольцо 2 и приводной механизм, выполненный в виде гильзы 3, имеющей радиальные рычаги 4, пропущенные через пазы 5 в последней, и установленной между кольцом 2 и форсункой 1, образующей в последней кольцевую полость 6 и размещенным в ней подпружиненным упорным кольцом 7, втулкой 8, поршнем 9 расположенными с образованием дополнительной полости 10, а полость 6 со стороны поршня 9, противоположной пружине 11 сообщена с топливным каналом 12 форсунки 1. Радиальные рычаги 4 соединены с поводками 13 лопаток завихрителя 14. Устройство снабжено подпружиненным с двух сторон кольцевым поршнем 15, установленным в дополнительной полости 10, переходными звеньями 16, шарнирно соединенными с кольцом 2, и поводками 13 лопаток 14 завихрителя, жиклером 17. Поршень 9, втулка 8 и упорное кольцо 7 выполнено зацело. Радиальные рычаги 4 одним кольцом закреплены на наружной поверхности поршня 15, а другим - с кольцом 2, при этом переходные звенья 16 и поводки 13 соединены между собой под углом менее 180о. В корпусе форсунки 1 и втулке 8 выполнены отверстия, 18, 19, 20, 21, сообщающие дополнительную полость 10 с топливным каналом 12. Жиклер 17 установлен в отверстии 18 корпуса форсунки 1.The device for controlling the swirl of the front device of the combustion chamber contains a fuel nozzle 1, a
Устройство для регулирования завихрителя фронтового устройства работает следующим образом. A device for controlling the swirl of the front device operates as follows.
При неработающем двигателе, когда топливо и воздух в камеру сгорания не подводятся, элементы устройства находятся в исходном положении. When the engine is not running, when fuel and air are not supplied to the combustion chamber, the elements of the device are in the initial position.
Лопатки 14 завихрителя установлены на наибольший угол с минимальным проходным сечением в межлопаточных каналах, а выполненные зацело поршень 9, втулка 8 и упорное кольцо 7, под действием пружины 11, находятся в крайнем исходном положении на упоре. The
При запуске двигателя, когда в камеру сгорания через вспомогательный топливный канал 12 форсунки 1 начинает поступать топливо и с определенного давления топлива (розжиг камеры сгорания произведен) поршень 9, втулка 8 и упорное кольцо 7 начинают перемещаться от исходного положения, сжимая пружину 11, одновременно перемещается от равновесного положения и поршень 15 (влево по схеме фиг.1), сжимая и разжимая соответствующие пружины в дополнительной полости 10. С поршнем 15 перемещаются радиальные рычаги 4, которые перемещают соответствующим образом кольцо 2. Кольцо 2 через рычаги 4, переходные звенья 16 и поводки 13 синхронно поворачивает лопатки 14 завихрителя и устанавливает их на меньший угол установки. Перемещение поршня 9, втулки 8, упорного кольца 7 и поршня 15 будет осуществляться до тех пор, пока сила давления топлива в полостях 6, 10 не уравновесится силой сжатия пружины 11 и пружины слева от поршня 15. При наступлении равновесия вышеуказанных сил в полости 10 начнет возрастать давление топлива пропорционально пропускной способности жиклера 17. Когда давление топлива в дополнительной полости 10 справа и слева от поршня 15 станет одинаковым, поршень 15 сместится в равновесное положение и через радиальные рычаги 4, кольцо 2, промежуточные звенья 16 и поводки 13 перемещает лопатки 14 завихрителя в обратном направлении до нового положения, соответствующего заданному режиму работы камеры сгорания по давлению топлива. When the engine is started, when fuel begins to flow into the combustion chamber through the auxiliary fuel channel 12 of the nozzle 1 and from a certain fuel pressure (ignition of the combustion chamber is made) the piston 9, sleeve 8 and thrust ring 7 begin to move from the initial position, compressing the spring 11, it moves from the equilibrium position and the piston 15 (to the left according to the scheme of FIG. 1), compressing and expanding the corresponding springs in the additional cavity 10.
При резком переходе на повышенные режимы работы (приемистости, когда давление топлива в топливных каналах в том числе и в канале 12 форсунки 1 резко возрастает, поршень 9, выполненный зацело с втулкой 8 и упорным кольцом 7, и поршень 15 резко перемещаются влево по схеме (фиг.1), сжимая соответственно пружину 11 и пружину слева от поршня 15. Перемещение поршня 9 с втулкой 8 и упорным кольцом 7 происходит до тех пор, пока сила давления топлива не уравновесится силой давления пружины 11. Перемещение поршня 15 происходит до тех пор, пока сила давления топлива и дополнительной полости 10 справа от поршня 15 не уравновесится силой давления пружины, находящейся слева от поршня 15. При этом через радиальные рычаги 4, кольцо 2, переходные звенья 16 и поводки 13 лопатки 14 завихрителя синхронно поворачиваются на минимальный угол установки, увеличивая проходные каналы завихрителя до максимально возможных размеров. Это позволяет резко увеличивать расход воздуха через первичную зону камеры сгорания в первоначальный момент, когда из-за инерционности ротора ГТД воздуха в первичной зоне камеры сгорания недостаточно. В дальнейшем по мере увеличения частоты вращения ротора двигателя, что соответствует пропорциональному росту расхода воздуха, лопатки 14 завихрителя будут "прикрываться", так как в дополнительной полости 10 слева от поршня 15 возрастает давление топлива пропорционально пропускной способности жиклера 17. Когда давление топлива в дополнительной полости 10 слева и справа от поршня 15 станет одинаковым, поршень 15 под действием пружин вернется в исходное равновесное положение, перемещая через радиальные рычаги 4, кольцо 2, переходные звенья 16 и поводки 13 на увеличение угла установки (прикрытие) лопаток 14 завихрителя до нового, заданного давлением топлива форсунке 1, положения, соответствующего данному режиму работы камеры сгорания. With a sharp transition to increased operating modes (injectivity, when the fuel pressure in the fuel channels, including the channel 12 of the nozzle 1 increases sharply, the piston 9, made integrally with the sleeve 8 and the thrust ring 7, and the piston 15 sharply move to the left according to the scheme ( 1), compressing respectively the spring 11 and the spring to the left of the piston 15. The movement of the piston 9 with the sleeve 8 and the thrust ring 7 occurs until the pressure force of the fuel is balanced by the pressure force of the spring 11. The movement of the piston 15 occurs until while fuel pressure force and the additional cavity 10 to the right of the piston 15 will not be balanced by the pressure force of the spring located to the left of the piston 15. At the same time, through the
Темп перемещения поршня 15 в исходное положение определяется пропускной способностью жиклера 17. The rate of movement of the piston 15 to its original position is determined by the capacity of the nozzle 17.
Таким образом, при резком переходе на повышенные режимы работы (приемистости) обеспечивается соответствие расхода воздуха через завихритель расходу топлива, поступающего в камеру сгорания, тем самым поддерживая коэффициент избытка воздуха примерно постоянным, обеспечивая устойчивость горения на переходных режимах. Кроме того, это приводит к повышению полноты сгорания топлива на всех, в том числе и на переходных, режимах и снижению, тем самым, образования окиси углерода и углеводорода 3. Thus, with a sharp transition to higher operating modes (injectivity), the flow rate of air through the swirler corresponds to the flow rate of fuel entering the combustion chamber, thereby maintaining the coefficient of excess air approximately constant, ensuring combustion stability in transient conditions. In addition, this leads to an increase in the completeness of fuel combustion at all, including transient, modes and, thereby, to the formation of carbon monoxide and
При переходе с повышенных режимов работы на пониженные (дросселировании) устройство для регулирования завихрителя фронтового устройства камеры сгорания работает, соответственно, в обратном порядке аналогичным образом. When switching from higher operating modes to lower ones (throttling), the device for controlling the swirl of the front device of the combustion chamber works, respectively, in the reverse order in the same way.
В зависимости от инерционности работы ГТД устанавливается жиклер такого диаметра, при котором переходные процессы будут оптимальными. Depending on the inertia of the gas turbine engine operation, a nozzle of such a diameter is established at which transients will be optimal.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет повысить устойчивость процесса горения на переходных режимах работы камеры сгорания. Thus, the use of the proposed device can improve the stability of the combustion process in transient conditions of the combustion chamber.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4880400 RU2030688C1 (en) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | Regulator of turning the swirler blades of the front device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4880400 RU2030688C1 (en) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | Regulator of turning the swirler blades of the front device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030688C1 true RU2030688C1 (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=21544043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4880400 RU2030688C1 (en) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | Regulator of turning the swirler blades of the front device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030688C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167647U1 (en) * | 2016-07-01 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | COMBUSTION CAMERA OF A GAS TURBINE ENGINE |
CN114769242A (en) * | 2022-05-17 | 2022-07-22 | 宜宾学院 | Jet type pipe cleaning device with front rotary valve |
RU2781796C1 (en) * | 2022-01-31 | 2022-10-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Centrifugal pneumatic nozzle |
-
1990
- 1990-11-05 RU SU4880400 patent/RU2030688C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 4534166, кл. F 02C 9/00, 1985. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1611023, кл. F 23R 3/26, 1988. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167647U1 (en) * | 2016-07-01 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | COMBUSTION CAMERA OF A GAS TURBINE ENGINE |
RU2781796C1 (en) * | 2022-01-31 | 2022-10-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Centrifugal pneumatic nozzle |
CN114769242A (en) * | 2022-05-17 | 2022-07-22 | 宜宾学院 | Jet type pipe cleaning device with front rotary valve |
RU2818793C1 (en) * | 2023-10-18 | 2024-05-06 | Николай Борисович Болотин | Annular combustion chamber of a gas turbine engine and a method of adjusting the operating mode of the annular combustion chamber of a gas turbine engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6385959B1 (en) | Gas turbine engine with increased fuel efficiency and method for accomplishing the same | |
RU2116496C1 (en) | Multifunction pump unit | |
GB2264982A (en) | Adjustable flow guide apparatus of a turbocharger. | |
US4169451A (en) | Rotary piston internal combustion engine and method for influencing its operation | |
US5074253A (en) | Volumetric displacement machine with double-action oscillating pistons | |
CN107905899A (en) | A kind of gas turbine fuel service system and its control method | |
RU2030688C1 (en) | Regulator of turning the swirler blades of the front device | |
US4403581A (en) | Rotary vane internal combustion engine | |
EP0032900A1 (en) | Process and nozzle for providing a carburated mixture at idle running of an explosion engine | |
US4425883A (en) | Intake means for two-rotor type rotary piston engines | |
SU1562482A1 (en) | Engine cylinder lubricating system | |
US4423711A (en) | Multiple port intake means for rotary piston engines | |
CA1046364A (en) | Carburetor fuel flow control device | |
RU2175097C2 (en) | Blade turn regulator of pre-chamber swirler | |
JPH0693886A (en) | Centrifugal governor for fuel injection pump | |
US2860603A (en) | Torque regulator for compressed air operated hand tools and other motors | |
US2644299A (en) | Jet propulsion engine with regulation of air distribution | |
US2065582A (en) | Charge forming device | |
US5133305A (en) | Internal combustion engine having rotary engine body | |
RU2037637C1 (en) | Gas-air mixer for internal combustion engine | |
SU1333846A1 (en) | Screw compressor | |
SU711283A1 (en) | Apparatus for thermal breaking-up of rock with hot gas jets | |
CA1146471A (en) | Rotary motor or pump | |
SU1537870A1 (en) | Ic-engine carburettor | |
NO122958B (en) |