RU204676U1 - Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания - Google Patents
Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU204676U1 RU204676U1 RU2020140769U RU2020140769U RU204676U1 RU 204676 U1 RU204676 U1 RU 204676U1 RU 2020140769 U RU2020140769 U RU 2020140769U RU 2020140769 U RU2020140769 U RU 2020140769U RU 204676 U1 RU204676 U1 RU 204676U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conical
- nozzle head
- air
- nozzle
- swirler
- 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
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
- F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к камерам сгорания газотурбинных двигателей (ГТД), может найти применение в топливовоздушных горелках и в системах для впрыска смеси воздуха и топлива в камеру сгорания.Техническим результатом заявляемой полезной модели является уменьшение массогабаритных размеров кольцеобразного конического элемента и упрощение монтажа форсунки, и, следовательно, сборки самой камеры сгорания, за счет выполнения тонкостенного выступа с конусной поверхностью, позволяющего устранить затенение входа в воздушный завихритель воздушного потока и, следовательно, повысить работоспособность непосредственно топливовоздушной горелки.Технический результат достигается тем, что кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания c форсункой, установленного в жаровой трубе и исполненного с возможностью перемещения на величину δ, выполнен в виде входной конической части, переходящей в цилиндрическую часть, сопрягающуюся внутренним диаметром с головкой форсунки по посадочному диаметру D, в отличие от известного коническая часть выполнена в виде тонкостенного выступа с конусной поверхностью, сопряженной с вышеупомянутой цилиндрической частью, с возможностью свободного монтажа головки форсунки, ширина L конусной поверхности равна посадочному диаметру D головки форсунки L=D, а наружный радиус R конусной поверхности должен быть:,где D - посадочный диаметр головки форсунки;δ - величина перемещения воздушного завихрителя относительно оси головки форсунки δ=1,5…5 мм, угол наклона конической части кольцеобразного элемента относительно оси завихрителя равен α=30°…60°, внутренняя поверхность конической части выполнена по радиусу, равному 0,5-0,75 от посадочного диаметра D головки форсунки r=(0,5÷0,75)D.
Description
Полезная модель относится к камерам сгорания газотурбинных двигателей (ГТД), может найти применение в топливовоздушных горелках и в системах для впрыска смеси воздуха и топлива в камеру сгорания.
Для схем современных ГТД характерно то, что канал входа в турбину высокого давления располагается на большем диаметре, чем диффузор камеры сгорания за компрессором высокого давления. Фронтовое устройство с воздушными завихрителями жаровой трубы при этом, для исключения деформации температурного поля, должно быть выполнено «наклонным». Причем угол наклона из-за ограниченной длины камеры сгорания может быть значительным. Это усложняет сборку камеры сгорания, так как монтаж форсунок должен выполняться уже в составе практически собранной камеры, при этом головка каждой форсунки должна «попасть» во втулку завихрителя, которая свободно перемещается в своем посадочном месте (необходимо для обеспечения сборки и компенсации разности температурных расширений камеры сгорания). Для обеспечения монтажа форсунки воздушные завихрители жаровой трубы должны содержать направляющую конусную втулку.
Известна топливовоздушная горелка камеры сгорания, установленная в жаровой трубе, снабженной втулкой в виде кольцеобразного конического элемента воздушного завихрителя со стороны входа потока воздуха (Патент РФ 2382946 от 23.09.2005, опубл. 27.02.2010 бюл.№6, МПК F23R 3/02).
Наиболее близким является кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания c форсункой, установленного в жаровой трубе, и исполненного с возможностью перемещения, выполненный в виде входной конической части, переходящей в цилиндрическую часть, сопрягающуюся внутренним диаметром с головкой форсунки по посадочному диаметру, (Патент РФ 2446357 от 29.06.2006, МПК F23R 3/30, F23R 3/14, F02C 7/22, опубл. 27.03.2012 бюл.№9).
Недостатками представленных решений является затенение входа в завихритель воздушного потока, связанное со значительными габаритными размерами кольцеобразного конического элемента, что приводит к потерям скоростного напора воздуха в следе за кольцеобразным коническим элементом, и, как следствие, ухудшению работы камеры сгорания, в частности топливовоздушной горелки.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является уменьшение массогабаритных размеров кольцеобразного конического элемента и упрощение монтажа форсунки, и, следовательно, сборки самой камеры сгорания, за счет выполнения тонкостенного выступа с конусной поверхностью, позволяющее устранить затенение входа в воздушный завихритель воздушного потока и, следовательно, повысить работоспособность непосредственно топливовоздушной горелки.
Технический результат достигается тем, что кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания c форсункой, установленного в жаровой трубе, и исполненного с возможностью перемещения на величину δ, выполненный в виде входной конической части, переходящей в цилиндрическую часть, сопрягающуюся внутренним диаметром с головкой форсунки по посадочному диаметру D, в отличие от известного коническая часть выполнена в виде тонкостенного выступа с конусной поверхностью, сопряженной с вышеупомянутой цилиндрической частью, с возможностью свободного монтажа головки форсунки, ширина L конусной поверхности равна посадочному диаметру D головки форсунки L=D, а наружный радиус R конусной поверхности должен быть: ,
где D - посадочный диаметр головки форсунки;
δ - величина перемещения воздушного завихрителя относительно оси головки форсунки δ=1,5…5 мм, угол наклона конической части кольцеобразного элемента относительно оси завихрителя равен α=30°…60°, внутренняя поверхность конической части выполнена по радиусу, равному 0,5-0,75 от посадочного диаметра D головки форсунки .
На фигурах показаны:
Фиг. 1 - Общий вид камеры сгорания с предлагаемым кольцеобразным элементом воздушного завихрителя;
Фиг. 2 - Вид А фиг. 1;
Фиг. 3 - Воздушный завихритель с кольцеобразным коническим элементом;
Фиг. 4 - Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя.
Камера сгорания снабжена жаровой трубой 1 и форсункой 2 (Фиг. 1). В состав жаровой трубы 1 входит стенка фронта 3, состоящая, в том числе, из кольца 4 стенки фронта 3 с закрепленным воздушным завихрителем 5 (Фиг. 2), выполненным с возможностью перемещения на величину зазора δ. Воздушный завихритель 5 (Фиг. 2) снабжен кольцеобразным коническим элементом 6.
Кольцеобразный конический элемент 6 воздушного завихрителя 5 выполнен в виде входной конической части 7, переходящей в цилиндрическую часть 8 (Фиг. 3), сопрягающуюся внутренним диаметром с головкой форсунки 2 по посадочному диаметру D.
Коническая часть 7 выполнена в виде тонкостенного выступа 9 (Фиг. 4) с конусной поверхностью 10, сопряженной с вышеупомянутой цилиндрической частью 8, с возможностью свободного монтажа головки форсунки 2 (Фиг. 3, 4).
Ширина L конусной поверхности 10 равна посадочному диаметру D головки форсунки 2 L=D (Фиг. 4).
Если ширина L конусной поверхности 10 будет меньше посадочного диаметра D головки форсунки 2 L<D, следовательно, уменьшится площадь взаимодействия поверхностей кольцеобразного конического элемента 6 и торца головки форсунки 2, что значительно затруднит процесс сборки камеры сгорания в целом.
Если ширина L конусной поверхности 10 будет больше посадочного диаметра D головки форсунки 2 L>D, то увеличивается площадь затенения сечения на входе в воздушный завихритель 5, что негативно скажется на работоспособность топливовоздушной горелки.
Наружный радиус R конусной поверхности 10 (Фиг. 4) должен быть равен:
где D - посадочный диаметр головки форсунки 2;
δ - величина перемещения воздушного завихрителя 5 относительно рабочего положения оси 11 головки форсунки 2 δ=1,5…5 мм.
Если наружный радиус R конусной поверхности 10 (Фиг. 4) будет , то тогда уменьшаются габаритные размеры конической части 7, то есть тонкостенного выступа 9 кольцеобразного конического элемента 6. При монтаже торец головки форсунки 2 упирается во втулку цилиндрическуой части 8 кольцеобразного конического элемента 6 завихрителя 5, тем самым делая невозможным монтаж форсунки 2, так как завихритель 5 в это время смещен вниз на величину δ.
Угол наклона конической части 7 кольцеобразного конического элемента 6 относительно оси 12 завихрителя 5 равен α=30°…60° (Фиг. 2).
Если угол наклона α конической части 7 кольцеобразного конического элемента 6 относительно оси 12 завихрителя 5 будет меньше 30°, то для обеспечения условия значения величины наружного радиуса понадобится увеличить длину конической части 7, что может быть неприемлемо, так как также увеличивается длина головки форсунки 2 (от ее торца до корпуса), и тем самым увеличиваются массогабаритные размеры самой форсунки 2.
Если угол наклона α конической части 7 кольцеобразного конического элемента 6 относительно оси 12 завихрителя 5 будет больше 60°, то увеличивается коническая часть 7 элемента 6 из-за «крутого» тонкостенного выступа 9, и, следовательно, теряется функциональное назначение самого кольцеобразного элемента 6, а так же усложняется монтаж форсунки 2.
Внутренняя поверхность (Фиг. 3) конической части 7 кольцеобразного конического элемента 6 выполнена по радиусу r равному 0,5-0,75 от посадочного диаметра D головки форсунки 2 r=(0,5÷0,75)D.
Если радиус внутренней поверхности конической части 7, будет , то монтаж форсунки 2 затруднен, и за-того что головка форсунки 2 будет сопрягаться не по все конусной поверхности тонкостенного выступа, а по его крайним линиям, тем самым не обеспечивая требуемого контакта сопрягающихся поверхностей, тем самым затрудняя монтаж форсунки 2, и сборку камеры сгорания в целом.
Если радиус внутренней поверхности конической части 7, будет , то, монтаж форсунки 2 затруднен, из-за того что головка форсунки 2 будет сопрягаться не по все конусной поверхности 7 тонкостенного выступа 9, а по его одной линии, тем самым не обеспечивая требуемого контакта сопрягающихся поверхностей, тем самым затрудняя монтаж форсунки 2, и сборку камеры сгорания в целом.
Предлагаемая конструкция работает следующим образом.
Воздушный завихритель 5 имеет возможность свободного перемещения в своем гнезде, под собственным весом он смещен в крайнее нижнее положение на величину δ=(1,5…5) мм (в зависимости от размеров жаровой трубы) ниже оси 11 головки форсунки 2. Головка форсунки 2 до постановки в окончательное положение должна занять место перед воздушным завихрителем 5 и смещаться вдоль фланца диффузора. При продвижении головки форсунки 2 внутрь кольцевого конического элемента 6 завихритель 5 становится в рабочее положение соосно с посадочной поверхностью головки форсунки 2.
Из диффузора поток воздуха натекает в завихритель 5, встречая сопротивление только в виде корпуса форсунки 2. За счет того, что кольцеобразный конический элемент 6 завихрителя 5 имеет коническую часть в виде тонкостенного выступа 9 с конусной поверхностью 10 и расположен в следе за корпусом форсунки 2 и (в условиях соразмерности толщин корпуса форсунки и ее головки) не выходит за его габариты, на втекание в завихритель 5 воздуха наличие данного сектора практически не влияет. Таким образом, это благоприятно сказывается на повышение работоспособности горелки.
Благодаря тому, что кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания c форсункой, установленного в жаровой трубе, и исполненного с возможностью перемещения на величину δ, выполненный в виде входной конической части, переходящей в цилиндрическую часть, сопрягающуюся внутренним диаметром с головкой форсунки по посадочному диаметру D, в отличие от известного коническая часть выполнена в виде тонкостенного выступа с конусной поверхностью, сопряженной с вышеупомянутой цилиндрической частью, с возможностью свободного монтажа головки форсунки, ширина L конусной поверхности равна посадочному диаметру D головки форсунки L=D, а наружный радиус R конусной поверхности должен быть: ,
где D - посадочный диаметр головки форсунки;
δ - величина перемещения воздушного завихрителя относительно рабочего положения оси головки форсунки δ=1,5…5 мм, угол наклона конической части кольцеобразного элемента относительно оси завихрителя равен α=30°…60°, внутренняя поверхность конической части выполнена по радиусу равному 0,5-0,75 от посадочного диаметра D головки форсунки , достигается уменьшение массогабаритных размеров кольцеобразного конического элемента и упрощение монтажа форсунки, и, следовательно, сборки самой камеры сгорания, а так же устранение затенения входа в воздушный завихритель воздушного потока и, следовательно, повышение работоспособности непосредственно топливовоздушной горелки.
Claims (6)
1. Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания c форсункой, установленного в жаровой трубе и исполненного с возможностью перемещения на величину δ, выполненный в виде входной конической части, переходящей в цилиндрическую часть, сопрягающуюся внутренним диаметром с головкой форсунки по посадочному диаметру D, отличающийся тем, что коническая часть выполнена в виде тонкостенного выступа с конусной поверхностью, сопряженной с вышеупомянутой цилиндрической частью, с возможностью свободного монтажа головки форсунки, ширина L конусной поверхности равна посадочному диаметру D головки форсунки L=D, а наружный радиус R конусной поверхности должен быть:
R≥D/2+δ,
где D - посадочный диаметр головки форсунки;
δ – величина перемещения воздушного завихрителя относительно рабочего положения оси головки форсунки δ=1,5...5 мм.
2. Кольцеобразный конический элемент по п. 1, отличающийся тем, что угол наклона конической части кольцеобразного элемента относительно оси завихрителя равен α=30°...60°.
3. Кольцеобразный конический элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что внутренняя поверхность конической части выполнена по радиусу, равному 0,5…0,75 от посадочного диаметра D головки форсунки: r=(0,5…0,75)D.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020140769U RU204676U1 (ru) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020140769U RU204676U1 (ru) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU204676U1 true RU204676U1 (ru) | 2021-06-04 |
Family
ID=76313929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020140769U RU204676U1 (ru) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU204676U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2145402C1 (ru) * | 1996-09-26 | 2000-02-10 | Сосьете Насьональ Д'Этюд э де Констрюксьон де Мотер Д'Авиасьон "СНЕКМА" | Система аэродинамического впрыскивания смеси топлива с воздухом |
RU2382946C2 (ru) * | 2005-09-23 | 2010-02-27 | Снекма | Камера сгорания газотурбинного двигателя с передним колпаком для разделения газового потока, кольцевой стенкой, образующей козырек переднего колпака камеры, и газотурбинный двигатель, содержащий вышеуказанную камеру |
RU2430307C2 (ru) * | 2006-03-30 | 2011-09-27 | Снекма | Устройство впрыскивания смеси воздуха с топливом, камера сгорания и газотурбинный двигатель, снабженные таким устройством |
RU2437033C2 (ru) * | 2006-06-29 | 2011-12-20 | Снекма | Устройство для впрыска топливовоздушной смеси, камера сгорания и газотурбинный двигатель, снабженный таким устройством |
RU2446357C2 (ru) * | 2006-06-29 | 2012-03-27 | Снекма | Устройство для впрыска смеси воздуха и горючего, камера сгорания и газотурбинный двигатель, снабженные таким устройством |
-
2020
- 2020-12-10 RU RU2020140769U patent/RU204676U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2145402C1 (ru) * | 1996-09-26 | 2000-02-10 | Сосьете Насьональ Д'Этюд э де Констрюксьон де Мотер Д'Авиасьон "СНЕКМА" | Система аэродинамического впрыскивания смеси топлива с воздухом |
RU2382946C2 (ru) * | 2005-09-23 | 2010-02-27 | Снекма | Камера сгорания газотурбинного двигателя с передним колпаком для разделения газового потока, кольцевой стенкой, образующей козырек переднего колпака камеры, и газотурбинный двигатель, содержащий вышеуказанную камеру |
RU2430307C2 (ru) * | 2006-03-30 | 2011-09-27 | Снекма | Устройство впрыскивания смеси воздуха с топливом, камера сгорания и газотурбинный двигатель, снабженные таким устройством |
RU2437033C2 (ru) * | 2006-06-29 | 2011-12-20 | Снекма | Устройство для впрыска топливовоздушной смеси, камера сгорания и газотурбинный двигатель, снабженный таким устройством |
RU2446357C2 (ru) * | 2006-06-29 | 2012-03-27 | Снекма | Устройство для впрыска смеси воздуха и горючего, камера сгорания и газотурбинный двигатель, снабженные таким устройством |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4818895B2 (ja) | 燃料混合気の噴射装置と、このような装置を備えた燃焼室およびタービンエンジン | |
US8407892B2 (en) | Methods relating to integrating late lean injection into combustion turbine engines | |
CN109099460B (zh) | 一种进气面积调节装置和燃烧室 | |
US9664391B2 (en) | Gas turbine combustor | |
US20090223227A1 (en) | Combustion cap with crown mixing holes | |
US10197270B2 (en) | Combustion burner for boiler | |
EP1775516A3 (en) | Gas turbine combustor | |
US10060628B2 (en) | Systems and methods for creating a seal about a liquid fuel injector in a gas turbine engine | |
US11002196B2 (en) | Combustion chamber comprising two types of injectors in which the sealing members have a different opening threshold | |
JP2010181141A (ja) | 燃焼システムのバーナチューブ | |
US4962889A (en) | Airblast fuel injection with adjustable valve cracking pressure | |
US4092826A (en) | Fuel injectors for gas turbine engines | |
EP4019845B1 (en) | Torch ignitor system for a combustor of a gas turbine engine | |
RU204676U1 (ru) | Кольцеобразный конический элемент воздушного завихрителя камеры сгорания | |
US20160169178A1 (en) | Combustion chamber assembly | |
CN104566478A (zh) | 一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构 | |
US10663171B2 (en) | Dual-fuel fuel nozzle with gas and liquid fuel capability | |
CN111964052A (zh) | 一种用于燃气灶的引射管 | |
CN115930265B (zh) | 一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室 | |
US8997453B2 (en) | Igniter for a turbomachine and mounting assembly therefor | |
JP7202084B2 (ja) | 気体燃料および液体燃料の機能を有する二重燃料燃料ノズル | |
RU220624U1 (ru) | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя | |
CN114659105B (zh) | 一种直棒式预混燃烧器及低氮燃烧方法 | |
CN115164231B (zh) | 一种低排放燃烧器 | |
RU194587U1 (ru) | Топливная форсунка газотурбинного двигателя |