RU222212U1

RU222212U1 - Топливная форсунка с центральным корпусом и завихрителем

Info

Publication number: RU222212U1
Application number: RU2023115462U
Authority: RU
Inventors: Никита Владимирович Мартелов; Линар Камильевич Мубаракшин; Данил Александрович Люкшин; Денис Александрович Люкшин; Айнур Махмудович Гарифулин
Original assignee: Никита Владимирович Мартелов
Filing date: 2023-06-13
Publication date: 2023-12-15

Abstract

Полезная модель относится к системам предварительного смешивания топлива и воздуха, которые могут использоваться для улучшения смешивания топливовоздушной смеси перед ее поступлением в зону горения, а также для стабилизации пламени на необходимом расстоянии. Топливная форсунка с центральным корпусом и завихрителем содержит центральный корпус с каналами, выполненный с возможностью подачи топлива и приема первой части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения, и завихритель, выполненный с возможностью приема второй части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения. При этом завихритель содержит наружную окружную стенку, внутреннюю окружную стенку, которая содержит отверстие для впрыска топлива и завихряющую лопатку, содержащее отверстие для выпуска топлива, связанное по текучей среде с указанным отверстием для впрыска топлива. При этом завихряющая лопатка имеет на ее нижней по потоку кромке радиальный профиль, состоящий из двух переходящих друг к другу участков от наружной цилиндрической стенки до внутренней. При этом, по меньшей мере, один из участков является, по существу, прямым, а другой - дугообразным. По меньшей мере, на одной завихряющей лопатке, по крайней мере, с одной стороны, вдоль всей ее длины выполнена, по меньшей мере, одна канавка. Технический результат - повышение эксплуатационной пригодности топливной форсунки, улучшение качество смешения топливовоздушной смеси, и стабилизация пламени на заданном расстоянии от поверхности форсунки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к созданию топливовоздушных смесей, и может быть использована в газотурбинных двигателях.

Известна система предварительного смешивания топлива, которая содержит центральный корпус, выполненный с возможностью приема первой части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения. Кроме того, топливная форсунка содержит завихритель, выполненный с возможностью приема второй части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения. Завихритель содержит наружную окружную стенку, внутреннюю окружную стенку и завихряющую лопатку. Завихряющую лопатка содержит радиальный профиль завихрения, расположенный на ее нижней по потоку кромке. Радиальный профиль завихрения содержит один участок, проходящий от наружной окружной стенки до первой точки перехода, и второй участок, проходящий от точки перехода до внутренней окружной стенки. По меньшей мере один участок, первый или второй, является, по существу, прямым, и по меньшей мере один участок, первый или второй, является дугообразным (Патент RU 2643908 С2 Система предварительного смешивания топлива и воздуха (варианты) и способ смешивания МПК F23R 3/14 06.02.2018).

Основным недостатком известных технических решений является не эффективное использование завихрителя для создания топливовоздушной смеси в камере сгорания и не возможность управлять пламенем, которое потенциально может распространяться вверх из зоны горения и проникать в топливную форсунку, что может сказаться на эксплуатационной пригодности топливной форсунки, вследствие теплоты сгорания. Кроме того, иногда пламя может развиваться на поверхности или вблизи поверхности топливной форсунки, что ухудшает ее эксплуатационные характеристики.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решения, улучшение топливовоздушной смеси в камере сгорания и отодвигания пламени от поверхности форсунки.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым техническим решением, является улучшение горения в камере сгорания и повышения времени эксплуатации топливной форсунки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной топливной форсунке с центральным корпусом и завихрителем содержится центральный корпус с каналами, выполненный с возможностью подачи топлива и приема первой части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения, и завихритель, выполненный с возможностью приема второй части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения, при этом завихритель содержит наружную окружную стенку, внутреннюю окружную стенку, которая содержит отверстие для впрыска топлива и завихряющую лопатку, содержащее отверстие для выпуска топлива, связанное по текучей среде с указанным отверстием для впрыска топлива, при этом завихряющая лопатка имеет на ее нижней по потоку кромке радиальный профиль, состоящий из двух переходящих друг к другу участков от наружной цилиндрической стенки до внутренней, при этом, по меньшей мере, один из участков является, по существу, прямым, а другой - дугообразным, согласно предложенному техническому решению,

по меньшей мере, на одной завихряющей лопатке, по крайней мере, с одной стороны вдоль всей ее длины выполнена, по меньшей мере, одна канавка;

как минимум одна канавка выполнена с переменной шириной сечения по всей длине канавки;

как минимум одна канавка выполнена с переменной глубиной сечения по всей длине канавки;

по меньшей мере, на одной завихряющей лопатке, по крайней мере, с одной стороны вдоль всей ее длины выполнен, по меньшей мере, один выступ;

как минимум один выступ выполнен с переменной шириной сечения по всей длине выступа;

как минимум один выступ выполнен с переменной высотой сечения по всей длине выступа.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналог, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной топливной форсунки с центральным корпусом и завихрителем, отсутствует. Следовательно, заявляемое техническое решений соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявленное техническое решение может быть успешно использовано в различных отраслях энергетики для решения проблем выработки энергии. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуют условию патентоспособности «промышленная применимость».

На фиг. 1 схематично показана топливная форсунка с центральным корпусом и завихрителем;

на фиг. 2 то же, вид слева.

Топливная форсунка с центральным корпусом и завихрителем содержит центральный корпус с каналами 1, завихритель 2, имеющий наружную окружную стенку 3, соединенную с внутренней окружной стенкой 4, с помощью завихряющих лопаток с канавками 5.

Топливная форсунка с центральным корпусом и завихрителем работает следующим образом.

В рабочем состоянии через топливную форсунку с центральным корпусом и завихрителем подается топливо и воздух в камеру сгорания, топливо и первая части воздуха подается через центральный корпус с каналами 1, топливо и вторая части воздуха подается через завихритель 2 расположенный на периферии центрального корпуса, при этом завихритель содержит наружную окружную стенку 3, внутреннюю окружную стенку 4, которые между собой имеют завихряющую лопатку с канавками 5, за счет которой происходит улучшение смешивания топливовоздушной смеси и стабилизация пламени на необходимом расстоянии от поверхности форсунки, как следствие улучшаются эксплуатационные показатели топливной форсунки и всего ГТУ.

Claims

1. Топливная форсунка с центральным корпусом и завихрителем, содержащая центральный корпус с каналами, выполненный с возможностью подачи топлива и приема первой части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения, и завихритель, выполненный с возможностью приема второй части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения, при этом завихритель содержит наружную окружную стенку, внутреннюю окружную стенку, которая содержит отверстие для впрыска топлива, и завихряющую лопатку, содержащую отверстие для выпуска топлива, связанное по текучей среде с указанным отверстием для впрыска топлива, при этом завихряющая лопатка имеет на ее нижней по потоку кромке радиальный профиль, состоящий из двух переходящих друг к другу участков от наружной цилиндрической стенки до внутренней, при этом, по меньшей мере, один из участков является, по существу, прямым, а другой - дугообразным, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, на одной завихряющей лопатке, по крайней мере, с одной стороны вдоль всей ее длины выполнена, по меньшей мере, одна канавка.

2. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум одна канавка выполнена с переменной шириной сечения по всей длине канавки.

3. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум одна канавка выполнена с переменной глубиной сечения по всей длине канавки.

4. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере, на одной завихряющей лопатке, по крайней мере, с одной стороны вдоль всей ее длины выполнен, по меньшей мере, один выступ.

5. Топливная форсунка по п. 2, отличающаяся тем, что как минимум один выступ выполнен с переменной шириной сечения по всей длине выступа.

6. Топливная форсунка по п. 3, отличающаяся тем, что как минимум один выступ выполнен с переменной высотой сечения по всей длине выступа.