RU2612231C1 - Gte combustion chamber and nozzle unit - Google Patents
Gte combustion chamber and nozzle unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612231C1 RU2612231C1 RU2015154383A RU2015154383A RU2612231C1 RU 2612231 C1 RU2612231 C1 RU 2612231C1 RU 2015154383 A RU2015154383 A RU 2015154383A RU 2015154383 A RU2015154383 A RU 2015154383A RU 2612231 C1 RU2612231 C1 RU 2612231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- fuel
- combustion chamber
- voltage
- plate
- 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
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- 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
- F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к газотурбинный двигателям, в том числе к авиационным и стационарным газотурбинным двигателям ГТД, и может найти применение в авиастроении, судостроении, на газоперекачивающих станциях и для пиковых энергетических установок в качестве привода для электрогенератора, предназначенного для выработки электроэнергии.The group of inventions relates to gas turbine engines, including aircraft and stationary gas turbine engines of gas turbine engines, and can be used in aircraft, shipbuilding, gas pumping stations and for peak power plants as a drive for an electric generator designed to generate electricity.
Известна камера сгорания ГТД по патенту РФ на изобретение №2375597, МПК F02C 7/22, опубл. 10.12.2009 г. Топливный коллектор камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую трубу для подачи топлива к форсункам, установленную внутри корпуса камеры, подводящий трубопровод и размещенный снаружи камеры входной штуцер, установленный в наружной втулке, прикрепленной к корпусу камеры с возможностью осевого перемещения, снабженный внутренней втулкой, выполненной в виде, по меньшей мере, одного звена, включающего два неподвижных кольца и подвижное кольцо, установленное между ними с возможностью поперечного перемещения. Неподвижные кольца соединены с наружной втулкой, а подвижное кольцо установлено с возможностью контактирования с входным штуцером. Устройство позволяет компенсировать термические напряжения, возникающие в наружной втулке и штуцере за счет различного термического расширения корпуса камеры сгорания и топливного коллектора в осевом и поперечном направлениях. Уменьшение диаметра поверхности до диаметра штуцера позволяет уменьшить утечки воздуха.Known combustion chamber of a gas turbine engine according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2375597, IPC F02C 7/22, publ. 12/10/2009. The fuel manifold of the combustion chamber of a gas turbine engine contains an annular pipe for supplying fuel to the nozzles installed inside the chamber body, a supply pipe and an inlet fitting located outside the chamber, mounted in an outer sleeve attached to the chamber body with axial movement, provided with an internal a sleeve made in the form of at least one link, including two fixed rings and a movable ring installed between them with the possibility of transverse movement. The fixed rings are connected to the outer sleeve, and the movable ring is installed with the possibility of contacting with the inlet fitting. The device allows you to compensate for thermal stresses that occur in the outer sleeve and the fitting due to various thermal expansion of the housing of the combustion chamber and the fuel manifold in the axial and transverse directions. Reducing the diameter of the surface to the diameter of the fitting allows you to reduce air leakage.
Недостатки - большая неравномерность температурного поля на выходе из камеры сгорания, обусловленная небольшим количеством форсунок.Disadvantages - large non-uniformity of the temperature field at the outlet of the combustion chamber, due to the small number of nozzles.
Известна камера сгорания по патенту РФ на изобретение №2099640, МПК F23R 3/60, опубл. 20.12.2000 г.Known combustion chamber according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2099640, IPC F23R 3/60, publ. 12/20/2000
Эта камера сгорания предназначена для газотурбинных установок (ГТД). На жаровой трубе в кольцевом пространстве между корпусом и трубой установлен перфорированный капот, на котором закреплены опорные устройства и горелки второго контура. Наличие термокомпенсаторов и выполнение наружной обечайки жаровой трубы из двух секций сводят к минимуму температурные напряжения.This combustion chamber is designed for gas turbine installations (GTE). A perforated hood is mounted on the flame tube in the annular space between the body and the pipe, on which supporting devices and second-circuit burners are fixed. The presence of temperature compensators and the implementation of the outer shell of the flame tube from two sections minimize temperature stresses.
Недостатки те же самые.The disadvantages are the same.
Известна камера сгорания по патенту РФ на изобретение №215888, МПК F23R 3/26, опубл. 10.11.2000 г.Known combustion chamber according to the patent of the Russian Federation for invention No. 215888, IPC F23R 3/26, publ. November 10, 2000
Фронтовое устройство камеры сгорания для высокотемпературного газотурбинного двигателя с подводом топлива в топливные коллекторы через неподвижные разделители потока содержит фронтовое устройство, выполненное в виде ряда профилированных пластин.The front device of the combustion chamber for a high-temperature gas turbine engine with the supply of fuel to the fuel manifolds through fixed flow dividers contains a front device made in the form of a series of profiled plates.
Профилированные пластины установлены на входе в первичные каналы с возможностью перемещения друг относительно друга в окружном направлении при изменении площадей проходных сечений первичных каналов. Каждая из профилированных пластин состоит из неподвижной и подвижной частей, телескопически соединенных между собой. Неподвижные части телескопических пластин жестко закреплены на неподвижных разделителях потока. Ответные подвижные части пластин закреплены на подвижных разделителях потока. Топливные коллекторы с одного конца с помощью внутренних шаровых шарниров закреплены на неподвижных разделителях потока, а с другого конца шарнирно закреплены к поворотным тягам, вторые концы которых шарнирно крепятся к подвижным разделителям потока. Такое выполнение фронтового устройства расширяет диапазон устойчивого горения.Profiled plates are installed at the entrance to the primary channels with the possibility of moving relative to each other in the circumferential direction when changing the areas of the passage sections of the primary channels. Each of the profiled plates consists of a fixed and a moving part, telescopically connected to each other. The fixed parts of the telescopic plates are rigidly fixed to the fixed flow dividers. The reciprocal movable parts of the plates are mounted on the movable flow dividers. Fuel collectors at one end with internal ball joints are fixed to fixed flow dividers, and at the other end are pivotally attached to rotary rods, the second ends of which are pivotally attached to movable flow dividers. This embodiment of the front device extends the range of sustainable combustion.
Недостатки этой камеры сгорания: эмиссия вредных веществ особенно на режиме «малого газа», неполное сгорание топлива, окружная и радиальная неравномерность поля температур на выходе их камеры сгорания.The disadvantages of this combustion chamber are: emission of harmful substances especially in the “low gas” mode, incomplete combustion of fuel, circumferential and radial unevenness of the temperature field at the outlet of their combustion chamber.
Известна камера сгорания ГТД и форсуночный модуль по патенту РФ на изобретение №2493493, МПК F23R 3/28, опубл. 20.09.2013 г., прототип.Famous gas turbine engine combustion chamber and nozzle module according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2493493, IPC F23R 3/28, publ. 09/20/2013, the prototype.
Эта камера сгорания содержит внешний корпус, жаровую трубу, форсуночную плиту и форсунки, кольцевой коллектор, установленный в передней полости на форсуночной плите, к которому присоединен топливопровод.This combustion chamber contains an outer casing, a flame tube, a nozzle plate and nozzles, an annular manifold mounted in the front cavity on the nozzle plate to which the fuel line is connected.
Недостаток - неполное сгорание топлива. Около 5% топлива не сгорает и выбрасывается в атмосферу в виде C, CO NO и т.д. Это повышает расход топлива и ухудшает экологию атмосферы.The disadvantage is incomplete combustion of fuel. About 5% of the fuel does not burn and is released into the atmosphere in the form of C, CO NO, etc. This increases fuel consumption and degrades the ecology of the atmosphere.
Задачи создания изобретения: повышение полноты сгорания топлива в камере газотурбинного двигателя.Objectives of the invention: increasing the completeness of fuel combustion in the chamber of a gas turbine engine.
Достигнутые технические результаты: повышение полноты сгорания топлива в камере сгорания ГТД.Achieved technical results: increased completeness of fuel combustion in the combustion chamber of a gas turbine engine.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…8, где:The invention is illustrated in FIG. 1 ... 8, where:
на фиг. 1 приведена схема камеры сгорания ГТД,in FIG. 1 shows a diagram of a combustion chamber of a gas turbine engine,
на фиг. 2 приведена плита с форсуночными модулями,in FIG. 2 shows a plate with nozzle modules,
на фиг. 3 приведена схема подвода топлива к модулям,in FIG. 3 shows a diagram of the fuel supply to the modules,
на фиг. 4 приведена конструкция форсуночного модуля,in FIG. 4 shows the design of the nozzle module,
на фиг. 5 приведен разрез А-А,in FIG. 5 shows a section aa,
на фиг. 6 приведена форсуночная плита,in FIG. 6 shows the nozzle plate,
на фиг. 7 приведен вид Б на плиту,in FIG. 7 shows a view of B on the stove,
на фиг. 8 приведены графики времени жизни свободных радикалов.in FIG. Figure 8 shows the free radical lifetimes.
Камера сгорания ГТД (фиг. 1…8) содержит внешний корпус 1, жаровую трубу 2, плиту 3 и коллектор 4 с полостью 5. Коллектор 4 установлен в воздушной полости 6 и к нему присоединен топливопровод 7.The combustion chamber of the gas turbine engine (Fig. 1 ... 8) contains an
На плите 3 установлены форсуночные модули 8, размещенные в два концентричных ряда. В плите 3 выполнены топливные каналы 9 для подвода топлива через кольцевые полости 10 к форсуночным модулям 8. Кроме того, в плите 3 выполнены сквозные отверстия 11 (фиг. 1, 3 и 6) для установки форсуночных модулей 8. При этом форсуночные модули 8 могут быть установлены в шахматном порядке.On the
Схема подвода и закрутки воздуха к форсуночным модулям 8 (фиг. 1, 6 и 7) включает воздушные каналы 12, образованные наклонными ребрами 13.The circuit for supplying and swirling air to the nozzle modules 8 (Figs. 1, 6, and 7) includes air channels 12 formed by inclined ribs 13.
Форсуночный модуль 8 содержит корпус 14, центральное тело 15, струйную топливную форсунку 16, радиальное отверстие 17, выходящее в нее и сообщающееся с кольцевой полостью 10. Концентрично струйной топливной форсунке 16 выполнены каналы закрутки воздуха 18, образованные наклонными лопатками 19 (фиг. 4 и 5). Внутри струйной топливной форсунки 16 установлен центральный электрод 20, который изолирован от корпуса 14 изолятором 21. Все центральные электроды 20 всех модулей 8 соединены между собой электрически и соединены высоковольтным изолированным проводом 22, соединенным в свою очередь с блоком высокого напряжения 23, другой выход которого заземляющим проводом 24 соединен с внешним корпусом 1 камеры сгорания. Внешний корпус 1 камеры сгорания должен быть электрически связан с форсуночной плитой 3.The
При работе ГТД, в составе которого находится камера сгорания, с блока высокого напряжения 23 подают потенциал на все центральные электроды 20 форсуночных модулей 8, при этом между центральным телом 15 и центральным электродом 20 возникает мощное электрическое поле, которое активирует топливо, т.е. образуются радикалы H, CH, CH2 и СН3, имеющие очень малое время жизни (порядка 30 наносек см. фиг. 8).During the operation of the gas turbine engine, which includes the combustion chamber, a potential is supplied from the
Однако учитывая, что активированное топливо практически сразу же сгорает, свободные радикалы успевают выполнить свою роль катализатора интенсификации процесса горения.However, given that activated fuel burns out almost immediately, free radicals have time to fulfill their role as a catalyst for the intensification of the combustion process.
Конструкция предложенного форсуночного модуля 8 обеспечивает более качественное сжигание топлива.The design of the proposed
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
1. Обеспечить полное сгорание топлива на всех режимах, особенно в режиме «малого газа».1. Ensure complete combustion of fuel in all modes, especially in the "small gas" mode.
2. Обеспечить уменьшение выброса вредных веществ за счет особенностей конструкции камеры сгорания и форсуночных модулей.2. To ensure the reduction of harmful substances due to the design features of the combustion chamber and nozzle modules.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154383A RU2612231C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Gte combustion chamber and nozzle unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154383A RU2612231C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Gte combustion chamber and nozzle unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2612231C1 true RU2612231C1 (en) | 2017-03-03 |
Family
ID=58459583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015154383A RU2612231C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Gte combustion chamber and nozzle unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2612231C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674090C1 (en) * | 2018-01-09 | 2018-12-04 | Николай Борисович Болотин | Combustion chamber of gas turbine engine, ignition system of chamber for combustion of gas turbine engine and method for igniting combustion chamber of gas turbine engine |
RU2806420C1 (en) * | 2023-05-18 | 2023-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Front device of flame tube of dual-fuel combustion chamber |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4772775A (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-20 | Leach Sam L | Electric arc plasma steam generation |
RU2314456C1 (en) * | 2006-06-14 | 2008-01-10 | Михаил Иванович Весенгириев | Tubular-annular combustion chamber of gas-turbine engine |
RU2378576C1 (en) * | 2008-04-02 | 2010-01-10 | Закрытое акционерное общество "Энергомаш (Холдинг)" | Combustion chamber burner device of gas turbine equipment |
RU2493493C1 (en) * | 2012-06-25 | 2013-09-20 | Николай Борисович Болотин | Gas turbine engine combustion chamber |
RU140649U1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-05-20 | Валерий Дмитриевич Дудышев | VORTEX FUEL INJECTOR |
-
2015
- 2015-12-17 RU RU2015154383A patent/RU2612231C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4772775A (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-20 | Leach Sam L | Electric arc plasma steam generation |
RU2314456C1 (en) * | 2006-06-14 | 2008-01-10 | Михаил Иванович Весенгириев | Tubular-annular combustion chamber of gas-turbine engine |
RU2378576C1 (en) * | 2008-04-02 | 2010-01-10 | Закрытое акционерное общество "Энергомаш (Холдинг)" | Combustion chamber burner device of gas turbine equipment |
RU2493493C1 (en) * | 2012-06-25 | 2013-09-20 | Николай Борисович Болотин | Gas turbine engine combustion chamber |
RU140649U1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-05-20 | Валерий Дмитриевич Дудышев | VORTEX FUEL INJECTOR |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674090C1 (en) * | 2018-01-09 | 2018-12-04 | Николай Борисович Болотин | Combustion chamber of gas turbine engine, ignition system of chamber for combustion of gas turbine engine and method for igniting combustion chamber of gas turbine engine |
RU2806420C1 (en) * | 2023-05-18 | 2023-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Front device of flame tube of dual-fuel combustion chamber |
RU2826194C1 (en) * | 2023-11-28 | 2024-09-05 | АО "Казанское моторостроительное производственное объединение" | Gas turbine combustion chamber |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3487636A (en) | Augmentor spark igniter | |
US8943832B2 (en) | Fuel nozzle assembly for use in turbine engines and methods of assembling same | |
KR101769159B1 (en) | A Device for Producing Electrical Power in a Gas Turbine and Helicopter Turbine Engine Using the Same | |
RU2613011C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2644668C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2014110631A (en) | TUBULAR-RING COMBUSTION CAMERA WITH TANGENTALLY DIRECTED INJECTORS FOR FUEL-AIR MIXTURE DESIGNED FOR A GAS-TURBINE ENGINE | |
RU2349840C1 (en) | Annular combustion chamber of gas-turbine engine | |
RU2612231C1 (en) | Gte combustion chamber and nozzle unit | |
CN109723578B (en) | Edge distribution plasma cracking activation oil supplementing device and method | |
RU2620187C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
CN113623685B (en) | Swirler structure for ignition of rotating sliding arc | |
CN203880702U (en) | Alcohol-based fuel gasification combustor | |
RU2493493C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
RU2511992C2 (en) | Injector unit of gas-turbine engine combustion chamber | |
RU2511977C2 (en) | Injector unit of gas-turbine engine combustion chamber | |
RU2674090C1 (en) | Combustion chamber of gas turbine engine, ignition system of chamber for combustion of gas turbine engine and method for igniting combustion chamber of gas turbine engine | |
RU2670483C1 (en) | Combustion chamber of a gas turbine engine | |
RU2493494C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
RU105947U1 (en) | MIXING HEAD WITH IGNITION DEVICE | |
RU2493492C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber and nozzle module | |
RU2414649C2 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
RU2493495C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
RU2699161C1 (en) | Combustion chamber for turbojet three-circuit engine with two high pressure turbines | |
RU2826194C1 (en) | Gas turbine combustion chamber | |
RU135085U1 (en) | COMBUSTION CAMERA OF A GAS TURBINE ENGINE |