RU2656534C2 - Устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя - Google Patents
Устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656534C2 RU2656534C2 RU2016143612A RU2016143612A RU2656534C2 RU 2656534 C2 RU2656534 C2 RU 2656534C2 RU 2016143612 A RU2016143612 A RU 2016143612A RU 2016143612 A RU2016143612 A RU 2016143612A RU 2656534 C2 RU2656534 C2 RU 2656534C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- heating element
- engine
- channel
- cavity
- 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
- F02C7/224—Heating fuel before feeding to the burner
Abstract
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и, в частности, к устройству подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя в условиях низких температур наружного воздуха. Устройство содержит нагревательный элемент, который выполнен в виде полого цилиндра, наружная поверхность которого имеет винтовой гребень, образующий винтовой канал между корпусом и нагревательным элементом, при этом полость нагревательного элемента соединена с выходным каналом пиротехнического электровоспламенителя, а нагревательный элемент выполнен из материала, обладающего высокой теплоемкостью. Нагревательный элемент с винтовым гребнем на наружной поверхности размещен в топливной полости, в выходном канале которой размещен клапан подачи топлива в двигатель. Устройство позволяет уменьшить время запуска двигателя и увеличить теплопередачу от источника тепла (горение пиротехнического состава) к нагреваемому веществу (топливу). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к малоразмерным газотурбинным и турбореактивным двигателям.
Известны устройства (системы) подогрева топлива перед запуском газотурбинного или турбореактивного двигателя, содержащие топливовоздушные теплообменники (например, авторское свидетельство СССР №793050, кл. МПК F02C 7/224, опубл. 10.03.2006) или топливомасляные теплообменники (например, патент РФ №2458233, кл. МПК F02C 7/06, опубл. 10.08.2012), которые обеспечивают подогрев топлива, поступающего в камеру сгорания двигателя.
Недостатком таких устройств являются увеличенные габариты и масса, что неприменимо для малоразмерных двигателей.
Известно выбранное за прототип пиротехническое устройство для подогрева жидкости в трубопроводе (рекуперативный теплообменник) для быстрого подогрева жидкого топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя в условиях низких температур. Устройство состоит из корпуса, нагревателя из малогазового пиротехнического состава и воспламенителя, причем корпус выполнен в виде патрубка, вставленного в кожух с зазором, образующим щелевую герметичную полость. Материал патрубка обладает высокой теплопроводностью, на патрубок нанесена пленка из малогазового пиротехнического состава, покрытого фольгой из легкоплавкого металла, например алюминия. Воспламенение пиротехнического состава осуществляется от электрического воспламенителя, который соединен с щелевой полостью каналом (патент РФ №2433358, кл. МПК F24J 1/00, опубл. 10.11.2011).
Недостатком такого устройства является то, что передача тепла от горения пиротехнического состава (теплоносителя) к топливу происходит через разделительную стенку патрубка, при этом часть тепла теряется и поступает не к топливу, а в атмосферу. Кроме того, выполнение патрубка из материала с высокой теплопроводностью, не обеспечивает возможность аккумулирования тепловой энергии.
Предлагается устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя, являющееся теплообменным аппаратом для запуска двигателя в условиях низких температур наружного воздуха, содержащее корпус, канал подачи топлива под давлением от топливного насоса в камеру сгорания двигателя, пиротехнический нагревательный элемент и пиротехнический электровоспламенитель, причем нагревательный элемент выполнен в виде полого цилиндра, полость которого заполнена пиротехническим составом и соединена с выходом пиротехнического электровоспламенителя. Нагревательный элемент имеет на наружной поверхности винтовой гребень, размещен в полости корпуса с образованием между ними винтового канала, при этом вход винтового канала соединен с выходным каналом топливного насоса, а выход винтового канала соединен с входным каналом подачи топлива в камеру сгорания двигателя. Материал нагревательного элемента обладает высокой теплоемкостью. Воспламенение пиротехнического состава осуществляется от электрического воспламенителя, который соединен с полостью нагревательного элемента.
Выполнение нагревательного элемента в виде полого цилиндра с винтовым гребнем на наружной поверхности позволяет увеличить площадь теплоотдачи и направить поток подогреваемого топлива по спиралевидной траектории, что позволяет получить более полную теплопередачу от источника тепла (горение пиротехнического состава) к нагреваемому веществу (топливу).
Выполнение нагревательного элемента из материала, обладающего высокой теплоемкостью, позволяет аккумулировать тепло, полученное при горении пиротехнического состава и продолжить процесс теплопередачи уже после сгорания пиротехнического состава до момента наступления теплового равновесия между нагревательным элементом и топливом.
В варианте выполнения устройства подогрева топлива полый нагревательный элемент с винтовым гребнем на наружной поверхности размещен в топливной полости, в выходном канале которой размещен клапан, открывающий подачу в двигатель предварительно подогретого топлива.
Такое выполнение устройства позволяет расширить область применения устройства подогрева топлива путем установки нагревательного элемента с пиротехническим электровоспламенителем в любую топливную емкость или трубопровод (например, в специально подготовленную полость в корпусе топливного насоса, что позволит уменьшить количество агрегатов двигателя и снизить его массу).
На фиг. 1 изображен разрез устройства подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя. На фиг. 2 - вариант применения устройства в топливной полости.
Газотурбинный двигатель содержит газогенератор, камеру сгорания, топливную систему с топливным насосом (не показаны). Устройство подогрева топлива газотурбинного двигателя содержит корпус 1, канал 2 подачи топлива под давлением от топливного насоса в камеру сгорания двигателя (не показаны), нагревательный элемент 3, пиротехнический электровоспламенитель 4. Нагревательный элемент 3 выполнен в виде полого цилиндра, полость 5 которого заполнена пиротехническим составом 6 и соединена с пиротехническим электровоспламенителем 4. Нагревательный элемент 3 имеет на наружной поверхности винтовой гребень 7, размещен в полости корпуса 1 с образованием между ними винтового канала 8. Вход винтового канала 8 соединен с каналом 2 подачи топлива от топливного насоса, а выход винтового канала 8 соединен с каналом 9 подачи топлива в камеру сгорания двигателя (не показана). Материал нагревательного элемента 3 обладает высокой теплоемкостью, то есть способностью аккумулировать тепловую энергию, например выполнен из стали 30ХГСА.
Вариант выполнения устройства подогрева топлива (фиг. 2) содержит корпус 1, канал 2 подачи топлива под давлением, полый нагревательный элемент 3 с винтовым гребнем 7 на наружной поверхности, пиротехнический электровоспламенитель 4, соединенный с полостью 5 нагревательного элемента, которая заполнена пиротехническим составом 6, при этом нагревательный элемент 3 размещен в топливной полости агрегата (или трубопроводе) 10, в выходном канале 9 топливной полости размещен клапан 11, открывающий подачу предварительно подогретого топлива в двигатель. В этом случае винтовой гребень увеличивает площадь теплопередачи нагревательного элемента.
Такое выполнение устройства позволяет расширить область применения устройства подогрева топлива путем установки нагревательного элемента 3 с пиротехническим электровоспламенителем 4 в любую подходящую топливную емкость (например, может быть размещена в корпусе топливного насоса, выполнена в одном модуле с клапаном или другим агрегатом топливной аппаратуры).
В процессе запуска газотурбинного двигателя включают систему подачи топлива в камеру сгорания от топливного насоса (не показаны), подают электрический сигнал на срабатывание пиротехнического электровоспламенителя 4, при этом пиротехнический состав 6 сгорает в полости 5 и нагревает металл нагревательного элемента 3. Топливо, двигаясь по винтовому каналу 8, нагревается от тепла нагревательного элемента 3 (за счет кондуктивного теплообмена) и через выходной канал 9 подается в камеру сгорания двигателя.
Такое выполнение устройства позволяет повышать температуру топлива, подаваемого в камеру сгорания при запуске малоразмерного двигателя, что способствует уменьшению времени запуска двигателя.
Размещение полого нагревательного элемента в топливной полости (трубопроводе) с клапаном подачи топлива позволяет обеспечить предварительный подогрев (за счет кондуктивного и конвективного теплообмена) увеличенного количества топлива перед подачей его в двигатель.
Claims (2)
1. Устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя, являющееся теплообменным аппаратом в виде пиротехнического нагревателя, содержащего корпус, размещенный в корпусе нагревательный элемент, пиротехнический электровоспламенитель, канал подачи топлива от топливного насоса, канал подачи топлива в камеру сгорания, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде полого цилиндра, наружная поверхность которого имеет винтовой гребень, образующий винтовой канал между корпусом и нагревательным элементом, при этом полость нагревательного элемента соединена с выходным каналом пиротехнического электровоспламенителя, нагревательный элемент выполнен из материала, обладающего высокой теплоемкостью.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полый нагревательный элемент с винтовым гребнем на наружной поверхности размещен в топливной полости, в выходном канале которой размещен клапан подачи топлива в двигатель.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143612A RU2656534C2 (ru) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143612A RU2656534C2 (ru) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016143612A3 RU2016143612A3 (ru) | 2018-05-07 |
| RU2016143612A RU2016143612A (ru) | 2018-05-07 |
| RU2656534C2 true RU2656534C2 (ru) | 2018-06-05 |
Family
ID=62106036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016143612A RU2656534C2 (ru) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656534C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112539109A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-23 | 北京动力机械研究所 | 一种无人机高空低温可靠点火结构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU793050A1 (ru) * | 1979-08-08 | 2006-03-10 | В.К. Салугин | Система подогрева топлива |
| RU108495U1 (ru) * | 2011-04-22 | 2011-09-20 | ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Система топливоподачи и регулирования газотурбинного двигателя |
| RU2433358C1 (ru) * | 2010-06-25 | 2011-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Пиротехническое устройство для подогрева жидкости в трубопроводе |
| EP2136050B1 (en) * | 2007-09-06 | 2012-03-28 | Open Joint Stock Company "Russian Railways" | Gas turbine plant |
| RU2458233C1 (ru) * | 2011-04-26 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Газотурбинный двигатель |
| WO2015181475A1 (fr) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | Microturbo | Dispositif et procede de prechauffage de carburant dans une turbomachine |
-
2016
- 2016-11-07 RU RU2016143612A patent/RU2656534C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU793050A1 (ru) * | 1979-08-08 | 2006-03-10 | В.К. Салугин | Система подогрева топлива |
| EP2136050B1 (en) * | 2007-09-06 | 2012-03-28 | Open Joint Stock Company "Russian Railways" | Gas turbine plant |
| RU2433358C1 (ru) * | 2010-06-25 | 2011-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Пиротехническое устройство для подогрева жидкости в трубопроводе |
| RU108495U1 (ru) * | 2011-04-22 | 2011-09-20 | ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Система топливоподачи и регулирования газотурбинного двигателя |
| RU2458233C1 (ru) * | 2011-04-26 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Газотурбинный двигатель |
| WO2015181475A1 (fr) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | Microturbo | Dispositif et procede de prechauffage de carburant dans une turbomachine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016143612A3 (ru) | 2018-05-07 |
| RU2016143612A (ru) | 2018-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2538770C1 (ru) | Способ лазерного воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания, устройство для лазерного воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания и свеча лазерного воспламенения | |
| BRPI0710274A2 (pt) | sistema e método para ignição de uma mistura de combustìvel-oxidante gasosa ou dispersiva | |
| RU2007103736A (ru) | Система и способ пуска прямоточного воздушно-реактивного/гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя | |
| CN105003357A (zh) | 基于固体火箭发动机的膏体推进剂燃气发生器点火装置 | |
| RU2656534C2 (ru) | Устройство подогрева топлива малоразмерного газотурбинного двигателя | |
| TW201700928A (zh) | 輸出熱源溫度可控的燃燒裝置 | |
| CN104456947A (zh) | 蓄热式纯净空气加热系统 | |
| RU2553916C2 (ru) | Способ лазерного воспламенения топлива в дизельном двигателе, устройство для лазерного воспламенения топлива в дизельном двигателе и воспламенитель | |
| JP2010084728A (ja) | 熱交換装置及び燃料供給システム | |
| CN104895708B (zh) | 燃料充分燃烧的方法和系统 | |
| RU59741U1 (ru) | Топливная система дизельного двигателя | |
| RU2315941C1 (ru) | Каталитический тепловой имитатор | |
| RU2016115812A (ru) | Установка воздухонагревателя | |
| RU2686138C1 (ru) | Способ получения сильно перегретого пара и устройство детонационного парогенератора (варианты) | |
| JPH07508332A (ja) | 内燃機関又は燃焼装置を運転するための方法及び装置 | |
| RU2697121C1 (ru) | Запальное устройство розжига камеры сгорания газотурбинного двигателя | |
| RU2378525C1 (ru) | Ракетный двигатель твердого топлива | |
| JP2008274946A (ja) | 点火装置 | |
| RU187491U1 (ru) | Испарительная камера сгорания газотурбинного двигателя | |
| RU2600194C1 (ru) | Подогреватель жидких и газообразных сред | |
| US20080078364A1 (en) | Method and apparatus for increasing power of a diesel engine by continuously heating the fuel | |
| RU2358146C1 (ru) | Автомобильный генератор автономного тепла | |
| IT202200000686A1 (it) | Sistema di condizionamento del combustibile ed un sistema di propulsione comprendente il sistema di condizionamento | |
| RU2679048C1 (ru) | Устройство для предпускового обогрева стационарного двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2415290C1 (ru) | Устройство воспламенения образца твердого ракетного топлива и способ воспламенения с его использованием |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20181004 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181108 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190909 |