RU2716992C2 - Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of arrangement of working process therein - Google Patents

Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of arrangement of working process therein Download PDF

Info

Publication number
RU2716992C2
RU2716992C2 RU2018130927A RU2018130927A RU2716992C2 RU 2716992 C2 RU2716992 C2 RU 2716992C2 RU 2018130927 A RU2018130927 A RU 2018130927A RU 2018130927 A RU2018130927 A RU 2018130927A RU 2716992 C2 RU2716992 C2 RU 2716992C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
gas
turbine engine
annular
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2018130927A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018130927A (en
RU2018130927A3 (en
Inventor
Андрей Мирасимович Сафарбаков
Сергей Викторович Скоробогатов
Александр Иванович Исаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2018130927A priority Critical patent/RU2716992C2/en
Publication of RU2018130927A publication Critical patent/RU2018130927A/en
Publication of RU2018130927A3 publication Critical patent/RU2018130927A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2716992C2 publication Critical patent/RU2716992C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/50Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: annular combustion chamber of gas turbine engine includes external and internal walls, which are made in the form of curvilinear surfaces, corner flame stabilizer. On the angular flame stabilizer rear side there is profiling in the form of two curvilinear surfaces. Outlet part of combustion chamber includes gas flow collector, which is a channel formed by collector blades and walls of combustion chamber. Gas collector consists of a cascade of separate outlet branch pipes restricted with housings which, as they approach the turbine, are combined into a single annular channel.EFFECT: invention is aimed at possibility to change excess air factor in annular combustion chamber with transverse system of reverse current zones formation and preventing formation of stagnant zones.5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам сжигания топлива в воздушно-реактивных двигателях, а именно к области газотурбинных двигателей, в частности к камерам сгорания газотурбинных двигателей, которые могут быть использованы как в авиакосмических, так и в промышленных теплоэнергетических установках.The invention relates to a device for burning fuel in jet engines, and in particular to the field of gas turbine engines, in particular to the combustion chambers of gas turbine engines, which can be used both in aerospace and industrial thermal power plants.

На сегодняшний день широкое распространение получил способ организации топливно-воздушной смеси с помощью завихрителей газового потока, которые часто используются в качестве фронтовых устройств [1]. Завихритель представляет собой устройство, имеющее элементы, закручивающие воздух или топливно-воздушную смесь для осуществления процесса горения в камере сгорания. При прохождении потока воздуха через лопатки завихрителя он закручивается и образует вихревое течение. Вихревое течение в закрученном потоке приводит к образованию зоны циркуляции в центральной области потока, если сообщаемая закрутка потоку становится большой. Циркуляционная зона, создаваемая таким образом, обеспечивает качественное перемешивание топлива и воздуха, так как вращательные составляющие скорости создают области сильного сдвига течения с высоким уровнем турбулентности и большой скоростью массообмена. Данный способ организации топливно-воздушной смеси используются на практике для повышения устойчивости и интенсивности горения в современных камерах сгорания газотурбинных двигателях.To date, a widespread method of organizing a fuel-air mixture using swirls of gas flow, which are often used as front-end devices [1]. A swirler is a device having elements that swirl air or a fuel-air mixture to carry out the combustion process in the combustion chamber. As the air stream passes through the blades of the swirl, it swirls and forms a vortex flow. The swirling flow in a swirling flow leads to the formation of a circulation zone in the central region of the flow if the reported swirling flow becomes large. The circulation zone created in this way provides high-quality mixing of fuel and air, since the rotational velocity components create areas of strong shear of the flow with a high level of turbulence and a high mass transfer rate. This method of organizing a fuel-air mixture is used in practice to increase the stability and intensity of combustion in modern combustion chambers of gas turbine engines.

Однако применение завихрителей потока диктует необходимость наличия множества отдельных фронтовых устройств по обводу кольцевого канала камеры сгорания с соблюдением между этими устройствами некоторого расстояния. Таким образом, между фронтовыми устройствами данного типа всегда присутствует неэффективно используемое пространство, через которое невозможна подача воздуха из компрессора и организация топливно-воздушной смеси. Помимо этого, завихрители потока формируют за собой множество отдельных вихревых структур, имеющих продольную закрутку. Эти структуры интерферируют между собой, что ухудшает гомогенность параметров газового потока по периметру кольцевого канала.However, the use of flow swirls dictates the need for many separate front-end devices along the circumference of the annular channel of the combustion chamber with a certain distance between these devices. Thus, between front-end devices of this type there is always an inefficiently used space through which the air supply from the compressor and the organization of the fuel-air mixture are impossible. In addition, the flow swirls form behind them many separate vortex structures having a longitudinal swirl. These structures interfere with each other, which worsens the homogeneity of the gas flow parameters around the perimeter of the annular channel.

Известно устройство - камера сгорания газотурбинного двигателя кольцевого типа. В классическом варианте это устройство представляет собой кольцевое пространство, образуемое внешним и внутренним корпусами, расположенными соосно. Наиболее близким техническим решением к заявленному и принятому за прототип, является устройство, описанное в патенте [2], где в качестве фронтового устройства используется уголковый стабилизатор пламени. Переход от множества завихрителей потока к единому фронтовому устройству по всему периметру камеры сгорания позволяет использовать ранее недоступные участки, увеличив тем самым пропускную способность камеры сгорания. В свою очередь, переход от продольной системы образования зон обратных токов к поперечной системе позволяет организовать непрерывные вихревые структуры по всему обводу камеры сгорания и значительно сократить ее осевую протяженность. Однако данный вариант содержит в себе недостатки, такие как:A device is known - the combustion chamber of a gas turbine engine of the ring type. In the classic version, this device is an annular space formed by the outer and inner housings arranged coaxially. The closest technical solution to the declared and adopted as a prototype is the device described in the patent [2], where the angular flame stabilizer is used as the front device. The transition from multiple flow swirls to a single front-end device around the entire perimeter of the combustion chamber allows the use of previously inaccessible sections, thereby increasing the throughput of the combustion chamber. In turn, the transition from the longitudinal system of the formation of zones of reverse currents to the transverse system allows you to organize continuous vortex structures along the entire circumference of the combustion chamber and significantly reduce its axial length. However, this option contains disadvantages, such as:

- невозможность задавать коэффициент избытка воздуха в камере сгорания в широком диапазоне;- the inability to set the coefficient of excess air in the combustion chamber in a wide range;

- наличие застойной зоны за уголковым стабилизатором пламени, что, как следствие, приведет к образованию зон местного переобогащения топливно-воздушной смеси и повышению уровня эмиссии вредных веществ.- the presence of a stagnant zone behind the corner flame stabilizer, which, as a result, will lead to the formation of zones of local re-enrichment of the fuel-air mixture and an increase in the level of emission of harmful substances.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных выше недостатков.The task of the invention is to remedy the above disadvantages.

Задача достигается за счет того, что кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит уголковый стабилизатор пламени, внешнюю и внутреннюю стенку, которые выполнены в виде криволинейных поверхностей. Отличие в том, что тыльная сторона уголкового стабилизатора пламени имеет профилирование в виде двух криволинейных поверхностей для предотвращения возникновения застойных зон, а также тыльная сторона уголкового стабилизатора пламени содержит каскад дополнительных профилированных элементов, расположенных по окружности для ликвидации местных вихревых структур в данной области. Выходная часть камеры сгорания содержит коллектор газового потока, представляющий из себя канал, образованный лопатками коллектора и стенками камеры сгорания, причем лопатки коллектора имеют гофрирование в виде дополнительного профилирования по окружности выходных кромок. Также выходная часть камеры сгорания содержит газосборник, состоящий из каскада отдельных выходных патрубков, ограниченных корпусами, которые по мере приближения к турбине объединяются в единый кольцевой канал.The task is achieved due to the fact that the annular combustion chamber of a gas turbine engine contains an angular flame stabilizer, an external and an internal wall, which are made in the form of curved surfaces. The difference is that the back side of the corner flame stabilizer has profiling in the form of two curved surfaces to prevent stagnant zones, and the back side of the corner flame stabilizer contains a cascade of additional profiled elements located around the circle to eliminate local vortex structures in this area. The output of the combustion chamber contains a gas flow manifold, which is a channel formed by the blades of the manifold and the walls of the combustion chamber, and the blades of the manifold are corrugated in the form of additional profiling around the circumference of the output edges. Also, the output part of the combustion chamber contains a gas collector, consisting of a cascade of separate outlet pipes, limited by housings, which, as they approach the turbine, are combined into a single annular channel.

Задача также достигается за счет способа организации рабочего процесса в кольцевой камере сгорания, заключающегося в том, что производят закрутку воздуха, поступающего из компрессора, за фронтовым устройством, тем самым образуют зоны обратных токов, необходимые для организации процесса горения топливо-воздушной смеси. Отличие в том, что осуществляют закрутку потока за фронтовым устройством единым сплошным фронтом по всему кольцевому каналу в поперечном направлении относительно продольной оси двигателя, в выходной области камеры сгорания поток газа разделяют на две части, одну часть принудительно направляют в зону обратных токов, вторую часть подают напрямую в зону горения. Предотвращают возникновение застойных зон и локальных вихревых структур с тыльной стороны фронтового устройства путем геометрического воздействия на структуру течения. Организуют выход газов из камеры сгорания в виде множества отдельных струй, которые затем объединяют в единый поток.The task is also achieved by the method of organizing the working process in the annular combustion chamber, which consists in swirling the air coming from the compressor behind the front device, thereby forming reverse current zones necessary for organizing the combustion process of the fuel-air mixture. The difference is that the flow is swirled behind the front device by a single solid front along the entire annular channel in the transverse direction relative to the longitudinal axis of the engine, in the output region of the combustion chamber the gas flow is divided into two parts, one part is forcibly directed to the reverse current zone, the second part is fed directly to the combustion zone. They prevent the occurrence of stagnant zones and local vortex structures on the back of the front device by geometrical influence on the flow structure. Organize the exit of gases from the combustion chamber in the form of many separate jets, which are then combined into a single stream.

Предлагаемая кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя показана на фиг. 1-7. Фиг. 1 - продольный разрез камеры сгорания, выполненный в плоскости III-III, изображенной на фиг. 6-7. Фиг. 2 - продольный разрез камеры сгорания, выполненный в плоскости IV-IV, изображенной на фиг. 6-7. Фиг. 3 - вид в изометрии передней части камеры сгорания. Фиг. 4 -вид в изометрии задней части камеры сгорания. Фиг. 5 - вид сбоку камеры сгорания. Фиг. 6 - частичный вид в изометрии поперечного разреза камеры сгорания, выполненного в плоскости I-I, показанной на фиг. 5. Фиг. 7 - частичный вид в изометрии поперечного разреза камеры сгорания, выполненного в плоскости II-II, показанной на фиг. 5.The proposed annular combustion chamber of a gas turbine engine is shown in FIG. 1-7. FIG. 1 is a longitudinal section through a combustion chamber made in plane III-III of FIG. 6-7. FIG. 2 is a longitudinal section through a combustion chamber made in plane IV-IV of FIG. 6-7. FIG. 3 is an isometric view of the front of the combustion chamber. FIG. 4 is an isometric view of the rear of the combustion chamber. FIG. 5 is a side view of a combustion chamber. FIG. 6 is a partial isometric view of a cross section of a combustion chamber made in plane I-I shown in FIG. 5. FIG. 7 is a partial isometric view of a cross section of a combustion chamber made in plane II-II of FIG. 5.

На фиг. 1 показан продольный разрез камеры сгорания, секущая плоскость которого совпадает с плоскостью III-III на фиг. 6-7. Камера сгорания 1 включает в себя внешнюю 2 и внутреннюю 3 стенки, во входной части камеры сгорания имеется диффузорная часть, в которой расположен уголковый стабилизатор пламени 4, у которого с тыльной стороны имеется профилирование 5 для предотвращения возникновения застойной зоны. Выходная часть камеры сгорания содержит коллектор газового потока, состоящий из множества внешних 6 и внутренних 7 каналов, образуемых внешней 8 и внутренней 9 лопатками коллектора, а также внешней 2 и внутренней 3 стенками камеры сгорания соответственно. Также выходная часть камеры сгорания содержит газосборник, состоящий из внешнего 10 и внутреннего 11 каскада отдельных выходных патрубков, ограниченных внешними 12 и внутренними 13 корпусами, причем эти патрубки объединяются на выходе в один общий канал 14. На тыльной стороне уголкового стабилизатора пламени имеются дополнительные внешние 15 и внутренние 16 элементы поперечного профилирования поверхностей, необходимых для ликвидации местных вихревых структур в области присоединения возвратных течений к основному потоку. Также имеется гофрирование в виде дополнительного профилирования по окружности внешней 17 и внутренней 18 выходных кромок лопаток коллектора для увеличения пропускной способности коллектора газового потока. Дополнительно на данной иллюстрации изображена продольная ось 19 газотурбинного двигателя. Структура течения в камере сгорания схематично представлена в виде стрелок, причем видимая часть потока обозначена сплошными стрелками, а скрытая часть - пунктирными стрелками.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a combustion chamber, the secant plane of which coincides with plane III-III in FIG. 6-7. The combustion chamber 1 includes an outer 2 and an inner 3 wall, in the input part of the combustion chamber there is a diffuser part in which an angular flame stabilizer 4 is located, which has a profiling 5 on the back side to prevent the formation of a stagnant zone. The output part of the combustion chamber contains a gas flow manifold consisting of a plurality of external 6 and internal 7 channels formed by external 8 and internal 9 blades of the manifold, as well as external 2 and internal 3 walls of the combustion chamber, respectively. Also, the output of the combustion chamber contains a gas collector, consisting of an external 10 and an internal 11 cascade of individual output pipes, limited by external 12 and internal 13 buildings, and these pipes are combined at the output into one common channel 14. On the back side of the corner flame stabilizer there are additional external 15 and the internal 16 elements of the transverse profiling of the surfaces necessary for the elimination of local vortex structures in the field of connection of return flows to the main stream. There is also corrugation in the form of additional profiling around the circumference of the outer 17 and 18 inner outlet edges of the manifold blades to increase the throughput of the gas flow collector. Additionally, this illustration shows the longitudinal axis 19 of a gas turbine engine. The flow structure in the combustion chamber is schematically represented as arrows, with the visible part of the flow indicated by solid arrows, and the hidden part by dashed arrows.

На фиг. 2 показан продольный разрез камеры сгорания, выполненный таким образом, что секущая плоскость соответствует плоскости IV-IV на фиг. 6-7 и проходит через каналы коллектора 6,7, а не через выходные патрубки 10,11 как на фиг. 1.In FIG. 2 shows a longitudinal section through the combustion chamber, such that the secant plane corresponds to plane IV-IV in FIG. 6-7 and passes through the channels of the collector 6.7, and not through the outlet pipes 10.11 as in FIG. 1.

На фиг. 3 показан вид в изометрии передней части камеры сгорания, на котором видны внешняя 2 и внутренняя 3 стенки камеры сгорания, уголковый стабилизатор пламени 4, а также внешние корпуса патрубков газосборника 12.In FIG. Figure 3 shows an isometric view of the front of the combustion chamber, on which the external 2 and internal 3 walls of the combustion chamber, the corner flame stabilizer 4, as well as the external casings of the gas collecting pipe 12 are visible.

На фиг. 4 показан вид в изометрии задней части камеры сгорания, на котором видны внешняя 2 и внутренняя 3 стенки камеры сгорания, внешний 10 и внутренний 11 каскады выходных патрубков газосборника, внешние 12 и внутренние 13 корпуса выходных патрубков газосборника, а также выходной кольцевой канал 14.In FIG. Figure 4 shows an isometric view of the rear of the combustion chamber, on which the external 2 and internal 3 walls of the combustion chamber, the external 10 and internal 11 stages of the outlet pipes of the gas collector, the external 12 and internal 13 of the housing of the outlet pipes of the gas collector, and also the output annular channel 14 are visible.

На фиг. 5 показан вид сбоку камеры сгорания, на котором видна внешняя стенка 2 камеры сгорания и внешние корпуса выходных патрубков газосборника 13. Также на данной иллюстрации изображены плоскости I-I и II-II, пересекающие камеру сгорания поперек.In FIG. 5 shows a side view of the combustion chamber, on which the outer wall 2 of the combustion chamber and the outer casings of the outlet pipes of the gas collector 13 are visible. Also shown in this illustration are planes I-I and II-II crossing the combustion chamber transversely.

На фиг. 6 показан частичный вид в изометрии поперечного разреза камеры сгорания, выполненного в плоскости I-I, изображенной на фиг. 5. На данной иллюстрации видны внешняя 2 и внутренняя 3 стенки камеры сгорания, уголковый стабилизатор пламени 4 и элементы его профилирования 5, 15, 16. Также на данной иллюстрации изображены плоскости III-III и IV-IV, пересекающие камеру сгорания вдоль.In FIG. 6 is a partial isometric cross-sectional view of a combustion chamber formed in plane I-I of FIG. 5. In this illustration, the external 2 and internal 3 walls of the combustion chamber, the corner flame stabilizer 4 and the elements of its profiling 5, 15, 16 are visible. Also shown in this illustration are planes III-III and IV-IV, crossing the combustion chamber along.

На фиг. 7 показан частичный вид в изометрии поперечного разреза камеры сгорания, выполненного в плоскости II-II, показанной на фиг. 5. На данной иллюстрации видны внешняя 2 и внутренняя 3 стенки камеры сгорания, внешние 6 и внутренние 7 каналы коллектора газового потока, внешняя 8 и внутренняя 9 лопатки коллектора газового потока, внешний 10 и внутренний 11 каскады выходных патрубков газосборника, внешние 12 и внутренние 13 корпуса выходных патрубков газосборника, и гофрированние в виде дополнительного профилирования по окружности внешней 17 и внутренней 18 выходных кромок лопаток коллектора. Также на данной иллюстрации изображены плоскости III-III и IV-IV, пересекающие камеру сгорания вдоль.In FIG. 7 is a partial isometric view of a cross section of a combustion chamber formed in plane II-II of FIG. 5. In this illustration, the external 2 and internal 3 walls of the combustion chamber are visible, the external 6 and internal 7 channels of the gas flow collector, the external 8 and internal 9 blades of the gas flow collector, the external 10 and internal 11 stages of the outlet pipes of the gas collector, external 12 and internal 13 the body of the outlet pipes of the gas collector, and corrugated in the form of additional profiling around the circumference of the outer 17 and inner 18 outlet edges of the manifold blades. Also shown in this illustration are planes III-III and IV-IV, crossing the combustion chamber along.

Работа устройства, поясняющая предложенный способ организации рабочего процесса в камере сгорания, заключается в следующем: подача воздуха из компрессора (не показан) осуществляется в расширяющийся канал, образуемый внешней 2 и внутренней 3 стенками камеры сгорания 1, где, в результате обтекания уголкового стабилизатора пламени 4, поток воздуха направляется к коллектору газового потока. Коллектор необходим для интенсификации возвратных течений в зонах обратных токов, а также для предотвращения взаимного воздействия потоков газа в зонах обратных токов и на выходе из камеры сгорания. Также коллектор обеспечивает управление значением коэффициента избытка воздуха в камере сгорания.The operation of the device, explaining the proposed method of organizing the working process in the combustion chamber, is as follows: the air from the compressor (not shown) is carried out in an expanding channel formed by the external 2 and internal 3 walls of the combustion chamber 1, where, as a result of flow around the corner flame stabilizer 4 , the air flow is directed to the gas flow manifold. The collector is necessary for the intensification of return flows in the zones of reverse currents, as well as to prevent the mutual influence of gas flows in the zones of reverse currents and at the exit of the combustion chamber. The collector also provides control over the coefficient of excess air in the combustion chamber.

Затем поток разделается внешней 8 и внутренней 9 лопатками коллектора на две части, одна часть поступает во внешний 6 и внутренний 7 каналы коллектора, где закручивается в поперечном направлении относительно продольной оси двигателя 19 и организует возвратное течение (В на фиг. 1-2), направленное в сторону элементов профилирования уголкового стабилизатора пламени 5. Затем поток закручивается в обратном направлении и попадает в зону горения топливно-воздушной смеси (Г на фиг. 1-2), где с учетом воздействия дополнительных внешних 15 и внутренних 16 элементов профилирования присоединяется ко второй части воздуха, отделенной лопатками коллектора и не попавшей в зону обратных токов. После чего горячие потоки газа поступают во внешний 10 и внутренний 11 каскады выходных патрубков газосборника, ограниченных внешними 12 и внутренними 13 корпусами, где, в конечном итоге, объединяется в сплошном кольцевом канале 14 и поступают в турбину (не показана) газотурбинного двигателя.Then the flow is divided into two parts by the external 8 and internal 9 collector blades, one part enters the collector outer 6 and internal 7 channels, where it is twisted in the transverse direction relative to the longitudinal axis of the engine 19 and organizes the return flow (B in Fig. 1-2), directed to the side of the profiling elements of the corner flame stabilizer 5. Then the flow swirls in the opposite direction and enters the combustion zone of the fuel-air mixture (G in Fig. 1-2), where, taking into account the effects of additional external 15 and internal 16 lementov profiling is attached to the second portion of air, the separated blades reservoir and trapped in the area of reverse currents. After that, hot gas flows enter the external 10 and internal 11 stages of the outlet pipes of the gas collector, limited by the external 12 and internal 13 buildings, where, ultimately, they are combined in a continuous annular channel 14 and enter the turbine (not shown) of the gas turbine engine.

Данный газосборник, в отличии от типовых, позволяет объединить отдельные потоки газа на выходе из камеры сгорания в едином кольцевом канале с учетом наличия коллектора газового потока.This gas collector, unlike standard ones, allows you to combine individual gas flows at the outlet of the combustion chamber in a single annular channel, taking into account the presence of a gas flow collector.

Расположение лопаток коллектора определяет то, какое количество воздуха будет поступать в зону обратных токов В, а какое количество воздуха минует эту зону. То есть, коллектор позволяет задавать коэффициент избытка воздуха в камере сгорания в широком диапазоне путем перемещения внешних 8 и внутренних 9 лопаток коллектора относительно внешней 2 и внутренней 3 стенок камеры сгорания соответственно.The location of the manifold blades determines how much air will flow into the reverse current zone B, and how much air will pass this zone. That is, the collector allows you to set the coefficient of excess air in the combustion chamber over a wide range by moving the external 8 and internal 9 blades of the manifold relative to the external 2 and internal 3 walls of the combustion chamber, respectively.

В свою очередь, наличие элементов внутреннего профилирования уголкового стабилизатора пламени 5, путем геометрического воздействия на структуру потока, предотвращает возникновение застойных явлений и, как следствие, зон местного переобогащения топливно-воздушной смеси, что положительно скажется на полноте сгорания топлива и количестве вредных веществ.In turn, the presence of elements of the internal profiling of the corner flame stabilizer 5, by geometrical influence on the flow structure, prevents the occurrence of stagnation and, as a result, zones of local re-enrichment of the fuel-air mixture, which will positively affect the completeness of combustion of the fuel and the amount of harmful substances.

Дополнительные элементы уголкового стабилизатора пламени 15, 16 и лопаток коллектора 17, 18 увеличивают эжекцию возвратного течения к входящему потоку и предотвращают возникновение местных вихревых структур, что благоприятно скажется на интенсивности перемешивания топлива с окислителем.Additional elements of the corner flame stabilizer 15, 16 and the manifold blades 17, 18 increase the ejection of the return flow to the incoming stream and prevent the occurrence of local vortex structures, which will favorably affect the intensity of mixing the fuel with the oxidizing agent.

Результаты гидродинамических экспериментов, проведенных с физической моделью камеры сгорания предлагаемой конструкции, подтверждают эффективность и перспективность вышеизложенного способа организации рабочего процесса в кольцевой камере сгорания газотурбинного двигателя.The results of hydrodynamic experiments carried out with a physical model of the combustion chamber of the proposed design confirm the efficiency and prospects of the above method of organizing the working process in the annular combustion chamber of a gas turbine engine.

ЛитератураLiterature

1. Иноземцев, А.А. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. - М.: Машиностроение, 2008. - 366 с.1. Inozemtsev, A.A. Fundamentals of designing aircraft engines and power plants. - M.: Mechanical Engineering, 2008 .-- 366 p.

2. Патент РФ №2651692, МПК F23R 3/26, опубликовано 23.04.2018.2. RF patent No. 2651692, IPC F23R 3/26, published on April 23, 2018.

Claims (5)

1. Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая внешнюю и внутреннюю стенку, которые выполнены в виде криволинейных поверхностей, уголковый стабилизатор пламени, отличающаяся тем, что на его тыльной стороне имеется профилирование в виде двух криволинейных поверхностей, выходная часть камеры сгорания содержит коллектор газового потока, представляющий из себя канал, образованный лопатками коллектора и стенками камеры сгорания, газосборник, состоящий из каскада отдельных выходных патрубков, ограниченных корпусами, которые по мере приближения к турбине объединяются в единый кольцевой канал.1. An annular combustion chamber of a gas turbine engine, containing the outer and inner walls, which are made in the form of curved surfaces, an angular flame stabilizer, characterized in that on its back side there is profiling in the form of two curved surfaces, the output of the combustion chamber contains a gas flow collector, which is a channel formed by the blades of the manifold and the walls of the combustion chamber, a gas collector consisting of a cascade of individual outlet pipes bounded by bodies, a cat The others as they approach the turbine are combined into a single annular channel. 2. Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что уголковый стабилизатор пламени с тыльной стороны имеет каскад дополнительных профилированных элементов, расположенных по окружности для ликвидации местных вихревых структур.2. The annular combustion chamber of a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the corner flame stabilizer on the back side has a cascade of additional profiled elements located around the circumference to eliminate local vortex structures. 3. Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки коллектора имеют гофрирование в виде дополнительного профилирования по окружности выходных кромок для увеличения пропускной способности коллектора газового потока.3. The annular combustion chamber of a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the manifold blades have corrugation in the form of additional profiling around the circumference of the outlet edges to increase the throughput of the gas flow manifold. 4. Газотурбинный двигатель, содержащий кольцевую камеру сгорания согласно любому из предыдущих пп. 1-3.4. A gas turbine engine containing an annular combustion chamber according to any one of the preceding paragraphs. 1-3. 5. Способ организации рабочего процесса в кольцевой камере сгорания, заключающийся в том, что производят закрутку потока газа, поступающего из компрессора, за фронтовым устройством, тем самым образуют зоны обратных токов для организации процесса горения топливо-воздушной смеси, отличающийся тем, что осуществляют закрутку потока газа за фронтовым устройством единым сплошным фронтом по всему кольцевому каналу в поперечном направлении относительно продольной оси двигателя, в выходной области камеры сгорания поток газа разделяют на две части, одну часть принудительно направляют в зону обратных токов, вторую часть подают напрямую в зону горения, предотвращают возникновение застойных зон с тыльной стороны фронтового устройства путем геометрического воздействия на структуру течения, организуют выход газа из камеры сгорания в виде множества отдельных струй, которые затем объединяют в единый поток.5. A method of organizing a working process in an annular combustion chamber, which consists in twisting the gas flow coming from the compressor behind the front-end device, thereby forming reverse current zones for organizing the combustion process of the fuel-air mixture, characterized in that they swirl the gas flow behind the front device with a single solid front along the entire annular channel in the transverse direction relative to the longitudinal axis of the engine; in the output region of the combustion chamber, the gas flow is divided into two parts One part is forcibly directed to the reverse current zone, the second part is fed directly to the combustion zone, stagnation zones are prevented from occurring on the back of the front device by geometrical influence on the flow structure, gas exit from the combustion chamber is organized in the form of many separate jets, which are then combined into a single stream.
RU2018130927A 2018-08-27 2018-08-27 Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of arrangement of working process therein RU2716992C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130927A RU2716992C2 (en) 2018-08-27 2018-08-27 Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of arrangement of working process therein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130927A RU2716992C2 (en) 2018-08-27 2018-08-27 Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of arrangement of working process therein

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018130927A RU2018130927A (en) 2020-02-27
RU2018130927A3 RU2018130927A3 (en) 2020-02-27
RU2716992C2 true RU2716992C2 (en) 2020-03-17

Family

ID=69631177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018130927A RU2716992C2 (en) 2018-08-27 2018-08-27 Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of arrangement of working process therein

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716992C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4202018C1 (en) * 1992-01-25 1993-04-29 Abb Patent Gmbh, 6800 Mannheim, De Combustion chamber for gas turbine plant - has two catalyst holders consisting of honeycomb segments with flame holder downstream of them.
RU2086857C1 (en) * 1994-01-26 1997-08-10 Акционерное общество закрытого типа "Минитокс" Forechamber of combustion chamber
FR2909438B1 (en) * 2006-12-04 2009-01-16 Snecma Sa HANGER-FLAME DEVICE, POST-COMBUSTION SYSTEM AND TURBOJETTER
RU2395039C1 (en) * 2009-03-11 2010-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Front device of annular combustion chamber of gas-turbine engine
RU127871U1 (en) * 2011-08-19 2013-05-10 Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко FIRE PIPE OF THE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS TURBINE ENGINE
FR3041742A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-31 Ifp Energies Now COMBUSTION CHAMBER FOR A TURBINE, IN PARTICULAR A THERMODYNAMIC CYCLE TURBINE WITH RECUPERATOR, FOR THE PRODUCTION OF ENERGY, ESPECIALLY ELECTRICAL ENERGY.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4202018C1 (en) * 1992-01-25 1993-04-29 Abb Patent Gmbh, 6800 Mannheim, De Combustion chamber for gas turbine plant - has two catalyst holders consisting of honeycomb segments with flame holder downstream of them.
RU2086857C1 (en) * 1994-01-26 1997-08-10 Акционерное общество закрытого типа "Минитокс" Forechamber of combustion chamber
FR2909438B1 (en) * 2006-12-04 2009-01-16 Snecma Sa HANGER-FLAME DEVICE, POST-COMBUSTION SYSTEM AND TURBOJETTER
RU2395039C1 (en) * 2009-03-11 2010-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Front device of annular combustion chamber of gas-turbine engine
RU127871U1 (en) * 2011-08-19 2013-05-10 Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко FIRE PIPE OF THE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS TURBINE ENGINE
FR3041742A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-31 Ifp Energies Now COMBUSTION CHAMBER FOR A TURBINE, IN PARTICULAR A THERMODYNAMIC CYCLE TURBINE WITH RECUPERATOR, FOR THE PRODUCTION OF ENERGY, ESPECIALLY ELECTRICAL ENERGY.

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018130927A (en) 2020-02-27
RU2018130927A3 (en) 2020-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4160640A (en) Method of fuel burning in combustion chambers and annular combustion chamber for carrying same into effect
CA2384336C (en) A combustion chamber
US3299632A (en) Combustion chamber for a gas turbine engine
US3820324A (en) Flame tubes for gas turbine engines
US3800527A (en) Piloted flameholder construction
US2475911A (en) Combustion apparatus
US3413810A (en) Fuel injection device for liquid fuel rocket engines
US4081957A (en) Premixed combustor
JPS6339812B2 (en)
CA1204293A (en) Low smoke combustor for land based combustion turbines
US4651534A (en) Gas turbine engine combustor
US3290880A (en) Combustion equipment for a gas turbine engine
RU2716992C2 (en) Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of arrangement of working process therein
US4445338A (en) Swirler assembly for a vorbix augmentor
AU2022202433B2 (en) Furcating pilot pre-mixer for main mini-mixer array in a gas turbine engine
US3355884A (en) Annular combustion chambers for gas turbine engines with improved guide vanes for mixing air with combustion gases
US6976361B1 (en) Ventilation channels in an afterburner chamber confluence sheet
EP0182570A2 (en) Gas turbine engine combustor
US4145880A (en) Vorbix augmenter configuration with diffuser and vorbix swirler
US20170370589A1 (en) Multi-tube late lean injector
CN103486591A (en) Tempering-proof nozzle connecting section assembly of combustor of combustion gas turbine
RU2670858C9 (en) Gas turbine engine annular combustion chamber
RU2490496C2 (en) Outlet device of double-flow gas-turbine engine
RU2248456C1 (en) By-pass engine afterburner
RU2138738C1 (en) Gas turbine combustion chamber