RU94665U1 - Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей - Google Patents
Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU94665U1 RU94665U1 RU2009148917/22U RU2009148917U RU94665U1 RU 94665 U1 RU94665 U1 RU 94665U1 RU 2009148917/22 U RU2009148917/22 U RU 2009148917/22U RU 2009148917 U RU2009148917 U RU 2009148917U RU 94665 U1 RU94665 U1 RU 94665U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- auxiliary circuit
- auxiliary
- swirl
- fuel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
1. Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей, имеющая основной и вспомогательный контуры, включающая соосно расположенные корпус форсунки, корпус вспомогательного контура, установленный между корпусами осевой завихритель воздуха с каналами и отверстиями для подачи топлива и распылитель вспомогательного контура с фронтальным кожухом, отличающаяся тем, что вспомогательный контур дополнительно снабжен завихрителем воздуха и выполнен таким образом, чтобы направлять топливный газ в зону горения тангенциально, а осевой завихритель скомпонован с возможностью направлять топливо навстречу воздушному потоку. ! 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что завихритель вспомогательного контура выполнен в виде цилиндра с тангенциальными каналами по внешней поверхности. ! 3. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что корпус вспомогательного контура и фронтальный кожух распылителя выполнены с отверстиями для охлаждения фронтальной поверхности вспомогательного контура.
Description
Полезная модель относится к области газотурбинных двигателей, в частности к конструкциям малоэмиссионных камер сгорания для газотурбинных приводов.
Жесткость международных норм на уровне вредных выбросов в атмосферу требует комплексного решения вопросов экологического усовершенствования газотурбинных двигателей и энергетических установок на их основе, что приводит к созданию принципиально новых конструкций малоэмиссионных камер сгорания и их элементов. Основные задачи - снижение содержания окислов азота (NOx), снижение содержания окиси углерода (СО), несгоревшего топлива (дымность).
Известна топливная форсунка для газотурбинных двигателей со встроенным топливным жиклером [заявка на изобретение US 2007074517 (А1), дата приоритета 05.04.2007], которая является наиболее близкой по совокупности признаков к заявляемой форсунке и выбрана прототипом полезной модели. Топливная форсунка имеет основной и вспомогательный каналы подачи топлива и содержит расположенные вокруг общей оси корпус форсунки и внутренний корпус вспомогательного контура. Между корпусами установлен завихритель воздуха. Завихритель скомпонован таким образом, чтобы радиально перенаправлять осевой поток воздуха, и имеет жиклеры для различных видов топлива. Через жиклеры впрыскивается топливо в радиальном направлении относительно общей оси. Соосно расположен распылитель вспомогательного контура, который обеспечивает впрыскивание пускового топлива под давлением через фронтальный кожух в камеру сгорания.
Недостатком данного устройства является неполное сгорание топлива и перегрев фронта вспомогательного контура, что приводит к образованию нагара и подгорание выходной кромки распылителя.
В основу полезной модели поставленная задача - обеспечить полноту сгорания топлива путем интенсификации смесеобразования, и устранение подгорания выходной кромки распылителя.
Поставленная задача решается тем, что в форсунке двухконтурной для газотурбинных двигателей, имеющей основной и вспомогательный контуры с предварительным смешиванием топлива, которая включает соосно расположенные корпус форсунки, корпус вспомогательного контура, установленный между корпусами осевой лопаточный завихритель воздуха с отверстиями для подачи топлива и распылитель вспомогательного контура с фронтальным кожухом, в соответствии с полезной моделью, вспомогательный контур дополнительно снабжен завихрителем воздуха, выполненным, например, в виде цилиндра с тангенциальными каналами на внешней поверхности. Отверстия в распылителе выполнены таким образом, чтобы направлять топливный газ в зону горения тангенциально. Осевой лопаточный завихритель скомпонован с возможностью, направлять топливо навстречу воздушному потоку, поступающему из компрессора. Фронтальный кожух и корпус вспомогательного контура могут быть выполнены с отверстиями для охлаждения фронтальной поверхности вспомогательного контура.
Суть технического решения заключается в том, что двухконтурная форсунка выполнена по принципу «форсунка в форсунке». Завихритель воздуха вспомогательного контура и расположенные тангенциально впускные каналы газа обеспечивают смешивание топлива и воздуха до возгорания и стабильное устойчивое пламя, что важно при пуске и работе двигателя с низкими нагрузками.
Конструкция осевого завихрителя основного контура обеспечивает высокую степень турбулизации воздуха основной зоны. Последовательно расположенные полые перфорированные лопатки с множеством отверстий (осевой лопаточный завихритель) служат для впрыскивания основного топливного газа на встречу воздушному потоку. Втулочные и периферийные профили лопаток завихрителя разнесены от оси с целью обеспечения плавности конфузорных каналов между лопатками для обеспечения равномерного радиального профиля составного вектора скорости на выходе из зоны подготовки топливовоздушной смеси. Интенсивное смешивание топлива и воздуха происходит внутри кольцевой камеры предварительного смешивания за счет сильного завихрения до достижения основной зоны камеры сгорания. Сильное завихрение стабилизирует горение в основной зоне, формируя зону рециркуляции, которая вытягивает горячие газы назад, против течения, тем самым, устанавливая постоянный источник возгорания и полное сгорание топлива.
На эскизе изображен разрез форсунки двухконтурной вдоль корпуса и осевого завихрителя.
Конструктивная схема двухконтурной топливной форсунки содержит в себе следующие основные элементы:
- корпус форсунки (1);
- осевой лопаточный завихритель (2);
- фиксирующее кольцо (3);
- корпус распылителя (4);
- завихритель вспомогательного контура (5);
- корпус вспомогательного контура (6);
- шайба перепускная (7);
- распылитель вспомогательного контура (8);
- фронтальный кожух (9);
- кожух завихрителя вспомогательного контура (10).
Корпус форсунки (1) состоит из фланца крепления форсунки, стойки, осевой части с входным отверстием для подвода сжатого воздуха из компрессора и выходного сопла, устанавливаемого в жаровую трубу, камеры сгорания. В корпусе форсунки выполнены каналы подачи основного и вспомогательного топлива, кольцевые проточки - распределители топлива, которые соединяются с полостями перфорированных лопаток осевого лопаточного завихрителя.
В осевой части корпуса (1) расположен лопаточный завихритель (2) и корпус вспомогательного контура (6). Вспомогательный контур имеет корпус распылителя (4), завихритель вспомогательного контура (5), выполненный в виде цилиндра с тангенциальными каналами на внешней поверхности, шайбу перепускную (7), распылитель (8) с впускными каналами газа, расположенными по касательной, для обеспечения смешивания воздуха и топлива до возгорания, фронтальный кожух (9) и кожух завихрителя (10). Во фронтальном кожухе (9) и корпусе вспомогательного контура (6), реализованная система отверстий для охлаждения выходной кромки фронта вспомогательного контура для устранения нагара и подгорания.
Осевой цельнолитой лопаточный завихритель (2) имеет радиально расположенные полые перфорированные лопатки. Лопатки имеют множество отверстий-жиклеров, выполненных таким образом, чтобы впрыскивать основной топливный газ на встречу воздушному потоку. Лопаточный завихритель фиксируется кольцом (3).
Конструктивно форсунка может быть выполнена по модульному принципу - модуль основного контура и модуль вспомогательного контура. Монтаж (демонтаж) форсунки выполняется через окна в корпусе камеры сгорания. Такая схема позволяет при необходимости проводить обслуживание, ремонт, регулирование форсунок без разборки больших узлов ГТД.
Работа форсунки осуществляется таким образом.
Воздух через компрессор поступает в камеру сгорания. В камере сгорания воздух разделяется на два потока. Часть воздуха поступает в лобовую часть жаровой трубы и проходит через топливные форсунки. Вторая часть воздуха проходит по кольцевому каналу, образованному корпусом камеры сгорания и жаровой трубой.
При запуске и работе ГТД в топливной форсунке происходит комбинированное смесеобразование с раздачей топлива по двум контурам. Большая часть топлива проводится через основной контур и распределяется системой противоточных струй в закрученный кольцевой поток воздуха, обеспечивая предварительное смесеобразование в кольцевом канале до зоны горения. Меньшая часть топлива подается через пусковой (вспомогательный) контур системой осевых и радиальных струй, обеспечивая диффузионное смесеобразование.
Топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания полностью перемешанной с однородным составом, где осуществляется полное сгорание смеси. Вспомогательный контур обеспечивает пуск двигателя и работу на малых и переходных режимах для стабилизации горения.
Claims (3)
1. Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей, имеющая основной и вспомогательный контуры, включающая соосно расположенные корпус форсунки, корпус вспомогательного контура, установленный между корпусами осевой завихритель воздуха с каналами и отверстиями для подачи топлива и распылитель вспомогательного контура с фронтальным кожухом, отличающаяся тем, что вспомогательный контур дополнительно снабжен завихрителем воздуха и выполнен таким образом, чтобы направлять топливный газ в зону горения тангенциально, а осевой завихритель скомпонован с возможностью направлять топливо навстречу воздушному потоку.
2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что завихритель вспомогательного контура выполнен в виде цилиндра с тангенциальными каналами по внешней поверхности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148917/22U RU94665U1 (ru) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148917/22U RU94665U1 (ru) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94665U1 true RU94665U1 (ru) | 2010-05-27 |
Family
ID=42680906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009148917/22U RU94665U1 (ru) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU94665U1 (ru) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442932C1 (ru) * | 2010-06-01 | 2012-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Малоэмиссионная горелка |
RU2493490C1 (ru) * | 2012-03-27 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" | Одноконтурная горелка |
RU2548525C1 (ru) * | 2014-02-12 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ сжигания предварительно подготовленной "бедной" топливовоздушной смеси в двухконтурной малоэмиссионной горелке с применением диффузионного стабилизирующего факела |
RU181847U1 (ru) * | 2017-12-20 | 2018-07-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Устройство для демонтажа погоревших форсунок камеры сгорания газотурбинных двигателей дг-90л2.1 |
RU190146U1 (ru) * | 2019-02-15 | 2019-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Тех Инвест Сервис" | Двухтопливная двухконтурная форсунка газотурбинного двигателя |
RU2698621C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-08-28 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Топливовоздушная горелка и форсуночный модуль топливовоздушной горелки |
RU2707018C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-11-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Газовоздушная форсунка |
RU2744963C1 (ru) * | 2020-06-09 | 2021-03-17 | Акционерное общество "Металлист-Самара" | Камера сгорания газотурбинной установки с выносными жаровыми трубами и малоэмиссионным горелочным устройством |
RU2763964C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2022-01-11 | Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" (ПАО "ОДК-Кузнецов") | Двухконтурная горелка малоэмиссионной камеры сгорания газотурбинного двигателя |
RU2764495C1 (ru) * | 2020-01-20 | 2022-01-17 | Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" | Малотоксичная горелка |
RU2769773C2 (ru) * | 2018-12-25 | 2022-04-05 | Ансальдо Энергия Свитзерленд Аг | Модульная инжекционная головка для камеры сгорания газовой турбины |
RU212719U1 (ru) * | 2021-12-13 | 2022-08-03 | Публичное акционерное общество "Калужский двигатель" (ПАО КАДВИ) | Форсунка газовая двухконтурная для газотурбинных двигателей |
-
2009
- 2009-12-28 RU RU2009148917/22U patent/RU94665U1/ru active
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442932C1 (ru) * | 2010-06-01 | 2012-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Малоэмиссионная горелка |
RU2493490C1 (ru) * | 2012-03-27 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" | Одноконтурная горелка |
RU2548525C1 (ru) * | 2014-02-12 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ сжигания предварительно подготовленной "бедной" топливовоздушной смеси в двухконтурной малоэмиссионной горелке с применением диффузионного стабилизирующего факела |
RU181847U1 (ru) * | 2017-12-20 | 2018-07-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Устройство для демонтажа погоревших форсунок камеры сгорания газотурбинных двигателей дг-90л2.1 |
RU2698621C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-08-28 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Топливовоздушная горелка и форсуночный модуль топливовоздушной горелки |
RU2707018C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-11-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Газовоздушная форсунка |
RU2769773C2 (ru) * | 2018-12-25 | 2022-04-05 | Ансальдо Энергия Свитзерленд Аг | Модульная инжекционная головка для камеры сгорания газовой турбины |
RU190146U1 (ru) * | 2019-02-15 | 2019-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Тех Инвест Сервис" | Двухтопливная двухконтурная форсунка газотурбинного двигателя |
RU2763964C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2022-01-11 | Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" (ПАО "ОДК-Кузнецов") | Двухконтурная горелка малоэмиссионной камеры сгорания газотурбинного двигателя |
RU2764495C1 (ru) * | 2020-01-20 | 2022-01-17 | Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" | Малотоксичная горелка |
RU2744963C1 (ru) * | 2020-06-09 | 2021-03-17 | Акционерное общество "Металлист-Самара" | Камера сгорания газотурбинной установки с выносными жаровыми трубами и малоэмиссионным горелочным устройством |
RU212719U1 (ru) * | 2021-12-13 | 2022-08-03 | Публичное акционерное общество "Калужский двигатель" (ПАО КАДВИ) | Форсунка газовая двухконтурная для газотурбинных двигателей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU94665U1 (ru) | Форсунка двухконтурная для газотурбинных двигателей | |
CN111316041B (zh) | 具有驻涡特征的燃气涡轮燃烧器组件 | |
RU2457397C2 (ru) | Смеситель топлива с воздухом для камер сгорания | |
JP4658471B2 (ja) | ガスタービンエンジンの燃焼器エミッションを減少させる方法及び装置 | |
US9599343B2 (en) | Fuel nozzle for use in a turbine engine and method of assembly | |
US6374615B1 (en) | Low cost, low emissions natural gas combustor | |
JP6196868B2 (ja) | 燃料ノズルとその組立方法 | |
CN101285591B (zh) | 一种一体化燃油喷射径向旋流器预混预蒸发低污染燃烧室 | |
CN101351633A (zh) | 改进气流分布的低排放燃烧室 | |
CN101029739A (zh) | 组装燃气轮机的方法和设备 | |
JP4997018B2 (ja) | 一次燃料噴射器及び複数の二次燃料噴射ポートを有するガスタービンエンジン燃焼器のミキサ組立体のためのパイロットミキサ | |
GB2232479A (en) | Dual fuel injector | |
JP2008128632A (ja) | 三重環状反転スワーラ | |
CN103335333B (zh) | 一种单油路预膜式交错板主燃级的预混预蒸发低污染燃烧室 | |
CN101737802A (zh) | 中心空腔稳火切向燃烧室 | |
CN218993423U (zh) | 焚烧装置及焚烧系统 | |
RU2349840C1 (ru) | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя | |
CN112283749A (zh) | 一种适用于燃气轮机燃烧室的旋流喷嘴装置 | |
CN111288490A (zh) | 一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置 | |
US9677766B2 (en) | Fuel nozzle for use in a turbine engine and method of assembly | |
EP2932155A1 (en) | Air directed fuel injection | |
CN212057380U (zh) | 一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置 | |
RU2442932C1 (ru) | Малоэмиссионная горелка | |
CA2088272A1 (en) | Gaseous fuel injector | |
JP2013217635A (ja) | 拡散燃焼器燃料ノズル |