×
10.05.2018
218.016.4b7b

Устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области турбостроения, в частности к устройствам для сжигания топлива, и может быть использовано в основных камерах сгорания (ОКС) газотурбинных двигателей. Техническим результатом изобретения является снижение неравномерности поля температур в выходном сечении ОКС в осевом и радиальном направлении, уменьшение ее потребной длины, возможность охлаждения наружного и внутреннего корпусов камеры сгорания, за счет обеспечения симметричности потока в окружном и радиальном направлении, а также интенсификации процессов смешения первичного и вторичного потоков, за счет введения расширяющегося канала перед кольцевой полостью, в котором установлены экраны-разделители потока, совместно с уголковым стабилизатором, которые имеют возможность перемещения в осевом направлении. Изобретение от известных отличается тем, что устройство разделения рабочего тела установлено перед кольцевой полостью и состоит из наружной и внутренней обечайки, наружного и внутреннего экранов-разделителей потока, при этом наружная обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру наружного корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, внутренняя обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру внутреннего корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, внутренняя и наружная обечайки соединены между собой силовыми пластинами в количестве N≥3, где N - натуральное число, расположенными в радиальном направлении и проходящими на 1/3 глубины кольцевой полости, так же на силовых пластинах выполнены прорези в осевом направлении, наружный и внутренний экраны-разделители потока имеют возможность перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин и выполнены по форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими продольными силовыми пластинами, при этом входной диаметр наружного экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру наружной обечайки в соотношении 0,95…0,7, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, входной диаметр внутреннего экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру внутренней обечайки в соотношении 1,05…1,3, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, уголковый стабилизатор пламени выполнен в форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими продольными силовыми пластинами, и установлен между экранами-разделителями потока, с возможностью перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к устройствам для сжигания топлива, и может быть использовано в основных камерах сгорания (ОКС) газотурбинных двигателей (ГТД).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для сжигания топлива в ГТД, которое содержит наружный и внутренний корпус, образующие кольцевую полость, в которой установлены неподвижные и подвижные разделители потока, образующие чередующиеся первичные и вторичные каналы на наружном корпусе кольцевой полости. В каждом первичном канале выполнены симметричные прямоугольные вырезы, соответствующие его размеру, с проходящими через них неподвижными разделителями потока, а также в торцевой части кольцевой полости дополнительно установлены два кольца с возможностью вращения вокруг продольной оси, диаметр одного из которых соответствует диаметру наружного корпуса, второго - диаметру внутреннего корпуса, при этом на наружном кольце выполнены 2N прорези, где N - натуральное четное число, соответствующее количеству первичных каналов, в каждом первичном канале установлены по две выполненные по профилю крыла пластины, шарнирно закрепленные на внутреннем кольце, с возможностью перемещения вокруг продольной оси двигателя по прорезям на наружном кольце и вокруг своей центральной оси. Длина прорези соответствует ходу пластины от минимального до максимального размера первичного канала, а так же в каждом первичном канале установлены уголковые стабилизаторы пламени с углом раскрытия 55-60 градусов по направлению потока, которые жестко закреплены на наружном и внутреннем кольцах равноудаленно по окружности, при этом точка крепления на наружном кольце находится между прорезями соответствующего канала (см. «Устройство для сжигания топлива в высокотемпературном газотурбинном двигателе», Патент RU№2531477, МПК. F23R, опубл. 20.10.2014 г., Бюл. №29).

Недостатками прототипа являются:

- высокая неравномерность поля температур в выходном сечении камеры сгорания в осевом и радиальном направлении, обусловленная формой проходных окружных площадей между элементами проточной части;

- увеличение потребной длины камеры сгорания, связанное с тем, что воздух делится на первичный и вторичный потоки по секторам, в соотношении, определяемом углом установки подвижных разделителей потока, что в свою очередь увеличивает длину зоны смешения;

- высокая вероятность прогара наружного и внутреннего корпусов камеры сгорания в зонах первичных каналов, в связи с горением топливовоздушной смеси в их непосредственной близости.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для сжигания топлива, содержащем наружный и внутренний корпус, образующие кольцевую полость, устройство разделения воздуха и уголковый стабилизатор пламени, согласно изобретению устройство разделения рабочего тела установлено перед кольцевой полостью и состоит из наружной и внутренней обечайки, наружного и внутреннего экранов-разделителей потока, при этом наружная обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру наружного корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, внутренняя обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру внутреннего корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, внутренняя и внешняя обечайки соединены между собой продольными силовыми пластинами в количестве N≥3, где N - натуральное число, расположенными в радиальном направлении и проходящими на 1/3 глубины кольцевой полости, так же на силовых пластинах выполнены прорези в осевом направлении, наружный и внутренний экраны-разделители потока имеют возможность перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин и выполнены по форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими силовыми пластинами, при этом входной диаметр наружного экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру наружной обечайки в соотношении 0,95…0,7, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, входной диаметр внутреннего экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру внутренней обечайки в соотношении 1,05…1,3, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, уголковый стабилизатор пламени выполнен в форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими продольными силовыми пластинами, и установлен посередине между экранами-разделителями потока с возможностью перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для сжигания топлива в газотурбинном двигателе, содержащем наружный и внутренний корпус, образующие кольцевую полость, уголковый стабилизатор пламени и устройство разделения воздуха, которое установлено перед кольцевой полостью и состоит из наружной и внутренней обечаек, наружного и внутреннего экранов-разделителей потока, при этом наружная обечайка и внутренняя обечайка представляют собой тела вращения относительно продольной оси двигателя, которые соединены между собой продольными силовыми пластинами, расположенными в радиальном направлении, так же на силовых пластинах выполнены прорези в осевом направлении, наружный и внутренний экраны-разделители потока имеют возможность перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин и выполнены по форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими силовыми пластинами, уголковый стабилизатор пламени выполнен в форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими продольными силовыми пластинами, и установлен между экранами-разделителями потока с возможностью перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин, что обеспечивает выравнивание поля скоростей по проточной части устройства, за счет симметричного расположения элементов в ней, что в свою очередь приводит к выравниванию поля температур на выходе из ОКС, уменьшает ее потребную длину, а образованные вторичные каналы обеспечивают охлаждение наружного и внутреннего экранов-разделителей потока. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Схема построения устройства приведена на фиг. 1-4.

На фиг. 1 представлен продольный разрез ОКС, где обозначено: 2-1 - наружная обечайка и 2-2 - внутренняя обечайка, образующие входной расширяющийся канал, переходящий в кольцевой канал, образованный 1-1-наружным корпусом и 1-2-внутренним корпусом, 4 - силовые пластины, имеющие 6-3-прорези для перемещения 5-уголкового стабилизатора пламени, 6-1 - прорези для перемещения 3-1-наружного экрана-разделителя потока и 6-2-прорези для перемещения 3-2-внутреннего экрана-разделителя потока. Положение наружного экрана-разделителя потока 3-1, внутреннего экрана-разделителя потоков 3-2 и уголкового стабилизатора пламени 5 соответствуют максимальному режиму работы двигателя (сплошные линии) и минимальному режиму работы двигателя (прерывистые линии).

На фиг. 2 представлен вид спереди устройства для сжигания топлива, на котором обозначены: 4 - силовые пластины, внутренний корпус 1-2, внутренняя обечайка 2-2, уголковый стабилизатор пламени 5, наружная обечайка 2-1, наружный корпус 1-1, наружный 3-1 и внутренний 3-2 экраны-разделители потока.

На фиг. 3а представлен вариант реализации совместного перемещения вдоль продольной оси двигателя уголкового стабилизатора пламени 5, наружного 3-1 и внутреннего 3-2 экрана-разделителя потоков, которые соединены через 9-крепления с 8-системой тяг, которая в свою очередь приводится в движение 7-гидроприводом, который может быть выполнен, например [Ю.П. Тихомиров, «Системы управления авиационных силовых установок», Издательство Военно-воздушной академии им. профессора H.Е. Жуковского, 2003 год, с. 341].

На фиг. 3б представлен разрез силовой пластины по уровню прорези в ней, на котором обозначено: система тяг 8, прорезь 6-3 для перемещения уголкового стабилизатора пламени 5 и силовая пластина 4.

Наружная обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру наружного корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, внутренняя обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру внутреннего корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, внутренняя и наружная обечайки могут быть соединены между собой продольными силовыми пластинами аэродинамического профиля в количестве N≥3, где N - натуральное число, расположенными в радиальном направлении и проходящими на 1/3 глубины кольцевой полости, так же на силовых пластинах выполнены прорези в осевом направлении, наружный и внутренний экраны-разделители потока имеют возможность перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин с помощью гидропривода и выполнены по форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя ограниченного близлежащими силовыми пластинами, при этом входной диаметр наружного экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру наружной обечайки в соотношении 0,95…0,7, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, входной диаметр внутреннего экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру внутренней обечайки в соотношении 1,05…1,3, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, уголковый стабилизатор пламени выполнен в форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя ограниченного близлежащими продольными силовыми пластинами, и установлен посередине между экранами-разделителями потока с возможностью перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин. Элементы конструкции камеры сгорания могут быть выполнены из конструкционных материалов, обладающих высокой жаропрочностью и жаростойкостью.

Устройство работает следующим образом: воздух, подводимый в устройство для сжигания топлива, разделяется на первичный и вторичный в соотношении, определяемом пропускной способностью первичного канала, образованного между внутренним 3-2 и наружным 3-1 экранами-разделителями потока и вторичного канала, образованного наружным 3-1 и внутренним 3-2 экраном-разделителем потока и соответствующими им наружной 2-1 и внутренней 2-2 обечайкой. Процесс сжигания топлива осуществляется в первичных каналах путем его подвода и стабилизации пламени посредством уголкового стабилизатора пламени 5.

При работе газотурбинного двигателя на режимах повышенной мощности подвижные экраны-разделители потока максимально приближены к началу кольцевого расширяющегося канала с условием обеспечения достаточного расхода воздуха через вторичные каналы, для обеспечения эффективного охлаждения экранов-разделителей потока, при этом большая часть воздуха перераспределяется в первичные каналы, где за уголковым стабилизатором пламени 5 образуется интенсивная зона обратных токов, в которой происходит процесс сжигания топливовоздушной смеси. При переходе на режимы пониженной мощности подвижные экраны-разделители потока, совместно с уголковым стабилизатором пламени 5 перемещаются вдоль продольной оси двигателя, тем самым увеличивая вторичные проходные сечения, вследствие чего расход воздуха перераспределяется в пользу вторичного. Перемещение наружного 3-1, внутреннего 3-2 экранов-разделителей потока и уголкового стабилизатора пламени 5 осуществляется по прорезям в силовых пластинах 6-1, 6-2 и 6-3 соответственно, посредством гидропривода 7 системой тяг 8.

Данное устройство, предназначенное для сжигания топлива в ГТД, позволяет интенсифицировать процесс смешения топливовоздушной смеси и стабилизировать поле скоростей в проточной части за счет воздействия на структуру течения воздуха, а так же расширить диапазон устойчивой работы ОКС ГТД.

Устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе, содержащее наружный и внутренний корпус, образующие кольцевую полость, устройство разделения рабочего тела и уголковый стабилизатор пламени, отличающееся тем, что устройство разделения рабочего тела установлено перед кольцевой полостью и состоит из наружной и внутренней обечайки, наружного и внутреннего экранов-разделителей потока, при этом наружная обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру наружного корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, внутренняя обечайка представляет собой тело вращения относительно продольной оси двигателя, выходной диаметр которой равен диаметру внутреннего корпуса, а входной и выходной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, внутренняя и наружная обечайки соединены между собой силовыми пластинами в количестве N≥3, где N натуральное число, расположенными в радиальном направлении, и проходящими на 1/3 глубины кольцевой полости, так же на силовых пластинах выполнены прорези в осевом направлении, наружный и внутренний экраны-разделители потока имеют возможность перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин и выполнены по форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими продольными силовыми пластинами, при этом входной диаметр наружного экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру наружной обечайки в соотношении 0,95…0,7, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 1,1…1,4, входной диаметр внутреннего экрана-разделителя потока относится ко входному диаметру внутренней обечайки в соотношении 1,05…1,3, а выходной и входной диаметры выбраны в соотношении 0,7…0,9, уголковый стабилизатор пламени выполнен в форме сектора тела вращения относительно продольной оси двигателя, ограниченного близлежащими продольными силовыми пластинами, и установлен между экранами-разделителями потока, с возможностью перемещения вдоль продольной оси двигателя по прорезям силовых пластин.
Устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе
Устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе
Устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе
Устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 196.
27.12.2015
№216.013.9d2b

Способ извлечения гистидина из водных растворов

Изобретение относится к области аналитической химии и фармацевтики, конкретно к способу извлечения гистидина из водных растворов. Способ включает приготовление водно-солевого раствора гистидина путем его растворения в насыщенном растворе высаливателя, экстракцию и анализ равновесной водной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571865
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9d5e

Способ каскадно-конвейерного аналого-цифрового преобразования

Изобретение относится к аналого-цифровому преобразованию и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей для высокоточных исследований быстропротекающих процессов. Техническим результатом является повышение точности и сокращение времени аналого-цифрового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571916
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9d5f

Способ оценки эффективности информационного обмена системы связи

Изобретение относится к электросвязи и предназначено для оценки информационного обмена в системах связи. Технический результат - определение интервала входного трафика, в котором система связи функционирует с заданным КПД передачи информации, обеспечивая заданную эффективность информационного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571917
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.03.2016
№216.014.bf69

Способ удаления воздуха из рабочей жидкости закрытых гидравлических систем воздушных судов

Изобретение относится к области авиации, в частности к гидравлическим системам воздушных судов. При удалении растворенного воздуха из рабочей жидкости гидравлической системы летательного аппарата рабочая жидкость через перекрывное устройство удаляется в наземный бак. Пространство над рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576554
Дата охранного документа: 10.03.2016
10.02.2016
№216.014.c1d0

Частотный детектор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для детектирования частотно-модулированных сигналов. Техническим результатом изобретения является повышение точности преобразования частоты в напряжение за счет формирования линейного участка с большой крутизной амплитудно-частотной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574285
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c25c

Способ моделирования процессов двухуровневого управления и система моделирования для его осуществления (варианты)

Изобретение относится к области моделирования процессов управления. Технический результат - моделирование выполнения на пункте управления (ПУ) второго уровня функций сбора, обработки, анализа и доопределения данных об объектах воздействия, оценки возможностей своей группы технических средств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574282
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c564

Устройство форсирования возбуждения автономного синхронного генератора

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического регулирования возбуждения синхронных машин, чувствительных к напряжению потребителей. Технический результат - повышение надежности работы потребителей, чувствительных к качеству выходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574166
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.03.2016
№216.014.c6e4

Способ формирования радиолокационных изображений

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиотехнических системах, установленных на подвижных объектах, для получения радиолокационного изображения (РЛИ) в процессе дистанционного зондирования земной поверхности. Достигаемый технический результат - повышение вероятности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578126
Дата охранного документа: 20.03.2016
27.03.2016
№216.014.c74a

Генератор тока

Изобретение относится к электронике и может быть использовано при создании источников возобновляемой энергии с лазерным запуском, жизненный цикл которых составляет от нескольких лет до нескольких десятков лет. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578201
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c8a9

Способ определения направления на источник оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей

Изобретение относится к системам обнаружения объектов и определения их местоположения. Технический результат состоит в уменьшении или компенсации ошибок определения направления (пеленга) и местоположения объекта, с которого излучаются оптические сигналы, для этого при определении направления на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578203
Дата охранного документа: 27.03.2016
Показаны записи 51-53 из 53.
22.04.2023
№223.018.5138

Неконтактный оптический взрыватель мины

Заявлен неконтактный оптический взрыватель мины. Техническим результатом является повышение вероятности распознавания низколетящих высокоскоростных объектов по признаку «свой - чужой» за счет определения направления и скорости их полета при пересечении объектами контролируемой зоны....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794260
Дата охранного документа: 13.04.2023
20.05.2023
№223.018.65a1

Входное устройство прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям входных устройств, и может быть использовано в прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ПВРД). Разработано входное устройство для подвода воздуха в камеру сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002746615
Дата охранного документа: 19.04.2021
20.05.2023
№223.018.65a2

Входное устройство прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям входных устройств, и может быть использовано в прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ПВРД). Разработано входное устройство для подвода воздуха в камеру сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002746615
Дата охранного документа: 19.04.2021
+ добавить свой РИД