Устройство для распыливания топлива в камере сгорания газотурбинного двигателя

 

Использование: в авиадвигателестроении для фронтового устройства камеры сгорания. Сущность изобретения: устройство для распыливания топлива в камере сгорания газотурбинного двигателя снабжено топливным завихрителем с выходным соплом,размещенным концентрично соплу форсунки с образованием полости, топливоподающими трубопроводами первого и второго каскадов форсунок коллектора, последний из которых снабжен обратным клапаном 14 и трубопроводом 15 сжатого воздуха с дополнительным обратным клапаном 16, подключенным после обратного клапана 14 по ходу подачи топлива. 2 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению и является усовершенствованием фронтового устройства камеры сгорания по авт.св. N 1137853.

Известно фронтовое устройство, содеpжащее топливную форсунку и последовательно установленные соосно ей радиальный завихритель с передней и задней стенками, расположенными к оси форсунки под углом, вершина которого обращена в противоположную форсунке сторону, и патрубок отвода топливно-воздушной смеси, сопряженный с задней стенкой завихрителя с целью сокращения осевого габарита камеры сгорания, передняя стенка завихрителя примыкает к торцовой поверхности форсунки, а патрубок сопряжен с задней в зоне ее периферии с образованием камеры внезапного расширения.

Однако в известном фронтовом устройстве не обеспечивается качественный распыл топлива при розжиге камеры сгорания на режиме запуска и на режиме малого газа.

Поскольку, если диаметр сопла форсунки выбран близким к оптимальному на режимах малого газа, то на основных режимах для обеспечения заданного расхода необходимо значительное увеличение давления, и, наоборот, если на основных режимах диаметр выходного сопла выбран близким к оптимальному, то на режимах малого газа и при розжиге распыл не будет оптимальным для обеспечения работы на режимах запуска. Для устранения этого недостатка форсунки выполняют двухкаскадными. Однако и при использовании двухкаскадной форсунки часто качественного распыла топлива на режимах розжига и малого газа получить невозможно.

Целью изобретения является повышение качества распыла топлива при розжиге камеры сгорания на режиме запуска двигателя.

Это достигается тем, что фронтовое устройство камеры сгорания снабжено топливным завихрителем с выходным соплом, размещенным концентрично соплу форсунки с образованием полости, топливоподводящими трубопроводами первого и второго каскадов, последний из которых снабжен обратным клапаном и трубопроводом сжатого воздуха с дополнительным обратным клапаном, подключенным перед обратным клапаном по ходу подачи топлива.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 схема подключения каналов форсунки к I и II каскадам топливного коллектора.

Устройство для распыливания топлива содержит топливную форсунку 1 и последовательно установленные соосно ей радиальный завихритель 2 с передней 3 и задней 4 стенками, расположенными к оси форсунки 1 под углом α, вершина которого обращена в противоположную сторону от форсунки 1, и патрубок 5 отвода топливно-воздушной смеси, сопряженный с задней стенкой 4 завихрителя 2. Передняя стенка 3 завихрителя 2 примыкает через топливный завихритель 8 к торцовой поверхности 6 форсунки 1, а патрубок 5 сопряжен с задней стенкой 4 в зоне ее периферии с образованием камеры 7 внезапного расширения.

Устройство снабжено топливным завихрителем 8 с выходным соплом 9, размещенным концентрично соплу 10 форсунки 1 с образованием полости 11, топливоподающими трубопроводами 12, 13 первого и второго каскадов форсунок коллектора, последний из которых снабжен обратным клапаном 14 и трубопроводом 15 сжатого воздуха с дополнительным обратным клапаном 16, подключенным за обратным клапаном 14 по ходу подачи топлива.

При запуске и работе камеры сгорания на режиме до малого газа, когда двигатель не вышел на основные обороты, давление в топливной системе незначительно, распыл топлива через форсунки не удовлетворяет требованиям обеспечения воспламенения и устойчивого горения на режимах бедных топливно-воздушных смесей. Для устранения этого недостатка по трубопроводу 15 подают сжатый воздух. На этом режиме клапан 16 открыт и сжатый воздух по трубопроводу поступает в полость 11, из которой через сопло 9 выходит в патрубок 7. Сжатый воздух обеспечивает необходимый мелкодисперсный распыл топлива, выходящего из сопла 10 форсунки 1. При выходе двигателя на основной режим работы клапан 16 закрывается, а клапан 14 открывается, форсунка работает как двухкаскадная с подачей топлива через сопла 9 и 10.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить достаточно эффективный распыл топлива на режимах до малого газа, повысить надежность зажигания топливно-воздушной смеси и тем самым улучшить процесс воспламенения, обеспечивая технологичность конструкции.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ТОПЛИВА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее завихритель с центральной топливной форсункой, имеющей центральный и периферийный каналы первого и второго каскадов, каждый из которых подключен на входе магистралью с обратным клапаном к источнику топлива, а один из каскадов сообщен посредством трубопровода с источником сжатого газа, отличающееся тем, что трубопровод подсоединен к магистрали подвода топлива во второй каскад за обратным клапаном по потоку топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2