Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя

Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую полость, образованную внешним и внутренним кожухами, между которыми расположена жаровая труба с блоком головок в передней своей части и со стабилизатором горения в каждой головке, зону горения, зону смешения и воспламенитель. Кольцевая камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси. Кольцевая полость, образованная кожухами, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками, выполненными с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива жидкости. Жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному кольцевому патрубку компрессора. Стабилизатор горения выполнен в виде конической или сферической формы отсекателя, установленного в каждой головке блока головок с возможностью осевого перемещения его рабочего органа в положения открыто-закрыто. Изобретение повышает экономическую и экологическую эффективности. 3 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к камерам сгорания, и может быть использовано в газотурбинных двигателях различного назначения.

Известна камера сгорания воздушно-реактивного двигателя, предназначенная для сжигания жидкого нефтяного топлива в смеси с атмосферным воздухом, содержит корпус, в полости которого установлена жаровая труба с форкамерой, стабилизатором горения, зоной горения и зоной смешения.

/А.с. СССР №705211, F 23 R 3/14, 10.01.1980 г./ [1].

Недостатком известной камеры сгорания является ее дороговизна в эксплуатации из-за применения нефтяного топлива и засорение окружающей среды токсичным выхлопом.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, также предназначенная для сжигания жидкого нефтяного топлива в смеси с воздухом от компрессора, содержит кольцевую полость, образованную внешним и внутренним кожухами, между которыми расположена жаровая труба с блоком головок в передней своей части и с стабилизатором горения в каждой из них, зону горения, зону смешения и воспламенитель.

/Г.С.Скубачевский. Авиационные газотурбинные двигатели. - 5-е издание. - М.: Машиностроение, 1981 г., стр.400/ [2].

Недостатком ближайшего аналога является дороговизна применяемого в эксплуатации топлива, засорение окружающей среды токсичным выхлопом и ее непредназначенность для сжигания водородно-кислородной смеси.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении экономической и экологической эффективности камеры сгорания газотурбинного двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в кольцевой камере сгорания газотурбинного двигателя, содержащей кольцевую полость, образованную внешним и внутренним кожухами, между которыми расположена жаровая труба с блоком головок в передней своей части и с стабилизатором горения в каждой головке, зону горения, зону смешения и воспламенитель, например свечу зажигания, согласно изобретению камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси, где кольцевая полость, образованная кожухами, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками, выполненными с возможностью управляемой, например, блоком управления подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива жидкости, например воды. Жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному кольцевому патрубку компрессора, например, болтами. Стабилизатор горения выполнен в виде конической или сферической формы отсекателя /обратного клапана/, установленного в каждой головке блока головок с возможностью осевого перемещения его рабочего органа в положения: открыто, закрыто.

Сущность изобретения показана на чертеже, где:

фиг.1 - схематичный разрез кольцевой камеры сгорания и отсекателя конической формы,

фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1,

фиг.3 - схематичный разрез сферической формы отсекателя.

Пример выполнения предлагаемого решения. Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую полость 1 /фиг.1-3/, образованную внешним 2 и внутренним 3 кожухами, между которыми расположена жаровая труба 4 с блоком головок 5 в передней своей части, зону горения 6, зону смешения 7 и воспламенитель 8, например свечу зажигания. Стабилизатор горения выполнен в виде конической /фиг.1/ или сферической /фиг.3/ формы отсекателя 9 /обратного клапана/, установленного в каждой головке с возможностью осевого перемещения его рабочего органа в положения: открыто - за счет давления потока газа, закрыто - за счет пружины 10 и или за счет обратного удара газов при взрыве в зоне горения. При этом кольцевая полость, образованная кожухами, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками 11, выполненными с возможностью управляемой, например, блоком управления подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива в зоне смешения жидкости, например воды. Жаровая труба разъемно и герметично, фланцами 12, например, на болтах закреплена к выходному кольцевому патрубку 13 компрессора, тепловые удлинения ее происходят в сторону турбины 14.

Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя работает следующим образом.

Перед пуском двигателя включают воспламенитель 8, например свечу зажигания, и через отсекатель 9 /фиг.1-3/, например, конической формы от компрессора по его выходному кольцевому патрубку 13 в жаровую трубу 4 подают водородно-кислородную смесь. Давлением потока преодолевается сопротивление пружины 10 отсекателя 9, и его рабочий орган перемещается в положение открыто и пропускает смесь. Воспламенитель 8 поджигает водородно-кислородную смесь в зоне горения 6. Отсекатель 9 образует в начале зоны горения 6 зону с пониженным давлением, обратный ток газов и турбулизирует поток. Кроме этого, отсекатель 9, при возможных взрывах в жаровой трубе 4, закрывает обратный ход продуктам горения и предохраняет компрессор от разрушения. Через форсунки 11 в герметичную кольцевую полость 1 камеры сгорания под управлением, например, блока управления подают жидкость, например воду, которая охлаждает жаровую трубу 4 и затем уже в виде пара поступает в зону смешения 7 и охлаждает там продукты сгорания топлива до заданного значения. Жаровая труба 4 разъемно и герметично, фланцами 12, например, на болтах закреплена к выходному кольцевому патрубку 13 компрессора, тепловые расширения происходят в сторону турбины 14.

Предлагаемая кольцевая камера сгорания в эксплуатации высокоэкономична и абсолютно безопасна для окружающей среды, найдет широкое применение в газотурбинных двигателях различного назначения.

Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая кольцевую полость, образованную внешним и внутренним кожухами, между которыми расположена жаровая труба с блоком головок в передней своей части и со стабилизатором горения в каждой головке, зону горения, зону смешения и воспламенитель, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси, где кольцевая полость, образованная кожухами, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками, выполненными с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива жидкости, жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному кольцевому патрубку компрессора, стабилизатор горения выполнен в виде конической или сферической формы отсекателя, установленного в каждой головке блока головок с возможностью осевого перемещения его рабочего органа в положения открыто-закрыто.