Форсунка двоконтурна для газотурбінних двигунів

1. Форсунка двоконтурна для газотурбінних двигунів, що має основний і допоміжний контури і включає розташовані навколо спільної осі корпус форсунки, корпус допоміжного контуру, встановлений між корпусами осьовий завихрювач повітря з каналами й отворами для подачі палива і розпи 3 ному потоку, що надходить із компресора. Фронтальний кожух і корпус допоміжного контуру можуть бути виконані з отворами для охолодження фронтальної поверхні допоміжного контуру. Суть технічного рішення полягає в тому, що двоконтурна форсунка виконана за принципом «форсунка у форсунці». Завихрювач повітря допоміжного контуру й розташовані тангенціально впускні канали газу забезпечують змішування палива й повітря до загоряння й стабільне стійке полум'я, що важливо при пуску й роботі з низькими навантаженнями. Конструкція осьового завихрювача основного контуру забезпечує високий ступінь турбулізації повітря основної зони. Послідовно розташовані порожнисті перфоровані лопатки з багатьма отворами (осьовий лопатковий завихрювач) служать для упорскування основного паливного газу на зустріч повітряному потоку. Втулкові і периферійні профілі лопаток завихрювача рознесені від осі з метою забезпечення плавності конфузорних каналів між лопатками для забезпечення рівномірного радіального профілю складового вектора швидкості на виході із зони підготовки паливоповітряної суміші. Інтенсивне змішування палива й повітря відбувається усередині кільцевої камери попереднього змішування за рахунок сильного завихрення до досягнення основної зони камери згоряння. Сильне завихрення стабілізує горіння в основній зоні, формуючи зону рециркуляції, що витягає гарячі гази назад, проти течії, тим самим, встановлюючи постійне джерело загоряння й повне згоряння палива. Через систему радіальних отворів у корпусі й кожусі допоміжного контуру організоване обдування й охолодження фронту допоміжного контуру, що забезпечує усунення нагару й підгоряння вихідної кромки фронту. На ескізі зображений розріз форсунки двоконтурної уздовж корпуса і осьового завихрювача. Конструктивна схема двоконтурної паливної форсунки містить у собі наступні основні елементи: - корпус форсунки (1); - осьовий лопатковий завихрювач (2); - фіксуюче кільце (3); - корпус розпилювача (4); - завихрювач допоміжного контуру (5); - корпус допоміжного контуру (6); - шайба перепускна (7); - розпилювач допоміжного контуру (8); - фронтальний кожух (9); - кожух завихрювача допоміжного контуру (10). Корпус форсунки (1) складається із фланця кріплення форсунки, стійки й осьової частини із вхідним отвором для підведення стисненого повітря із компресора і вихідного сопла, установленного у жарову трубу камери згоряння. У корпусі фор 47891 4 сунки виконані канали подачі основного й допоміжного палива, кільцеві проточки - розподільники палива, які сполучаються з порожнинами перфорованих лопаток осьового лопаткового завихрювана. В осьовій частині корпуса (1) розташований лопатковий завихрювач (2) і корпус допоміжного контуру (6). Допоміжний контур має корпус розпилювача (4), завихрювач допоміжного контуру (5), виконаний у вигляді циліндра з тангенціальними каналами на зовнішній поверхні, шайбу перепускну (7), розпилювач (8) із впускними каналами газу, розташованими по дотичній, для забезпечення змішування повітря й палива до загоряння, фронтального кожуха (9) і кожуха завихрювача (10). У фронтальному кожусі (9) і корпусі допоміжного контуру (6), реалізована система отворів для охолодження вихідної кромки фронту допоміжного контуру для усунення нагару й підгоряння. Осьовий суцільнолитий лопатковий завихрювач (2) має радіально розташовані порожнисті перфоровані лопатки. Лопатки мають багато отворів-жиклерів, виконаних для упорскування основного паливного газу на зустріч повітряному потоку. Лопатковий завихрювач фіксується кільцем (3). Конструктивно форсунка може бути виконана по модульному принципу. Монтаж (демонтаж) форсунки виконується через вікна в корпусі камери згоряння. Така схема дозволяє при необхідності проводити обслуговування, ремонт, регулювання форсунок без розбирання великих вузлів ГТД. Робота форсунки здійснюється таким чином. Повітря через компресор надходить у камеру згоряння. У камері згоряння повітря розділяється на два потоки. Частина повітря надходить у лобову частину жарової труби й проходить через паливні форсунки. Друга частина повітря проходить по кільцевому каналу, утвореному корпусом камери згоряння й жаровою трубою. При запуску й роботі ГТД у паливній форсунці відбувається комбіноване сумішоутворення з роздачею палива по двох контурах. Більша частина палива проводиться через основний контур і розподіляється системою струменів протитечії у закручений кільцевий потік повітря, забезпечуючи попереднє сумішоутворення в кільцевому каналі до зони горіння. Менша частина палива подається через пусковий (допоміжний) контур системою осьових і радіальних струменів, забезпечуючи дифузійне сумішоутворення. Паливоповітряна суміш надходить у камеру згоряння повністю перемішаною з однорідним составом, де здійснюється повне згоряння суміші. Допоміжний контур забезпечує пуск двигуна й роботу на малих і перехідних режимах для стабілізації горіння. 5 Комп’ютерна верстка О. Рябко 47891 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601