Камера згоряння газотурбінного двигуна

1 Камера згоряння газотурбінного двигуна, що містить зону змішання з форсунками подачі палива, стабілізатор із отворами, сполученими із зоною горіння, розташованою за стабілізатором, яка відрізняється тим, що в зону змішання до датково введено екран із великою КІЛЬКІСТЮ отворів, розміщений перед стабілізатором, а між екраном і стабілізатором утворено додаткову захисну порожнину, що сполучена з зоною змішання через отвори, виконані в екрані 2 Камера згоряння за пунктом 1, яка відрізняється тим, що екран виконаний у вигляді сітки 3 Камера згоряння за пунктом 1, 2, яка відрізняється тим, що для підтримки розрахункової відстані між екраном і стабілізатором розміщені кріпильні деталі з одночасним їхнім упором в екран і стабілізатор 4 Камера згоряння за пунктами 1 3, яка відрізняється тим, що екран і стабілізатор розміщені еквідистантно Дане технічне рішення стосується газотурбінної техніки, зокрема камер згоряння для використання з газотурбінними двигунами, в тому числі і до камер згоряння, що здійснюють функцію допалювання, а саме до засобів стабілізації полум'я в згаданих камерах, як до пристроїв підготовки і подачі суміші палива та газу (повітря) до камери згоряння Відома камера згоряння газотурбінного двигуна (Див В А Христич и А Г Туманский "Газотурбинные двигатели и защита окружающей среды", Киев, изд Техника, 1983 г, стр 52, Рис 31 в), що має зону змішання з форсунками подачі палива, стабілізатор із багатьма отворами, сполученими із зоною горіння, розташованою за стабілізатором Стабілізатор виконано з листового металу Це технічне рішення має практично ті ж недоліки Однак, з огляду на можливість раціонального удосконалення, за прототип обрана саме ця камера, як найбільш близька до технічного рішення, що заявляється, за технічними результатами і конструктивними ознаками Перед авторами стояла задача створити таку камеру згоряння газотурбінного двигуна, що дозволила б одержати комплексний технічний результат, що полягає в досягненні кількох взаємопов'язаних технічних результатів, а саме - виключити можливість запалення суміші палива і газу в зоні змішання від гарячого стабілізатора, тобто вище за потоком від стабілізатора полум'я, чим запобігти прогарові та оплавленню конструкції стабілізатора, забезпечивши надійність виконання стабілізатором його функцій, - знизити довжину змішувальної ділянки, що позитивно позначиться на габаритах і вазі, як самої камери, так і, у кінцевому рахунку, двигуна в цілому Поставлена задача вирішується тим, що у ВІДОМІЙ камері згоряння газотурбінного двигуна, що містить зону змішання з форсунками подачі палива, стабілізатор із багатьма отворами, сполученими із зоною горіння, розташованою за стабілізатором, внесене удосконалення Удосконалення полягає в тому, що в зону змішання додатково введено екран із отворами, розміщений перед стабілізатором, а між екраном і стабілізатором утворено додаткову захисну порожнину, що сполучена з зоною змішання через отвори, виконані в екрані Екран може бути виконаний з листового металу з багатьма отворами, а також може бути виконаний з металевої сітки Логічний ЗВ'ЯЗОК удосконалення і технічного результату перебуває в огородженні стабілізатора від зони змішання і потім зони змішання від зони горіння за допомогою їхнього поділу додатковою захисною порожниною Цим запобігається за ю О о 1070 палення в зоні змішання, а значить, немає одночасного впливу полум'я на стабілізатор по обидва боки Отже, запобігається прогар і оплавлення стабілізатора Значить підвищується його надійність і працездатність В окремому випадку, як найбільш технологічному, екран і стабілізатор між собою можуть бути розташовані еквідистантно Щоб зберегти розрахункову відстань між екраном і стабілізатором, а отже, розрахунковий розмір захисної порожнини, екран і стабілізатор взаємопов'язані вимірними елементами кріплення Технічне рішення, що заявляється, ілюструється ескізами, де на Фіг 1 поданий подовжній вигляд частини генератора інертного газу на основі газотурбінного двигуна із запропонованою камерою згоряння, що містить стабілізатор з екраном, Фіг 2 показаний подовжній розріз запропонованої камери згоряння, Фіг 3 показаний збільшений фрагмент передньої частини спільно стабілізатора з екраном і розміщеними між ними кріпильними деталями як передніми, так і по довжині стабілізатора й екрана Практичне втілення пристрою, що заявляється, зокрема можна простежити на наступному прикладі В газогенераторі інертного газу на базі газотурбінного двигуна 1 камера згоряння 2 (див фіг 1 ) має паливні форсунки 3 (див фіг 2), розміщені в зоні 4 змішання на її вході Далі зона 4 змішання обмежена екраном 5 із розрахунковою КІЛЬКІСТЮ отворів 6, за допомогою яких зона 4 змішання сполучена з проміжною захисною порожниною 7, що далі обмежена стабілізатором 8 із розрахунковою КІЛЬКІСТЮ отворів 9 Завдяки цим отворам 9 стабілізатора 8 захисна порожнина 7 сполучена з зоною горіння 10 Стабілізатор 8 закріплений у камері згоряння 2 Екран 5 і стабілізатор 8 у передній частині скріплені (див фіг 3) різьбовим з'єднанням 11 через проміжну втулку 12, на конусній частині стабілізатор 8 і екран 5 скріплені кріпильними деталями 13 через проміжні втулки 14 За рахунок проміжних втулок 12 і 14 підтримується необхідна розрахункова відстань між екраном 5 і стабілізатором 8, тобто забезпечується наявність власне проміжної захисної порожнини 7 Пристрій, що заявляється, у працюючому газотурбінному двигуні функціонує в такий спосіб Форсунки 3 здійснюють відомим способом подачу палива в газовий потік у зоні 4 змішання, де і відбувається змішання поданого палива з газовим потоком і утворення паливної суміші Газовий потік, тягнучи паливну суміш до екрану 5, проходить через отвори 6, виконані в екрані 5 У кожному з от ворів 5 відбувається прискорення струменів суміші Ці струмені суміші далі, долаючи захисну порожнину 7, продовжують перемішуватися Потім через отвори 9 стабілізатора 8 ця турбулізована суміш палива з газом поступає в порожнину горіння 10, де і згоряє Таким чином, через інтенсивну турбулізацію суміші у захисній порожнині 7 між екраном 5 і стабілізатором 8, від стабілізатора 8 уся суміш підігрівається При цьому в порожнині 4 уже не існує локалізованих окремих ділянок підігріву частини суміші від самого стабілізатора 8 Значить знижується і температура підігріву суміші в зоні 4 змішання Отже запобігається нерегламентоване запалення суміші в зоні 4 змішання Стабілізатор 8, з одного боку, підігрівається від палива, що згоряє в порожнині 10 3 іншого боку, у місцях попадання струменів суміші на матеріал стабілізатора 8 відбувається інтенсивне зняття тепла від стабілізатора 8 і його охолодження Значить у результаті наявності екрана 5 і захисної порожнини 7 температура стабілізатора 8 знижується Додатково екран 5 і захисна порожнина 7 ізолюють суміш газу з паливом у порожнині 4 від зіткнення з більш нагрітим стабілізатором 8 Для запобігання запалення палива в захисній порожнині 7 між екраном 5 і стабілізатором 8 вибирають відомим у газодинаміці способом розрахунковий час перебування в ній суміші, щоб воно було меншим часу, необхідного для запалення суміші Тому що суміш газу з паливом підігрівається, знімаючи тепло зі стабілізатора 8 у захисній порожнині 7, це сприяє більш інтенсивному згорянню палива в порожнині 10 А екран 5 з отворами 6 служить турбулізатором потоку в порожнині 7 між екраном 5 і стабілізатором 8, що інтенсифікує перемішування палива з газом і одночасно знімання тепла від стабілізатора 8 Автори провели порівняльні випробування відомої камери згоряння без захисної порожнини й екрану та камери згоряння, що заявляється, з екраном У першому випадку було неодноразово зареєстроване виникнення горіння палива перед стабілізатором полум'я Після постановки екрана по пристрою, що заявляється, загоряння перед стабілізатором полум'я не відзначено на жодному з усіх штатних і форсованих режимів роботи Експериментальний зразок пристрою пройшов багатократні випробування в реальних умовах експлуатації, що підтвердило його ефективність, підвищення надійності його матеріальної частини при забезпеченні стабільності всіх режимів роботи 1070 2 Фіг. 1 2 Фіг. 2 1070 5 Фіг. З Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3-72-89 (03122) 2-57-03