Газожидкостная форсунка газотурбинного двигателя

Газожидкостная форсунка газотурбинного двигателя относится к турбостроению, и может найти применение в топливных форсунках камер сгорания газотурбинных двигателей, работающих на газообразном и жидком топливах и позволяет обеспечить охлаждение жидкотопливного распылителя форсунки и удаление с него нагара. Газожидкостная форсунка газотурбинного двигателя содержит корпус распылителя с размещенным в нем распылителем жидкого топлива, с установленным снаружи корпуса распылителя распылительным насадком с отверстиями для газообразного топлива и с торцевым теплозащитным экраном, при этом у распылительного насадке на наружной поверхности выполнены пазы, сообщенные с источником воздуха и с полостью под его торцевым теплозащитным экраном отверстиями в распылительном насадке.

Полезная модель относится к турбостроению, и может найти применение в топливных форсунках камер сгорания газотурбинных двигателей (ГТД), работающих на газообразном и жидком топливах.

Известна жидкостнотопливная форсунка ГТД, содержащая корпус распылителя, с установленным в нем распылителем 4, который охвачен кожухом 5, с образованием кольцевого и торцевого зазоров, сообщенных с источником воздуха отверстиями 6 (С.И.Ловинский И др., «Конструкция и основы проектирования авиационных ГТД», М. «Машиностроение», 1977 г., стр.276, рис.12.9).

В данной топливной форсунке воздух, поступающий в зазор между корпусом распылителей и кожухом, обдувает распылитель в радиальном направлении от периферии к центру, охлаждая распылитель и удаляя с него нагар. Недостатком является отсутствие газового контура необходимого для работы двигателя по техническому заданию.

Известна газовая струйная форсунка ГТД, содержащая корпус, который соединен с распылительным насадком 3 в котором выполнены отверстия 4 для подачи топливного газа в камеру сгорания (С.П.Изотов, В.В.Шашкин и др., «Авиационные ГТД в наземных установках», Л. «Машиностроение», 1984 г., стр.101, рис.3.21).

Недостатком форсунки является отсутствие жидкостного контура, необходимого для работы двигателя по техническому заданию.

Известна газожидкостная форсунка газотурбинного двигателя, содержащая корпус распылителя с размещенным в нем распылителем жидкого топлива, с установленным снаружи корпуса распылителя распылительным насадком с отверстиями для газообразного топлива и с торцевым теплозащитным экраном (С.П.Изотов, В.В.Шашкин и др., «Авиационные ГТД в наземных установках», Л. «Машиностроение», 1984 Г., стр.102, рис.3.22).

Топливо к распылителям подается через каналы 1 и 2, выполненные в корпусе форсунки. Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком этого технического решения является отсутствие обдува воздухом жидкотопливного распылителя и, как следствие, отложение на нем нагара. Отложение нагара (кокса) деформирует топливный факел, ухудшает качество и равномерность распыливания топлива, что снижает надежность розжига камеры сгорания при запуске ГТД, и может привести к прогару жаровой трубы и соплового аппарата турбины на рабочих режимах.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение охлаждения жидко-топливного распылителя форсунки и удаления с него нагара, что повышает надежность розжига камеры сгорания при запуске ГТД, и обеспечивает бездефектную работу камеры сгорания и соплового аппарата турбины на всех режимах работы двигателя.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в газожидкостной форсунке газотурбинного двигателя, содержащей корпус распылителя с размещенным в нем распылителем жидкого топлива, с установленным снаружи корпуса распылителя распылительным насадком с отверстиями для газообразного топлива и с торцевым теплозащитным экраном, в нем на наружной поверхности распылительного насадка выполнены пазы, сообщенные с источником воздуха и с полостью под его торцевым теплозащитным экраном отверстиями в распылительном насадке. Новым в предлагаемом устройстве то, что на наружной поверхности распылительного насадка выполнены пазы, сообщенные с источником воздуха и с полостью под его торцевым теплозащитным экраном отверстиями в распылительном насадке, что позволяет обеспечить надежное охлаждения жидкотопливного распылителя форсунки воздухом и удаления с него нагара.

На фиг.1 показан продольный разрез газожидкостной форсунки;

На фиг.2 показан вид сверху на распылительный насадок.

Газожидкостная форсунка газотурбинного двигателя содержит корпус распылителя 1 с размещенным в нем распылителем жидкого топлива 2, с установленным снаружи корпуса распылителя 1 распылительным насадком 3 с отверстиями 4 для газообразного топлива и с торцевым теплозащитным экраном 5. У распылительного насадка 3 на наружной поверхности 6 выполнены продольные пазы 7, сообщенные с источником воздуха (на чертеже не показано) и с полостью 8 под его торцевым теплозащитным экраном 5 отверстиями 9 в распылительном насадке 3. В корпусе форсунки 10 имеются каналы 11 для подвода жидкого топлива к распылителю жидкого топлива 2 и каналы 12 для подвода газообразного топлива к отверстиям 4.

Газожидкостная форсунка работает следующим образом.

При работе на жидком топливе в форсунку ГТД по каналам 11 подается жидкое топливо, которое выходит из распылителей 2 в виде топливного факела, имеющего приблизительно вид конуса. Воздух из источника воздуха (компрессора ГТД) попадает через продольные пазы 7 и отверстия 9 в полость 8 под торцевой экран 5 и поступает к распылителю 2, обдувая и охлаждая его, не допуская отложения на нем нагара.

В результате вышеизложенного повышается надежность розжига камеры сгорания при запуске ГТД из-за отсутствия деформации топливного факела и устраняется возможность прогара жаровой трубы и соплового аппарата турбины на рабочих режимах.

Газожидкостные форсунки с обдувом жидко-топливных распылителей в настоящее время проходят испытания, результаты, которых подтверждают заявленные свойства, их предполагается использовать на двигателе, разрабатываемом ОАО «НПО «Сатурн».

Газожидкостная форсунка газотурбинного двигателя, содержащая корпус распылителя с размещенным в нем распылителем жидкого топлива, с установленным снаружи корпуса распылителя распылительным насадком с отверстиями для газообразного топлива и с торцевым теплозащитным экраном, отличающаяся тем, что у распылительного насадка на наружной поверхности выполнены пазы, сообщенные с источником воздуха и с полостью под его торцевым теплозащитным экраном отверстиями в распылительном насадке.