Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя

Полезная модель относится к двигателестроению, и может найти применение в камерах сгорания газотурбинных двигателей с повышенными требованиями к выбросам вредных веществ. Задачей полезной модели является повышение эффективности смесеобразования в топливовоздушной горелке и снижение выбросов вредных веществ. Техническим результатом полезной модели является обеспечение равномерного перемешивания топлива с воздухом по окружности в кольцевом канале топливовоздушной горелки. Заявленный технический результат достигается следующим образом. Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит топливную форсунку и стабилизатор горения, установленные концентрично. Стабилизатор горения снабжен внутренним и наружным насадками, образующими кольцевой канал. Внутренний насадок снабжен дефлектором, образующим с внутренней поверхностью насадка и торцом форсунки полость. Внутренний насадок также снабжен сквозными отверстиями, сообщающими эту полость с кольцевым каналом. Согласно полезной модели на наружной поверхности внутреннего насадка между сквозными отверстиями выполнены выступы.

Полезная модель относится к двигателестроению, и может найти применение в камерах сгорания газотурбинных двигателей с повышенными требованиями к выбросам вредных веществ.

Известна топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя [Патент РФ 2134839 F23D 11/00, F02C 7/22 заявл. 02.04.1997, опубл. 20.08.1999], которая содержит установленные концентрично топливную форсунку и стабилизатор горения. Стабилизатор горения снабжен внутренним и наружным насадками, образующими кольцевой канал.

В процессе работы камеры сгорания топливо из форсунки впрыскивается во внутренний насадок и выходит в зону горения жаровой трубы. Из кольцевого канала в жаровую трубу поступает воздух из стабилизатора горения.

Недостатком такой топливовоздушной горелки является то, что смешивание топлива из форсунки с воздухом, проходящим через стабилизатор горения, осуществляется за пределами горелки - в полости жаровой трубы, что ведет к неполному сгоранию топлива, например в коротких жаровых трубах, и, следовательно, высокому значению выбросов вредных веществ.

Также известна топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя [Патент США 3570242 F02C 7/22, заявл. 20.04.1970, опубл. 16.03.1971], которая содержит топливную форсунку и стабилизатор горения, установленные концентрично. Стабилизатор горения снабжен внутренним и наружным насадками, образующими кольцевой канал. Внутренний насадок снабжен дефлектором, образующим с внутренней поверхностью насадка и торцом форсунки полость. Внутренний насадок снабжен сквозными отверстиями, сообщающими эту полость с кольцевым каналом.

В процессе работы камеры сгорания из форсунки в полость впрыскивается топливо и через сквозные отверстия в стенке внутреннего насадка поступает в кольцевой канал, образованный насадками. В канале топливо перемешивается с воздухом, проходящим через стабилизатор. Таким образом, из кольцевого канала горелки в жаровую трубу поступает уже готовая топливовоздушная смесь.

Недостатком такой конструкции является недостаточно эффективное смесеобразование в топливовоздушной горелке, вызванное неравномерным перемешиванием топлива с воздухом по окружности в кольцевом канале.

Задачей полезной модели является повышение эффективности смесеобразования в топливовоздушной горелке и снижение выбросов вредных веществ.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение равномерного перемешивания топлива с воздухом по окружности в кольцевом канале топливовоздушной горелки.

Заявленный технический результат достигается следующим образом.

Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит топливную форсунку и стабилизатор горения, установленные концентрично. Стабилизатор горения снабжен внутренним и наружным насадками, образующими кольцевой канал. Внутренний насадок снабжен дефлектором, образующим с внутренней поверхностью насадка и торцом форсунки полость, внутренний насадок также снабжен сквозными отверстиями, сообщающими эту полость с кольцевым каналом, согласно полезной модели на наружной поверхности внутреннего насадка между сквозными отверстиями выполнены выступы.

Дефлектор может быть снабжен отверстиями.

Для оптимизации работы топливовоздушной горелки расстояние между выступами должно быть выполнено не менее 1,5 диаметра отверстия, а расстояние от отверстий до торца дефлектора должно быть не менее 8 диаметров.

Выступы могут быть выполнены вдоль оси горелки или под углом к ней.

На прилагаемых чертежах изображена предлагаемая топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя: фиг.1 - общий вид, фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя (фиг.1), содержит топливную форсунку 1 и стабилизатор горения 2, установленные концентрично. Стабилизатор горения 2 снабжен внутренним 3 и наружным 4 насадками, образующими кольцевой канал 5. Внутренний насадок 3 снабжен дефлектором 6 и образуют полость 7. Внутренний насадок 3 снабжен сквозными отверстиями 8, сообщающими полость 7 с кольцевым каналом 5. На наружной поверхности 9 внутреннего насадка 3 выполнены выступы 10 (фиг.2). Выходы 11 сквозных отверстий 8 расположены между выступами 10. Дефлектор 6 снабжен сквозными отверстиями 12.

В процессе работы камеры сгорания в стабилизатор горения 2 подается воздух, который поступает в кольцевой канал 5, где благодаря выступам 10 разбивается на отдельные зоны 13 (фиг.2). Топливо из форсунки 1 впрыскивается в полость 7 и через сквозные отверстия 8 попадает в зоны 13, где смешивается с порцией воздуха в ней.

Такое разбиение на зоны с малым объемом смешения позволяет качественней перемешать топливо с воздухом и получить тем самым гомогенную топливовоздушную смесь, а также равномерно ее распределить по окружности на выходе из горелки.

Сгорание предварительно подготовленной, гомогенной, равномер1Чо распределенной по окружности топливовоздушной смеси повышает полноту сгорания топлива и снижает выбросы вредных веществ.

1. Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая топливную форсунку и стабилизатор горения, установленные концентрично, стабилизатор горения, снабженный внутренним и наружным насадками, образующими кольцевой канал, при этом внутренний насадок снабжен дефлектором, образующим с внутренней поверхностью этого насадка и торцом форсунки полость, внутренний насадок снабжен сквозными отверстиями, сообщающими полость с кольцевым каналом, отличающаяся тем, что на наружной поверхности внутреннего насадка между сквозными отверстиями выполнены выступы.

2. Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что дефлектор снабжен отверстиями.