Регулируемое фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя

 

Использование: авиадвигателестроение, для камер сгорания газотурбинных двигателей. Сущность: на режиме малого газа, когда топливо подается в небольшом количестве, завихритель 3 удерживается в неподвижном положении с помощью стопорного кольца 5, являющегося фиксатором частоты оборотов вращающегося завихрителя 3 от нуля до максимально возможного при данном перепаде давления. При переходе на более энергоемкие режимы стопорное кольцо 5 освобождает завихритель 3, который начинает свободно вращаться действием аэродинамической силы набегающего потока воздуха. 3 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к камерам сгорания изменяемой геометрии.

Известны устройства, предназначенные для расширения пределов бессрывной работы камер сгорания и снижения выброса вредных веществ, содержащие узел регулируемых входных направляющих лопаток во входной площади камеры сгорания [1].

Недостатком данного устройства является сложность и низкая надежность, обусловленная наличием механического привода лопаток.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является фронтовое устройство, содержащее топливную форсунку, лопаточный завихритель и механический привод [2].

Недостатком данного устройства является наличие силового механического привода, что обусловливает низкую надежность данного устройства.

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности работы регулируемого фронтового устройства.

Указанная цель достигается тем, что фронтовое устройство имеет осевой лопаточный завихритель, установленный на форсунке с возможностью свободного вращения, механический привод соединен со стопорным механизмом, фиксирующим завихритель.

Данные отличительные признаки в других объектах не обнаружены.

Техническая сущность и принцип действия предложенного регулируемого фронтового устройства камеры сгорания газотурбинного двигателя поясняется чертежом (см. фиг. 1), на котором изображен продольный разрез устройства.

Фронтовое устройство содержит жаровую трубу камеры сгорания 1, топливную форсунку 2. На форсунке 2 установлен подшипник 4, на котором жестко закреплен завихритель 3. Между завихрителем 3 и стенкой жаровой трубы 1 имеется радиальный зазор. Стопорный механизм состоит из стопорного кольца 5, которое с помощью рычага привода 6 может перемещаться вдоль оси форсунки 2 до упора в подшипник 4.

Устройство работает следующим образом.

Воздух через завихритель 3 проходит в жаровую трубу 1, смешивается с топливом, подаваемым через форсунку 2. Образованная топливовоздушная смесь выгорает в определенном объеме. Данный объем определяется углом закрутки потока воздуха в завихрителе. На режиме малого газа, когда топливо подается в небольшом количестве, завихритель 3 удерживается в неподвижном положении с помощью стопорного кольца 5. При этом угол закрутки потока за завихрителем большой. При переходе на более энергоемкие режимы рычагом привода 6 и стопорным кольцом 5 освобождают завихритель 3, который начинает свободно вращаться под действием аэродинамической силы потока воздуха (см. фиг. 2). При этом угол закрутки воздуха уменьшается вследствие сложения скоростей (см. фиг. 3), где - скорость потока воздуха на входе, - скорость на выходе из профиля лопатки =, - окружная скорость завихрителя, - результирующая скорость =+..

В данном устройстве малое количество деталей, не требуется высокой точности изготовления механического привода. Механический привод, вместе с этим, не испытывает высоких механических нагрузок, что особенно важно для обеспечения высокой надежности при работе в условиях натурной камеры сгорания.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволяет упростить конструкцию, повысить надежность работы регулируемого фронтового устройства.

Формула изобретения

РЕГУЛИРУЕМОЕ ФРОНТОВОЕ УСТРОЙСТВО КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее топливную форсунку, осевой лопаточный завихритель и механический привод, соединенный со стопорным механизмом, фиксирующим завихритель, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, лопаточный завихритель установлен с возможностью свободного вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3