Малоразмерная камера сгорания

Малоразмерная камера сгорания.
Полезная модель относится преимущественно к энергетическому и химическому машиностроению и может быть использовано в газотурбинных установках.
Известны малоразмерные камеры сгорания, содержащие жаровую трубу и фронтовое устройство, состоящее из завихрителя воздуха, топливораздающего устройства в виде полых трубок с отверстиями. ( см. патент России № 2099639 «Горелка, кл. F 23R 3/28, от 19.03.98г.). Данная камера содержит аксиальный лопаточный завихритель воздуха с лопатками и втулкой и примыкающей к нему кольцевой предкамерой, образованной упомянутой втулкой и цилиндрической обечайкой. На выходе цилиндрической обечайки установлено сужающее устройство в виде конического пережима этой обечайки. Втулка завихрителя проходит через сужающее устройство. Охлаждение стенок горелки осуществляется наружным конвективным способом благодаря большой скорости воздуха
Однако, данная малоразмерная камера может работать только с газовым топливом. Применение жидкого топлива в этой камере невозможно из-за очень маленьких отверстий топливораздающего устройства, которые при подаче жидкого топлива будут засоряться.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой малоразмерной камере сгорания является малоразмерная камера сгорания, содержащая корпус, жаровую трубу, завихритель воздуха, топливопитающее устройство,
М.кл.7:Р23КЗ/58
расположенное в переднем торце жаровой трубы, и свечу, расположенную в боковой стенке жаровой трубы. ( см. статью « Разработка камеры сгорания на метане для маломасштабной газовой турбины, Международная конференция по силовым установкам, Цукуба, Япония, 2002г.). В этой камере канал для подачи воздуха расположен в корпусе перед задним фланцем.
При работе камеры воздух подается в канал для подачи воздуха и движется к началу камеры, охлаждая стенки жаровой трубы. В качестве интенсификатора конвективного охлаждения используются поперечные ребра малой высоты. Затем воздух попадает в завихритель, расположенный во фронтовом устройстве.
Данная камера работает только с газовым топливом. Предложенная малоразмерная камера сгорания не сможет работать на жидком топливе, так как распылитель топлива установлен вначале жаровой камеры, где малые скорости воздуха не смогут обеспечить распыливание топлива,
Целью полезной модели является устранение указанного недостатка, а именно- создание малогабаритной камеры сгорания , работающей на жидком топливе.
Поставленная цель достигается тем, что в малоразмерной камере сгорания, содержащей корпус с расположенными в нем жаровой трубой и воздушным кольцевым каналом, завихритель воздуха, канал для подачи воздуха, выполненный в корпусе перед задним фланцем, топливопитающее устройство, свечу, жаровая труба снабжена двумя рядами отверстий: топливовоздушных и воздуховпускных так, что ряд топливовоздушных отверстий расположен на расстоянии от начала жаровой трубы, равном 0,7-1,2 диаметра жаровой трубы, ряд воздуховпускных отверстий- на расстоянии от начала жаровой трубы, равном 1,5-2.0 диаметра жаровой трубы, причем жаровая труба снабжена козырьком, перекрывающим топливовоздушные каналы и направленным к началу
жаровой трубы, и завихритель воздуха расположен в кольцевой щели, образованной козырьком и стенкой жаровой трубы, при этом топливопитающее устройство установлено на входе в завихритель воздуха, а свеча смонтирована в
передрем торце жаровой трубы. В воздушном кольцевом канале могут быть выполнены поперечные ребра спиралеобразного вида
На фиг. 1 показан продольный разрез малоразмерной камеры сгорания.
Малоразмерная камера сгорания содержит корпус,жаровую трубу 2. В жаровой трубе 2 выполнены два ряда отверстий: топлшовоздушных отверстий 3 и воздуховпускных отверстий 4. Ряд топливовоздушных отверстий 3 расположен на расстоянии от начала жаровой трубы 2, равном 0,7 - 1,2 диаметра жаровой трубы 2. Ряд воздуховпускных отверстий 4 расположен на расстоянии от начала жаровой трубы 2, равном 1,5-2,0 диаметра жаровой трубы 2. Корпус 1 содержит жаровую трубу 2 и воздушный кольцевой канал 5.В корпусе 1 перед задним фланцем выполнен канал для подачи воздуха в камеру. Жаровая труба 2 снабжена козырьком 6 , перекрывающим топливовоздутпные отверстия 3 и направленным к началу жаровой трубы 2. Топливопитающее устройство 7 установлено на входе в завихрителъ 8 воздуха. Завихритель 8 расположен в кольцевой щели, образованной козырьком 6 и стеной жаровой трубы 2. В завихрителе 8 расположены тошшвовоздупшые каналы. Свеча 9 расположена в переднем торце жаровой трубы 2. В воздушном кольцевом канале 5 могут быть выполнены поперечные ребра 10 спиралеобразного вида
При работе камеры сгорания воздух подается в кольцевой канал 5 в конце камеры сгорания и при движении к началу камеры сгорания охлаждает стенки жаровой трубы 2.Для интенсификации такого конвективного охлаждения в воздушном кольцевом канале 5 могут быть выполнены поперечные ребра 10. Часть воздуха через топливовоздушные отверстия 3 поступает в завихритель 8, куда одновременно подается жидкое топливо через топливопитающее устройство 7.Тошшво распыляется под действием воздушного потока большой скорости в завихрителе 8. В образовавшуюся циркуляционную зону во фронтовом устройстве с богатой топливно-воздушной смесью подается искра от свечи 9 для воспламенения этой смеси. Через воздуховпускные отверстия 4 поступает оставшийся воздух из кольцевого канала с целью полного дожигания топлива и образования газового потока с высокой температурой.
Предлагаемая малоразмерная камера сгорания может быть использована в малогабаритных устройствах, например, в плазменных горелках, резаках при малых расходах топлива, что сохраняет экологическую атмосферу вокруг используемых устройств.