ТОПЛИВНАЯ ФОРСУНКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к турбомашиностроению, в частности к авиадвигателестроению, и может найти применение в топливных форсунках камер сгорания газотурбинного двигателя.
Известна форсунка, головка которой имеет кожух, между ним и корпусом форсунки выполнена кольцевая щель для прохода воздуха из кольцевого канала камеры сгорания, который поступает в жаровую трубу, при этом охлаждая материал головки форсунки и препятствуя оседанию нагара на торце форсунки (Н.А. Шерлигин, В.Г. Шахвердов «Конструкция и эксплуатация авиационных газотурбинных двигателей», М.: Машиностроение 1968 стр. 372, С. 227, рис. 10.12).
Недостатком такой форсунки является то, что охлаждающий воздух, попадая на торец распылителя, отрицательно влияет на факел распыла топлива, сужая его угол, что негативно сказывается на характеристиках камеры сгорания, особенно на запуске.
Наиболее близкой является топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, распылители и кожух, охватывающий корпус с образованием торцевого зазора, сообщенного с источником воздуха (Полезная модель №57372 от 15.03.2006, МПК F02C 3/14, опубл. 10.10.2006 бюл. №28).
Недостатком данной конструкции форсунки является то, что охлаждающий воздух, протекая в зазоре между кожухом и корпусом, недостаточно эффективно охлаждает материал головки, что может приводить к недопустимому перегреву элементов пакета распылителя, а также топлива в полостях головки форсунки, что приводит к его коксованию с возможностью засорения этим коксом отверстий распылителя.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности охлаждения элементов форсунки и эффективности использования воздуха, втекающего в корпус и кожух топливной форсунки.
Технический результат достигается тем, что топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, распылители и кожух, охватывающий корпус с образованием торцевого зазора, сообщенного с источником воздуха, в отличие от известной имеет кожух и корпус, которые образуют соединение, в корпусе выполнена кольцевая проточка, а на корпус установлена вставка, на наружной поверхности которой выполнены профилированные стойки, в корпусе выполнены продольные пазы, которые сообщают полость кольцевой проточки с кольцевым каналом под кожухом, со стороны входа воздуха в полость проточки корпуса под вставкой соединение кожуха и корпуса выполнено с зазором, а со стороны выхода воздуха соединение выполнено с натягом, профилированные стойки вставки состоят из прямого участка и повернутого под углом к оси форсунки участка.
На фигуре показана топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя.
Топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус 1, распылители 2 и кожух 3. Кожух 3 охватывает корпус 1 с образованием торцевого зазора 4, сообщенного с источником воздуха.
Кожух 3 и корпус 1 образуют соединение, в корпусе 1 выполнена кольцевая проточка 5, а на корпус 1 установлена вставка 6, на наружной поверхности которой выполнены профилированные стойки 7. Профилированные стойки 7 вставки 6 состоят из прямого участка 8 и повернутого под углом к оси форсунки участка 9.
Со стороны входа воздуха в полость проточки 5 корпуса 1 под вставкой 6 соединение кожуха 3 и корпуса 1 выполнено с зазором, а со стороны выхода воздуха соединение выполнено с натягом.
В корпусе 1 выполнены продольные пазы 10, которые сообщают полость кольцевой проточки 5 с кольцевым каналом 11 корпуса 1 и выходят под кожух 3.
Топливная форсунка работает следующим образом.
В форсунку камеры сгорания подается топливо, которое выходит из распылителей 2 в виде топливного факела. Воздух подается от компрессора двигателя в отверстия 12 и через профилированные стойки 7 вставки 6 поступает к торцу распылителей 2. Направленный поток воздуха через стойки 7 приобретает закрутку, что повышает его охлаждающую способность. Охлаждающий воздух обдувает распылители 2, не допуская образования на них нагара, а наличие крутки приводит к большей интенсификации дробления распыленных капель топлива.
Воздух для охлаждения элементов форсунки от компрессора подается под вставку 6 в кольцевую проточку 5 корпуса 1, а затем по кольцевому каналу 11 поступает под кожух 3. Расход этого воздушного потока не значительный, и подмешиваясь к воздуху, который вышел из профилированных стоек 7, не влияет на его закрутку. Соотношение расходов охлаждающего воздуха, который проходит под вставкой 6, и периферийного воздуха, который идет от стоек 7 к распылителям 2, составляет, примерно 1:20.
Благодаря тому, что топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, распылители и кожух, охватывающий корпус с образованием торцевого зазора, сообщенного с источником воздуха, в отличие от известной имеет кожух и корпус, образующие соединение, в корпусе выполнена кольцевая проточка, а на корпус установлена вставка, на наружной поверхности которой выполнены профилированные стойки, в корпусе выполнены продольные пазы, которые сообщают полость кольцевой проточки с кольцевым каналом под кожухом, со стороны входа воздуха в полость проточки корпуса под вставкой соединение кожуха и корпуса выполнено с зазором, а со стороны выхода воздуха соединение выполнено с натягом, профилированные стойки вставки состоят из прямого участка и повернутого под углом к оси форсунки участка, достигается повышение надежности охлаждения и эффективности использования воздуха, втекающего в корпус и кожух топливной форсунки.