КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
COMBUSTION CHAMBER OF GAS TURBINE ENGINE

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно, к конструкции камер сгорания газотурбинных двигателей.
Известна камера сгорания (патент РФ №2121112, опубл. 27.10.1998, МПК F23R 3/16), содержащая корпус, жаровую трубу, топливные форсунки, запальное устройство. Недостатком данной конструкции является понижение пусковых свойств камеры сгорания и полноты сгорания топлива. Причиной понижения пусковых свойств и полноты сгорания является наличие топлива перед форсункой с пониженной температурой, близкой к температуре окружающей среды. В топливе с понижением температуры повышается вязкость, изменяется угол распыла из топливной форсунки, в топливном факеле в полости жаровой трубы капли топлива имеют увеличенный диаметр. Капли топлива с пониженной температурой с увеличенным диаметром ухудшают способность к воспламенению от запального устройства. Горение капель топлива с пониженной температурой с увеличенным диаметром приводит к понижению полноты сгорания, как на режиме запуска, так и на основных режимах работы газотурбинного двигателя.
Наиболее близкой к заявленной конструкции является камера сгорания газотурбинного двигателя (патент РФ №2375597, опубл. 10.12.2009, МПК F02C 7/22), содержащая корпус, жаровую трубу, форсунки, топливный коллектор, запальное устройство. Камера сгорания имеет внутренний топливный коллектор, который расположен между жаровой трубой и корпусом камеры сгорания. В отличие от камеры сгорания по патенту №2121112, топливо во внутреннем топливном коллектора на основных режимах работы нагревается воздухом, поступающем из компрессора. Однако этот воздух имеет не высокую температуру (а на режиме запуска подогрев практически отсутствует), не способную нагреть топливо для улучшения пусковых свойств и повышения полноты сгорания.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является улучшение пусковых свойств камеры сгорания, повышение полноты сгорания топлива, уменьшение наружных габаритов корпуса камеры сгорания и массы.
Технический результат достигается тем, что в конструкции камеры сгорания газотурбинного двигателя содержащей корпус, запальное устройство, топливные форсунки с внутренним топливным коллектором, трубопровод подвода топлива, одну или несколько жаровых труб соединенных криволинейным каналом с газосборником, в отличие от известной, газосборник расположен внутри корпуса над жаровой трубой, при этом поток газа до газосборника разворачивается на 180°, а трубопровод подвода топлива к внутреннему топливному коллектору расположен в следе за запальным устройством и выведен из камеры сгорания через проточную часть газосборника.
Заявляемое решение поясняется эскизом на чертеже, на котором изображен продольный разрез камеры сгорания ГТД.
Камера сгорания газотурбинного двигателя (чертеж) содержит корпус 1, запальное устройство 2, топливные форсунки 3 с внутренним топливным коллектором 4 и трубопроводом подвода топлива 5. Одна или несколько жаровых труб 6 соединены криволинейными каналом 7 с газосборником 8.
Газосборник 8 расположен внутри корпуса 1 над жаровой трубой 6. Криволинейный канал 7 выполнен с разворотом на 180°. Трубопровод подвода топлива 5 к внутреннему топливному коллектору 4 расположен в следе за запальным устройством 2 и выведен из камеры сгорания через проточную часть 9 газосборника 8.
Предложенная конструкция работает следующим образом.
На режиме запуска в жаровую трубу 6 подается воздух. В топливные форсунки 3 через трубопровод подвода топлива 5 и внутренний топливный коллектор 4 подается топливо. Топливо в жаровую трубу 6 подается форсунками 3 в виде топливного факела 10, состоящего из отдельных капель. Выполняется розжиг запального устройства 2.
В начальной стадия запуска, когда розжиг топлива, выходящего из топливных форсунок 3, не произошел, высокотемпературные продукты сгорания из включенного запального устройства 2 проходят через тракт жаровой трубы 3
6, криволинейный канал 7 с разворотом на 180°, газосборник 8 и омывают трубопровод подвода топлива 5, расположенный в следе за запальным устройством 2. От продуктов сгорания запального устройства 2 трубопровод подвода топлива 5 нагревается и, соответственно, нагревается топливо, поступающее к топливным форсункам 3 из внутреннего топливного коллектора 4. При нагреве топлива уменьшается его вязкость, соответственно уменьшается диаметр капель в топливном факеле 10, что обеспечивает улучшение пусковых свойств камеры сгорания.
На основных режимах работы газотурбинного двигателя после выполнения запуска продукты сгорания топлива проходят через тракт жаровой трубы 6, криволинейный канал 7 с разворотом на 180°, газосборник 8 и омывают трубопровод подвода топлива 5, расположенный в следе за запальным устройством 2. От продуктов сгорания трубопровод подвода топлива 5 нагревается и, соответственно, нагревается топливо, поступающее к топливным форсункам 3 из внутреннего топливного коллектора 4. При нагреве топлива уменьшается его вязкость, соответственно уменьшается диаметр капель в топливном факеле 10, что обеспечивает повышение полноты сгорания топлива.
Таким образом, данное техническое решение позволяет обеспечить улучшение пусковых свойств камеры сгорания, повышение полноты сгорания топлива, рационально использовать внутреннее пространство двигателя и уменьшить наружный диаметр корпуса камеры сгорания и массу.