КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению, а именно к конструкциям камер сгорания газотурбинных двигателей.
Известна камера сгорания, содержащая корпус, топливный коллектор, форсунки, пламяперебрасыватели, трубопровод подвода топлива завихрители, диффузоры и жаровую трубу с внутренним и внешним кожухом, на внутреннем кожухе имеются охлаждающие средства в виде карманов со вставками. Жаровая труба имеет одну зону горения, а топливный коллектор выполнен в виде одной полости (Захарова Г.З., Прошунина В.А. Двигатель НК-12СТ серии 02/Техническое описание турбовального двигателя со свободной турбиной. - Куйбышев, 1985 г. - 191 с.).
Недостатком известной камеры является высокое содержание окислов азота в выхлопных газах.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение окислов азота в выхлопных газах.
Поставленная задача решается тем, что камера сгорания содержит корпус, топливный коллектор, форсунки, воспламенители с пламяперебрасывателями, трубопроводы подвода топлива, зивихрители, диффузоры и жаровую трубу с внешним и внутренним кожухом, на котором имеются охлаждающие средства. Жаровая труба разделена на две зоны горения: дежурную и основную, а топливный коллектор представляет собой блок из двух коллекторов, один из которых соединен с форсунками дежурной зоны, а другой - с форсунками основной зоны. Топливный коллектор может быть выполнен в виде кольцевой трубы с
перегородкой. Охлаждающие средства могут быть выполнены в виде отверстий, расположенных в два ряда.
Предлагаемая полезная модель позволяет снизить долю окислов азота в выхлопных газах за счет использования двухкамерной камеры сгорания.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, на которой изображена двухзонная камера сгорания газотурбинного двигателя и фиг.2, на которой изображена жаровая труба двухзонной камеры сгорания.
Камера сгорания содержит корпус 1, жаровую трубу 2, топливный коллектор 3, форсунки 4 и 5, трубопроводы для подвода топлива 6 и 7.
Жаровая труба 2 разделена на две зоны горения: А - дежурную и Б - основную. Жаровая труба 2 состоит из наружного 8 и внутреннего 9 кожухов, капота 10, завихрителей 11 дежурной и завихрителей 12 основной зоны. Наружный кожух 8 состоит из девяти отдельных колец 13, внутренний кожух 9 состоит из семи колец 14 и плиты 15. К задней части кожуха приварено уплотнительные кольца 16. Три кольца наружного кожуха и два кольца внутреннего кожуха покрыты теплозащитным покрытием (ТЗП), а остальные - жаростойкой эмалью. Для охлаждения продуктов сгорания на внутреннем кожухе имеется два ряда отверстий охлаждающих средств 17. Во внутреннем кожухе 9 жаровой трубы 2 в плиту 15 установлены двадцать четыре завихрителя 11 дежурной зоны, которые крепятся к ней корпусом горелки 18.
Форсунки основной зоны 10 струйные многосопловые и устанавливаются в плавающие кольца завихрителей 12 основной зоны. Форсунки дежурной зоны 4 устанавливаются в завихрители дежурной зоны 11. Воспламенители 19 устанавливаются в пламяперебрасыватели 20.
Топливный коллектор 3 представляет собой блок из двух коллекторов, выполненный в виде кольцевой трубы с перегородкой 21,
разделяющей полость коллектора на две: а - полость коллектора дежурной зоны; б - полость коллектора основной зоны.
Трубопроводы подвода топлива 6 и 7 подводят топливо из полостей коллектора а и б, соответственно к форсункам дежурной 4 и форсункам основной зоны 5.
Камера сгорания работает следующим образом.
Топливо подается в топливный коллектор 3 и по трубопроводам подвода топлива 6 и 7 поступает на вход форсунок, а затем, через завихрители, где топливо смешивается со сжатым воздухом, поступает в дежурную зону горения А и поджигается воспламенителями 19. Причем первая по потоку дежурная зона А обеспечивает надежный запуск камеры сгорания и двигателя в целом, надежное воспламенение и устойчивое горение топлива основной зоны Б. В ней сгорает 10-20% расхода топлива (при максимальной температуре пламени). Вторая по потоку зона горения Б - основная, в ней сгорает 80-90% расхода топлива, при температуре горения почти в два раза ниже, чем в дежурной зоне, что обеспечивает значительное снижение окислов азота. Горение газовоздушной смеси начинается в дежурной зоне горения А, а перед отверстиями охлаждающих средств 17 горение газовоздушной смеси заканчивается. Воздух, подводимый через эти отверстия разбавляет продукты сгорания, снижая их температуру и выравнивая ее по высоте сечения камеры сгорания до заданных величин, обеспечивающих надежную работу турбины двигателя газогенератора.
Таким образом, применение двухзонной камеры сгорания в газотурбинном двигателе позволяет снизить температуру пламени в зоне горения, повысить степень предварительной подготовки газовоздушной смеси, уменьшить время пребывания продуктов сгорания в камере сгорания, что ведет к снижению окислов азота в выхлопных газах.