УСТРОЙСТВО КАМЕРЫ СГОРАНИЯ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ЗАЗОРОМ ПОДАЧИ ОХЛАЖДАЮЩЕГО ВОЗДУХА ДЛЯ МИКРОГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
COMBUSTION CHAMBER WITH ADJUSTABLE OPENING TO SUPPLY COOLING AIR FOR MICRO GAS TURBINE ENGINE

Изобретение относится к области энергетики, в частности к устройствам газотурбинных двигателей, и может быть использовано для производства газотурбинных установок, выполненных на основе турбокомпрессора от ДВС.
Известно устройство для камер сгорания газотурбинных двигателей (ГТД) (патент США №4155220, F02C 7/22, 22.05.1979). Устройство предназначено для тщательного смешения распыленного топлива с закрученным на выходе форсунки потоком воздуха. Устройство имеет отверстия и каналы для пуска воздуха в форсунке. Одну часть воздуха направляют в осевом направлении, а другую часть - касательно к оси на выходе форсунки, чтобы не было дыма и на поверхности форсунки не откладывалась сажа. Топливо подается от оси к периферии, что позволяет максимально утончить пленку жидкости из-за роста диаметра пелены. Это улучшает распыл топлива и увеличивает зону обратных токов на оси форсунки.
Недостатком устройства камеры сгорания является отсутствие по оси форсунки подвода воздушного потока, что не позволяет гарантировать на режимах запуска и малого газа раскрытие топливной пелены. Это приводит к образованию обогащенных топливом зон, имеющих повышенную выработку веществ, загрязняющих атмосферу.
Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является устройство камеры сгорания с жаровой трубой (патент на изобретение №2158880). Устройство содержит камеру сгорания с жаровой трубой, состоящей из передней, задней частей и отверстия для подвода вторичного воздуха. Передняя часть имеет одинаковое число отдельных продольных сегментов, шарнирно соединенных с фронтовым устройством, и проставок, размещенных между сегментами и соединенных с последними направляющими с возможностью взаимного перемещения в окружном направлении. Сегменты и проставки задней части подвижно закреплены на изоградиентных штырях, приваренных к неподвижному газосборнику, и обеспечивают продольное перемещение жаровой трубы, для чего на конце сегментов и проставок задней части выполнены направляющие элементы и проставки передней части шарнирно соединены между собой.
Недостатком известного решения является его малая пригодность для микротурбинных установок вследствие сложности конструкции.
Задачей изобретения является обеспечение точного регулирования воздушных потоков в камере сгорания в широком диапазоне режимов работы двигателя, возможности работы с разными видами топлива за счет получения разных параметров смесеобразования.
В результате использования предлагаемого изобретения обеспечивается изменение объема поступающего в жаровую трубу воздуха, регулирование температуры рабочего тела, поступающего на турбину, нахождение режимов наибольшей эффективности работы, при использовании различных топливных газов: метан, пропан, биогаз, шахтный, древесный газ и др.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройстве камеры сгорания с регулируемым зазором подачи охлаждающего воздуха для микрогазотурбинного двигателя, содержащем корпус, жаровую трубу и узел впрыска топлива, где жаровая труба размещена внутри корпуса и расположена по оси камеры сгорания, причем между корпусом камеры сгорания и наружной поверхностью жаровой трубы образован кольцевой зазор воздушной рубашки, согласно изобретению торцевой фланец вкручен в корпус камеры сгорания для регулирования требуемого количества воздуха в жаровой трубе.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема устройства камеры сгорания с регулируемым зазором воздушной рубашки для микрогазотурбинного двигателя.
Устройство содержит камеру сгорания 1, топливный штуцер 2, установленный в торцевом фланце 4, который вкручен в камеру сгорания по резьбе 3, имеющий жестко закрепленную жаровую трубу 5, которая имеет отверстия 6, патрубок подачи воздуха 7 на входе в камеру сгорания и конфузор 8 на ее выходе.
Работает предлагаемое устройство следующим образом. В камеру сгорания под давлением подается воздух через патрубок подачи и топливо через топливный штуцер. Далее одна часть воздуха проникает в жаровую трубу, где она, смешиваясь с топливом, частично сгорает, превращаясь в рабочий газ и не сгоревший воздух, которые на выходе из жаровой трубы поступают в зону смешения. Вторая часть воздуха проходит через зазор подачи охлаждающего воздуха камеры сгорания и выходит в конфузор камеры сгорания через зазор, величина которого меняется от уровня закрутки торцевого фланца в корпус камеры сгорания, где, смешиваясь с рабочим газом, превращается в рабочее тело и поступает на турбину.