RU2290565C1 - Fuel sprayer of combustion chamber of gas turbine engine - Google Patents
Fuel sprayer of combustion chamber of gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290565C1 RU2290565C1 RU2005108757/06A RU2005108757A RU2290565C1 RU 2290565 C1 RU2290565 C1 RU 2290565C1 RU 2005108757/06 A RU2005108757/06 A RU 2005108757/06A RU 2005108757 A RU2005108757 A RU 2005108757A RU 2290565 C1 RU2290565 C1 RU 2290565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sprayer
- fuel
- nozzle
- circuit
- channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к топливным форсункам для инжекции жидкого топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя.The invention relates to fuel nozzles for injecting liquid fuel into a combustion chamber of a gas turbine engine.
Известна топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя с воздушным распылом, в которой тонкая сплошная пелена топлива распыляется высокоскоростным потоком воздуха [Патент РФ №2107177, F 02 C 7/22, 1998].Known fuel nozzle of the combustion chamber of a gas turbine engine with air spray, in which a thin continuous sheet of fuel is sprayed with a high-speed stream of air [RF Patent No. 2107177, F 02
Недостатками такой конструкции являются увеличенные габариты, а также повышенные выбросы вредных веществ на выходе из камеры сгорания вследствие неудовлетворительного распыла топлива на пониженных режимах работы газотурбинного двигателя из-за низких скоростей потока воздуха.The disadvantages of this design are the increased dimensions, as well as increased emissions of harmful substances at the outlet of the combustion chamber due to unsatisfactory fuel atomization at reduced operating modes of the gas turbine engine due to low air flow rates.
Наиболее близкой к предложенному изобретению является топливная центробежная двухканальная двухконтурная форсунка, содержащая корпус с фланцем крепления форсунки, а также два расположенных с внешней стороны от фланца входных топливных штуцера. На пониженных режимах работы газотурбинного двигателя топливо распыляется через сопло дополнительного контура, а на основных режимах работы включается сопло основного контура [Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30. Техническое описание, М., Машиностроение, 1971, стр.94, рис.94].Closest to the proposed invention is a fuel centrifugal dual-channel dual-circuit nozzle containing a housing with a nozzle mounting flange, as well as two fuel inlets located on the outside of the flange. At lower operating modes of the gas turbine engine, fuel is sprayed through the nozzle of the additional circuit, and at the main operating modes, the nozzle of the main circuit is turned on [D-30 aircraft dual-circuit turbojet engine. Technical description, M., Mechanical Engineering, 1971, p. 94, Fig. 94].
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность вследствие коксования топлива в канале малорасходного дополнительного контура, выполненного в корпусе форсунки со стороны набегающего потока воздуха с высокой температурой и тепловой деформацией.A disadvantage of the known design adopted for the prototype is the low reliability due to coking of the fuel in the low consumption auxiliary circuit channel made in the nozzle body from the side of the incoming air flow with high temperature and thermal deformation.
Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности топливной центробежной двухконтурной форсунки путем исключения коксования топлива в каналах форсунки и компенсации ее тепловой деформации.The technical problem that the invention solves is to increase the reliability of a fuel centrifugal double-circuit nozzle by eliminating coking of the fuel in the nozzle channels and compensating for its thermal deformation.
Сущность изобретения заключается в том, что топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус с каналами и со штуцерами основного и дополнительного контуров подвода топлива на основное и дополнительное сопла, расположенные в головке форсунки, а также установочный фланец крепления форсунки к наружному корпусу камеры сгорания, согласно изобретению дополнительно включает размещенную внутри канала основного контура разделительную трубку, внутри которой расположен канал дополнительного контура, разделительная трубка с одного конца в головке форсунки закреплена относительно корпуса неразъемным соединением, а внутри корпуса с внешней стороны от установочного фланца, между штуцерами основного и дополнительного контуров с другого конца установлена разделительная трубка телескопически относительно стенок канала основного контура цилиндрическим выступом и контактирует одним торцом с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом, контактирующим наружным диаметром с корпусом форсунки, а другим торцом и внутренней поверхностью - с резьбовой заглушкой, телескопически установленной цилиндрическим хвостовиком в разделительной трубке и соединяющей каналом и отверстиями канал дополнительного контура разделительной трубки с каналом штуцера подвода топлива дополнительного контура, причем корпус форсунки между установочным фланцем и головкой покрыт теплоизоляцией и кожухом.The essence of the invention lies in the fact that the fuel nozzle of the combustion chamber of a gas turbine engine, comprising a housing with channels and with fittings of the primary and secondary fuel supply circuits to the primary and secondary nozzles located in the nozzle head, as well as a mounting flange for attaching the nozzle to the outer housing of the combustion chamber, according to the invention additionally includes a dividing tube located inside the channel of the main circuit, inside which a channel of the additional circuit, a separator The end tube is fixed at one end in the nozzle head relative to the housing by a one-piece connection, and inside the body, from the outside of the mounting flange, between the fittings of the main and secondary circuits, a separation tube is mounted telescopically relative to the channel walls of the main circuit with a cylindrical protrusion and contacts one end with an elastic a sealing cylindrical ring in contact with the outer diameter with the nozzle body, and with the other end face and inner surface from the threads minutes plug telescopically mounted in a cylindrical shaft and a tube connecting the separation channel and the additional openings of the separation channel tube circuit with an additional circuit channel fuel feed nozzle, with a nozzle body between the mounting flange and the head is covered with thermal insulation and the casing.
В современных газотурбинных двигателях для повышения экономичности компрессор выполняется с высокой степенью сжатия, что приводит к существенному увеличению температуры воздуха на его выходе. Например, в современном двигателе ПС-90А температура воздуха на выходе из компрессора на некоторых режимах достигает более 600°С, что может вызвать перегрев и коксование топлива в каналах дополнительного контура с низким расходом топлива.In modern gas turbine engines, to increase efficiency, the compressor is executed with a high degree of compression, which leads to a significant increase in the air temperature at its outlet. For example, in a modern PS-90A engine, the air temperature at the compressor outlet in some modes reaches more than 600 ° C, which can cause overheating and coking of the fuel in the channels of the additional circuit with low fuel consumption.
Так как через дополнительный канал подается топливо на режимах запуска, а на основных режимах, начиная с малого газа, включается подача топлива через основной канал, то размещение дополнительного контура внутри канала основного контура исключает коксование топлива внутри канала дополнительного контура, а коксование топлива внутри канала основного контура не происходит из-за увеличенных расходов топлива через него, в результате чего протекающее через него топливо не успевает перегреваться, чему также способствует теплоизоляция внешней поверхности корпуса форсунки между установочным фланцем и головкой.Since fuel is supplied through the secondary channel in start-up modes, and in the main modes, starting with small gas, fuel is switched on through the main channel, the placement of the secondary circuit inside the main circuit channel eliminates coking of the fuel inside the secondary circuit channel and the coking of the fuel inside the main circuit the circuit does not occur due to increased fuel consumption through it, as a result of which the fuel flowing through it does not have time to overheat, which also contributes to the thermal insulation externally th surface of the nozzle body between the mounting flange and the head.
В процессе увеличения режима работы корпус форсунки, нагреваясь от закомпрессорного воздуха, испытывает температурную деформацию, что в случае жесткого ее закрепления в корпусе может привести к поломке разделительной трубки. Однако этого можно избежать благодаря тому, что внутри корпуса с внешней стороны от установочного фланца между штуцерами основного и дополнительного контуров с другого конца разделительная трубка установлена телескопически относительно стенок основного контура цилиндрическим выступом.In the process of increasing the operating mode, the nozzle body, heating up from the compressor air, experiences thermal deformation, which, if it is rigidly fixed in the body, can lead to breakage of the separation tube. However, this can be avoided due to the fact that inside the case on the outside from the mounting flange between the fittings of the main and additional circuits from the other end, the separation tube is mounted telescopically relative to the walls of the main circuit with a cylindrical protrusion.
Контактирование разделительной трубки одним торцом с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом, контактирующим наружным диаметром с корпусом форсунки, а другим торцом и внутренней поверхностью - с резьбовой заглушкой, позволяет цилиндрическому кольцу упруго деформироваться при сборке с помощью резьбовой заглушки, уплотняя разделительную трубку по торцу при увеличении осевого зазора δ между цилиндрическим хвостовиком резьбовой втулки и трубкой, что повышает надежность топливной форсунки.Contacting the dividing tube with one end face with an elastic sealing cylindrical ring in contact with the outer diameter with the nozzle body, and with the other end face and inner surface with a threaded plug, allows the cylindrical ring to elastically deform during assembly using a threaded plug, sealing the dividing tube along the end with increasing axial clearance δ between the cylindrical shank of the threaded sleeve and the tube, which increases the reliability of the fuel nozzle.
За счет тепловых потоков, проходящих по корпусу форсунки, нагрев кольца может быть значительным, поэтому размещение уплотнительного кольца с внешней стороны от установочного фланца форсунки, т.е. вне зоны воздействия закомпрессорного воздуха позволяет снизить температуру этого кольца.Due to the heat flows passing through the nozzle body, the heating of the ring can be significant, therefore, the placement of the sealing ring on the outside from the nozzle installation flange, i.e. outside the zone of exposure to compressor air allows you to reduce the temperature of this ring.
На фиг.1 показан продольный разрез топливной центробежной двухконтурной двухканальной форсунки. На фиг.2 представлен элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, а на фиг.3 - элемент II на фиг.2 в увеличенном виде.Figure 1 shows a longitudinal section of a fuel centrifugal dual-circuit dual-channel nozzle. Figure 2 shows the element I in figure 1 in an enlarged view, and in figure 3 - element II in figure 2 in an enlarged view.
Топливная форсунка 1 камеры сгорания состоит из корпуса 2 с установочным фланцем 3, предназначенным для крепления форсунки на наружном корпусе (не показано) камеры сгорания. С внешней стороны от фланца 3 на корпусе 2 установлены штуцеры 4 и 5 подвода топлива на основной и дополнительный контуры соответственно, а с внутренней от фланца 3 стороны наружной поверхности 6 корпуса 2 установлена теплоизоляция 7, закрытая с внешней стороны от воздушной эрозии кожухом 8.The fuel nozzle 1 of the combustion chamber consists of a housing 2 with a mounting flange 3, designed to mount the nozzle on the outer housing (not shown) of the combustion chamber. On the outside of the flange 3 on the body 2, fittings 4 and 5 for supplying fuel to the main and additional circuits are installed, respectively, and on the inside of the flange 3 of the side of the outer surface 6 of the housing 2,
В корпусе 2 выполнен канал подвода 9 топлива основного контура, на входе соединенный с внутренним каналом 10 штуцера 4 подвода топлива основного контура, а на выходе - через наклонный канал 11, полость 12, отверстия 13, 14 и 15, распылитель 16 в головке 17 форсунки 1 - с соплом основного контура 18.In the housing 2, a channel for supplying fuel to the
В корпусе 2 форсунки 1 внутри канала 9 основного контура установлена разделительная трубка 19, закрепленная своим внутренним концом 20 в головке 17 форсунки 1 с помощью неразъемного соединения (пайки) 21, а внешним своим концом 22, расположенным с внешней стороны от установочного фланца 3, между штуцерами 4 и 5 подвода топлива на основной и дополнительный контуры, с помощью цилиндрического выступа 23 телескопически установлена в канале 9 и контактирует торцом 24 с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом 25, выполненным из неметаллического материала, например терморасширенного графита, сохраняющего работоспособность без доступа кислорода до 900°С. Цилиндрическое упругое кольцо 25 своей внешней поверхностью 26 контактирует с наружной поверхностью 27 канала 9, а внутренней 28 и боковой 29 поверхностями - с резьбовой заглушкой 30, закрепленной в корпусе 2 с помощью резьбы 31 и телескопически установленной с помощью цилиндрического хвостовика 32 в разделительной трубке 19, соединяющей на входе каналом 33 и отверстиями 34 и 35 внутреннюю полость 36 штуцера 5 подвода топлива на дополнительный контур с осевым внутренним каналом 37 разделительной трубки 19, на выходе соединенный через втулку 38, переходник 39 и распылитель 40 с соплом 41 дополнительного контура.In the housing 2 of the nozzle 1 inside the
Работает данное устройство следующим образом.This device works as follows.
При запуске камеры сгорания газотурбинного двигателя в центробежной форсунке 1 топливо подается в штуцер 5 подвода топлива на дополнительный контур.When starting the combustion chamber of a gas turbine engine in a centrifugal nozzle 1, fuel is supplied to the fuel supply fitting 5 to an additional circuit.
Топливо, протекая по каналу 37 разделительной трубки 19, распыляется с помощью распылителя 40 и сопла 41 дополнительного контура.Fuel flowing through the
С увеличением режима работы топливо начинает поступать и в штуцер 4 подвода топлива на основной контур, откуда по кольцевому каналу 9 вокруг трубки 19, через наклонный канал 11, полость 22, отверстия 13, 14 и 15 поступает на распылитель основного контура 16 и сопло 18.With an increase in the operating mode, fuel begins to flow into the nozzle 4 for supplying fuel to the main circuit, from where it passes through the
При дальнейшем увеличении режима работы при нагреве от закомпрессорного воздуха корпус 2 форсунки 1 испытывает температурную деформацию, которая компенсируется благодаря телескопической установке разделительной трубки 19 относительно стенок канала основного контура цилиндрическим выступом 23.With a further increase in the operating mode when heated from compressed air, the housing 2 of the nozzle 1 experiences a temperature deformation, which is compensated by the telescopic installation of the
Уплотнительное цилиндрическое кольцо 25, упруго сдеформированное при сборке с помощью резьбовой заглушки 30, уплотняет трубку 19 по торцу 24 при увеличении осевого зазора δ между цилиндрическим хвостовиком 32 и трубкой 19.A sealing
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005108757/06A RU2290565C1 (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Fuel sprayer of combustion chamber of gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005108757/06A RU2290565C1 (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Fuel sprayer of combustion chamber of gas turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005108757A RU2005108757A (en) | 2006-09-10 |
RU2290565C1 true RU2290565C1 (en) | 2006-12-27 |
Family
ID=37112424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005108757/06A RU2290565C1 (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Fuel sprayer of combustion chamber of gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2290565C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9103552B2 (en) | 2009-11-30 | 2015-08-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Burner assembly including a fuel distribution ring with a slot and recess |
RU2677746C2 (en) * | 2013-10-01 | 2019-01-21 | Сафран Эркрафт Энджинз | Fuel injector for turbomachine |
RU204041U1 (en) * | 2020-08-25 | 2021-05-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Dual-circuit nozzle |
RU2767856C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-03-22 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Turbomachine combustion chamber two-channel fuel injector |
-
2005
- 2005-03-28 RU RU2005108757/06A patent/RU2290565C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9103552B2 (en) | 2009-11-30 | 2015-08-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Burner assembly including a fuel distribution ring with a slot and recess |
RU2562900C2 (en) * | 2009-11-30 | 2015-09-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Burner |
RU2677746C2 (en) * | 2013-10-01 | 2019-01-21 | Сафран Эркрафт Энджинз | Fuel injector for turbomachine |
RU204041U1 (en) * | 2020-08-25 | 2021-05-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Dual-circuit nozzle |
RU2767856C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-03-22 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Turbomachine combustion chamber two-channel fuel injector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005108757A (en) | 2006-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1811229B1 (en) | Fuel injector nozzles for gas turbine engines | |
US9567912B2 (en) | Continuous ignition systems | |
US8015815B2 (en) | Fuel injector nozzles, with labyrinth grooves, for gas turbine engines | |
US8015816B2 (en) | Apparatus for discouraging fuel from entering the heat shield air cavity of a fuel injector | |
US5761907A (en) | Thermal gradient dispersing heatshield assembly | |
JP5762424B2 (en) | Multi-point fuel injector for turbine engine combustion chamber | |
CN104712460B (en) | A kind of solid propellant rocket of thrust controllable | |
EP2188569B1 (en) | Flexure seal for fuel injection nozzle | |
US6354085B1 (en) | Fuel injector with a fuel filter arrangement for a gas turbine engine | |
CN108006696B (en) | Burner assembly and burner | |
EP4015907B1 (en) | Combustor of a gas turbine engine and method of replacing a surface igniter for a torch igniter thereof | |
RU2290565C1 (en) | Fuel sprayer of combustion chamber of gas turbine engine | |
EP4137747B1 (en) | Fuel injectors with heat exchangers | |
GB2211926A (en) | Fuel nozzle assembly | |
JP2003254195A (en) | Fuel injection valve mounting structure and cooling structure | |
US10041444B2 (en) | Variable orifice jet for a turbine engine | |
RU2633249C2 (en) | Combustion chamber of gas turbine | |
CN107917441B (en) | Combustor arrangement and gas turbine engine comprising said combustor arrangement | |
US12228284B2 (en) | Nozzle tip with shielded core for a dual combustion systems | |
RU194587U1 (en) | FUEL INJECTOR OF A GAS TURBINE ENGINE | |
RU2206025C1 (en) | Gas-turbine engine combustion chamber | |
RU2008569C1 (en) | Gas turbine engine ring combustion chamber | |
SU333368A1 (en) | ||
CN114543118A (en) | Centrifugal starting nozzle | |
KR20230104717A (en) | Fuel injectors for metered dispensing of fuel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20101007 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101007 Effective date: 20110826 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |