[go: up one dir, main page]

RU2261399C2 - Ring combustion chamber - Google Patents

Ring combustion chamber Download PDF

Info

Publication number
RU2261399C2
RU2261399C2 RU2003131574/06A RU2003131574A RU2261399C2 RU 2261399 C2 RU2261399 C2 RU 2261399C2 RU 2003131574/06 A RU2003131574/06 A RU 2003131574/06A RU 2003131574 A RU2003131574 A RU 2003131574A RU 2261399 C2 RU2261399 C2 RU 2261399C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
diffuser
chamber
heat
back sections
Prior art date
Application number
RU2003131574/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003131574A (en
Inventor
В.В. Скиба (RU)
В.В. Скиба
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Мотор" (ФГУП "НПП "Мотор")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Мотор" (ФГУП "НПП "Мотор") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Мотор" (ФГУП "НПП "Мотор")
Priority to RU2003131574/06A priority Critical patent/RU2261399C2/en
Publication of RU2003131574A publication Critical patent/RU2003131574A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2261399C2 publication Critical patent/RU2261399C2/en

Links

Abstract

FIELD: combustion chambers.
SUBSTANCE: ring combustion chamber comprises front device, a number of mixing devices, and inner and outer housings of combustion chamber that are composed of the front and back sections. The front sections of the inner and outer housings of the combustion chamber define precombustion chamber diffuser, and their back sections lined with the heat-resistant plates define the flame tube of the combustion chamber. The walls of the precombustion chamber diffuser are step and provided with steps directed counter air flow. The steps are provided with openings that connect the precombustion chamber diffuser with the space between the heat-resistant plates and back sections of the outer and inner housings of the combustion chamber. The front device is made of perforated shield provided with openings for mixing devices and supplying additional air. The shield is secured within the butt between the front and back sections of one of the housings of the combustion chamber with the use of bolts for permitting free radial thermal expansion in the butt of the front and back sections of the second housing of the combustion chamber.
EFFECT: enhanced efficiency.
1 cl, 1 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Данное изобретение применимо в энергетике и авиации, преимущественно в области газотурбостроения.This invention is applicable in the energy and aviation sectors, primarily in the field of gas turbine construction.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известно техническое решение с использованием так называемого многоканального предкамерного диффузора [В.А.Палкин "Программы США по созданию новых технологий авиадвигателестроения", стр.29, "Конверсия в машиностроении", №2(57) март-апрель 2003 г., Москва, "Информконверсия"], уменьшающего уровень потерь давления. Короткий предкамерный диффузор с большим коэффициентом диффузорности выполнен разделенным на несколько кольцевых каналов, в каждом из которых реализуется невысокое значение коэффициента диффузорности. Такое решение уменьшает потери давления от вторичных течений, возникающих вследствие градиента давления в пограничном слое, однако при этом возрастают потери трения вследствие увеличения площади поверхности, контактирующей с потоком воздуха.A technical solution is known using the so-called multi-channel precamera diffuser [V.A. Palkin, "US Program for the Creation of New Aircraft Engine Technologies", p. 29, "Conversion in Mechanical Engineering", No 2 (57) March-April 2003, Moscow, "Informconversion"], which reduces the level of pressure loss. A short pre-chamber diffuser with a large diffusivity coefficient is made divided into several annular channels, in each of which a low value of the diffusivity coefficient is realized. This solution reduces pressure losses from secondary flows arising due to the pressure gradient in the boundary layer, however, friction losses increase due to an increase in the surface area in contact with the air flow.

Известно также техническое решение [Патент №2373319, Великобритания МПК7 F 23 R 3/00, 3/06, заявка №0105931.0, заявл. 12.03.2001 г., опублик. 18.09.2002 г.], направленное на уменьшение расхода воздуха на охлаждение жаровой трубы камеры сгорания за счет применения термостойких плиток для формирования жаровой трубы, выбранное в качестве прототипа. Камера сгорания имеет внутренний и наружный корпуса камеры сгорания, включающие в себя передний и задний отсеки. Передние отсеки корпусов образуют предкамерный диффузор, а их задние отсеки, облицованные термостойкими плитками (элементами), образуют собственно жаровую трубу, на входе в которую размещено фронтовое устройство с множеством смесительных устройств. Между термостойкими плитками и задними отсеками корпусов камеры сгорания образованы полости для прохода вторичного воздуха, идущего на охлаждение жаровой трубы.A technical solution is also known [Patent No. 2373319, Great Britain IPC7 F 23 R 3/00, 3/06, Application No. 0105931.0, claimed. 03/12/2001, published. September 18, 2002], aimed at reducing the air flow rate for cooling the combustion tube of the combustion chamber through the use of heat-resistant tiles to form the combustion tube, selected as a prototype. The combustion chamber has an inner and outer housing of the combustion chamber, including front and rear compartments. The front compartments of the housings form a precamera diffuser, and their rear compartments, lined with heat-resistant tiles (elements), form the heat pipe itself, at the entrance to which there is a front-mounted device with many mixing devices. Between the heat-resistant tiles and the rear compartments of the bodies of the combustion chamber, cavities are formed for the passage of secondary air that goes to cool the flame tube.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В связи с непрерывным ростом температуры и скорости воздуха на входе в камеру сгорания, с ростом температуры газов на выходе из нее организация сгорания топлива при околостехиометрическом значении коэффициента избытка воздуха предъявляет очень жесткие требования к разработке новых камер сгорания, что требует новых подходов к их проектированию. Особое значение приобретает оптимизация элементов камеры сгорания, определяющих ее эффективность.Due to the continuous increase in temperature and air velocity at the inlet to the combustion chamber, with an increase in the temperature of the gases at its outlet, the organization of fuel combustion at a near stoichiometric value of the coefficient of excess air presents very stringent requirements for the development of new combustion chambers, which requires new approaches to their design. Of particular importance is the optimization of the elements of the combustion chamber, which determine its effectiveness.

При создании данного изобретения решается задача расширения арсенала технических средств, направленных на повышение эффективности работы камеры сгорания при околостехиометрических значениях коэффициента избытка воздуха; технический результат заключается в реализации этого назначения.When creating this invention solves the problem of expanding the arsenal of technical means aimed at improving the efficiency of the combustion chamber at near stoichiometric values of the coefficient of excess air; The technical result consists in the implementation of this purpose.

Существенные признаки, характеризующие изобретение:The essential features characterizing the invention:

Фронтовое устройство; множество смесительных устройств; внутренний и наружный корпуса камеры сгорания; предкамерный диффузор; передние и задние отсеки корпусов камеры сгорания; термостойкие плитки; жаровая труба.Front device many mixing devices; internal and external housing of the combustion chamber; pre-chamber diffuser; front and rear compartments of the bodies of the combustion chamber; heat resistant tiles; flame tube.

Существенные отличительные признаки:Salient Features:

Ступенчатые стенки предкамерного диффузора с уступами, ориентированными навстречу потоку воздуха; уступы с отверстиями, сообщающими предкамерный диффузор с полостью между термостойкими плитками и задними отсеками наружного и внутреннего корпусов камеры сгорания; фронтовое устройство в виде перфорированного экрана с отверстиями для смесительных устройств и подвода дополнительного воздуха; экран, закрепленный в стыке между передним и задним отсеками одного из корпусов камеры сгорания с помощью болтового соединения и с обеспечением свободы радиального термического расширения в стыке переднего и заднего отсеков другого корпуса камеры сгорания.Stepped walls of the precamera diffuser with ledges oriented towards the air flow; ledges with holes communicating the pre-chamber diffuser with a cavity between the heat-resistant tiles and the rear compartments of the outer and inner bodies of the combustion chamber; front-mounted device in the form of a perforated screen with holes for mixing devices and the supply of additional air; a screen fixed at the junction between the front and rear compartments of one of the combustion chamber housings by means of a bolt joint and ensuring freedom of radial thermal expansion at the joint of the front and rear compartments of another combustion chamber housing.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На чертеже представлен продольный разрез кольцевой камеры сгорания.The drawing shows a longitudinal section of an annular combustion chamber.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Кольцевая камера сгорания состоит из переднего 1 и заднего 2 отсеков наружного корпуса, переднего 3 и заднего 4 отсеков внутреннего корпуса, фронтового устройства 5 и множества смесительных устройств 6. Передние отсеки наружного и внутреннего корпусов, 1 и 3 соответственно, образуют предкамерный диффузор 7, причем его стенки выполнены ступенчатыми с уступами 8, ориентированными навстречу потоку воздуха, и в этих уступах выполнены отверстия 9.The annular combustion chamber consists of front 1 and rear 2 compartments of the outer casing, front 3 and rear 4 compartments of the inner casing, front device 5 and a plurality of mixing devices 6. The front compartments of the outer and inner casings, 1 and 3, respectively, form a pre-chamber diffuser 7, wherein its walls are made stepped with ledges 8, oriented towards the air flow, and holes 9 are made in these ledges.

Задние отсеки наружного и внутреннего корпусов, 2 и 4 соответственно, облицованы термостойкими плитками 10 и 11 (с наклонными отверстиями для охлаждающего воздуха), образующими жаровую трубу 12 камеры сгорания.The rear compartments of the outer and inner bodies, 2 and 4, respectively, are lined with heat-resistant tiles 10 and 11 (with inclined openings for cooling air), forming a flame tube 12 of the combustion chamber.

В стыках между передними и задними отсеками наружного и внутреннего корпусов камеры сгорания закреплено фронтовое устройство 5 в виде перфорированного экрана с отверстиями для смесительных устройств и отверстиями 13 для подвода дополнительного воздуха. Крепление фронтового устройства в одном стыке осуществляется с помощью болтового соединения, а в другом - с обеспечением свободы радиального термического расширения. Между термостойкими плитками 10, 11 и задними отсеками наружного и внутреннего корпусов камеры сгорания имеются полости 14 и 15 для прохода вторичного воздуха. Отверстия 9 в уступах предкамерного диффузора 7 сообщается с полостями для прохода вторичного воздуха.In the joints between the front and rear compartments of the outer and inner bodies of the combustion chamber, a front device 5 is fixed in the form of a perforated screen with holes for mixing devices and holes 13 for supplying additional air. The front-mounted device is fixed in one joint by means of a bolted connection, and in the other, with the freedom of radial thermal expansion. Between the heat-resistant tiles 10, 11 and the rear compartments of the outer and inner bodies of the combustion chamber there are cavities 14 and 15 for the passage of secondary air. The holes 9 in the ledges of the pre-chamber diffuser 7 communicate with the cavities for the passage of secondary air.

При работе камеры сгорания воздух из предкамерного диффузора поступает в жаровую трубу 12:During operation of the combustion chamber, air from the pre-chamber diffuser enters the flame tube 12:

- основной - через смесительные устройства, где смешивается с топливом;- main - through mixing devices, where it is mixed with fuel;

- дополнительный - через отверстия во фронтовом устройстве;- additional - through holes in the front device;

- вторичный - через отверстия в уступах предкамерного диффузора и отверстия в термостойких плитках.- secondary - through holes in the ledges of the pre-chamber diffuser and holes in heat-resistant tiles.

В горении топлива участвует основной и дополнительный воздух, а вторичный расходуется на охлаждение корпусов камеры сгорания и термостойких плиток жаровой трубы. Таким образом, снижаются потери давления в предкамерном диффузоре, в нем происходит формирование поля скоростей, необходимого для эффективной работы камеры сгорания.The primary and secondary air are involved in the combustion of fuel, and the secondary is used to cool the combustion chamber bodies and heat-resistant tiles of the flame tube. Thus, pressure losses in the pre-chamber diffuser are reduced, and a velocity field is formed in it, which is necessary for the efficient operation of the combustion chamber.

Claims (2)

1. Кольцевая камера сгорания, включающая в себя фронтовое устройство, множество смесительных устройств, внутренний и наружный корпуса камеры сгорания, состоящие из переднего и заднего отсеков, причем передние отсеки внутреннего и наружного корпусов камеры сгорания образуют предкамерный диффузор, а их задние отсеки, облицованные термостойкими плитками, образуют жаровую трубу камеры сгорания, отличающаяся тем, что стенки предкамерного диффузора выполнены ступенчатыми, с уступами, ориентированными навстречу потоку воздуха, и в этих уступах выполнены отверстия, сообщающие предкамерный диффузор с полостью между термостойкими плитками и задними отсеками наружного и внутреннего корпусов камеры сгорания.1. An annular combustion chamber, including a front-end device, a plurality of mixing devices, an inner and an outer housing of the combustion chamber, consisting of front and rear compartments, the front compartments of the inner and outer casings of the combustion chamber forming a pre-chamber diffuser, and their rear compartments lined with heat-resistant tiles, form the flame tube of the combustion chamber, characterized in that the walls of the pre-chamber diffuser are made stepwise, with ledges oriented towards the air flow, and in these ledges The openings are made, communicating the pre-chamber diffuser with a cavity between the heat-resistant tiles and the rear compartments of the outer and inner combustion chamber bodies. 2. Кольцевая камера сгорания по п.1, отличающаяся тем, что фронтовое устройство выполнено в виде перфорированного экрана с отверстиями для смесительных устройств и подвода дополнительного воздуха, закрепленного в стыке между передним и задним отсеками одного из корпусов камеры сгорания с помощью болтового соединения и закрепленного с обеспечением свободы радиального термического расширения в стыке переднего и заднего отсеков другого корпуса камеры сгорания.2. The annular combustion chamber according to claim 1, characterized in that the frontal device is made in the form of a perforated screen with holes for mixing devices and the supply of additional air, fixed in the junction between the front and rear compartments of one of the combustion chamber bodies using a bolted connection and fixed with the freedom of radial thermal expansion at the junction of the front and rear compartments of another housing of the combustion chamber.
RU2003131574/06A 2003-10-27 2003-10-27 Ring combustion chamber RU2261399C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131574/06A RU2261399C2 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Ring combustion chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131574/06A RU2261399C2 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Ring combustion chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003131574A RU2003131574A (en) 2005-04-10
RU2261399C2 true RU2261399C2 (en) 2005-09-27

Family

ID=35611563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003131574/06A RU2261399C2 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Ring combustion chamber

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2261399C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4449607A (en) * 1981-01-29 1984-05-22 S.N.E.C.M.A. Soundproofing for a gas pipe, in particular for the fan jet of a turbojet, and equipment for its fabrication
EP0628728A1 (en) * 1993-06-10 1994-12-14 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Splitter vane diffuser for a jet engine with profiled struts which serve also as outlet guide vanes
US5400589A (en) * 1982-10-07 1995-03-28 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation S.N.E.C.M.A. Afterburner for a turbofan engine
SU1718609A1 (en) * 1989-12-19 1996-06-10 Рыбинское конструкторское бюро моторостроения Flame tube of gas turbine combustion chamber
US6530221B1 (en) * 2000-09-21 2003-03-11 Siemens Westinghouse Power Corporation Modular resonators for suppressing combustion instabilities in gas turbine power plants

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4449607A (en) * 1981-01-29 1984-05-22 S.N.E.C.M.A. Soundproofing for a gas pipe, in particular for the fan jet of a turbojet, and equipment for its fabrication
US5400589A (en) * 1982-10-07 1995-03-28 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation S.N.E.C.M.A. Afterburner for a turbofan engine
SU1718609A1 (en) * 1989-12-19 1996-06-10 Рыбинское конструкторское бюро моторостроения Flame tube of gas turbine combustion chamber
EP0628728A1 (en) * 1993-06-10 1994-12-14 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Splitter vane diffuser for a jet engine with profiled struts which serve also as outlet guide vanes
US6530221B1 (en) * 2000-09-21 2003-03-11 Siemens Westinghouse Power Corporation Modular resonators for suppressing combustion instabilities in gas turbine power plants

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003131574A (en) 2005-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113864819B (en) Afterburner with air cooling structure
US11143106B2 (en) Combustion section heat transfer system for a propulsion system
US4982564A (en) Turbine engine with air and steam cooling
US20180180289A1 (en) Turbine engine assembly including a rotating detonation combustor
JP2858658B2 (en) Cooling manifold assembly for cooling combustion turbine components and combustion turbine
IT8922652A1 (en) AIR AND STEAM COOLED TURBOENGINE
JPH0474532B2 (en)
GB2135394A (en) Cooling gas turbine engines
US3238718A (en) Gas turbine engine
GB2554384A (en) Combustion chamber and heat exchanger
CN111828175A (en) A pre-combustion heating device and a rotary detonation engine using the same
EP3205886B1 (en) Thermal and thrust management in dynamic pressure exchangers
US4311447A (en) Radiant surface combustor
RU2261399C2 (en) Ring combustion chamber
RU2366823C1 (en) Afterburner of bypass gas turbine mixed-flow enginet (versions)
US3267676A (en) Fuel burner structure
RU95115895A (en) COMBUSTION CAMERA OF A GAS TURBINE POWER INSTALLATION
NO854511L (en) GAS TURBINES COMBUSTION DEVICE.
RU2388924C1 (en) Cooling method of liquid-propellant engine chamber
RU2120558C1 (en) Combustion chamber for gas-turbine engine
CN111043624B (en) Combustion chamber and gas turbine
US10443856B2 (en) Wave rotors with temperature control features
RU2260748C2 (en) Combustion chamber for gas-turbine engine
RU2388925C1 (en) Liquid-propellant engine chamber
RU2783576C1 (en) Annular combustion chamber of a gas turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20100518

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20171016

PD4A Correction of name of patent owner