Диффузор карбюратора — узел, оптимизирующий подачу бензиновой смеси с воздухом и дозирующий поток горючего, попадающего в карбюратор. Это целая система больших и малых диффузоров.
Модернизация карбюратора позволит вам улучшить динамику машины, не требуя при этом особых средств из семейного бюджета. Возможности карбюратора можно постоянно повышать, улучшая при этом показатели надежной, экономичной работы двигателя автомобиля.
Провести подготовку, модернизацию и настройку карбюратора Озон и других марок, можно своими руками, учитывая при этом:
Наиболее распространенные карбюраторы — «Солекс» и не менее качественный Озон. Модернизация их основных узлов призвана повысить эффективность применения. Чаще всего улучшают производительность на следующих узлах:
Трубка Вентури – основная часть системы подачи топлива в камеры сгорания. Важной конструкционной особенностью является ее форма. Она выполнена как песочные часы: от краев диаметр сужается до небольшого размера в центре. При работе мотора сквозь это сужение идет поток воздуха, и в этой части создается повышенное давление воздушной смеси, а на большой части — давление понижается.
Конструкторы разместили в трубе Вентури небольшую трубку для подачи в смесь бензина. Он, проходя через зону повышенного давления и смешиваясь с воздухом, большим напором выстреливает в камеру более низкого давления. Для оптимальной работы двигателя необходимо выполнить настройку скорости поступления топлива в камеры горения. Для этого в самом центре нашей трубы устанавливается заслонка. Она выполняет регулировку количественного значения подающегося воздуха в область увеличенного давления.
В этом месте предусмотрена установка специальной иглы, регулирующей поступление топлива. Для поддержания номинального и постоянного уровня топлива в подающей трубке любой карбюратор оснащается поплавковой камерой, в которой поддерживается оптимальный объем топлива и установлен на определенной отметке поплавок. Как только уровень бензина понижается, поплавок падает, открывая подачу бензина. Бензин наполняет поплавковую камеру, рычаг поднимается и перекрывает клапан подачи топлива. Система аналогична сантехническим поплавковым устройствам.
Большие и малые диффузоры выполняют каждый свою работу. За уровень наполнения двигателя смесью бензина и воздуха отвечают большие диффузоры. Они устанавливаются согласно основному правилу: чем больше объем двигателя, тем сильнее следует увеличивать отверстие большой детали.
Однако при этом следует знать меру при модернизации карбюратора. Делая значительное превышение нормального сечения устройства, можно добиться обратного эффекта: машина станет хуже тянуть на малых оборотах двигателя. Завод, зная возможности своей машины, проводит расчет номинального значения мощности двигателя.
В то же время каждый автовладелец мечтает повысить возможности своего авто, поэтому проведя увеличение малого отверстия детали на карбюраторе Озон, мы получаем более резкого «скакуна». Двигатель быстрее набирает обороты, уменьшается скорость разгона, но нельзя не отметить, что работа должна вестись в паре с изменением главного топливного жиклера. Если производится просто увеличение размера диффузора карбюратора, то при этом происходит сильное обеднение смеси, и авто теряет все свои преимущества.
Помните – под размер малого диффузора карбюратора необходимо подбирать соответствующий увеличивающий размер топливного жиклера. Подбирают соответствие этих значений методом подбора или советов профессионалов. Маркировка на корпусе жиклера поможет сделать быстрый и правильный выбор. Модернизация карбюраторов «Озон» и других моделей проводится по одинаковой схеме. Выполнив работы по доработке, устройство необходимо настроить по составу воздушно – топливной смеси.
При модернизации проводятся работы и на малых диффузорах. Совершается обточка и шлифовка поверхности, затем поверхность полируют. Также шлифуются и ось дроссельной заслонки, и внутренняя поверхность верхней части. Такая забота о карбюраторе «Озон», установленном на старом Жигуленке, позволит потягаться на трассе с более новыми марками, но нельзя забывать об исправности ходовой и правилах ПДД.
Кроме того, потребуется выполнить еще одну работу для лучшего результата усовершенствования. Для достижения максимального уровня возможностей двигателя по мощности и крутящему моменту необходима установка распредвала с повышенным уровнем подъема каждого клапана и широкой фазой распределения газов.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
swapmotor.ru
«Конечно, больший размер диффузора обеспечит большую мощность!!!»
Эта фраза демонстрирует общее неправильное понимание конструкции и принципа работы диффузора в карбюраторе.
Все обычные карбюраторы работают на принципе Вентури для поставки пропорционального потока топлива относительно к потоку воздуха. Эта пропорциональность и обеспечивает возможность работы карбюратора.
Диффузор (или вентури) является частью карбюратора, в которой поперечное сечение проходного отверстия карбюратора уменьшается, сходит на конус. Когда поток воздуха входит в границы вентури, он ускоряется, а принцип Бернулли утверждает, что при увеличении скорости потока газа, давление в потоке снижается. Следовательно, вентури обеспечивает область низкого давления, где давление падает с увеличением скорости потока воздуха. Область низкого давления в вентури высасывает топливо прямо в проходное отверстие карбюратора. Такая система будет обеспечивать больший поток топлива, по мере того как скорость воздушного потока через вентури, и следовательно разность давления, будет увеличиваться.
Целью использования вентури является увеличение разности давления для всасывания топлива и его эффективного распыления.
Чем меньше проходное отверстие вентури, тем больше этот эффект, но небольшое проходное отверстие сдерживает поток воздуха на высоких оборотах двигателя. Большое проходное отверстие обеспечит большую мощность на высоких оборотах двигателя, но за счет крутящего момента на низких оборотах.
Небольшой размер диффузора (вентури) обычно рекомендуется для получения высокого крутящего момента, так как небольшое проходное отверстие вентури поддерживает высокую скорость потока воздуха и обеспечивает хорошее распыление топлива.
Если вы хотите расширить полосу мощности, сохранив крутящий момент на низких оборотах и расширив полосу мощности в область высоких оборотов, вы можете выбрать большее проходное отверстие диффузора.
Размер диффузора влияет на отклик двигателя и пиковую мощность.
Приведем некоторые простые правила:
· Большое поперечное сечение диффузора увеличивает отклик на газ.
· Большое поперечное сечение диффузора увеличивает крутящий момент на высоких оборотах.
· Небольшое поперечное сечение диффузора снижает отклик на газ.
· Небольшое поперечное сечение диффузора увеличивает крутящий момент на низких оборотах.
Примечание: «оптимальное» поперечное сечение диффузора также зависит от мощности двигателя.
При езде по пыльной, скользкой трассе, большой диффузор, который обеспечивает меньшую мощность на низких оборотах, может быть идеальным решением для сохранения стабильности автомодели на выходе из поворотов.
И, наоборот, на трассе с высоким сцеплением, небольшой диффузор, который обеспечивает большую мощность на низких оборотах, будет способствовать резкому ускорению на выходе из поворотов.
Источник: http://rc-rls.com.ua/58-poleznyie-sovetyi/714-razmer-diffuzora-venturi.html
pitbikeclub.ru
Диффузор – это деталь, которая относится к элементам обвеса. Чаще всего она укомплектовывается в задней части автомобиля. Такие диффузоры можно встретить практически на всех спорт-карах, в том числе и на гоночных болидах. Данный элемент служит для оптимизации и направления сил воздушных потоков, которые выходят с днища транспортного средства. Благодаря сниженному аэродинамическому сопротивлению автомобиль становится более управляемым и «послушным» на дороге. По своему принципу действия он напоминает спойлер, монтируемый на крышке багажника.
Обе детали обеспечивают равномерное и динамичное движение колес без пробуксовки и потери сцепления с дорогой. У диффузора в распоряжении есть 4 ребра, которые направляют воздушный поток в нужном направлении. Вследствие снижения аэродинамического сопротивления двигатель практически не теряет мощность, а сэкономленные лошадиные силы направляются на разгон автомобиля. Таким образом, диффузор – это деталь, которая увеличивает динамику машины и позволяет ей быстрее проходить повороты.
Впервые подобные элементы обвеса стали укомплектовываться на гоночные болиды "Формулы 1" в 80-х годах прошлого века. После этого диффузор заднего бампера начал широко применятся на раллийных авто. Сейчас данный элемент пользуется высоким спросом у любителей дрифта.
Однако тот диффузор, который устанавливался на болиды "Формулы 1", существенно отличается от тех, которые сейчас монтируются на обычных автомобилях. В частности, это касается дрифтовых машин. Поскольку такие автомобили вынуждены постоянно тормозить, возрастает нагрузка на тормозные колодки. Чтобы последние не сгорели и не прилипли к диску, автолюбители устанавливают обвес с особым сечением, которое позволяет воздуху проникать к колодкам и тем самым охлаждать их. Также широкой популярностью пользуется и диффузор радиатора, который в последнее время стал популярен на автомобилях БМВ.
В свою очередь детали, которые устанавливаются на болидах "Формулы 1", отличаются от «дрифтовых» аналогов. По своей конструкции они не только обеспечивают направление воздушных потоков, но и уменьшают подъемную силу задней части авто. Благодаря этому обвес уменьшает аэродинамическое сопротивление, тем самым создавая «граунд-эффект».
Что примечательно, данная деталь в силу своих преимуществ вовсе не имеет недостатков. Основными плюсами данного устройства являются:
Также стоит отметить, что диффузор - это еще и увеличение прижимной силы автомобиля. Машина становится более устойчивой при движении.
Из чего состоит данный обвес?
Есть всего лишь один материал, из которого изготовляют диффузор. Это карбон – наиболее востребованный в авто тюнинге материал. Он легкий и в то же время прочный, поэтому его установка абсолютно не увеличивает снаряженную массу автомобиля. Кроме этого, карбоновый диффузор имеет спортивный вид, поэтому такая машина будет не только управляемой и маневренной, но и привлекательной.
fb.ru
Диффузор газотурбинного двигателя содержит две кольцевые перегородки, проходящие внутри друг друга и соединенные между собой, по существу, радиальными лопатками. Нижний по потоку периферийный край по меньшей мере одной из перегородок содержит выемки, равномерно распределенные вокруг продольной оси диффузора. Другим объектом настоящего изобретения является газотурбинный двигатель, в частности реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель воздушного судна, содержит описанный выше кольцевой диффузор и кольцевую камеру сгорания, расположенную ниже по потоку диффузора и внутри наружного корпуса газотурбинного двигателя. В камеру сгорания подается топливо инжекторами, расположенными между диффузором и камерой и проходящими, по существу, радиально во внутреннее пространство от наружного корпуса. Выемки нижнего по потоку периферийного края указанной или каждой перегородки диффузора выровнены в осевом направлении с инжекторами так, что обеспечивается сдвиг вверх по потоку каждого инжектора в выемке указанной или каждой перегородки для снятия этого инжектора. Изобретение позволяет уменьшить осевой размер газотурбинного двигателя и снизить его массу. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение относится к диффузору газотурбинного двигателя и к газотурбинному двигателю, такому как реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель для воздушного судна, содержащему диффузор, расположенный по потоку выше кольцевой камеры сгорания, при этом диффузор и камера сгорания окружены по существу цилиндрическим наружным корпусом.
Диффузор газотурбинного двигателя может иметь по существу цилиндрическую форму или изогнутую L-образную форму, содержащую переднюю по потоку радиальную часть, соединенную на ее наружной периферии с задней по потоку цилиндрической частью, в соответствии с чем последняя ступень компрессора, расположенная по потоку перед диффузором, является осевой ступенью или центробежной ступенью. В обоих случаях диффузор содержит две по существу параллельные кольцевые перегородки, которые входят внутрь друг друга и которые соединены между собой по существу радиальными лопатками. Воздух, который выходит из диффузора, нагнетается в кольцевую полость, ограниченную наружным корпусом, с целью обеспечения подачи воздуха в камеру сгорания.
Камера сгорания содержит две коаксиальные стенки, соответственно, внутреннюю и наружную, которые соединены между собой на своих передних по потоку концах с помощью по меньшей мере радиальной базовой кольцевой стенки камеры. Эта базовая стенка камеры содержит отверстия для установки систем впрыска смеси воздуха и топлива внутрь камеры. Топливо подается с помощью инжекторов, равномерно распределенных вокруг продольной оси камеры и проходящих по существу радиально во внутреннее пространство от наружного корпуса. Каждый инжектор имеет по существу L-образную форму и содержит передний по потоку радиальный канал, который фиксирован на своем радиально наружном конце на наружном корпусе и который соединен на своем радиально внутреннем конце с головкой или носовой частью, проходящей по существу в осевом направлении вниз по потоку, при этом головка включена в систему для впрыска смеси воздуха и топлива.
Согласно уровню техники, нижние по потоку периферийные края перегородок диффузора расположены на относительно значительном расстоянии в осевом направлении от радиальных каналов инжекторов топлива. Во время операции снятия инжектора с узла двигателя, это расстояние или осевой зазор действительно требуется для перемещения с осевым сдвигом этого инжектора выше по потоку с целью отсоединения его осевой головки от соответствующей системы впрыска. Инжекторы снимаются, в частности, для удаления отложений сажи и кокса с головок инжекторов, которые могут мешать подаче топлива в камеру. Однако, указанный выше осевой зазор, который не оказывает влияния на подачу воздуха в камеру сгорания, приводит к увеличению длины или осевого размера газотурбинного двигателя и тем самым к увеличению массы газотурбинного двигателя, что всегда нежелательно в авиационной промышленности.
Задачей изобретения является, в частности, создание простого, эффективного и экономичного решения этих проблем.
Для этого предлагается диффузор газотурбинного двигателя, содержащий две кольцевые перегородки, проходящие внутри друг друга и соединенные между собой по существу радиальными лопатками, который характеризуется тем, что нижний по потоку периферийный край по меньшей мере одной из перегородок содержит выемки, равномерно распределенные вокруг продольной оси диффузора.
Диффузор предпочтительно соединен с выпрямителем с образованием диффузорно-выпрямительного блока, при этом перегородки этого блока имеет по существу L-образное поперечное сечение.
Диффузор предпочтительно является диффузором осевого типа, при этом его перегородки по существу цилиндрические и параллельны друг другу.
Кроме того, в изобретении предлагается газотурбинный двигатель, такой как реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель воздушного судна, который характеризуется тем, что содержит кольцевой диффузор, указанный выше, и кольцевую камеру сгорания, расположенную по потоку ниже диффузора и внутри наружного корпуса газотурбинного двигателя, при этом в камеру сгорания подается топливо инжекторами, расположенными между диффузором и камерой и проходящими по существу радиально во внутреннее пространство от наружной корпуса, причем выемки нижнего по потоку периферийного края каждой перегородки диффузора выровнены в осевом направлении с инжекторами так, что обеспечивается сдвиг вверх по потоку каждого инжектора в выемке перегородки или каждой перегородки для снятия этого инжектора.
Согласно изобретению, выемки перегородок диффузора обеспечивают возможность отодвигания назад инжекторов, которое достаточно для отсоединения их от системы впрыска и снятия. Таким образом, диффузор может быть приближен в осевом направлении к инжекторам топлива так, чтобы уменьшить и даже устранить осевой зазор между нижними по потоку периферийными краями перегородок диффузора и радиальными каналами инжекторов. В этом случае значительно уменьшается длина газотурбинного двигателя.
Диффузор, согласно изобретению, может быть осевым диффузором или частью диффузорно-выпрямительного блока.
Предпочтительно, две перегородки диффузора включают в себя на своих нижних по потоку периферийных краях выемки, которые выровнены в радиальном направлении парами от одной перегородки к другой, и которые выровнены в осевом направлении с инжекторами топлива.
Выемки имеют, например, по существу U-образную или C-образную форму, раскрыв которой направлен вниз по потоку. Указанная или каждая перегородка диффузора может содержать от 16 до 20 выемок, равномерно распределенных вокруг продольной оси диффузора, в соответствии с числом инжекторов камеры сгорания.
Выемки предпочтительно имеют ширину в окружном направлении, которая по существу равна или больше наружного диаметра инжекторов.
Выемки предпочтительно имеют длину в осевом направлении, равную или большую длины, необходимой для отсоединения инжекторов.
Эти выемки могут иметь длину в осевом направлении и ширину в окружном направлении величиной примерно 10 мм. Размеры выемок определяются, в частности, в соответствии с размерами инжекторов, так что выемки могут принимать эти инжекторы, когда они находятся в отведенном назад положении, в котором они отсоединяются от систем впрыска. Поэтому длина выемок определяется расстоянием, необходимым для отсоединения головок инжекторов от систем впрыска, а их ширина определяется наружным диаметром или поперечным сечением радиальных каналов инжекторов.
Упомянутая или каждая перегородка диффузора предпочтительно содержит количество выемок, равное количеству инжекторов, при этом эти выемки равномерно распределены вокруг продольной оси диффузора.
Предпочтительно, выемки выполнены на нижней по потоку концевой части указанной или каждой перегородки диффузора, которая проходит ниже по потоку лопаток, так, чтобы не нарушать поток воздуха на выходе диффузора. Нижняя по потоку концевая часть указанной или каждой перегородки может быть усилена по меньшей мере одним утолщением или элементом жесткости для ограничения вибраций этой концевой части во время работы. Нижний по потоку периферийный край перегородки или каждой перегородки может быть дополнительно краем опущенного типа и соединен по существу с радиальным кольцевым краем с помощью кольцевой соединительной зоны, имеющей округленный профиль поперечного сечения.
Для лучшего понимания изобретения и пояснения других деталей, характеристик и преимуществ данного изобретения ниже приводится подробное описание не имеющего ограничительного характера примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
Фиг.1 - осевой разрез половины диффузорно-выпрямительного блока и камеры сгорания газотурбинного двигателя, согласно уровню техники;
Фиг.2 - газотурбинный двигатель, согласно изобретению, на виде, согласно фиг.1;
Фиг.3 - газотурбинный двигатель, согласно фиг.2, в перспективе снизу по потоку и сбоку;
Фиг.4 - топливный инжектор и диффузорно-выпрямительный блок, показанные на фиг.3, на виде сверху;
Фиг.5 - частичный осевой разрез диффузорно-выпрямительного блока газотурбинного двигателя, согласно одному альтернативному варианту осуществления изобретения;
Фиг.6 - частичный осевой разрез диффузорно-выпрямительного блока газотурбинного двигателя, согласно другому альтернативному варианту осуществления изобретения;
Фиг.7 - осевой разрез половины осевого диффузора, согласно изобретению, и камеры сгорания газотурбинного двигателя.
На фиг.1 показана часть газотурбинного двигателя, такого как реактивного двигателя или турбовинтового двигателя воздушного судна, содержащего сверху внизу по потоку в направлении протекания газов внутри газотурбинного двигателя центробежную ступень компрессора (не показан) и L-образный диффузорно-выпрямительный блок 10 и камеру 12 сгорания.
Диффузорно-выпрямительный блок 10 содержит по существу радиальную верхнюю по потоку кольцевую часть 14, образующую диффузор, соединенный на своей наружной периферии по существу с цилиндрической или сужающейся вниз по потоку кольцевой частью 16, образующей выпрямитель. Блок 10 образует L-образный кольцевой канал, вход которого выровнен в радиальном направлении с выходом центробежной ступени компрессора, и выход которого направлен вниз по потоку. Воздух, который выходит из выпрямителя 16, проникает в кольцевую полость, ограниченную по существу цилиндрическим наружным корпусом 38, в котором расположена камера 12 сгорания, с целью обеспечения подачи топлива в эту камеру хорошо известным из уровня техники образом.
Блок 10 содержит две кольцевые перегородки 18, 20 с L-образным поперечным сечением, которые параллельны друг другу и которые соединены между собой по существу радиальными лопатками. Каждая перегородка 18, 20 содержит верхнюю по потоку радиальную часть, соединенную на ее наружной периферии с по существу цилиндрической или сужающейся вниз по потоку частью. Радиальные стенки перегородок 18, 20 соединены между собой лопатками (не показаны), и их цилиндрические стенки соединены лопатками 26.
В показанном примере лопатки 26 проходят лишь по части осевого размера цилиндрических частей перегородок 18, 20, и концевые части этих перегородок, которые проходят вниз по потоку от лопаток 26, параллельны друг другу.
Камера 12 сгорания имеет по существу кольцевую форму и содержит две коаксиальные стенки 28, 30, проходящие внутри друг друга и соединенные на своих верхних по потоку концах базовой кольцевой стенкой 32 камеры.
Наружная стенка 28 камеры соединена на своем нижнем по потоку конце с радиально наружным фланцем 34 для крепления на кольцевом фланце 36 наружного корпуса 38.
Внутренняя стенка 30 камеры соединена на своем нижнем по потоку конце с радиально внутренним фланцем 40 для крепления на кольцевом фланце 42, предусмотренном на нижнем по потоку конце нижней по потоку кольцевой пластины 44 для опоры диффузорно-выпрямительного блока 10. Верхний по потоку конец пластины 44 соединен с радиально внутренним концом перегородки 20 блока 10.
Базовая стенка 32 камеры содержит отверстия для установки систем 46 для впрыска смеси воздуха и топлива внутрь камеры, при этом воздух приходит из блока 10, и топливо подается инжекторами 48, закрепленными на наружном корпусе 38 и равномерно распределенными по окружности вокруг продольной оси камеры.
Каждый инжектор 48 содержит радиальный канал 50, который проходит в радиальном направлении внутрь от своего радиально наружного конца, закрепленного на наружном корпусе 38. Радиально внутренний конец радиального канала 48 соединен с носовой частью или распыляющей топливо головкой 52, которая проходит в осевом направлении вниз по потоку и находится в зацеплении с устройством для центрирования системы 46 впрыска.
Согласно уровню техники, когда распылительная головка 52 инжектора входит на осевое расстояние 54 в устройство для центрирования системы 46 впрыска, то нижние по потоку периферийные края перегородок 18, 20 блока 10 должны быть отделены от радиальных каналов 50 инжекторов осевым зазором 56 по меньшей мере равным этому осевому расстоянию 54. Этот осевой зазор 56 действительно требуется для обеспечения возможности перемещения с осевым сдвигом вверх по потоку инжектора с целью отсоединения его от системы 46 впрыска. Эта операция снятия выполняется регулярно на узле двигателя для очистки головок 52 инжекторов и предотвращения скапливания сажи и кокса на этих головках, которые препятствуют подаче топлива в камеру 12, или же для другого технического обслуживания.
Изобретение обеспечивает возможность уменьшения и даже исключения этого осевого зазора за счет выемок или вырезов, выполненных в нижнем по потоку периферийном крае по меньшей мере одной из перегородок 18, 20 блока 10 напротив инжекторов, при этом эти выемки предназначены для приема инжекторов 48 во время их снятия и их отсоединения от систем 46 впрыска.
В показанном в качестве примера варианте осуществления, показанном на фиг.2-4, на которых элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 100 каждая перегородка 118, 120 блока 110 заканчивается в непосредственной близости от инжекторов 148 и содержит количество выемок 160, равное количеству инжекторов 148 топлива газотурбинного двигателя. Каждая перегородка содержит, например, от 16 до 20 выемок, равномерно распределенных вокруг продольной оси газотурбинного двигателя. Выемки 160 внутренней перегородки 120 выровнены в радиальном направлении с выемками 160 наружной перегородки 118 и выровнены в осевом направлении с радиальными каналами 150 инжекторов 148.
Выемки 160 имеют U-образную или С-образную форму, раскрыв которой направлен вниз по потоку. Дно каждой выемки имеет по существу скругленную форму с внутренним диаметром больше наружного диаметра радиального канала 150 инжектора, так что по меньшей мере одна часть канала 150 инжектора может быть размещена в этой выемке. Выемки имеют, например, длину 162 или осевой размер с величиной примерно 10 мм и ширину 164 или размер в окружном направлении с величиной примерно 10 мм.
В показанном примере, выемки 160 имеют форму для приема канала 150 инжекторов полностью во время их отсоединения от систем 146 впрыска и их перемещения с осевым сдвигом вверх по потоку. В качестве альтернативного решения, выемки могут иметь подходящую форму и размеры, предназначенные для размещения лишь части радиальных каналов 150 инжекторов.
Выемки 160 проходят в осевом направлении по большей части осевого размера нижних по потоку концов перегородок 118, 120 по потоку ниже лопаток 126, при этом верхние по потоку концы выемок 160 расположены на расстоянии от задних краев лопаток 126 блока 110.
Предпочтительно, выемки 160 не образованы между радиальными лопатками 126 и поэтому не нарушают или нарушают очень незначительно поток воздуха в диффузорно-выпрямительном блоке. Поэтому подача воздуха в камеру сгорания не нарушается за счет выемок в перегородках 118, 120 блока.
В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.5, на которой элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 100 и апострофа, наружная перегородка 118' блока содержит на своем нижнем по потоку конце скругленный кольцевой край, который проходит вниз по потоку по существу радиально наружу. Внутренняя перегородка 120' блока содержит на своем нижнем по потоку конце скругленный кольцевой край, который проходит вниз по потоку по существу радиально внутрь. Нижние по потоку края 118', 120' обеспечивают возможность увеличения жесткости нижнего по потоку конца блока и ограничения деформаций изгиба и вибраций во время работы нижних по потоку концевых частей этих перегородок, чему способствует наличие выемок 160.
В другом альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.6, на которой элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 200, толщина внутренней перегородки 220 блока 120 увеличена для повышения жесткости этой перегородки. Жесткость наружной перегородки 218 может быть также увеличена аналогичным образом.
В другом, не показанном варианте осуществления внутренняя и наружная перегородки могут быть сделаны более жесткими или усилены с использованием элементов жесткости, которые либо выполнены с помощью машинной обработки непосредственно на перегородках, либо добавлены и закреплены с помощью пайки жестким припоем или сварки на этих перегородках.
Выемки 360 для снятия инжекторов 348 могут быть выполнены по меньшей мере на одном из нижних по потоку периферийных краях перегородок 318, 320 осевого диффузора 310 (см. фиг.7, на которой элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 300), при этом этот осевой диффузор расположен по потоку ниже компрессора с осевым выходом (не показан). Осевой диффузор 310 содержит две по существу цилиндрические перегородки 318, 320, которые проходят параллельно внутри друг друга и которые соединены между собой с помощью по существу радиальных лопаток 326. Выемки 360 в показанном примере образованы на нижнем по потоку периферийном крае 318 диффузора по потоку ниже лопаток 326 этого диффузора. Поэтому эти выемки 360 не нарушают или нарушают очень незначительно поток воздуха в осевом диффузоре. Выемки 360 выровнены в осевом направлении с радиальными каналами 350 инжекторов 348 и являются такими же выемками, что и выемки, описание со ссылкой на фиг.2-6.
1. Диффузор газотурбинного двигателя, содержащий две кольцевые перегородки (118, 120), проходящие внутри друг друга и соединенные между собой по существу радиальными лопатками (126), отличающийся тем, что нижний по потоку периферийный край по меньшей мере одной из перегородок содержит выемки (160), равномерно распределенные вокруг продольной оси диффузора.
2. Диффузор по п.1, отличающийся тем, что он соединен с выпрямителем с образованием диффузорно-выпрямительного блока, при этом перегородки (118, 120) этого блока имеют по существу L-образное поперечное сечение.
3. Диффузор по п.1, отличающийся чем, что он является диффузором осевого типа, при этом его перегородки (118, 120) по существу цилиндрические и параллельны друг другу.
4. Газотурбинный двигатель, в частности реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель воздушного судна, отличающийся тем, что он содержит кольцевой диффузор по п.1, и кольцевую камеру (112) сгорания, расположенную ниже по потоку диффузора и внутри наружного корпуса (138) газотурбинного двигателя, при этом в камеру сгорания подаётся топливо инжекторами (148), расположенными между диффузором и камерой и проходящими по существу радиально во внутреннее пространство от наружного корпуса, причем выемки (160) нижнего по потоку периферийного края указанной или каждой перегородки диффузора выровнены в осевом направлении с инжекторами так, что обеспечивается сдвиг вверх по потоку каждого инжектора в выемке указанной или каждой перегородки для снятия этого инжектора.
5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что две перегородки диффузора (116) включают в себя на своих нижних по потоку периферийных краях выемки (160), которые выровнены в радиальном направлении парами от одной перегородки к другой и которые выровнены в осевом направлении с инжекторами (148) топлива.
6. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) имеют по существу U-образную или C-образную форму, раскрыв которой направлен вниз по потоку.
7. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) имеют ширину в окружном направлении, которая по существу равна или больше наружного диаметра инжекторов (148).
8. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) имеют длину (162) в осевом направлении, равную или большую длины, необходимой для отсоединения инжекторов (148).
9. Двигатель по п.7, отличающийся тем, что выемки (160) имеют длину и/или ширину величиной примерно 10 мм.
10. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что указанная или каждая перегородка (118, 120) диффузора содержит количество выемок, равное количеству инжекторов (148), при этом эти выемки равномерно распределены вокруг продольной оси диффузора.
11. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) выполнены на нижней по потоку концевой части указанной или каждой перегородки, которая проходит ниже по потоку лопаток (126) диффузора.
12. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что нижняя по потоку концевая часть указанной или каждой перегородки (118, 120) усилена по меньшей мере одним утолщением или элементом жесткости.
13. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что нижний по потоку периферийный край указанной или каждой перегородки (118, 120) соединен с по существу радиальным кольцевым краем кольцевой соединительной зоной, имеющей скругленную форму профиля поперечного сечения.
14. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что диффузор является осевым диффузором или частью диффузорно-выпрямительного блока.
www.freepatent.ru
Диффузор газотурбинного двигателя содержит две кольцевые перегородки, проходящие внутри друг друга и соединенные между собой, по существу, радиальными лопатками. Нижний по потоку периферийный край по меньшей мере одной из перегородок содержит выемки, равномерно распределенные вокруг продольной оси диффузора. Другим объектом настоящего изобретения является газотурбинный двигатель, в частности реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель воздушного судна, содержит описанный выше кольцевой диффузор и кольцевую камеру сгорания, расположенную ниже по потоку диффузора и внутри наружного корпуса газотурбинного двигателя. В камеру сгорания подается топливо инжекторами, расположенными между диффузором и камерой и проходящими, по существу, радиально во внутреннее пространство от наружного корпуса. Выемки нижнего по потоку периферийного края указанной или каждой перегородки диффузора выровнены в осевом направлении с инжекторами так, что обеспечивается сдвиг вверх по потоку каждого инжектора в выемке указанной или каждой перегородки для снятия этого инжектора. Изобретение позволяет уменьшить осевой размер газотурбинного двигателя и снизить его массу. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение относится к диффузору газотурбинного двигателя и к газотурбинному двигателю, такому как реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель для воздушного судна, содержащему диффузор, расположенный по потоку выше кольцевой камеры сгорания, при этом диффузор и камера сгорания окружены по существу цилиндрическим наружным корпусом.
Диффузор газотурбинного двигателя может иметь по существу цилиндрическую форму или изогнутую L-образную форму, содержащую переднюю по потоку радиальную часть, соединенную на ее наружной периферии с задней по потоку цилиндрической частью, в соответствии с чем последняя ступень компрессора, расположенная по потоку перед диффузором, является осевой ступенью или центробежной ступенью. В обоих случаях диффузор содержит две по существу параллельные кольцевые перегородки, которые входят внутрь друг друга и которые соединены между собой по существу радиальными лопатками. Воздух, который выходит из диффузора, нагнетается в кольцевую полость, ограниченную наружным корпусом, с целью обеспечения подачи воздуха в камеру сгорания.
Камера сгорания содержит две коаксиальные стенки, соответственно, внутреннюю и наружную, которые соединены между собой на своих передних по потоку концах с помощью по меньшей мере радиальной базовой кольцевой стенки камеры. Эта базовая стенка камеры содержит отверстия для установки систем впрыска смеси воздуха и топлива внутрь камеры. Топливо подается с помощью инжекторов, равномерно распределенных вокруг продольной оси камеры и проходящих по существу радиально во внутреннее пространство от наружного корпуса. Каждый инжектор имеет по существу L-образную форму и содержит передний по потоку радиальный канал, который фиксирован на своем радиально наружном конце на наружном корпусе и который соединен на своем радиально внутреннем конце с головкой или носовой частью, проходящей по существу в осевом направлении вниз по потоку, при этом головка включена в систему для впрыска смеси воздуха и топлива.
Согласно уровню техники, нижние по потоку периферийные края перегородок диффузора расположены на относительно значительном расстоянии в осевом направлении от радиальных каналов инжекторов топлива. Во время операции снятия инжектора с узла двигателя, это расстояние или осевой зазор действительно требуется для перемещения с осевым сдвигом этого инжектора выше по потоку с целью отсоединения его осевой головки от соответствующей системы впрыска. Инжекторы снимаются, в частности, для удаления отложений сажи и кокса с головок инжекторов, которые могут мешать подаче топлива в камеру. Однако, указанный выше осевой зазор, который не оказывает влияния на подачу воздуха в камеру сгорания, приводит к увеличению длины или осевого размера газотурбинного двигателя и тем самым к увеличению массы газотурбинного двигателя, что всегда нежелательно в авиационной промышленности.
Задачей изобретения является, в частности, создание простого, эффективного и экономичного решения этих проблем.
Для этого предлагается диффузор газотурбинного двигателя, содержащий две кольцевые перегородки, проходящие внутри друг друга и соединенные между собой по существу радиальными лопатками, который характеризуется тем, что нижний по потоку периферийный край по меньшей мере одной из перегородок содержит выемки, равномерно распределенные вокруг продольной оси диффузора.
Диффузор предпочтительно соединен с выпрямителем с образованием диффузорно-выпрямительного блока, при этом перегородки этого блока имеет по существу L-образное поперечное сечение.
Диффузор предпочтительно является диффузором осевого типа, при этом его перегородки по существу цилиндрические и параллельны друг другу.
Кроме того, в изобретении предлагается газотурбинный двигатель, такой как реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель воздушного судна, который характеризуется тем, что содержит кольцевой диффузор, указанный выше, и кольцевую камеру сгорания, расположенную по потоку ниже диффузора и внутри наружного корпуса газотурбинного двигателя, при этом в камеру сгорания подается топливо инжекторами, расположенными между диффузором и камерой и проходящими по существу радиально во внутреннее пространство от наружной корпуса, причем выемки нижнего по потоку периферийного края каждой перегородки диффузора выровнены в осевом направлении с инжекторами так, что обеспечивается сдвиг вверх по потоку каждого инжектора в выемке перегородки или каждой перегородки для снятия этого инжектора.
Согласно изобретению, выемки перегородок диффузора обеспечивают возможность отодвигания назад инжекторов, которое достаточно для отсоединения их от системы впрыска и снятия. Таким образом, диффузор может быть приближен в осевом направлении к инжекторам топлива так, чтобы уменьшить и даже устранить осевой зазор между нижними по потоку периферийными краями перегородок диффузора и радиальными каналами инжекторов. В этом случае значительно уменьшается длина газотурбинного двигателя.
Диффузор, согласно изобретению, может быть осевым диффузором или частью диффузорно-выпрямительного блока.
Предпочтительно, две перегородки диффузора включают в себя на своих нижних по потоку периферийных краях выемки, которые выровнены в радиальном направлении парами от одной перегородки к другой, и которые выровнены в осевом направлении с инжекторами топлива.
Выемки имеют, например, по существу U-образную или C-образную форму, раскрыв которой направлен вниз по потоку. Указанная или каждая перегородка диффузора может содержать от 16 до 20 выемок, равномерно распределенных вокруг продольной оси диффузора, в соответствии с числом инжекторов камеры сгорания.
Выемки предпочтительно имеют ширину в окружном направлении, которая по существу равна или больше наружного диаметра инжекторов.
Выемки предпочтительно имеют длину в осевом направлении, равную или большую длины, необходимой для отсоединения инжекторов.
Эти выемки могут иметь длину в осевом направлении и ширину в окружном направлении величиной примерно 10 мм. Размеры выемок определяются, в частности, в соответствии с размерами инжекторов, так что выемки могут принимать эти инжекторы, когда они находятся в отведенном назад положении, в котором они отсоединяются от систем впрыска. Поэтому длина выемок определяется расстоянием, необходимым для отсоединения головок инжекторов от систем впрыска, а их ширина определяется наружным диаметром или поперечным сечением радиальных каналов инжекторов.
Упомянутая или каждая перегородка диффузора предпочтительно содержит количество выемок, равное количеству инжекторов, при этом эти выемки равномерно распределены вокруг продольной оси диффузора.
Предпочтительно, выемки выполнены на нижней по потоку концевой части указанной или каждой перегородки диффузора, которая проходит ниже по потоку лопаток, так, чтобы не нарушать поток воздуха на выходе диффузора. Нижняя по потоку концевая часть указанной или каждой перегородки может быть усилена по меньшей мере одним утолщением или элементом жесткости для ограничения вибраций этой концевой части во время работы. Нижний по потоку периферийный край перегородки или каждой перегородки может быть дополнительно краем опущенного типа и соединен по существу с радиальным кольцевым краем с помощью кольцевой соединительной зоны, имеющей округленный профиль поперечного сечения.
Для лучшего понимания изобретения и пояснения других деталей, характеристик и преимуществ данного изобретения ниже приводится подробное описание не имеющего ограничительного характера примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
Фиг.1 - осевой разрез половины диффузорно-выпрямительного блока и камеры сгорания газотурбинного двигателя, согласно уровню техники;
Фиг.2 - газотурбинный двигатель, согласно изобретению, на виде, согласно фиг.1;
Фиг.3 - газотурбинный двигатель, согласно фиг.2, в перспективе снизу по потоку и сбоку;
Фиг.4 - топливный инжектор и диффузорно-выпрямительный блок, показанные на фиг.3, на виде сверху;
Фиг.5 - частичный осевой разрез диффузорно-выпрямительного блока газотурбинного двигателя, согласно одному альтернативному варианту осуществления изобретения;
Фиг.6 - частичный осевой разрез диффузорно-выпрямительного блока газотурбинного двигателя, согласно другому альтернативному варианту осуществления изобретения;
Фиг.7 - осевой разрез половины осевого диффузора, согласно изобретению, и камеры сгорания газотурбинного двигателя.
На фиг.1 показана часть газотурбинного двигателя, такого как реактивного двигателя или турбовинтового двигателя воздушного судна, содержащего сверху внизу по потоку в направлении протекания газов внутри газотурбинного двигателя центробежную ступень компрессора (не показан) и L-образный диффузорно-выпрямительный блок 10 и камеру 12 сгорания.
Диффузорно-выпрямительный блок 10 содержит по существу радиальную верхнюю по потоку кольцевую часть 14, образующую диффузор, соединенный на своей наружной периферии по существу с цилиндрической или сужающейся вниз по потоку кольцевой частью 16, образующей выпрямитель. Блок 10 образует L-образный кольцевой канал, вход которого выровнен в радиальном направлении с выходом центробежной ступени компрессора, и выход которого направлен вниз по потоку. Воздух, который выходит из выпрямителя 16, проникает в кольцевую полость, ограниченную по существу цилиндрическим наружным корпусом 38, в котором расположена камера 12 сгорания, с целью обеспечения подачи топлива в эту камеру хорошо известным из уровня техники образом.
Блок 10 содержит две кольцевые перегородки 18, 20 с L-образным поперечным сечением, которые параллельны друг другу и которые соединены между собой по существу радиальными лопатками. Каждая перегородка 18, 20 содержит верхнюю по потоку радиальную часть, соединенную на ее наружной периферии с по существу цилиндрической или сужающейся вниз по потоку частью. Радиальные стенки перегородок 18, 20 соединены между собой лопатками (не показаны), и их цилиндрические стенки соединены лопатками 26.
В показанном примере лопатки 26 проходят лишь по части осевого размера цилиндрических частей перегородок 18, 20, и концевые части этих перегородок, которые проходят вниз по потоку от лопаток 26, параллельны друг другу.
Камера 12 сгорания имеет по существу кольцевую форму и содержит две коаксиальные стенки 28, 30, проходящие внутри друг друга и соединенные на своих верхних по потоку концах базовой кольцевой стенкой 32 камеры.
Наружная стенка 28 камеры соединена на своем нижнем по потоку конце с радиально наружным фланцем 34 для крепления на кольцевом фланце 36 наружного корпуса 38.
Внутренняя стенка 30 камеры соединена на своем нижнем по потоку конце с радиально внутренним фланцем 40 для крепления на кольцевом фланце 42, предусмотренном на нижнем по потоку конце нижней по потоку кольцевой пластины 44 для опоры диффузорно-выпрямительного блока 10. Верхний по потоку конец пластины 44 соединен с радиально внутренним концом перегородки 20 блока 10.
Базовая стенка 32 камеры содержит отверстия для установки систем 46 для впрыска смеси воздуха и топлива внутрь камеры, при этом воздух приходит из блока 10, и топливо подается инжекторами 48, закрепленными на наружном корпусе 38 и равномерно распределенными по окружности вокруг продольной оси камеры.
Каждый инжектор 48 содержит радиальный канал 50, который проходит в радиальном направлении внутрь от своего радиально наружного конца, закрепленного на наружном корпусе 38. Радиально внутренний конец радиального канала 48 соединен с носовой частью или распыляющей топливо головкой 52, которая проходит в осевом направлении вниз по потоку и находится в зацеплении с устройством для центрирования системы 46 впрыска.
Согласно уровню техники, когда распылительная головка 52 инжектора входит на осевое расстояние 54 в устройство для центрирования системы 46 впрыска, то нижние по потоку периферийные края перегородок 18, 20 блока 10 должны быть отделены от радиальных каналов 50 инжекторов осевым зазором 56 по меньшей мере равным этому осевому расстоянию 54. Этот осевой зазор 56 действительно требуется для обеспечения возможности перемещения с осевым сдвигом вверх по потоку инжектора с целью отсоединения его от системы 46 впрыска. Эта операция снятия выполняется регулярно на узле двигателя для очистки головок 52 инжекторов и предотвращения скапливания сажи и кокса на этих головках, которые препятствуют подаче топлива в камеру 12, или же для другого технического обслуживания.
Изобретение обеспечивает возможность уменьшения и даже исключения этого осевого зазора за счет выемок или вырезов, выполненных в нижнем по потоку периферийном крае по меньшей мере одной из перегородок 18, 20 блока 10 напротив инжекторов, при этом эти выемки предназначены для приема инжекторов 48 во время их снятия и их отсоединения от систем 46 впрыска.
В показанном в качестве примера варианте осуществления, показанном на фиг.2-4, на которых элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 100 каждая перегородка 118, 120 блока 110 заканчивается в непосредственной близости от инжекторов 148 и содержит количество выемок 160, равное количеству инжекторов 148 топлива газотурбинного двигателя. Каждая перегородка содержит, например, от 16 до 20 выемок, равномерно распределенных вокруг продольной оси газотурбинного двигателя. Выемки 160 внутренней перегородки 120 выровнены в радиальном направлении с выемками 160 наружной перегородки 118 и выровнены в осевом направлении с радиальными каналами 150 инжекторов 148.
Выемки 160 имеют U-образную или С-образную форму, раскрыв которой направлен вниз по потоку. Дно каждой выемки имеет по существу скругленную форму с внутренним диаметром больше наружного диаметра радиального канала 150 инжектора, так что по меньшей мере одна часть канала 150 инжектора может быть размещена в этой выемке. Выемки имеют, например, длину 162 или осевой размер с величиной примерно 10 мм и ширину 164 или размер в окружном направлении с величиной примерно 10 мм.
В показанном примере, выемки 160 имеют форму для приема канала 150 инжекторов полностью во время их отсоединения от систем 146 впрыска и их перемещения с осевым сдвигом вверх по потоку. В качестве альтернативного решения, выемки могут иметь подходящую форму и размеры, предназначенные для размещения лишь части радиальных каналов 150 инжекторов.
Выемки 160 проходят в осевом направлении по большей части осевого размера нижних по потоку концов перегородок 118, 120 по потоку ниже лопаток 126, при этом верхние по потоку концы выемок 160 расположены на расстоянии от задних краев лопаток 126 блока 110.
Предпочтительно, выемки 160 не образованы между радиальными лопатками 126 и поэтому не нарушают или нарушают очень незначительно поток воздуха в диффузорно-выпрямительном блоке. Поэтому подача воздуха в камеру сгорания не нарушается за счет выемок в перегородках 118, 120 блока.
В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.5, на которой элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 100 и апострофа, наружная перегородка 118' блока содержит на своем нижнем по потоку конце скругленный кольцевой край, который проходит вниз по потоку по существу радиально наружу. Внутренняя перегородка 120' блока содержит на своем нижнем по потоку конце скругленный кольцевой край, который проходит вниз по потоку по существу радиально внутрь. Нижние по потоку края 118', 120' обеспечивают возможность увеличения жесткости нижнего по потоку конца блока и ограничения деформаций изгиба и вибраций во время работы нижних по потоку концевых частей этих перегородок, чему способствует наличие выемок 160.
В другом альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.6, на которой элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 200, толщина внутренней перегородки 220 блока 120 увеличена для повышения жесткости этой перегородки. Жесткость наружной перегородки 218 может быть также увеличена аналогичным образом.
В другом, не показанном варианте осуществления внутренняя и наружная перегородки могут быть сделаны более жесткими или усилены с использованием элементов жесткости, которые либо выполнены с помощью машинной обработки непосредственно на перегородках, либо добавлены и закреплены с помощью пайки жестким припоем или сварки на этих перегородках.
Выемки 360 для снятия инжекторов 348 могут быть выполнены по меньшей мере на одном из нижних по потоку периферийных краях перегородок 318, 320 осевого диффузора 310 (см. фиг.7, на которой элементы, идентичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, но с добавлением 300), при этом этот осевой диффузор расположен по потоку ниже компрессора с осевым выходом (не показан). Осевой диффузор 310 содержит две по существу цилиндрические перегородки 318, 320, которые проходят параллельно внутри друг друга и которые соединены между собой с помощью по существу радиальных лопаток 326. Выемки 360 в показанном примере образованы на нижнем по потоку периферийном крае 318 диффузора по потоку ниже лопаток 326 этого диффузора. Поэтому эти выемки 360 не нарушают или нарушают очень незначительно поток воздуха в осевом диффузоре. Выемки 360 выровнены в осевом направлении с радиальными каналами 350 инжекторов 348 и являются такими же выемками, что и выемки, описание со ссылкой на фиг.2-6.
1. Диффузор газотурбинного двигателя, содержащий две кольцевые перегородки (118, 120), проходящие внутри друг друга и соединенные между собой по существу радиальными лопатками (126), отличающийся тем, что нижний по потоку периферийный край по меньшей мере одной из перегородок содержит выемки (160), равномерно распределенные вокруг продольной оси диффузора.
2. Диффузор по п.1, отличающийся тем, что он соединен с выпрямителем с образованием диффузорно-выпрямительного блока, при этом перегородки (118, 120) этого блока имеют по существу L-образное поперечное сечение.
3. Диффузор по п.1, отличающийся чем, что он является диффузором осевого типа, при этом его перегородки (118, 120) по существу цилиндрические и параллельны друг другу.
4. Газотурбинный двигатель, в частности реактивный двигатель или турбовинтовой двигатель воздушного судна, отличающийся тем, что он содержит кольцевой диффузор по п.1, и кольцевую камеру (112) сгорания, расположенную ниже по потоку диффузора и внутри наружного корпуса (138) газотурбинного двигателя, при этом в камеру сгорания подаётся топливо инжекторами (148), расположенными между диффузором и камерой и проходящими по существу радиально во внутреннее пространство от наружного корпуса, причем выемки (160) нижнего по потоку периферийного края указанной или каждой перегородки диффузора выровнены в осевом направлении с инжекторами так, что обеспечивается сдвиг вверх по потоку каждого инжектора в выемке указанной или каждой перегородки для снятия этого инжектора.
5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что две перегородки диффузора (116) включают в себя на своих нижних по потоку периферийных краях выемки (160), которые выровнены в радиальном направлении парами от одной перегородки к другой и которые выровнены в осевом направлении с инжекторами (148) топлива.
6. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) имеют по существу U-образную или C-образную форму, раскрыв которой направлен вниз по потоку.
7. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) имеют ширину в окружном направлении, которая по существу равна или больше наружного диаметра инжекторов (148).
8. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) имеют длину (162) в осевом направлении, равную или большую длины, необходимой для отсоединения инжекторов (148).
9. Двигатель по п.7, отличающийся тем, что выемки (160) имеют длину и/или ширину величиной примерно 10 мм.
10. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что указанная или каждая перегородка (118, 120) диффузора содержит количество выемок, равное количеству инжекторов (148), при этом эти выемки равномерно распределены вокруг продольной оси диффузора.
11. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что выемки (160) выполнены на нижней по потоку концевой части указанной или каждой перегородки, которая проходит ниже по потоку лопаток (126) диффузора.
12. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что нижняя по потоку концевая часть указанной или каждой перегородки (118, 120) усилена по меньшей мере одним утолщением или элементом жесткости.
13. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что нижний по потоку периферийный край указанной или каждой перегородки (118, 120) соединен с по существу радиальным кольцевым краем кольцевой соединительной зоной, имеющей скругленную форму профиля поперечного сечения.
14. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что диффузор является осевым диффузором или частью диффузорно-выпрямительного блока.
www.findpatent.ru
Диффузор турбореактивного двигателя расположен между компрессором и камерой сгорания, выполнен независимым от компрессора и прикреплен к внешней оболочке камеры сгорания при помощи только одного элемента подвески. Элемент подвески проходит между внешней оболочкой и внешней продольной стенкой диффузора и образован первой и второй стенками в форме усеченного конуса. Первая стенка в форме усеченного конуса проходит от внешней продольной стенки диффузора по направлению к камере сгорания. Вторая стенка в форме усеченного конуса присоединена к первой стенке в форме усеченного конуса и проходит к компрессору между первой стенкой в форме усеченного конуса и внешней оболочкой камеры сгорания. Другое изобретение группы относится к турбореактивному двигателю, который содержит компрессор, камеру сгорания, указанный выше диффузор и поперечную стенку, установленную между статором компрессора и внешней оболочкой для образования кольцеобразного пространства. Поперечная стенка выступает вниз по потоку вокруг входного участка диффузора, а указанные две стенки в форме усеченного конуса элемента подвески окружают выступающую вниз по потоку часть поперечной стенки. Изобретения позволяют упростить и снизить стоимость крепления диффузора в турбореактивном двигателе. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение касается диффузора для турбореактивного двигателя, а именно диффузора, располагаемого между компрессором и камерой сгорания в турбореактивном двигателе. Изобретение также относится к турбореактивному двигателю, включающему такой диффузор.
До настоящего времени диффузор часто закреплялся внутри внешней оболочки камеры сгорания с помощью тонкой стенки или перегородки в форме усеченного конуса, которая проходит от внешней продольной стенки диффузора к камере сгорания и которая приварена на своем внешнем радиальном конце к внешней оболочке камеры сгорания (см., например, патент США № 6651439).
Недостатком такого конструктивного решения является то, что диффузор, имеющий значительно более короткий эксплуатационный ресурс, чем оболочка камеры сгорания, не может быть отделен от этой оболочки.
Поэтому желательно установить диффузор таким образом, чтобы его можно было извлекать из внешней оболочки камеры сгорания. Чтобы облегчить процесс извлечения диффузора, было бы удобней изначально закреплять его посредством внешнего кольцеобразного фланца, вставленного между кольцеобразными фланцами для соединения вместе внешних оболочек компрессора и внешних оболочек камеры сгорания.
Для этой цели необходимо, чтобы закрепляющая диффузор стенка или перегородка в форме усеченного конуса проходила от диффузора к компрессору. Однако это представляется невозможным из-за ограничений, связанных с требованиями по забору воздуха компрессором, где кольцеобразное пространство, сформированное вокруг статора компрессора, проходит в сторону выхода к зоне входного участка диффузора и ограничивается поперечной стенкой, которая прикреплена к внешней оболочке компрессора, и таким образом, представляет препятствие в данном местоположении для продления закрепляющей диффузор стенки или перегородки в форме усеченного конуса, проходящей от диффузора к компрессору.
Эта проблема могла бы быть решена посредством конструкционных рычагов, присоединенных к внешней продольной стенке диффузора на выходе от лопаток статора, но такое решение потребовало бы, чтобы диффузор выполнялся из двух частей, что усложнило бы его изготовление и увеличило стоимость.
Особенно задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы найти простое, экономичное и недорогое решение проблемы отдельного закрепления диффузора в турбореактивном двигателе.
Для решения этой задачи настоящее изобретение предлагает диффузор турбореактивного двигателя, расположенный между компрессором и камерой сгорания и прикрепленный к внешней оболочке камеры сгорания с помощью средств подвески, проходящих между внешней оболочкой и внешней продольной стенкой диффузора, где средства подвески включают первую стенку в форме усеченного конуса, проходящую от внешней продольной стенки диффузора к камере сгорания, и вторую стенку в форме усеченного конуса, присоединенную к первой стенке в форме усеченного конуса и проходящую к компрессору между первой стенкой в форме усеченного конуса и внешней оболочкой камеры сгорания.
Эти две закрепляющие диффузор стенки в форме усеченного конуса, относящиеся к данному изобретению, служат для того, чтобы охватить идущее в сторону выхода кольцеобразное пространство, окружающее компрессор, и таким образом прикрепить диффузор к внешней оболочке камеры сгорания, не изменяя спецификаций по забору воздуха из компрессора и без использования конструкционных рычагов.
Предпочтительно, чтобы вторая стенка в форме усеченного конуса была прикреплена к внешней оболочке камеры сгорания в месте соединения между внешними оболочками компрессора и камеры сгорания самым простым способом вставки кольцеобразного фланца на вышеупомянутую вторую стенку в форме усеченного конуса между кольцеобразными соединительными фланцами оболочек компрессора и кольцеобразной камеры.
Это также позволяет присоединить первую стенку в форме усеченного конуса, относящуюся к подвесной системе, к стороне входа внешней продольной стенки диффузора, обеспечивая таким образом хорошее выравнивание стороны входа диффузора по отношению к выходной стороне компрессора так, что ступень лопаток статора на входе диффузора будет должным образом расположена и сцентрирована на оси компрессора.
Кроме того, двухконусная форма средств подвески увеличивает гибкость установки диффузора и уменьшает степень напряжения в месте соединения с внешней продольной стенкой диффузора, таким образом увеличивая его эксплуатационный ресурс.
Две данные стенки или перегородки в форме усеченного конуса, относящиеся к средствам подвески, выполнены в качестве единого элемента, причем место соединения между ними включает кольцеобразное ребро, проходящее к камере сгорания. Это кольцеобразное ребро придает жесткость зоне соединения между двумя стенками или перегородками в форме усеченного конуса и распределяет нагрузку в этой зоне. Его толщина предпочтительно превышает толщину перегородок в диапазоне от 1.3 до 1.7 раз, с оптимальной толщиной, превышающей толщину перегородок приблизительно в 1.5 раза.
В своем самом простом воплощении это ребро имеет форму цилиндра, сцентрированного по оси турбореактивного двигателя.
В альтернативном варианте оно может проходить по одной линии с биссектрисой угла, образованного между двумя упомянутыми стенками или перегородками в форме усеченного конуса, относящимися к средствам подвески диффузора.
В целом преимущество диффузора, предложенного в настоящем изобретении, состоит в том, что его легко демонтировать, не нарушая требуемых спецификаций по забору воздуха из компрессора.
В другом аспекте создан турбореактивный двигатель, содержащий компрессор, камеру сгорания и диффузор согласно изобретению, расположенный между компрессором и камерой сгорания, где поперечная стенка установлена между статором компрессора и внешней оболочкой для образования кольцеобразного пространства, причем указанная поперечная стенка выступает вниз по потоку вокруг входного участка диффузора, при этом указанные две стенки в форме усеченного конуса элемента подвески окружают выступающую вниз по потоку часть поперечной стенки.
Другие преимущества и характеристики изобретения станут очевидными при чтении нижеследующего описания, сделанного посредством неограничивающего примера и со ссылкой на сопровождающие чертежи, в которых:
Фиг.1 - схематическое фрагментарное осевое сечение последней ступени компрессора высокого давления и диффузора в турбореактивном двигателе в соответствии с предшествующим уровнем техники; и
фиг.2 - схематическое фрагментарное осевое сечение последней ступени компрессора высокого давления и диффузора в турбореактивном двигателе в соответствии с настоящим изобретением.
На данных чертежах левая сторона представляет собой входной поток, или поток, идущий к передней части турбореактивного двигателя, а правая сторона представляет собой выходящий поток, или поток, идущий к задней части турбореактивного двигателя.
На фиг.1 ссылка 1 обозначает диффузор в соответствии с предшествующим уровнем техники, расположенный между входной стороной компрессора 2 и выходной стороной камеры сгорания 3 в турбореактивном двигателе.
Компрессор 2 представляет собой компрессор высокого давления и включает множество ступеней подвижных лопаток 4, 5, установленных на роторе 6 турбореактивного двигателя с помощью соответствующих средств 7, например, соединения типа «ласточкин хвост», и ступеней, образующих неподвижные сопловые лопатки 8, установленные на статоре 9 турбореактивного двигателя с помощью соответствующих средств. На фиг.1 показаны только две ступени подвижных лопаток 4 и 5 и одна ступень неподвижных лопаток 8, расположенная между двумя ступенями движущихся лопаток 4 и 5.
Кольцеобразное пространство 10 ограничено вокруг статора 9 компрессора 2 посредством внешней оболочки 11 и задней поперечной стенки 12, которая прикреплена посредством внутреннего кольцеобразного фланца 13 к кольцеобразному фланцу 14 статора 9 и внешнего кольцеобразного фланца 15 к кольцеобразному фланцу 16 внешней оболочки 11 компрессора 2.
Камера сгорания 3 ограничена внешней оболочкой 17 и внутренней оболочкой (не показано), причем внешняя оболочка 17 прикреплена на стороне входа к внешней оболочке 11 компрессора 2 посредством кольцеобразного фланца 18, прижатого к внешнему кольцеобразному фланцу 15 поперечной стенки 12 компрессора 1, причем эти три фланца скреплены вместе соответствующими средствами 19 типа гайка-болт.
Из-за ограничений, связанных с требованиями по забору воздуха из компрессора 2, задняя поперечная стенка 12 проходит по стороне выхода вокруг входного участка диффузора 1.
Диффузор 1 имеет неподвижные лопатки 20, расположенные радиально между внешней продольной стенкой 21 и внутренней продольной стенкой 22 так, чтобы направлять воздух, идущий из компрессора 2, к камере сгорания 3.
Диффузор 1 прикреплен к внутренней части внешней оболочки 17 камеры сгорания 3 тонкой стенкой или перегородкой 23 в форме усеченного конуса, которая проходит от внешней продольной стенки 21 диффузора 1 к камере сгорания 3 и которая приварена на своем радиально внешнем конце 24 к внешней оболочке 17 камеры сгорания 3. Стенка или перегородка 23, имеющая форму усеченного конуса, присоединена к внешней продольной стенке 21 диффузора в среднем участке указанной стенки 21. Диффузор 1 также прикреплен посредством внутренней стенки или перегородки 25 в форме усеченного конуса, которая проходит от внутренней продольной стенки 22 диффузора 1 к камере сгорания 3 по направлению к внутренней оболочке (не показано) камеры сгорания. Кроме того, цилиндрическая стенка 26 проходит от внешней продольной стенки 21 диффузора 1 к компрессору 2 и прикрепляется к статору 9 компрессора 2 посредством кольцеобразного фланца 27, прижатого к соединительным фланцам 14 и 13 статора 9, и посредством поперечной стенки 12 компрессора 2 соответственно, где прикрепление обеспечивается подходящими средствами 28 типа гайка-болт.
Вышеупомянутый диффузор предшествующего уровня техники не может быть извлечен отдельно от оболочек камеры сгорания.
Фиг.2 показывает диффузор 29 настоящего изобретения, расположенный между компрессором 2 и камерой сгорания 3 тех же самых типов, что и описанные выше.
Диффузор 29 имеет неподвижные лопатки 30, расположенные радиально между его внешней продольной стенкой 31 и его внутренней продольной стенкой 32 с тем, чтобы направлять выходящий из компрессора 2 воздух к камере сгорания 3.
Диффузор 29 устанавливается внутри внешней оболочки 17 камеры сгорания 3 с помощью средств подвески, включающих первую стенку или перегородку 33 в форме усеченного конуса, проходящую от внешней продольной стенки 31 диффузора 29 к камере сгорания 3, а также вторую стенку или перегородку 34 в форме усеченного конуса, проходящую между первой стенкой 33 в форме усеченного конуса и внешней оболочкой 17 камеры сгорания 3 к компрессору 2 и заканчивающуюся наружно направленным внешним кольцеобразным фланцем 35, зажатым между соединительным фланцем 15 поперечной стенки 12 компрессора 2 и восходящим фланцем 18 внешней оболочки камеры сгорания 3, причем кольцеобразной фланец 16 оболочки компрессора прижимается к кольцеобразному фланцу 15 поперечной стенки 12. Диффузор 29 также включает внутреннюю стенку или перегородку 36 в форме усеченного конуса, проходящую от внутренней продольной стенки 32 диффузора 29 к камере сгорания 3 и прикрепленную в нисходящей стороне (не показано) к внутренней оболочке камеры сгорания 3.
Эти две стенки или перегородки 33 и 34 в форме усеченного конуса, относящиеся к средствам подвески, сформированы в качестве единого элемента, и их соединение включает кольцеобразное ребро 37, проходящее к камере сгорания 3 и служащее для придания жесткости зоне соединения между двумя этими стенками 33 и 34 и распределения напряжения в этой зоне.
Кольцеобразное ребро 37 имеет толщину, превышающую толщину перегородок 33 и 34 в диапазоне от 1.3 до 1.7 раз и предпочтительно превышающую толщину перегородок 33 и 34 в 1.5 раза.
В качестве примера это кольцеобразное ребро 37 является цилиндрическим по форме и центрируется на оси (не показано) турбореактивного двигателя. В альтернативном варианте оно проходит по биссектрисе угла, образованного между двумя упомянутыми стенками или перегородками 33 и 34 в форме усеченного конуса и относящихся к средствам подвески.
Радиус кривизны соединения 38 между поверхностями на стороне входа двух стенок 33 и 34, имеющих форму усеченного конуса, равен приблизительно трем миллиметрам.
Эти две стенки 33 и 34 в форме усеченного конуса окружают выступающую вниз по потоку часть поперечной стенки 12 компрессора 2, таким образом позволяя первой стенке 33 в форме усеченного конуса, относящейся к средствам подвески, быть присоединенной к стороне входа внешней продольной стенки 31 диффузора 29, в результате улучшая стабильность и выравнивание неподвижных лопаток 30 относительно компрессора 2.
1. Диффузор турбореактивного двигателя, расположенный между компрессором и камерой сгорания, причем диффузор выполнен независимым от компрессора и прикреплен к внешней оболочке камеры сгорания при помощи только одного элемента подвески, проходящего между внешней оболочкой и внешней продольной стенкой диффузора, где элемент подвески образован первой стенкой в форме усеченного конуса, проходящей от внешней продольной стенки диффузора по направлению к камере сгорания, и второй стенкой в форме усеченного конуса, присоединенной к первой стенке в форме усеченного конуса и проходящей к компрессору между первой стенкой в форме усеченного конуса и внешней оболочкой камеры сгорания.
2. Диффузор по п.1, в котором две стенки в форме усеченного конуса сформированы как единый элемент.
3. Диффузор по п.1, в котором вторая стенка в форме усеченного конуса включает внешний кольцеобразной фланец для прикрепления к переднему по потоку кольцеобразному фланцу внешней оболочки камеры сгорания.
4. Диффузор по п.3, в котором внешний кольцеобразный фланец второй стенки в форме усеченного конуса зажат между двумя имеющими кольцеобразные концы фланцами внешних оболочек компрессора и камеры сгорания.
5. Диффузор по п.1, в котором соединение между двумя стенками в форме усеченного конуса включает кольцеобразное ребро, проходящее к камере сгорания.
6. Диффузор по п.5, в котором кольцеобразное ребро имеет цилиндрическую форму, сцентрированную по оси вращения компрессора.
7. Диффузор по п.5, в котором кольцеобразное ребро проходит по биссектрисе угла, образованного двумя стенками в форме усеченного конуса.
8. Диффузор по п.5, в котором толщина кольцеобразного ребра превышает толщину стенок в форме усеченного конуса в диапазоне от 1,3 до 1,7 раз.
9. Диффузор по п.8, в котором толщина кольцеобразного ребра превышает толщину стенок в форме усеченного конуса примерно в 1,5 раза.
10. Диффузор по п.1, в котором первая стенка в форме усеченного конуса присоединена к стороне входа внешней продольной стенки диффузора.
11. Диффузор по п.1, в котором радиус кривизны соединения между поверхностями на передней по потоку стороне двух стенок, имеющих форму усеченного конуса, равен примерно трем миллиметрам.
12. Турбореактивный двигатель, содержащий компрессор, камеру сгорания и диффузор по п.1, расположенный между компрессором и камерой сгорания, где поперечная стенка установлена между статором компрессора и внешней оболочкой для образования кольцеобразного пространства, причем указанная поперечная стенка выступает вниз по потоку вокруг входного участка диффузора, при этом указанные две стенки в форме усеченного конуса элемента подвески окружают выступающую вниз по потоку часть поперечной стенки.
www.freepatent.ru
Использование: область двигателестроения. Сущность изобретения: в малом диффузоре карбюратора в нижней чзсти корпуса проточного канала расположен завихритель, образованный сквозными пазами. Пазы расположены по меньшей мере в один ярус и наклонно относительно продольной оси проточного канала. Сквозные пазы одного яруса направлены наклонно относительно продольной оси проточного канала и параллельно касательной к окружности, вписанной в контур проточного канала. Кроме того , сквозные пазы расположены в два яруса, направлены радиально. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ СОРЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s F 02 M 19/08
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОГ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823614/06 (22) 07,05.90 (46) 30.04.93, Бюл. N 16 (71) Завод.им. С.M,Êèðoâà (72) С.Л.Чигинский (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1353915, кл. Г 02 М19/00,,1981, (54) МАЛЫЙ ДИФФУЗОР КАРБ1ОРАТОРА
ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: область двигателестроения. Сущность изобретения: в малом диффуИзобретение относится к области двигателестроения.
Целью изобретения является повышение гомогенности топливовоздушной смеси.
На фиг:1 изображено место установить в карбюраторе малого диффузора с завихрителем, который образован сквозными пазами, выполненными в нижней части корпуса проточного канала, расположенными в один ярус наклонно относительно продольной оси проточного канала и параллельно касательной к окружности, вписанной в контур проточного канала; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — место установки в карб1ораторе малого диффузора с завихрителем, который образован сквозными пазами, выполненными в нижней части корпуса ïðîточного канала, расположенными в два яруса, направленными радиально; на фиг,4
- разрез Б-Б на фиг. 3.
Малый диффуэор 1 содержит проточный канал 2, распылитель 3. топливоподводящий канал 4, завихритель, образованный сквозными пазами 5. выполненными в ниж„„5U „„1812329 А1 зоре карбюратора в нижней части корпуса проточного канала расположен эавихритель, образованный сквозными пазами. Пазы расположены по меньшей мере в один ярус и наклонно относительно продольной оси проточного канала. Сквозные пазы одного яруса направлены наклонно относительно продольной оси проточного канала и параллельно касательной к окружности, вписанной в контур проточного канала. Кроме того, сквозные пазы расположены в два яруса, направлены радиально. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. ней части корпуса проточного канала на-. клонно относительно его продольной оси.
Пазы 5 могут быть расположены в один ярус (фиг. 1) или в несколько ярусов (фиг, 3). Кроме того, пазы 5 могут быть направлены параллельно касательной к окружности, вписанной в контур проточного канала (фиг.
1), возможно также радиальное направление пазов (фиг, 3). Малый диффузор установлен в камере карбюратора 6. При работе двигателя через камеру карбюратора 6 и малый диффузор 1 с большой скоростью (150-200 м/с) проходит воздушный поток.
При этом внутри малого диффуэора 1 возникает разрежение, в результате чего происходит поступгение топлива через топливоподводящий канал 4 и смешивание его с воздухом.
Вследствие разности давлений наружной и внутренней сторон малого диффузора 1 через сквозные пазы 5 нижней части корпуса проточного канала 2 формируются воздушные струи, направленные наклонно к продольной оси диффузора 1, Наклон воздушных струй, формируемых каналами 4, способствует завихрению потока топливовоздушной
1812329
3 смесй, дроблению капель топлива воздушными струями, интенсивному их испарению : и превращейию топливовоздушной смеси.в: однородное состояние;
Таким образом, активизация переме- 5 шивания топлива с воздухом ведет к более полной гомогенности топливовоздушной смеси.
Формула изобретения .- 1О
1. Малый диффузор карбюратора двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с распылителем, топливоподводящим каналом и продольным проточным ка- : налом с завихрителем, о т л и ч à ю шийся
4 тем, что, с целью повышения гомогенности топливовоздушной смеси,:завихритель образован сквозными пазами, выполненными, в нижней части корпуса проточного канала, расположенными по меньшей мере в один, ярус и наклонйо относительно продольной оси проточного канала.
2. Диффузор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что сквозные пазы. одного яруса направлены параллельно касательной к окружности, вписанной в контур flpoTo÷éîiî кайала.
3, Диффузор по и. 1, о т л и ч а. ю щ и й-. с я тем, что сквозные пазы расположены в два яруса и направлены радиально .
1812329
Составитель С; Чигинский
Техред M.Моргентал - Корректор А, Козориз
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, Й
Заказ 1665, : : Тираж -. :,-,,Подписное
ВНИИПИ Государственнсго комитета по йзобретейиям и открытиям при ГКНТ СС1Р
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
www.findpatent.ru
