Решил поставить себе завихритель воздуха на инжектор для экономии топлива и проконсультировался у знакомого механика
- 1 Знакомого такой тюнинг не удивил
- 2 Что нужно делать?
- 3 Как это должно работать
Недавно я загорелся идее поставить себе завихритель воздуха для экономии топлива. По отзывам в интернете такой способ является одним из самых простых. Однако правда ли он такой эффективный, как говорят?
Тут мнения разделились. Одни водители считают, что результат после модернизации есть, другим это кажется бессмысленным или даже вредным. Именно поэтому я решил проконсультироваться с одним знакомым, который хорошо разбирается в машинах.
Самодельный завихритель из консервной банки
Знакомого такой тюнинг не удивил
Дело в том, что завихритель он впервые увидел несколько лет назад. Тогда к нему заехал на сервис автомобиль с уже установленной конструкцией. После этого приятель решил тщательнее разобраться в этом вопросе, чтобы понять, нужна ли вообще такая доработка.
Оказывается, многие люди ставят ее себе и объясняют эффективность простым физическим явлением.
Наверное, у многих в школе был опыт, когда учитель пытается вылить воду из бутылки, просто перевернув ее горлышком вниз. Но все идет намного быстрее, если вращательными движениями создать в жидкости воронку. То же самое происходит и с воздухом, который проходит через завихритель.
Что нужно делать?
Что касается простоты модернизации, то тут все и правда не сложно. Конечно, изделие можно приобрести в магазине. Благо, сейчас найти его не проблема. Однако не трудно будет изготовить его самостоятельно. Для этого всего лишь потребуется консервная банка того же диаметра, что и воздушный канал.
Готовый завихритель обычно устанавливается после дроссельной заслонки. Поклонники такого метода уверяют, что в результате происходит увеличение скорости подачи воздуха. За счет этого у двигателя увеличивается мощность, в результате чего происходит небольшая экономия топлива.,
Завихрители из магазина
Как это должно работать
Некоторые люди заявляют, что никакого особенного эффекта от установки данного девайса нет.
Хотя есть некоторые автолюбители, которые уверяют, что расход бензина уменьшается даже на холостом ходу при установке завихрителя. Хотя экономия небольшая (по их словам, она составляет не более 100 мл/час), тем не менее, она есть.
Такое действительно возможно. Связано это с тем, что канал подачи воздуха сужается и в результате объем его подачи уменьшается. В результате происходит изменение количества подаваемого топлива. Оно уменьшается для того, чтобы концентрация топливно-воздушной смеси оставалась без изменения.
Такая экономия имеет и обратную сторону. Динамика работы двигателя будет ухудшаться. На высоких оборотах все может привести к обеднению смеси. А это оказывает крайне негативное влияние на мотор.
Таким образом, я понял, что установка завихрителя является не слишком хорошим решением.
Если и получится что-то сэкономить, то ущерб двигателю будет более значительный.
Есть, что добавить? Пишите в комментариях, возможно это очень поможет читателям в будущем. Так же подписывайтесь на наш канал в ДЗЕНЕ.
Поделиться с друзьями:
Завихритель воздуха
Завихритель воздуха, имеющий форму диска и включающий множество входных каналов тангенциальной подачи воздуха, отличающийся тем, что выполнен из множества соединительных панелей, каждая из которых сложена z-образно и имеет верхнюю соединительную часть, промежуточную часть и нижнюю соединительную часть, соединенных с образованием между каждыми двумя соединительными панелями входного канала тангенциальной подачи воздуха, сужающегося с таким углом, что сумма углов всех сужающихся входных тангенциальных каналов равна 360°. Технический результат — эффективное сжигание мусора, биоотходов и т.п. с минимальными затратами. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к устройствам и приспособлениям для подачи воздуха в камеру сгорания, а именно к завихрителю воздуха.
Известны различные конструкции устройств для завихрения воздуха в тангенциальном направлении. Например, из патента RU 2555029, опубл. 10.07.2015 г., известна вихревая камера для контакта газа и жидкости, включающая раскручивающее устройство с одной или несколькими раскрывающимися по направлению потока обечайками с перекрывающими друг друга по радиусу концами. Области их перекрытия образуют тангенциальные щели для вывода жидкости из камеры. Выход по жидкости образован одной или несколькими тангенциальными щелями, соединяющими вихревую камеру с областью ввода газа в нее.
Из патента CN104329689 A, опубл. 04.02.2015 г., также известна вихревая камера сгорания, включающая устройство для закручивания газовоздушного потока, представляющее собой диск с тангенциальными направляющими.
В качестве прототипа выбран завихритель, известный из патента CN102378878A, опубл. 14.03.2012 г., выполненный в виде диска, содержащего перегородки, образующие каналы для тангенциального подвода потока.
Вышеуказанные устройства работают по достаточно простому принципу, однако их конструкция относительно сложна в осуществлении, что делает практически невозможным создание такого устройства без специального оборудования и станков.
Задача, решаемая изобретением — создание завихрителя для тангенциальной подачи воздуха в камеру сгорания, состоящего из простых элементов для возможности осуществления его в бытовых условиях.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решена за счет того, что завихритель воздуха по настоящему изобретению состоит из плоских соединительных панелей, скрепленных между собой с образованием между ними каналов для тангенциальной подачи воздуха в камеру сгорания.
Для решения поставленной задачи каждая соединительная панель сложена z-образно, то есть имеет две параллельные линии сгиба, причем сгибы выполнены под прямым углом, за счет чего плоскости верхней и нижней соединительных частей каждой панели параллельны, а плоскость промежуточной части перпендикулярна им.
В качестве материала соединительной панели может использоваться металлический лист прямоугольной формы, обладающий достаточной гибкостью для его складывания, как описано выше.
Соединительные панели скрепляют таким образом, чтобы верхняя и нижняя соединительные части одной панели лежали на верхней и нижней соединительных частях другой панели соответственно, с образованием входного канала для подачи воздуха. Этот канал ограничен снизу — нижней соединительной частью одной соединительной панели, сверху — верхней соединительной частью другой соединительной панели, и с боков — промежуточными частями обеих панелей. Соединительные панели скрепляют так, чтобы промежуточные части смежных соединительных панелей находились под заданным углом, который определяется по формуле: φ = 360/n , где φ — угол между промежуточными частями смежных соединительных панелей; n — количество используемых соединительных панелей.
Для удобства скрепления лучше, если на соединительных панелях нанесены линии для сгиба и крепления.
Фиг. 1 — общий вид, иллюстрирующий соединительную панель прямоугольной формы по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 — общий вид, иллюстрирующий завихритель воздуха, состоящий из соединительных панелей с фиг.1;
Фиг. 3 — общий вид, иллюстрирующий соединительную панель по другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 — общий вид, иллюстрирующий завихритель воздуха, состоящий из соединительных панелей с фиг.2.
Фиг. 5 — общий вид, иллюстрирующий использование завихрителя по настоящему изобретению.
Обозначения на фигурах чертежей: 1, 1′ — соединительная панель; 2 — верхняя соединительная часть; 3 — промежуточная часть; 4 — нижняя соединительная часть; 5 — линии сгиба; 6 — линия крепления верхней соединительной части; 7 — линия крепления нижней соединительной части; 8, 8′ — тангенциальный канал; 9, 9′ — завихритель воздуха; 10 — камера сгорания; 11 — поддон для золы; 12 — решетка.
На фиг. 1 показана соединительная панель 1 прямоугольной формы из листового железа длиной 400 мм, шириной 165 мм и толщиной 0,5 мм, сложенная z-образно по линиям сгиба 5.
По предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения используют шестнадцать соединительных панелей 1, которые скрепляют следующим образом.
На первую соединительную панель 1 укладывают вторую так, чтобы верхняя соединительная часть 2 второй соединительной панели 1 лежала на верхней соединительной части 2 первой соединительной панели 1, а нижняя соединительная часть 4 второй соединительной панели 1 лежала на нижней соединительной части 4 первой соединительной панели 1. По данному варианту осуществления для удобства сборки на каждой соединительной панели 1 нанесены линия крепления верхней соединительной части 6 и линия крепления нижней соединительной части 7, при этом угол между линией крепления верхней соединительной части 6 и линией сгиба 5 составляет 22,5˚, и угол между линией крепления нижней соединительной части 7 и линией сгиба 5 также составляет 22,5˚. Вторую соединительную панель 1 укладывают на первую так, чтобы линия крепления 6 второй соединительной панели 1 лежала на линии сгиба 5 первой соединительной панели 1, а линия сгиба 5 второй соединительной панели 1 лежала на линии крепления 7 первой соединительной части.
Соединительные панели 1 закрепляют друг к другу любым подходящим способом, предпочтительно клепанием.
Остальные соединительные панели 1 закрепляют аналогично, с образованием завихрителя воздуха 9, показанного на фиг.2, имеющего входные каналы для тангенциальной подачи воздуха 8, образованные между каждой соединительной панелью 1.
По другому варианту осуществления, показанному на фиг.3, соединительная панель 1′ отличается от соединительной панели 1 по первому варианту осуществления — геометрической формой. Эта соединительная панель 1′ получена путем отрезания от соединительной панели 1 участков, которые выпирают при сборке с остальными соединительными панелями.
Таким образом, по второму варианту осуществления завихритель 9′, состоящий из панелей 1′, отличается от завихрителя 1 по варианту осуществления — более эстетическим видом (фиг.4).
Завихритель по первому варианту осуществления настоящего изобретения был опробован при использовании для сжигания мусора в камере сгорания, как указано на фиг.
5. После розжига мусора на решетке 12, воздух самотягой через входные каналы тангенциальной подачи воздуха 8 поступает в камеру сгорания 10. За счет такой формы каналов 8, воздух, попадая в камеру сгорания, закручивается, образуя вихрь, способствующий улучшению горения и распада сложных химических соединений. Зола попадала в поддон 11, установленный под завихрителем. В качестве камеры сгорания 10 использовалась обычная двухсотлитровая бочка.
Таким образом, очевидно, что настоящее изобретение является достаточно простым для осуществления, что позволяет создать его даже в бытовых условиях, а также возможно его использование для эффективного сжигания мусора, биоотходов и т.п. с минимальными затратами.
1. Завихритель воздуха, имеющий форму диска и включающий множество входных каналов тангенциальной подачи воздуха, отличающийся тем, что выполнен из множества соединительных панелей, каждая из которых сложена z-образно и имеет верхнюю соединительную часть, промежуточную часть и нижнюю соединительную часть, соединенных с образованием между каждыми двумя соединительными панелями входного канала тангенциальной подачи воздуха, сужающегося с таким углом, что сумма углов всех сужающихся входных тангенциальных каналов равна 360°.
2. Завихритель по п.1, отличающийся тем, что используется шестнадцать соединительных панелей, при этом угол сужения каждого тангенциального канала равен 22,5°.
3. Завихритель по п.1, отличающийся тем, что исходная не сложенная соединительная панель имеет прямоугольную форму.
4. Завихритель по п.1, отличающийся тем, что на соединительной панели нанесены линии для сгиба и линии для крепления.
Похожие патенты:
Устройство впрыска воздуха и топлива для камеры сгорания турбомашины // 2615887
Изобретение относится к энергетике. Устройство (2) впрыска воздуха и топлива для камеры сгорания турбомашины, содержащее топливную форсунку, по меньшей мере один первый элемент (21), установленный на топливной форсунке, и по меньшей мере один второй элемент (27, 28), установленный на донной стенке (6) камеры сгорания.
Камера сгорания гтд и форсуночный модуль // 2612231
Изобретение относится к энергетике. Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая внешний корпус, жаровую трубу и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и топливный коллектор, соединенный с плитой и установленный в воздушной полости перед форсуночной плитой, полость которого соединена с одной стороны с топливопроводом, а с другой топливными каналами с форсуночными модулями, содержащими струйную топливную форсунку и каналы подвода и закрутки воздуха.
Кольцевая камера сгорания для турбомашины // 2604260
Кольцевая камера сгорания для турбомашины содержит соосные кольцевые внутреннюю стенку и внешнюю стенку, соединенные на своих расположенных выше по потоку концах посредством кольцевой стенки, образующей дно камеры, кольцевой ряд топливных форсунок, головки которых вставлены в системы впрыска топлива, установленные в отверстиях стенки дна камеры.
Способ впрыска топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя и система впрыска для его осуществления // 2598502
Способ впрыска топлива осуществляют посредством системы воздушно-топливного смешения, имеющей геометрическую ось центральной симметрии (X′X), в камеру сгорания газотурбинного двигателя.
Впрыскивание топлива под наклоном в щелевое отверстие завихрителя // 2584385
Изобретение относится к энергетике. Камера сгорания для газовой турбины, содержащая предкамеру, имеющую центральную ось, и завихритель, который установлен на предкамере.
Система впрыска топлива для турбореактивного двигателя и способ сборки такой системы впрыска // 2578775
Изобретение относится к энергетике. Система впрыска топлива для турбореактивного двигателя, включающая в себя неподвижную часть и скользящую траверсу, дополнительно содержащую центрирующий конус, предназначенный для центрирования инжектора топлива относительно системы впрыска, причем неподвижная часть и скользящая траверса проходят по оси отсчета, причем неподвижная часть содержит полость, ограниченную в осевом направлении дном и закрывающим желобом, при этом скользящая траверса имеет реборду, содержащуюся в полости.
Осевой завихритель для камеры сгорания газовой турбины // 2570989
Изобретение относится к энергетике. Осевой завихритель для камеры сгорания газовой турбины содержит кольцо лопаток с множеством лопаток завихрителя, распределенных по окружности вокруг оси завихрителя, при этом каждая из упомянутых лопаток завихрителя содержит заднюю кромку.
Камера сгорания газовой турбины со сверхнизкими выбросами // 2566887
Трубчатая камера сгорания для газотурбинного двигателя, работающая на газообразном топливе, содержит цилиндрический кожух, имеющий внутреннюю полость, ось и закрытый осевой конец, цилиндрический вкладыш камеры сгорания, смесительное устройство, рукав ударного охлаждения и каналирующее устройство.
Завихритель, камера сгорания и газовая турбина с улучшенным перемешиванием // 2548521
Завихритель для перемешивания топлива и воздуха, расположенный в камере сгорания газотурбинного двигателя, содержит множество лопаток, расположенных в радиальном направлении вокруг центральной оси завихрителя, множество смесительных каналов для перемешивания топлива и воздуха.
Завихритель, способ предотвращения обратного удара пламени в горелке, по меньшей мере, с одним завихрителем и горелка // 2535901
Изобретение относится к энергетике. Завихритель (31, 131, 231) содержит центральный топливораспределительный элемент (37), наружную стенку (39), окружающую центральный топливораспределительный элемент (37) и ограничивающую осевой проточный канал (41) для воздуха, предназначенного для горения, завихряющие лопатки (47), проходящие в радиальном направлении до наружной стенки (39) и придающие протекающему воздуху для горения тангенциальную составляющую течения, а также окружающую центральный топливораспределительный элемент (37) и расположенную радиально внутри наружной стенки (39) перегородку (42, 142), разделяющую проточный канал (41) на радиально внутренний участок (43) и радиально внешний участок (45), радиально внутренний участок (43) канала обеспечивает протекание воздуха для горения без придания тангенциальной составляющей течения, причем через радиально внутренний участок (43) канала к завихряющим лопаткам (47) на радиально внешнем участке (45) канала проходят топливопроводы (49).
Топливная форсунка с осевым потоком (варианты) и способ предварительного смешивания топлива и воздуха // 2618799
Группа изобретений относится к топливным форсункам. Топливная форсунка с осевым потоком для газовой турбины содержит кольцевые каналы, предназначенные для доставки продуктов для сжигания. Кольцевой воздушный канал 62 предназначен для приема нагнетаемого компрессором воздуха. Смежно с осевым концом кольцевого воздушного канала 62 расположены завихрительные лопаточные каналы 64. Следующий первый кольцевой канал 66 расположен радиально внутри кольцевого воздушного канала 62 и имеет первые отверстия 68, расположенные смежно с осевым концом первого кольцевого канала 66 и ниже по потоку от завихрительных лопаточных каналов 64. Следующий второй кольцевой канал 70 расположен радиально внутри первого кольцевого канала 66 и имеет вторые отверстия 72, расположенные смежно с осевым концом второго кольцевого канала 70 и ниже по потоку от первых отверстий 68. Группа изобретений направлена на обеспечение простой конструкции с более эффективным распылением жидкого топлива в канале предварительного смешивания для снижения выбросов наряду с оптимальным использованием воздушной завесы.
3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.
Топливная форсунка, концевой узел топливной форсунки и газовая турбина // 2618801
Изобретение относится к энергетике. Топливная форсунка для камеры сгорания содержит топочную трубу и кольцевой центральный элемент, расположенный концентрически в указанной топочной трубе. Указанный кольцевой центральный элемент проходит вдоль продольной оси топливной форсунки и по меньшей мере частично ограничивает проточный канал для охлаждающего воздуха, проходящий через кольцевой центральный элемент. При этом концевой рассеивающий узел, расположенный на нижнем по потоку конце кольцевого центрального элемента, содержит отражающую пластину и крышку, причем указанные отражающая пластина и крышка по меньшей мере частично ограничивают охлаждающую полость между ними. Через отражающую пластину проходят охлаждающие отверстия для обеспечения проточного сообщения между каналом для охлаждающего воздуха и охлаждающей полостью. Также представлены концевой рассеивающий узел для топливной форсунки и газовая турбина.
Изобретение позволяет улучшить устройство кольцевого центрального элемента, а также позволяет улучшить способ охлаждения концевой части центрального элемента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.
Топливовоздушная форсунка (варианты ), камера сгорания для газотурбинного двигателя (варианты ) и способ работы топливовоздушной форсунки (варианты ) // 2621566
Изобретение относится к энергетике. Камера сгорания для газотурбинного двигателя имеет переднюю концевую часть, которая поддерживает по меньшей мере одну топливовоздушную форсунку. Каждая топливовоздушная форсунка содержит вспомогательную форсунку предварительного смешивания, содержащую трубопроводы предварительного смешивания, которые имеют концентрические оси, направляющие топливовоздушную смесь вдоль оси от вспомогательной форсунки предварительного смешивания. Вспомогательная форсунка может иметь кольцевой канал, расположенный в радиально наружном направлении относительно нее, и воздушные жиклеры, которые направляют воздух в радиально наружном направлении от трубопроводов предварительного смешивания.
Также представлены варианты способа работы топливовоздушной форсунки для газотурбинного двигателя. Изобретение позволяет обеспечить предварительное смешивание топлива и воздуха с одновременным снижением содержания оксидов азота. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.
Горелка // 2624421
Изобретение относится к энергетике. Горелка газовой турбины проходит вдоль оси (X) и содержит в осевом порядке: секцию (SW) завихрения, смесительную секцию (МХ), выходную секцию (ОТ), основную зону (CZ) горения. При этом указанная смесительная секция (МХ) проводит премикс (MFOCG) топлива (F) и кислородосодержащего газа (OCG) к указанной выходной секции (ОТ), которая выпускает указанный премикс (MFOCG) в указанную зону (CZ) горения, расширяя поток премикса (MFOCG) от меньшего осевого поперечного сечения указанной смесительной секции (МХ) до большего поперечного сечения указанной зоны (CZ) горения, что вызывает радиальное отклонение линий тока указанного потока. Для улучшения стабильности поверхность выходной секции (ОТ), обращенная к потоку указанного премикса (MFOCG), снабжена первыми топливными форсунками (FN1), впрыскивающими топливо в указанный премикс (MFOCG) в отклоненном радиально внутрь направлении перед тем, как поток указанного премикса (MFOCG) войдет в указанную выходную секцию (ОТ) и в указанную зону (CZ) горения.
Изобретение позволяет увеличить стабильность сгорания. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Прямоточная камера сгорания газотурбинного двигателя // 2626892
Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус, топливовоздушный канал с топливной форсункой и свечой. Камера сгорания выполнена прямоточной. Топливовоздушный канал расположен аксиально к корпусу и соединен с ним. В корпусе на обтекателе расположен регистр с углом закрутки лопаток 60±5°. На внутренней поверхности корпуса за счет центробежных сил закрученного топливовоздушного потока образована топливная пленка. Изобретение направлено на уменьшение токсичности, повышении кпд, повышении надежности запуска при сжигании бедных топливовоздушных смесей. 4 ил.
Локальное улучшение перемешивания воздуха и топлива в горелках, снабженных завихрителями, имеющими скрещенные в наружной области концы лопаток // 2633475
Изобретение относится к области энергетики. Горелка (1), имеющая выполненный в поперечном сечении по существу кольцевой канал (4) подачи воздуха и предварительного перемешивания, по которому при эксплуатации протекают воздух и топливо, который образован наружной оболочкой (5) и втулкой (6) и в котором установлено несколько лопаток (7) завихрителя, распространяющихся от втулки (6) до наружной оболочки (5) в радиальном направлении и имеющих направляющую поверхность, отличающаяся тем, что лишь в радиальной наружной области лопаток (7) завихрителя угол (α) схода потока относительно основного направления потока на конце схода потока направляющей поверхности в радиальном направлении по меньшей мере один раз увеличивается и один раз уменьшается.
На находящемся радиально внутри конце схода потока направляющей поверхности угол (α1) схода потока лежит между углом (α3) схода потока конца схода потока, находящегося радиально снаружи, и углом (α2) схода потока конца схода потока, находящегося между ними. Соседние лопатки (7) завихрителя имеют разные радиальные направления своих углов (α) схода потока. Лопатки (7) завихрителя по меньшей мере частично выполнены в виде полых лопаток, имеющих выпускные отверстия (8) для топлива. Изобретение позволяет улучшить качество перемешивания воздуха и топлива. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Способ и система аэро/гидродинамического регулирования потока ньютоновской текучей среды в радиальной турбомашине // 2642203
Описаны способ и система аэро/гидродинамического регулирования потока ньютоновской текучей среды в радиальной турбомашине, которые с использованием конформного вихрегенератора обеспечивают возможность улучшения энергетической эффективности и возможность управления в различных точках в турбокомпрессоре или обрабатывающем устройстве для аэро/гидродинамической обработки потока ньютоновской текучей среды.
2 н. и 30 з.п. ф-лы, 21 ил.
Расположение горелок камеры сгорания // 2642971
Изобретение относится к области энергетики. Горелка (30) для камеры (16) сгорания газовой турбины, при этом горелка (30) содержит тело (53), имеющее поверхность (64) и ось (50) горелки, топливную трубку (56), воспламенитель (58) и проход (62) или проходы (62) для основного воздушного потока, при этом проход (62) или проходы (62) основного воздушного потока наклонены относительно оси (50) горелки и создают основной вихрь вокруг оси (50) горелки в первом направлении вращения, при этом основной вихрь перемещается в направлении вдоль оси (50) горелки и от поверхности (64), при этом воспламенитель (58) расположен по потоку после топливной трубки (56) относительно первого направления вращения основного вихря, так что часть основного воздушного потока (34А) проходит над топливной трубкой (56) и затем над воспламенителем (58), при этом топливная трубка (56) содержит ось топливной трубки, наконечник для жидкого топлива, имеющий выход для топлива, и решетку проходов вспомогательного воздуха, имеющих выходы, расположенные вокруг топливного выхода, причем проходы вспомогательного воздуха наклонены относительно оси топливной трубки для создания вихря вспомогательного воздуха вокруг оси топливной трубки в том же направлении вращения относительно первого направления вращения.
Проходы вспомогательного воздуха радиально наклонены под углом относительно оси топливной трубки. Изобретение позволяет предотвратить образование отложений на деталях горелки, повысить надежность воспламенения топлива в камере сгорания и качество распыления жидкого топлива. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.
Система предварительного смешивания топлива и воздуха (варианты) и способ смешивания // 2643908
Изобретение относится к турбинному двигателю и, в частности, к системе для повышения эксплуатационной пригодности топливной форсунки. Топливная форсунка содержит центральный корпус, выполненный с возможностью приема первой части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения. Кроме того, топливная форсунка содержит завихритель, выполненный с возможностью приема второй части воздуха и доставки этого воздуха в зону горения. Завихритель содержит наружную окружную стенку, внутреннюю окружную стенку и завихряющую лопатку. Завихряющая лопатка содержит радиальный профиль завихрения, расположенный на ее нижней по потоку кромке.
Радиальный профиль завихрения содержит один участок, проходящий от наружной окружной стенки до первой точки перехода, и второй участок, проходящий от точки перехода до внутренней окружной стенки. По меньшей мере один участок, первый или второй, является, по существу, прямым, и по меньшей мере один участок, первый или второй, является дугообразным. Также представлены способ направления воздуха через топливную форсунку, а также завихритель топливной форсунки. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную пригодность топливной форсунки. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.
Патент США на завихритель для топливной форсунки газотурбинного двигателя Патент (Патент № 8,640,463, выдан 4 февраля 2014 г.)
Уровень техники
Эта заявка относится к завихрителю для топливной форсунки газотурбинного двигателя.
Газотурбинные двигатели известны и обычно включают компрессор, который сжимает воздух и подает воздух в камеру сгорания.
Воздух смешивается с топливом и воспламеняется. Продукты этого сгорания проходят вниз по потоку над роторами турбин, приводя роторы турбин во вращение.
Впрыск топлива и смешивание топлива с воздухом — это высокотехнологичные процессы в конструкции газотурбинных двигателей. Часто топливо впрыскивается внутрь конического тела, известного как завихритель. Воздух может нагнетаться несколькими путями и в потоке, вращающемся в противоположных направлениях внутри завихрителя.
РЕЗЮМЕ
В первой особенности завихритель для топливной форсунки газотурбинного двигателя включает корпус завихрителя в форме усеченного конуса, проходящий от переднего конца к выходному концу. Топливная форсунка проходит в корпус и имеет выходной конец для впрыска топлива в направлении вниз по потоку. Первый путь воздушного потока направляет воздух в первом окружном направлении вокруг центральной оси корпуса завихрителя. Второй путь потока проходит, чтобы подавать воздух для смешивания с воздухом в первом канале потока и в окружном направлении, обычно противоположном первому окружному направлению.
Первый поток обеспечивается в большем объеме, чем объем, обеспечиваемый во втором пути потока, и смешанные первый и второй пути потока создают турбулентность, которая распыляет и увлекает топливо, и создает пограничный слой сдвига вдоль внутренней поверхности завихрителя. Это обеспечивает хорошее смешивание и, как правило, однородную топливно-воздушную смесь.
Во второй особенности первый и второй пути потока расположены для впрыска воздуха перед выходным концом топливной форсунки, где впрыскивается топливо. Третий путь потока нагнетает воздух в корпус завихрителя в месте, которое находится ниже по потоку от нижнего по потоку конца топливной форсунки. Третий путь потока обычно находится в том же окружном направлении, что и первый путь потока. Воздух нагнетается во второй путь потока, как правило, противоположный направлению потока воздуха из первого и третьего путей потока воздуха.
Эти и другие признаки настоящего изобретения можно лучше всего понять из следующего описания и чертежей, краткое описание которых приведено ниже.
РИС. 1 схематически изображен газотурбинный двигатель.
РИС. 2 показаны потоки воздуха, топлива и продуктов сгорания в камере сгорания газотурбинного двигателя.
РИС. 3 показан вариант завихрителя.
РИС. 4 показан второй вариант завихрителя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Газотурбинный двигатель 10 , такой как турбовентиляторный газотурбинный двигатель, расположенный по окружности вокруг осевой линии двигателя или осевой осевой линии 12 , показан на фиг. 1. Двигатель 10 включает вентилятор 14 , компрессорные секции 15 и 16 , секцию сгорания 18 и турбинную секцию 20 . Как известно в технике, воздух, сжатый в компрессоре 15 / 16 смешивается с топливом и сжигается в секции сгорания 18 и расширяется в турбине 20 .
Турбина 20 включает в себя роторы 22 и 24 , которые вращаются в ответ на расширение. Турбина 20 содержит чередующиеся ряды вращающихся аэродинамических поверхностей или лопаток 26 и статических аэродинамических поверхностей или лопаток 28 . На самом деле этот вид довольно схематичен, и лопатки 26 и лопатки 28 на самом деле съемные. Следует понимать, что этот вид включен просто для обеспечения общего понимания секций газотурбинного двигателя, а не для ограничения изобретения. Это изобретение распространяется на все типы газотурбинных двигателей для всех типов применений.
РИС. 2 показана часть секции 18 сгорания, включающая камеру сгорания 62 , которая включает завихритель 50 . Как известно в данной области техники, обычно имеется множество завихрителей, расположенных на расстоянии друг от друга по окружности вокруг центральной оси двигателя.
завихритель 50 включает топливную форсунку 58 , впрыскивающую топливо с передней или задней стороны 61 . На практике передний конец 61 может иметь форму усеченного конуса. Внутренняя часть корпуса 51 завихрителя 50 также имеет форму усеченного конуса в направлении вниз по потоку от топливной форсунки 58 .
Первый воздушный канал 52 проходит через переднюю пластинчатую секцию 53 корпуса 51 . Второй путь потока 54 проходит сразу после пути потока 53 . Третий путь потока 56 проходит дальше вниз по потоку и может называться внешним потоком.
Топливо впрыскивается, как схематично показано на 60 . Как можно понять, каналы 52 и 54 расположены перед концом 61 , тогда как канал 56 расположен ниже по потоку переднего конца 61 топливной форсунки.
Фактически проток 56 выходит из корпуса 51 после конца 57 .
Как показано на РИС. 3, путь потока , 52, определяется множеством лопаток , 160, . Лопасти 160 создают поток в одном окружном направлении вокруг центральной оси завихрителя 50 . Дополнительные лопатки 162 определяют путь потока 54 . Эти лопасти направляют поток в противоположном направлении по отношению к потоку из пути потока 52 . Эти два пути потока смешиваются и имеют сильный противовихревой поток, который улучшает унос топлива, как только смешанные потоки достигают впрыскиваемого топлива 9.0003 60 .
Поток через канал 56 показан на фиг. 3 входить в переднюю пластину 70 через сквозные отверстия 72 . Этот поток направляется за счет наклона отверстий 72 таким образом, что путь 56 потока обычно находится в том же окружном направлении, что и путь 52 потока.
Следует понимать, что направления потоков 52 , 54 и 56 не обязательно должны быть прямо противоположными или идентичными в одном и том же направлении. Вместо этого обычно верно, что путь потока 52 и 56 обычно находятся в одном и том же направлении по окружности и противоположны пути потока 54 . Кроме того, как можно понять из чертежей, каждый из трех путей потока определяется множеством направляющих поток элементов и множеством отверстий. Тот факт, что пункты формулы изобретения могут относиться к «направлению» потока в любом из трех путей потока, не следует интерпретировать как требование наличия единого направления потока через все эти множества отверстий для потока. Скорее, может быть несколько различных углов потока. Однако, как правило, окружное направление, обеспечиваемое первым и третьим путями потока, должно быть в общем одинаковым и противоположным направлению потока второго пути потока.
Первый поток обеспечен в большем объеме, чем объем, обеспечиваемый во втором пути потока, и смешанные первый и второй пути потока создают турбулентность, которая распыляет и увлекает топливо, и создает пограничный слой сдвига вдоль внутренней поверхности корпуса 51 . Это обеспечивает хорошее смешивание и, как правило, однородную топливно-воздушную смесь.
В некоторых вариантах осуществления первый путь потока будет направлять больший объем воздуха, чем второй путь потока. Отношение объема в первом пути потока к объему во втором пути потока может составлять от 1,5 до 19. В одном варианте соотношение составляло 9:1. Отношение суммы первого и второго путей к объему третьего пути составляет от 3,0 до 19,0. Размеры проточных каналов, которые определяют пути потока, предназначены для достижения этих объемов.
Однако, когда топливо и воздух покидают концы 57 корпуса 51 , топливо может выбрасываться радиально наружу из-за центробежных сил.
Третий путь потока 56 снова противостоит этой тенденции и обеспечивает продвижение однородной смеси вниз по потоку в область пламени.
При впрыскивании третьего пути потока ниже по потоку от конца 61 воздух в пути потока 56 имеет тенденцию замедлять встречное завихрение воздуха и дополнительно обеспечивать надлежащее и более однородное смешивание топлива и воздуха. Таким образом, как показано в 58 , в закрученном воздушном потоке практически отсутствует вихревое разрушение и более равномерное распределение воздуха/топлива. Пламя 66 показано на сдвиговом слое, а пламя и вихрь уносят горячие продукты горения, как схематично показано на 9.0003 64 . Как можно понять, пламя 66 , вихрь 68 и продукты 64 обычно находятся внутри камеры 62 сгорания.
РИС. 4 показан альтернативный вариант осуществления 80 .
Как можно понять, первый путь потока , 52, в целом такой же, как на фиг. 3 вариант. Однако второй путь потока , 82, сформирован ниже по потоку. Это место по-прежнему будет выше по течению от конца 61 форсунки.
В этом варианте осуществления третий путь 84 потока определяется лопастями 84 , а не отверстиями 72 на фиг. 3 вариант. Вариант осуществления по фиг. 4 будет работать, чтобы обеспечить очень похожие пути смешения и потока в камере сгорания, что и на фиг. 3 вариант.
Несмотря на то, что варианты осуществления этого изобретения были раскрыты, специалисту в данной области техники будет понятно, что некоторые модификации входят в объем настоящего изобретения. По этой причине необходимо изучить следующую формулу изобретения, чтобы определить истинный объем и содержание этого изобретения.
Характеристика топливной форсунки/завихрения воздуха — NASA/ADS
- Маквей, Дж.
Б. ; - Кеннеди, Дж. Б. ;
- Беннетт, Дж. К.
Б.Аннотация
Цели этой программы заключаются в создании экспериментальной базы данных, документирующей поведение форсунок топливных форсунок газотурбинных двигателей, когда форсунки взаимодействуют с закрученным газовым потоком, существующим в куполе камеры сгорания, а также в проведении оценки достоверности современных аналитических методов для прогнозирование поведения распыления топлива. Особое внимание уделяется сбору данных с использованием компонентов инжектора/завихрителя, которые очень похожи на компоненты, используемые в настоящее время в усовершенствованных авиационных газотурбинных двигателях, проведению испытаний в условиях, которые точно имитируют или очень близки к условиям, разработанным в реальных камерах сгорания, и проведению хорошо контролируемых экспериментальных испытаний.