RU157604U1

RU157604U1 - COMBUSTION CAMERA OF A GAS TURBINE ENGINE

Info

Publication number: RU157604U1
Application number: RU2015117441/05U
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Птицын; Борис Васильевич Шошин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2015-12-10

Abstract

Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус с установленными на нем форсунками, соединенный с корпусом соплового аппарата, к которому примыкает фланец кольцевой жаровой трубы, при этом завихрители, установленные на жаровой трубе, телескопически соединены с форсунками с возможностью взаимных перемещений в осевом направлении и в радиальной плоскости, отличающаяся тем, что фланец жаровой трубы соединен с корпусом соплового аппарата посредством дистанционных втулок, снабженных буртами и установленных с зазором в радиально ориентированные пазы, выполненные во фланце жаровой трубы, при этом втулки жестко связаны с корпусом соплового аппарата, а между буртами втулок и фланцем жаровой трубы имеются зазоры.The combustion chamber of a gas turbine engine, comprising a housing with nozzles mounted on it, connected to a nozzle apparatus housing, adjacent to a flange of the annular flame tube, while the swirlers mounted on the flame tube are telescopically connected to the nozzles with the possibility of mutual movements in the axial direction and in the radial plane, characterized in that the flame tube flange is connected to the nozzle body by means of spacer bushings provided with collars and installed with a clearance in the radial of oriented grooves formed in the flange of the flame tube, and the sleeve is rigidly connected to the body of the nozzle, between shoulders and sleeves and a flange of the flame tube has gaps.

Description

Полезная модель относится к камерам сгорания газотурбинных двигателей (ГТД) и может найти применение в области турбомашиностроения, в частности, двигателестроения.The utility model relates to the combustion chambers of gas turbine engines (GTE) and can find application in the field of turbomachinery, in particular, engine building.

Известна камера сгорания ГТД, включающая в себя корпус камеры сгорания с закрепленными на нем форсунками и установленную внутри него, с помощью радиально установленных фиксаторов, кольцевую жаровую трубу (С.И. Ловинский и др. «Конструкция и основы проектирования авиационных ГТД» М. Машиностроение 1977 стр. 104).A gas turbine engine combustion chamber is known, which includes a combustion chamber body with nozzles fixed on it and installed inside it, with the help of radially mounted clamps, an annular flame tube (S. I. Lovinsky et al. “Design and fundamentals of aircraft gas turbine engine design” M. Engineering 1977 p. 104).

Недостатком такой камеры сгорания является затенение кольцевых каналов элементами фиксаторов, что при больших скоростях воздуха приводит к ухудшению охлаждения жаровой трубы в следе за фиксаторами и ухудшению равномерности температурного поля из-за нарушения втекания воздуха в основные отверстия жаровой трубы в следе за фиксаторами. (К. Винклер «25 опытов по физике полета» Учпедгиз. 1963 г.)The disadvantage of such a combustion chamber is the shading of the annular channels by the elements of the clamps, which at high air velocities leads to a deterioration in the cooling of the flame tube in the wake of the clamps and to a deterioration in the uniformity of the temperature field due to a violation of the flow of air into the main openings of the flame tube in the wake of the clamps. (K. Winkler "25 experiments in flight physics" Uchpedgiz. 1963)

Наиболее близкой является конструкция камеры сгорания ГТД (М.М. Масленников «Авиационные газотурбинные двигатели» М. Машиностроение 1975 г. Стр. 386)), содержащая корпус с установленными на нем форсунками, соединенный с корпусом соплового аппарата, к которому примыкает фланец кольцевой жаровой трубы, при этом завихрители, установленные на жаровой трубе, телескопически соединены с форсунками с возможностью взаимных перемещений в осевом направлении и в радиальной плоскости. Кольцевая жаровая труба с наружным фланцем на ее конце расположена и зафиксирована в осевом направлении между фланцами корпуса камеры сгорания и соплового аппарата с необходимым радиальным зазором для обеспечения теплового радиального расширения жаровой трубы. При такой конструкции камеры сгорания загромождения кольцевых каналов не происходит.The closest is the design of the gas turbine combustion chamber (M. M. Maslennikov “Aircraft gas turbine engines” M. Mechanical Engineering 1975, p. 386)), comprising a casing with nozzles mounted on it, connected to a casing of the nozzle apparatus, to which an annular heat flange adjoins pipes, while the swirlers mounted on the flame tube are telescopically connected to the nozzles with the possibility of mutual movements in the axial direction and in the radial plane. An annular flame tube with an outer flange at its end is located and fixed in the axial direction between the flanges of the combustion chamber housing and the nozzle apparatus with the necessary radial clearance to ensure thermal radial expansion of the flame tube. With this design of the combustion chamber, clutter of the annular channels does not occur.

Недостатком такой конструкции является то, что наружный фланец на конце жаровой трубы находится в горячей зоне жаровой трубы и вследствие циклических нагреваний жаровой трубы происходит коробление фланца, приводящее к уменьшению или исчезновению радиального зазора между фланцем жаровой трубы и корпусом камеры сгорания, из-за чего возникают термические напряжения в материале, приводящие к растрескиванию фланца жаровой трубы.The disadvantage of this design is that the outer flange at the end of the flame tube is located in the hot zone of the flame tube and, as a result of cyclic heating of the flame tube, the flange warps, resulting in a decrease or disappearance of the radial clearance between the flame tube flange and the combustion chamber body, which results in thermal stresses in the material, leading to cracking of the flame tube flange.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение надежности конструкции камеры сгорания за счет устранения термических напряжений в наружном фланце жаровой трубы.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the reliability of the design of the combustion chamber by eliminating thermal stresses in the outer flange of the flame tube.

Технический результат достигается тем, что в конструкции камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащей корпус с установленными на нем форсунками, соединенный с корпусом соплового аппарата, к которому примыкает фланец кольцевой жаровой трубы, при этом завихрители, установленные на жаровой трубе, телескопически соединены с форсунками с возможностью взаимных перемещений в осевом направлении и в радиальной плоскости, в отличие от известной фланец жаровой трубы соединен с корпусом соплового аппарата посредством дистанционных втулок, снабженных буртами и установленных с зазором в радиально ориентированные пазы, выполненные во фланце жаровой трубы, при этом втулки жестко связаны с корпусом соплового аппарата, а между буртами втулок и фланцем жаровой трубы имеются зазоры.The technical result is achieved by the fact that in the design of the combustion chamber of a gas turbine engine, comprising a housing with nozzles mounted on it, connected to a nozzle housing, to which a flange of the annular flame tube is adjacent, while swirlers mounted on the flame tube are telescopically connected to the nozzles with the possibility of mutual displacements in the axial direction and in the radial plane, in contrast to the known flame tube flange is connected to the nozzle body by means of distance bushings ok, equipped with collars and installed with a gap in the radially oriented grooves made in the flange of the flame tube, while the bushings are rigidly connected to the body of the nozzle apparatus, and there are gaps between the collars of the bushings and the flame of the flame tube.

Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - продольный разрез камеры сгорания; фиг. 2 - вид А; фиг. 3 - вид Б; фиг. 4 - сечение В-В.The claimed solution is illustrated by drawings, which depict: FIG. 1 is a longitudinal section through a combustion chamber; FIG. 2 - view A; FIG. 3 - view B; FIG. 4 - section bb.

Камера сгорания ГТД содержит (фиг. 1) форсунки 1, установленные на корпусе камеры сгорания 2, соединенном с корпусом соплового аппарата 3, жаровую трубу 4 с фланцем 5, в котором выполнены, по меньшей мере, три радиально ориентированных паза 6, служащие для центрации и крепления жаровой трубы 4 к корпусу соплового аппарата 3. В пазы 6 установлены дистанционные втулки 7, которые закреплены на корпусе соплового аппарата, при помощи, например, винтов 8. Форсунки 1 телескопически соединены с завихрителями 9, установленными в жаровой трубе 4 с возможностью взаимного радиального и окружного перемещения.The combustion chamber of the gas turbine engine (Fig. 1) contains nozzles 1 mounted on the housing of the combustion chamber 2 connected to the housing of the nozzle apparatus 3, a flame tube 4 with a flange 5, in which at least three radially oriented grooves 6 are made, which serve for centering and fastenings of the flame tube 4 to the body of the nozzle apparatus 3. In the grooves 6 there are spacers 7 mounted on the body of the nozzle apparatus, for example, by means of screws 8. Nozzles 1 are telescopically connected to swirlers 9 installed in the flame tube 4 with the possibility of mutual radial and circumferential movement.

Предложенная конструкция работает следующим образом.The proposed design works as follows.

Жаровая труба при сгорании в ней топливо-воздушной смеси нагревается и при этом расширяется. Крепление жаровой трубы с помощью фланца с радиально ориентированными пазами, в которые установлены дистанционные втулки, закрепленные на корпусе соплового аппарата винтами, позволяет жаровой трубе расширяться без термических напряжений с сохранением концентричности корпуса и жаровой трубы.The flame tube when it burns the fuel-air mixture heats up and expands. Mounting the flame tube with a flange with radially oriented grooves, into which the spacer sleeves are mounted, fixed with screws to the nozzle body, allows the flame tube to expand without thermal stresses while maintaining the concentricity of the body and flame tube.

В результате взаимное перемещение между собой форсунок, завихрителей и жаровой трубы позволяет конструкции камеры сгорания длительно работать без повышенных напряжений, что способствует увеличению ее надежности.As a result, the mutual movement of nozzles, swirls and a flame tube between themselves allows the design of the combustion chamber to work for a long time without increased voltage, which helps to increase its reliability.

Claims

The combustion chamber of a gas turbine engine, comprising a housing with nozzles mounted on it, connected to a nozzle apparatus housing, adjacent to a flange of the annular flame tube, while the swirlers mounted on the flame tube are telescopically connected to the nozzles with the possibility of mutual movements in the axial direction and in the radial a plane, characterized in that the flame tube flange is connected to the nozzle body by means of spacer bushings provided with collars and installed with a clearance in the radial of oriented grooves formed in the flange of the flame tube, and the sleeve is rigidly connected to the body of the nozzle, between shoulders and sleeves and a flange of the flame tube has gaps.