RU2624783C1

RU2624783C1 - Fuel feed system of combustion chamber of gas-turbine engine

Info

Publication number: RU2624783C1
Application number: RU2016122399A
Authority: RU
Inventors: Илья Алексеевич Повышев; Сергей Васильевич Пестов; Алексей Матвеевич Сипатов; Михаил Сергеевич Хрящиков
Original assignee: Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель"
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-07-06

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: fuel feed system of the combustion chamber of the gas-turbine engine contains an annular fuel collector installed around the outer side of the combustion chamber body and a plurality of annular collector mounting brackets. Each of the brackets is made of several straight segments of the twisted rope, located in a single plane. The ends of the segments are rigidly connected to the fixing flanges. The segments of the twisted rope are additionally interconnected in the middle part by at least one plank. The segments of the twisted rope are additionally covered with an elastic material on the outer side.

EFFECT: by providing sufficiently rigid support of the fuel collector to the combustion chamber body in the axial and circumferential directions, compensating for the thermal expansion of the body in the radial direction and damping the oscillations of the fuel feed system of the combustion chamber, its reliability is increased.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а более конкретно к конструкциям основных камер сгорания.The invention relates to gas turbine engines, and more particularly to the designs of the main combustion chambers.

Известна система топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая кольцевой топливный коллектор, установленный вокруг внешней стороны корпуса камеры сгорания, множество изогнутых трубопроводов, соединенных с топливными форсунками, закрепленными на корпусе камеры сгорания, и множество кронштейнов крепления кольцевого коллектора, обеспечивающее достаточно жесткую опору топливного коллектора на корпус камеры сгорания и компенсацию тепловых расширений (А.А. Иноземцев «Авиационный двигатель ПС-90А», М. Либра-К, 2007 г., стр. 76, рис. 5.3).A known fuel system of a combustion chamber of a gas turbine engine, comprising an annular fuel manifold mounted around the outer side of the combustion chamber body, a plurality of bent pipelines connected to fuel nozzles mounted on the combustion chamber body, and a plurality of mounting brackets of an annular manifold providing sufficiently rigid support of the fuel manifold on combustion chamber body and thermal expansion compensation (A.A. Inozemtsev “Aircraft Engine PS-90A”, M. Libra-K, 2007, p Tr. 76, Fig. 5.3).

Недостатком известной конструкции является то, что для компенсации тепловых расширений в конструкции предусмотрены подвижные соединения с зазорами, по которым происходит вибрационный износ контактных поверхностей.A disadvantage of the known design is that to compensate for thermal expansions, the design provides movable joints with gaps along which vibration wear of the contact surfaces occurs.

Наиболее близким к заявляемой системе является устройство для подачи топлива в камеру сгорания, содержащее кольцевой топливный коллектор, установленный вокруг внешней стороны корпуса камеры сгорания, и множество кронштейнов крепления кольцевого коллектора (патент RU №2379591, МПК: F23R 3/60, 3/28, F02C 7/20).Closest to the claimed system is a device for supplying fuel to the combustion chamber, containing an annular fuel manifold mounted around the outer side of the combustion chamber body, and a plurality of mounting brackets of the annular manifold (patent RU No. 2379591, IPC: F23R 3/60, 3/28, F02C 7/20).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является то, что опорные средства для кольцевого топливного коллектора, включающие в себя упруго намотанный канат между лапками вокруг параллельной им оси, обладают весьма высокой жесткостью в радиальном направлении, что не позволяет исключить нагрузку на кольцевой топливный коллектор при тепловом расширении корпуса.A disadvantage of the known design adopted for the prototype is that the support means for the annular fuel manifold, including an elastically wound rope between the legs around its parallel axis, have a very high stiffness in the radial direction, which does not allow to exclude the load on the annular fuel manifold when thermal expansion of the housing.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности системы топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя путем обеспечения достаточно жесткой опоры топливного коллектора на корпус камеры сгорания, компенсации тепловых расширений корпуса в радиальном направлении и демпфирования колебаний системы топливопитания.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the fuel supply system of the combustion chamber of a gas turbine engine by providing a sufficiently rigid support of the fuel collector on the housing of the combustion chamber, compensating for the thermal expansion of the housing in the radial direction and damping the vibrations of the fuel supply system.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащей кольцевой топливный коллектор, установленный вокруг внешней стороны корпуса камеры сгорания, и множество кронштейнов крепления кольцевого коллектора, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, каждый из кронштейнов выполнен из нескольких прямолинейных отрезков витого каната, расположенных в единой плоскости, при этом концы отрезков жестко соединены с крепежными фланцами. Отрезки витого каната дополнительно в средней части соединены между собой как минимум одной планкой. Отрезки витого каната дополнительно покрыты с внешней стороны эластичным материалом.The specified technical result is achieved by the fact that in the fuel supply system of the combustion chamber of a gas turbine engine containing an annular fuel manifold mounted around the outer side of the combustion chamber body and a plurality of mounting brackets of the annular manifold, ACCORDING TO THE INVENTION, each of the brackets is made of several straight sections of twisted rope located in a single plane, while the ends of the segments are rigidly connected to the mounting flanges. The sections of the twisted rope are additionally connected in the middle part by at least one bar. The twisted rope sections are additionally coated on the outside with elastic material.

Выполнение каждого из кронштейнов, состоящего из нескольких прямолинейных отрезков витого каната, расположенных в единой плоскости, и жесткое соединение концов отрезков с крепежными фланцами обеспечивает компенсацию тепловых расширений между точками закрепления и демпфирование колебаний системы топливопитания, что повышает ее надежность.The implementation of each of the brackets, consisting of several straight sections of twisted rope located in a single plane, and a rigid connection of the ends of the segments with mounting flanges provides compensation for thermal expansions between the fastening points and damping the vibrations of the fuel supply system, which increases its reliability.

Дополнительное соединение в средней части отрезков витого каната между собой как минимум одной планкой, а также дополнительное покрытие отрезков витого каната с внешней стороны эластичным материалом повышает жесткость кронштейна в окружном направлении относительно корпуса и увеличивает демпфирующие свойства практически без увеличения жесткости в радиальном направлении.An additional connection in the middle of the twisted rope segments to each other by at least one strap, as well as an additional coating of the twisted rope segments from the outside with elastic material, increases the stiffness of the bracket in the circumferential direction relative to the housing and increases the damping properties with virtually no increase in stiffness in the radial direction.

На фиг. 1 изображен общий вид системы топливопитания камеры сгорания.In FIG. 1 shows a General view of the fuel supply system of the combustion chamber.

На фиг. 2 - система топливопитания с планкой в средней части кронштейна.In FIG. 2 - fuel supply system with a bracket in the middle of the bracket.

На фиг. 3 - система топливопитания с покрытием отрезков эластичным материалом.In FIG. 3 - fuel supply system with coating the segments with elastic material.

Система топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевой топливный коллектор 1, установленный вокруг внешней стороны корпуса 2 камеры сгорания и закрепленный к корпусу посредством кронштейнов 3. Множество изогнутых трубопроводов 4 также соединены с кольцевым топливным коллектором 1 и с форсунками 5, закрепленными на корпусе 2 камеры сгорания. Кронштейны 3 выполнены из нескольких прямолинейных отрезков 6 витого каната, расположенных в единой плоскости. Концы отрезков 6 витого каната жестко соединены с крепежными фланцами 7 и 8.The fuel supply system of the combustion chamber of a gas turbine engine comprises an annular fuel manifold 1 mounted around the outer side of the housing 2 of the combustion chamber and fixed to the housing by means of brackets 3. A number of bent pipes 4 are also connected to the annular fuel manifold 1 and to nozzles 5 mounted on the housing 2 of the combustion chamber . Brackets 3 are made of several straight sections 6 of twisted rope located in a single plane. The ends of the segments 6 of the twisted rope are rigidly connected to the mounting flanges 7 and 8.

Работает система следующим образом.The system works as follows.

При работе двигателя корпус 2 камеры сгорания нагревается и расширяется в радиальном и осевом направлениях. Кольцевой топливный коллектор 1 имеет значительно меньшую температуру, чем корпус 2, и расширяется в радиальном направлении в меньшей степени. Наличие разницы в тепловом расширении между точками закрепления приводит к увеличению статических и динамических напряжений в топливном коллекторе 1 и трубопроводах 4, что может привести к разрушению коллектора или трубопроводов. Для компенсации тепловых расширений между точками закрепления конструкция кронштейнов 3 выполнена предельно податливой в радиальном направлении относительно теплового расширения корпуса 2 за счет применения в кронштейнах 3 нескольких прямолинейных отрезков 6 витого каната, расположенных в единой плоскости, концы которых жестко соединены с крепежными фланцами 7, 8. Конструкция позволяет кронштейнам 3 изгибаться в радиальном направлении относительно корпуса 2 без особых усилий. В осевом и окружном направлениях кронштейны 3 имеют большую жесткость, так как для растяжения витых канатов и изгиба кронштейна 3 в поперечной плоскости требуется достаточно большое усилие. Витые канаты обладают свойством демпфирования колебаний за счет трения между отдельными волокнами витого каната при его изгибе. Установка в средней части кронштейна дополнительно как минимум одной планки 9, соединяющей между собой отрезки 6 канатов, а также покрытие отрезков канатов с внешней стороны эластичным материалом 10 повышает жесткость кронштейна в окружном направлении относительно корпуса 2 и увеличивает демпфирующие свойства практически без увеличения жесткости в радиальном направлении.When the engine is running, the housing 2 of the combustion chamber heats up and expands in the radial and axial directions. The annular fuel manifold 1 has a significantly lower temperature than the housing 2, and is expanding in the radial direction to a lesser extent. The presence of a difference in thermal expansion between the fastening points leads to an increase in static and dynamic stresses in the fuel collector 1 and pipelines 4, which can lead to the destruction of the collector or pipelines. To compensate for thermal expansions between the fastening points, the design of the brackets 3 is made extremely radially flexible relative to the thermal expansion of the housing 2 due to the use of several straight sections 6 of twisted rope arranged in a single plane in the brackets 3, the ends of which are rigidly connected to the mounting flanges 7, 8. The design allows the brackets 3 to bend in the radial direction relative to the housing 2 without much effort. In the axial and circumferential directions, the brackets 3 have great rigidity, since a sufficiently large force is required to stretch the twisted ropes and bend the bracket 3 in the transverse plane. Twisted ropes have the property of damping vibrations due to friction between the individual fibers of a twisted rope when it is bent. The installation in the middle part of the bracket of at least one additional strap 9 connecting the cable segments 6 together, as well as covering the cable segments on the outside with elastic material 10 increases the stiffness of the bracket in the circumferential direction relative to the housing 2 and increases the damping properties with virtually no increase in stiffness in the radial direction .

Claims

1. The fuel supply system of the combustion chamber of a gas turbine engine, comprising an annular fuel manifold mounted around the outer side of the combustion chamber body, and a plurality of mounting brackets of the annular manifold, characterized in that each of the brackets is made of several straight sections of twisted rope located in a single plane, with the ends of the segments are rigidly connected to the mounting flanges.

2. The fuel supply system according to claim 1, characterized in that the sections of the twisted rope are additionally interconnected by at least one bar in the middle part.

3. The fuel supply system according to claim 1, characterized in that the segments of the twisted rope are additionally coated on the outside with elastic material.