Жаровая труба камеры сгорания воздушнореактивного двигателя

 

Сущность изобретения: на внутренней поверхности жаровой трубы камеры сгорания одним концом закреплены стержни и сориентированы радиально относительно оси жаровой трубы, образуя свободными концами внутреннюю рабочую поверхность жаровой трубы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 R 3/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4839251/06 (22) 15.06.90 (46) 07.09.92. Бюл. М 33 (71) Уфимский авиационный институт им.

Серго Орджоникидзе (72) В.Н.Кружков, Ф.M,Àëüìåòoâ, Н,M.Îùåïêîâ и С.Н,Крупин (54) 1. Нечаев IO.H., Федоров P.Н. Теория воздушно-реактивных двигателей. M.: Машиностроение, 1981.

2. Патент Великобритании N 2173891, кл. F 23 и 3/44, опублик. 22.10,86 (прототип).

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для сжигания топливовоздушной смеси в теплоэнергетических установках, в частности в воздушно-реактивных двигателях.

Серьезным дефектом, ограничивающим ресурс камеры сгорания, является возникновение прогаров и коробления жаровой трубы в процессе эксплуатации. Это является следствием низкой эффективности системы охлаждения жаровой трубы.

Известны жаровые трубы камер сгорания с пленочным охлаждением (1). Охлаждающий воздух в них подается через кольцевые щели в стенке вдоль внутренней поверхности жаровой трубы, тем самым создается завеса холодного воздуха между стенкой и горячими продуктами сгорания.

Недостатком известных устройств является то, что не обеспечивается равномерная температура стенки по длине (стенка наиболее интенсивно охлаждается непосредственно эа щелью, а так как охлаждающий воздух нагреваетс по мере удаления от ще. Ж,, 1760254 А1 (54) ЖАРОВАЯ ТРУБА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Сущность изобретения: на внутренней поверхности жаровой трубы камеры сгорания одним концом закреплены стержни и сориентированы радиально относительно оси жаровой трубы, образуя свободными концами внутреннюю рабочую поверхность жаровой трубы. 4 ил. ли, температура стенки становится выше).

Поэтому известные устройства требуют большего расхода воздуха для охлаждения участков, удаленных от щели. Таким абразом, известные устройства являются незканомичными по расходу охлаждающего воздуха.

Наиболее близким техническим решением. выбранным за прототип, является жаровая труба камеры сгорания, содержащая обечайку с закрепленным одним концом на ее внутренней поверхности стержнями, образующими каналы подвода охлаждающего воздуха. Внутренняя поверхность жаровой трубы, обечайка и стержни изготовлены из теплопроводного материала и образуют между собой пространство, Охлаждающий воздух поступает в это пространство через входные отверстия, вытекая затем через выходные, которые скошены по отношению к о оси камеры под углом 30 . Таким образом, струи охлаждающего воздуха, двигаясь вдоль внутренней поверхности жаровой трубы, образуют защитну-о воздушную завесу. Требуемое для охлаждения количество

1760254 воздуха в данкой конструкции несколько меньше, чем в камерах сгорания с пленочным охлаждением. так кэк равномерный подвод воздуха определяется равномерным расположением отверстий подвода охлаж- 5 дающего воздуха (2).

Существенным недостатком прототипа являются значительные деформации жаровой трубы, вызванные неравномерностью температурного поля. возникающей при го- 10 рении. Это приводит к короблениям и растрескиваниям конструкций, что снижает эффективность системы охлаждения.

Цель изобретения — интенсификация охлаждения и предотвращение короблений 15 и растрескиваний жаровой трубы.

Цель достигается тем, что стержни ориентированы радиально относительно оси жаровой трубы, образуя свободными концами внутреннюю рабочую поверхность жаро- 20 вой трубы.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема пленочного охлаждения; на фиг. 2— схема жаровой трубы-прототипа; на фиг. 3— предлагаемая жаровая труба, общий вид 25 (стрелками показано движение охлаждающего воздуха); на фиг. 4 изображен вид одного из стержней, расположенных на всей внутренней поверхности оболочки жаровой трубы, 30

Заявляемая жаровэл труба состоит из оболочки 1, нэ всей внутренней поверхности которой закреплены стержни 2, причем они ориентированы так, что их свободные торцы (поверхность А на фиг. 4 каждого 35 стержня) смыкаются; образуя рабочую поверхность 3 жаровой трубы с равномерно расположенными каналами 4 подвода охлаждающего воздуха. Поверхностью нагрева стержней служат их торцы А (фиг. 4}, а 40 поверхностью охлаждения — боковая поверхность В (фиг. 4) стержней 2 (фиг, 3).

Жаровая труба работает следующим образом, 45

Поток воздуха, охлажда|ощего оболочку

1 у жаровой трубы, проходит через каналы

4, образованные стержнями 2 и внутренней поверхностью оболочки 1 жаровой трубы.

Этот поток воздуха образует защитный слой на внутренней поверхности оболочки 1 жаровой трубы, Кроме того, этот поток турбулизируется за счет обтекания стержней 2.

За счет эффективного охлаждения рабочей поверхности 3 вследствие большей величины поверхности охлаждения В по сравнению с поверхностью А (фиг. 4). а также за счет турбулизации воздушного потока и образования защитного слоя на внутренней поверхности оболочки 1 жаровой трубы улучшаются условия охлаждения воздухом стенок жаровой трубы. Вследствие этого уменьшается вероятность прогара стенок жаровой трубы. Кроме того, возникающая при горении неравномерность температурного поля вызывает лишь незначительные деформации стержней и не приводит к короблениям и рэстрескивэнию жаровой трубы, поскольку оболочка с закрепленными на ее внутренней поверхности стержнями имеет температуру, близкую к температуре воздуха. Следовательно, ресурс работы жаровой трубы камеры сгорания увеличивается.

Таким образом, предлагаемая жаровая труба в сравнении с прототипом позволяет интенсифицировать охлаждение. что предотвращает ее коробление и растрескивание.

Формула изобретения

Жаровая труба камеры сгорания воздушно-реактивного двигателя, содержащая обечайку с закрепленными одним концом на ее внутренней поверхности стержнями, образующими каналы подвода охлаждающего воздуха, отличающаяся тем, что, .с целью интенсификации охлаждения жаровой трубы, стержни ориентированы радиально относительно оси жаровой трубы, образуя свободными концами внутреннюю рабочую поверхность жаровой трубы.

1760254

Фиг. I

Фиг, я

Фиг. 3

Фиг. 4

Составитель Ф. Альметов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О.Густи

Редактор С.Юрчикова

Заказ 3174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина. 101