Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания

Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания газотурбинного двигателя выполнен в виде термостойкой плитки, крепящейся к корпусам камеры сгорания с зазором для прохода вторичного воздуха, истекающего внутрь жаровой трубы через наклонные отверстия в плитке. Термостойкая плитка состоит из корпуса с выступами для его крепления в кольцевых пазах корпусов камеры сгорания и листового обтюратора, входящего в кольцевые пазы в корпусе плитки и зафиксированного относительно него в своей центральной части. На поверхности корпуса термостойкой плитки, обращенной к обтюратору, выполнены выступы, служащие опорами обтюратора. Изобретение расширяет арсенал технических средств, обеспечивающих работоспособность стенки жаровой трубы камеры сгорания в высокотемпературных условиях. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение применимо в энергетике и авиации, преимущественно в области газотурбостроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно устройство - элемент внутренней стенки камеры сгорания, образующей жаровую трубу [Патент №23 73319, Великобритания, МПК ⁷ F 23 R 3/00, 3/06, Заявка №0105931.0, Заявл. 12.03.2001 г., Опубл. 18.09.2002 г.], выбранное в качестве прототипа. Жаровая труба этой камеры сгорания собирается из отдельных элементов в виде термостойких плиток, изготовленных методом литья и закрепленных на наружной стенке (корпусе) камеры сгорания с зазором для прохода вторичного воздуха. Термостойкая плитка имеет две стенки, изготовленные литьем, одна из которых выполняет функцию корпуса и имеет резьбовую стойку для крепления к наружной стенке камеры сгорания. В стенке, обращенной во внутрь жаровой трубы, выполнены наклонные отверстия для прохода (истечения)охлаждающего воздуха внутрь жаровой трубы.

Высокие значения температуры воздуха и его скорости на входе в камеру сгорания, а также сгорание топлива при околостехиометрическом значении коэффициента избытка воздуха, предъявляют очень жесткие требования к конструкции при разработке новых камер сгорания газотурбинных двигателей и энергетических установок и требуют новых подходов к их проектированию.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При создании данного изобретения решается задача расширения арсенала технических средств, обеспечивающих работоспособность стенки жаровой трубы камеры сгорания в высокотемпературных условиях; технический результат заключается в реализации данного назначения.

Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания выполняется в виде термостойкой плитки, состоящей из корпуса с выступами для его крепления в кольцевых пазах корпусов камеры сгорания и листового обтюратора (изготовленного из листового материала), входящего в кольцевые пазы в корпусе плитки и зафиксированного относительно него в своей центральной части.

Существенные признаки:

Корпус термостойкой плитки, корпус камеры сгорания, наклонные отверстия в корпусе плитке, зазор между термостойкими плитками и корпусом камеры сгорания.

Существенные отличительные признаки:

Корпус камеры сгорания с кольцевыми пазами; корпус термостойкой плитки с выступами, входящими в кольцевые пазы корпуса камеры сгорания; листовой обтюратор, входящий в кольцевые пазы в корпусе плитки; фиксация обтюратора относительно корпуса плитки в центральной части; выступы на поверхности корпуса плитки, обращенной к дефлектору, служащие его опорами; углубление, в виде сегмента сферической поверхности на поверхности корпуса плитки, обращенной во внутрь жаровой трубы в месте выхода наклонного отверстия; сегмент сферической поверхности соосный с выступом на поверхности корпуса плитки, обращенной к дефлектору; отверстия в дефлекторе, расположенные нормально к поверхности корпуса термостойкой плитки, обращенной к дефлектору.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах показаны:

Фиг.1 - Конструктивная схема элемента стенки жаровой трубы камеры сгорания в виде термостойкой плитки,

Фиг.2 - Вид на выступ корпуса термостойкой плитки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания в виде термостойкой плитки состоит из корпуса 1 и листового обтюратора 2. Корпус 1 выполнен с выступами 3 и 4, предназначенными для его крепления в соответствующих кольцевых пазах в корпусах камеры сгорания с зазором для прохода вторичного воздуха. На корпусе 1 выполнены кольцевые пазы 5 и 6 для крепления листового обтюратора 2. В выступах 3 и 4 выполнены отверстия 7 и 8 для прохода вторичного воздуха. На поверхности 9 корпуса 1, обращенной к обтюратору 2, выполнены выступы 10, служащие опорами дефлектора 2. На поверхности 11 корпуса 1, обращенной внутрь жаровой трубы выполнены углубления 12, в виде сегмента сферической поверхности, соосного с выступами 10. В эти углубления выходят наклонные отверстия 13. В листовом обтюраторе 2 выполнены отверстия 14, расположенные нормально к поверхности 9 корпуса 1, обращенной к обтюратору 2. В одном или нескольких выступах 10 выполнены углубления 15 для завальцовки 16 материала листового обтюратора 2 с целью его фиксации относительно корпуса 1 в центральной части.

Воздух для охлаждения термостойких плиток поступает по зазорам, образованным между ними и корпусом камеры сгорания выступами 3 и 4 корпуса 1, и отверстиям 7 и 8. С помощью отверстий 14 в листовом дефлекторе 2 охлаждается конвективным способом (струйное натекание) поверхность 9 корпуса. Далее воздух по наклонным отверстиям 13 поступает в углубления 12, создавая пелену заградительного охлаждения поверхности 11 корпуса 1, обращенной внутрь жаровой трубы камеры сгорания. Сочетание различных способов охлаждения, позволяющее наиболее полно использовать располагаемый хладоресурс охлаждающего воздуха, повышает эффективность охлаждения, что благоприятно сказывается на обеспечении работоспособности стенки жаровой трубы камеры сгорания. Кроме того, оптимизация объемов между поверхностью корпуса 1 и листового обтюратора 2, а также размеров отверстий 13 и 14 позволяет производить отстройку от пульсаций давления газов в жаровой трубе камеры сгорания.

1. Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания газотурбинного двигателя в виде термостойкой плитки, крепящейся к корпусам камеры сгорания с зазором для прохода вторичного воздуха, истекающего внутрь жаровой трубы через наклонные отверстия в плитке, отличающийся тем, что термостойкая плитка состоит из корпуса с выступами для его крепления в кольцевых пазах корпусов камеры сгорания и листового обтюратора, входящего в кольцевые пазы в корпусе плитки и зафиксированного относительно него в своей центральной части.

2. Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания по п.1, отличающийся тем, что на поверхности корпуса термостойкой плитки, обращенной к обтюратору, выполнены выступы, служащие опорами обтюратора.

3. Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания по п.2, отличающийся тем, что на поверхности корпуса термостойкой плитки, обращенной внутрь жаровой трубы, в местах выхода наклонных отверстий выполнены углубления в виде сегмента сферической поверхности, соосного с соответствующим выступом на ее поверхности, обращенной к обтюратору.

4. Элемент стенки жаровой трубы камеры сгорания по п.3, отличающийся тем, что в обтюраторе выполнены отверстия, расположенные нормально к поверхности термостойкой плитки, обращенной к обтюратору.