Топливный коллектор камеры сгорания газотурбинного двигателя
Владельцы патента RU 2375597:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к конструкции топливного коллектора камеры сгорания газотурбинного двигателя (ГТД). Топливный коллектор камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую трубу для подачи топлива к форсункам, установленную внутри корпуса камеры, подводящий трубопровод и размещенный снаружи камеры входной штуцер, установленный в наружной втулке, прикрепленной к корпусу камеры с возможностью осевого перемещения, снабженный внутренней втулкой, выполненной в виде, по меньшей мере, одного звена, включающего два неподвижных кольца и подвижное кольцо, установленное между ними с возможностью поперечного перемещения. Неподвижные кольца соединены с наружной втулкой, а подвижное кольцо установлено с возможностью контактирования с входным штуцером. Устройство позволяет компенсировать термические напряжения, возникающие в наружной втулке и штуцере за счет различного термического расширения корпуса камеры сгорания и топливного коллектора в осевом и поперечном направлениях. Уменьшение диаметра поверхности до диаметра штуцера позволяет уменьшить утечки воздуха. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к конструкции топливного коллектора камеры сгорания газотурбинного двигателя (ГТД).
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является топливный коллектор камеры сгорания ГТД, содержащий кольцевую трубу для подачи топлива к форсункам, установленную внутри корпуса камеры, подводящий трубопровод и установленный снаружи камеры входной штуцер, снабженный внутренней втулкой, установленной в наружной втулке, прикрепленной к корпусу камеры, причем штуцер установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси наружной втулки, внутренняя втулка выполнена в виде, по меньшей мере, одного звена, включающего два кольца, неподвижно закрепленных во входном штуцере, и кольцо, контактирующее с наружной втулкой, установленное между неподвижными кольцами с возможностью поперечного перемещения (патент РФ № 2241908, опубл. в 2004 г.).
Недостатком известной конструкции является утечка воздуха по поверхности контакта наружной втулки с подвижным кольцом.
Задачей изобретения является уменьшение утечки воздуха путем уменьшения поверхности контакта.
Указанная задача решается тем, что в известном топливном коллекторе камеры сгорания ГТД, содержащем кольцевую трубу для подачи топлива к форсункам, установленную внутри корпуса камеры, подводящий трубопровод и размещенный снаружи камеры сгорания входной штуцер, установленный в наружной втулке, прикрепленной к корпусу камеры, с возможностью осевого перемещения, снабженный внутренней втулкой, выполненной в виде, по меньшей мере, одного звена, включающего два неподвижных кольца, и подвижное кольцо, установленное между ними с возможностью поперечного перемещения, согласно изобретению неподвижные кольца соединены с наружной втулкой, а подвижное кольцо установлено с возможностью контактирования с входным штуцером.
Такое устройство позволяет компенсировать термические напряжения, возникающие в наружной втулке и штуцере за счет различного термического расширения корпуса камеры сгорания и топливного коллектора в осевом и поперечном направлении. Уменьшение диаметра поверхности контакта до диаметра штуцера позволяет уменьшить утечки воздуха до минимальных значений.
На фиг.1 показан разрез топливного коллектора камеры сгорания ГТД;
на фиг.2 - вариант выполнения внутренней втулки;
на фиг.3 - вариант выполнения штуцера с дополнительной втулкой.
Топливный коллектор 1 камеры сгорания содержит кольцевую трубу 2 для подачи топлива к форсункам, установленную внутри корпуса камеры 3, подводящий трубопровод 4 и установленный снаружи камеры входной штуцер 5. Последний снабжен наружной втулкой 6, в которой установлена внутренняя втулка 7, выполненная в виде, по меньшей мере, одного звена, включающего два кольца 8 и 9, причем переднее кольцо 8 со стороны кольца 9 снабжено выступом 10, контактирующим с последним, благодаря которому между кольцами образуется зазор 11, в котором установлено кольцо 12, контактирующее с наружной поверхностью штуцера 5. Кольца 8 и 9 установлены с зазором 13 относительно штуцера 5. Наружная и внутренняя втулки 6 и 7 прикреплены к корпусу камеры 3 гайкой 14.
Кольцо 8 может быть выполнено без выступа. При этом между кольцами 8 и 9 устанавливается дистанционная втулка 15 (фиг.2). Кольцо 12 может быть выполнено со сферической поверхностью 16 (фиг.2). Между штуцером 5 и кольцом 12 (фиг.3) может быть установлена дополнительная втулка 17.
При сборке топливный коллектор 1 устанавливается внутри корпуса 3. Передний конец входного штуцера 5 расположен снаружи корпуса 3. В наружную втулку 6 устанавливаются последовательно кольца 12, 9 и 8. Втулка 6 с кольцами 12, 9 и 8 закрепляется гайкой 14 в корпусе камеры 3.
Во время работы камеры сгорания проходит более высокий нагрев ее корпуса по сравнению с топливным коллектором. При этом штуцер 5 перемещается в поперечном направлении в пределах зазора 13.
Таким образом, штуцер топливного коллектора получает возможность как осевого, так и поперечного перемещения. Контакт штуцера топливного коллектора с промежуточными кольцами происходит по диаметру штуцера, что значительно уменьшает поверхность контакта и, следовательно, уменьшает утечку воздуха до минимального значения.
Выполнение наружной втулки с использованием дистанционной втулки упрощает изготовление топливного коллектора. Поверхность кольца 12 сферической формы уменьшает износ контактирующих поверхностей. Дополнительная втулка 17 позволяет защитить штуцер топливного коллектора от износа. Применение гайки 14 позволяет существенно уменьшить поперечные размеры и вес конструкции корпуса камеры сгорания.
1. Топливный коллектор камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий кольцевую трубу для подачи топлива к форсункам, установленную внутри корпуса камеры, подводящий трубопровод и размещенный снаружи камеры входной штуцер, установленный в наружной втулке, прикрепленной к корпусу камеры с возможностью осевого перемещения, снабженный внутренней втулкой, выполненной в виде, по меньшей мере, одного звена, включающего два неподвижных кольца и подвижное кольцо, установленное между ними с возможностью поперечного перемещения, отличающийся тем, что неподвижные кольца соединены с наружной втулкой, а подвижное кольцо установлено с возможностью контактирования с входным штуцером.
2. Топливный коллектор по п.1, отличающийся тем, что в наружной втулке между неподвижными кольцами установлена дистанционная втулка.
3. Топливный коллектор по п.1, отличающийся тем, что входной штуцер снабжен дополнительной втулкой, жестко прикрепленной к его наружной поверхности, а подвижное кольцо установлено с возможностью контактирования с дополнительной втулкой.
4. Топливный коллектор по п.1, отличающийся тем, что поверхность подвижного кольца выполнена сферической.
