Система топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а более конкретно к конструкциям основных камер сгорания. Система топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевой топливный коллектор, установленный вокруг внешней стороны корпуса камеры сгорания, и множество кронштейнов крепления кольцевого коллектора. Каждый из кронштейнов выполнен из нескольких прямолинейных отрезков витого каната, расположенных в единой плоскости. 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. Путем обеспечения достаточно жесткой опоры топливного коллектора на корпус камеры сгорания в осевом и окружном направлениях, компенсации тепловых расширений корпуса в радиальном направлении и демпфирования колебаний системы топливопитания камеры сгорания повышается ее надежность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а более конкретно к конструкциям основных камер сгорания.

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).

Недостатком известной конструкции является то, что для компенсации тепловых расширений в конструкции предусмотрены подвижные соединения с зазорами, по которым происходит вибрационный износ контактных поверхностей.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

На фиг. 1 изображен общий вид системы топливопитания камеры сгорания.

На фиг. 2 - система топливопитания с планкой в средней части кронштейна.

На фиг. 3 - система топливопитания с покрытием отрезков эластичным материалом.

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.

Работает система следующим образом.

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.

1. Система топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая кольцевой топливный коллектор, установленный вокруг внешней стороны корпуса камеры сгорания, и множество кронштейнов крепления кольцевого коллектора, отличающаяся тем, что каждый из кронштейнов выполнен из нескольких прямолинейных отрезков витого каната, расположенных в единой плоскости, при этом концы отрезков жестко соединены с крепежными фланцами.

2. Система топливопитания по п. 1, отличающаяся тем, что отрезки витого каната дополнительно в средней части соединены между собой как минимум одной планкой.

3. Система топливопитания по п. 1, отличающаяся тем, что отрезки витого каната дополнительно покрыты с внешней стороны эластичным материалом.