Выносная камера сгорания

Изобретение относится к области турбомашиностроения и может быть использовано в конструкциях камер сгорания газотурбинных установок наземного и морского применения. Выносная камера сгорания содержит силовой корпус в виде двух конических стенок, неразъемно соединенных между собой большими основаниями, а меньшими основаниями присоединенных соответственно к корпусам компрессора и турбины. Стенка, присоединенная к компрессору, имеет отверстия, окантованные фланцами, к которым присоединены кожухи с расположенными внутри их и зафиксированными относительно их жаровыми трубами. Жаровые трубы телескопически соединены с газосборниками, которые закреплены на фланце, расположенном на внутренней поверхности конической стенки, присоединенной к турбине. В конической стенке силового корпуса, присоединенной к турбине, выполнены окна для прохода газосборников. На ее наружной поверхности расположены кольцевой фланец, примыкающий к ее большему основанию, и кольцевая диафрагма, примыкающая к ее меньшему основанию. К торцам кольцевого фланца конусной стенки и диафрагмы присоединен наружный кожух. Изобретение направлено на обеспечение ремонтопригодности в эксплуатации и повышение надежности работы газотурбинной установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области турбомашиностроения, в частности двигателестроения, и может быть использовано в конструкциях камер сгорания газотурбинных установок (ГТУ) наземного и морского применения.

Известна конструкция выносной камеры сгорания, содержащая силовой корпус, в стенке которого выполнены отверстия, окантованные фланцами, к которым присоединены кожухи с расположенными внутри них жаровыми трубами, соединенными с газосборниками (патент №2310086, 13.02.2006, МПК F02C 3/14). Недостаток данной конструкции заключается в ограниченности разборки камеры сгорания в эксплуатации. Подобная конструкция допускает демонтаж только жаровых труб.

Наиболее близкой является конструкция выносной камеры сгорания (патент №31816, 21.11.2002, МПК F02C 3/00), содержащая силовой корпус в виде двух конических стенок, неразъемно соединенных между собой большими основаниями, а меньшими основаниями присоединенных соответственно к корпусам компрессора и турбины, при этом стенка, присоединенная к компрессору, имеет отверстия, окантованные фланцами, к которым присоединены кожухи с расположенными внутри них и зафиксированными относительно них жаровыми трубами, причем жаровые трубы телескопически соединены с газосборниками, которые закреплены на фланце, расположенном на внутренней поверхности конической стенки, присоединенной к турбине. Подобная конструкция допускает ограниченную разборку камеры сгорания в эксплуатации, а именно демонтаж жаровых труб через отверстия в силовом корпусе в местах постановки кожухов с жаровыми трубами, но демонтаж газосборников, соединяющих жаровые трубы с турбиной, невозможен, что является недостатком, так как габаритные размеры газосборников превышают размеры отверстий в силовом корпусе в местах постановки кожухов с жаровыми трубами. Кроме этого, в подобной схеме выносной камеры сгорания силовой корпус имеет увеличенные по отношению к корпусам компрессора и турбины диаметральные размеры, что приводит к повышенным осевым деформациям стенок силового корпуса в осевом (продольном) направлении под действием сил внутреннего давления воздуха в полости выносной камеры сгорания. Из-за этого уменьшаются осевые зазоры между статорными и роторными деталями турбины ГТУ, вследствие чего возможно касание ротора о статор и поломка ГТУ.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является обеспечение ремонтопригодности ГТУ в эксплуатации, достигаемое возможностью демонтажа в эксплуатации не только жаровых труб, но и газосборников через окна в стенке силового корпуса камеры сгорания при сдвижке наружного кожуха камеры сгорания; и повышение надежности работы ГТУ за счет повышения жесткости силового корпуса камеры сгорания и, как следствие, сохранения оптимальных осевых зазоров между статором и ротором турбины в связи с минимизацией осевых перемещений статора от сил внутреннего давления во внутренней полости камеры сгорания.

Технический результат достигается тем, что в выносной камере сгорания, содержащей силовой корпус в виде двух конических стенок, неразъемно соединенных между собой большими основаниями, а меньшими основаниями присоединенных соответственно к корпусам компрессора и турбины, при этом стенка, присоединенная к компрессору, имеет отверстия, окантованные фланцами, к которым присоединены кожухи с расположенными внутри них и зафиксированными относительно них жаровыми трубами, причем жаровые трубы телескопически соединены с газосборниками, которые закреплены на фланце, расположенном на внутренней поверхности конической стенки, присоединенной к турбине, в отличие от известной в конической стенке силового корпуса, присоединенной к турбине, выполнены окна для прохода газосборников, причем на ее наружной поверхности расположены кольцевой фланец, примыкающий к ее большему основанию, и кольцевая диафрагма, примыкающая к ее меньшему основанию, при этом к торцам кольцевого фланца конической стенки и диафрагмы присоединен наружный кожух.

В силовом корпусе в радиальных плоскостях, расположенных между окнами для прохода газосборников, выполнены ребра, соединяющие конические стенки, присоединенные соответственно к корпусам компрессора и турбины.

Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - продольный разрез выносной камеры сгорания; фиг. 2 - сечение А-А.

Выносная камера сгорания (фиг. 1) содержит жаровые трубы 1, каждая из которых расположена в отдельном кожухе 2 и зафиксирована относительно него с возможностью тепловых перемещений. Жаровые трубы 1 телескопически соединены с газосборниками 3 в виде переходных каналов от выхода жаровых труб до входа в сопловой аппарат 4 турбины 5 ГТУ. Газосборники закреплены на силовом корпусе 6 с возможностью тепловых перемещений. Силовой корпус 6 выполнен в виде двух конических стенок 7 и 8, неразъемно соединенных между собой большими основаниями, а меньшие основания стенок 7 и 8 снабжены фланцами 9 и 10 для присоединения к корпусу компрессора 11 и корпусу турбины 5. Стенка 7 имеет отверстия 12 для прохода жаровых труб, окантованные фланцами, на которых базируются кожухи 2 с жаровыми трубами 1. В конусной стенке 8, примыкающей к турбине, выполнены окна 13 (фиг. 2) для демонтажа газосборников 3 в эксплуатации. Кроме этого, к фланцу 9 стенки снаружи примыкает кольцевая диафрагма 14 с наружным фланцем 15. При этом к торцам фланцев 16 и 15 конической стенки 7 и диафрагмы 14, обращенным в сторону турбины, присоединен соответствующими фланцами 17 и 18 наружный относительно конической стенки 7 кожух 19 с возможностью сдвижки в сторону турбины при демонтаже газосборников 3.

При необходимости, для повышения жесткости силового корпуса в нем могут быть выполнены продольные ребра 20, соединяющие конические стенки 7 и 8 силового корпуса 6, которые расположены между отверстиями 12 и окнами 13 в конических стенках силового корпуса 6.

При работе ГТУ от возникающих во внутренней полости выходной камеры сгорания сил внутреннего давления происходит осевая деформация наружного кожуха 19 и упругий изгиб диафрагмы 14 в сторону турбины. При этом коническая стенка 7 силового корпуса 6, не нагруженная силами давления воздуха в полости выносной камеры сгорания, перемещается незначительно, чем обеспечиваются оптимальные осевые зазоры между деталями ротора и статора ГТУ.

Для замены или ремонта в эксплуатации жаровые трубы 1 демонтируются непосредственно вместе с кожухами 2, а газосборники 3 вынимаются через окна 13 с предварительной сдвижкой наружного кожуха 19 в сторону турбины. При этом не нарушается силовая связь корпусов ГТУ.

Таким образом, коническая стенка, присоединенная к турбине, не нагружена силами внутреннего давления, поэтому не имеет существенных осевых деформаций, приводящих к значительному уменьшению осевых зазоров между статором и ротором турбины. При этом осевые деформации наружного кожуха от сил внутреннего давления приводят только к упругому изгибу присоединенной к нему кольцевой диафрагмы, примыкающей к меньшему основанию конической стенки.

В результате, за счет возможности демонтажа в эксплуатации газосборников и жаровых труб выносной камеры сгорания и повышения жесткости ее силового корпуса обеспечивается ремонтопригодность и повышается надежность работы ГТУ.

1. Выносная камера сгорания, содержащая силовой корпус в виде двух конических стенок, неразъемно соединенных между собой большими основаниями, а меньшими основаниями присоединенных соответственно к корпусам компрессора и турбины, при этом стенка, присоединенная к компрессору, имеет отверстия, окантованные фланцами, к которым присоединены кожуха с расположенными внутри них и зафиксированными относительно них жаровыми трубами, причем жаровые трубы телескопически соединены с газосборниками, которые закреплены на фланце, расположенном на внутренней поверхности конической стенки, присоединенной к турбине, отличающаяся тем, что в конической стенке силового корпуса, присоединенной к турбине, выполнены окна для прохода газосборников, причем на ее наружной поверхности расположены кольцевой фланец, примыкающий к ее большему основанию, и кольцевая диафрагма, примыкающая к ее меньшему основанию, при этом к торцам кольцевого фланца конусной стенки и диафрагмы присоединен наружный кожух.

2. Выносная камера сгорания по п. 1, отличающаяся тем, что в силовом корпусе в радиальных плоскостях, расположенных между окнами для прохода газосборников, выполнены ребра, соединяющие конические стенки, присоединенные соответственно к корпусам компрессора и турбины.



 

Похожие патенты:

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.

Кольцевая камера сгорания для турбомашины, представляющая осевое направление (X), радиальное направление (R) и азимутальное направление (Y), камера сгорания, содержащая первую кольцевую стенку и вторую кольцевую стенку.

Газотурбинный двигатель включает компрессор, кольцеобразную камеру сгорания и турбину. Камера сгорания в переходной зоне своей оболочкой примыкает к входу в турбину с возможностью обусловленного тепловым расширением относительного движения между камерой сгорания и входом в турбину.

Газовая турбина содержит жаровую трубу, корпус, окружающий жаровую трубу, кольцевое уплотнение, выполненное с возможностью упругого соединения с задним концом жаровой трубы и приема выхлопных газов, и заднее концевое опорное устройство жаровой трубы, расположенное в области ниже по потоку от области, в которой на наружной поверхности жаровой трубы достигается наибольшая температура, и выше по потоку от участка присоединения кольцевого уплотнения к жаровой трубе и выполненное с обеспечением поддержания жаровой трубы в корпусе с возможностью перемещения.

Инжектор камеры сгорания газовой турбины содержит двойную цепь впрыска топлива и воздушный контур. Цепи впрыска топлива состоят из топливной системы запуска и главной цепи питания топливом, предназначенной для работы во всех режимах полета после воспламенения.

Изобретение относится к энергетике. Система впрыска топлива для турбореактивного двигателя, включающая в себя неподвижную часть и скользящую траверсу, дополнительно содержащую центрирующий конус, предназначенный для центрирования инжектора топлива относительно системы впрыска, причем неподвижная часть и скользящая траверса проходят по оси отсчета, причем неподвижная часть содержит полость, ограниченную в осевом направлении дном и закрывающим желобом, при этом скользящая траверса имеет реборду, содержащуюся в полости.

Изобретение относится к узлу камеры сгорания, в частности, для нагревательного прибора автомобиля. Узел содержит корпус (12) камеры сгорания со стенкой (16), охватывающей камеру сгорания, причем на участке стенки (16) корпуса выполнено отверстие (28) для запального элемента и в отверстии (28) для запального элемента установлен запальный элемент (30) с крепежным участком (44), причем отверстие (28) для запального элемента выполнено с внутренним профилем (54) в виде кругового клина, при этом крепежный участок запального элемента, установленного в этом отверстии, выполнен с наружным профилем в виде кругового клина и находится в крепежном зацеплении с внутренним профилем (54) в виде кругового клина.

Камера сгорания газотурбинного двигателя имеет стенку, вентиляционный канал, жестко соединенный с этой стенкой. Вентиляционный канал образует полость для свечи зажигания, открывающуюся в камеру сгорания.

Устройство для уменьшения износа в системе сгорания газовой турбины включает Н-образный блок, вставку и твердый припой. Н-образный блок выполнен для скрепления переходного патрубка топки газовой турбины с элементом крепежной оснастки.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка содержит монтажную вставку, имеющую сквозные отверстия, предназначенные для подачи воздуха для горения в зону камеры сгорания, направляющий конус.

Удерживающий элемент для удерживания кирпича теплозащитного экрана на несущей структуре с, по меньшей мере, одним крепежным участком, который может крепиться на несущей структуре, и, по меньшей мере, одним удерживающим участком с удерживающей головкой, которая выполнена для зацепления с устройством зацепления, присутствующим на кирпиче теплозащитного экрана. Крепежный участок при укрепленном на несущей структуре крепежном участке и вошедшем в зацепление с кирпичом теплозащитного экрана удерживающем участке содержит одну верхнюю сторону, обращенную к холодной стороне кирпича теплозащитного экрана. В крепежном участке расположен, по меньшей мере, один проход для охлаждающего воздуха, который содержит одно входное отверстие и, по меньшей мере, одно выходное отверстие, расположенное в боковой поверхности и/или на верхней стороне крепежного участка. Изобретение направлено на предотвращение образования окалины на несущей структуре в результате всасывания горячего газа. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Теплозащитный экран для камеры сгорания газовой турбины содержит несущую конструкцию и множество кирпичей, закрепленных съемно на несущей конструкции с помощью держателей. Каждый кирпич теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей конструкции холодную сторону и расположенную напротив нее горячую сторону. Каждый держатель кирпичей содержит по меньшей мере один опорный участок для крепления на кирпиче теплозащитного экрана и один фиксирующий на несущей конструкции крепежный участок, закрепленный съемно внутри проходящих в несущей конструкции крепежных пазов. Для защиты от горячих газов в несущей конструкции выполнен по меньшей мере один проход для охлаждающего воздуха, проходящий до дна крепежного паза. Изобретение позволяет охлаждать теплозащитный экран и предотвращать образование окалины несущей конструкции. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к теплозащитному экрану для камеры сгорания газовой турбины с несущей структурой и некоторым количеством брусков теплозащитного экрана, фиксированных с возможностью разъединения на несущей структуре посредством держателей брусков. Каждый брусок теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей структуре холодную сторону и противоположную холодной стороне нагружаемую горячей средой горячую сторону. Каждый держатель брусков имеет по меньшей мере один удерживающий участок для крепления к бруску теплозащитного экрана и один участок крепления с возможностью его крепления на несущей структуре. Участок крепления можно фиксировать к проходящему в несущей структуре крепежному пазу. Для защиты от горячих газов предусмотрен по меньшей мере один канал для холодного воздуха. Дополнительно к крепежным пазам на несущей структуре расположен по меньшей мере один паз для холодного воздуха. Паз для холодного воздуха частично перекрыт, по меньшей мере, у фиксированных на несущей структуре брусков теплозащитного экрана в продольном направлении паза для холодного воздуха так, что образуется участок паза в форме канала, в который впадает по меньшей мере один канал холодного воздуха, поэтому вытекающий из канала холодного воздуха холодный воздух может поворачивать, по существу, в продольном направлении паза для холодного воздуха. Согласно изобретению теплозащитный экран обеспечивает охлаждение несущей структуры и предотвращает ее окалинообразование вследствие втягивания горячего газа. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Объектом изобретения является турбомашина, такая как авиационный турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель, содержащая кольцевую камеру (1) сгорания, ограниченную внутренней обечайкой (3) и наружной обечайкой (4), направляющий аппарат (2) турбины, расположенный ниже по потоку от кольцевой камеры (1) сгорания, при этом выходной конец наружной обечайки (4) и/или внутренней обечайки (3) камеры сгорания содержит первый радиальный бортик (7), расположенный напротив второго радиального бортика (14) входного конца направляющего аппарата (2), и уплотнительные средства (16), содержащие по меньшей мере одну уплотнительную пластинку (17) между упомянутыми бортиками (7, 14) для обеспечения герметичности между камерой (1) сгорания и направляющим аппаратом (2). Уплотнительная пластинка (17) проходит по оси и по окружности между упомянутыми бортиками (7, 14) и упирается в радиальном направлении в свободные концы упомянутых бортиков (7, 14). Таким образом, радиальный размер бортика камеры сгорания можно уменьшить, что позволяет снизить общую массу узла и уменьшить поверхности теплообмена с обтекающим воздухом. За счет этого повышается температура выходного конца соответствующей обечайки камеры сгорания, за счет чего существенно снижаются температурные перепады внутри этой обечайки и связанные с ними изгибающие напряжения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения и может быть использовано в конструкциях камер сгорания газотурбинных установок наземного и морского применения. Выносная камера сгорания содержит силовой корпус в виде двух конических стенок, неразъемно соединенных между собой большими основаниями, а меньшими основаниями присоединенных соответственно к корпусам компрессора и турбины. Стенка, присоединенная к компрессору, имеет отверстия, окантованные фланцами, к которым присоединены кожухи с расположенными внутри их и зафиксированными относительно их жаровыми трубами. Жаровые трубы телескопически соединены с газосборниками, которые закреплены на фланце, расположенном на внутренней поверхности конической стенки, присоединенной к турбине. В конической стенке силового корпуса, присоединенной к турбине, выполнены окна для прохода газосборников. На ее наружной поверхности расположены кольцевой фланец, примыкающий к ее большему основанию, и кольцевая диафрагма, примыкающая к ее меньшему основанию. К торцам кольцевого фланца конусной стенки и диафрагмы присоединен наружный кожух. Изобретение направлено на обеспечение ремонтопригодности в эксплуатации и повышение надежности работы газотурбинной установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх