ВЫПУСКНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F24F13/14 F16K1/20 

Выпускная система для газообразных продуктов сгорания газовой турбины или подобного устройства, включающая выпускную трубу, один конец которой соединен с газовой турбиной или подобным устройством, тогда как другой конец выпускной трубы соединен с теплообменником или подобным устройством, и отводная труба, которая расположена поперек по отношению к выпускной трубе, соединена с выпускной трубой, клапан, расположенный вблизи соединения отводной трубы с выпускной трубой и имеющий возможность шарнирного вращения вокруг оси шарнира между первым положением, при котором конец отводной трубы, соединенный с выпускной трубой, закрывается указанным клапаном, располагаясь, по меньшей мере, по существу перпендикулярно по отношению к центральной оси отводной трубы, и вторым положением, при котором выпускная труба закрывается, причем конструкция клапана такова, что при втором положении клапана, по крайней мере, часть верхней (по ходу потока) граничной поверхности клапана, которая проходит в выпускную трубу от боковой стороны выпускной трубы, удаленной от отводной трубы, содержит угол, отклоняющийся от 90^o относительно продольной оси выпускной трубы таким образом, что участки граничной поверхности, расположенные вблизи боковой стороны выпускной трубы, удаленной от отводной трубы, располагаются далее выше (по ходу потока), чем участки граничной поверхности, расположенные далее в сторону от боковой стороны выпускной трубы.

Такие выпускные системы известны, например, из патентов ОБ-А-2.208.427 и Е-А-3.504.443; конструкция описания в патенте Е-А-3.504.443, применяемая с использованием запирающих средств, расположенных на конце клапана, удаленного от оси шарнира к любой из его сторон. В положении, при котором клапан закрывает отводную трубу, конец клапана, несущий запирающее средство, располагается в выемке, расположенной за отводной трубой. В случае конструкции согласно патенту gB-A-2.208.427, кл. F 24 F 13/14, 1989, конец клапана, удаленный от оси шарнира, взаимодействует в положении, при котором клапан закрывает отводную трубу, с секцией, расположенной в отводной трубе. В этих предшествующих вариантах реализации проход отводной трубы поэтому меньше, по крайней мере, вблизи ее соединения с выпускной трубой, чем проход выпускной трубы.

Этот относительно небольшой диаметр отводной трубы создает некоторое дополнительное сопротивление выпуску газообразных продуктов сгорания из турбины, который испытывает некоторое сопротивление в любом случае в результате принудительного отклонения газового потока при выпуске через отводную трубу.

Согласно изобретению размер отводной трубы в направлении, параллельном продольной оси выпускной трубы, больше размера выпускной трубы в направлении, параллельном продольной оси отводной трубы, причем клапан на конце, противоположном шарниру, снабжен, по меньшей мере, двумя кромками, одна из которых служит для уплотнения выпускной трубы, а другая отводной.

В результате использования конструкции согласно изобретению преимущество в виде сравнительно большого прохода отводной трубы может быть достигнуто простым способом, одновременно также обеспечивая адекватную герметизацию в обоих рабочих положениях клапана.

Изобретение будет здесь пояснено более подробно со ссылкой на некоторые возможные варианты реализации конструкции согласно изобретению схематично показанные на прилагаемых чертежах.

На фиг. 1 показан схематичный вид в разрезе одного варианта реализации выпускной системы, согласно изобретению; на фиг. 2 вид в увеличенном масштабе помеченной части П на фиг. 1.

Выпускная система, показанная на фиг. 1, содержит выпускную трубу 1 в отводную трубу 2, расположенную перпендикулярно к ней, причем на фиг. 1 показан лишь участок отводной трубы 2, соединяющей ее с выпускной трубой 1.

Если смотреть на фиг. 1, верхний (по ходу потока) конец выпускной трубы 1, который расположен на левой стороне фиг. 1, будет сообщаться с газовой турбиной или аналогичным устройством, тогда как нижний (по ходу потока) конец выпускной трубы 1 (показан только частично), расположенный на правой стороне фиг. 1, будет сообщаться с теплообменником или аналогичным устройством.

Выпускная система, показанная на фиг. 1, далее содержит клапан 3, который встроен в корпус 4, который футерован на любой стороне жаропрочной обкладкой 5. Как видно на фиг. 1, на нижней (донной) стороне клапана обкладка (или футеровка), расположенная на левой стороне корпуса 4, выступает за обкладку 5, расположенную на правой стороне. Клапан 3 может шарнирно вращаться вокруг оси шарнира 6, образующей ось шарнирного вращения, которая пересекает продольную ось выпускной трубы 1 перпендикулярно, причем ось шарнира расположена ниже (по ходу потока) отводной трубы 2 вблизи соединения отводной трубы 2 с выпускной трубой 1.

В положении, показанном на фиг. 1, клапан 3 закрывает выпускную трубу 1 ниже (по ходу потока) соединения отводной трубы 2 с выпускной трубой 1, так что газообразные продукты сгорания из газовой турбины, текущие через выпускную трубу 1 в направлении, показанном стрелками А, будут принуждаться вытекать через отводную трубу 2 в направлении в соответствии со стрелками В.

Как видно на фиг. 1, в частности, верхняя (по ходу потока) граничная поверхность 7 клапана 3 имеет наклон или скат вверх в выпускном канале от стороны 8 выпускного канала, удаленного от отводной трубы, с таким расчетом, что участки граничной поверхности 7, расположенные вблизи стороны 8, располагаются далее выше (по ходу потока), чем участки граничной поверхности 7, расположенные далее в сторону от стороны 8. В показанном варианте реализации граничная поверхность 7 содержит угол примерно 70^o относительно продольной оси выпускной трубы 1.

Можно видеть, что в результате этого наклонного расположения граничной поверхности 7 газы, текущие в направлении, обозначенном стрелкой А, будут постепенно отклоняться в направлении потока В.

Как показано более подробно на фиг. 2, уплотняющие кромки 9 прикреплены к концу клапана 3, удаленному от оси шарнира 6, причем уплотняющие кромки в положении, показанном на фиг. 1 и 2, упираются в U-образную уплотняющую секцию 10, прикрепленную к стороне 8 выпускного канала 1. Как далее видно на фиг. 2, вблизи уплотняющих кромок 9 дополнительные уплотняющие кромки 11 прикреплены к клапану 3 и эти дополнительные уплотняющие кромки проходят, по существу, параллельно к уплотняющим кромкам 9 и за концы кромок 9, как видно со стороны оси шарнира 6.

В случае, когда требуется направлять газообразные продукты сгорания в теплообменник или аналогичное устройство, соединенное с верхним (по ходу потока) концом выпускной трубы 1, клапан 3 может быть шарнирно повернут в направлении стрелки С из положения, показанного на фиг. 1, в положение, по существу, по крайней мере, горизонтальное, при котором клапан 3 открывает проход через выпускную трубу 1 и закрывает конец отводной трубы 2, соединенный с выпускной трубой 1, в результате чего вышеназванные уплотняющие кромки 11 начинают функционировать путем взаимодействия с уплотняющими полосами, предусмотренными вблизи этого соединения и аналогичными уплотняющей секции 10.

Видно, что размер конца отводной трубы 2, соединенный с выпускной трубой 1, может быть по существу, по крайней мере, равным размеру граничной поверхности 7 клапана 3, который (размер) больше, чем размер диаметра выпускной трубы 1. Факт, что размер прохода конца отводной трубы 2, соединенного с выпускной трубой 1, больше, чем размер диаметра самой выпускной трубы 1, значительно содействует быстрому выпуску газообразных продуктов сгорания из выпускной трубы в отводную трубу.

Конечно, изменения и/или дополнения вышеописанной конструкции возможны в рамках идеи и объеме изобретения.

Использование: в турбостроении. Сущность изобретения: выпускная система для газообразных продуктов сгорания газовой турбины или аналогичного устройства включает выпускную трубу, один конец которой соединяется с газовой турбиной, или аналогичным устройством, другой - с теплообменником, отводную трубу, соединенную с выпускной трубой, причем размер отводной трубы в направлении, параллельном продольной оси выпускной трубы, больше размера выпускной трубы в направлении, параллельном продольной оси отводной трубы, и клапан с шарниром, установленным за отводной трубой, причем клапан на конце, противоположном шарниру, снабжен по меньшей мере двумя кромками, одна из которых служит для уплотнения выпускной трубы, а другая - отводной. 2 ил.

Выпускная система для газообразных продуктов сгорания газовой турбины или аналогичного устройства, включающая выпускную трубу, один конец которой соединен с газовой турбиной, а другой с теплообменником или аналогичным устройством, отводную трубу, соединенную с выпускной трубой, клапан с шарниром, установленным за отводной трубой по ходу потока вблизи соединения выпускной и отводной труб, причем расстояние между осью шарнира и противоположным концом клапана больше расстояния между стенкой выпускной трубы, вблизи которой установлен шарнир, и противоположной ей, при этом расстояние между осью шарнира и противоположным концом на поверхности клапана, обращенной навстречу потоку, больше соответствующего расстояния на противоположной поверхности клапана, отличающаяся тем, что размер отводной трубы в направлении, параллельном продольной оси выпускной трубы, больше размера выпускной трубы в направлении, параллельном продольной оси отводной трубы, причем клапан на конце, противоположном шарниру, снабжен по меньшей мере двумя кромками, одна из которых служит для уплотнения выпускной трубы, а другая отводной.