КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2000 года по МПК F23R3/60 

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению и, в частности, к конструкциям камер сгорания газотурбинных двигателей.

Известна камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены топливные форсунки, вторые концы которых установлены в корпусах завихрителей горелок жаровой трубы [1].

Однако у такой камеры сгорания низкая надежность работы из-за жесткого соединения форсунок как с корпусами завихрителей, так и с корпусом камеры сгорания. Во время работы, из-за неравномерных тепловых деформаций жаровой трубы, горелки через завихрители будут неравномерно воздействовать на форсунки, вторые концы которых зажаты в корпусе камеры, что может привести к поломкам форсунок и элементов горелки.

Известна камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены фланцами топливные форсунки, концы форсунок установлены в отверстиях корпусов завихрителей, закрепленных в горелках жаровой трубы, а между концами форсунок и корпусами завихрителей установлены плавающие уплотнительные кольца [2].

Недостатком данного устройства является низкая надежность в работе, малый ресурс работы. Повышенные вибрации корпусных элементов газотурбинного двигателя и наличие пульсаций потока в камере сгорания приводят к многократным взаимным перемещениям форсунок относительно элементов горелок, а вместе с ними и плавающих колец, что приводит к ускоренным износам как колец, так и форсунок в местах контакта с кольцами, что снижает ресурс работы и может привести к поломкам колец.

Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение надежности и ресурса работы камеры сгорания газотурбинного двигателя.

Это достигается тем, что камера сгорания газотурбинного двигателя, у которой на бобышках корпуса закреплены фланцами топливные форсунки, концы форсунок установлены в отверстиях корпусов завихрителей, закрепленных в горелках жаровой трубы, а между концами форсунок и корпусами завихрителей установлены плавающие уплотнительные кольца, согласно изобретению между концами форсунок и корпусами завихрителей дополнительно расположены пакет тарельчатых пружин, нажимное и опорное кольца, а плавающее уплотнительное кольцо выполнено Г-образной формы с дисковым и цилиндрическим участками, при этом цилиндрическим участком оно надето на концы форсунок, а дисковый размещен между нажимным и опорным кольцами и зажат между ними пакетом тарельчатых пружин, причем пакет тарельчатых пружин, плавающее, нажимное и опорное кольца образуют уплотнительный узел, который закреплен в корпусе завихрителя, например, развальцовкой его бурта.

На фиг. 1 представлен общий вид камеры сгорания, продольный разрез; на фиг. 2 - элемент A, уплотнительный узел с частью корпуса завихрителя и форсунки.

Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус 1, на бобышках 2 которого закреплены фланцами 3 форсунки 4, концы 5 каждой форсунки установлены в отверстии корпуса завихрителя 7, закрепленного в горелке 8 жаровой трубы 9. В отверстии завихрителя 7 установлен уплотнительный узел 10, который содержит плавающее уплотнительное кольцо 11 имеющее Г-образную форму с цилиндрическим участком, надетым на концы 5 форсунок 4, и дисковой частью, размещенной между нажимным 12 и опорным 13 кольцами. Дисковая часть зажата между нажимным 12 и опорным 13 кольцами с помощью пакета тарельчатых пружин 14. Уплотнительный узел 10 закреплен в отверстии корпуса завихрителя 7 развальцовкой бурта 15 корпуса 6 завихрителя 7.

Во время работы камеры сгорания в составе газотурбинного двигателя плавающее уплотнительное кольцо 11 обеспечивает уплотнение в зазоре между корпусом завихрителя 7 и форсунками 4. За счет возможности радиальных перемещений плавающего уплотнительного кольца 11 между нажимным 12 и опорным 13 кольцами, а также возможности осевого перемещения плавающего кольца по отношению к форсунке, не передаются взаимные перемещения жаровой трубы 9 и корпуса 1 камеры сгорания на концы 5 форсунок 4. Вместе с тем, за счет того, что плавающее уплотнительное кольцо 11 зажато между нажимным 12 и опорным 13 кольцами с помощью пакета тарельчатых пружин 14, исключаются перемещения плавающего кольца по отношению к корпусу завихрителя в осевом направлении. Это исключает соударения плавающего кольца о корпус завихрителя под действием вибраций и пульсаций давления, что в свою очередь исключает наклепы и повышенные износы плавающего кольца, приводящие к нарушению уплотнения и возможному выпаданию уплотнительного кольца в проточную часть.

Эти факторы и обеспечивают достижение технического результата.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Патент Великобритании N 1060095 "Камера сгорания газотурбинного двигателя", кл. F 1 L, дата публикации 22.02.67 г.

2. Руководство по технической эксплуатации двигателя НК-16СТ. кн. 2, НПО "Труд" 1984 г., стр. 122.

На бобышках корпуса камеры сгорания газотурбинного двигателя закреплены фланцами топливные форсунки. Концы форсунок установлены в отверстиях корпусов завихрителей, закрепленных в горелках жаровой трубы. Между концами форсунок и корпусами завихрителей установлены плавающие уплотнительные кольца. Между концами форсунок и корпусами завихрителей дополнительно расположены пакет тарельчатых пружин, нажимное и опорное кольца. Плавающее уплотнительное кольцо выполнено Г-обpaзным с дисковым и цилиндрическим участками, при этом цилиндрическим участком оно надето на концы форсунок. Дисковый участок размещен между нажимным и опорным кольцами и зажат между ними пакетом тарельчатых пружин. Пакет тарельчатых пружин, плавающее, нажимное и опорное кольца образуют уплотнительный узел, который закреплен в корпусе завихрителя, например, развальцовкой его бурта. Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс работы камеры сгорания. 2 ил.

Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, на бобышках которого закреплены фланцами топливные форсунки, концы форсунок установлены в отверстии корпусов завихрителей, закрепленных в горелках жаровой трубы, между концами каждой форсунки и корпусом завихрителя установлено плавающее уплотнительное кольцо, отличающаяся тем, что между концом каждой форсунки и корпусом завихрителя дополнительно расположены пакет тарельчатых пружин, нажимное и опорное кольца, а плавающее уплотнительное кольцо выполнено Г-образным с дисковым и цилиндрическим участками, при этом цилиндрическим участком оно надето на концы форсунок, а дисковый участок размещен между нажимным и опорным кольцами и зажат между ними пакетом тарельчатых пружин, причем пакет тарельчатых пружин, плавающее, нажимное и опорное кольца образуют уплотнительный узел, который закреплен в корпусе завихрителя, например, развальцовкой его бурта.