ЖАРОВАЯ ТРУБА КОЛЬЦЕВОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2001 года по МПК F23R3/46 

Предлагаемое изобретение относится к газотурбинному двигателестроению и, в частности, к камерам сгорания.

Известны жаровые трубы кольцевых камер сгорания, содержащие наружный и внутренний газосборники, фронтовое устройство с одним или несколькими рядами топливовоздушных горелок (камеры сгорания газотурбинных двигателей RB - 211, F - 101, CF - 6 - 50. А. Лефевр "Процессы в камерах сгорания ГДТ", Москва, "Мир", 1986 г., стр. 37 - 38). В таких жаровых трубах соединение фронтового устройства с газосборниками осуществляется, как правило, при помощи заклепок. Топливовоздушные горелки закрепляются на фронтовом устройстве преимущественно сваркой, реже заклепками или болтами. Подобные жаровые трубы имеют существенные недостатки, а именно, сложность сборки, разборки, ремонта отдельных элементом из-за наличия неразборных соединений (клепаных и сварных). Кроме того, по мере увеличения ресурса работы двигателя (у стационарных двигателей до десятка тысяч часов) наличие заклепочных соединений на жаровых трубах является элементом ненадежности, так как их разрушение приводит к поломке всего двигателя.

Известно устройство кольцевой жаровой трубы (камера сгорания двигателя HK - 16CT. "Руководство по технической эксплуатации", книга 2, стр. 97, НПО "Труд", 1984 г. и чертеж 16.330.010 СБ - рис. 8, 9 - прототип), в которой топливовоздушные горелки закреплены гайками на кольцевой фронтовой плите, а секции газосборников между собой и плитой - заклепками для обеспечения возможности сборки жаровой трубы. Такое соединение ограничивает ресурс камеры сгорания, усложняет ее изготовление, сборку и разработку при ремонте.

Целью изобретения является повышение надежности, технологичности изготовления и ремонта жаровых труб кольцевых камер сгорания. Эта цель достигается тем, что фронтовая плита выполнена из двух (или более) концентрично расположенных частей, а наружная и внутренняя части выполняются за одно целое соответственно с наружным и внутренним газосборником. Поверхность сопряжения этих частей фронтовой плиты проходит через окна, в которые устанавливаются горелки. От взаимных перемещений в осевом направлении наружная и внутренняя части фронтовой плиты фиксируются установленными в окна горелки и наворачивающимися на них гайками.

Сущность изобретения поясняется примерами конструктивного выполнения, приведенными на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

На фиг. 1 приведен продольный разрез кольцевой жаровой трубы; на фиг. 2 - вид на жаровую трубу со стороны фронтовой плиты; на фиг. 3, 4, 5 - разрез по А-А; на фиг. 6 - разрез по Б-Б; на фиг. 7 - вид по Г.

Кольцевая жаровая труба состоит из наружного 1 и внутреннего 2 газосборников, их передние части образуют наружную 3 и внутреннюю 4 половины фронтовой плиты. Во фронтовой плите 3, 4 выполнены окна 5, через перемычки между которыми проходит поверхность соприкосновения половин плиты. В окна 5 установлены топливовоздушные горелки 6, имеющие каждая со стороны выхода упорный бурт 7 с лыской 8, а со стороны входа резьбовую часть, на которую навернута гайка 9. Для предотвращения отворачивания гайки 9 в процессе работы под ней расположена контровка 10, а для ее заворачивания и отворачивания на ней выполнены шлицы 11 под ключ. Лыска 8 предотвращает проворачивание горелки 6 при заворачивании и отворачивании гайки 9. По оси горелки 6 размещена топливная форсунка 12.

В каждой из половин плиты 3, 4 могут быть выполнены дополнительные окна для установки в них горелки.

Для исключения радиальных перемещений газосборников 1, 2 относительно друг друга (из-за температурных расширений) линия раздела половин плиты может иметь Г-образную форму 13 (фиг. 4).

При изготовлении фронтовой плиты из тонкого листового материала поверхность соприкосновения ее половин может быть расположена перпендикулярно оси горелок, при этом окна 5 под установку горелок 6 выполнены на обеих половинах плиты (фиг. 5).

В процессе сборки жаровой трубы в одну из половин фронтовой плиты 3 (или 4) устанавливают горелки 6, а затем устанавливают другую половину 4 (или 3). На резьбовую часть горелки 6 устанавливают контровки 10 и гайки 9, заворачивают их. В результате этого образуется цельная конструкция жаровой трубы. При изготовлении предлагаемой жаровой трубы не требуется применение трудоемких операций, таких как клепка или сварка, что упрощает ее изготовление, повышает качество, надежность, ресурс.

При ремонте жаровой трубы не требуется применение сложной операции по снятию заклепок или разрезки газосборников с последующей постановкой заклепок или сварки.

На нашем предприятии выпущены чертежи (36.330.000, 36.331.000), изготовлены опытные образцы таких жаровых труб, испытаны на газотурбинных двигателях (наработка более 3000 ч) с положительными результатами и начато изготовление в серийном производстве.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции жаровой трубы кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя позволит увеличить надежность, ресурс, повысить технологичность изготовления и ремонта камеры сгорания.

Жаровая труба кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит фронтовую плиту с окнами, наружный и внутренний газосборники с установленными в окнах топливовоздушными горелками. Фронтовая плита выполнена с разъемом по окружности, проходящей по окнам. Изобретение повышает надежность, технологичность изготовления и ремонта жаровых труб. 7 ил.

Жаровая труба кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая фронтовую плиту с окнами, наружный и внутренний газосборники с установленными в окнах топливовоздушными горелками, отличающаяся тем, что фронтовая плита выполнена с разъемом по окружности, проходящей по окнам.