КОЛЬЦЕВАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК F23R3/60 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к конструкции камер сгорания ГТД.

Известна кольцевая камера сгорания ГТД [1].

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является кольцевая камера сгорания ГТД, содержащая корпус с диффузором, в котором расположены силовые стойки, и жаровую трубу, входной конец которой прикреплен к силовым стойкам диффузора посредством вилок с направляющими отверстиями" кронштейнов с проушинами, заведенных в вилки, и радиальных штифтов, установленных в направляющих отверстиях вилок и проушин кронштейнов, причем выходной конец жаровой трубы соединен с корпусом соплового аппарата турбины с возможностью осевого перемещения [2].

Недостатком известной камеры сгорания является выработка и износ штифтов и поверхности отверстий на вилке из-за большой несоосности штифтов и окружного перемещения вилки, что снижает надежность и ресурс камеры сгорания.

Задачей изобретения является уменьшение износа элементов узла крепления жаровой трубы к корпусу камеры сгорания.

Для достижения указанной цели в известной кольцевой камере сгорания ГТД, содержащей корпус с диффузором, в котором расположены силовые стойки, и жаровую трубу, входной конец которой прикреплен к силовым стойкам диффузора посредством вилок с направляющими отверстиями, кронштейнов с проушинами, заведенных в вилки, и радиальных штифтов, установленных в направляющих отверстиях вилок и проушин кронштейнов, причем выходной конец жаровой трубы соединен с корпусом соплового аппарата турбины с возможностью осевого перемещения, вилка выполнена на силовой стойке диффузора, а кронштейн - на жаровой трубе, направляющие отверстия выполнены цилиндрическими, при этом штифт установлен в направляющих отверстиях кронштейна с зазором, а выходной конец жаровой трубы снабжен опорными фланцами, в корпусе соплового аппарата выполнены кольцевые пазы, причем опорные фланцы жаровой трубы установлены в кольцевых пазах корпуса соплового аппарата с возможностью окружного перемещения.

Кронштейн в продольном сечении может быть выполнен треугольной формы и основанием крепиться к входному концу жаровой трубы.

Такое выполнение устройства позволяет осуществить само центрирование штифта в двух направляющих отверстиях, выполненных на вилке, и уменьшить несоосность элементов крепления, а также исключить окружное перемещение кронштейна жаровой трубы, что позволяет уменьшить износ элементов узла крепления и таким образом повысить надежность и ресурс камеры сгорания.

Предложенное выполнение крепления выходного конца жаровой трубы, обеспечивающее возможность его окружного перемещения, предотвращает деформацию жаровой трубы.

Предложенная конструкция допускает радиальные, осевые и окружные перемещения жаровой трубы, что повышает ее надежность.

На фиг.1 показан общий вид кольцевой камеры сгорания ГТД;
на фиг. 2 - продольный разрез узла крепления входного конца жаровой трубы;
на фиг. 3 - поперечное сечение узла крепления входного конца жаровой трубы по кронштейну;
на фиг. 4 - продольный разрез узла крепления выходного конца жаровой трубы;
на фиг.5 - вариант выполнения кронштейна жаровой трубы.

Кольцевая камера сгорания ГТД содержит корпус 1 с диффузором 2, в котором расположены силовые стойки 3, и жаровую трубу 4. На силовых стойках 3 выполнены вилки 5 с цилиндрическими направляющими отверстиями 6, 7. К входному концу 8 жаровой трубы 4 прикреплены кронштейны 9 с проушинами 10, которые заведены в вилки 5. В проушинах 10 выполнены направляющие отверстия 11. Проушины 10 кронштейнов 9 прикреплены к вилкам 5 радиальными штифтами 12, установленными в направляющих отверстиях 6, 7 и 11. На радиальном штифте 12 выполнены заводная фаска 13 и упорный бурт 14, а на его хвостовике 15 - резьба 16. На корпусе 1 в бобышках 17 установлены заглушки 18, предохраняющие радиальные штифты 12 от выпадения. Выходной конец 19 жаровой трубы 4 снабжен наружным и внутренним опорными фланцами 20, 21, заведенными в кольцевые наружный и внутренний пазы 22, 23, выполненные на корпусе соплового аппарата турбины 24.

Кронштейн 9 может быть выполнен таким образом, что в продольном сечении он будет иметь форму треугольника, основание 25 которого прикреплено к входному концу 8 жаровой трубы 4.

В процессе сборки камеры сгорания жаровую трубу 4 устанавливают внутрь корпуса 1. При этом проушины 10 кронштейнов 9 жаровой трубы заводятся в вилки 5 на силовых стойках 3 диффузора с зазором в радиальном направлении. Проушины 10 кронштейнов 9 соединяются с вилками 5 с помощью радиальных штифтов 12, которые заводятся через отверстия в бобышках 17 на корпусе 1 камеры сгорания. Радиальные штифты 12 устанавливаются с помощью специального ключа, навернутого на резьбовой хвостовик 15. Заводная фаска 13 на штифтах 12 позволяет им свободно заходить в отверстия вилок 5 и проушин 10. Штифты 12 устанавливаются до упора в бурт 14. От выпадения штифты предохраняют заглушки 18, установленные на бобышках 17 корпуса 1 камеры сгорания.

Во время работы двигателя происходит температурное расширение жаровой трубы 4 с кронштейном 9. Ее передний конец 8 перемещается в радиальном направлении. При этом происходит само центрирование радиальных штифтов 12 в направляющих отверстиях 6, 7, 11. Выходной конец 19 жаровой трубы может перемещаться как в осевом, так и в окружном направлении, компенсируя термические перемещения жаровой трубы.

Изобретение позволяет уменьшить износ элементов крепления жаровой трубы, что повышает надежность и ресурс камеры сгорания.

Вариант выполнения кронштейна в форме треугольника с прикреплением его основания к входному концу жаровой трубы позволит уменьшить изгибные напряжения от перепада давления на фронтовом устройстве камеры сгорания, что также повышает ее надежность.

Источники информации
1. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей / Под общ. ред. д-ра техн. наук А.В. Хронина. М.: Машиностроение, 1989, с.416.

2. Патент США 4679400, НКИ 60-722, опубл. в 1987.

Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус с диффузором, в котором расположены силовые стойки, и жаровую трубу. Входной конец жаровой трубы прикреплен к силовым стойкам диффузора посредством вилок с направляющими отверстиями, кронштейнов с проушинами, заведенных в вилки, и радиальных штифтов, установленных в направляющих отверстиях вилок и проушин кронштейнов. Выходной конец жаровой трубы соединен с корпусом соплового аппарата турбины с возможностью осевого перемещения. Вилка выполнена на силовой стойке диффузора, а кронштейн - на жаровой трубе. Направляющие отверстия выполнены цилиндрическими. Штифт установлен в направляющих отверстиях кронштейна с зазором. Выходной конец жаровой трубы снабжен опорными фланцами. В корпусе соплового аппарата выполнены кольцевые пазы. Опорные фланцы жаровой трубы установлены в кольцевых пазах корпуса соплового аппарата с возможностью окружного перемещения. Изобретение позволяет уменьшить износ элементов узла крепления жаровой трубы и повысить надежность и ресурс камеры сгорания. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус с диффузором, в котором расположены силовые стойки, и жаровую трубу, входной конец которой прикреплен к силовым стойкам диффузора посредством вилок с направляющими отверстиями, кронштейнов с проушинами, заведенных в вилки, и радиальных штифтов, установленных в направляющих отверстиях вилок и проушин кронштейнов, причем выходной конец жаровой трубы соединен с корпусом соплового аппарата турбины с возможностью осевого перемещения, отличающаяся тем, что вилка выполнена на силовой стойке диффузора, а кронштейн - на жаровой трубе, направляющие отверстия выполнены цилиндрическими, при этом штифт установлен в направляющих отверстиях кронштейна с зазором, а выходной конец жаровой трубы снабжен опорными фланцами, в корпусе соплового аппарата выполнены кольцевые пазы, причем опорные фланцы жаровой трубы установлены в кольцевых пазах корпуса соплового аппарата с возможностью окружного перемещения. 2. Кольцевая камера сгорания по п. 1, отличающаяся тем, что кронштейн в продольном сечении выполнен треугольной формы и его основание прикреплено к входному концу жаровой трубы.