Двухрядный радиальный диффузор камеры сгорания Российский патент 2024 года по МПК F23R3/00 

Предлагаемая конструкция относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного применения, в частности к конструкции радиального диффузора камеры сгорания, расположенного за диагональной ступенью компрессора.

Известна камера сгорания (патент №174790, МПК F23R 3/38, опубл. 02.11.2017) с двухрядным радиальным диффузором, содержащим внутреннюю и наружную обечайки и направляющие лопатки, соединенные посредством пайки с наружной обечайкой, при этом направляющие лопатки первого ряда выполнены зацело с внутренней обечайкой.

Основным недостатком такой конструкции является снижение газодинамической устойчивости двигателя из-за недостаточного запаса газодинамической устойчивости компрессора, вызванного рассогласованием характеристик компрессора и турбины по пропускной способности на нижней границе допустимой области и ухудшением характеристик радиального диффузора, что связано с деформацией геометрии лопаток и проточной части в процессе пайки, а также выходом припоя в проточную часть диффузора. Направляющие лопатки первого ряда формируются фрезерованием пера и наличием внутренней обечайки, что исключает применение электрохимического полирования для достижения оптимального профиля. Кроме того, замена лопатки при повреждении также исключена.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение газодинамической устойчивости компрессора, а также технологичности и ремонтопригодности диффузора.

Технический результат достигается тем, что в конструкции двухрядного радиального диффузора камеры сгорания, состоящего из внутренней и наружной обечаек и направляющих лопаток, в отличие от известного во внутренних и наружных обечайках выполнены прорези, соответствующие профилю направляющих лопаток первого ряда, в которых установлены направляющие лопатки первого ряда, при этом внутренняя поверхность внутренней обечайки контактирует с полками направляющих лопаток, которые зафиксированы упорным кольцом, закрепленным на внутренней обечайки посредством болтовых соединений, также направляющие лопатки первого ряда содержат прорези, в которых установлены скобы, контактирующие с наружной поверхностью наружной обечайки, при этом между торцами направляющих лопаток и распорными винтами, установленными во фланце наружной обечайки, расположены упорные полукольца, также полость над наружной обечайкой заполнена уплотнительным материалом.

Заявляемое решение поясняется рисунком (фиг.) на котором представлен продольный разрез двухрядного радиального диффузора камеры сгорания.

Двухрядный радиальный диффузор 1 камеры сгорания 2, состоит из внутренней 3 и наружной 4 обечаек и направляющих лопаток первого ряда 5 и направляющих лопаток второго ряда 6. Во внутренних и наружных обечайках выполнены прорези 7 и 8, соответствующие профилю направляющих лопаток первого ряда, в которых установлены направляющие лопатки, при этом внутренняя поверхность 9 внутренней обечайки контактирует с полками 10 направляющих лопаток, которые зафиксированы упорным кольцом 11, закрепленным на внутренней обечайке посредством болтовых соединений 12. Направляющие лопатки первого ряда содержат прорези 13, в которых установлены скобы 14, контактирующие с наружной поверхностью 15 наружной обечайки, при этом между торцами 16 направляющих лопаток и распорными винтами 17, установленными во фланце 18 наружной обечайки, расположены упорные полукольца 19. Полость над наружной обечайкой заполнена уплотнительным материалом 20.

Устройство собирается следующим образом. Со стороны внутренней поверхности 8 внутренней обечайки 3 вставляются направляющие лопатки 5 первого ряда в прорези 7 и 8 внутренней 3 и наружной 4 обечаек до упора полками 10 во внутреннюю обечайку. Далее происходит фиксация направляющих лопаток упорным кольцом 11 посредством болтовых соединений 12. В прорези 13 направляющих лопаток заводятся и загибаются скобы 14. Далее устанавливаются два упорных полукольца 19, которые нагружаются осевой силой распорных винтов 19, установленных и законтренных во фланце 18 наружной обечайки, при этом происходит полный контакт скоб 14 с наружной поверхностью 15 наружной обечайки. Далее производится пайка второго направляющего аппарата. Для исключения перетечек воздуха через прорези в наружной обечайки полость над ней заполнена уплотнительным материалом 20.

Такое выполнение устройства способствует повышению газодинамической устойчивости компрессора за счет исключения процесса пайки при сборке диффузора, что исключает ухудшение характеристик радиального диффузора, связанного с деформацией геометрии профилей лопаток и проточной части, а также наличием припоя в проточной части. Также повышается технологичность и ремонтопригодность конструкции, т.к. направляющие лопатки изготовляются отдельно от внутренней обечайки диффузора, при этом можно применить электрохимическое полирование пера лопатки для улучшения характеристик диффузора. В случае повреждения лопатки возможна ее замена.

Таким образом, данное техническое решение позволяет повысить газодинамическую устойчивость компрессора, технологичность и ремонтопригодность диффузора.

Предлагаемая конструкция относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного применения, в частности к конструкции радиального диффузора камеры сгорания, расположенного за диагональной ступенью компрессора. Двухрядный радиальный диффузор камеры сгорания состоит из внутренней и наружной обечаек и направляющих лопаток. Во внутренних и наружных обечайках выполнены прорези, соответствующие профилю направляющих лопаток первого ряда, в которых установлены направляющие лопатки первого ряда. Внутренняя поверхность внутренней обечайки контактирует с полками направляющих лопаток, которые зафиксированы упорным кольцом, закрепленным на внутренней обечайке посредством болтовых соединений. Направляющие лопатки первого ряда содержат прорези, в которых установлены скобы, контактирующие с наружной поверхностью наружной обечайки. Между торцами направляющих лопаток и распорными винтами, установленными во фланце наружной обечайки, расположены упорные полукольца. Полость над наружной обечайкой заполнена уплотнительным материалом. При реализации изобретения обеспечивается повышение газодинамической устойчивости компрессора, а также технологичности и ремонтопригодности диффузора. 1 ил.

Двухрядный радиальный диффузор камеры сгорания, состоящий из внутренней и наружной обечаек и направляющих лопаток, отличающийся тем, что во внутренних и наружных обечайках выполнены прорези, соответствующие профилю направляющих лопаток первого ряда, в которых установлены направляющие лопатки первого ряда, при этом внутренняя поверхность внутренней обечайки контактирует с полками направляющих лопаток, которые зафиксированы упорным кольцом, закрепленным на внутренней обечайке посредством болтовых соединений, также направляющие лопатки первого ряда содержат прорези, в которых установлены скобы, контактирующие с наружной поверхностью наружной обечайки, при этом между торцами направляющих лопаток и распорными винтами, установленными во фланце наружной обечайки, расположены упорные полукольца, также полость над наружной обечайкой заполнена уплотнительным материалом.