Жаровая труба камеры сгорания воздушнореактивного двигателя Советский патент 1992 года по МПК F23R3/44 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для сжигания топливовоздушной смеси в теплоэнергетических установках, в частности в воздушно-реактивных двигателях.

Серьезным дефектом, ограничивающим ресурс камеры сгорания, является возникновение прогаров и коробления жаровой трубы в процессе эксплуатации. Это является следствием низкой эффективности системы охлаждения жаровой трубы.

Известны жаровые трубы камер сгорания с пленочным охлаждением 1. Охлажда- ющий воздух в них подается через кольцевые щели в стенке вдоль внутренней поверхности жаровой трубы, тем самым создается завеса холодного воздуха между стенкой и горячими продуктами сгорания.

Недостатком известных устройств является то. что не обеспечивается равномерная температура стенки по длине (стенка наиболее интенсивно охлаждается непосредственно за щелью, а так как охлаждающий воздух нагревается по мере удаления от щели, температура стенки становится выше). Поэтому известные устройства требуют большего расхода воздуха для охлаждения участков, удаленных от щели. Таким образом, известные устройства являются неэкономичными по расходу охлаждающего воздуха.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является жаровая труба камеры сгорания, содержащая обечайку с закрепленным одним концом на ее внутренней поверхности стержнями, образующими каналы подвода охлаждающего воздуха. Внутренняя поверхность жаровой трубы, обечайка и стержни изготовлены из теплопроводного материала и образуют между собой пространство. Охлаждающий воздух поступает в это пространство через входные отверстия, вытекая затем через выходные, которые скошены по отношению к оси камеры под углом 30 . Таким образом, струи охлаждающего воздуха, двигаясь вдоль внутренней поверхности жаровой трубы, образуют защитную воздушную завесу. Требуемое для охлаждения количество

Ь

воздуха в данной конструкции несколько меньше, чем в камерах сгорания с пленочным охлаждением, так как равномерный подвод воздуха определяется равномерным расположением отверстий подвода охлаждающего воздуха 2.

Существенным недостатком прототипа являются значительные деформации жаровой трубы, вызванные неравномерностью температурного поля, возникающей при горении. Это приводит к короблениям и растрескиваниям конструкций, что снижает эффективность системы охлаждения.

Цель изобретения - интенсификация охлаждения и предотвращение короблений и растрескипаний жаровой трубы.

Цель достигается тем, что стержни ориентированы радиально относительно оси жаровой трубы, образуя свободными концами внутреннюю рабочую поверхность жаровой трубы.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема пленочного охлаждения; на фиг. 2 - схема жаровой трубы-прототипа; на фиг. 3 - предлагаемая жаровая труба, общий вид (стрелками показано движение охлаждающего воздуха); на фиг. 4 изображен вид одного из стержней, расположенных на всей внутренней поверхности оболочки жаровой трубы.

Заявляемая жаровап труба состоит из оболочки 1, на всей внутренней поверхности которой закреплены стержни 2, причем они ориентированы так, что их свободные торцы (поверхность А на фиг. 4 каждого стержня) смыкаются, образуя рабочую поверхность 3 хоровой трубы с равномерно расположенными каналами 4 подвода охлаждающего воздуха. Поверхностью нагрева стержней служат их торцы А (фиг. 4), а поверхностью охлаждения - боковая поверхность В (фиг. 4) стержней 2 (фиг. 3).

Жаровая труба работает следующим образом,

Поток воздуха, охлаждающего оболочку 1 у жаровой трубы, проходит через каналы 4, образованные стержнями 2 и внутренней поверхностью оболочки 1 жаровой трубы.

Этот поток воздуха образует защитный слой на внутренней поверхности оболочки 1 жаровой трубы. Кроме того, этот поток турбу- лизируется за счет обтекания стержней 2. За счет эффективного охлаждения рабочей

поверхности 3 вследствие большей величины поверхности охлаждения В по сравнению с поверхностью А (фиг. 4). а также за счет турбулизации воздушного потока и образования защитного слоя на внутренней

поверхности оболочки 1 жаровой трубы улучшаются условия охлаждения воздухом стенок жаровой трубы. Вследствие этого уменьшается вероятность прогара стенок жаровой трубы. Кроме того, возникающая

при горении неравномерность температурного поля вызывает лишь незначительные деформации стержней и не приводит к короблениям и растрескиванию жаровой трубы, поскольку оболочка с закрепленными на

ее внутренней поверхности стержнями имеет температуру, близкую к температуре воздуха. Следовательно, ресурс работы жаровой трубы камеры сгорания увеличивается.

Таким образом, предлагаемая жаровая труба в сравнении с прототипом позволяет интенсифицировать охлаждение, что предотвращает ее коробление и растрескивание. Формула изобретения

Жаровая труба камеры сгорания воздушно-реактивного двигателя, содержащая обечайку с закрепленными одним концом на ее внутренней поверхности стержнями, образующими каналы подвода охлаждающего воздуха, отличающаяся тем, что. с целью интенсификации охлаждения жаровой трубы, стержни ориентированы радиально относительно оси жаровой трубы, образуя свободными концами внутреннюю

рабочую поверхность жаровой трубы.

ОхлОЯГ&С еи/Ье/

Лмфл

Сущность изобретения: на внутренней поверхности жаровой трубы камеры сгорания одним концом закреплены стержни и сориентированы радиально относительно оси жаровой трубы, образуя свободными концами внутреннюю рабочую поверхность жаровой трубы. 4 ил.

Фиг. I

ч ч ч

X X

JlllllllHllllllllllllllllinHHIIHr

.-1

Фиг. 3

Фиг. 2

5-Ј