RU208130U1

RU208130U1 - COMBUSTION CHAMBER FRONT WALL

Info

Publication number: RU208130U1
Application number: RU2021111972U
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Ташкинов; Павел Александрович Голубев; Екатерина Владимировна Ломохова; Алексей Витальевич Бубенцов
Original assignee: Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн"
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2021-12-06

Abstract

Полезная модель относится к турбомашиностроению, в частности к газотурбинным двигателям (ГТД), содержащим жаровые трубы.Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая конструкция, является повышение надежности и устранение дефектов сегментов фронта, связанных с возникновением в них напряжений из-за невозможности свободных перемещений при тепловых расширениях.Технический результат достигается тем, что в стенке фронта жаровой трубы камеры сгорания, содержащей кольцо стенки фронта с отверстиями и сегменты с бобышками, в отличие от известной между сегментом и кольцом стенки фронта, расположена дистанционная втулка, один конец которой размещен в отверстии кольца стенки фронта, при этом данное отверстие в кольце стенки фронта, предназначенное для установки одной из бобышек, имеет круглую, удлиненную в радиальном направлении форму, позволяющую сегменту перемещаться относительно кольца стенки фронта только в радиальном направлении, а каждый сегмент содержит отверстия для постановки воздушных завихрителей. Дистанционная втулка может иметь Т-образную форму.The utility model relates to turbomachinery, in particular to gas turbine engines (GTE) containing flame tubes. The technical result, which the proposed design is aimed at, is to increase the reliability and eliminate defects in the front segments associated with the occurrence of stresses in them due to the impossibility of free movement with thermal expansions. The technical result is achieved by the fact that in the front wall of the flame tube of the combustion chamber containing the front wall ring with holes and segments with bosses, in contrast to the front wall ring known between the segment and the front wall ring, there is a distance sleeve, one end of which is placed in the hole front wall ring, while this hole in the front wall ring, intended for installation of one of the bosses, has a round, radially elongated shape that allows the segment to move relative to the front wall ring only in the radial direction, and each segment contains holes for for the installation of air swirlers. The spacer sleeve may be T-shaped.

Description

Полезная модель относится к турбомашиностроению, в частности к газотурбинным двигателям (ГТД), содержащим жаровые трубы.The utility model relates to turbomachinery, in particular to gas turbine engines (GTE) containing flame tubes.

Кольцевые жаровые трубы содержат стенки фронта с горелками, включающими воздушные завихрители и топливные форсунки. Для обеспечения ресурса стенки фронта - ее выполняют двустенной. Причем, внутреннюю стенку (со стороны зоны горения) часто выполняют состоящей из отдельных сегментов.Annular flame tubes contain front walls with burners including air swirlers and fuel nozzles. To ensure the resource of the front wall, it is double-walled. Moreover, the inner wall (from the side of the combustion zone) is often made consisting of separate segments.

Известна конструкция стенки фронта жаровой трубы (патент №2468297, МПК F23R 3/34, опубл. 27.11.2012, в котором сегменты с бобышками («отражатели») жестко (заклепками) крепятся к наружной кольцевой стенке. Причем, для каждого сегмента, в зависимости от его размеров, количество заклепок может быть значительным.Known design of the wall of the front of the flame tube (patent No. 2468297, IPC F23R 3/34, publ. 11/27/2012, in which segments with bosses ("reflectors") are rigidly (riveted) attached to the outer annular wall. Moreover, for each segment, in depending on its size, the number of rivets can be significant.

Недостатком такой конструкции является:The disadvantage of this design is:

- жесткое крепления сегмента к стенке в нескольких точках «зажимает» и не дает сегменту без напряжений воспринимать тепловые расширения относительно кольцевой стенки, что приводит к его дефектам, ограничивает ресурс и может привести к растрескиванию и разрушению сегмента.- the rigid attachment of the segment to the wall at several points "clamps" and does not allow the segment to perceive thermal expansion relative to the annular wall without stress, which leads to its defects, limits the resource and can lead to cracking and destruction of the segment.

Техническим результатом, на достижения которого направлена предлагаемая конструкция, является повышение надежности и устранение дефектов сегментов фронта, связанных с возникновением в них напряжений из-за невозможности свободных перемещений при тепловых расширениях.The technical result, the achievement of which the proposed design is aimed at, is to increase the reliability and eliminate defects in the front segments associated with the occurrence of stresses in them due to the impossibility of free movements during thermal expansion.

Технический результат достигается тем, что в стенке фронта жаровой трубы камеры сгорания, содержащей кольцо стенки фронта с отверстиями и сегменты с бобышками, в отличие от известной между сегментом и кольцом стенки фронта расположена дистанционная втулка, один конец которой размещен в отверстии кольца стенки фронта, при этом данное отверстие в кольце стенки фронта, предназначенное для установки одной из бобышек, имеет круглую, удлиненную в радиальном направлении форму, позволяющую сегменту перемещаться относительно кольца стенки фронта только в радиальном направлении, а каждый сегмент содержит отверстия для постановки воздушных завихрителей. Дистанционная втулка может иметь Т-образную форму.The technical result is achieved by the fact that in the front wall of the flame tube of the combustion chamber containing the front wall ring with holes and segments with lugs, in contrast to the known spacer sleeve between the segment and the front wall ring, one end of which is located in the opening of the front wall ring, when Moreover, this hole in the front wall ring, intended for the installation of one of the bosses, has a circular radially elongated shape that allows the segment to move relative to the front wall ring only in the radial direction, and each segment contains holes for setting air swirlers. The spacer sleeve can be T-shaped.

Данное решение поясняется чертежами, на которых представлено: фиг. 1 - продольный разрез кольцевой камеры сгорания со стенкой фронта; фиг. 2 - вид А; фиг. 3 - сечение Б-Б; фиг. 4 - элемент В; фиг. 5 - внешний вид сегмента стенки фронта.This solution is illustrated by the drawings, which show: FIG. 1 is a longitudinal section of an annular combustion chamber with a front wall; fig. 2 - view A; fig. 3 - section BB; fig. 4 - element B; fig. 5 is an external view of a segment of the front wall.

На двигателе стенка фронта 1 кольцевой жаровой трубы 2 в составе камеры сгорания работает следующим образом (фиг. 1).On the engine, the front wall 1 of the annular flame tube 2 as part of the combustion chamber operates as follows (Fig. 1).

Сегмент 3 содержит (фиг. 2, фиг. 3) два отверстия для воздушных завихрителей 4, два боковых ребра 5, придающие ему необходимую жесткость, две резьбовые бобышки 6, служащие для крепления сегментов к кольцу стенки фронта 7 гайками 8, 9. Завернутая гайка 8 упирается в кольцо стенки фронта 7 и через кольцо 10 стягивает сегмент 3 и кольцо стенки фронта 7 (фиг. 3). При этом боковые ребра сегмента 5 упираются в кольцо стенки фронта 7.Segment 3 contains (Fig. 2, Fig. 3) two holes for air swirlers 4, two side ribs 5, giving it the necessary rigidity, two threaded lugs 6, which are used to fasten the segments to the ring of the front wall 7 with nuts 8, 9. Wrapped nut 8 abuts against the ring of the front wall 7 and through the ring 10 pulls the segment 3 and the ring of the front wall 7 (Fig. 3). In this case, the side edges of the segment 5 abut against the ring of the front wall 7.

Одной точкой сегмент 3 крепится с упором в кольцо стенки фронта 7. Имеется другая «подвижная» (без стыка сегмента со стенкой) точка крепления сегмента - через дистанционную втулку 11 между кольцом стенки 1 и сегментом 3. Завернутая крепежная гайка 9 упирается в торец дистанционной втулки 11, которая может иметь Т-образную форму, при этом имеются зазоры 12 и 13 дистанционной втулки 11 с кольцом стенки фронта 7 (фиг. 4). Таким образом, дистанционная втулка Т-образной формы располагается в отверстии стенки с зазором, что, при различных температурных расширениях кольца стенки фронта и сегмента, обеспечивает их взаимное перемещение без возникновения в них напряжений. Причем, необходимый для перемещения сегмента при его расширения на размер L зазор 13 - выполнен в радиальном от периферии к оси жаровой трубы направлении. При этом зазор 14 должен быть минимальным, обеспечивающий сборку, но ограничивающий перемещения (поворот) сегмента в окружном направлении. В результате, для ограничения перемещений сегмента в окружном направлении, а также его разворота, отверстие стенки имеет круглую, удлиненную в радиальном направлении форму, с обеспечением необходимого для тепловых расширений зазора в радиальном направлении и минимального зазора в окружном направлении. Стенка фронта жаровой трубы является разборной.At one point, segment 3 is fastened with an emphasis on the ring of the front wall 7. There is another "movable" (without the segment-to-wall joint) attachment point of the segment - through the spacer sleeve 11 between the ring of the wall 1 and the segment 3. The screwed fastening nut 9 abuts against the end of the spacer sleeve 11, which can have a T-shape, while there are gaps 12 and 13 of the distance sleeve 11 with the ring of the front wall 7 (Fig. 4). Thus, the T-shaped spacer sleeve is located in the wall opening with a gap, which, with different temperature expansions of the front wall ring and the segment, ensures their mutual movement without stress arising in them. Moreover, the gap 13 required to move the segment when it expands by size L is made in the radial direction from the periphery to the axis of the flame tube. In this case, the gap 14 should be minimal, providing assembly, but limiting the movement (rotation) of the segment in the circumferential direction. As a result, in order to restrict the segment's movements in the circumferential direction, as well as its rotation, the wall hole has a circular radially elongated shape, providing the gap required for thermal expansion in the radial direction and a minimum clearance in the circumferential direction. The flame tube front wall is collapsible.

В работе материал сегмента имеет более высокую температуру, чем расположенное снаружи жаровой трубы кольцо стенки фронта, и при температурных расширениях сегмент может перемещаться относительно кольца стенки в пределах зазора 13 без возникновения в нем напряжений и, в тоже время, не теряя устойчивости.In operation, the material of the segment has a higher temperature than the ring of the front wall located outside the flame tube, and during thermal expansion, the segment can move relative to the ring of the wall within the gap 13 without stresses arising in it and, at the same time, without losing stability.

В результате данная конструкция (с одним «жестким» - точка стыка сегмента и стенки фронта, и одним «подвижным» стыком - точка стыка через дистанционную втулку) позволяет обе точки разместить между горелок и выполнить сегмент на две горелки, что, за счет сокращения (в два раза) количества сегментов, повышает надежность и уменьшает нежелательные утечки воздуха через фронт в жаровую трубу за счет сокращения площади контакта ребер сегментов и кольца стенки фронта.As a result, this design (with one "rigid" - the junction point of the segment and the front wall, and one "movable" joint - the junction point through the spacer sleeve) allows both points to be placed between the burners and perform the segment into two burners, which, due to the reduction ( twice) the number of segments, increases reliability and reduces unwanted air leaks through the front into the flame tube by reducing the contact area of the ribs of the segments and the ring of the front wall.

Таким образом, данное техническое решение позволяет повысить надежность, ресурс и ремонтопригодность стенки фронта в составе жаровой трубы.Thus, this technical solution improves the reliability, service life and maintainability of the front wall as part of the flame tube.

Claims

1. The front wall of the combustion chamber flame tube, containing a ring of the front wall with holes and segments with bosses, characterized in that between the segment and the ring of the front wall there is a spacer sleeve, one end of which is located in the hole of the ring of the front wall, while this hole is in the ring the front wall, intended for the installation of one of the bosses, has a circular, radially elongated shape that allows the segment to move relative to the front wall ring only in the radial direction, and each segment contains holes for setting air swirlers.

2. The wall of the front of the flame tube of the combustion chamber according to claim 1, characterized in that the spacer sleeve is T-shaped.