RU2300706C2 - Tubular annular combustion chamber of gas-turbine engine - Google Patents
Tubular annular combustion chamber of gas-turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2300706C2 RU2300706C2 RU2005113851/06A RU2005113851A RU2300706C2 RU 2300706 C2 RU2300706 C2 RU 2300706C2 RU 2005113851/06 A RU2005113851/06 A RU 2005113851/06A RU 2005113851 A RU2005113851 A RU 2005113851A RU 2300706 C2 RU2300706 C2 RU 2300706C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flame tube
- deflector
- head
- air
- gas
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к трубчато-кольцевым камерам сгорания газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.The invention relates to a tubular-annular combustion chamber of gas turbine engines for aircraft and ground applications.
Известна трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, в головке жаровой трубы которой установлен воздушный лопаточный завихритель и топливная форсунка, закрепленная в наружном корпусе [С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1981, стр.424, 425, рис.8.25].Known tubular-annular combustion chamber of a gas turbine engine, in the head of the flame tube of which an air-bladed swirler and a fuel nozzle mounted in the outer casing are installed [S.A. Vyunov. Design and engineering of aircraft gas turbine engines. M.: Engineering, 1981, p. 424, 425, Fig. 8.25].
Недостатком известной конструкции является низкая надежность из-за возможного прогара головки жаровой трубы, не защищенной дефлектором.A disadvantage of the known design is low reliability due to possible burnout of the head of the flame tube, not protected by a deflector.
Наиболее близкой к предложенному изобретению является трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, в головке жаровой трубы которой установлен дефлектор, жестко соединенный с головкой и двухъярусным воздушным завихрителем заклепочным крепежным соединением, причем дефлектор установлен со стороны внутренней полости жаровой трубы, а двухъярусный воздушный смеситель - с внешней стороны жаровой трубы [Патент РФ №2211409, МКИ F23R 3/42, 2003 г.].Closest to the proposed invention is a tubular-annular combustion chamber of a gas turbine engine, in the head of the flame tube of which there is a deflector rigidly connected to the head and a two-tier air swirler with a riveted fastening connection, the deflector being installed on the side of the internal cavity of the flame tube, and the two-tier air mixer is connected to the outer side of the flame tube [RF Patent No. 2211409, MKI F23R 3/42, 2003].
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является недостаточная надежность вследствие низкого теплоотвода от дефлектора и возникновения напряжений при термических деформациях из-за различной температурной деформации дефлектора и головки жаровой трубы с воздушным завихрителем.A disadvantage of the known design adopted as a prototype is the lack of reliability due to low heat removal from the deflector and the occurrence of stresses during thermal deformations due to different temperature deformations of the deflector and the head of the heat pipe with an air swirl.
Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности трубчато-кольцевой камеры сгорания за счет улучшения теплоотвода от дефлектора и исключения дополнительных напряжений при температурных деформациях.The technical problem that the invention solves is to increase the reliability of a tubular-annular combustion chamber by improving heat dissipation from the deflector and eliminating additional stresses during thermal deformations.
Сущность изобретения заключается в том, что в трубчато-кольцевой камере сгорания, в головке которой со стороны газовой полости жаровой трубы установлен дефлектор, а также воздушный двухъярусный завихритель с внешней стороны жаровой трубы, согласно изобретению дефлектор относительно головки жаровой трубы установлен телескопически с помощью осевых стержней, выполненных за одно целое с дефлектором и проходящих с зазором через отверстия в головке жаровой трубы, а также зафиксирован в осевом направлении втулками, установленными на стержнях с внешней стороны жаровой трубы, контактирующими боковыми поверхностями с ответными выемками в завихрителе и примыкающими одним торцом к головке жаровой трубы, а другим - к головке стержня, при этом дефлектор дополнительно установлен внутренними осевыми выступами на внешнем радиальном кольцевом ребре завихрителя, а воздушная полость между головкой жаровой трубы и дефлектором выполнена сообщающейся с охлаждающим воздухом через перфорацию в головке жаровой трубы и соединена на выходе с газовой полостью жаровой трубы через щелевую кольцевую полость.The essence of the invention lies in the fact that in the tubular-annular combustion chamber, in the head of which a deflector is installed on the gas cavity side of the flame tube, as well as an air two-tier swirl on the outside of the flame tube, according to the invention, the deflector relative to the head of the flame tube is mounted telescopically using axial rods made integrally with the deflector and passing with a gap through the holes in the head of the flame tube, and also axially fixed by bushings mounted on the rod x on the outer side of the flame tube, in contact with the lateral surfaces of the reciprocal recesses in the swirl and adjacent one end to the head of the flame tube, and the other to the head of the rod, while the deflector is additionally mounted with internal axial protrusions on the outer radial annular rib of the swirl, and the air cavity between the head of the flame tube and the deflector is made communicating with the cooling air through perforation in the head of the flame tube and is connected at the outlet to the gas cavity of the flame tube through the slotted tsevuyu cavity.
В первичной зоне газовой полости жаровой трубы с помощью воздушного завихрителя формируется зона обратных токов горячего газа, который движется навстречу основному потоку воздуха и распыленного топлива, интенсифицируя, таким образом, испарение топлива и способствуя стабилизации пламени.In the primary zone of the gas cavity of the flame tube with the help of an air swirler, a zone of reverse currents of hot gas is formed, which moves towards the main stream of air and atomized fuel, thereby intensifying the evaporation of fuel and contributing to flame stabilization.
Телескопическая установка дефлектора относительно головки жаровой трубы с помощью осевых стержней исключает появление дополнительных напряжений в головке и в дефлекторе при различной их температурной деформации.The telescopic installation of the deflector relative to the head of the heat pipe using axial rods eliminates the appearance of additional stresses in the head and in the deflector at different temperature deformations.
Выполнение осевых стержней за одно целое с дефлектором, а также то, что они проходят с зазором через отверстия в головке жаровой трубы, способствует улучшению теплоотвода от дефлектора и повышает надежность конструкции, т.к. стержни увеличивают холодную теплоотводящую поверхность дефлектора, и крепежные элементы с горячей стороны дефлектора отсутствуют.The execution of the axial rods in one piece with the deflector, as well as the fact that they pass with a gap through the holes in the head of the flame tube, improves heat removal from the deflector and increases the reliability of the structure, as the rods increase the cold heat sink surface of the deflector, and there are no fasteners on the hot side of the deflector.
Установка дефлектора на внешнем радиальном кольцевом ребре завихрителя внутренними осевыми выступами дает возможность наиболее точно фиксировать дефлектор в радиальном направлении относительно завихрителя и головки. При работе камеры сгорания вследствие разницы тепловых деформаций дефлектора и головки жаровой трубы между его осевыми выступами и кольцевым ребром завихрителя может образоваться радиальный зазор. Дефлектор в этом случае фиксируется через осевые стержни боковыми поверхностями втулок относительно ответных выемок в завихрителе, расположенных в холодной зоне с внешней стороны жаровой трубы, чем обеспечивается надежная работа конструкции.The installation of the deflector on the outer radial annular rib of the swirler with internal axial protrusions makes it possible to most accurately fix the deflector in the radial direction relative to the swirl and the head. During operation of the combustion chamber due to the difference in thermal deformation of the deflector and the head of the flame tube between the axial protrusions and the annular edge of the swirler, a radial clearance may form. The deflector in this case is fixed through the axial rods by the lateral surfaces of the bushings relative to the reciprocal grooves in the swirl located in the cold zone on the outside of the flame tube, which ensures reliable operation of the structure.
Воздушная полость между головкой жаровой трубы и дефлектором соединена на выходе с газовой полостью жаровой трубы через щелевую кольцевую воздушную полость, что обеспечивает подвод охлаждающего воздуха между осевыми выступами дефлектора, повышая эффективность охлаждения головки жаровой трубы, дефлектора и сопла завихрителя. Выполнение головки жаровой трубы перфорированной со множеством отверстий на входе в воздушную полость обеспечивает струйное охлаждение всей поверхности дефлектора.The air cavity between the head of the flame tube and the deflector is connected at the outlet to the gas cavity of the flame pipe through a slotted annular air cavity, which provides cooling air between the axial protrusions of the deflector, increasing the cooling efficiency of the head of the flame tube, deflector, and swirl nozzle. The execution of the head of the heat pipe perforated with many holes at the entrance to the air cavity provides jet cooling of the entire surface of the deflector.
На фиг.1 показан продольный разрез трубчато-кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя. На фиг.2 представлен элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, а на фиг.3 - вид А на фиг.2. На фиг.4 показано сечение Б-Б на фиг.3.Figure 1 shows a longitudinal section of a tubular-annular combustion chamber of a gas turbine engine. Figure 2 presents the element I in figure 1 in an enlarged view, and in figure 3 - view a in figure 2. Figure 4 shows a section bB in figure 3.
Трубчато-кольцевая камера сгорания 1 газотурбинного двигателя состоит из наружного корпуса 2 и внутреннего корпуса 3, в воздушной полости 4 между которыми установлены жаровые трубы 5 и кольцевой газосборник 6. В головке 7 жаровой трубы 5 со стороны воздушной полости 4 установлен с помощью неразъемного соединения 8 (например, сварки) двухъярусный воздушный лопаточный завихритель 9, на кольцевом внешнем радиальном ребре 10 которого с помощью внутренних осевых выступов 11 со стороны газовой полости 12 жаровой трубы 5 установлен дефлектор 13 с образованием кольцевой щелевой воздушной полости 14 между дефлектором 13 и головкой 7 жаровой трубы 5. Дефлектор 13, изготовленный из жаростойких материалов, установлен относительно головки 7 телескопически в радиальном направлении с помощью осевых стержней 15, изготовленных за одно целое с дефлектором и проходящих с зазором 16 через отверстия 17 в головке 7 жаровой трубы 5. Со стороны воздушной полости 4 дефлектор 13 зафиксирован в осевом направлении с помощью головок 18 стержней 15 и охватывающих стержни 15 втулок 19, контактирующих боковыми поверхностями 20 с поверхностями 21 ответных выемок 22 в завихрителе 9, а задними торцами 23 - с внешней поверхностью 24 головки 7 жаровой трубы 5.The tubular-
Кольцевая щелевая воздушная полость 14 между дефлектором 13 и головкой 7 жаровой трубы 5 на входе через множество отверстий 25 (перфорацию) связана с внешней воздушной полостью 4, а на выходе - через периферийную 26 и втулочную 27 выходные полости - с полостью первичной зоны 28 газовой полости 12 жаровой трубы 5, куда поступает охлаждающий воздух 29.An annular
Работает данное устройство следующим образом.This device works as follows.
При работе трубчато-кольцевой камеры сгорания 1 в первичной зоне 28 жаровой трубы 5 с помощью двухъярусного воздушного завихрителя 9 формируется зона обратных токов, что приводит к существенному повышению температуры и термической деформации дефлектора 13 по сравнению с головкой 7 жаровой трубы 5 и завихрителем 9, что может привести к поломке дефлектора 13 в случае его жесткого соединения с головкой 7 или с завихрителем 9.When the tube-
Однако телескопическое соединение дефлектора 13 с головкой 7 позволяет дефлектору 13 свободно деформироваться в радиальном направлении. Поскольку температура дефлектора 13 на всех режимах работы камеры сгорания 1 превышает температуру завихрителя 9, температурная деформация дефлектора 13 приводит к увеличению его размеров по сравнению с завихрителем 9.However, the telescopic connection of the
Снижению температуры дефлектора 13 способствует струйное его охлаждение воздухом через перфорацию 25 на входе в кольцевую щелевую воздушную полость 14.Reducing the temperature of the
Осевые стержни 15, фиксирующие дефлектор 13 в осевом и радиальном направлениях, увеличивают теплоотводящую поверхность дефлектора 13, способствуя интенсификации его охлаждения. Выполнение осевых стержней 15 за одно целое с дефлектором 13 способствует улучшению теплоотвода от дефлектора 13 и повышает надежность конструкции, так как не требует выполнения на дефлекторе 13 с его горячей стороны крепежных элементов.
Головки 18 стержней 15 при сборке жаровой трубы 5 выполняются методом сварки или пайки, что также позволяет исключить дополнительные монтажные напряжения в дефлекторе 13 и применять для его изготовления жаростойкие материалы.The
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113851/06A RU2300706C2 (en) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | Tubular annular combustion chamber of gas-turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113851/06A RU2300706C2 (en) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | Tubular annular combustion chamber of gas-turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005113851A RU2005113851A (en) | 2006-11-20 |
RU2300706C2 true RU2300706C2 (en) | 2007-06-10 |
Family
ID=37501624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005113851/06A RU2300706C2 (en) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | Tubular annular combustion chamber of gas-turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2300706C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478881C2 (en) * | 2007-10-26 | 2013-04-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Support ring for elements of thermal protection shield of flame tube, and system of combustion chamber with similar support ring |
RU2568028C2 (en) * | 2010-01-15 | 2015-11-10 | Турбомека | Combustion chamber including multiple channels with tangential flows revolving in opposite directions |
RU2575490C2 (en) * | 2011-10-26 | 2016-02-20 | Снекма | Circular combustion wall with perfected cooling at primary bores and/or dilution bores level |
-
2005
- 2005-05-05 RU RU2005113851/06A patent/RU2300706C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478881C2 (en) * | 2007-10-26 | 2013-04-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Support ring for elements of thermal protection shield of flame tube, and system of combustion chamber with similar support ring |
RU2568028C2 (en) * | 2010-01-15 | 2015-11-10 | Турбомека | Combustion chamber including multiple channels with tangential flows revolving in opposite directions |
RU2575490C2 (en) * | 2011-10-26 | 2016-02-20 | Снекма | Circular combustion wall with perfected cooling at primary bores and/or dilution bores level |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005113851A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4083717B2 (en) | Combustor insulation shield panel and combination of insulation shield panel and shell | |
US10968755B2 (en) | Cooling structure for vane | |
CA2606975C (en) | Combustor heat shield | |
EP2236760B1 (en) | Thermally decoupled can-annular transition piece | |
US9322556B2 (en) | Flow sleeve assembly for a combustion module of a gas turbine combustor | |
EP3077641B1 (en) | Cooling an igniter aperture body of a combustor wall | |
JP4695256B2 (en) | Gas turbine engine fuel nozzle and method of assembling the same | |
US8438856B2 (en) | Effusion cooled one-piece can combustor | |
US5117624A (en) | Fuel injector nozzle support | |
US20090120093A1 (en) | Turbulated aft-end liner assembly and cooling method | |
EP3447381B1 (en) | Cooling path structure for concentrated cooling of seal area and gas turbine combustor having the same | |
CN108006696B (en) | Burner assembly and burner | |
EP3032176B1 (en) | Fuel injector guide(s) for a turbine engine combustor | |
EP3077640B1 (en) | Combustor quench aperture cooling | |
CN112484077B (en) | Efficient cooling structure for head of flame tube | |
CA2937401A1 (en) | Effusion cooling holes | |
RU2300706C2 (en) | Tubular annular combustion chamber of gas-turbine engine | |
EP2241812A2 (en) | Combined convection/effusion cooled one-piece can combustor | |
RU2648809C2 (en) | Air exhaust tube holder in a turbomachine | |
UA76298C2 (en) | Afterburner ring for two-contour turbo-jet engine, afterburner unit and turbo-jet engine | |
KR20170130570A (en) | Flow sleeve deflector for use in gas turbine combustors | |
JP5535036B2 (en) | Gas turbine combustor | |
CN115949968A (en) | Combustor swirler to pseudo dome attachment and interface with CMC dome | |
JP7271232B2 (en) | Inner cooling shroud for annular combustor liner transition zone | |
RU2682220C1 (en) | Bypass turbofan engine afterburner combustion chamber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20101007 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101007 Effective date: 20110826 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170506 |