способ стабилизации радиального профиля температуры рабочего тела на выходе из кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя и кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя

Формула изобретения

Способ стабилизации радиального профиля температуры рабочего тела на выходе из кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя, включающий формирование давления воздуха в полостях, окружающих снаружи и внутри жаровую трубу, отличающийся тем, что осуществляют регулирование давлений воздуха в кольцевых полостях с наружной и внутренней сторон на входе в жаровую трубу путем организации перепуска воздуха по сообщающим кольцевые полости каналам.

2. Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус, жаровую трубу с лопаточными завихрителями, кольцевые воздушные полости, окружающие наружную и внутреннюю стенки жаровой трубы, отличающаяся тем, что на входе в жаровую трубу дополнительно установлены по крайней мере две кольцевые, наружная и внутренняя, обечайки, состыкованные с торцами лопаточных завихрителей.

3. Камера сгорания по п.2, отличающаяся тем, что между кольцевыми наружной и внутренней обечайками и входными торцами лопаточных завихрителей дополнительно установлена по крайней мере одна проставка, образующая каналы между головками лопаточных завихрителей, сообщающими наружную и внутреннюю кольцевые полости между собой.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к области газотурбостроения, в частности к получению стабильного радиального профиля температур рабочего тела перед поступлением в газовую турбину газотурбинного двигателя.

Известны способы стабилизации радиального профиля температуры рабочего тела на выходе из камер сгорания газотурбинных двигателей /1/, заключающиеся в том, что камера сгорания состоит из ряда индивидуальных камер сгорания, расположенных по окружности вокруг вала двигателя.

Недостатком аналога является наличие выходного газосборника и наличие пламенеразбрасывающих патрубков.

Известен способ стабилизации радиального профиля температуры рабочего тела на выходе из кольцевой камеры сгорания газотурбинных двигателей /2/ выбранный в качестве прототипа, и заключающийся в установлении перед камерой сгорания срывного диффузора.

Недостатком прототипа является относительно большая длина диффузора, что увеличивает вес двигателя.

Решаемой задачей предлагаемого изобретения является сохранение стабильного радиального профиля температуры рабочего тела на выходе из кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя независимо от типа диффузора на выходе в камеру сгорания и его геометрических размеров.

Решаемая задача достигается тем, что в способе стабилизации радиального профиля температуры рабочего тела на выходе из кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя, включающий формирование давлений воздуха в полостях, окружающих снаружи и внутри жаровую трубу, осуществляют регулирование давлений воздуха в кольцевых полостях с наружной и внутренней сторонах на входе жаровой трубы путем организации перепуска воздуха по сообщающим кольцевые полости каналам.

Решаемая задача достигается также и тем, что в устройстве для получения стабильного радиального профиля температур рабочего тела на выходе из кольцевой камеры сгорания содержащем корпус, жаровую трубу с лопаточными завихрителями, кольцевые воздушные полости окружающие наружную и внутреннюю стенки жаровой трубы, на входе в жаровую трубу дополнительно установлены по крайней мере две кольцевые наружная и внутренняя обечайки, состыкованные с торцами лопаточных завихрителей, и по крайней мере одна проставка установленная между кольцевыми наружной и внутренней обечайками и выходными торцами лопаточных завихрителей, образующая каналы между головками лопаточных завихрителей, сообщающими наружную и внутреннюю кольцевые полости между собой.

Именно заявляемые отличительные признаки способа и устройства позволяют решать поставленную задачу. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволили установить соответствие их критерию "новизна".

Пример осуществления способа.

Организация перетока воздуха из одной кольцевой полости, окружающей жаровую трубу, в другую позволяет при изменении профиля скоростей воздуха на выходе из компрессора и после диффузора стабилизировать уровня давлений в кольцевых полостях вокруг жаровой трубы и тем самым поступление воздуха в жаровую трубу с наружной и внутренней ее стороны, что позволяет сохранить радиальный профиль температур продуктов сгорания на выходе из кольцевой камеры газотурбинного двигателя.

Заявляемое устройство изображено на чертеже, где на фиг. 1 изображен продольный разрез входа в кольцевую камеру сгорания, а на фиг. 2 его развертка.

Устройство состоит из диффузора 1 камеры сгорания, жаровой трубы 2, головки 3, лопаточного завихрителя 4, наружного кольцевого канала 5, внутреннего кольцевого канала 6, наружной обечайки 7, внутренней обечайки 8, проставки 9, каналов 10 сообщающих наружный и внутренний кольцевые полости, топливной форсунки 11.

Устройство работает следующим образом.

Воздух из диффузора 1 частично поступает в жаровую трубу 2, через головки 3, лопаточных завихрителей 4, а также в наружный кольцевой канал 5 и внутренний кольцевой канал 6. Так как профиль давления воздуха по высоте диффузора меняется в связи с режимом работы компрессора, то и давление воздуха, возникающие в наружном кольцевом канале 5 и внутреннем кольцевом канале 6 могут изменяться, поэтому и количество воздуха, поступающие в жаровую трубу из них будут меняться, что, в свою очередь вызовет изменение радиального температурного профиля рабочего тела на выходе из кольцевой камеры сгорания. Для устранения этого эффекта с целью стабилизации радиального профиля температур рабочего тела организован переток воздуха по каналам 10 сообщающим кольцевые каналы 5 и 6, причем каналы 10 организованы, наружной и внутренней обечайками 7 и 8, проставкой 9 и головками 3 лопаточных завихрителей 4.

Источники информации:

1. Ю.М. Пчелкин. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. М. Машиностроение, с. 136, Рис. 57 (аналог).

2. Там же с. 137, Рис. 61 и с. 138 Рис. 62 (прототип).