УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ПЛАМЯПЕРЕБРАСЫВАЮЩЕГО ПАТРУБКА С ЖАРОВОЙ ТРУБОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области двигателестроения и может найти применение в конструкциях трубчато-кольцевых камер сгорания газотурбинных двигателей и энергетических установок.
Известен узел соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, в котором патрубок приваривается к стенке жаровой трубы для обеспечения переброса пламени в соседнюю жаровую трубу и розжига в ней топливовоздушной смеси (А.А. Иноземцев, В.Л. Сандрацкий Газотурбинные двигатели. ОАО «Авиадвигатель», 2006, С. 290, рис. 6.2.1_4).
При работе двигателя в месте приварки пламяперебрасывающего патрубка к стенке жаровой трубы возникают трещины и прогары, вызванные не эффективным охлаждением патрубка.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является узел соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий две секции стенки жаровой трубы и пламяперебрасывающий патрубок с отбортовкой, выполненной в виде сектора, повторяющего геометрию козырька первой секции стенки жаровой трубы, при этом патрубок жестко соединен с первой секцией стенки жаровой трубы, а во второй секции стенки жаровой трубы выполнены отверстия для подвода охлаждающего воздуха (М.Р. Гасуль Повышение надежности и развития мощностного ряда ГТУ на базе ГТД-110 производства ОАО «НПО-Сатурн». Рыбинск: Турбины и дизели, 2015, С. 5, рис. 2).
В этой конструкции пламяперебрасывающий патрубок приваривается к первой и второй секциям стенки жаровой трубы камеры сгорания в месте соединения двух секций. Для охлаждения внутренней поверхности второй секции патрубок выполнен с отбортовкой - к патрубку приваривается сектор для восстановления козырька первой секции. Для охлаждения сектора патрубка во второй секции стенки жаровой трубы выполнен ряд отверстий.
Недостатком данной конструкции является то, что воздух подается только на охлаждение сектора патрубка, а сам патрубок в месте приварки ко второй секции стенки жаровой трубы не охлаждается. Охлаждение сектора является ударным, что позволяет охладить поверхность отбортовки только в местах расположения отверстий во второй секции жаровой трубы. Кроме того отверстия для охлаждения сектора располагаются близко к патрубку, который затеняет пространство для потока воздуха и снижает скорость его затекания в отверстия, чем уменьшает эффективность охлаждения сектора.
Задачей полезной модели является создание конструкции узла соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, в которой воздух подается на охлаждение пламяперебрасывающего патрубка и стенки жаровой трубы в месте его расположения.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение эффективности охлаждения пламяперебрасывающего патрубка путем его установки с зазором в отверстие для охлаждения воздуха выполненное в виде щели во второй секции стенки жаровой трубы камеры сгорания.
Технический результат достигается тем, что в узле соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащего две секции стенки жаровой трубы и пламяперебрасывающий патрубок с отбортовкой, выполненной в виде сектора, повторяющего геометрию козырька первой секции стенки жаровой трубы, при этом патрубок жестко соединен с первой секцией стенки жаровой трубы, а во второй секции стенки жаровой трубы выполнено отверстие для подвода охлаждающего воздуха, в отличие от известного, отверстие для подвода охлаждающего воздуха во второй секции стенки жаровой трубы выполнено в виде щели, при этом патрубок установлен в нем с зазором.
Патрубок в месте перехода на отбортовку может быть выполнен с радиусами скругления для плавности затекания потока охлаждающего воздуха. Полезная модель поясняется чертежом (фиг.), на котором изображен продольный разрез предлагаемой конструкции узла соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя.
Узел соединения пламяперебрасывающего патрубка с жаровой трубой камеры сгорания газотурбинного двигателя (фиг. 1) содержит пламяперебрасывающий патрубок 1 и стенку жаровой трубы, выполненную в виде в виде двух секций: первой 2 (по потоку) и второй 3.
Патрубок 1 снабжен отбортовкой 4, выполненной в виде сектора, повторяющего геометрию козырька первой секции стенки жаровой трубы. Патрубок 1 жестко соединен, например, приварен к первой секции 2 стенки жаровой трубы.
Во второй 3 секции стенки жаровой трубы выполнено отверстие 5 для подвода охлаждающего воздуха в виде щели. При этом патрубок 1 установлен в нем с зазором относительно второй 3 секции стенки жаровой трубы. Размеры щели определяются необходимым расходом воздухом для охлаждения отбортовки 4 патрубка 1.
Кроме того на наружной поверхности патрубка 1 в месте перехода на отбортовку 4 может быть выполнен радиус скругления 6 (фиг. 2), который служит для улучшения обтекаемости воздухом внутренней поверхности второй секции стенки жаровой трубы.
Устройство работает следующим образом.
В процессе работы двигателя охлаждающий воздух обтекает патрубок 1, проходит в зазор между ним и второй 3 секцией стенки жаровой трубы и охлаждает сам патрубок 1, всю поверхность отбортовки 4 и стенку жаровой трубы, т.к. охлаждение является конвективным. При наличии радиуса скругления 6 на наружной поверхности патрубка в месте перехода на отбортовку эффективность охлаждения повышается за счет плавности затекания потока охлаждающего воздуха.
Предлагаемая конструкция узла соединения пламяперебрасывающего патрубка жаровой трубы камеры сгорания газотурбинного двигателя за счет организации эффективного конвективного охлаждения патрубка и стенки жаровой трубы повышает надежность камеры сгорания газотурбинного двигателя и тем самым увеличивает ресурс ее работы.