ФРОНТОВОЕ УСТРОЙСТВО КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области турбомашиностроения и может найти применение в камерах сгорания газотурбинных двигателей.
Известно фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащее наружную стенку с отверстиями, промежуточную стенку с отверстиями подвода воздуха и внутреннюю стенку, которые соединены между собой, при этом промежуточная и внутренняя стенки соединены между собой с образованием наружной и внутренней полостей, а также завихритель, имеющий, по крайней мере, один вход (патент на полезную модель №64736, МПК F23C 3/00, опубл. 10.07.2007)
Недостатком данного устройства является неэффективное охлаждение внутренней стенки фронтового устройства, что вызывает ее перегрев, коробление, прогары. Неэффективное охлаждение связано с тем, что между промежуточной и внутренней стенками фронтового устройства размещен завихритель требующий увеличения расстояния между ними. В результате расстояние между промежуточной и внутренней стенками для ударного охлаждения увеличено, это приводит к ухудшению охлаждения внутренней стенки.
Задачей полезной модели является создание фронтового устройства камеры сгорания газотурбинного двигателя, позволяющего повысить эффективность конвективного охлаждения его внутренней стенки за счет ударного натекания холодного воздуха, устранить градиент температур внутренней стенки и связанные с ним коробления, а так же создать заградительную пелену воздуха в пристеночной зоне жаровой трубы, защищающую ее стенки от перегрева и прогаров.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности охлаждения внутренней стенки фронтового устройства камеры сгорания газотурбинного двигателя и стенок жаровой трубы в пристеночной зоне.
Технический результат достигается тем, что фронтовое устройство камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащее наружную стенку с отверстиями, промежуточную стенку с отверстиями подвода воздуха и внутреннюю стенку, которые соединены между собой, при этом промежуточная и внутренняя стенки соединены между собой с образованием наружной и внутренней полостей, а также завихритель, имеющий, по крайней мере, один вход, в отличие от известного, снабжено перегородкой, установленной во внутренней полости и разделяющей ее на две части, сообщающиеся через отверстия, выполненные в перегородке, одна из которых сообщена с отверстиями подвода воздуха промежуточной стенки и, по крайней мере, с одним входом завихрителя, а другая часть - с наружной полостью через отверстия отвода воздуха, выполненные во внутренней стенке.
На фиг. приведена предлагаемая конструкция фронтового устройства камеры сгорания газотурбинного двигателя.
Фронтовое устройство камеры сгорания содержит наружную 1 стенку с отверстиями 2, промежуточную 3 стенку с отверстиями 4 подвода воздуха и внутреннюю 5 стенку, которые соединены между собой. При этом промежуточная 3 и внутренняя 5 стенки соединены между собой с образованием наружной 6 и внутренней 7 полостей. Во внутренней полости установлена перегородкой 8, которая разделяет ее на две части. Обе части сообщаются между собой через отверстия 9, выполненные в перегородке 8.
Фронтовое устройство содержит также завихритель 10, имеющий входы 11.
При этом одна часть внутренней 7 полости сообщена с отверстиями 4 подвода воздуха промежуточной 3 стенки и, по крайней мере, с одним входом 11 завихрителя 10, а другая часть внутренней 7 полости сообщена с наружной 6 полостью через отверстия 12 отвода воздуха, выполненные во внутренней 5 стенке.
Фронтовое устройство камеры сгорания работает следующим образом.
Воздух проходит через отверстия 2 в наружной стенке 1 и через отверстия 4 подвода воздуха в промежуточной 3 стенке попадает в первую часть внутренней 7 полости, где ударяется в перегородку 8, которая конвективно охлаждается за счет ударного натекания холодного воздуха. При этом часть воздуха через отверстия 9 в перегородке 8 поступает во вторую часть внутренней 7 полости, охлаждая внутреннюю 5 стенку фронтового устройства, и далее через отверстия 12 отвода воздуха в ней поступает в наружную 6 полость, создавая заградительную пелену воздуха, охлаждая тем самым пристеночную зону жаровой трубы камеры сгорания. Другая часть воздуха из первой части внутренней 7 полости через вход 11 попадает в завихритель 10, на выходе из которого смешивается с распыленным топливом, превращая его в паровую фазу.
Преимуществом предлагаемой конструкции фронтового устройства камеры сгорания газотурбинного двигателя является более эффективное охлаждение внутренней стенки фронтового устройства из-за повышения эффективности ударного охлаждения, устранения градиентов температур внутренней стенки и связанных с ними короблений, а так же создание заградительной пелены воздуха в пристеночной зоне жаровой трубы, защищающей стенки от перегрева и прогаров.