Трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя

Авторы патента:

Полезная модель относится к области двигателестроения и может найти применение в конструкциях трубчато-кольцевых камер сгорания газотурбинных двигателей наземного применения. Техническим результатом является предотвращение резонанса рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя, который достигается тем, что в трубчато-кольцевой камере сгорания газотурбинного двигателя, содержащей кольцевую полость, образованную внутренней и наружной стенками, в которой расположено z жаровых труб, при этом в одной половине кольцевой полости расположено (z-1)/2 жаровых труб, где z - простое нечетное число.

Наиболее близкой является трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая кольцевую полость, образованную внутренней и наружной стенками, в которой расположено z жаровых труб, где z - нечетное число. (Я.С. Адрианов, Ф.А. Жаренков, П.А. Колесников, В.П. Михайлов, А.И. Студницын, М.Ф. Токарев, В.В. Трунтаев, Н.А. Шерлыгин, А.И. Шмелев. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет на прочность. Ленинград: ЛКВВИЯ им. А.Ф. Можайского, 1959 г.).

Жаровые трубы в кольцевой полости расположены равномерно по окружности. Такое расположение жаровых труб вызывает регулярную неравномерность поля давлений за камерой сгорания и сильное возмущение потока газа перед рабочими лопатками турбины, в виду сравнительно небольшого количества жаровых труб (по сравнению с количеством лопаток турбины). Данная неравномерность является источником вынужденных колебаний лопаток турбины с частотой кратной количеству жаровых труб. Если частота собственных колебаний лопаток турбины совпадет с частотой вынужденных колебаний, которое зависит от количества жаровых труб, возникнет резонанс с гармониками кратными числу жаровых труб, что может привести к разрушению лопаток турбины.

Задачей полезной модели является создание конструкции трубчато-кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя, позволяющей ввести нерегулярную неравномерность поля давлений за камерой сгорания и нерегулярное возмущение потока газа перед рабочими лопатками турбины газотурбинного двигателя.

Техническим результатом полезной модели является предотвращение резонанса рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя, за счет неравномерной расстановки простого числа жаровых труб в кольцевой полости трубчато кольцевой камеры сгорания.

Технический результат достигается тем, что в трубчато-кольцевой камере сгорания газотурбинного двигателя, содержащей кольцевую полость, образованную внутренней и наружной стенками, в которой расположено z жаровых труб, где z - нечетное число, в отличие от известной, в одной половине кольцевой полости расположено (z-1)/2 жаровых труб, при этом z - простое число.

На фиг. показан поперечный разрез трубчато-кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя.

Трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя (фиг.) содержит кольцевую полость, образованную внутренней 1 и наружной 2 стенками. В кольцевой полости расположены жаровые трубы 3. Количество z жаровых труб является нечетным простым числом, например, 13. При этом в одной половине кольцевой полости расположено (z-1)/2 жаровых труб, а в другой половине кольцевой полости, соответственно, расположено ((z-1)/2+1) жаровых труб. Например, при количестве жаровых труб - 13, в одной половине кольцевой полости расположено 6 жаровых труб, а в другой - 7.

При работе в трубчато-кольцевой камере сгорания при предлагаемом неравномерном расположении жаровых труб по окружности возникает двухзонная «разношагица» источников возмущения газового потока, что исключает резонанс рабочих лопаток турбины по гармонике равной суммарному количеству жаровых труб в случае их равномерного расположения. При этом простое число жаровых труб исключает и другие резонансы кратные общему числу жаровых труб.

Трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая кольцевую полость, образованную внутренней и наружной стенками, в которой расположено z жаровых труб, где z - нечетное число, отличающаяся тем, что в одной половине кольцевой полости расположено (z-1)/2 жаровых труб, при этом z - простое число.