Форсажная камера газотурбинного двигателя
Авторы патента:
Форсажная камера газотурбинного двигателя содержит установленное в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, размещенное на выходе из диффузора, образованного корпусом его и обтекателем задней опоры турбины. Перед фронтовым устройством установлено устройство для подавления колебаний, выполненное в виде ряда акустических волноводов, сообщающих периферийные зоны газовой полости камеры. Длину акустических волноводов определяют из защищаемого изобретением соотношения. Изобретение упрощает конструкцию и снижает массу форсажной камеры за счет подавления 1-й и 2-й мод тангенциальных колебаний. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции форсажной камеры ГТД.Известна форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая корпус и установленное в нем фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени и противовибрационным экраном, установленным на корпусе (1).Недостатком ее является демпфирование колебаний давления в узком диапазоне частот.Известна форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая установленные в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, расположенными коаксиально вибрационному поглотителю, выполненному в виде полого обтекателя задней опоры турбины с перфорацией на нем в виде двух участков перед и в плоскости фронтового устройства, образующим с корпусом камеры кольцевой диффузор (2).Такое устройство поглотителя энергии колебаний сложно в изготовлении и имеет значительную массу.Задача изобретения - упрощение конструкции и снижение массы форсажной камеры.Для достижения указанной задачи в форсажной камере газотурбинного двигателя, содержащей установленные в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, размещенное на выходе из диффузора, образованного его корпусом и обтекателем задней опоры турбины, перед фронтовым устройством установлено устройство для подавления колебаний, выполненное в виде ряда акустических волноводов, сообщающих периферийные зоны газовой полости камеры, при этом длину акустических волноводов определяют из соотношения где - длина волны тангенциальной моды колебаний.Кроме того, акустические волноводы расположены в поперечной плоскости форсажной камеры и выполнены, по меньшей мере, из трех трубопроводов.Новым здесь является то, что перед фронтовым устройством установлено устройство для подавления колебаний, выполненное в виде ряда акустических волноводов, сообщающих периферийные зоны газовой полости камеры, при этом длину акустических волноводов определяют из соотношения где - длина волны тангенциальной моды колебаний.Акустические волноводы расположены в поперечной плоскости и выполнены, по меньшей мере, из трех трубопроводов.Рассчитав длину акустических волноводов, мы получаем возможность выполнить устройство для подавления колебаний путем интерференции акустических волн при вибрационном горении и таким образом обеспечить работу форсажной камеры без регулярных колебаний в ней во всем диапазоне рабочих режимов. Устройство, требующееся для этого, получается более простым и с меньшей массой.Это обеспечивает задачу изобретения - упрощает конструкции и снижение массы форсажной камеры.На фиг.1 представлен продольный разрез форсажной камеры;на фиг.2 - поперечный разрез камеры по А-А с акустическими волноводами для подавления 1-й тангенциальной моды;на фиг.3 - поперечный разрез камеры по А-А с акустическими волноводами для подавления 2-й тангенциальной моды.Форсажная камера содержит установленное в корпусе 1 фронтовое устройство 2 с кольцевыми стабилизаторами пламени 3, размещенное на выходе из диффузора 4, образованного корпусом 1 и обтекателем 5 задней опоры 6 турбины 7. Перед фронтовым устройством 2 установлено устройство 8 для подавления колебаний, выполненное в виде ряда акустических волноводов 9, сообщающих периферийные зоны 10 газовой полости камеры 11. Акустические волноводы 9 выполнены из трубопроводов 12.При этом, 13 - расчетная длина акустических волноводов 9 по дуге.При работе форсажной камеры при наступлении режима вибрационного горения возникают периодические колебания давления и скорости с одной из мод тангенциальных колебаний камеры. В этом случае газ совершает периодическое движение по определенной траектории в тангенциальном направлении собственно форсажной камеры 11 и по установленным в ней определенным образом акустическим волноводам 9 (трубопроводам). Для любой моды тангенциальных колебаний камеры длина соответствующего трубопровода 12 примерно в полтора раза превышает длину волны колебаний и благодаря этому на выходе из трубопровода 12 волны взаимодействуют в противоположной фазе и гасят друг друга за счет интерференции акустических волн при вибрационном горении и таким образом обеспечивают эффективное подавление акустических колебаний в широком диапазоне рабочих режимов форсажной камеры.Источники информации1. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели, Конструкция и расчет деталей, 1969 г., с.445.2. Патент РФ №2117806, F 02 К 3/10, 1995 г.Формула изобретения
1. Форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая установленное в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, размещенное на выходе из диффузора, образованного корпусом его и обтекателем задней опоры турбины, отличающаяся тем, что перед фронтовым устройством установлено устройство для подавления колебаний, выполненное в виде ряда акустических волноводов, сообщающих периферийные зоны газовой полости камеры, при этом длину акустических волноводов определяют из соотношения где - длина волны тангенциальной моды колебаний.2. Форсажная камера по п.1, отличающаяся тем, что акустические волноводы расположены в поперечной плоскости форсажной камеры и выполнены, по меньшей мере, из трех трубопроводов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции форсажной камеры ГТД
Камера сгорания // 2219439
Изобретение относится к камерам сгорания турбореактивных двигателей, преимущественно к камерам сгорания стационарных газотурбинных установок авиационного типа, и может быть успешно использовано в турбоэнергомашиностроении, газотурбинных приводах газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов
Камера сгорания газовой турбины // 2212005
Изобретение относится к камерам сгорания газовых турбин, преимущественно наземных энергоустановок, работающих на природном газе с низкой токсичностью выхлопных газов
Камера сгорания гтд адаптивного типа // 2158880
Изобретение относится к трубчато-кольцевым камерам сгорания стационарных газовых турбин, работающих преимущественно на сжатом природном газе с низкой токсичностью выхлопных газов
Изобретение относится к трубчато-кольцевым камерам сгорания стационарных газовых турбин, работающих на сжатом природном газе с низкой токсичностью выхлопных газов
Изобретение относится к области газотурбинных энергетических установок, работающих на топливном газе
Камера сгорания газовой турбины // 2138738
Изобретение относится к конструкциям камер сгорания газовых турбин, работающих преимущественно на сжатом природном газе с низкими выбросами окислов азота и углерода
Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции форсажной камеры ГТД
Форсажная камера газотурбинного двигателя // 2218471
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к форсажным камерам авиационных турбореактивных двигателей (ТРДДФ) со смешением потоков
Способ форсирования газотурбинного двигателя // 2193099
Турбореактивный двигатель // 2188333
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к тепловым двигателям /поршневым двигателям внутреннего сгорания/, а также к газотурбинным и пульсирующим воздушно-реактивным двигателям, имеющим широкий диапазон мощностей и возможность работы на любых известных видах углеводородного сырья
Турбореактивный двигатель // 2153593
Изобретение относится к турбореактивным двигателям с форсажной камерой и поворотным реактивным соплом с системой управления и регулирования поворотным соплом, устанавливаемым на высокоманевренных многофункциональных истребителях
Устройство дожигания топлива // 2150597
Изобретение относится к турбореактивным двигателям с дополнительным подводом тепла в форсажной камере и поворотным реактивным соплом
Форсажная камера газотурбинного двигателя // 2229616
Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции форсажной камеры ГТД