Выхлопной кожух газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель, дренаж выхлопного кожуха газотурбинного двигателя

Выхлопной кожух газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель, дренаж выхлопного кожуха газотурбинного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение касается дренажа для удаления жидкости из газотурбинного двигателя, такого как турбореактивный двигатель.

Выхлопной кожух газотурбинного двигателя содержит обычно канавку, выполненную на выходе и вблизи крепежного фланца в передней части кожуха и которая образует мертвую зону в тени первичного потока. Часто случается, что жидкости, такие как вода, топливо и масло, удерживаются в нижней части канавки.

Застаивание этих жидкостей нежелательно, учитывая, в частности, риски возникновения пожара из-за образования гелей, и по этой причине в выхлопных кожухах обычно предусматривают отверстие, оборудованное дренажом на уровне указанной мертвой точки, для удаления жидкостей за пределы газотурбинного двигателя.

Дренаж обычно выполняют в виде цилиндрического корпуса, приваренного к картеру на уровне упомянутого выпускного отверстия.

Осуществление такой сварки, однако, является длительной, тонкой, трудно контролируемой и достаточно опасной для оператора операцией и требует, в частности, ручной подгонки для удаления припуска на обработку, который выступает в дренажном отверстии и в первичном потоке на уровне внутренней стенки кожуха. Отсюда следует, что необходимо предусмотреть примерно 4 часа работы для осуществления полной операции сварки и удаления припуска.

В патенте FR-A1-1304514, который выбран в качестве ближайшего уровня техники, описан дренаж или система дренирования, размещенная в отверстии, сформированном в картере двигателя. Дренаж содержит цилиндрическую втулку и круглую крышку. Цилиндрическая втулка имеет пластину, прилегающую к реборде отверстия, и цилиндрический экран, содержащий ножки для фиксации на кожухе.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого, эффективного и экономичного решения этой проблемы, позволяющего упростить монтаж дренажа на выпускном кожухе и значительно уменьшить необходимое для этой работы время монтажа.

Изобретение также имеет задачей обеспечение хорошей жесткости и герметичности крепления дренажа к кожуху.

Для решения поставленных задач в изобретении предлагается выхлопной кожух газотурбинного двигателя, содержащий кольцевую канавку, снабженную отверстием, в котором установлен дренаж в форме трубчатого цилиндрического корпуса, для удаления жидкостей, задерживающихся в этой канавке, отличающийся тем, что дренаж содержит юбку, выполненную на конце цилиндрического корпуса и зачеканенную в отверстие в канавке кожуха для фиксации дренажа в кожухе.

Фиксация дренажа путем зачеканивания позволяет исключить кольцевую сварку, недостатки которой ранее были упомянуты, и экономит значительное количество времени при монтаже дренажа в выхлопном кожухе газотурбинного двигателя, при этом время полного монтажа составляет примерно 30 минут вместо нескольких часов.

Предпочтительно, чтобы дренаж был выполнен из металлического сплава с коэффициентом теплового расширения, превышающим коэффициент теплового расширения кожуха вокруг монтажного отверстия дренажа.

Расширение дренажа под действием повышения температуры при работе вызывает эффект блокирования дренажа в отверстии кожуха и улучшает, таким образом, фиксацию дренажа в кожухе.

Предпочтительно, чтобы отверстие для монтажа дренажа было выполнено в крайней его части цилиндрическим и было связано внутренней ребордой с конусной частью другого края отверстия, а указанная конусная часть имела центральный угол примерно 60°. Юбка дренажа, которая имеет в этой части толщину, меньшую толщины цилиндрического корпуса, и является продолжением внутренней поверхности цилиндрического корпуса, прижимается к внутренней реборде и конусной части после зачеканивания.

Такая конфигурация позволяет получить оптимальное зачеканивание и значительно ограничить риск потери дренажа при работе и в фазе обслуживания газотурбинного двигателя.

Предпочтительно, чтобы внутренний диаметр цилиндрической части отверстия был практически равен внешнему диаметру цилиндрического корпуса.

Цилиндрическая часть имеет также зенкование и в нее вставлен цилиндрический корпус с юбкой таким образом, чтобы кольцевая реборда цилиндрического корпуса у основания юбки примыкала к зенкованной поверхности.

Предпочтительно, чтобы свободный конец юбки после зачеканивания находился точно на уровне внутренней поверхности канавки кожуха.

Это позволяет обеспечивать высокую плотность между дренажом и выхлопным кожухом, в который он вмонтирован, сохраняя плоскостность внутренней стенки канавки этого кожуха вокруг выходного отверстия.

Предпочтительно также, чтобы дренаж был связан с кожухом, по меньшей мере, одной точкой сварки для улучшения его крепления в кожухе.

Изобретение касается также газотурбинного двигателя, такого как авиационный турбореактивный двигатель, отличающегося тем, что он содержит выхлопной кожух описанного выше типа.

Кроме того, изобретение касается также дренажа выхлопного кожуха газотурбинного двигателя, отличающегося тем, что он содержит цилиндрический трубчатый корпус, удлиненный на одном конце цилиндрической зачеканивающейся юбкой, толщина которой меньше толщины корпуса, и продолжающей внутреннюю поверхность корпуса.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, которое приводится со ссылками на сопровождающие чертежи, в числе которых:

фиг.1 изображает схематичный вид в аксонометрии выхлопного кожуха газотурбинного двигателя из известного уровня техники;

фиг.2 изображает схематичный вид в аксиальном разрезе части выхлопного кожуха по фиг.1;

фиг.3 и 4 - частичные схематичные виды в аксиальном разрезе выхлопного кожуха газотурбинного двигателя по изобретению.

На фиг.1 изображен выхлопной кожух 10 известного типа для газотурбинного двигателя, показанного спереди, содержащий две коаксиальные цилиндрические оболочки, внутреннюю 12 и внешнюю 14, соединенные скошенными спицами 16. Внешняя оболочка 14 содержит на входе кольцевую канавку 18, которая размещена внизу и на краю входного фланца 20 для крепления выхлопного кожуха, и область которого, размещенная внизу, имеет выпускное отверстие 22, снабженное дренажом, предназначенным для выпуска наружу жидкостей, которые могут скопиться в этой канавке.

Фиг.2 изображает в большем масштабе выпускное отверстие 22 и его дренаж 24, образованный цилиндрическим трубчатым корпусом 26, закрепленным в реборде отверстия 22 кольцевой сваркой 28, выполненной по окружности этого отверстия. Поверхность 30 сварки 28, связывающая внутреннюю стенку 32 дренажа с внутренней стенкой 34 канавки 18, выполнена в форме усеченного конуса.

Монтаж дренажа 24 в выхлопном кожухе 10 заключается, в частности, в выполнении сварки 28 и в ручной доводке этой сварки для удаления возможных припусков на внутренней стенке 32 дренажа и на внутренней стенке 34 канавки 18, а также для формирования поверхности 28 сварки в форме усеченного конуса. Такой монтаж требует примерно 4-х часов работы.

При работе часто случается так, что небольшие количества воды остаются в канавке 18 внешней оболочки 14 выхлопного кожуха 10. В этой зоне может также находиться небольшое количество топлива, в частности, при неудачном запуске газотурбинного двигателя, а также масла при утечке в соответствующей цепи. Дренаж 24 позволяет вывести эти жидкости наружу во избежание воспламенения образованного этими жидкостями геля.

Настоящее изобретение направлено на улучшение крепления дренажа в выхлопном кожухе при исключении кольцевой сварки известного уровня техники.

Фиг.3 схематично представляет дренаж 36 по изобретению перед его монтажом в выхлопном кожухе 10. Этот дренаж содержит цилиндрический трубчатый корпус 38 и юбку 40, которая выполнена на конце корпуса 38, имея толщину, меньшую толщины корпуса, и которая размещена в продолжении внутренней поверхности 42 корпуса, при этом юбка 40 предназначена для крепления дренажа 36 путем зачеканивания в отверстии 22 канавки 18 кожуха. Конец кольцевого корпуса 38 с юбкой 40 выполнен с кольцевой ребордой 44 в основании этой юбки.

На фиг.4 показан дренаж 36, смонтированный в отверстии 22 выхлопного кожуха 10 после зачеканивания его юбки 40. Это отверстие было использовано для зачеканивания с целью крепления дренажа в кожухе и содержит внешнюю поверхность канавки, цилиндрическую часть 46, связанную с внутренней ребордой 48 части 50 в форме усеченного конуса с другой стороны отверстия канавки, причем уазанная часть 50 в форме усеченного конуса имеет примерно центральный угол в 60 градусов.

Цилиндрическая часть 46, внутренний диаметр которой практически равен внешнему диаметру цилиндрического корпуса 38 дренажа 36, имеет зенкование с дном 52, ограниченным внутренней ребордой 48 отверстия, в которое упирается кольцевая реборда 44 дренажа 36.

Юбка 40 имеет внешний диаметр, практически равный внутреннему диаметру реборды 48, и примыкает к части 50 в форме усеченного конуса отверстия 22 для обеспечения удержания дренажа в кожухе.

Дренаж 36 выполнен из металлического сплава с коэффициентом теплового расширения большим, чем коэффициент теплового расширения выхлопного кожуха 10. Таким образом, повышение температуры, сопровождающее работу газотурбинного двигателя, вызывает примыкание и блокирование юбки 40 в ребордах 48 и конических 50 частях отверстия 22, что вызывает улучшение фиксации дренажа 36 в кожухе 10.

Свободный конец юбки 40 находится строго на уровне поверхности канавки 18 кожуха для оптимизации зачеканивания при исключении выступания указанного свободного конца из канавки.

Зачеканивание юбки 40 является простой и быстрой операцией, которая может быть осуществлена с помощью зачеканивающего пистолета и занимает примерно 30 минут.

Вместе с тем, может быть предпочтительным для лучшего крепления дренажа 36 в выхлопном картере 10 предусмотреть одну или несколько точек сварки, связывающей дренаж с кожухом.

В случае необходимости, например при разрушении дренажа 36, он может быть заменен приваренным дренажом известного типа после повторного выполнения отверстия 22 в канавке 18 выхлопного кожуха для получения гладкого отверстия, совместимого с дренажом такого типа.

1. Выхлопной кожух (10) газотурбинного двигателя, содержащий кольцевую канавку (18) с отверстием (22), в котором размещен дренаж (36) в форме цилиндрического трубчатого корпуса (38), предназначенный для удаления жидкости, скапливающейся в канавке (18), отличающийся тем, что дренаж (36) содержит юбку (40), выполненную на конце цилиндрического корпуса (38) и зачеканенную в отверстии (22) канавки (18) кожуха (10) для крепления дренажа (36) к кожуху (10).

2. Выхлопной кожух по п.1, отличающийся тем, что дренаж (36) выполнен из металлического сплава с коэффициентом теплового расширения, превышающим коэффициент теплового расширения кожуха (10) вокруг отверстия (22) для монтажа дренажа (36).

3. Выхлопной кожух по п.1, отличающийся тем, что отверстие (22) для монтажа дренажа (36) образовано, с одной стороны, цилиндрической частью (46), связанной внутренней ребордой (48), имеющей часть в форме усеченного конуса (50), с другой стороной отверстия (22), при этом юбка (40) дренажа (36) опирается на внутреннюю реборду (48) и на часть в форме усеченного конуса (50) после зачеканивания.

4. Выхлопной кожух по п.3, отличающийся тем, что внутренний диаметр цилиндрической части (46) отверстия (22) практически равен внешнему диаметру цилиндрического корпуса (22).

5. Выхлопной кожух по п.1, отличающийся тем, что юбка (40) выполнена толщиной, меньшей толщины цилиндрического корпуса (38), и является продолжением внутренней поверхности (42) цилиндрического корпуса (38).

6. Выхлопной кожух по п.1, отличающийся тем, что свободный конец юбки (40) после зачеканивания размещен строго на уровне внутренней поверхности канавки (18) картера (10).

7. Выхлопной кожух по п.1, отличающийся тем, что угол между частью отверстия (22) в форме усеченного конуса (50) и внутренней поверхностью (42) корпуса составляет примерно 60°.

8. Выхлопной кожух по п.1, отличающийся тем, что дренаж (36) соединен с кожухом (10) по меньшей мере одной точкой сварки для улучшения его крепления в кожухе (10).

9. Газотурбинный двигатель, в частности авиационный турбореактивный двигатель, отличающийся тем, что он содержит выхлопной кожух (10) по п.1.