Конструкція стінки з шумоізолюючими властивостями і газотурбінна установка, обладнана такий стінкою

 

Даний винахід відноситься до технології газотурбінних установок. Предметом винаходу є конструкція стінки з шумоізолюючими властивостями, зокрема для повітрозабірного колектора газотурбінного двигуна, згідно з визначенням п. 1 формули винаходу.

Газотурбінні двигуни використовують повітря навколишнього середовища для горіння палива з метою отримання гарячого газу, що використовується для приводу турбіни. Типовий промисловий газотурбінний двигун, що використовується як стаціонарна турбіна для вироблення електроенергії, показано на Фіг.1. У представленому В якості прикладу газотурбинном двигуні 10 на Фіг.1 застосовується послідовне спалювання палива. Дана установка включає в себе компресор 12 для стиснення повітря, першу камеру згоряння (КС) 13, першу турбіну 14, другу КС 15 і другу турбіну 16. Повітря навколишнього середовища, підлягає стисненню компресором 12, надходить в газотурбінну установку через повітрозабірний колектор 11.

На Фіг.1 представлена газотурбінна установка 10 з відкритими внутрішніми елементами. Навколишній повітря, що підлягає стисненню компресором 12, зазвичай повинен бути відфільтрований і в деяких випадках змішаний з водою з допомогою туманообразующего �екоторих випадках повітрозабірний колектор 17, як показано на Фіг.2, використовується для відведення повітря від входу газотурбінної установки і підведення його до воздухозаборнику 11 газотурбінного двигуна 10.

Відомий повітрозабірний колектор 17, представлений на Фіг.2, включає в себе кілька стінок 18, обмежують внутрішній простір з вхідним отвором 19 і вихідним отвором 20, відповідним за формою воздухозаборнику 11 газотурбінного двигуна 10. Повітрозабірний колектор 17 має стінку 21, конструкція якої служить для виконання кількох завдань:

a) вона повинна забезпечувати механічну жорсткість, необхідну для коробчатої конструкції з габаритними розмірами порядку кілька метрів;

b) вона повинна забезпечувати герметичність, щоб ніякої неотфильтрованний вторинний повітря не надходив ззовні;

з) повинна володіти шумоізолюючими властивостями, щоб шум, що виникає при роботі компресора, а також повітря, що проходить через повітрозабірний колектор, не надходили в навколишнє середовище.

Відомий повітрозабірний колектор 17, показаний на Фіг. 2, має стінку 21, конструкція якої представлена на Фіг. 3. Рама з балок Р-образного перерізу 22, посилена перехресними ребрами жорсткості 23, служить наружноозаборного колектора 17 від зовнішнього простору (праворуч від зовнішнього листа 24 на Фіг. 3).

Шумопоглинаюча ізоляція передбачена і встановлена на внутрішній стороні зовнішнього листа 24. Ребра ізоляції 26, виконані з нержавіючої сталі (X6CrNiTi18-10 або аналогічної) приварені до зовнішнього листа 24, утворюючи рами прямокутного перерізу (див. Фіг. 2). Кожна така рама заповнена шумопоглинаючим ізолюючим матеріалом 25, наприклад меламіновою піною, товщина шару якого становить 45 мм. Шумопоглинаючий ізолюючий матеріал 25 або меламінова піна покриті перфорованими листами 27 з нержавіючої сталі товщиною 3 мм Пластини кріплення 28 приварені до ребер ізоляції для фіксації на місці перфорованих листів 27. Спосіб здійснення відомого повітрозабірного колектора і конструкція його стінки розкриті в патентному документі US 2008/0202848 А1 (МПК F02M 35/12, опубл. 28.08.2008).

Дана конструкція попереднього рівня техніки має кілька недоліків:

- є дві несучі конструкції: (1) основна конструкція з балок Р-образного перерізу розміром 150×150×15 мм, посилена ребрами 100×10 мм зовні, і (2) ізоляційна структура з ребер з нержавіючої сталі розміром 45×4 мм, що служить опорою для меламіновою піни і перфорованих листів;

- велика кількість дрібних деталей (наприклад�хозаборного колектора);

- при кріпленні ребер ізоляції до стінок за допомогою зварювання може відбуватися деформація.

Таким чином, мета цього винаходу полягає в створенні конструкції стінки, зокрема для повітрозабірного колектора газотурбінної установки, вільної від недоліків конструкції стінки попереднього рівня техніки, легко збирається з значно меншої кількості деталей і володіє більш простою конструкцією без зниження механічної міцності і жорсткості.

Ця та інші мети винаходу досягаються з допомогою конструкції стінки відповідно до п. 1 формули даного винаходу.

Конструкція стінки згідно з цим винаходу включає в себе перший засіб для механічного кріплення зовнішнього листа, герметично розділяє простору з обох сторін стінки, тобто зовнішній простір і повітряний канал повітрозабірного колектора, а також другий засіб для кріплення шумоізолюючого матеріалу між просторами з обох сторін стінки, з допомогою якого вищезазначене другий засіб кріпиться до першого засобу, зазначене другий засіб укладено всередині зазначеного першого засоби.

У відповідності з можливим варіантом здійснено�сований на одній загальній площині своїми ребрами перпендикулярно до цієї площини, зовнішній лист, прикріплений до першого фланця двотаврових балок, а вищезазначене друге засіб являє собою простір між двотавровими балками, заповнене шумопоглинаючим ізолюючим матеріалом.

У відповідності із ще одним можливим варіантом здійснення винаходу шумопоглинаючий ізолюючий матеріал укладено в просторі між зазначеним зовнішнім листом і перфорованими листами, прикріпленими до другого фланця вищезазначених фланців двотаврових балок.

Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу двотаврові балки і зовнішній лист виконані з вуглецевої сталі, а перфоровані листи виконані з нержавіючої сталі.

Ще один варіант здійснення винаходу відрізняється тим, що між перфорованими листами і другими фланцями (31b) двотаврових балок передбачені проміжні смуги з нержавіючої сталі.

Ще один варіант здійснення винаходу відрізняється тим, що несуча конструкція з двотавровими балками посилена розташованими між двотавровими балками проміжними балками, що служать опорою для вищевказаних перфорованих листів.

Переважно, проміжні балки являють собою балки� нержавіючої сталі.

У відповідності із ще одним можливим варіантом здійснення винаходу перфоровані листи приварені до двотаврових балок або проміжним смужкам, відповідно, а на перфорованих листах передбачені вирізи для вищезгаданої зварювання.

Зокрема, перфоровані листи не мають отворів в області поблизу зазначених вирізів. Вони можуть не мати отворів на своїх зовнішніх кордонах.

У відповідності із ще одним можливим варіантом здійснення винаходу шумопоглинаючий ізолюючий матеріал являє собою піну, наприклад, на базі меламінової смоли.

Ще один можливий варіант виконання даного винаходу відрізняється тим, що двотаврові балки є стандартними балками типу IPB 100.

Ще один варіант здійснення винаходу відрізняється тим, що товщина зовнішнього листа становить 4 мм, двотаврові балки захищені від корозії, а товщина перфорованих листів становить 3 мм.

Крім того, даний винахід пропонує газотурбінну установку, повітря у яку надходить через повітрозабірний колектор, який відрізняється тим, що його стінки мають конструкцію у відповідності з цим винаходом.

Далі даний винахід буде �ставлен вигляд у перспективі стаціонарної газотурбінної установки типу GT26 з послідовним спалюванням палива;

На Фіг.2 показаний вигляд у перспективі відомого повітрозабірного колектора для газотурбінної установки, представленої на Фіг.1;

На Фіг.3 подано поперечний переріз конструкції стінки повітрозабірного колектора, показаного на Фіг.2;

На Фіг.4 представлено поперечний переріз конструкції стінки повітрозабірного колектора, виконаного у відповідності з цим винаходом;

На Фіг.5 показано вигляд спереду внутрішньої поверхні стінки частково зібраного повітрозабірного колектора (без меламіновою піни і перфорованих пластин) згідно з одним із можливих варіантів здійснення даного винаходу;

На Фіг.6 показана частина перфорованого листа, використовуваного в конструкції стінки у відповідності з Фіг.4.

Даний винахід пропонує ряд заходів, а саме введення шумопоглинаючою ізоляції в конструкцію стінки (без ребер ізоляції) і відмова від деяких маленьких деталей, що приєднуються за допомогою зварювання в аеродинамічному повітряному каналі.

Як видно з Фіг.4 і 5, конструкція стінки 30 повітрозабірного колектора включає в себе двотаврові балки 31 (наприклад, типу IPB 100), що використовуються в якості основних конструктивних елементів. Якими загальної площини, служать опорою (своїми внутрішніми фланцями 31b) для перфорованих листів 36 на внутрішній поверхні конструкції. З метою підвищення жорсткості і виконання вимог по резонансу елементів конструкції рама 37 з двотавровими балками 31 посилена додатковими балками 33 Г-образного перетину. Балки 33 Г-образного перерізу також служать несучим елементом для зазначених вище перфорованих листів 36, можуть забезпечувати нерухомість ізоляції, і якщо необхідно, підтримувати зовнішній лист 32.

Для забезпечення герметичності зовнішні сторони (зовнішні фланці) 31b двотаврових балок 31 закриті зовнішнім листом з вуглецевої сталі товщиною 4 мм. Проміжні смужки 34 і 35 з нержавіючої сталі приварені до внутрішніх сторін або фланців 31b двотаврових балок 31 (тобто до фланців, що знаходяться в повітряному каналі) і до балок 33 Г-образного перетину. Після нанесення корозійно-стійкого покриття на елементи конструкції (37) без перфорованих пластин (36) та меламіновою піни (25) обсяг між двотавровими балками 31 і балками 33 Г-образного перерізу заповнюється шаром меламіновою піни товщиною 105 мм, виконує функцію шумопоглинального ізолюючого матеріалу 25. Потім меламінову піну закривають перфорованими лис�кам 34 і 35 з нержавіючої сталі.

Введення в конструкцію проміжних смужок 34, 35 з нержавіючої сталі дає можливість використовувати дешеву м'яку сталь для двотаврових балок 31 (балок 33 Г-образного перерізу). Потім перфоровані листи 36 з нержавіючої сталі приварюють до проміжним смужкам 34 і 35 з нержавіючої сталі. У прикладі, представленому на Фіг.4, вирізи показані тільки для приварювання до двотаврових балок 35. Аналогічні вирізи можуть бути передбачені для приварювання до балок 33 Г-образного перетину.

Пропоновані цим винаходом двотаврові балки 31 володіють перевагою, що полягає в їх жорсткості в процесі зварювання. Інакше йде справа з ребрами ізоляції 26 відомої конструкції повітрозабірного колектора, коли до них приварюють перфоровані листи 27 та пластини кріплення 28.

Перфоровані листи 36 переважно виготовляють з листів великого розміру, як показано на Фіг.6. Для зварювання передбачають вирізи 38. Перфоровані листи 36 переважно не мають отворів 40 прикордонної області 39 навколо вищезазначених вирізів 38, щоб дані вирізи 38 мали прямі кордону, що необхідно для зварювання. Перфоровані листи 36 також переважно не повинні мати отворів 40 в вставити між двотавровими балками 31 і балками 33 Г-образного перетину.

ПЕРЕЛІК НОМЕРІВ ПОЗИЦІЙ

10 газотурбінна установка

11 повітрозабірник

12 компресор

13, 15 камера згорання

14, 16 турбіна

17 повітрозабірний колектор

18 стінка

19 вхідний отвір

20 вихідний отвір

21, 30 конструкція стінки

22, 33 балка Г-образного перетину

23 ребро

24, 32 зовнішній лист

25 шумопоглинаючий ізолюючий матеріал (наприклад, меламінова піна)

26 ребро ізоляції (нержавіюча сталь)

27, 36 перфорований лист (нержавіюча сталь)

28 пластина кріплення

29 зварювання

31 двотаврова балка

31а ребро балки

31b фланець

34, 35 проміжна смужка (нержавіюча сталь)

37 рама

38 виріз

39 прикордонна область

40 отвір

1. Конструкція стінки (30) з шумопоглинаючими ізолюючими властивостями для повітрозабірного колектора газотурбінної установки (10), що містить перший засіб (31, 33) для механічного кріплення зовнішнього листка (32), герметично розділяє простору з обох сторін стінки, а також другий засіб (25, 34-36) для кріплення шумоізолюючого матеріалу між просторами з обох сторін стінки, з допомогою якого вказане другий засіб (25, 34-36) кріпиться до першого засобу (31, 33), що відрізняє�ство включає в себе кілька двотаврових балок (31), встановлених на одній загальній площині своїми ребрами (31а) перпендикулярно до цієї спільної площини, зовнішній лист (32), прикріплений до першого фланця (31b) двотаврових балок (31), при цьому вищезазначене друге засіб містить шумопоглинаючий ізолюючий матеріал (25), яким заповнено простір між двотавровими балками (31), причому
шумопоглинаючий ізолюючий матеріал (25) укладено в просторі між зазначеним зовнішнім листом (32) і перфорованими листами (36), прикріпленими до другого фланця (31b) двотаврових балок (31),
двотаврові балки (31) і зовнішній лист (32) виконані з вуглецевої сталі, а перфоровані листи (36) виконані з нержавіючої сталі.

2. Конструкція стінки п. 1, яка відрізняється тим, що між перфорованими листами (36) і другими фланцями (31b) двотаврових балок (31) розташовані проміжні смужки (34) з нержавіючої сталі.

3. Конструкція стінки п. 1 або 2, який відрізняється тим, що несуча конструкція з двотавровими балками (31) посилена розташованими між двотавровими балками (31) проміжними балками (33), що служать опорою для перфорованих листів (36) і/або зовнішнього листка (32).

4. Конструкція стінки п. 3, яка відрізняється тим, що проміжні балки (33) мають Р-�чние смужки (35) з нержавіючої сталі.

5. Конструкція стінки п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перфоровані листи (36) приварені до двотаврових балок (31) або проміжним смужок (34, 35) відповідно і перфоровані листи (36) мають вирізи (38), що використовуються при зварюванні.

6. Конструкція стінки п. 5, що відрізняється тим, що перфоровані листи (36) не мають отворів (40) у прикордонній області (39) навколо вищезазначених вирізів (38).

7. Конструкція стінки п. 1, яка відрізняється тим, що шумопоглинаючий ізолюючий матеріал (25) являє собою піну, зокрема піну на базі меламінової смоли.

8. Конструкція стінки п. 1, яка відрізняється тим, що двотаврові балки являють собою стандартні балки типу IPB 100.

9. Конструкція стінки п. 1, яка відрізняється тим, що товщина зовнішнього листа (32) становить 4 мм, двотаврові балки (31) захищені від корозії, а товщина перфорованих листів (36) становить 3 мм.

10. Газотурбінна установка (10), що містить компресор (12), повітря в який надходить через повітрозабірний колектор, відрізняється тим, що стінки зазначеного повітрозабірного колектора виконані по кожному з пп. 1-9.



 

Схожі патенти:

Система форсунок і спосіб демпфування такої системи форсунок

Винахід відноситься до енергетики. Система форсунок, що включає, щонайменше, дві роздільні, розташовані поруч форсунки, кожна з яких включає, щонайменше, одну камеру згоряння і один головний торець, який включає, щонайменше, пристрій уприскування палива і пристрій внутрішнього повітряного змішування палива, причому кожна форсунка включає ковпачок з бокової і верхньої стороною, причому, щонайменше, верхня сторона ковпачка розташована в напрямку потоку перед головним торцем, за рахунок чого між верхньою стороною ковпачка і головним торцем утворюється форкамера форсунки, причому, щонайменше, дві форкамери форсунок включають акустичне з'єднання. Також представлена газова турбіна з системою форсунок згідно винаходу. Винахід дозволяє гасити термоакустіческой коливання або повністю запобігти їх виникненню. 2 н. і 5 з.п. ф-ли, 3 іл.

Обвіяна вихлопними газами конструкція і пов'язаний з нею складовою вузол, і спосіб виготовлення цього вузла

Складовою вузол для конструкцій, що обдуваються вихлопними газами реактивного двигуна, містить трубчастий елемент і гофровану перегородку. Гофрована перегородка розташована в трубчастому елементі, що складається з безлічі спрямованих у різні сторони вигинів, з'єднаних один з іншим, і проходить в поздовжньому напрямку трубчастого елемента. Трубчастий елемент і гофрована перегородка виконані з керамічної матричного композитного матеріалу. Стеночная складова структура для конструкцій, що обдуваються вихлопними газами реактивного двигуна, містить стеночний елемент і безліч згаданих вище складових вузлів, розташованих на стеночном елементі. Кожен складовою вузол розташований у подовжньому напрямку стеночного елемента і поряд з іншим складовим вузлом. При виготовленні складеного вузла для конструкцій, що обдуваються вихлопними газами реактивного двигуна, формують з керамічної матричного композитного матеріалу трубчастий елемент і гофровану перегородку, що складається з безлічі спрямованих у різні сторони вигинів, з'єднаних один з іншим. Отверждают гофровану перегородку і трубчастий елемент. Встановлюють гофровану перегородку всередину т�яп у подовжньому напрямку згаданого трубчастого елемента. Група винаходів дозволяє забезпечити можливість складеного вузла витримувати температуру вихлопних газів авіаційного двигуна без скорочення терміну його служби і збільшення ваги конструкції. 3 н. і 14 з.п. ф-ли, 9 іл.

Конструкція з стільниковим заповнювачем для використання в несучої панелі гондоли турбореактивного двигуна

Винахід відноситься до конструкції зі стільниковим заповнювачем для використання в несучої панелі гондоли турбореактивного двигуна літака, є акустичною панеллю. Конструкція містить блок з стільниковим заповнювачем, виконаний з центральною частиною, що містить серединні стільникові осередку, та з двома боковими частинами, що містять кожна безліч з'єднувальних стільникових комірок. Частина з'єднувальних стільникових комірок має одну додаткову стінку для утворення з'єднання. Блок або блоки з'єднані між собою однією сполучної зоною, отриманої шляхом пробивання двох накладених один на одного додаткових стінок, якими забезпечені сполучні стільникові комірки, що належать різним бічних частинах. Досягається простота виготовлення зони з'єднання, надійність. 4 н. і 9 з.п. ф-ли, 7 іл.

Система теплозахисного екрана з елементами для входження гвинтів і спосіб монтажу елемента теплозахисного екрану

Система теплозахисного екрану з елементом для теплозахисного екрана має велику кількість суміжно розташованих на несучій структурі елементів теплозахисного екрану. Елемент теплозахисного екрану закріплений на несучій структурі за допомогою принаймні одного кріпильного гвинта в передбаченому в несучій структурі засобі для привинчивания. Засіб для привинчивания оснащене конусоподібним елементом для входження гвинта, який може бути встановлений або введений кріпильний гвинт. Також об'єктом винаходу є елемент для установки гвинта в системі теплозахисного екрана, який є складовою частиною системи теплозахисного екрану. Також заявлений спосіб монтажу системи теплозахисного екрану, описаного вище, за яким елемент теплозахисного екрану при вертикальному щодо несучої структури переміщенні в процесі монтажу встановлюється в своє, передбачене між сусідніми елементами теплозахисного екрану на несучій структурі, положення. Далі кріпильні гвинти встановлюються у відповідний конусоподібний елемент для входження гвинта і угвинчуються в передбачений в несучій структурі засіб для привинчивания. Також об'єктом винаходу є�яет спростити монтаж системи теплозахисного екрану на стінки камери згоряння. 4 н. і 11 з.п. ф-ли, 3 іл.

Звукопоглинаюча вихлопна труба для газотурбінного двигуна

Звукопоглинаюча вихлопна труба турбомашини містить перфоровану внутрішню оболонку, що утворить проточний канал вихлопної труби, суцільну зовнішню оболонку, сердечник і каркас. Внутрішня і зовнішня оболонки утворюють між собою простір, закритий на передньому і задньому кінцях. Сердечник розташований між внутрішньою та зовнішньою оболонками, на відстані від них, і містить шар, що розсіює звукову енергію, що складається з порожнистих кульок, які утримуються поруч один з одним. Каркас містить передній і задній ділянки, з'єднані поздовжніми елементами. Каркас підтримує сердечник і поділяє його на безліч осередків, заповнених порожнистими кульками, утримуваними між двома перфорованими структурами. Каркас прикріплений до зовнішньої оболонці і внутрішній оболонці, через, щонайменше, одного з переднього і заднього ділянок каркаса. Винахід дозволяє підвищити ефективність звукопоглинання вихлопної труби без збільшення маси її конструкції. 9 з.п. ф-ли, 8 іл.

Сполучна структура корпусу турбіни з корпусом підшипника і працює на відпрацьованих газах турбокомпресор

Винахід відноситься до сполучної структурі корпусу турбіни з корпусом підшипника працюючого на відпрацьованих газах турбокомпресора згідно з обмежувальної частини п.1 формули винаходу і працює на відпрацьованих газах турбокомпресора згідно з обмежувальної частини п.11 формули винаходу

Гондола літального апарату з акустичною панеллю з мінливих акустичної характеристикою

Винахід відноситься до акустичної панелі, яка має, щонайменше, однією змінною характеристикою

Вузол з елементів, з'єднаних за допомогою пристрою, що забезпечує цілісність поверхні одного з елементів

Вузол містить перший і другий елементи і з'єднувальний пристрій між цими двома елементами, що дозволяє зберегти цілісність поверхні другого елемента. З'єднувальний пристрій містить яка структурує обшивку, прикріплену до першого елементу, і пористий матеріал, нанесений на цю яка структурує обшивку і контактно пов'язаний із зазначеною другим елементом. Вузол може бути встановлений у повітрозабірнику гондоли турбореактивного двигуна з пневматичної спеціальною системою. Винахід спрямовано на зменшення ваги з'єднувального елемента і на можливість встановлення вузла в зоні дії високих температур. 2 н. і 20 з.п. ф-ли, 7 іл., 1 табл.

Комплексне повітроочисне пристрій накопичувального типу для газотурбінних установок і його варіанти

Винахід відноситься до газоочистним пристроїв і може бути використано для очищення забирається з атмосфери повітря і підготовки його до подачі в компресор газотурбінної установки (ГТУ) з метою зменшення абразивного зносу і трактових відкладень на лопаткових елементах компресора зазначеної установки

Спосіб виготовлення звукопоглинаючою панелі, зокрема, для гондоли авіадвигуна

Винахід відноситься до способу виготовлення звукопоглинаючою панелі, зокрема, для гондоли авіадвигуна, причому панель містить щонайменше одну пористу серцевину, яка з одного боку покрита повітронепроникним зовнішнім покриттям, тоді як покриття з іншого боку, тобто

Конструкція кожуха повітрозабірника

Винахід відноситься до галузі авіації, більш конкретно до гондолі для турбореактивного двигуна
Up!