RU2039323C1

RU2039323C1 - Combustion chamber

Info

Publication number: RU2039323C1
Application number: RU93011507A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Рахмаилов; Вадим Аркадьевич Костинский
Original assignee: Анатолий Михайлович Рахмаилов; Вадим Аркадьевич Костинский
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: aircraft engineering. SUBSTANCE: combustion chamber has ceramic fire pipe, which is defined by ceramic members provided with end parts and arranged in series, and shell, which encloses the ceramic members and is secured inside the housing. The shell and the outer side of the ceramic members define ring-shaped spaces. The fire pipe is provided with heat barriers. The end parts of the ceramic members are conical and mounted to define axial spaces between adjacent members. The heat barriers are housed in the spaces to define ring-shaped chambers together with the inner side of the shell. The ring chambers are in communication with a source of fluid and the axial spaces. EFFECT: improved design. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и касается газотурбинных двигателей, а более конкретно к камерам сгорания с керамической жаровой трубой, например, для газотурбинного двигателя. The invention relates to energy and relates to gas turbine engines, and more particularly to combustion chambers with a ceramic flame tube, for example, for a gas turbine engine.

Изобретение может найти применение в авиационной и автомобильной промышленности и в энергетике, а также в других отраслях промышленности, где используют газотурбинные двигатели. Кроме того, изобретение может найти применение в любых установках и устройствах (котельные установки, газогенераторы и т. п.), применяемых в различных отраслях промышленности, когда необходимо сжигать топливо с целью получения тепловой энергии. The invention can find application in the aviation and automotive industries and in the energy sector, as well as in other industries where gas turbine engines are used. In addition, the invention can find application in any installations and devices (boiler plants, gas generators, etc.) used in various industries when it is necessary to burn fuel in order to obtain thermal energy.

Известна камера сгорания с керамической жаровой трубой [1] Керамическая жаровая труба размещена в корпусе с образованием между ними кольцевого пространства и имеет опорное средство, соединяющее жаровую трубу с корпусом. В этой камере сгорания жаровая труба не охлаждается, в результате чего она может работать только в режиме с коэффициентом избытка воздуха α как можно ближе к 1,7, т.е. в зоне бедного срыва. При снижении величины α жаровая труба будет перегреваться и быстро выходить из строя. Следовательно, такая камера сгорания либо неэффективна (α1,7), либо быстро (практически мгновенно) выйдет из строя при α как можно ближе к 1,0 (оптимальный режим горения), так как при такой величине избытка воздуха для горения температура факела составляет 2000^оС, что при отсутствии охлаждения может выдержать не всякая керамика. Жаровая труба выполнена в виде цельной детали, консольно прикрепленной к корпусу камеры сгорания. При этом необходимо выполнять жесткие требования к равномерности нагрева жаровой трубы, особенно во время разогрева камеры сгорания во избежание возникновения высоких внутренних напряжений, которые могут вызвать неравномерные деформации и разрушение жаровой трубы. Закрепление керамической жаровой трубы и ее опирание в отдельных точках также снижает надежность и уменьшает ресурс из-за плохой работы керамики на изгиб в условиях высоких динамических нагрузок (вибрации, пульсации давления и т.п. ).A known combustion chamber with a ceramic flame tube [1] A ceramic flame tube is placed in the housing with the formation of an annular space between them and has support means connecting the flame tube to the housing. In this combustion chamber, the flame tube is not cooled, as a result of which it can only work in a mode with an excess air coefficient α as close to 1.7 as possible, i.e. in a zone of poor breakdown. When α decreases, the flame tube will overheat and quickly fail. Therefore, such a combustion chamber is either ineffective (α1.7) or quickly (almost instantly) fails with α as close to 1.0 as possible (optimal combustion mode), since with such an excess of combustion air the torch temperature is 2000 ^о С, which, in the absence of cooling, not all ceramics can withstand. The flame tube is made in the form of an integral part, cantilevered to the body of the combustion chamber. In this case, it is necessary to fulfill strict requirements for the uniformity of heating of the flame tube, especially during heating of the combustion chamber in order to avoid the occurrence of high internal stresses, which can cause uneven deformation and destruction of the flame tube. Fixing the ceramic flame tube and its support at individual points also reduces reliability and reduces the life due to poor ceramic bending under high dynamic loads (vibration, pressure pulsation, etc.).

Известна камера сгорания, содержащая керамическую жаровую трубу, образованную последовательно расположенными керамическими элементами с концевыми участками, охватывающую керамические элементы обечайку, укрепленную в корпусе и образующую с наружной поверхностью керамических элементов кольцевые зазоры [3]
В основу изобретения положена задача создания такой конструкции керамической камеры, в которой керамическая жаровая труба и средства ее крепления в корпусе обеспечивают поддержание рабочей температуры материала жаровой трубы на уровне ниже температуры рабочего тела в камере сгорания, а температуру остальных деталей камеры сгорания на уровне ниже температуры жаровой трубы.Known combustion chamber containing a ceramic heat pipe formed by successively arranged ceramic elements with end sections, covering the ceramic elements of the shell, mounted in the housing and forming ring gaps with the outer surface of the ceramic elements [3]
The basis of the invention is the creation of such a design of the ceramic chamber, in which the ceramic flame tube and its fastening means in the housing ensure that the working temperature of the material of the flame tube is kept below the temperature of the working fluid in the combustion chamber, and the temperature of the other parts of the combustion chamber is below the temperature of the flame pipes.

Поставленная задача решается тем, что камера сгорания с керамической жаровой трубой, размещенной в корпусе с образованием между ними кольцевого пространства, и опорное средство, соединяющее жаровую трубу с корпусом, в которой жаровая труба образована рядом последовательно расположенных керамических кольцевых элементов. Каждый керамический кольцевой элемент имеет концевые участки с коническими соответственно наружными и внутренними поверхностями и установлен относительно соседнего керамического кольцевого элемента с образованием в осевом направлении зазора между указанными коническими поверхностями. Кроме того, имеются тепловые барьеры, размещенные в зазорах между концевыми участками керамических кольцевых элементов, а опорное средство выполнено в виде размещенной в кольцевом пространстве обечайки, укрепленной в корпусе и соединенной с тепловыми барьерами. Обечайка образует кольцевой зазор с наружной поверхностью керамических кольцевых элементов и кольцевые камеры, охватывающие тепловые барьеры и сообщающиеся с источником текучей среды и с зазорами между коническими поверхностями керамических кольцевых элементов. The problem is solved in that the combustion chamber with a ceramic flame tube placed in the housing with the formation of an annular space between them, and support means connecting the flame tube to the housing, in which the flame tube is formed by a series of ceramic ring elements arranged in series. Each ceramic annular element has end sections with conical outer and inner surfaces, respectively, and is mounted relative to an adjacent ceramic annular element with an axial clearance between said conical surfaces. In addition, there are thermal barriers placed in the gaps between the end sections of the ceramic ring elements, and the supporting means is made in the form of a shell located in the annular space, which is fixed in the housing and connected to the thermal barriers. The shell forms an annular gap with the outer surface of the ceramic annular elements and annular chambers covering thermal barriers and communicating with the fluid source and with gaps between the conical surfaces of the ceramic annular elements.

При таком устройстве обеспечивается тепловая развязка жаровой трубы и корпуса камеры сгорания. Образующие жаровую трубу кольцевые элементы соединены друг с другом посредством тепловых барьеров, которые осуществляют механическую связь керамических кольцевых элементов друг с другом и с обечайкой, с помощью которой жаровая труба укреплена в корпусе. При такой конструкции отсутствует непосредственный тепловой контакт между керамическими кольцевыми элементами, обечайкой и корпусом камеры сгорания. В то же время, наличие ответных конических поверхностей соседних керамических кольцевых элементов, расположенных с зазором, и сообщение этих зазоров с источником текучей среды через кольцевые камеры, охватывающие тепловые барьеры, обеспечивает не только защиту внутренней поверхности кольцевых элементов жаровой трубы текучей средой, поступающей через кольцевые камеры в виде кольцевых струй, создающих пристеночную защитную пленку, но и одновременное охлаждение тепловых барьеров. Таким образом обеспечивается возможность создания в камере сгорания температуры рабочего тела порядка 2000^оС (что соответствует работе при α как можно ближе к 1,0 для оптимизации режима горения) с температурой керамических кольцевых элементов не более 1500^оС. При этом благодаря наличию обдуваемых тепловых барьеров, посредством которых керамические кольцевые элементы укреплены в обечайке, температура обечайки не превышает 700^оС, чем обеспечивается необходимая прочность для увеличения ресурса. Кроме того, крепление через тепловые барьеры позволяет уменьшить расход воздуха на охлаждение обечайки благодаря снижению поступающего на нее теплового потока.With such a device provides thermal isolation of the flame tube and the housing of the combustion chamber. The annular elements forming the flame tube are connected to each other by means of thermal barriers that mechanically couple the ceramic ring elements to each other and to the shell with which the flame tube is fixed in the housing. With this design, there is no direct thermal contact between the ceramic annular elements, the shell and the housing of the combustion chamber. At the same time, the presence of mating conical surfaces of adjacent ceramic annular elements arranged with a gap, and the communication of these gaps with a fluid source through annular chambers covering thermal barriers, provides not only protection of the inner surface of the annular elements of the flame tube with fluid entering through the annular chambers in the form of annular jets creating a wall protective film, but also the simultaneous cooling of thermal barriers. Thus it is possible to create in the working fluid temperature of the combustion chamber ^on the order of 2000 C (that corresponds to the operation when α is as close to 1.0 in order to optimize combustion mode) at a temperature of ceramic ring elements is not more than 1500 ° ^C. In this case due to the presence of thermal windy barriers, through which the ceramic ring elements fastened in the shell, the shell temperature does not exceed 700 ^{° C,} which ensures the necessary strength to increase resource. In addition, fastening through thermal barriers allows to reduce the air flow for cooling the shell due to the reduction of the heat flux entering it.

Создание защитной пленки в виде кольцевых струй на внутренней поверхности жаровой трубы известно [2] Однако при этом не обеспечена тепловая развязка жаровой трубы с корпусом, т.е. не решен вопрос крепления жаровой трубы к корпусу. Кольцевые струи действительно создают пристеночный слой, который защищает металлическую жаровую трубу от воздействия высокой температуры. Однако очевидно, что даже при наличии такого слоя температура внутри металлической жаровой трубы не может быть выше 1600^оС, так как при повышении температуры возможности защиты кольцевыми струями недостаточны. Таким образом, следовало бы применить в этом устройстве керамическую жаровую трубу [1] В этом случае имели бы место все те недостатки, которые отмечены выше для прототипа (отсутствие решения вопроса крепления, отсутствие тепловой развязки с корпусом). Очевидно, что указания об обдувке керамической жаровой трубы и снаружи, и изнутри высокотемпературным рабочим телом при показанном в прототипе креплении приводит к нагреванию до такой же температуры и корпуса, который приходится интенсивно охлаждать. Это связано с большими бесполезными потерями энергии.The creation of a protective film in the form of ring jets on the inner surface of the flame tube is known [2] However, this does not provide thermal isolation of the flame tube with the housing, i.e. not resolved the issue of attaching the flame tube to the housing. The ring jets do create a wall layer that protects the metal flame tube from heat. However, it is obvious that even in the presence of such a layer inside the metal temperature of the flame tube can not be above 1600 ^C, since at higher temperatures protection capabilities annular jets insufficient. Thus, a ceramic heat pipe should be used in this device [1] In this case, all the disadvantages noted above for the prototype would have occurred (lack of solution to the issue of fastening, lack of thermal isolation from the body). It is obvious that the instructions for blowing the ceramic flame tube both outside and inside with a high-temperature working fluid with the fastening shown in the prototype leads to heating to the same temperature and casing, which has to be intensively cooled. This is due to large useless energy losses.

На чертеже схематически изображена предлагаемая камера сгорания с керамической жаровой трубой, продольный разрез. The drawing schematically shows the proposed combustion chamber with a ceramic flame tube, a longitudinal section.

Камера сгорания имеет корпус 1 (обычно цилиндрической формы), в котором размещены все элементы. В корпусе установлено горелочное устройство 2 с форсункой 3 и воздушным соплом 4 любой известной конструкции для подачи топлива и воздуха для горения и для образования топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Кроме того, в корпусе 1 размещено устройство для воспламенения топливно-воздушной смеси любого известного типа (не показано). Все указанные выше устройства хорошо известны специалистам в данной области техники. The combustion chamber has a housing 1 (usually cylindrical in shape) in which all the elements are placed. A burner device 2 with a nozzle 3 and an air nozzle 4 of any known design is installed in the housing for supplying fuel and combustion air and for forming a fuel-air mixture in the combustion chamber. In addition, in the housing 1 there is a device for igniting a fuel-air mixture of any known type (not shown). All of the above devices are well known to specialists in this field of technology.

Керамическая жаровая труба 5 размещена в корпусе 1 камеры сгорания. Корпус 1 камеры сгорания и жаровая труба 5 выполняются в виде цилиндрических тел и размещены концентрично, хотя они могут иметь любую другую форму и другие варианты взаимного положения. Между жаровой трубой 5 и внутренней стенкой корпуса 1 образовано кольцевое пространство 6. Ceramic flame tube 5 is placed in the housing 1 of the combustion chamber. The housing 1 of the combustion chamber and the flame tube 5 are made in the form of cylindrical bodies and are arranged concentrically, although they can have any other shape and other variants of relative position. An annular space 6 is formed between the flame tube 5 and the inner wall of the housing 1.

Жаровая труба 5 выполнена в виде ряда (обычно 2-4) керамических кольцевых элементов 7, последовательно расположенных в корпусе 1. Каждый керамический кольцевой элемент 7 имеет концевой участок 8, 9 соответственно с наружной и внутренней конической поверхностью. Эти концевые участки расположены с зазорами в осевом направлении, образующим каналы 10. Предпочтительно угол наклона образующей конической поверхности концевого участка керамического кольцевого элемента к продольной оси жаровой трубы 7-45^о. При угле наклона менее 7^о поток воздуха начинает интенсивно "прилипать" к стенке жаровой трубы, его скорость резко падает и происходит разрушение кольцевого потока. При угле наклона больше 45^о происходит образование вихрей, что также не дает возможности образования защитной пленки.The flame tube 5 is made in the form of a series (usually 2-4) of ceramic annular elements 7 arranged in series in the housing 1. Each ceramic annular element 7 has an end portion 8, 9 with an outer and inner conical surface, respectively. These end portions are arranged with a gap in the axial direction, forming the channels 10. Preferably the angle of inclination of the generatrix of the conical surface of the end portion of the ceramic ring member to the longitudinal axis ^of the flame tube 7-45. At an inclination of less than 7 ^{on the} air flow begins to rapidly "stick" to a wall of said flame tube, its velocity drops dramatically and is the destruction of annular flow. At an angle of inclination greater than 45 ^on the formation of vortices, which also prevents the formation of a protective film.

Керамические кольцевые элементы 7 установлены в корпусе 1 посредством обечайки 11, прикрепленной к торцовым стенкам 12, 13 корпуса 1. Обечайка 11 может быть выполнена из металла и обладает достаточной прочностью и жесткостью для обеспечения надежного закрепления жаровой трубы 5. Керамические кольцевые элементы 7 установлены в обечайке 11 посредством тепловых барьеров 14, каждый из которых имеет сквозное отверстие 15. Эти тепловые барьеры выполнены в виде элементов крепления, имеющих пазы 16, ответные выступам 17 на торцах керамических кольцевых элементов 7. При таком устройстве в значительной мере упрощается сборка, так как керамические кольцевые элементы 7 можно собрать в узел на тепловых барьерах 14 и установить в обечайку 11 практически без иных средств крепления. Ceramic ring elements 7 are installed in the housing 1 by the shell 11 attached to the end walls 12, 13 of the housing 1. The shell 11 can be made of metal and has sufficient strength and rigidity to ensure reliable fastening of the flame tube 5. Ceramic ring elements 7 are installed in the shell 11 by means of thermal barriers 14, each of which has a through hole 15. These thermal barriers are made in the form of fastening elements having grooves 16, corresponding to the protrusions 17 at the ends of the ceramic ring el cops 7. With this arrangement greatly simplifies assembly because the ceramic ring elements 7 can be assembled in assembly 14 by thermal barriers and install a shroud 11 substantially without other fastening means.

Между обечайкой 11 и керамическими кольцевыми элементами 7 образован кольцевой зазор 18, а между обечайкой 11 и тепловыми барьерами 14 образованы кольцевые камеры 19. Кольцевые камеры 19 сообщаются через отверстия 20 обечайки 11 с источником текучей среды (в данном случае с кольцевым пространством 6 корпуса 1, в котором циркулирует воздух, поступающий от компрессора). С другой стороны, каждая кольцевая камера 19 сообщается через отверстие 15 теплового барьера 14 с зазором между коническими поверхностями концевых участков 8, 9 керамических кольцевых элементов 7, т.е. с каналом 10. Сечения отверстий 15 и 20 и размеры кольцевой камеры 19 целесообразно подобрать таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию текучей среды в кольцевых камерах 19 для охлаждения тепловых барьеров 14. An annular gap 18 is formed between the casing 11 and the ceramic ring elements 7, and annular chambers 19 are formed between the casing 11 and the thermal barriers 14. The annular chambers 19 communicate through the openings 20 of the casing 11 with a fluid source (in this case, with the annular space 6 of the housing 1, in which the air coming from the compressor circulates). On the other hand, each annular chamber 19 communicates through an opening 15 of the thermal barrier 14 with a gap between the conical surfaces of the end sections 8, 9 of the ceramic annular elements 7, i.e. with a channel 10. The cross-sections of the holes 15 and 20 and the dimensions of the annular chamber 19 should be selected in such a way as to ensure the circulation of fluid in the annular chambers 19 for cooling thermal barriers 14.

Керамические кольцевые элементы 7 предпочтительно изготовлены из керамики на основе оксида алюминия, рассчитанной на рабочую температуру 1500-1550^оС. Разумеется, существуют керамические материалы, рассчитанные на более высокие температуры, однако их стоимость значительно выше, а их применения в данном случае не требуется. Тепловые барьеры 14 могут быть выполнены из сплавов, выдерживающих температуру порядка 800^оС и имеющих коэффициент теплового расширения, близкий к коэффициенту теплового расширения керамического материала кольцевых элементов 7. Такие сплавы хорошо известны специалистам. Очевидно, что крепление тепловых барьеров и их соединение с керамическими кольцевыми элементами 7 могут выполняться любым иным образом, однако на чертеже представлен наиболее предпочтительный вариант.Ceramic ring elements 7 are preferably made from ceramic based on aluminum oxide, calculated at the working temperature of 1500-1550 ° ^C. Of course, there are ceramic materials designed for higher temperatures, but their cost is much higher, and their application in this case is not required. The thermal barriers 14 may be formed from the alloys that can withstand temperatures of the order of 800 ^{° C} and having a thermal expansion coefficient close to the coefficient of thermal expansion ceramic material of annular elements 7. Such alloys are well known in the art. Obviously, the fastening of thermal barriers and their connection with ceramic annular elements 7 can be performed in any other way, however, the drawing shows the most preferred option.

Предлагаемая камера сгорания работает следующим образом. The proposed combustion chamber operates as follows.

В начале работы подают через форсунку 3 горелочного устройства 2 топливо, которое распыляется и смешивается с выходящим из воздушного сопла 4 воздухом, подаваемым для горения. При этом образуется топливно-воздушная смесь. Одним из основных параметров топливно-воздушной смеси является коэффициент избытка воздуха α который целесообразно поддерживать как можно ближе к 1,0 в зоне интенсивного сгорания топлива, а именно на начальном участке жаровой трубы 5. При таком коэффициенте избытка воздуха обеспечивается устойчивый режим горения, а главное наиболее эффективное сгорание топлива при коэффициенте α на выходе камеры сгорания порядка 1,2-1,5. Температура образующегося в камере сгорания рабочего тела при такой величине коэффициента α составляет порядка 2000^оС. Следует отметить, что камеры сгорания с такими параметрами топливно-воздушной смеси в газотурбинных двигателях до сих пор не применяли из-за невозможности обеспечения ресурса при таких высоких температурах рабочего тела.At the beginning of work, fuel is fed through the nozzle 3 of the burner 2, which is sprayed and mixed with the combustion air leaving the air nozzle 4. In this case, a fuel-air mixture is formed. One of the main parameters of the fuel-air mixture is the coefficient of excess air α which is advisable to maintain as close as possible to 1.0 in the zone of intense combustion of fuel, namely in the initial section of the flame tube 5. With this coefficient of excess air, a stable combustion mode is ensured, and most important the most efficient combustion of the fuel at a coefficient α at the exit of the combustion chamber is about 1.2-1.5. The temperature of the resulting working fluid in the combustion chamber at a value of the coefficient α is about 2000 ° ^C. It should be noted that the combustion chamber with such parameters of fuel-air mixtures in gas turbine engines has not yet been used because of the inability to ensure the resource at high temperatures such working body.

Образующуюся, как указано выше, топливно-воздушную смесь воспламеняют с помощью специального устройства (не показано), в результате чего топливо в смеси сгорает, окисляясь воздухом, и образует продукты сгорания, которые в смеси с оставшимся воздухом составляют рабочее тело, направляемое либо для совершения полезной механической работы в турбине, либо для нагревания других рабочих тел или теплоносителей путем теплообмена. The fuel-air mixture formed, as indicated above, is ignited using a special device (not shown), as a result of which the fuel in the mixture burns, oxidized by air, and forms combustion products, which in the mixture with the remaining air constitute a working fluid, directed either to make useful mechanical work in a turbine, or for heating other working fluids or coolants by heat exchange.

Воздух, поступающий в кольцевое пространство 6 между обечайкой 11 и корпусом 1 камеры сгорания, проходит через отверстия 20 и поступает в кольцевые камеры 19, охватывающие тепловые барьеры 14. Этот воздух при установившемся режиме работы будет иметь температуру порядка 300^оС. Таким образом, этот воздух охлаждает тепловые барьеры 14 до температуры примерно 700-750^оС (исходя из температуры керамических кольцевых элементов 7 порядка 1500^оС). Далее воздух, нагретый в кольцевой камере 19, поступает через отверстия 15 теплового барьера 14 в канал 10 между коническими поверхностями концевых участков 8, 9 керамических кольцевых элементов 7. При этом воздух образует кольцевой поток, который благодаря наклону каналов 10 относительно продольной оси жаровой трубы 5 создает пристеночную пленку на внутренней поверхности керамических кольцевых элементов 7, служащую тепловым экраном, благодаря которому поверхность керамических кольцевых элементов 7 не нагревается выше примерно 1500^оС при температуре газов в жаровой трубе порядка 2000^оС. Следует отметить, что количество воздуха, подаваемого из кольцевых камер 19, сравнительно невелико, так как достаточная толщина защитной пленки составляет доли миллиметра. Такую толщину можно обеспечить при подаче примерно 20% воздуха от общего количества воздуха, поступающего в камеру сгорания. Для сравнения следует указать, что эта цифра составляет около 200% от количества воздуха, необходимого для горения в современных камерах сгорания газотурбинных двигателей, у которых коэффициент α составляет 4-6. Следует особо подчеркнуть, что этот воздух почти не охлаждает керамические кольцевые элементы 7, а лишь препятствует их перегреву, создавая повышенное сопротивление теплопередаче от нагретого рабочего тела к керамическим кольцевым элементам 7. Таким образом, при предлагаемой конструкции камеры сгорания обеспечивается тепловая развязка и рациональное крепление жаровой трубы в корпусе.Air entering the annular space 6 between the shell 11 and the housing 1 of the combustion chamber, passes through the openings 20 and into the annular chamber 19, the thermal barrier covering 14. This air is at steady state operation the temperature will be about 300 ^C. Thus, this air cools the thermal barrier 14 to a temperature of about 700-750 ^C (starting temperature of the ceramic ring elements 7 about 1500 ° ^C). Further, the air heated in the annular chamber 19 enters through the openings 15 of the thermal barrier 14 into the channel 10 between the conical surfaces of the end sections 8, 9 of the ceramic ring elements 7. In this case, the air forms an annular flow, which due to the inclination of the channels 10 relative to the longitudinal axis of the flame tube 5 parietal creates a film on the inner surface of the ceramic ring elements 7 serving as a heat shield, whereby the surface of ceramic ring elements 7 is not heated above about 1500 ^{° C} at a rate erature gases in the flame tube ^of the order of 2000 C. It should be noted that the amount of air fed from the annular chamber 19 is relatively small, since a sufficient thickness of the protective film is a fraction of a millimeter. This thickness can be achieved by supplying about 20% of the air of the total amount of air entering the combustion chamber. For comparison, it should be noted that this figure is about 200% of the amount of air required for combustion in modern combustion chambers of gas turbine engines, in which the coefficient α is 4-6. It should be emphasized that this air almost does not cool the ceramic ring elements 7, but only prevents them from overheating, creating increased resistance to heat transfer from the heated working fluid to the ceramic ring elements 7. Thus, with the proposed design of the combustion chamber, thermal isolation and rational fastening of the heat are provided pipes in the body.

В образце газотурбинного двигателя камера сгорания имеет следующие параметры при испытаниях: Длина 250 мм Диаметр жаровой трубы 130 мм Температура факела 2000^оС Температура керами- ческих кольцевых эле- ментов 1400^оС Температура воздуха, поступающего в жаровую трубу 250^оС α 1,2The sample gas turbine engine combustion chamber has the following characteristics when tested: Length 250 mm Diameter of the flame tube 130 mm Temperature 2000 ^{° C} flame temperature of ceramic annular element of the ¹⁴⁰⁰ C temperature of the air entering the flame tube 250 ^o C α 1,2

Claims

1. COMBUSTION CHAMBER, containing a ceramic heat pipe formed by successively arranged ceramic elements with end sections, covering a ceramic shell, secured in the housing and forming annular gaps with the outer surface of ceramic elements, a source of flowing medium, characterized in that the heat pipe is equipped with thermal barriers , the end sections of ceramic elements are made conical and installed with the formation of axial gaps between adjacent elements, thermal barriers ry arranged in the latter with the form with the inner mantle surface of the annular chambers communicating with a fluid source and with axial gaps.

2. The chamber according to claim 1, characterized in that the thermal barriers are made in the form of rings with holes and grooves on their end surfaces, while the end surfaces of the ceramic elements are provided with mating protrusions, and the annular chambers are communicated with axial gaps through the holes.

3. The chamber according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the generatrix of the conical surface of the end portion of the ceramic element to the longitudinal axis of the flame tube is 7 45 ^o .