Патент на изобретение №2187023
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КОМПРЕССОР ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к конструкциям компрессоров газотурбинных двигателей преимущественно наземного применения, полученных путем конверсии экономичного двухконтурного авиационного двигателя, и позволяет повысить надежность работы компрессора газотурбинного двигателя за счет обеспечения газодинамической устойчивости. Этот технический результат достигается за счет того, что в компрессоре газотурбинного двигателя, имеющем воздушные полости подшипниковых опор и снабженном клапанами перепуска воздуха из кольцевой полости, связанной клапанами с проточной частью, согласно изобретению в кольцевой полости размещены состоящие из телоскопически соединенных зигзагообразных радиальных ребер перегородки, образующие полость отбора воздуха с атмосферой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к конструкциям компрессоров газотурбинных двигателей, преимущественно наземного применения, полученных путем конверсии экономичного двухконтурного авиационного двигателя. В известном компрессоре газотурбинного двигателя для обеспечения газодинамической устойчивости выполнено перепускное устройство с лентой перепуска [1]. Недостатком такой конструкции является ее низкая надежность из-за обрывов ленты перепуска. В авиационных двухконтурных газотурбинных двигателях для наддува опор используется воздух наружного контура, т.е. из-за компрессора низкого давления. В случае конверсии авиационного газотурбинного двигателя в двигатель для наземных установок используется только компрессор высокого давления, температура и давление на выходе которого велики для наддува опор, и поэтому воздух отбирается из-за промежуточной ступени компрессора. Однако конструктивная организация отбора воздуха из-за промежуточной ступени требует дорогостоящей переделки компрессора, а отбор воздуха из кольцевой полости перепуска воздуха приводит к выбросу масла из наддуваемых масляных полостей в проточную часть двигателя при открытых клапанах перепуска из-за пониженного давления воздуха. Наиболее близким к заявляемому является компрессор газотурбинного двигателя, в котором перепуск воздуха осуществляется с помощью клапана перепуска, при открытии которого воздух из проточной части компрессора через множество отверстий и кольцевую полость на корпусе компрессора истекает в атмосферу [2]. Данная конструкция не обеспечивает необходимую газодинамическую устойчивость, т. к. давление воздуха в кольцевой полости при открытых клапанах перепуска резко падает, а воздух с низким давлением не пригоден для охлаждения и наддува масляных полостей в подшипниковых опорах газотурбинного двигателя. В случае использования воздуха из этой кольцевой полости для наддува опор при резком снижении давления подаваемого воздуха возможен выброс масла из масляных полостей в проточную часть двигателя, что вызовет пожар на двигателе. Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности работы компрессора газотурбинного двигателя за счет обеспечения газодинамической устойчивости. Этот эффект достигается в результате того, что в компрессоре газотурбинного двигателя, имеющем воздушные полости подшипниковых опор и снабженном клапанами перепуска воздуха из кольцевой полости, связанной клапанами с проточной частью, согласно изобретению в кольцевой полости размещены состоящие из телескопически соединенных зигзагообразных радиальных ребер перегородки, образующие полость отбора воздуха с атмосферой. При этом наилучший эффект достигается в том случае, если F1_F2=0,002…0,03, где F1 – площадь сечения трубопровода отбора воздуха; F2 – площадь сечения проточной части компрессора, расположенная под полостью отбора воздуха. Наличие радиальных перегородок позволяет обеспечивать постоянное давление воздуха в полости отбора при закрытых и открытых клапанах перепуска. Радиальные перегородки выполнены зигзагообразными, и при этом имеют телескопические соединения, что позволяет компенсировать взаимные температурные деформации корпуса компрессора и наружного кожуха кольцевой полости, имеющие разные скорости нагрева. Ребра перегородки, образуя полость отбора воздуха,. на входе связанную через трубопровод отбора воздуха и воздушные полости подшипниковых опор с атмосферой, позволяют на всех режимах работы двигателя постоянно из проточной части компрессора через полость отбора воздуха и трубопровод и далее, через полости наддува и охлаждения подшипниковых опор в атмосферу, отбирать воздух, расход которого определяется площадью сечения трубопровода, являющегося жиклером. При этом расход воздуха достаточен для наддува и охлаждения опор, но не вызывает окружную неравномерность потока воздуха в проточной части компрессора, которая могла бы вызвать ухудшение к.п.д. и газодинамической устойчивости компрессора. При соотношении F1:F2<0,002 расход отбираемого воздуха будет недостаточным для наддува и охлаждения подшипниковых опор. В случае, когда F1: F2>0,015, ухудшается газодинамическая устойчивость компрессора из-за существенной окружной неравномерности в его проточной части. Изобретение иллюстрируется следующими чертежами. На фиг. 1 показан продольный разрез газотурбинного двигателя с компрессором заявляемой конструкции. На фиг. 2 представлен элемент 1 на фиг.1 в увеличенном виде. Фиг.3 – сечение А-А на фиг.2, фиг.4 – сечение Б-Б на фиг. 3. Газотурбинный двигатель 1 состоит из компрессора 2 с передней опорой 3 и задней опорой 4, а также камеры сгорания 5, турбины 6 высокого давления с опорой 7 и силовой турбины 8 с задней опорой 9. Полезная мощность от двигателя 1 снимается с вала 10 со стороны входного устройства 11. Компрессор 2 выполнен с кольцевой полостью 12, которая расположена на периферии наружного корпуса компрессора 13, ограничена наружным кожухом 14 и разделена с помощью радиальных перегородок 15 и 16, 17 и 18 на две полости: полость 19 отбора воздуха с трубопроводом 20 отбора воздуха на наддув опор 3, 4, 7, 9, а также полость 21 перепуска воздуха с клапанами перепуска 22, которые периодически открываются путем поворота вокруг оси 23 в положение 24. Полость 19 отбора воздуха расположена между клапанами 22 перепуска воздуха. Перегородки 15, 16, 17 и 18 выполнены упругими, имеют зигзагообразную форму и телескопически соединены между собой по поверхностям 25 и 26 соответственно. Проточная часть 27 компрессора 2 соединена с полостями 19 и 21 с помощью множества каналов 28. На выходе полость перепуска 21 через ответные клапаны 24 соединяется через наружный канал 29 двигателя 1 с атмосферой, а полость отбора 19 через трубопровод 20 и воздушные полости опор 3, 4, 7 и 9 – также с атмосферой. Устройство работает следующим образом. При работе двигателя, особенно на переходных режимах, для обеспечения газодинамической устойчивости компрессора 2 осуществляется периодическое открытие клапанов перепуска 22. В результате этого часть воздуха из проточной части 27 компрессора 2 через множество каналов 28, полость 21 перепуска воздуха и наружный канал 29 двигателя 1 перепускается в атмосферу. На всех режимах работы двигателя из проточной части 27 компрессора 2 через каналы 28, полость отбора воздуха 19 и трубопровод 20, и далее – через полости наддува и охлаждения опор – в атмосферу отбирается воздух, расход которого определяется соотношением F1:F2, где расход воздуха достаточен для наддува и охлаждения опор, но не вызывает окружную неравномерность потока воздуха в проточной части компрессора, которая могла бы вызвать ухудшение к. п.д. и газодинамической устойчивости компрессора. Зигзагообразные телескопически соединенные между собой ребра 15, 16 и 17, 18 перегородки парируют взаимные температурные деформации корпуса компрессора 13 и наружного корпуса 14, возникающие из-за разных температур и разных темпов нагрева, изолируя полости 19 и 21 друг от друга, повышая тем самым надежность двигателя. Источники информации 1. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, Москва, “Машиностроение”, 1989, стр. 56, рис. 3.6б. 2. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, Москва, “Машиностроение”, 1989, стр. 56, рис. 3.6а. Формула изобретения
РИСУНКИ
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Открытое акционерное общество “Авиадвигатель”
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): ОАО “Пермский моторный завод”
Договор № РД0004722 зарегистрирован 06.12.2005
Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 15.01.2009 № РД0045574
Извещение опубликовано: 7.02.2009 БИ: 06/2009
QZ4A – Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Открытое акционерное общество “Авиадвигатель”
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество “Пермский моторный завод”
Характер внесенных изменений (дополнений):
Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:
Извещение опубликовано: 7.08.2010 БИ: 24/2010
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
|
||||||||||||||||||||||||||
РД0004722 исключены патенты на изобретения