Установка для утилизации энергии выхлопных газов газотурбинных двигателей

 

Изобретение позволяет повысить ресурс и надежности работы установки путем обеспечения перепуска газов с помощью заслонки 7 мимо турбины 2 при изменении режима работы испытуемого двигателя. Регулирование подачи газов на турбину 2 осуществляют также лопатки соплового аппарата 8 с помощью привода и датчика числа оборотов. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 M 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 11

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4650773/06 (22) 01.02.88 (46) 30,03.91. Бюл. ЬЬ 12 (71) Казанский авиационный институт им. А.H.Tóïoëåâà (72) В.И.Локай, А.Ф,Павлов, Ю.Г.Красильников, А,С.Лиманский, А.И.Архипов, B.È,Прокопьев и Р.С.Агачев (53) 629.7.036 (088,8) (56) Известия высш. учеб. заведений. Авиационная техника, 1988, ЬЬ 1. с. 53-58.,, Ы2„, 1638592 А1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ

ЭНЕРГИИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (57) Изобретение позволяет повысить ресурс и надежность работы установки путем обеспечения перепуска газов с помощью заслонки 7 мимо турбины 2 при изменении режима работы испытуемого двигателя. Регулирование подачи газов на турбину 2 осуществляют также лопатки соплового аппарата 8 с помощью привода и датчика числа оборотов. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

1638592

Изобретение относится к специальному оборудованию испытательных станций моторостроительных заводов и может быть использовано при испытаниях реактивных газотурбинных двигателей.

Целью изобретения является повышение ресурса и надежности работы установки.

На фиг.1 представлена предлагаемая установка, общий вид; на фиг.2 — схема работы регулирующих заслонок.

Установка для утилизации энергии выхлопных газов газотурбинных двигателей на испытательных станциях содержит выхлопной тракт 1, газовую турбину 2 с потребителем 3 мощности, расположенные вне выхлопного тракта 1, подводящий и отводящий газоводы 4 и 5, связывающие газовую турбину 2 с выхлопным трактом 1, и перепускной гаэовод 6 с заслонками (не показаны).

Установка дополнительно снабжена кольцевой заслонкой 7. кинематически связанной с приводом (не показан), причем подводящий газовод 4 монтирован с зазором относительно входа в турбину 2, перекрытым заслонкой 7. Установка снабжена также регулируемым сопловым аппаратом 8. Одним концом подводящий 4 и отводящий 5 газоводы прикреплены к стенкам выхлопного тракта 1 с помощью узлов 9 крепления с упругих элементов 10. Другие концы газоводов 4 и 5, обращенные к турбине 2, установлены на подвижном устройстве 11 (типа рольганг) и не соприкасаются с корпусом турбины 2. Между подводящим газоводом 4 и корпусом турбины 2 выдержан осевой зазор д,, величина которого может регулироI ваться с помощью кольцевой заслонки 7.

Максимальный размер зазора должен обеспечивать перепуск всего количества газа, эабиваемого подводящим газоводом 4 из выхлопного тракта 1 испытательного бокса.

Сопловой аппарат 8 (фиг,2) имеет привод 12, управляемый следящей системой

13, в которой заложена программа положений привода 12 поворота сопловых лопаток в зависимости от режима испытаний ГТД и числа оборотов утилизационной турбины 2, получаемых при помощи датчика 14 оборотов.

Установка работает следующим образом.

Часть газов из реактивной струи испытуемого ГТД отбирается в выхлопном тракте испытательного бокса заборным отверстием газовода 4 и транспортируется к турбине

2, откуда, совершив работу, выбрасывается в отводящий газовод 5, из которого возвращается в выхлопной тракт испытательного

10 бокса. Мощность, вырабатываемая турбиной 2, передается на потребитель 3 мощности. Узлы 9 крепления с упругими элементами 10 и подвижными устройствами 11 позволяют газоводам 4 и 5 свободно расширяться и в осевом, и в радиальном направлениях, не воздействуя на турбину 2, Вибрации газоводов 4 и 5 также не передаются на турбину 2. Таким образом повышается надежность работы турбины 2 и ее ресурс.

В зависимости от режима работы испытуемого ГТД и положения поворотных лопаток соплового аппарата 8 турбины 2 в открытый радиальный зазор д между турбиной 2 и газоводом 4 может эжектироваться воздух иэ газовода 6 перепуска либо перепускаться в гаэовод 6 избыточное количество газа, которое в газоводе 6 смешивается с эжектируемым воздухом, а затем выбрасывается эа турбину 2 в гаэовод 5. При испытании различных типоразмеров ГТД наличие кольцевой заслонки 7 необходимо, чтобы избежать избыточной эжекции возду2„ха через осевой зазор д,, т.е. заслонка 7

I обеспечивает универсальность установки к нескольким типоразмерам ГТД. При испытании одного типоразмера ГТД заслонка 7 в конструкции установки может отсутствовать, а все регулирование осуществляется поворотом лопаток соплового аппарата 8, При полностью закрытом сопловом аппарате 8 (аварийный сброс) осевой зазор д, долI жен обеспечить полный перепуск газа в

35 газовод 6. Регулированием положения лопаток соплового аппарата 8 осуществляется по программе испытаний, заложенной в следящей системе 13, которая управляет работой привода 12. При необходимости

40 поддержания постоянным числа оборотов турбины 2 в следящую систему поступает сигнал от датчика 14 числа оборотов, по которому следящая система управляет положением лопаток соплового аппарата 8.

45 Предлагаемая установка гаэоводов на узлах 9 крепления в выхлопном тракте 1 испытательного бокса с воэможностью осевого перемещения относительно турбины 2 обеспечивает независимое тепловое рас50 ширение газоводов и турбины на всех режимах работы, Формула изобретения

1. Установка для утилизации энергии выхлопных газов газотурбинных двигателей

55 на испытательных станциях, содержащая выхлопной тракт, газовую турбину с потребителем мощности, расположенные вне выхлопного тракта подводящий и отводящий газоводы, связывающие газовую турбину с выхлопным трактом, и перепускной газовод

1638592

Риг. 2

Составитель Е.Крейдин

Редактор Т.Парфенова Техред М,Моргентал Корректор С, Шекмар

Заказ 923 Тираж 361 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 с заслонками, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса и надежности работы, она дополнительно снабжена приводом и кольцевой заслонкой, кинематически связанной с приводом, причем подводя-. щий газовод монтирован с зазором относительно входа в турбину, перекрытым заслонкой, 2. Установка по п1, отл ича ю щая с я тем, что она снабжена регулируемым сопло5 вым аппаратом, установленным перед турбиной.