Статор компрессора газотурбинного двигателя
Изобретение относится к статорам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности и экономичности газотурбинного двигателя путем увеличения эффективности системы управления радиальными зазорами. Сущность изобретения заключается в том, что в статоре компрессора газотурбинного двигателя с внутренним корпусом, связанным с наружным корпусом двумя упругими элементами, и полостью обдува, согласно изобретению полость обдува ограничена упругим элементом, конической и цилиндрической перфорированной перегородками, при этом I/h=0,1...1,5, где I - расстояние между конической перегородкой и другим упругим элементом, h - расстояние между цилиндрической перфорированной перегородкой и наружной поверхностью внутреннего корпуса. 2 ил.
Изобретение относится к статорам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.
Известен статор компрессора газотурбинного двигателя ТРДД-36 [1].
Недостатком такой конструкции является ее низкая экономичность из-за отсутствия системы регулирования радиальных зазоров между статором и ротором.
Наиболее близким к предложенному изобретению является статор компрессора газотурбинного двигателя с системой управления радиальными зазорами между статором и ротором путем обдува внутреннего корпуса через перфорированную перегородку [2].
Недостатком статора компрессора, принятого за прототип, является низкая экономичность из-за недостаточной эффективности системы управления радиальными зазорами, так как радиальное перемещение внутреннего корпуса при управлении радиальными зазорами в нем происходит за счет упругой деформации упругих элементов, соединяющих внутренний и наружный корпуса.
Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности и экономичности газотурбинного двигателя путем увеличения эффективности системы управления радиальными зазорами.
Сущность изобретения заключается в том, что в статоре компрессора газотурбинного двигателя с внутренним корпусом, связанным с наружным корпусом двумя упругими элементами, и полостью обдува, согласно изобретению полость обдува ограничена упругим элементом, конической и цилиндрической перфорированной перегородками, при этом I/h=0,1...1,5, где
I - расстояние между конической перегородкой и другим упругим элементом,
h - расстояние между цилиндрической перфорированной перегородкой и наружной поверхностью внутреннего корпуса.
Эффективность системы управления радиальными зазорами заключается в снижении расхода охлаждающего воздуха для изменения радиального зазора между статором и ротором. Заявляемая конструкция позволяет осуществлять обдув холодным воздухом упругих элементов совместно с внутренним корпусом статора компрессора, при этом температурная деформация упругих элементов приближается к температурной деформации внутреннего корпуса при минимальной их упругой деформации, поэтому нагрузка на болты крепления не превышает допустимую.
Соотношение I/h выбирают равным 0,1-1,5, исходя из требований сборки и оптимизации охлаждения, т.е. достаточного охлаждения упругого элемента при протекании воздуха, а также минимизации гидравлического сопротивления каналов.
При <0,1 будет резко увеличиваться гидравлическое сопротивление канала, соединяющего коническую перегородку и упругий элемент.
При I/h>1,5 ухудшится охлаждение упругого элемента воздухом.
На фиг.1. показан продольный разрез статора компрессора газотурбинного двигателя, на фиг.2. - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.
Статор 1 компрессора газотурбинного двигателя состоит из наружных корпусов 2 и 3, связанных при помощи упругих элементов 4 и 5, 6 и 7 соответственно. По условиям сборки, для обеспечения подхода к болтам 10, наружный корпус 3 выполнен с продольным разъемом 11. Наружный корпус 2 выполнен без продольного разъема и ограничивает совместно с упругим элементом 5, перфорированной цилиндрической перегородкой 12 и конической перегородкой 13 кольцевую замкнутую полость обдува 14, соединенную на входе через трубу 15 с промежуточной ступенью компрессора (не показано), а на выходе через отверстия 16 - с полостью сброса 17 и далее через пазы 18 - с атмосферой, или с наружным контуром двигателя (не показано). Поверхность 19 внутреннего корпуса 8 обдувается струями воздуха 20, проходящего через отверстия 16 в полость сброса 17. Отработанный воздух далее поступает в полость 21. Упругий элемент 5 образует с перфорированной перегородкой 12 щелевую полость 22. Корпус 8 связан с упругими элементами 4 и 5 с помощью болтов 23 и 24.
Работает данное устройство следующим образом.
При работе двигателя в полость обдува 14 по трубе 15 из-за промежуточной ступени компрессора (не показано) подается охлаждаемый воздух 20, который, протекая в полости 14 и щелевой полости 22, охлаждает упругий элемент 5. Далее, через множество отверстий 16 в перфорированной перегородке 12 воздух струями натекает на внутреннюю поверхность 19, охлаждая внутренний корпус 8.
Отработанный воздух из полости 17 поступает в полость 21, охлаждая упругий элемент 4, и далее истекает через пазы 18 в атмосферу.
Так как упругие элементы 4 и 5 термически деформируются совместно с внутренним корпусом 8, то нагрузка на болты 23, 24 не превышает допустимую, а эффективность управления радиальным зазором δ возрастает (т.е. при меньшем расходе охлаждающего воздуха 20 можно получить большее изменение зазора 8).
Источники информации
1. С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, Москва, “Машиностроение”, 1981, стр.106, рис.3.43.
2. Патент РФ №2121082, F 04 D 29/56, F 02 C 7/20, 1998 г.
Статор компрессора газотурбинного двигателя с внутренним корпусом, связанным с наружным корпусом двумя упругими элементами, и полостью обдува, отличающийся тем, что полость обдува ограничена упругим элементом, конической и цилиндрической перфорированной перегородками, при этом I/h=0,1-1,5, где I - расстояние между конической перегородкой и другим упругим элементом; h - расстояние между цилиндрической перфорированной перегородкой и наружной поверхностью внутреннего корпуса.
