Статор компрессора газотурбинного двигателя
Статор компрессора газотурбинного двигателя состоит из наружного (2) и внутренних (3) и (4) обдуваемых корпусов, связанных между собой упругими элементами. Между наружным (2) и внутренними (3, 4) корпусами расположены передняя (5) и задняя (6) полости обдува. Между полостями обдува расположена полость отбора (7). Соединения наружного корпуса (2) с внутренними (3) и (4) в передней полости обдува (5) на выходе и в задней полости обдува (6) на входе выполнены при помощи двойной центровки с упором в сопрягаемые стыки корпусов. В задней полости обдува (6) на выходе внутренний корпус (4) выполнен за одно с упругим элементом. Упругие элементы в полости отбора предпочтительно закрыты теплоизоляционными кожухами. В передней полости обдува (5) на поверхности внутреннего корпуса (3) предпочтительно выполнены кольцевые ребра. Путем исключения болтовых соединений снижается масса и стоимость изготовления, повышается надежность и ресурс двигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к турбокомпрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.
Известен статор компрессора высокого давления, имеющий продольный разъем (патент RU №2121082).
Недостатком известной конструкции является наличие двух болтовых соединений с обеих сторон обдуваемого внутреннего корпуса.
Наиболее близким к заявляемой конструкции является турбокомпрессор газотурбинного двигателя, статор которого выполнен с передней полостью обдува, ограниченной упругим элементом и перфорированными обечайками (патент RU №2253046).
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является наличие болтовых соединений у переднего и заднего обдуваемых внутренних корпусов.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности, кпд и ресурса двигателя, а также в снижении массы и стоимости изготовления путем исключения болтовых соединений.
Сущность технического решения заключается в том, что в статоре компрессора газотурбинного двигателя с наружным и внутренними обдуваемыми корпусами, связанными между собой упругими элементами, и с расположенными между наружным и внутренними корпусами полостями обдува и полостью отбора между полостями обдува согласно изобретению соединения наружного корпуса с внутренними в передней полости обдува на выходе и в задней полости обдува на входе выполнены при помощи двойной центровки с упором в сопрягаемые стыки корпусов, а в задней полости обдува на выходе внутренний корпус выполнен за одно с упругим элементом. Упругие элементы в полости отбора закрыты теплоизоляционными кожухами. В передней полости обдува на поверхности внутреннего корпуса выполнены кольцевые ребра.
Выполнение соединений наружного корпуса с внутренними в передней полости обдува на выходе и в задней полости обдува на входе при помощи двойной центровки с упором в сопрягаемые стыки корпусов позволяет исключить болтовые соединения корпусов, что снижает массу и стоимость изготовления двигателя. Болтовые соединения исключаются за счет использования газовых сил сжатия при расположении кожуха обдува над обдуваемыми корпусами, вследствие чего в полостях между наружным и внутренними корпусами появляется усилие сжатия в стыках фланцев, связывающих наружный корпус с внутренними. Схема воздействия представлена на фиг.1. Показаны значения усилий на примере одного из двигателей. Для работы на низких режимах в указанных стыках выполнены осевые монтажные натяги за счет упругости обечаек.
Выполнение внутреннего корпуса за одно с упругим элементом в задней полости обдува на выходе позволяет также исключить болтовое соединение, что снижает массу и стоимость изготовления двигателя.
Закрытие упругих элементов в полости отбора теплоизоляционными кожухами изолирует упругие элементы от переменного по режимам горячего воздуха, что повышает надежность, кпд и ресурс двигателя.
Выполнение в передней полости обдува на поверхности внутреннего корпуса кольцевых ребер позволяет более интенсивно охлаждать корпус и увеличивает его жесткость, что также повышает надежность и ресурс двигателя.
На фиг.1 изображена схема нагрузок от давлений в полостях статора компрессора газотурбинного двигателя.
На фиг.2 - продольный разрез статора компрессора.
На фиг.3 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.
Статор 1 компрессора состоит из наружного корпуса 2 и внутренних корпусов 3 и 4. Между корпусами расположены передняя 5 и задняя 6 полости обдува, между которыми расположена полость отбора 7. Задняя полость обдува 6 образована перфорированной обечайкой 8 и упругим элементом 9, выполненным за одно с задней стенкой 10 полости обдува 6 и за одно с корпусом внутренним задним 4. Упругий элемент 9 соединяет между собой наружный корпус 2 и внутренний корпус 4 на выходе, а на входе в задней полости обдува 6 корпусы 2 и 4 соединены при помощи двойной центровки 11 с упором в сопрягаемые стыки корпусов. Аналогично в передней полости обдува 5 на выходе выполнена двойная центровка 12. В полости отбора 7 для изоляции от переменного по режимам горячего воздуха упругих элементов 13 и 14 выполнены защитные кожухи 15 и 16. Для более интенсивного охлаждения и увеличения жесткости корпуса выполнены ребра 17.
Работает устройство следующим образом.
При работе двигателя охлаждающий воздух попадает через отверстия 18 и 19 в цельном наружном корпусе 2 в переднюю и заднюю полости обдува 5 и 6 и посредством перфорированных отверстиями обечаек 20 и 8 охлаждает внутренние корпусы 3 и 4, тем самым уменьшаются радиальные зазоры по концам лопаток, что повышает надежность двигателя. Наличие упругого элемента 9, совмещенного со стенкой 10 на выходе в задней полости обдува 6, и отсутствие фланца упрощают конструкцию и при обдуве увеличивают эффективность обдува заднего стыка, обеспечивают концентричное перемещение внутреннего корпуса 4, в котором расположены лопатки и рабочие кольца относительно наружного корпуса. Для обеспечения работы на низких режимах выполнены осевые монтажные натяги в стыках 21 и 22. По мере увеличения режима за счет газовых сил увеличивается усилие в стыках фланцев, связывающих наружный корпус с внутренними корпусами.
1. Статор компрессора газотурбинного двигателя с наружным и внутренними обдуваемыми корпусами, связанными между собой упругими элементами, и с расположенными между наружным и внутренними корпусами полостями обдува и полостью отбора между полостями обдува, отличающийся тем, что соединения наружного корпуса с внутренними в передней полости обдува на выходе и в задней полости обдува на входе выполнены при помощи двойной центровки с упором в сопрягаемые стыки корпусов, а в задней полости обдува на выходе внутренний корпус выполнен заодно с упругим элементом.
2. Статор компрессора по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы в полости отбора закрыты теплоизоляционными кожухами.
3. Статор компрессора по п.1, отличающийся тем, что в передней полости обдува на поверхности внутреннего корпуса выполнены кольцевые ребра.
