Передняя часть газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель и система отражения посторонних тел, предусмотренная в газотурбинном двигателе



Передняя часть газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель и система отражения посторонних тел, предусмотренная в газотурбинном двигателе
Передняя часть газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель и система отражения посторонних тел, предусмотренная в газотурбинном двигателе
Передняя часть газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель и система отражения посторонних тел, предусмотренная в газотурбинном двигателе
Передняя часть газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель и система отражения посторонних тел, предусмотренная в газотурбинном двигателе

 


Владельцы патента RU 2459965:

СНЕКМА (FR)

Передняя часть газотурбинного двигателя содержит внутреннее опорное кольцо крепления выходных направляющих лопаток вентилятора, носик разделения потоков, от которого начинаются кольцевой первичный канал и кольцевой вторичный канал газотурбинного двигателя. Передняя часть газотурбинного двигателя дополнительно содержит, по меньшей мере, одну систему отражения, предназначенную для предотвращения/ограничения попадания посторонних тел, таких как градины, внутрь упомянутого первичного канала газотурбинного двигателя. Система отражения содержит, по меньшей мере, одну отражающую поверхность, а также привод, позволяющий перемещать отражающую поверхность из закрытого положения в развернутое положение. Привод выполняют из сплава с эффектом памяти формы таким образом, чтобы при достижении им данной переходной температуры, заставляющей его принимать хранящуюся в памяти форму, он перемещал отражающую поверхность в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел. Система отражения дополнительно содержит упругие возвратные средства, позволяющие при температуре упомянутого привода, меньшей упомянутой переходной температуры, вернуть отражающую поверхность в ее закрытое положение. Систему отражения устанавливают на внутреннем опорном кольце крепления выходных направляющих лопаток вентилятора таким образом, чтобы в развернутом положении задний конец отражающей поверхности находился перед носиком разделения потоков. Изобретение направлено на повышение эффективности предотвращения/ограничения попадания посторонних тел, таких как градины, внутрь первичного канала газотурбинного двигателя, а так же ограничить и даже отказаться от смещения назад носика разделения первичного и вторичного потоков. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение касается передней части газотурбинного двигателя, конструкция которой позволяет предотвратить или ограничить попадание посторонних тел, таких как градины, внутрь кольцевого первичного канала газотурбинного двигателя.

Изобретение применимо в газотурбинном двигателе любого типа, предпочтительно в авиационном газотурбинном двигателе и, в частности, в газотурбинных двигателях, которые на входе кольцевого первичного канала не содержат компрессора низкого давления, при этом газотурбинный двигатель такого типа, как правило, называют «двигателем малого размера» в виду небольшого диаметра его вентилятора.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В существующих газотурбинных двигателях, оборудованных компрессором низкого давления на входе кольцевого первичного канала, называемым также «бустером», как правило, предусматривают также автоматическую систему управления между бустером и компрессором высокого давления, находящуюся дальше к выходу в первичном канале, при этом данная система управления может управляться, чтобы производить открывание створок от наружной поверхности первичного канала. Во время фаз открывания этих створок в первичном канале часть воздуха первичного потока принудительно отклоняется створками и смешивается с более холодным воздухом вторичного потока, который циркулирует в кольцевом вторичном канале, расположенном радиально снаружи по отношению к первичному каналу.

Эта автоматическая система управления, известная также под названием VBV (от английского “Variable Bleed Valve”), главным образом предназначена для разгрузки выхода бустера, чтобы избежать его помпажа в определенных условиях.

Кроме того, развернутые створки автоматической системы управления одновременно обеспечивают улавливание посторонних тел, таких как градины, которые, входя в контакт с этими створками, выступающими в первичный канал, отклоняются во вторичный кольцевой канал, в котором они уже не могут привести к гашению факела пламени в камере сгорания. Это явление происходит аналогичным образом, когда применяемое техническое решение состоит в развертывании створок радиально наружу по отношению к кольцевому первичному каналу, в результате наблюдаемого эффекта отсасывания.

Однако в газотурбинных двигателях меньшего размера, таких как газотурбинный двигатель, показанный на фиг.1, вход кольцевого первичного канала 16, как правило, не содержит бустера, поэтому нет необходимости и в установке автоматической системы управления описанного выше типа в том смысле, что здесь не существует опасности помпажа бустера. В любом случае установка такой автоматической системы управления на газотурбинном двигателе малого размера зачастую оказывается невозможной при причине недостаточного пространства между двумя кольцевыми каналами, где обычно устанавливают автоматическую систему управления в газотурбинных двигателях большего размера.

Таким образом, в случае, когда первичный канал не оборудован автоматической системой управления типа VBV, функция отражения градин не обеспечивается.

Для решения этой проблемы было предложено максимально сместить назад носик 20 разделения первичного потока F1 и вторичного потока F2, чтобы вход кольцевого первичного канала 16 по существу «прикрывался» наружной поверхностью опорного внутреннего кольца 10 крепления направляющих выходных лопаток 12 вентилятора, как показано воображаемой пунктирной линией 11 на фиг.1.

Вместе с тем, слишком большое смещение разделительного носика может привести к ухудшению питания воздухом кольцевого первичного канала именно из-за его вышеуказанного прикрытого положения.

Как правило, чрезвычайно трудно найти компромисс между достаточным смещением назад разделительного носика для ограничения попадания градин и других посторонних тел в кольцевой первичный канал и его достаточным смещением вперед для обеспечения удовлетворительного питания воздухом кольцевого первичного канала.

Таким образом, существует потребность в разработке простой и надежной конструкции передней части газотурбинного двигателя, позволяющей предотвратить/ограничить попадание посторонних тел, таких как градины, внутрь кольцевого первичного канала и предназначенной, в частности, для установки в газотурбинном двигателе, не содержащем бустера.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Объектом настоящего изобретения является передняя часть газотурбинного двигателя, содержащая внутреннее опорное кольцо крепления выходных направляющих лопаток вентилятора, носик разделения потоков, от которого начинаются кольцевой первичный канал и кольцевой вторичный канал газотурбинного двигателя. Согласно изобретению, она дополнительно содержит, по меньшей мере, одну систему отражения, предназначенную для предотвращения/ограничения попадания посторонних тел, таких как градины, внутрь упомянутого первичного канала газотурбинного двигателя, при этом упомянутая система отражения содержит, по меньшей мере, одну отражающую поверхность, а также привод, позволяющий перемещать упомянутую отражающую поверхность из закрытого положения в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел и/или наоборот, при этом упомянутую систему устанавливают на упомянутом внутреннем опорном кольце крепления выходных направляющих лопаток вентилятора таким образом, чтобы в развернутом положении задний конец упомянутой отражающей поверхности находился перед упомянутым носиком разделения потоков.

Таким образом, одним из отличительных признаков настоящего изобретения является наличие на входе кольцевого первичного канала одной или нескольких систем отражения посторонних тел, таких как градины, причем эти системы предпочтительно выполняют таким образом, чтобы они имели простую, недорогую и малогабаритную конструкцию. При таком техническом решении посторонние тела предпочтительно отклоняются от своей траектории отражающей поверхностью на входе кольцевого первичного канала. Иначе говоря, они отклоняются отражающей поверхностью, прежде чем достигнуть входа кольцевого первичного канала, за счет чего возможность их попадания внутрь этого первичного канала после столкновения с отражающей поверхностью становится практически ничтожной.

Систему отражения можно легко установить на газотурбинном двигателе любого типа и, в частности, на так называемых газотурбинных двигателях малого размера, не содержащих бустера или компрессора низкого давления. В этом случае изобретение предпочтительно может выполнять функцию улавливания градин аналогично известным автоматическим системам управления типа VBV, причем наличие этих систем для выполнения данной функции больше не требуется. Следовательно, система обеспечивает эффективное и оригинальное решение, в частности, для газотурбинных двигателей, не содержащих бустера, и, следовательно, не содержащих автоматической системы управления типа VBV.

Система отражения, предусмотренная в рамках настоящего изобретения и установленная на внутреннем опорном кольце крепления выходных направляющих лопаток вентилятора для предотвращения/ограничения попадания градин внутрь кольцевого первичного канала, позволяет также ограничить и даже отказаться от смещения назад носика разделения первичного и вторичного потоков, характерного для известных технических решений, учитывая, что улавливание градин осуществляется теперь, по меньшей мере, частично, при помощи системы в соответствии с настоящим изобретением, а не только за счет смещения назад разделительного носика для прикрытия входа первичного канала. Следовательно, благодаря настоящему изобретению, снимается проблема известных технических решений, связанная с неудовлетворительным питанием воздухом кольцевого канала из-за слишком большого смещения назад разделительного носика.

Предпочтительно, чтобы упомянутая система отражения была установлена на упомянутом внутреннем опорном кольце крепления выходных направляющих лопаток вентилятора за упомянутыми выходными направляющими лопатками вентилятора, но перед носиком разделения потоков. Иначе говоря, система отражения предпочтительно должна находиться вблизи входа кольцевого первичного канала и перед этим входом, причем это место является предпочтительным, так как оно обеспечивает наибольшую эффективность системы отражения.

Предпочтительно, чтобы в любом продольном сечении, проходящем через упомянутую систему отражения, воображаемая прямая линия, соответствующая тангенциальному направлению упомянутого заднего конца упомянутой отражающей поверхности, в развернутом положении проходила перед передним концом упомянутого разделительного носика.

Данный отличительный признак наиболее актуален, поскольку было установлено, что, независимо от угла атаки градины, ударяющей по конструкции передней части газотурбинного двигателя, после удара она имеет тенденцию таяния в тангенциальном направлении относительно стенки ударяемой конструкции. Таким образом, даже если отражающая поверхность не разворачивается в радиальном направлении до высоты разделительного носика, градины, ударяющие по заднему концу упомянутой отражающей поверхности, не попадают внутрь кольцевого первичного канала, а следуют вдоль вышеуказанной воображаемой линии.

Предпочтительно, чтобы упомянутый привод был выполнен из сплава с эффектом памяти формы, который позволяет ему при достижении данной переходной температуры, заставляющей его принять свою сохраненную в памяти форму, переместить упомянутую отражающую поверхность в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел, при этом упомянутая система отражения дополнительно содержит упругие возвратные средства, которые, когда упомянутый привод имеет температуру ниже упомянутой данной переходной температуры, позволяют вернуть упомянутую отражающую поверхность в ее закрытое положение.

В этом случае привод обеспечивает высокую надежность системы отражения, а также ее большой срок службы.

Достигнутую надежность частично можно объяснить высокой надежностью развертывания/свертывания отражающей поверхности, обеспечиваемой физическими свойствами материала привода из сплава с эффектом памяти формы, которые напрямую связаны с температурой материала.

В этой связи следует отметить, что изменение температуры привода можно легко осуществить путем отбора горячего воздуха в соответствующем участке газотурбинного двигателя, например, горячего воздуха, поступающего из компрессора. При такой конфигурации можно предусмотреть выполнение упомянутого привода и упомянутой отражающей поверхности в виде одного элемента из сплава с эффектом памяти формы. В альтернативном варианте можно также предусмотреть выполнение только привода из сплава с эффектом памяти формы. В этом случае привод может также являться механическим соединением между опорным внутренним кольцом и отражающей поверхностью, выполненной из классического материала, отличного от сплава с эффектом памяти формы.

Предпочтительно, чтобы упомянутый элемент, выполненный из сплава с эффектом памяти формы, был выполнен в виде отражающей пластины, а упомянутые упругие возвратные средства были выполнены в виде упругой пластины, механически соединенной с упомянутой отражающей пластиной и наложенной на последнюю.

Между упомянутой упругой пластиной и упомянутой отражающей пластиной можно предусмотреть пространство для захождения горячего воздуха, чтобы обеспечить эффективное распределение горячего воздуха вдоль отражающей пластины, выполненной из сплава с эффектом памяти формы.

Предпочтительно, чтобы система отражения содержала вход горячего воздуха, сообщающийся с упомянутым пространством для захождения горячего воздуха, выполненный в виде полого выступа.

Предпочтительно, чтобы передняя часть газотурбинного двигателя была оборудована несколькими системами отражения посторонних тел, отстоящих друг от друга в угловом направлении вокруг продольной оси газотурбинного двигателя.

Выполнение каждой системы отражения посторонних тел на упомянутом внутреннем опорном кольце крепления выходных направляющих лопаток вентилятора предпочтительно осуществлять путем вытяжки полого выступа, образующего вход горячего воздуха системы отражения и проходящего через это внутреннее кольцо.

Предпочтительно, чтобы упомянутый вход горячего воздуха каждой системы отражения посторонних тел проходил через упомянутое внутреннее опорное кольцо крепления выходных направляющих лопаток вентилятора, и упомянутая передняя часть газотурбинного двигателя содержала распределитель горячего воздуха, расположенный напротив и направленный радиально внутрь по отношению к каждой системе отражения.

Как было указано выше, упомянутый распределитель горячего воздуха предпочтительно питается горячим воздухом, поступающим от компрессора газотурбинного двигателя.

Предпочтительно, чтобы упомянутый распределитель содержал множество выходов, отстоящих друг от друга в угловом направлении вокруг продольной оси газотурбинного двигателя, при этом каждый выход соответственно должен находиться напротив входа горячего воздуха системы отражения посторонних тел. Это позволяет иметь в распоряжении единый распределитель для питания всех систем отражения.

Предпочтительно, чтобы в развернутом положении, обеспечивающем отражение посторонних тел, упомянутая отражающая поверхность в продольном сечении принимала форму кривой линии, открытой в сторону входа и радиально наружу газотурбинного двигателя, причем эта форма вполне соответствует условию удовлетворительного отклонения посторонних тел, таких как градины.

Для обеспечения аэродинамической непрерывности в закрытом положении упомянутый задний конец отражающей поверхности предпочтительно должен располагаться на одном уровне с наружной поверхностью упомянутого внутреннего опорного кольца крепления выходных направляющих лопаток вентилятора.

Объектом настоящего изобретения является также газотурбинный двигатель, содержащий описанную выше переднюю часть.

Объектом настоящего изобретения является также система отражения для газотурбинного двигателя, предназначенная для предотвращения/ограничения попадания посторонних тел, таких как градины, внутрь первичного канала газотурбинного двигателя, при этом упомянутая система отражения содержит, по меньшей мере, одну отражающую поверхность, а также привод, позволяющий перемещать упомянутую отражающую поверхность из закрытого положения в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел. Согласно изобретению, упомянутый привод выполняют из сплава с эффектом памяти формы таким образом, чтобы при достижении им данной переходной температуры, заставляющей его принимать хранящуюся в памяти форму, он перемещал упомянутую отражающую поверхность в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел, и упомянутая система отражения дополнительно содержит упругие возвратные средства, позволяющие при температуре упомянутого привода, меньшей упомянутой переходной температуры, вернуть упомянутую отражающую поверхность в ее закрытое положение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего неограничительного подробного описания, приводимого со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых:

фиг.1 - вид передней части газотурбинного двигателя согласно одному из известных технических решений;

фиг.2 - вид в продольном полуразрезе передней части газотурбинного двигателя согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, при этом система отражения посторонних тел показана в своем закрытом положении;

фиг.3 - частичный вид сверху передней части газотурбинного двигателя, показанной на фиг.2;

фиг.4 - частичный увеличенный вид, соответствующий фиг.2, с системой отражения посторонних тел, показанной, с одной стороны, в своем закрытом положении и, с другой стороны, в своем развернутом положении, обеспечивающем отражение посторонних тел.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЛУЧШЕГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.2 показана передняя часть 1 газотурбинного двигателя для летательного аппарата, не содержащего компрессора низкого давления и имеющего небольшой размер. Газотурбинный двигатель 1 соответствует предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения и, в основном, имеет конструкцию, аналогичную показанной на фиг.1, а именно содержит единственный компрессор ВД 3 и единственную турбину ВД 5, между которыми находится камера 7 сгорания. С учетом этого на фигурах элементы, обозначенные одинаковыми цифровыми позициями, соответствуют идентичным или аналогичным элементам.

В частности, говоря о передней части 1, следует отметить, что она содержит, - в общем направлении потока текучей среды через этот газотурбинный двигатель, проходящего от входа к выходу, как схематично показано стрелкой 9, - воздушный вход 4, вентилятор 6, внутреннее опорное кольцо 10 крепления выходных направляющих лопаток 12 вентилятора и носик 14 разделения потоков, от которого отходят кольцевой первичный канал 16 и кольцевой вторичный канал 18, выполненный радиально снаружи относительно первичного канала 16. Известные специалистам в данной области стандартные элементы имеют кольцевую форму с центром на продольной оси 22 газотурбинного двигателя.

Таким образом, воздушный поток F, проходящий через вентилятор 6 и выходные направляющие лопатки 12 вентилятора, разделяется на два отдельных потока после его контакта с передним концом 20 разделительного носика 14, а именно на первичный поток F1, заходящий в канал 16, и вторичный поток F2, заходящий в канал 18.

Чтобы ограничить попадание посторонних тел, таких как градины, в первичный канал 16, разделительный носик 20 располагают таким образом, чтобы вход 24 первичного канала был по существу «прикрыт» наружной поверхностью внутреннего опорного кольца 10, что показано воображаемой пунктирной линией 11 на фиг.2. Вместе с тем, его смещение может быть не таким большим, как в известных технических решениях, упомянутых со ссылками на фиг.1, с целью обеспечения лучшего питания воздухом кольцевого первичного канала 16.

Защищенность входа 24 связана с тем, что градина, ударяющая по внутреннему опорному кольцу 10 будет стремится растаять по существу в тангенциальном направлении относительно наружной поверхности этого кольца, независимо от траектории градины перед ударом. Следовательно, любая градина, ударяющая по внутреннему опорному кольцу 10 перед точкой 26, от которой начинается вышеуказанная воображаемая линия 11, соответствующая тангенциальному направлению сечения кольца в этой точке, будет отклоняться этим кольцом таким образом, чтобы она не могла попасть в кольцевой первичный канал 16, а проходила радиально снаружи относительно входа 24 этого канала 16.

Чтобы еще больше ограничить попадание посторонних тел, таких как градины, в первичный канал 16, согласно одному из отличительных признаков настоящего изобретения, устанавливают множество систем 30 отражения на внутреннем опорном кольце 10 крепления лопаток 12.

Системы 30 отражения отстоят друг от друга в угловом направлении вокруг продольной оси 22, как показано на фиг.3. Предпочтительно они выполнены близко друг к другу, образуя совместно отражающее кольцо вокруг внутреннего опорного кольца 24. Когда отражающие поверхности находятся в развернутом положении, которое будет описано ниже, между отражающими поверхностями, непосредственно смежными в угловом/окружном направлении, остаются свободные пространства, что позволяет воздуху проходить в направлении первичного канала 16.

Как показано на фиг.2, на которой представлена одна из систем 30 отражения, эта система содержит отражающую поверхность 32, а также привод 34, позволяющий перемещать отражающую поверхность из закрытого положения, показанного на этой фигуре, в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел, таких как градины. В этом предпочтительном варианте осуществления привод 34 и отражающая поверхность 32 образованы одним элементом, выполненным из сплава с эффектом памяти формы, что будет подробно пояснено ниже.

Система 30 отражения в основном находится перед передним концом 20 разделительного носика 14, то есть перед входом 24 первичного канала 16, оставаясь при этом достаточно близко к этому входу. Кроме того, она выполнена на внутреннем опорном кольце 10 за выходными направляющими лопатками 12 вентилятора, поэтому находится по существу на уровне участка кольца 10, самого широкого в радиальном направлении, схематично показанном стрелкой 36 на фиг.2.

Предпочтительно привод 34 и отражающую поверхность 32 выполняют совместно в виде единой отражающей пластины 40 из сплава с эффектом памяти формы, таким образом, чтобы при достижении этой пластиной заданной переходной температуры, заставляющей ее принимать свою хранящуюся в памяти форму, отражающая поверхность 32 переходила в развернутое положение, показанное на фиг.4, обеспечивая отражение посторонних тел, таких как градины. Кроме того, система 30 отражения содержит упругие возвратные средства, выполненные в виде упругой пластины 42, механически соединенной с отражающей пластиной 40 и наложенной на эту пластину. Когда пластина 40 имеет температуру, меньшую данной переходной температуры, эта упругая пластина позволяет вернуть отражающую поверхность в свое закрытое положение.

В частности, обе пластины 40, 42, образующие биметаллическую пластинчатую систему, расположены по существу в направлении продольной оси газотурбинного двигателя, и каждая из них в основном имеет форму прямоугольника, хотя специалист может предусмотреть любую другую форму, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения.

В предпочтительном варианте осуществления отражающая пластина 40 радиально внутри содержит крючок 44, в который заходит задний конец упругой пластины 42. Такое механическое соединение позволяет пластинам оставаться по существу параллельными друг другу, при этом между двумя пластинами 40, 42 остается пространство 46 для захождения горячего воздуха.

На уровне переднего конца пластин 40, 42 система 30 отражения содержит полый выступ 48, образующий вход 50 горячего воздуха, открытый радиально внутрь и сообщающийся с промежуточным пространством 46 для захождения горячего воздуха. Кроме того, каждый из передних концов этих двух пластин 40, 42 неподвижно соединен с полым выступом 48, как показано на фиг.4.

В этой связи следует отметить, что выполнение системы 30 отражения на внутреннем опорном кольце 10 осуществляют путем вытяжки полого выступа 48, проходящего через это внутреннее кольцо 10, при этом его радиально внутренний конец 54, деформированный вытяжкой, обеспечивает в этом случае механическое удержание всего узла системы 30.

Для питания горячим воздухом системы 30 отражения предусмотрен распределитель 56 горячего воздуха, расположенный напротив входа 50 горячего воздуха, образованного полым выступом 48, и выполненный радиально внутрь по отношению к этому входу. Предпочтительно этот распределитель 56 питается горячим воздухом через воздушный трубопровод 58, соединенный с компрессором 3 газотурбинного двигателя. Кроме того, предусмотрено, чтобы распределитель 56 содержал множество выходов 60, отстоящих друг от друга в угловом направлении вокруг продольной оси газотурбинного двигателя, при этом каждый выход 60 находится в этом случае напротив одного из входов 50 горячего воздуха, как показано на фиг.4. Следовательно, распределитель 56, центрованный вокруг продольной оси газотурбинного двигателя, имеет столько же выходов 60, сколько имеется в наличии системы 30 отражения.

Система 30 отражения градин и других посторонних тел работает следующим образом.

Прежде всего в состоянии покоя возвратная сила, создаваемая упругой пластиной 42, прижимает отражающую пластину 40 к внутреннему опорному кольцу 10, что показано пунктирной линией на фиг.4. В этом случае отражающая поверхность 32 занимает закрытое положение, в котором она обеспечивает идеальную аэродинамическую непрерывность с наружной поверхностью опорного внутреннего кольца 10 таким образом, чтобы как можно меньше препятствовать захождению воздуха в первичный канал 16. В частности, задний конец и передний конец 62 отражающей поверхности 32 располагаются на одном уровне с наружной поверхностью внутреннего опорного кольца 10. Для этого кольцо 10 содержит гнездо, в котором находится биметаллическая пластинчатая система 40, 42.

Если необходимо обеспечить отклонение градин для ограничения их попадания в первичный канал 16, что может привести к гашению пламени в камере 7 сгорания, соответствующая команда позволяет генерировать сигнал для отбора горячего воздуха на уровне компрессора 3, и горячий воздух направляется к распределителю 56 через трубопровод 58. После этого горячий воздух направляется к выходам 60, после чего попадает в соответствующие входы 50, образованные полыми выступами 48. Горячий воздух, находящийся в каждом выступе 48, направляется затем в промежуточное пространство 46, из которого он может нагревать отражающую пластину 40, выполненную из сплава с эффектом памяти формы. Под действием получаемого тепла пластина 40, достигающая переходной температуры, быстро деформируется и принимает хранящуюся в памяти форму, при которой отражающая поверхность 32 перемещается в свое развернутое положение, обеспечивающее отражение градин, что показано сплошной линией на фиг.4. Естественно, деформация отражающей пластины 40 происходит с преодолением возвратной силы, создаваемой упругой пластиной 42, которая перемещается вслед за пластиной 40 по причине их механического соединения, обеспечиваемого крючком 44.

Когда отражающая поверхность 32 приходит в свое развернутое положение, ее задний конец 62 находится перед передним концом 20 носика 14 разделения потоков, что соответствует продольному расстоянию между этими двумя элементами, обозначенному на фиг.4 позицией «d».

В частности, в любом продольном сечении, как показано на фиг.4, воображаемая прямая линия 64, соответствующая тангенциальному направлению заднего конца 62, проходит перед передним концом 20 разделительного носика 14, но предпочтительно совсем близко от этого конца 20.

Таким образом, градины, ударяющие по заднему концу 62 отражающей поверхности 32 или по любой другой части этой поверхности 32, будут стремиться растаять вдоль воображаемой прямой 64 и, следовательно, предпочтительно не смогут попасть внутрь кольцевого первичного канала 16. Это связано с тем, что после удара градина имеет тенденцию таяния в тангенциальном направлении по отношению к стенке ударяемой конструкции, а также с тем, что отражающая поверхность 32 в продольном сечении принимает форму кривой линии, открытой вперед и радиально наружу газотурбинного двигателя. Этот последний отличительный признак предполагает, в частности, что, независимо от нахождения точки удара градины по отражающей поверхности 32, эта градина будет стремиться следовать вдоль поверхности 32 до ее заднего конца 62, от которого она будет отброшена в направлении воображаемой прямой линии 64, что позволяет ей пройти снаружи по отношению к входу 24 кольцевого первичного канала 16.

Если отклонение градин не требуется, достаточно перекрыть подачу горячего воздуха, в результате чего температура отражающей пластины снижается до значения, меньшего переходной температуры, и упругая пластина 42 оказывается в состоянии вернуть отражающую пластину 32 в ее положение покоя, в котором она прижимается к внутреннему опорному кольцу 10 крепления лопаток 12.

Специалист в данной области техники может внести различные изменения в описанное выше изобретение, представленное исключительно в качестве неограничительного примера.

1. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя, содержащая внутреннее опорное кольцо (10) крепления выходных направляющих лопаток (12) вентилятора, носик (14) разделения потоков, от которого начинаются кольцевой первичный канал (16) и кольцевой вторичный канал (18) газотурбинного двигателя, отличающаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, одну систему (30) отражения, предназначенную для предотвращения/ограничения попадания посторонних тел, таких как градины, внутрь упомянутого первичного канала (16) газотурбинного двигателя, при этом система (30) отражения содержит, по меньшей мере, одну отражающую поверхность (32), а также привод (34), позволяющий перемещать отражающую поверхность (32) из закрытого положения в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел и/или наоборот, при этом систему (30) отражения устанавливают на внутреннем опорном кольце (10) крепления выходных направляющих лопаток (12) вентилятора таким образом, чтобы в развернутом положении задний конец (62) отражающей поверхности (32) находился перед носиком (14) разделения потоков.

2. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что систему (30) отражения устанавливают на внутреннем опорном кольце (10) крепления выходных направляющих лопаток (12) вентилятора за выходными направляющими лопатками (12) вентилятора.

3. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в любом продольном сечении, проходящем через систему (30) отражения, воображаемая прямая линия (64), соответствующая тангенциальному направлению заднего конца (62) отражающей поверхности (32), в развернутом положении проходит перед передним концом (20) разделительного носика (14).

4. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что привод (34) выполняют из сплава с эффектом памяти формы, который позволяет ему при достижении заданной переходной температуры, заставляющей его принять свою сохраненную в памяти форму, переместить отражающую поверхность (32) в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел, причем система (30) отражения дополнительно содержит упругие возвратные средства, позволяющие вернуть отражающую поверхность (32) в ее закрытое положение, когда упомянутый привод (34) имеет температуру ниже упомянутой заданной переходной температуры.

5. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.4, отличающаяся тем, что привод (34) и упомянутую отражающую поверхность (32) выполняют в виде одного элемента из сплава с эффектом памяти формы.

6. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.5, отличающаяся тем, что упомянутый элемент, выполненный из сплава с эффектом памяти формы, выполняют в виде отражающей пластины (40).

7. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.6, отличающаяся тем, что упомянутые упругие возвратные средства выполняют в виде упругой пластины (42), механически соединенной с упомянутой отражающей пластиной (40) и наложенной на последнюю.

8. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.7, отличающаяся тем, что между упругой пластиной (42) и отражающей пластиной (40) предусмотрено пространство (46) для захождения горячего воздуха.

9. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.8, отличающаяся тем, что система (30) отражения содержит вход (50) горячего воздуха, сообщающийся с пространством (46) для захождения горячего воздуха.

10. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.9, отличающаяся тем, что вход (50) горячего воздуха выполняют в виде полого выступа (48).

11. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по любому из пп.1, 2, 5-10, отличающаяся тем, что ее оборудуют несколькими системами (30) отражения посторонних тел, отстоящих друг от друга в угловом направлении вокруг продольной оси (22) газотурбинного двигателя.

12. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.11, отличающаяся тем, что выполнение каждой системы (30) отражения посторонних тел на упомянутом внутреннем опорном кольце (10) крепления выходных направляющих лопаток (12) вентилятора осуществляют путем вытяжки полого выступа (48), образующего вход горячего воздуха системы отражения и проходящего через это внутреннее кольцо (10).

13. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.12, отличающаяся тем, что вход (50) горячего воздуха каждой системы (30) отражения посторонних тел проходит через внутреннее опорное кольцо (10) крепления выходных направляющих лопаток (12) вентилятора, причем упомянутая передняя часть газотурбинного двигателя содержит распределитель (56) горячего воздуха, расположенный напротив каждой системы (30) отражения и направленный радиально внутрь нее.

14. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.13, отличающаяся тем, что распределитель (56) горячего воздуха питается горячим воздухом, поступающим от компрессора (3) газотурбинного двигателя.

15. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по п.13 или 14, отличающаяся тем, что распределитель (56) содержит множество выходов (60), отстоящих друг от друга в угловом направлении вокруг продольной оси (22) газотурбинного двигателя, при этом каждый выход (60) соответственно находится напротив входа (50) горячего воздуха системы (30) отражения посторонних тел.

16. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по любому из пп.1, 2, 5-10, 12-14, отличающаяся тем, что в развернутом положении, обеспечивающем отражение посторонних тел, отражающая поверхность (32) в продольном сечении принимает форму кривой линии, открытой в сторону входа и радиально наружу газотурбинного двигателя.

17. Передняя часть (1) газотурбинного двигателя по любому из пп.1, 2, 5-10, 12-14, отличающаяся тем, что в закрытом положении задний конец (64) отражающей поверхности располагается на одном уровне с наружной поверхностью упомянутого внутреннего опорного кольца (10) крепления выходных направляющих лопаток (12) вентилятора.

18. Газотурбинный двигатель, содержащий переднюю часть (1) по любому из пп.1-17.

19. Система (30) отражения для газотурбинного двигателя, предназначенная для предотвращения/ограничения попадания посторонних тел, таких как градины, внутрь первичного канала (16) газотурбинного двигателя, при этом упомянутая система отражения содержит, по меньшей мере, одну отражающую поверхность (32), а также привод (34), позволяющий перемещать упомянутую отражающую поверхность из закрытого положения в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел, отличающаяся тем, что привод (34) выполняют из сплава с эффектом памяти формы таким образом, чтобы при достижении им данной переходной температуры, заставляющей его принимать хранящуюся в памяти форму, он перемещал отражающую поверхность (32) в развернутое положение, обеспечивающее отражение посторонних тел, причем упомянутая система отражения дополнительно содержит упругие возвратные средства (42), позволяющие при температуре упомянутого привода, меньшей упомянутой переходной температуры, вернуть отражающую поверхность (32) в ее закрытое положение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения для газотурбинных технологий и может быть использовано при создании и реконструкции новых действующих установок и машинных комплексов, где в качестве силового привода применяются газотурбинные двигатели авиационного или другого типа, например газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций на магистральных газопроводах, электростанций и других энергетических систем.

Изобретение относится к воздухоочистительным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата с газотурбинной установкой. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к газоочистительным устройствам для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его к подаче в компрессор газотурбинной установки.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к воздухозаборникам. .

Изобретение относится к области машиностроения для газотурбинных технологий и может быть использовано при создании новых и реконструкции действующих установок и машинных комплексов, где в качестве силового привода применяются газотурбинные двигатели авиационного или другого типа, например газоперекачивающих агрегатов (ГПА) компрессорных станций на магистральных газопроводах.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к двигательным пылезащитным устройствам, предназначенным для защиты газотурбинных двигателей, имеющих боковой подвод воздуха к компрессору и установленных на летательном аппарате.

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его к подаче в компрессор газотурбинной установки (ГТУ) с целью уменьшения абразивного износа и трактовых отложений на лопаточных элементах компрессора указанной установки

Изобретение относится к воздухоочистительным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата с газотурбинной установкой. Воздухоочистительное устройство для газотурбинной установки содержит воздухоприемную камеру, осадкозадерживающий козырек, воздушные фильтры, систему подогрева циклового воздуха, подводящий горячий воздух трубопровод, который размещен под осадкозадерживающим козырьком. Под осадкозадерживающим козырьком установлен соединенный с ним, с охватом воздухоприемной камеры, кожух с вогнутостью, направленной от воздухоприемной камеры. Высота кожуха составляет 1/5-1/4 высоты воздухоприемной камеры, а радиус кривизны вогнутой поверхности составляет 1-1,5 высоты кожуха. Технический результат - повышение эффективности работы воздухоочистительного устройства. 3 ил.

Устройство фильтрации воздуха на входе в двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один фильтрующий элемент с входом для подлежащего обработке воздуха, первый выход очищенного воздуха в направлении двигателя и второй выход воздуха в окружающую среду, средство вентиляции, обеспечивающее вытяжку воздуха, начиная со второго выхода воздуха. Средство вентиляции содержит колесо вентилятора, установленное с возможностью вращения в картере и приводимое во вращение турбиной, приводимой в движение газовым потоком, отбираемым с двигателя. Турбина и колесо вентилятора располагаются концентрично относительно друг друга. Картер содержит цилиндрическую оболочку, первую стенку, которая образует изгиб с радиальным входом, который соединяется с цилиндрической оболочкой, и вторую стенку, которая образует изгиб с радиальным входом, который соединяется с цилиндрической стенкой, имеющей радиус, превышающий радиус указанной цилиндрической оболочки. Круговая внутренняя поверхность цилиндрической оболочки образует первый кольцевой канал осевого воздушного потока. Круговая наружная поверхность цилиндрической оболочки и первая и вторая стенки образуют второй канал для второго воздушного потока, причем второй кольцевой канал имеет радиальный вход и осевой выход. Первый воздушный поток засасывает воздух из внутренней части фильтра, а второй воздушный поток является потоком газа, отбираемого от двигателя для приведения в движение колеса вентилятора турбиной. Изобретение направлено на уменьшение массы устройства фильтрации воздуха, его стоимости и облегчение ремонта. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовке его к подаче в компрессор газотурбинного двигателя и защиты газовоздушного тракта газотурбинного двигателя от попадания пыли, осадков и обледенения. Воздухоочистительное устройство содержит воздухоприемную камеру, осадкозадерживающие козырьки, воздушные фильтры, расположенные в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха, в которой отводящий трубопровод снабжен патрубками с отверстиями, и в нем в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры выполнены отверстия. Между патрубками отводящего трубопровода установлены поперечные перегородки, причем нижние края осадкозадерживающего козырька и перегородок выполнены в одной горизонтальной плоскости. Техническим результатом является повышение эффективности системы подогрева циклового воздуха и эффективности работы воздухоочистительного устройства. 3 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам очистки воздуха, и может быть использовано для судовых энергетических установок при очистке воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство очистки воздуха содержит корпус, инерционный сепаратор, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. Инерционный сепаратор состоит, по крайней мере, из одного пакета зигзагообразных вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами. Влагоулавливающие элементы установлены в зигзагообразных каналах инерционного сепаратора, образованных вертикально ориентированными профилями, как у вершин, так и во впадинах каждой волны профиля. Зигзагообразные вертикально ориентированные профили имеют переднюю и заднюю кромки в виде влагоулавливающих элементов, а коагулятор выполнен распределенным по всему объему инерционного сепаратора в виде сетчатых элементов, установленных на влагоулавливающих элементах инерционного сепаратора. Технический результат заключается в устранении вибраций и повышении степени очистки воздуха. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ (39) эксплуатации стационарной газотурбинной установки (10), которая оснащена по меньшей мере одним фильтром (32, 34) для очистки всасываемого воздуха (А) и подсоединена к генератору (20). Генератор выполнен с возможностью запитывания электрической энергии в электрическую токораспределительную сеть (22). При необходимости поддержания частоты токораспределительной сети (22) и для повышения отдаваемой от газотурбинной установки (10) генератору (20) мощности осуществляют подачу в стационарную газотурбинную установку (10) от частично до полностью нефильтрованного окружающего воздуха (А). Достигается возможность избежать повышения температуры на входе, сокращающего срок службы конструктивных элементов, направляющих горячий газ, несмотря на увеличенную отдачу мощности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ улучшения сепарации посторонних предметов в привтулочной зоне вентиляторного газотурбинного двигателя (ГТД) из воздуха, поступающего во внутренний контур двигателя, основан на использовании инерционной сепарации тяжелых частиц во вращающихся межлопаточных каналах вентилятора ГТД и перемещении их из центральной зоны вентилятора в периферийную зону наружного контура. Улучшение сепарации достигается более полным использованием энергии вращения лопатки вентилятора, использованием кинетической энергии осевого движения частиц, а также увеличением длины сепарационного участка за счет торможения осевой скорости частиц и согласованием времени, потребного на сепарацию частиц, с располагаемым, получающимся при прохождении частицами ширины лопатки вентилятора. Способ позволяет производить эффективную очистку воздуха, поступающего в компрессор вентиляторного ГТД. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его для подачи в компрессор газотурбинного двигателя. Воздухоочистительное устройство содержит воздухоприемную камеру, в которой ярусами установлены блоки комбинированной системы фильтрации, включающие влагоотделители и фильтры грубой очистки, осадкозадерживающие козырьки, систему подогрева циклового воздуха, включающую закольцованный отводящий трубопровод с патрубками и отверстиями. Система подогрева циклового воздуха снабжена дополнительным трубопроводом, имеющим отводящие патрубки с отверстиями, а патрубки закольцованного отводящего трубопровода содержат вертикальный участок с отверстиями, при этом в воздухоприемной камере влагоотделители комбинированной системы расположены отдельно от фильтров грубой очистки. При этом возможно выполнение дополнительного трубопровода п-образной формы с установлением его на уровне среза осадкозадерживающих козырьков. Дополнительный трубопровод и его патрубки сужаются по направлению воздушного потока пропорционально величине давления в них. Использование изобретения позволит повысить эффективность системы подогрева циклового воздуха и исключить образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх