Двухвентиляторный газотурбинный двигатель



Двухвентиляторный газотурбинный двигатель
Двухвентиляторный газотурбинный двигатель
Двухвентиляторный газотурбинный двигатель
Двухвентиляторный газотурбинный двигатель
Двухвентиляторный газотурбинный двигатель

 


Владельцы патента RU 2486361:

СНЕКМА (FR)

Газотурбинный двигатель выполнен с двумя входным и выходным вентиляторами противоположного вращения, установленными на входе компрессора низкого давления и приводимыми во вращение двумя коаксиальными валами противоположного вращения. Каждый из коаксиальных валов связывает вентиляторное колесо с, по меньшей мере, одним размещенным на выходе колесом турбины низкого давления. Колесо выходного вентилятора связано выходной частью со своим приводным валом. Изобретение позволяет освободить под колесом вентилятора пространство для крепления балансировочных накладок колеса выходного вентилятора, уменьшить массу и длину суппорта входного приводного подшипника. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение касается газотурбинного двигателя с двумя вентиляторами противоположного вращения, в частности - особого расположения элементов связи вентиляторов с их приводными валами.

В известных газотурбинных двигателях, содержащих механическую конструкцию с двумя вентиляторами, два вентиляторных колеса, аксиально разнесенные одно от другого, приводятся во вращение в противоположных направлениях валами турбиной низкого давления, расположенной в выходной части газотурбинного двигателя.

Каждый вал турбины низкого давления соединен входным концом с приводным валом колеса вентилятора. Приводной вал колеса входного вентилятора связан с выходной частью входного колеса и окружен приводным валом колеса выходного вентилятора, связанным с входной частью колеса выходного вентилятора связывающей перегородкой формы усеченного конуса.

Приводной вал выходного вентилятора установлен входным концом во входном подшипнике, который размещен радиально внутри колеса выходного вентилятора, а выходным концом в выходном подшипнике. Эти два подшипника связаны суппортами с картерами газотурбинного двигателя. Входной конец вала входного вентилятора связан с входным концом вала выходного вентилятора входным межваловым подшипником, а его выходной конец связан с выходным концом вала выходного вентилятора посредством выходного межвалового подшипника. Эти два межваловых подшипника обеспечивают центрирование приводного вала входного вентилятора внутри приводного вала выходного вентилятора.

Преимущество подобного типа двухвентиляторной конструкции состоит в уменьшении шумов двигателя вследствие уменьшения вдвое скорости вращения каждого из двух вентиляторов по сравнению с двигателем с одним вентилятором и позволяет также увеличить отдачу газотурбинного двигателя. Однако газотурбинные двигатели с вентиляторами противоположного вращения из известного уровня техники имеют много недостатков.

Действительно, при работе газотурбинного двигателя вариант крепления колеса выходного вентилятора за приводной вал не позволяет сохранить оптимальное центрирование под действием центробежной силы. Более того, крепление входного подшипника привода выходного вентилятора должно быть достаточно жестким для удержания, в частности, усилий, передаваемых колесами входного и выходного вентиляторов, что приводит, вследствие их значительной длины, к использованию суппорта довольно значительной массы.

Совмещение входного приводного подшипника и входного межвалового подшипника требует изменения размеров одного из двух подшипников, приводящего к изменению геометрии другого подшипника. Более того, такое изменение ограничено близостью суппорта входного приводного подшипника к балансировочным накладкам колеса выходного вентилятора, которые направлены внутрь газотурбинного двигателя.

Смазка приводных подшипников обеспечивается жиклерами, установленными на суппортах этих подшипников. Смазка входного и выходного межвалового подшипников не может осуществляться с помощью такой техники, поскольку эти подшипники размещены внутри двух вращающихся валов, которые мешают креплению жиклеров.

Решение состоит в установке центробежного черпака на приводной вал выходного вентилятора, питаемого маслом от жиклера, закрепленного на суппорте выходного приводного подшипника. Масло, собранное этим черпаком, проходит через отверстия в стенке приводного вала выходного вентилятора. Под действием центробежной силы это масло проходит по внутренней стенке в форме усеченного конуса приводного вала выходного вентилятора и смазывает, таким образом, последовательно выходной межваловый подшипник и входной межваловый подшипник. Это решение оказывается менее эффективным, чем решение, реализуемое с помощью жиклеров, так как слой масла может образоваться на уровне межваловых подшипников, приводящих к скольжению вращающихся элементов подшипников, нежели к их качению, что ускоряет износ вращающихся элементов подшипников. Однако это решение остается интересным в случае газотурбинного двигателя с двумя вентиляторами, так как скорость вращения каждого вентилятора вдвое меньше, чем скорость вращения вала одновентиляторного газотурбинного двигателя.

Использование внутренней стенки приводного вала выходного вентилятора для направления масла от выходного межвалового подшипника к входному межваловому подшипнику мешает выполнению вентиляционных отверстий в этой стенке, что не позволяет создать герметичный объем между двумя приводными валами и приводит к разности давлений с обеих сторон выходного вентилятора. Повышение температуры в этом объеме также может привести к нагреву различных деталей и смазочного материала.

Средства спуска масла часто используются для сбора части масляной суспензии в пространствах, расположенных между подшипниками, и, таким образом, ограничить потребление масла двигателем и загрязнение атмосферы. Однако радиальная близость приводных валов входного и выходного вентиляторов не позволяет использовать классические средства спуска масла в межваловом пространстве, представляющем собой тип трубопровода, радиально закрепленного на приводном валу входного вентилятора, так как условием их хорошей работы является минимальное расстояние между свободным концом радиального трубопровода и внутренней стенкой вала выходного вентилятора. В этом случае прибегают к более сложным средствам, более дорогостоящим и более тяжелым. Кроме того, невозможность выполнения отверстий в стенке приводного вала выходного вентилятора между межваловыми подшипниками исключает также использование системы выпуска масла между суппортом входного приводного подшипника и приводным валом выходного вентилятора.

Задачей изобретения является простое, экономичное и эффективное решение этих проблем известного уровня техники.

Для решения этой задачи предлагается газотурбинный двигатель с двумя входным и выходным вентиляторами противоположного вращения, установленными на входе компрессора низкого давления и приводимыми двумя коаксиальными валами противоположного вращения, каждый из которых связывает колесо вентилятора с, по меньшей мере, одним колесом турбины низкого давления, расположенным на выходе, в котором колесо выходного вентилятора своей выходной частью связано со своим приводным валом.

В соответствии с изобретением, крепление колеса выходного вентилятора на выходной части этого колеса позволяет освободить под колесом вентилятора пространство, достаточное для крепления балансировочных накладок колеса выходного вентилятора.

Предпочтительно, чтобы входная часть вала выходного вентилятора приводилась во вращение в подшипнике, размещенном на выходе колеса выходного вентилятора, что позволяет уменьшить массу и длину суппорта входного приводного подшипника, который связан с картером газотурбинного двигателя.

Предпочтительно также, чтобы внешний диаметр этого подшипника практически был равен внутреннему диаметру колеса выходного вентилятора. Увеличение диаметра приводного подшипника по сравнению с известным уровнем техники позволяет лучше передать усилия на суппорт приводного подшипника при сохранении сечения тела качения подобным из известного уровня техники. Малая скорость вращения вентиляторов противоположного вращения позволяет осуществить эту модификацию без уменьшения срока службы тела качения.

Предпочтительно также, чтобы выходная часть колеса выходного вентилятора была закреплена болтами на кольцевой реборде входной части приводного вала и на входном конце перегородки в форме усеченного конуса связи с ротором компрессора низкого давления газотурбинного двигателя. Двойная связь болтами с выходом колеса выходного вентилятора позволяет осуществить необходимую балансировку комплекса компрессора низкого давления и колеса выходного вентилятора перед установкой на приводной вал, который балансируется независимо. Геометрия этого крепления позволяет также сохранить оптимальную центровку колеса выходного вентилятора в процессе работы газотурбинного двигателя, несмотря на действие центробежных сил.

Предпочтительно, чтобы входная часть вала выходного вентилятора содержала две перегородки в форме усеченного конуса, входную и выходную, связанные между собой для образования сечения V-образной формы, вершина которого ориентирована радиально наружу и несет приводной подшипник вала. V-образная форма позволяет радиально удалить один от другого приводные валы, что увеличивает объем межвалового пространства и позволяет использовать классические средства спуска масла типа радиального трубопровода.

Входной межваловый подшипник размещен между входным концом входной конической перегородки вала выходного вентилятора и входным концом вала входного вентилятора. Кроме того, выходной межваловый подшипник установлен между двумя коаксиальными валами вентиляторов на выходном конце выходной конусной перегородки выходного вентилятора и содержит средства сбора и направления смазочного материала к средствам подачи масла к входному межваловому подшипнику.

Предпочтительно, чтобы средства подачи масла к входному подшипнику содержали центробежный черпак, соединенный со средствами спуска масла, размещенными между двумя валами, а также трубопроводы, аксиально диаметрально противоположные относительно оси газотурбинного двигателя, питаемые центробежным черпаком и питающие черпак, сочлененный с внутренней гайкой входного межвалового подшипника.

Предпочтительно также, чтобы средства сбора масла у выходного подшипника содержали аксиальную цилиндрическую юбку, продолженную к входу внешней гайкой выходного подшипника.

Из-за V-образной формы входной части вала выходного вентилятора масло больше не может доходить до входного межвалового подшипника, стекая по внутренней стенке вала выходного вентилятора. Для восстановления подачи масла к входному межваловому подшипнику, внешняя гайка крепления выходного межвалового подшипника к выходному приводному валу снабжена цилиндрической юбкой, которая позволяет подавать масло, проходящее через выходной межваловый подшипник, к центробежному черпаку, который соединяется трубопроводами с черпаком, закрепленным на внутренней гайке входного подшипника.

Входная часть приводного вала выходного вентилятора содержит вентиляционные отверстия, что позволяет уравновесить давления и температуры с обеих сторон приводного вала выходного вентилятора.

Входная часть входной конусной части вала выходного вентилятора может быть связана кожухом в форме усеченного конуса с входной частью колеса выходного вентилятора. Этот кожух закрывает объем, в котором циркулируют воздух и масло вокруг подшипников, и направляет воздух от компрессора низкого давления к системам наддува объема. Кожух может быть выполнен из легкого материала, так как он не участвует в механической устойчивости выходного вентилятора.

Предпочтительно, чтобы кожух в форме усеченного конуса входным концом был связан с кольцевой стенкой, размещенной радиально к внутренней части, и внутренний радиальный конец которой достигает части приводного вала выходного вентилятора, размещенной на входе входного подшипника, для создания системы наддува в кожухе.

Кольцевая стенка предпочтительно содержит вентиляционные отверстия, образованные в ее толще, открывающиеся в радиально внутренний край кольцевой стенки и в пространство, размещенное между колесом выходного вентилятора и входной конической стенкой вала выходного вентилятора. Поток воздуха может также установиться от выхода к входу через эти отверстия, что позволяет избежать попадания масла их входного подшипника на вход конусного кожуха, которое может уйти в струю вторичного потока вместе с вентиляционным воздухом кабины.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- Фиг.1 изображает схематично половину частичного аксиального разреза двухвентиляторного газотурбинного двигателя из известного уровня техники;

- Фиг.2 изображает схематично половину частичного аксиального разреза газотурбинного двигателя, содержащего входной и выходной вентиляторы противоположного вращения в соответствии с изобретением;

- Фиг.3 схематично представляет в аксиальном разрезе в увеличенном масштабе механическую конструкцию двухвентиляторного газотурбинного двигателя в соответствии с изобретением;

- Фиг.4 и 5 изображают виды, идентичные фиг.3, иллюстрирующие смазку подшипников качения и циркуляцию воздуха в двухвентиляторном газотурбинном двигателе по изобретению.

На фиг.1 изображена часть двухвентиляторного газотурбинного двигателя из известного уровня техники. Такой газотурбинный двигатель содержит два вентиляторных колеса противоположного вращения, входное 10 и выходное 12, приводимые во вращение вокруг оси 18 газотурбинного двигателя с помощью двух коаксиальных осей 20, 22, при этом вал 22 выходного вентилятора охватывает вал 20 входного вентилятора. Каждое из вентиляторных колес содержит накладки 24, радиально вытянутые внутрь и предназначенные для балансировки колес 10, 12 при вращении. Вентиляторные колеса 10, 12 окружены снаружи ограничивающим кожухом 26, который позволяет направлять поток воздуха, входящий в газотурбинный двигатель.

Два вентилятора, входной и выходной, установлены на выходе конуса 28, служащего для направления потока воздуха в газотурбинный двигатель и на вход компрессора 30 низкого давления, который разделяет поток воздуха на первичный поток воздуха, представленный стрелкой А, и на вторичный поток, представленный стрелкой В.

Входной конец вала 20 входного вентилятора прикреплен системой 32 болт/гайка к соединительной стенке 34 формы усеченного конуса с выходной поверхностью входного вентиляторного колеса 10. Входной конец вала 22 выходного вентилятора прикреплен системой 36 болт/гайка к входному краю стенки 38 в форме усеченного конуса, сечение которой расширяется к выходу, а выходной край этой конусной стенки 38 соединен системой 40 болт/гайка к входной поверхности выходного вентиляторного колеса 12. Выходная часть выходного вентиляторного колеса 12 связана конусной соединительной стенкой 42 с ротором компрессора 30 низкого давления системой 44 болт/гайка.

Вал 20 входного вентилятора удерживается во вращении валом 22 выходного вентилятора через входной межваловый подшипник 46 и выходной межваловый подшипник 48.

Входной направляющий подшипник 50, размещенный на входном конце вала 22 выходного вентилятора, установлен на удерживающей конусной стенке 52, скрепленной с кожухом газотурбинного двигателя. Выходной направляющий подшипник 56 встроен между выходным концом вала 22 выходного вентилятора и суппортом подшипника 57, закрепленном на картере 54.

Входной межваловый подшипник 46 и выходной направляющий подшипник 56 являются шарикоподшипниками, что позволяет выдерживать аксиальные нагрузки, в то время как выходной межваловый подшипник 48 и входной направляющий подшипник являются роликовыми, что позволяет выдерживать радиальные нагрузки газотурбинного двигателя.

Первый масляный жиклер 58 установлен на внутренней поверхности конусной стенки суппорта 52 и позволяет, таким образом, смазывать входной направляющий подшипник 50. Второй масляный жиклер 60 и третий масляный жиклер 62, установленные на подшипниковом суппорте 57, расположены строго радиально с радиальной ориентацией масляных выходов внутрь и позволяют смазывать выходной направляющий подшипник 56 и выходной межваловый подшипник 48 соответственно.

Выходной конец вала 22 выходного вентилятора содержит аксиальные отверстия, которые открываются во входную сторону к выходному межваловому подшипнику 48 и в сторону выхода к центробежному черпаку 66 для сбора масла, поступающего из третьего жиклера 62.

Выходной конец вала 22 выходного вентилятора закреплен на валу 67 турбины низкого давления (не представленной на чертеже) с помощью гайки 68, навинченной на входной конец этого первого вала 67 турбины низкого давления. Аналогично, выходной конец вала 20 входного вентилятора закреплен навинчиванием гайки 69 на втором валу 70 турбины низкого давления, окруженном первым валом 67 турбины низкого давления. Гайка 68 содержит аксиальную цилиндрическую юбку, вытянутую в сторону входа и герметично сочлененную с помощью вращающегося уплотнения 75, закрепленного на выходном конце вала 20 входного вентилятора, на выходе выходного межвалового подшипника 48.

При работе газотурбинного двигателя газообразные продукты горения приводят во вращение в противоположных направлениях валы турбины и, соответственно, валы 67, 70. Таким образом, валы 20, 22 входного и выходного вентиляторов вращаются в противоположных направлениях, что позволяет уменьшить уровень шумов и повысить отдачу по сравнению с одновентиляторным газотурбинным двигателем.

Смазка входного межвалового подшипника 46 осуществляется следующим образом: масло, поступающее из третьего жиклера 62, собирается центробежным черпаком 66, затем поступает через аксиальные отверстия 64 вала 22 выходного вентилятора для питания выходного подшипника 48. Наконец, масло стекает к входу по внутренней стенке оси 22 выходного вентилятора под действием центробежных сил для смазки входного межвалового подшипника 26.

В механической конструкции такого типа размеры входного межвалового подшипника и выходного направляющего подшипника 50 могут изменяться лишь в небольших пределах в связи с близостью балансировочных накладок 24 к суппорту 52 входного направляющего подшипника 50. Кроме того, невозможно выполнить отверстия в валу 22 выходного вентилятора для циркуляции воздуха, отбираемого из компрессора низкого давления 30, к валу 20 входного вентилятора, так как масло течет вдоль этого вала. Кроме того, радиальный зазор между двумя вентиляторными валами 20, 22 недостаточен для установки классических средств для стока масла типа радиальных трубопроводов.

Изобретение, представленное на фиг.2 и 3, позволяет решить проблему двухвентиляторной конструкции такого типа благодаря тому, что связь вала 71 выходного вентилятора с его колесом 12 осуществляется на выходной части колеса 12. Вал 71 выходного вентиляторного колеса 12 содержит две перегородки формы усеченного конуса, входную и выходную 72, 73, соединенные между собой с образованием V-образного сечения. V-образная вершина радиально ориентирована наружу и содержит цилиндрическую платформу 74, несущую направляющий подшипник 50 вала 71 выходного вентилятора. Кольцевая реборда 76 простирается от V-образной вершины и связана с выходной поверхностью вентиляторного колеса 12 системой 78 болт/гайка. Эта связь позволяет сохранить центрирование выходного вентиляторного колеса под действием центробежной силы. Вторая сболченная связь 44 связывает выходную поверхность колеса 12 выходного вентилятора с конусной перегородкой 42 ротора компрессора 30 низкого давления. Такая двойная связь позволяет динамически уравновесить комплекс ′колесо выходного вентилятора 12/ротор компрессора 30 низкого давления′ перед установкой этого комплекса на вал 71 выходного вентилятора.

Изобретение позволяет осуществить аксиальное смещение назад и радиальное наружу входного направляющего подшипника 50. Суппорт подшипника 52 также может быть укорочен, что уменьшает массу газотурбинного двигателя. Такой новый способ крепления позволяет также освободить пространство внутри колеса 12 выходного вентилятора для установки балансировочных накладок 24.

Входной межваловый подшипник 46 установлен между входным краем входной конусной перегородки 72 оси 71 выходного вентилятора и входным концом вала 20 входного вентилятора. Подобным образом выходной межваловый подшипник 48 установлен между выходным краем выходной конусной перегородки 73 оси 71 выходного вентилятора и выходным концом вала 20 входного вентилятора.

Кожух 80 в форме усеченного конуса соединяет входной край входной конусной перегородки 72 вала 71 выходного вентилятора с входной поверхностью колеса 12 выходного вентилятора. Кожух 80 в форме усеченного конуса связан своим входным краем с цилиндрической стенкой 82, направленной к выходной части, и с кольцевой стенкой 84, радиально направленной внутрь. Цилиндрическая стенка 82 опирается своей внутренней поверхностью на выходной край входной 72 конусной перегородки вала 71 выходного вентилятора. Радиально внутренний край кольцевой стенки 84 находится на одном уровне с частью 20 входного вентилятора. Кольцевая стенка 84 содержит также множество отверстий 86, выполненных в ее толще. Эти отверстия открываются одним концом строго перпендикулярно валу выходного вентилятора, а другим концом в отверстия 88, выполненные в полости между входной конусной перегородкой 72 вала 71 выходного вентилятора и колесом 12 выходного вентилятора. В отличие от известного уровня техники кожух 80 не участвует в передаче усилий при работе газотурбинного двигателя, что позволяет использовать легкие материалы.

Изменение геометрии вала 71 выходного вентилятора позволяет осуществить установку радиальных каналов 90 спуска масла, закрепленных на оси 20 входного вентилятора с помощью кольца 91 и размещенных между двумя вентиляторными валами 20, 71. Действительно, пространство Е между конусной перегородкой 73 вала 71 выходного вентилятора и радиально внешний конец каналов 90 теперь превышает минимальное расстояние, необходимое для хорошего функционирования этого типа средств спуска масла (фиг.3).

Новый вариант циркуляции масла был разработан в связи с тем, что V-образная форма вала 71 выходного вентилятора не позволяет поступать смазочному материалу от выходного межвалового подшипника 48 к входному межваловому подшипнику 46. Для этого выходной край конусной перегородки 73 вала 71 выходного вентилятора содержит средства сбора масла от выходного межвалового подшипника 48. Эти средства содержат аксиальную цилиндрическую юбку 92, продолжающую в сторону входа внешнюю крепежную гайку 94 выходного межвалового подшипника 48.

Эти средства для сбора масла, сочлененные с валом 71 выходного вентилятора, взаимодействуют со средствами подачи масла к входному межваловому подшипнику 46. Средства подачи содержат выходной центробежный черпак 96, встроенный в кольцо 91 для удержания трубопровода 90 отбора масла и связанный на входе с двумя трубопроводами 98, размещенными в направлении входного межвалового подшипника 46. Эти трубопроводы 98, ориентированные аксиально или, в идеальном случае, слегка наклоненные наружу от выходной части к входной для ускорения течения масла под действием центробежной силы, установлены между радиальными трубопроводами 90 для отбора масла. Два трубопровода 98 диаметрально противоположны относительно оси 18 газотурбинного двигателя для того, чтобы не нарушить балансировку вала входного вентилятора 20 при работе газотурбинного двигателя. Входной центробежный черпак 100 сочленен с гайкой внутреннего крепления входного межвалового подшипника 46 и соединен с валом 20 входного вентилятора.

Трубопроводы 98 размещены между трубопроводами 90 и введены между кольцом 91 для удержания трубопровода 90 и удерживающим кольцом 103. Кольцо 102 обеспечивает торможение внутренней гайки, фиксирующей входной межваловый подшипник 46, а также центрирование и угловое индексирование кольца 103 относительно оси входного вентилятора 20. Кольцо 91 для удержания трубопровода 90 также индексируется относительно вала входного вентилятора 20. Двойное индексирование колец 91 и 103 обеспечивает правильное угловое положение и параллельную установку трубопроводов 98.

Входной край выходной конусной перегородки 73 содержит аксиальные отверстия 104, образованные под платформой 74, открывающиеся с обеих сторон конусной перегородки 73.

Кольцевая реборда 76 и выходная конусная перегородка 73 вала 71 выходного вентилятора содержат вентиляционные отверстия 106.

Смазка входных и выходных межваловых подшипников 46, 48 осуществляется по стрелкам, показанным на фиг.4. Масло подается третьим жиклером 62 и черпак 66 вала 71 выходного вентилятора позволяет направлять масло через отверстия 64 до выходного межвалового подшипника 48. Под действием центробежных сил масло, проходящее через вращающиеся детали выходного межвалового подшипника 48, собирается и направляется к входному концу крепежной гайки 94, затем поступает в направлении выходного черпака 96. Масло далее проходит по трубопроводам 98 до входного черпака 100, который позволяет собирать масло и направлять его далее до входного межвалового подшипника 46. Затем оно проходит через сеть отверстий и каналов до внутреннего кольца входного межвалового подшипника 46, который распределяет масло по вращающимся элементам. Масло, поступающее на вход входного межвалового подшипника 46, собирается черпаком, который подает его в сеть отверстий, позволяющих отправить его к выходу этого подшипника, и соединяется с маслом, которое впрыскивается на выход входного межвалового подшипника 46. Масло распространяется далее к выходу на внутреннюю поверхность входной конусной перегородки 72 вала 71 выходного вентилятора под действием центробежных сил. Оно проходит далее по отверстиям 104, выполненным в платформе 74, затем стекает под действием гравитации на внутреннюю стенку суппорта 52 входного направляющего подшипника 50.

Для того чтобы различные черпаки обеспечивали хорошую циркуляцию смазывающего масла, внутренний диаметр тела качения входного межвалового подшипника 46 увеличен по сравнению с известным уровнем техники.

Изобретение позволяет осуществить поступление воздуха от компрессора низкого давления к валу 20 входного вентилятора через отверстия 106 вала 71 выходного вентилятора при исключении любой разности давлений между двумя валами вентилятора (фиг.5). Через нагнетательные отверстия 88, 86 создается поток воздуха из полости, размещенной между колесом 12 выходного вентилятора и входной конусной перегородкой 72, в сторону радиально внутренней крайней части кольцевой перегородки 82 кожуха 80 в форме усеченного конуса. Этот поток позволяет удерживать на выходе из конусного кожуха 80 смазывающее масло, которое поступает на входной подшипник 46. Таким образом, избегают потерь масла на входе кожуха 80, которое могло бы поступить во вторичный поток вентиляции кабины.

Двойной вентилятор газотурбинного двигателя по изобретению скомпонован следующим образом: вал 71 колеса 12 выходного вентилятора установлен в направляющих подшипниках 50 и 56. Полученная таким образом конструкция установлена в картере 54 газотурбинного двигателя с помощью суппортов 52, 57 направляющих подшипников 50 и 56. Кольцевая реборда 76 вала 71 выходного вентилятора закреплена с помощью болтов 78 на выходной части колеса 12 выходного вентилятора. Выходной конец вала 71 выходного вентилятора закреплен с помощью гайки 68 к своему валу 67 турбины низкого давления. Вал 20 входного вентилятора установлен между роликовыми подшипниками входным 46 и выходным 48 внутри вала 71 выходного вентилятора и закреплен выходным концом к своему валу 70 турбины низкого давления гайкой 69. Наконец, входной конец вала 20 входного вентилятора закреплен на входном колесе 10, а входной конус 28 размещен на входе сконструированного таким образом двойного вентилятора.

В качестве варианта, входной межваловый подшипник 46 и выходной направляющий подшипник 56 являются роликовыми, а выходной межваловый подшипник 48 и входной направляющий подшипник 50 являются шариковыми.

1. Газотурбинный двигатель с двумя входным и выходным вентиляторами противоположного вращения, установленными на входе компрессора низкого давления и приводимыми во вращение двумя коаксиальными валами (20, 21) противоположного вращения, каждый из которых связывает вентиляторное колесо (10, 12) с, по меньшей мере, одним размещенным на выходе колесом турбины низкого давления, отличающийся тем, что колесо (12) выходного вентилятора связано выходной частью со своим приводным валом (71).

2. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что входная часть вала выходного вентилятора вращается в подшипнике (50), размещенном на выходе колеса (12) выходного вентилятора.

3. Газотурбинный двигатель по п.2, отличающийся тем, что внешний диаметр подшипника (50) практически равен внутреннему диаметру колеса (12) выходного вентилятора.

4. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что выходная часть колеса (12) выходного вентилятора закреплена с помощью болтов на кольцевой реборде (76) входной части своего приводного вала (71) и на входном конце перегородки (42) в форме усеченного конуса с ротором компрессора (30) низкого давления.

5. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что входная часть выходного вентилятора содержит две, входную (72) и выходную, (73) перегородки в форме усеченного конуса, связанные между собой с образованием сечения V-образной формы, при этом V-образная вершина радиально ориентирована наружу и несет направляющий подшипник (50) вала.

6. Газотурбинный двигатель по п.5, отличающийся тем, что входной межваловый подшипник (46) установлен между входным концом входной конусной перегородки (72) вала выходного вентилятора (71) и входным концом вала (20) входного вентилятора.

7. Газотурбинный двигатель по п.6, отличающийся тем, что выходной межваловый подшипник (48) установлен между двумя коаксиальными валами (20, 71) вентиляторов на выходном конце выходной конусной перегородки (73) вала (71) выходного вентилятора и содержит средства сбора и направления смазывающего масла к средствам направления масла к межваловому входному подшипнику (46).

8. Газотурбинный двигатель по п.7, отличающийся тем, что средства подачи масла к входному подшипнику содержат центробежный черпак (96), встроенный в средства спуска масла, размещенные между двумя валами (20, 71), а также аксиальные трубопроводы (98), диаметрально противоположные относительно оси газотурбинного двигателя, питаемые центробежным черпаком (96) и питающие встроенный черпак (100), размещенный на внутренней гайке входного межвалового подшипника (46).

9. Газотурбинный двигатель по п.7, отличающийся тем, что средства отбора масла от выходного подшипника содержат аксиальную цилиндрическую юбку (92), являющуюся продолжением в сторону входа внешней гайки (94) выходного подшипника (48).

10. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что входная часть приводного вала выходного вентилятора содержит вентиляционные отверстия (106).

11. Газотурбинный двигатель по п.5, отличающийся тем, что входной край входной конусной перегородки (72) оси (71) выходного вентилятора связан кожухом (80) в форме усеченного конуса с входной частью колеса (12) выходного вентилятора.

12. Газотурбинный двигатель по п.11, отличающийся тем, что кожух (80) в форме усеченного конуса связан своим входным краем с кольцевой стенкой (84), радиально направленной внутрь и внутренний радиальный конец которой размещен на одном уровне с частью приводного вала выходного вентилятора, расположенной на входе входного подшипника (46).

13. Газотурбинный двигатель по п.12, отличающийся тем, что кольцевая стенка (84) содержит вентиляционные отверстия, выполненные в ее толще, открывающиеся в пространство между колесом (12) выходного вентилятора и входной конусной перегородкой (72) вала (71) выходного вентилятора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к винтовентиляторам заднего расположения авиационных газотурбинных двигателей и позволяет повысить надежность и эффективность работы путем организации охлаждения полых стоек и лопастей винтовентилятора и снижения гидравлических потерь в газовом канале и утечек в стыках между сегментами полых стоек.

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, конкретно к вентиляторам авиационных газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, конкретно к вентиляторам авиационных газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к газотурбинным двигателям сверхвысокой степени двухконтурности авиационного применения. .

Изобретение относится к двухконтурным газотурбинным двигателям авиационного применения. .

Изобретение относится к системе воздушных винтов противоположного вращения для газотурбинного двигателя летательного аппарата, в частности к системе воздушных винтов противоположного вращения со средствами обеспечения флюгирования их лопастей

Система вращающихся в противоположных направлениях воздушных винтов для газотурбинного двигателя летательного аппарата имеет в своем составе свободную силовую турбину, содержащую первый ротор, первый воздушный винт и второй воздушный винт, вращающиеся в противоположных направлениях, предназначенные для приведения их во вращение вокруг продольной оси системы воздушных винтов по отношению к статору этой системы, и устройство механической передачи. Устройство механической передачи содержит эпициклоидальный передаточный механизм, снабженный планетарной шестерней, центрированной на упомянутой продольной оси и приводимой в движение при помощи упомянутого первого ротора свободной силовой турбины, по меньшей мере один сателлит, находящийся в зубчатом зацеплении с упомянутой планетарной шестерней, держатель сателлита(ов), приводящий в движение упомянутый первый воздушный винт, а также коронную шестерню, находящуюся в зубчатом зацеплении с каждым сателлитом и приводящую в движение упомянутый второй воздушный винт. Свободная силовая турбина содержит также второй ротор, вращающийся в противоположном направлении по отношению к упомянутому первому ротору и приводящий во вращательное движение упомянутую коронную шестерню. Изобретение позволяет уменьшить общую массу системы винтов, уменьшить шум, снизить нагрузки, действующие на средства подвески двигателя. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система винтов противоположного вращения для газотурбинного двигателя летательного аппарата содержит свободную силовую турбину, первый винт и второй винт противоположного вращения, предназначенные для приведения во вращение вокруг продольной оси системы винтов, механическое устройство трансмиссии, картер. Первый винт расположен в данном направлении относительно упомянутого второго винта. Первый и второй винты содержат, каждый, втулку, центрованную по продольной оси, расположенную концентрично с ней наружную обечайку, участвующую в радиальном ограничении наружу главного кольцевого потока, а также соединительные стойки, соединяющие наружную обечайку с втулкой. Механическое устройство трансмиссии приводится в движение свободной силовой турбиной и приводит в движение первый и второй винты. Картер установлен между свободной силовой турбиной и первым и вторым винтами. Винты расположены в упомянутом данном направлении относительно картера. Свободная турбина проходит в противоположном направлении относительно этого же картера. Картер содержит удлинитель картера в упомянутом данном направлении, являющийся опорой при вращении втулки второго винта. Соединительные стойки второго винта расположены в упомянутом противоположном направлении, проходя в радиальном направлении наружу. Изобретение направлено на уменьшение габаритных размеров и массы газотурбинного двигателя. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Система винтов противоположного вращения для турбомашины летательного аппарата содержит свободную силовую турбину, первый и второй винты противоположного вращения и устройство механической трансмиссии. Силовая турбина содержит первый и второй роторы противоположного вращения. Устройство механической трансмиссии расположено между первым и вторым винтами и содержит эпициклоидальный передаточный механизм, включающий планетарную шестерню, сателлиты, водило сателлитов и коронную шестерню. Планетарная шестерня приводится в движение первым ротором свободной силовой турбины, сателлиты находятся в зубчатом зацеплении с упомянутой планетарной шестерней, а водило сателлитов приводит в движение первый винт. Приводимая в движение вторым ротором коронная шестерня находится в зубчатом зацеплении с каждым сателлитом и приводит во вращение второй винт. Другое изобретение группы относится к турбомашине летательного аппарата, содержащей указанную выше систему винтов противоположного вращения. Группа изобретений позволяет упростить конструкцию турбомашины и уменьшить ее размеры. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх