Система отбора воздуха для осевой турбомашины

Авторы патента:


Система отбора воздуха для осевой турбомашины
Система отбора воздуха для осевой турбомашины
Система отбора воздуха для осевой турбомашины
Система отбора воздуха для осевой турбомашины

 


Владельцы патента RU 2584365:

ТЕКСПЕЙС АЕРО С.А. (BE)

Изобретение относится к статору с лопатками, осевому компрессору для осевой турбомашины и осевой турбомашине. Статор содержит по меньшей мере одну цилиндрическую стенку (28, 30, 34, 36) для формирования кольцевого потока (18), ряд лопаток (26), проходящих радиально от цилиндрической стенки (28, 30, 34, 36), и устройства для нагнетания давления в камеру(48), сообщающиеся с кольцевым потоком (18). Камера (48) отделена от корпуса для смазки лабиринтовым уплотнением. Устройства нагнетания давления содержат по меньшей мере один канал (56), проходящий через цилиндрическую стенку (28, 30, 34, 36) и соединяющийся с кольцевым потоком (18). Устройства для нагнетания давления дополнительно содержат по меньшей мере один воздухозаборник (50), сообщающийся с каналом (56) и кольцевым потоком (18). Воздухозаборник (50) открыт вверх по потоку с тем, чтобы улавливать динамическое давление кольцевого потока. Осевой компрессор (4,6) для осевой турбомашины содержит по меньшей мере один упомянутый статор. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

[0001] Изобретение относится к статору осевой турбомашины. Изобретение также относится к турбомашине с устройствами для нагнетания давления в камере. Более конкретно, изобретение относится к турбомашине, содержащей компрессор, оснащенный статором с устройствами для нагнетания давления в камере.

Уровень техники

[0002] Турбомашина содержит ротор, способный вращаться относительно статора турбомашины. При эксплуатации ротор вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту. Механические соединения, такие как подшипники, установлены на границах между статором и ротором. Подшипники позволяют поглощать механические напряжения, будучи предусмотренными для скорости вращения. Для поддержания оптимальных рабочих условий, к этим подшипникам подается масло для смазки. В работе это масло может превращаться в масляный туман.

[0003] Для предотвращения распределения по остальной части турбомашины подшипники установлены в корпусы для смазки, которые обычно герметично уплотнены. Вал ротора проходит в эти корпуса, создавая слабые участки в плане уплотнения соединения между неподвижными и подвижными поверхностями. Для предотвращения утечек в этих соединениях они содержат лабиринтовые уплотнения. Эти уплотнения могут ограничивать утечку, несмотря на предельные условия, которым они подвержены.

[0004] Для дополнительного снижения и преимущественно устранения утечек масла каждое лабиринтовое уплотнение выполнено в камере под давлением. При работе турбомашины давление камеры под давлением выше, чем давление установленного корпуса для смазки. В таком случае последний находится при более низком давлении, чем часть окружающей его области. Таким образом, лабиринтовое уплотнение, расположенное на границе, предотвращает любую утечку, кроме утечки из камеры под давлением в корпус для смазки; из последнего масло вытекать уже не может. В этом случае масло сохраняется. Обычно оно не распространяется в остальную часть турбомашины.

[0005] Для генерирования давления в камере под давлением турбомашина имеет систему отбора сжатого воздуха.

[0006] Патент FR 2698406 A1 раскрывает устройство для нагнетания давления в камере, окружающей корпус для смазки подшипника. Устройство содержит каналы отбора воздуха для подачи воздуха к камере. Каналы забирают воздух через отверстия, расположенные до соответствующих конечных ступеней компрессора низкого давления и компрессора высокого давления. Благодаря системе управления устройство подает воздух, давление и температура которого регулируются независимо от рабочих режимов турбомашины. Однако давление отбираемого воздуха является относительно низким. В некоторых конфигурациях это давление может быть слишком низким. Кроме того, потеря давления в каналах снижает давление, доступное для нагнетания в камеру.

Краткое описание изобретения

Техническая задача

[0007] Изобретение нацелено на решение по меньшей мере одной из задач, представленных в уровне техники. Изобретение также нацелено на повышение доступного давления для нагнетания в камеру турбомашины. Изобретение также нацелено на поддержание эффективности турбомашины.

Техническое решение

[0008] Настоящее изобретение относится к статору с лопатками осевой турбомашины, содержащему по меньшей мере одну цилиндрическую стенку, предусмотренную для формирования кольцевого потока, ряд лопаток, проходящих радиально от цилиндрической стенки, и устройства нагнетания давлении в камеру, содержащие по меньшей мере один канал, проходящий через толщину цилиндрической стенки и сообщающийся с кольцевым потоком; при этом устройства нагнетания давления дополнительно содержат по меньшей мере один воздухозаборник на цилиндрической стенке, расположенный с боковой стороны кольцевого потока и сообщающийся с проходом, при этом один или несколько воздухозаборников открываются вверх по потоку, чтобы таким образом уловить динамическое давление указанного потока.

[0009] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения один или несколько воздухозаборников содержат разделяющую кромку кольцевого потока, при этом указанная кромка проходит в целом перпендикулярно направлению кольцевого потока и находится на расстоянии в радиальном направлении от соответствующей кромки цилиндрической стенки, при этом одно или несколько отверстий одного или нескольких воздухозаборников проходят от разделяющей кромки и соответствующей кромки стенки.

[0010] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения один или несколько воздухозаборников содержат направляющую стенку, проходящую по сути в направлении течения кольцевого потока от разделяющей кромки к цилиндрической стенке.

[0011] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения один или несколько воздухозаборников расположены после лопаток.

[0012] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения лопатки имеют средний шаг L4, при этом воздухозаборник проходит по окружности на более чем 30% среднего шага L4, предпочтительнее 60%, еще предпочтительнее более 150%.

[0013] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения продольное сечение одного или нескольких воздухозаборников имеет изогнутый профиль, чтобы таким образом постепенно отклонять часть кольцевого потока через цилиндрическую стенку.

[0014] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения осевой размер одного или нескольких каналов больше чем его/их радиальный размер, предпочтительно по меньшей мере в три раза.

[0015] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения один или несколько воздухозаборников и цилиндрическая стенка выполнены заодно, предпочтительно один или несколько воздухозаборников выполнены путем продавливания и вытягивания цилиндрической стенки.

[0016] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения часть цилиндрической стенки непосредственно перед отверстием одного или нескольких воздухозаборников наклонена таким образом, чтобы увеличивать сечение указанного отверстия.

[0017] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения цилиндрическая стенка является внутренней стенкой, при этом статор содержит внешнюю стенку, по сути соосную с первой, при этом между указанными стенками проходят лопатки.

[0018] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения статор содержит промежуточный корпус с двумя промежуточными концентричными цилиндрическими стенками, относящимися к внутренней и внешней цилиндрическим стенкам соответственно, при этом указанные стенки содержат проходящие в радиальном направлении ответвления корпуса, при этом один или несколько воздухозаборников расположены на ответвлениях корпуса и/или перед ними.

[0019] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения каналы проходят в радиальном направлении через цилиндрическую стенку.

[0020] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения по меньшей мере на одном воздухозаборнике кольцевой поток имеет осевую компоненту и тангенциальную компоненту.

[0021] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения цилиндрическая стенка содержит кольцевой слой истираемого материала, при этом канал проходит через толщину слоя истираемого материала.

[0022] Толщина цилиндрической стенки и слоя истираемого материала измеряются перпендикулярно цилиндрической поверхности цилиндрической стенки, находящейся в контакте с кольцевым потоком.

[0023] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения воздухозаборник расположен ниже по потоку от лопаток последнего кольцевого ряда лопаток статора, предпочтительно на более чем 2,00 мм.

[0024] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения устройства для нагнетания давления предусмотрены по сути для передачи давления кольцевого потока камере под давлением.

[0025] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения камера обычно закрыта.

[0026] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения камера по сути, и предпочтительно единственно, находится в сообщении с одним или несколькими воздухозаборниками и с уплотнительными устройствами, обеспечивающими герметичность.

[0027] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения камера по сути является цилиндрической.

[0028] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения любой поток газа через камеру под давлением по сути направлен от периферии к центру.

[0029] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения толщина воздухозаборника меньше, чем толщина цилиндрической стенки, на которой он расположен.

[0030] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения цилиндрическая стенка содержит металлический материал, такой как титан, или композитный материал, или керамический материал.

[0031] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения длина воздухозаборника в осевом направлении больше его высоты в радиальном направлении предпочтительно в три раза, еще предпочтительнее в шесть раз.

[0032] Изобретение также относится к осевому компрессору, содержащему по меньшей мере один статор с лопатками, при этом все или по меньшей мере один статор выполнен согласно изобретению, а компрессор предпочтительно содержит несколько статоров с лопатками, включая статор, расположенный внизу по потоку, при этом статор, расположенный внизу по потоку, выполнен согласно изобретению.

[0033] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения компрессор содержит барабан и по меньшей мере один кольцевой ряд лопаток ротора, установленных на барабане, при этом один или несколько воздухозаборников расположены в осевом направлении после барабана или в осевом направлении на барабане с отверстиями, расположенными в осевом направлении в ряд с воздухозаборником и радиально внутри цилиндрической стенки.

[0034] Изобретение также относится к осевой турбомашине, содержащей компрессор и/или турбину по меньшей мере с одним статором, при этом все или по меньшей мере один статор выполнены согласно изобретению, и/или компрессор выполнен согласно изобретению, предпочтительно турбомашина содержит корпус для смазки, камеру под давлением в сообщении с воздухозаборниками, уплотнительные устройства соединения между камерой под давлением и корпусом для смазки.

[0035] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения один или несколько воздухозаборников расположены на внутренней оболочке статора, предпочтительно внутренняя оболочка статора окружает камеру под давлением, еще предпочтительнее внутренняя оболочка содержит уплотнительные устройства до и после воздухозаборника.

[0036] Согласно преимущественному варианту осуществления изобретения воздухозаборник может быть расположен на одной из внутренних оболочек компрессора или турбины.

Заявленные преимущества

[0037] Изобретение позволяет получить камеру под давлением. Последняя предотвращает утечку масла из корпуса для смазки благодаря лабиринтовому уплотнению. Воздухозаборник проходит радиально в кольцевой поток, что дает возможность извлечь пользу из динамического давления в потоке. Таким образом, он может быть свободно расположен на компрессоре в осевом направлении, даже вверх по потоку, поскольку кольцевой поток уже имеет высокую скорость ниже по потоку от турбовентилятора.

[0038] Изобретение обеспечивает высокое статическое давление, даже когда воздухозаборник расположен на компрессоре низкого давления. Конфигурация изобретения позволяет установить лабиринтовое уплотнение под давлением непосредственно путем повышения давления в барабане. Следует отметить, что по сравнению с уровнем техники изобретение избавляет от необходимости в дополнительных устройствах разделения лабиринтового уплотнения на отсеки. Подобным образом линии, соединяющие воздухозаборник с устройствами разделения на отсеки, являются излишними.

[0039] Изобретение позволяет суммировать статическое и динамическое давление кольцевого потока. Конфигурация воздухозаборника и канала может снижать потери давления. Таким образом, давление в камере под давлением устанавливают максимальным для данных рабочих условий. Даже несмотря на то, что воздухозаборник является препятствием для потока, его влияние незначительно, поскольку поток в любом случае будет разделен расположенными ниже по потоку ответвлениями корпуса. Эффективность турбомашины сохраняется.

[0040] Воздухозаборник может быть выполнен на внутренней оболочке статора. Наличие воздухозаборника позволяет модифицировать колебательное ответное действие и по возможности позволяет гасить вибрацию. Форма воздухозаборника, проходящая радиально в поток, усиливает возможность гашения вибраций.

Краткое описание графических материалов

[0041] Фиг. 1 показывает осевую турбомашину согласно настоящему изобретению.

[0042] Фиг. 2 показывает компрессор турбомашины согласно первому варианту осуществления изобретения.

[0043] Фиг. 3 показывает вид в разрезе статора согласно первому варианту осуществления изобретения.

[0044] Фиг. 4 показывает вид в изометрии воздухозаборника согласно первому варианту осуществления изобретения.

[0045] Фиг. 5 показывает вид спереди части статора согласно первому варианту осуществления.

[0046] Фиг. 6 показывает вид в разрезе статора согласно второму варианту осуществления изобретения.

[0047] Фиг. 7 показывает вид в разрезе статора согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Описание вариантов осуществления

[0048] В следующем описании термины «внутренний», а также «внешний» или «наружный» относятся к положению относительно оси вращения осевой турбомашины.

[0049] Фиг. 1 показывает осевую турбомашину. В данном случае это двухконтурный турбореактивный двигатель. Турбореактивный двигатель 2 содержит первую ступень компрессии, также именуемую компрессором 4 низкого давления, вторую ступень компрессии, также именуемую компрессором 6 высокого давления, камеру 8 сгорания и одну или несколько ступеней турбины 10. В процессе работы механическая энергия турбины 10 передается через центральный вал 12 на ротор и приводит в действие два компрессора 4 и 6. Редукторные механизмы могут повышать скорость вращения, передаваемую компрессорам. Альтернативно каждая из различных ступеней турбины может быть соединена со ступенями компрессора через центральные соосные валы. Последние содержат несколько рядов лопаток ротора, связанных с рядами лопаток статора. Вращение ротора вокруг своей оси 14 вращения генерирует поток воздуха и постепенно закачивает его во впускное отверстие камеры 10 сгорания.

[0050] Приточный вентилятор, в целом обозначенный как вентилятор 16, соединен с ротором 12 и генерирует поток воздуха, разделяемый на первичный поток 18, проходящий через различные вышеуказанные уровни турбомашины, и вторичный поток 20, проходящий через кольцевой канал (показанный частично) вдоль длины машины, а затем соединяющийся с основным потоком на выходе из турбины. Первичный поток 18 и вторичный поток 20 являются кольцевыми потоками и проходят через корпус турбомашины. Для этого корпус имеет цилиндрические стенки или оболочки, которые могут быть внутренними или внешними.

[0051] На фиг. 2 показан вид в разрезе компрессора 4 низкого давления осевой турбомашины 2, такой как показана на фиг. 1. Просматривается часть вентилятора 16, а также ребро 22 разделителя первичного 18 и вторичного 20 воздушных потоков. Ротор 12 содержит несколько рядов лопаток 24 ротора, например три.

[0052] Компрессор 4 низкого давления содержит по меньшей мере один статор, предпочтительно несколько статоров. В данном случае компрессор 4 низкого давления содержит четыре статора, при этом каждый статор содержит по меньшей мере одну цилиндрическую стенку и ряд лопаток 26 статора. Предпочтительно каждый статор содержит две цилиндрические стенки, внутреннюю стенку 28 и внешнюю стенку 30, которые концентричны и соосны. Внешняя стенка 30 может быть общей для нескольких статоров. Внутренняя стенка 28 может быть внутренней оболочкой 28, прикрепленной к внутренним краям лопаток 26 статора одного кольцевого ряда. Статоры соединены с вентилятором 16 или с рядом лопаток 24 ротора для выпрямления потока воздуха, чтобы, таким образом, превращать скорость потока в давление.

[0053] Лопатки 26 статора проходят по сути радиально от внешней части наружной стенки 30 и могут быть прикреплены к ней болтами. Они отстоят на одинаковом расстоянии друг от друга и имеют одинаковую угловую ориентацию в потоке. Преимущественно эти лопатки идентичны. Факультативно шаг между лопатками может локально отличаться, как и их угловая ориентация. Компрессор 6 высокого давления может иметь подобную конструкцию.

[0054] Компрессор 4 низкого давления содержит корпус, например промежуточный корпус 32, который механически и гидравлически соединяет компрессор 4 низкого давления с компрессором 6 высокого давления. Промежуточный корпус 32 содержит внутреннюю цилиндрическую промежуточную стенку 34 и внешнюю цилиндрическую промежуточную стенку 36, которые образуют промежуточный кольцевой поток. Эти промежуточные стенки могут быть сплошными с внутренними цилиндрическими стенками 28 и внешними цилиндрическими стенками 30 компрессоров 4 низкого давления и компрессоров 6 высокого давления.

[0055] Промежуточный корпус 32 может содержать ответвления 38 корпуса, проходящие радиально через промежуточный поток. Ответвления 38 корпуса являются опорами, которые могут быть предусмотрены, по меньшей мере, для частичной амортизации осевой нагрузки вентилятора 16. Они могут быть полыми, позволяя жидкости протекать через них или механические коробки передач.

[0056] Ротор 12 установлен на вале 40, вращающемся относительно корпуса 32 посредством подшипников 42. Каждый из этих подшипников 42 расположен в камере 44, в которой находится преимущественно масляный туман. Чтобы предотвратить распространение этого масла по остальной части двигателя, корпус 44 для смазки закрыт и по сути герметичен. Для этой цели он содержит верхнее уплотнение 46. Верхнее уплотнение 46 может быть лабиринтовым уплотнением 46.

[0057] Для пресечения любой остаточной течи верхнее уплотнение 46 находится в сообщении с камерой 48 под давлением. Последняя может также частично окружать лабиринтовое уплотнение 44. Во время работы компрессора 4 давление в камере 48 под давлением выше, чем давление в корпусе 44 для смазки.

[0058] Для поддержания камеры 48 под требуемым давлением по меньшей мере один из статоров содержит устройство для нагнетания давления. Устройство для нагнетания давления содержит по меньшей мере один воздухозаборник 50 для нагнетания давления. Предпочтительно устройства для нагнетания давления содержат несколько воздухозаборников 50 для нагнетания давления. Преимущественно воздухозаборники 50 расположены на одном уровне в осевом направлении. Один или несколько воздухозаборников 50 могут быть расположены в осевом направлении на одном из компрессоров. Предпочтительно один или несколько воздухозаборников 50 расположены на статоре после компрессора 4 низкого давления. Воздухозаборники 50 могут быть расположены в осевом направлении выше по потоку от ответвлений 38 корпуса.

[0059] Фиг. 3 показывает участок после компрессора 4 низкого давления согласно изобретению.

[0060] Компрессор 4 низкого давления содержит статор, расположенный ниже по потоку. Расположенный ниже по потоку статор содержит внутреннюю оболочку 28 U-образной формы. Внутренняя оболочка 28 содержит уплотнительные устройства. Уплотнительные устройства могут содержать кольцевой слой истираемого материала 52, который может быть нанесен на внутреннюю поверхность внутренней оболочки 28. Истираемый слой 52 предусмотрен для образования истирающегося соединения с кольцевыми ребрами, сформированными на внешней поверхности ротора. Уплотнительные устройства внутренней оболочки 28 могут также содержать часть 54, проходящую в радиальном направлении и прижимаемую к внутренней промежуточной стенке 34 посредством промежуточного корпуса 32. Эти уплотнительные устройства установлены соответственно выше и ниже по потоку от внутренней оболочки 28, таким образом обеспечивая уплотнение между внутренней и внешней частью внутренней оболочки 28. Таким образом, она предусмотрена для обеспечения герметичного окружения камеры под давлением.

[0061] Устройство для нагнетания давления содержит воздухозаборник 50 для нагнетания давления, расположенный на внутренней оболочке 28. Воздухозаборник 50 находится в сообщении с кольцевым потоком 18, предпочтительно непосредственно. Воздухозаборник 50 расположен ниже по потоку от лопатки 26 статора в точке, где статическое давление является самым высоким в осевом направлении. Он проходит от внутренней оболочки 28 и открывается в кольцевой поток вверх по потоку. Таким образом, воздухозаборник может уловить динамическое давление кольцевого потока. Воздухозаборник 50 позволяет суммировать статическое и динамическое давление кольцевого потока и передает общее давление к камере 48 под давлением.

[0062] Устройство для нагнетания давления содержит канал 56, предусмотренный для передачи давления. Канал 56 проходит через толщину внутреннего кожуха 28, предпочтительно непосредственно. Канал 56, по меньшей мере, частично сформирован воздухозаборником 50. Канал 56 открыт вверх по потоку в направлении локального кольцевого потока. Канал 56 может проникать в истираемый слой 52. Таким образом, воздухозаборник 50 может сообщать давление общего кольцевого потока непосредственно в камеру 48 под давлением. Это снижает потери давления и способствует возможному потоку.

[0063] Канал 56 имеет вход и выход. Площадь выхода больше площади входа, предпочтительно по меньшей мере в три раза. Вход проходит перпендикулярно к внешней поверхности внутренней оболочки 28, а выход в целом расположен заподлицо с внутренней оболочкой 28. Выход образует отверстие во внутренней оболочке 28. Наименьшая площадь поперечного сечения канала образует горловину 58 или минимальный участок 58 канала, проходящий поперечно в кольцевой поток. Минимальный участок 58 канала проходит в целом вдоль плоскости, перпендикулярной вектору скорости в соответствующем воздухозаборнике 50. Таким образом, воздухозаборник 50 извлекает максимальную пользу из динамического давления потока. Отметим, что этот минимальный участок 58 канала позволяет улавливать часть кольцевого потока, таким образом извлекая пользу из его динамического давления.

[0064] Воздухозаборник может быть расположен на внешней цилиндрической стенке статора. Воздухозаборник также может быть расположен на промежуточной цилиндрической стенке промежуточного корпуса или на одном из ответвлений корпуса.

[0065] Фиг. 4 показывает вид в изометрии воздухозаборника 50 согласно первому варианту осуществления изобретения.

[0066] Воздухозаборник 50 изогнут и предназначен для постепенного отклонения части кольцевого потока. Он имеет осевой профиль и/или тангенциальную кривую. Длина осевого профиля воздухозаборника 50 в осевом направлении больше его высоты в радиальном направлении. Воздухозаборник 50 имеет ширину L1 по окружности, превышающую его длину L2 в осевом направлении.

[0067] Воздухозаборник 50 сформирован как одно целое с внутренней оболочкой 28. Преимущественно внутренняя оболочка выполнена из металлического материала, такого как титан. В заготовке оболочки выполнено отверстие, образующее щель. Затем она вытянута в радиальном направлении со стороны ниже по потоку от щели.

[0068] Фиг. 5 показывает вид спереди части статора согласно первому варианту осуществления.

[0069] Воздухозаборник 50 может быть расположен по окружности на статоре между двумя последовательными лопатками 26. Предпочтительно он расположен по окружности на ответвлении 38 корпуса. Таким образом, возмущения, которые он генерирует, увлекаются первичным потоком в сторону ответвления 38 корпуса. Благодаря своей толщине и профилю ответвление 38 корпуса также создает возмущения в кольцевом потоке. Эти возмущения объединяются с возмущениями, генерируемыми воздухозаборником 50. Влияние сочетания этих возмущений на производительность двигателя меньше суммы влияния этих возмущений, взятых по отдельности. Таким образом сохраняется производительность двигателя.

[0070] Воздухозаборник 50 содержит разделяющую кромку 60 и направляющую кромку 60. Разделяющая кромка 60 отделяет часть кольцевого потока от остальной части потока. Она образует минимальный участок 58 канала. Она проходит перпендикулярно в направлении кольцевого потока. Она образует в осевом направлении профиль воздухозаборника 50. Воздухозаборник содержит направляющую стенку, соединяющую разделяющую кромку 60 с общим радиальным профилем цилиндрической стенки 28.

[0071] Воздухозаборник 50 имеет тангенциальную ширину L1, большую, чем его радиальная высота L3, предпочтительно по меньшей мере в два раза, еще предпочтительнее по меньшей мере в пять раз. Лопатки 26 статора имеют средний шаг L4 по окружности. Тангенциальная ширина L1 составляет более 20% расстояния L4, предпочтительно более 80%, еще предпочтительнее более 150%.

[0072] Фиг. 6 показывает вид в разрезе статора согласно второму варианту осуществления изобретения. Фиг. 6 для одинаковых или подобных элементов имеет такие же номера ссылок, как и на предыдущих фигурах, но вся нумерация увеличена на 100. Дополнительно следует сделать ссылку на описание предыдущей фигуры для подобных или аналогичных элементов.

[0073] Цилиндрическая стенка 128 содержит наклонную часть 162 стенки, расположенную напротив кольцевого потока 118. В процессе работы часть 118 внешнего кольцевого потока проходит вдоль поверхности наклонной части 162 стенки. Ниже по потоку от этой части 162 статор содержит воздухозаборник 150. Этот воздухозаборник 150 может быть образован цилиндрической стенкой 128. Воздухозаборник 150 выступает в часть кольцевого потока, который был отклонен вдоль наклонной части 162 стенки. Канал 156 сформирован воздухозаборником 150 и наклонной частью 162 стенки.

[0074] Наклонная часть 162 стенки длиннее в осевом направлении, чем в радиальном, чтобы облегчить изменение направления для прохождения под цилиндрической стенкой 128. Такая конфигурация уменьшает возмущения, которым подвергается кольцевой поток по мере его прохождения через цилиндрическую стенку 128.

[0075] Фиг. 7 показывает вид в разрезе статора согласно третьему варианту осуществления изобретения. Фиг. 7 для одинаковых или подобных элементов имеет такие же номера ссылок, как и на предыдущих фигурах, но вся нумерация увеличена на 200. Дополнительно следует сделать ссылку на описание предыдущей фигуры для подобных или аналогичных элементов.

[0076] Устройство для нагнетания давления содержит воздухозаборник 250 для нагнетания давления и наклонную часть 262 стенки, образующую выступ. Канал 256 и карман находятся в осевом и/или радиальном сообщении. Воздухозаборник 250 и наклонная часть 262 стенки расположены на цилиндрической стенке 228. Воздухозаборник 250 и наклонная часть 262 стенки выступают относительно цилиндрической стенки 228 в противоположных направлениях.

[0077] Такая конфигурация увеличивает радиальную высоту минимального участка 258 канала и, следовательно, увеличивает потенциальный поток через него. Это повышение высоты возможно с одновременным уменьшением любого вмешательства в кольцевой поток 218.

1. Статор с лопатками осевой турбомашины (2), содержащий:
- по меньшей мере одну цилиндрическую стенку (28, 30, 34, 36, 128, 228), предусмотренную для формирования кольцевого потока (18, 118, 218);
- ряд лопаток (26, 126, 226), проходящих радиально от цилиндрической стенки (28, 30, 34, 36, 128, 228), и
- устройства нагнетания давления в камеру (48), содержащие по меньшей мере один канал (56, 156, 256), проходящий через цилиндрическую стенку (28, 30, 34, 36, 128, 228) и сообщающийся с кольцевым потоком (18, 118, 218);
отличающийся тем, что
устройства нагнетания давления дополнительно содержат по меньшей мере один воздухозаборник (50, 150, 250) на цилиндрической стенке (28, 30, 34, 36, 128, 228), расположенный с боковой стороны кольцевого потока (18, 118, 218) и сообщающийся с каналом (56, 156, 256), при этом один или несколько воздухозаборников (50, 150, 250) направлены вверх по потоку, чтобы таким образом улавливать динамическое давление указанного потока (18, 118, 218).

2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что один или несколько воздухозаборников (50, 150, 250) содержат разделяющую кромку (60, 160, 260) кольцевого потока (18, 118, 218), при этом указанная кромка в целом проходит перпендикулярно направлению кольцевого потока и находится на расстоянии в радиальном направлении от соответствующей кромки цилиндрической стенки (28, 30, 34, 36, 128, 228), при этом отверстие воздухозаборников (50, 150, 250) проходит между разделяющей кромкой и соответствующей кромкой стенки.

3. Статор по п. 2, отличающийся тем, что один или несколько воздухозаборников (50, 150, 250) содержат направляющую стенку, проходящую по существу в направлении течения кольцевого потока от разделяющей кромки (60, 160,260) к цилиндрической стенке.

4. Статор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что один или несколько воздухозаборников (50, 150, 250) расположены ниже по потоку от лопаток (26, 126,226).

5. Статор по п. 4, отличающийся тем, что лопатки (26, 126, 226) имеют средний шаг L4, при этом по меньшей мере один воздухозаборник проходит по окружности на более чем 30% среднего шага L4, предпочтительнее 60%, еще предпочтительнее более 150%.

6. Статор по п. 1, отличающийся тем, что продольное сечение одного или нескольких воздухозаборников (50, 150, 250) имеет изогнутый профиль, чтобы таким образом постепенно отклонять часть кольцевого потока через цилиндрическую стенку.

7. Статор по п. 1, отличающийся тем, что осевой размер канала (56, 156, 256) больше его радиального размера, предпочтительно по меньшей мере в три раза.

8. Статор по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один воздухозаборник (50, 150, 250) и цилиндрическая стенка (28, 30, 34, 36, 128, 228) выполнены заодно, или предпочтительно по меньшей мере один воздухозаборник выполнен путем продавливания и вытягивания цилиндрической стенки.

9. Статор по п. 1, отличающийся тем, что часть (162, 262) цилиндрической стенки (128, 228) непосредственно выше по потоку от отверстия одного или нескольких воздухозаборников (150, 250) наклонена таким образом, чтобы увеличить сечение указанного отверстия.

10. Статор по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая стенка (28, 30, 34, 36, 128, 228) является внутренней стенкой, при этом статор содержит внешнюю стенку (30, 36), по существу соосную с первой, при этом между указанными стенками проходят лопатки (26, 126, 226).

11. Статор по п. 10, отличающийся тем, что содержит промежуточный корпус (32) с двумя промежуточными концентричными цилиндрическими стенками (34, 36), относящимися к внутренней и внешней цилиндрическим стенкам соответственно, при этом указанные стенки (34, 36) содержат проходящие в радиальном направлении ответвления (38) корпуса, при этом по меньшей мере один воздухозаборник (50) расположен в направлении по окружности на ответвлениях корпуса и/или перед ними.

12. Осевой компрессор (4, 6) для осевой турбомашины, содержащий по меньшей мере один статор с лопатками, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один статор выполнен по одному из пп. 1-11.

13. Осевой компрессор (4, 6) по п. 12, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один статор, расположенный ниже по потоку.

14. Осевой компрессор (4, 6) по п. 12 или 13, отличающийся тем, что компрессор содержит барабан и по меньшей мере один кольцевой ряд лопаток (24) ротора, установленных на барабане, при этом один или несколько воздухозаборников (50, 150, 250) расположены в осевом направлении ниже по потоку от барабана или в осевом направлении на барабане с отверстиями, расположенными в осевом направлении в ряд с одним или несколькими воздухозаборниками и радиально внутри цилиндрической стенки.

15. Осевая турбомашина (2), содержащая компрессор (4, 6) по меньшей мере с одним статором, отличающаяся тем, что компрессор (4, 6) выполнен согласно одному из пп. 12-14.

16. Осевая турбомашина (2) по п. 15, отличающаяся тем, что турбомашина содержит корпус (44) для смазки, камеру (48) под давлением, находящуюся в сообщении с по меньшей мере одним воздухозаборником (50, 150, 250), и уплотнительные устройства (46) на соединении между камерой (48) под давлением и корпусом (44) для смазки.

17. Осевая турбомашина (2) по п. 15 или 16, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один воздухозаборник (50, 150, 250) расположен на внутренней оболочке (28, 128, 228) статора, предпочтительно внутренняя оболочка статора окружает камеру (48) под давлением, более предпочтительно внутренняя оболочка (28, 128, 228) содержит уплотнительные устройства (52, 54) выше и ниже по потоку от одного или нескольких воздухозаборников (50, 150, 250).



 

Похожие патенты:

Осевой компрессор (10) газотурбинного двигателя содержит корпус (12), который имеет внутреннюю стенку, образующую аэродинамическую базовую поверхность для канала для прохода газа, и в котором смонтировано рабочее колесо (14), имеющее радиальные лопатки (18).

Система отбора рабочей текучей среды от внутреннего объема турбомашины содержит обойму лопаток, содержащую кольцеобразную направляющую, и множество лопаточных устройств, каждое из которых содержит полку, лопаточный элемент, установленный на полку, и хвостовик, установленный на кольцеобразной направляющей.

Изобретение относится к двухконтурным газотурбинным двигателям авиационного применения. Двухконтурный двигатель включает рабочее колесо вентилятора, спрямляющие лопатки и компрессор низкого давления на выходе из рабочего колеса, а также разделитель потоков воздуха между наружным и внутренним контурами двухконтурного двигателя.

Корпус турбореактивного двигателя выполнен с возможностью установки в нем множества лопаток и содержит средства крепления конца каждой лопатки, расположенные на стороне корпуса, противоположной лопаткам.

Кожух компрессора осевой турбомашины и способ изготовления кожуха. Кожух содержит опору (34) в целом цилиндрической формы, изготовленную из композиционного материала, металлическое кольцо (36), прилегающее при помощи сцепления к внутрилежащей поверхности опоры (34), и слой истираемого материала (22), прилегающий при помощи плазменного напыления к внутрилежащей поверхности металлического кольца (36).

Описан корпус осевого компрессора двигателя летательного аппарата, противостоящий титановому пожару. Выполняют комбинированный корпус, в котором несущую конструкцию для неподвижных лопаток выполняют в виде моноблочной детали из титана или титанового сплава, и в качестве средств тепловой защиты она содержит по меньшей мере один элемент, образующий экран из жаростойкого сплава, невоспламеняемого от горящего титана.

Корпус (5) для ротора турбокомпрессора, в частности для вентилятора турбореактивного двигателя. Корпус содержит периферийный бандаж (6), формирующий кольцевой зажим вокруг корпуса.

Изобретение относится к энергетическому гидромашиностроению. .

Изобретение относится к вентиляторостроению и позволяет при его использовании обеспечить расширение области устойчивой работы и промышленного использования вентилятора путем уменьшения вращающегося срыва в его лопаточных венцах.

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может найти применение при сборке рабочего колеса вентилятора турбовентиляторного авиационного двигателя. Техническим результатом изобретения является снижение уровней шума самолета на режимах взлета и набора высоты в контрольных точках по стандартам ИКАО.

Звукопоглощающая панель содержит, по меньшей мере, одну ячеистую сердцевину, расположенную между внутренней обшивкой и наружной обшивкой. В наружную обшивку встроен, по меньшей мере, один крепежный элемент, выполненный с возможностью образования разъемного соединения с ответным крепежным элементом, взаимодействующим с конструкцией, к которой следует прикрепить звукопоглощающую панель.

Носовая часть рассекателя осевой турбомашины, предназначенная для разделения потока, поступающего в турбомашину, на внутренний контур и наружный контур, содержит, по сути, круговую переднюю кромку, кольцевую стенку, проходящую от передней кромки и ограничивающую наружный контур, по меньшей мере один канал для противообледенительной текучей среды для носовой части рассекателя, проходящий по существу в осевом направлении вдоль стенки и открывающийся во внутренний контур.

Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом содержит газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством.

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.

Изобретение относится к передней части (122) разделителя осевой турбомашины, предназначенной для разделения кольцевого потока в турбомашине на первичный поток (118) и вторичный поток (120) для прохождения термодинамического цикла.

Изобретение относится к авиастроению, а именно к крепежной бобышке для крепления вспомогательного устройства к кожуху вентилятора авиационного двигателя. Бобышка содержит основание, выполненное из множества наложенных друг на друга слоев из армирующих волокон и матрицы, объединяющей армирующие волокна вместе, и внедренное тело, которое внедрено в основание и включает соединительную конструкцию, соединяемую с вспомогательным устройством.

Группа изобретений относится к области аэрогидродинамики. Группа изобретений включает обтекаемое текучей средой тело, проточный канал, реактивный двигатель, приводное устройство, пленку для такого тела и применение обтекаемой текучей средой структуры.

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в конструкции воздухоочистительных устройств газотурбинных установок (ГТУ), применяемых в качестве приводов, например, газоперекачивающих агрегатов или газотурбинных электростанций, для исключения возможности возникновения помпажа двигателя ГТУ.

Противообледенительная система газотурбинного двигателя содержит теплообменник, установленный в проточной части двигателя перед входом в компрессор двигателя. Воздух, отбираемый за последней ступенью компрессора, через теплообменник подается в систему охлаждения турбины.

Система отбора рабочей текучей среды от внутреннего объема турбомашины содержит обойму лопаток, содержащую кольцеобразную направляющую, и множество лопаточных устройств, каждое из которых содержит полку, лопаточный элемент, установленный на полку, и хвостовик, установленный на кольцеобразной направляющей.
Наверх