Статор газовой турбины

Изобретение относится к статорам газовых турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор газовой турбины, внешний корпус которого содержит радиальные кольцевые ребра, образующие кольцевые воздушные полости, соединенные между собой воздушными каналами. Воздушные каналы во внешнем корпусе статора выполнены направленными перпендикулярно к наружной поверхности внешнего корпуса, соединенные между собой через воздушную полость, образованную установленным перепускным фланцем на наружной поверхности внешнего корпуса статора. Причем L/d=4…10; L/М=0,5…4, где d - диаметр воздушного канала; L - осевая длина фланца; М - размер фланца в окружном направлении. Позволяет повысить надежность и снизить стоимость статора газовой турбины путем выполнения воздушных каналов подачи охлаждающего воздуха перпендикулярно направленными к наружной поверхности внешнего корпуса статора. 2 ил.

 

Изобретение относится к статорам газовых турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен статор газовой турбины газотурбинного двигателя, наружный корпус которого охлаждается путем струйного обдува охлаждающим воздухом внешней поверхности корпуса (Патент RU 2324063, публ. 10.05.2008, МПК F02C 7/06, F02C 7/047).

Недостатком такой конструкции является пониженная эффективность охлаждения, что приводит к увеличению расхода охлаждающего воздуха.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является статор газовой турбины, наружный корпус которого содержит направленные к центру радиальные кольцевые ребра, воздушные полости между которыми соединены осевыми каналами для прохода охлаждающего воздуха (Патент RU 2151886, публ. 27.06.2000, МПК F01D 11/24, F01D 25/14).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является повышенная материалоемкость заготовки и трудоемкость изготовления, из-за высоких радиальных кольцевых ребер и выполнения в них осевых отверстий.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение надежности и снижение стоимости статора газовой турбины путем выполнения воздушных каналов подачи охлаждающего воздуха перпендикулярно направленными к наружной поверхности внешнего корпуса статора.

Технический результат достигается тем, что в статоре газовой турбины, внешний корпус которого содержит радиальные кольцевые ребра, образующие воздушные полости, соединенные между собой воздушными каналами, согласно изобретению, воздушные каналы во внешнем корпусе статора выполняют направленными перпендикулярно к наружной поверхности внешнего корпуса, соединяют между собой через воздушную полость, образованную установленным перепускным фланцем на наружной поверхности внешнего корпуса статора, причем L/d=4…10; L/М=0,5…4, где: d - диаметр воздушного канала; L - осевая длина перепускного фланца; М - размер перепускного фланца в окружном направлении.

Выполнение воздушных каналов во внешнем корпусе статора газовой турбины снижает уровень термических напряжений в стенках канала из-за минимальной температуры наружной стенки, что повышает надежность статора газовой турбины.

Выполнение воздушных каналов направленными перпендикулярно к наружной поверхности внешнего корпуса статора газовой турбины и соединенными между собой через воздушную полость позволяет производить механическую доработку каналов по оптимизации их пропускной способности при доводке системы охлаждения статора без его разборки, что снижает затраты и уменьшает время доводки, улучшает охлаждение ребра, что способствует снижению температуры внешнего корпуса и повышает его надежность.

Соединение воздушных каналов через воздушную полость установленного на наружной поверхности внешнего корпуса перепускного фланца уменьшает гидравлические потери охлаждающего воздуха из-за увеличенных проходных площадей воздушной полости перепускного фланца.

При L/d<4 - снижается надежность из-за врезания воздушных каналов в радиальное кольцевое ребро; при L/d>10 - снижается надежность из-за повышенных температурных деформаций перепускного фланца относительно внешнего корпуса статора газовой турбины; при L/М<0,5 - снижается надежность из-за повышенных напряжений в перепускном фланце в окружном направлении; при L/М>4 - снижается надежность из-за повышенных напряжений в перепускном фланце в осевом направлении.

На фиг. 1 показан продольный разрез статора газовой турбины;

На фиг. 2 показан вид А на фиг. 1.

Статор газовой турбины 1 включает в себя внешний корпус 2 с радиальными кольцевыми ребрами 3, на которых установлены разрезные кольца 4 и сопловые лопатки 5, контактирующие со стороны проточной части 6 с высокотемпературным газовым потоком 7.

Совместно с разрезным кольцом 4 и с сопловой лопаткой 5 радиального кольцевого ребра 3 образуют переднюю 8 и заднюю 9 по потоку газ 7 воздушные кольцевые полости, через которые проходит поток охлаждающего воздуха 10.

Передняя воздушная кольцевая полость 8 на выходе направленным перпендикулярно к наружной поверхности внешнего корпуса воздушным каналом 11 соединена с воздушной полостью 12 перепускного фланца 13, установленным на наружной поверхности 14 внешнего корпуса 2. В свою очередь, воздушная полость 12 перепускного фланца 13 на выходе воздушного канала 15 соединена с задней воздушной кольцевой полостью 9.

Работает данное устройство следующим образом.

При работе статора газовой турбины 1 в проточной его части 6 протекает высокотемпературный газовый поток, что могло бы привести к перегреву внешнего корпуса 2 и его поломке. Однако этого не происходит, так как установленный на наружной поверхности 14 внешнего корпуса 2 перепускной фланец 13 позволяет организовать последовательную продувку воздушных кольцевых полостей 8 и 9 потоком охлаждающего воздуха 10, снижая таким образом температуру внешнего корпуса 2. Поскольку внешний корпус 2 и перепускной фланец 13 имеют различные темпы нагрева и охлаждения, то для уменьшения возможных температурных деформаций и связанных с ними повышенных напряжений, размеры перепускного фланца 13 в осевом и в окружном направлениях выполняются минимальными.

Таким образом выполнение предлагаемого изобретения, с вышеуказанными отличительными признаками, позволяет повысить надежность и снизить стоимости статора газовой турбины путем выполнения воздушных каналов подачи охлаждающего воздуха перпендикулярно направленными к наружной поверхности внешнего корпуса статора.

Статор газовой турбины, внешний корпус которого содержит радиальные кольцевые ребра, образующие кольцевые воздушные полости, соединенные между собой воздушными каналами, отличающийся тем, что воздушные каналы во внешнем корпусе статора выполнены направленными перпендикулярно к наружной поверхности внешнего корпуса, соединены между собой через воздушную полость, образованную установленным перепускным фланцем на наружной поверхности внешнего корпуса статора, причем L/d=4…10; L/М=0,5…4, где d - диаметр воздушного канала; L - осевая длина фланца; М - размер фланца в окружном направлении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лопастной машине. Лопастная машина содержит внутренний корпус, радиально ограничивающий проточный канал машины.

Изобретение относится к лопастной машине. Лопастная машина содержит внутренний корпус, радиально ограничивающий проточный канал машины.

Газотурбинный двигатель включает внешний кожух, канал для отвода выхлопных газов, охлаждающий канал, панельную структуру и воздуховод. Канал для отвода выхлопных газов расположен внутри внешнего кожуха и содержит внешнюю и внутреннюю стенки канала, формирующие кольцевой проход и распложенные радиально внутрь от внешнего кожуха.

Газотурбинный двигатель включает внешний кожух, канал для отвода выхлопных газов, охлаждающий канал, панельную структуру и воздуховод. Канал для отвода выхлопных газов расположен внутри внешнего кожуха и содержит внешнюю и внутреннюю стенки канала, формирующие кольцевой проход и распложенные радиально внутрь от внешнего кожуха.

Настоящее изобретение описывает турбину (100), содержащую опорный конструктивный элемент (101), который проходит вдоль направления (102) по окружности турбины (100), при этом опорный конструктивный элемент (101) имеет канавку (103), через которую может направляться охлаждающий воздух.

Турбина, в частности газовая турбина, содержит внутренний корпус, предназначенный для установки по меньшей мере одной статорной лопатки турбинной ступени, и наружный корпус, расположенный вокруг внутреннего корпуса таким образом, что образуется наружный охлаждающий канал между внутренним корпусом и наружным корпусом.

Газотурбинный двигатель, имеющий продольную ось, определяющую аксиальное направление двигателя, содержит компрессорную секцию, секцию сжигания, содержащую множество устройств для сжигания, турбинную секцию, кожух и систему рециркуляции воздуха оболочки.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом. Система (5) двигателя содержит двигатель (10) внутреннего сгорания, имеющий головку (11) цилиндров, выпускной коллектор (14) с жидкостным охлаждением, турбокомпрессор (20) с турбиной, расположенной с возможностью приема потока выхлопных газов из выпускного коллектора (18) двигателя, и внешний перепускной клапан (30), предназначенный для управления обводным потоком выхлопных газов, протекающим через турбокомпрессор.

Газовая турбина содержит устройство с внешним и внутренним корпусами и уплотнительным кольцом, а также дополнительное устройство с дополнительным внутренним и дополнительным внешним корпусами.

Энергетическая установка с комбинированным циклом содержит компонент (66) с внутренним объемом (68), предназначенный для размещения конденсата пара или отработанного газа газовой турбины.

Изобретение относится к области турбостроения, а именно к системе регулирования радиального зазора в газотурбинных двигателях. Система активного управления радиальным зазором в турбине содержит, подвижное кольцо, расположенное между надроторными вставками статора, корпусом статора турбины и наружным кольцом турбины, и пневматические клапаны для подачи охлаждающего воздуха к подвижному кольцу и надроторным вставкам через выполненные в подвижном кольце каналы охлаждения.

Турбинная система (102) и способ регулирования зазоров (108) в турбине (102). Система может содержать по меньшей мере одну лопатку (104) турбины, корпус (106), окружающий указанную по меньшей мере одну лопатку (104), термоэлемент (110), расположенный по меньшей мере частично около корпуса (106) турбины, охлаждающую систему (307), находящуюся в сообщении с термоэлементом (110), и контроллер (112), находящийся в сообщении с охлаждающей системой (307) и термоэлементом (110).

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с биротативным вентилятором авиационного применения. Газотурбинный двигатель с биротативным вентилятором содержит подпорные ступени, размещенные между рабочими колесами биротативного вентилятора, а также биротативную турбину, соединенную валами с рабочими колесами биротативного вентилятора.

Настоящее изобретение относится к картеру (30) турбины летательного аппарата, предназначенному для установки на нем блока секций кольца (28), которое частично ограничивает канал прохождения потока газа через турбину, содержащему средства динамического регулирования радиального положения секций кольца (28), радиальную входную лапку (38), которая соединяет входной концевой участок каждой секции кольца (28) с картером (30) и выходную радиальную лапку (40), которая связывает выходной концевой участок каждой секции кольца (28) с картером (30), при этом по меньшей мере входная радиальная лапка (38) выполнена как одно целое с картером (30) и связана непосредственно с входным концевым участком каждой секции кольца (28).

Способ управления зазором между вершинами лопаток ротора турбины газотурбинного авиационного двигателя, с одной стороны, и кольцеобразным бандажом турбины корпуса, окружающим лопатки, с другой стороны, причем способ содержит этап, на котором управляют скоростью потока и/или температурой воздуха, направленного к корпусу.

Изобретение относится к статорам компрессоров высокого давления газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор компрессора высокого давления включает в себя внешний и внутренний корпусы, кольцевую обечайку (6), перфорированную отверстиями (7).

Изобретение относится к статорам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор компрессора включает в себя внешний (2) и внутренний (3) корпуса, соединенные между собой передним (5) и задним (6) по потоку воздуха (4) упругими коническими фланцами, а также перфорированную кольцевую обечайку (7) с отверстиями (10) подачи воздуха, размещенную с внешней стороны от внутреннего корпуса (3).

Изобретение относится к системе для регулирования зазора между кромками поворотных лопаток самолетного газотурбинного двигателя и бандажом турбины наружного кожуха, окружающего лопатки.

Изобретение относится к области управления авиационными двигателями, в частности к способам активного управления радиальными зазорами турбин газотурбинных двигателей.

Устройство крепления кольца газовой турбины, охватывающего подвижные лопатки, приводимые в движение газовым потоком, содержит входной и выходной зацепы. Входной зацеп обращен к входу турбины и размещен во входной канавке кольца, открытой к выходу.

Изобретение относится к статорам газовых турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор газовой турбины, внешний корпус которого содержит радиальные кольцевые ребра, образующие кольцевые воздушные полости, соединенные между собой воздушными каналами. Воздушные каналы во внешнем корпусе статора выполнены направленными перпендикулярно к наружной поверхности внешнего корпуса, соединенные между собой через воздушную полость, образованную установленным перепускным фланцем на наружной поверхности внешнего корпуса статора. Причем Ld4…10; LМ0,5…4, где d - диаметр воздушного канала; L - осевая длина фланца; М - размер фланца в окружном направлении. Позволяет повысить надежность и снизить стоимость статора газовой турбины путем выполнения воздушных каналов подачи охлаждающего воздуха перпендикулярно направленными к наружной поверхности внешнего корпуса статора. 2 ил.

Наверх