Проточная часть компрессора с регулируемым сужением, предназначенная для газотурбинного двигателя

Проточная часть (10) компрессора с регулируемым сужением, выполненная с конфигурацией, обеспечивающей возможность лучшего распределения ограниченной проточной части (10) в компрессорах (12) в газотурбинных двигателях (14). Компрессор (12) может иметь проточную часть (10), ограниченную проходящими в направлении вдоль окружности внутренней и наружной границами (16, 18), которые имеют участки, на которых степень сужения изменяется для лучшего распределения потока текучей среды, проходящего через нее. Степень сужения может увеличиваться на поверхностях (20, 22), смежных с основаниями (24) перьев (26) рабочих лопаток/направляющих лопаток, и обеспечивать уменьшение сужения в осевых зазорах (28) между рядами (30) перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток. В по меньшей мере одном варианте осуществления проточная часть (10) компрессора между передней и задней кромками (44, 46) первой рабочей лопатки (42) компрессора может обеспечивать увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора вследствие увеличенного сужения внутренней поверхности (22) компрессора. Проточная часть (10) компрессора между передней и задней кромками (32, 34) первой направляющей лопатки (36) компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой (42) компрессора, может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку вследствие увеличенного сужения наружной поверхности (20) компрессора. Достигается уменьшение потерь и повышение эффективности. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение направлено в целом на газотурбинные двигатели и, более конкретно, на проточную часть компрессора, расположенную внутри компрессора газотурбинного двигателя.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Газотурбинные двигатели, как правило, включают в себя компрессор, предназначенный для сжатия воздуха, камеру сгорания, предназначенную для смешивания сжатого воздуха с топливом и воспламенения смеси, и пакет лопаток турбины, предназначенный для выработки энергии. Прочные части компрессоров обычно создавали из конических сегментов, например, кусочно-линейных, которые обеспечивают непрерывное уменьшение площади поперечного сечения кольцевого пространства проточной части от входа к выходу. Данные проточные части сравнительно легко проектировать и изготавливать, однако в данных проточных частях не используется сужение проточной части, то есть уменьшение площади настолько эффективно, насколько это возможно, а также сужение, имеющее важное значение для потерь в безлопастных или безлопаточных зазорах, или оба сужения между рядами перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток компрессора.

Такой газотурбинный двигатель известен, например, из US 2004013520 A1.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрыта проточная часть компрессора с регулируемым сужением, выполненная с конфигурацией, обеспечивающей возможность лучшего распределения сужения ограниченной проточной части в компрессорах в газотурбинных двигателях. Компрессор может иметь проточную часть, ограниченную проходящими в направлении вдоль окружности, внутренней и наружной границами, которые имеют участки, на которых степень сужения изменяется для лучшего распределения потока текучей среды, проходящей через нее. Степень сужения может увеличиваться на поверхностях, смежных с основаниями перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток, и степень сужения может уменьшаться рядом с вершинами перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток и в осевых зазорах между рядами перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления проточная часть компрессора между передней и задней кромками первой рабочей лопатки компрессора может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке первой рабочей лопатки компрессора вследствие увеличенного сужения внутренней поверхности компрессора. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления сужение проточной части компрессора может увеличиваться рядом с основанием/хвостом рабочей лопатки при перемещении дальше по потоку к задней кромке первой рабочей лопатки компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места основания первой рабочей лопатки компрессора. Проточная часть компрессора между передней и задней кромками первой направляющей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой компрессора, может обеспечивать увеличение сужения при перемещении дальше по потоку вследствие увеличенного сужения наружной поверхности компрессора. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления сужение проточной части компрессора может увеличиваться рядом с основанием направляющей лопатки при перемещении дальше по потоку к задней кромке первой направляющей лопатки компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места основания первой направляющей лопатки компрессора.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления газотурбинный двигатель может включать в себя компрессор, образованный из роторного узла и статорного узла. Роторный узел может быть образован из множества проходящих в радиальном направлении наружу рабочих лопаток компрессора, выровненных в виде множества рядов, проходящих в направлении вдоль окружности, и при этом роторный узел выполнен с возможностью вращения. Статорный узел может быть образован из множества проходящих в радиальном направлении внутрь, направляющих лопаток компрессора, выровненных в виде множества рядов, проходящих в направлении вдоль окружности. Статорный узел может быть зафиксирован относительно вращающегося роторного узла. Ряды направляющих лопаток компрессора могут чередоваться с рядами рабочих лопаток компрессора при перемещении в направлении дальше по потоку.

Внутренняя поверхность компрессора может образовывать окружную внутреннюю граничную поверхность компрессора, и наружная поверхность компрессора может образовывать окружную наружную граничную поверхность компрессора, при этом внутренняя и наружная поверхности компрессора образуют проточную часть компрессора. Проточная часть компрессора может сужаться при перемещении дальше по потоку. Проточная часть компрессора между передней кромкой и задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке первой рабочей лопатки компрессора. Проточная часть компрессора между передней кромкой и задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке первой рабочей лопатки компрессора вследствие увеличенного сужения внутренней поверхности компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места основания первой рабочей лопатки компрессора, уменьшенное сужение наружной поверхности компрессора вблизи вершины первой рабочей лопатки компрессора и уменьшенное сужение в безлопастном зазоре, расположенном по потоку за первой рабочей лопаткой компрессора. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления внутренняя поверхность компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой и задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора и расположенная между передней кромкой и задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора, может быть нелинейной. Внутренняя поверхность компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой и задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора и расположенная между передней кромкой и задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора, может искривляться в радиальном направлении наружу при перемещении дальше по потоку.

Проточная часть компрессора между задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора и передней кромкой первой направляющей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой компрессора, может обеспечить уменьшение сужения по отношению к степени сужения между передней и задней кромками первой рабочей лопатки компрессора. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления внутренняя поверхность компрессора между задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора и передней кромкой первой направляющей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой компрессора, может быть линейной. Наружная поверхность компрессора между задней кромкой первой рабочей лопатки компрессора и передней кромкой первой направляющей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой компрессора, может быть линейной.

Проточная часть компрессора между передней кромкой и задней кромкой первой направляющей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой компрессора, может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку относительно степени сужения в зоне, расположенной непосредственно впереди по потоку. Проточная часть компрессора между передней кромкой и задней кромкой первой направляющей лопатки компрессора может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку вследствие увеличенного сужения наружной поверхности компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места основания первой направляющей лопатки компрессора. Наружная поверхность компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой и задней кромкой первой направляющей лопатки компрессора и расположенная между передней кромкой и задней кромкой первой направляющей лопатки компрессора, может быть нелинейной. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления наружная поверхность компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой и задней кромкой первой направляющей лопатки компрессора и расположенная между передней кромкой и задней кромкой первой направляющей лопатки компрессора, может искривляться в радиальном направлении внутрь при перемещении дальше по потоку. Проточная часть компрессора между задней кромкой первой направляющей лопатки компрессора и передней кромкой рабочей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой направляющей лопаткой компрессора, может обеспечить уменьшение сужения по отношению к степени сужения между передней и задней кромками первой направляющей лопатки компрессора.

Типовые основания перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток являются значительно более толстыми, чем вершины перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток, поскольку перья рабочих лопаток/направляющих лопаток механически опираются у оснований. Разность толщины основания и вершины увеличивается для аэродинамических профилей с бóльшим относительным удлинением, подобных тем, для которых характерна тенденция их размещения ближе к передним ступеням компрессоров. Увеличенная толщина увеличивает риск отрыва потока за местом с максимальной толщиной в направлении потока. Увеличенное сужение проточной части в данной зоне уменьшает риск отрыва потока.

Преимущество проточной части компрессора с регулируемым сужением заключается в том, что проточная часть обеспечивает увеличение сужения рядом с основаниями перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток и, более конкретно, непосредственно за имеющим максимальную толщину местом пера рабочей лопатки/направляющей лопатки для того, чтобы способствовать предотвращению отрыва потока в данной зоне. Для поддержания постоянного сужения всей проточной части компрессора (от входа к выходу) увеличенное сужение рядом с основаниями перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток компенсируется уменьшенным сужением в зонах, в которых оно является менее эффективным, например, рядом с вершинами перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток и в безлопастных осевых зазорах между рядами перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток. Это приводит к лучшему распределению сужения площади поперечного сечения ограниченной проточной части компрессоров. Типовая механическая конструкция компрессоров требует того, чтобы максимальная толщина направляющих лопаток имела место в зоне наружной периферии (OD) и максимальная толщина рабочих лопаток имела место в зоне внутренней периферии (ID). При этом применение проточной части с регулируемым сужением приводит к «осцилляционному» профилю. Вдоль внутренней периферии (ID) проточной части сужение увеличивается у оснований рабочих лопаток и уменьшается у вершин направляющих лопаток. Вдоль наружной периферии (OD) проточной части сужение уменьшается у вершин рабочих лопаток и увеличивается у оснований направляющих лопаток.

Другое преимущество проточной части компрессора с регулируемым сужением заключается в том, что сужение проточной части распределяется нелинейно таким образом, что оно имеет место главным образом за имеющим максимальную толщину местом основания пера рабочей лопатки/направляющей лопатки. Подобная конфигурация обеспечивает уменьшение максимального числа Маха и нагрузки при диффузии на перья рабочих лопаток/направляющих лопаток рядом с основанием, что обеспечивает уменьшение потерь и повышение эффективности.

Еще одно преимущество проточной части компрессора с регулируемым сужением заключается в том, что проточная часть «переходит» от линейного сужения в зоне вершин перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток к нелинейному сужению в зоне оснований перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток.

Еще одно преимущество проточной части компрессора с регулируемым сужением заключается в том, что уменьшенное сужение, обусловленное уменьшенным наклоном над вершинами лопаток, может обеспечить улучшение зазоров за счет улучшения допусков, что создает меньшую неопределенность, чем при более крутых наклонах, и уменьшает эффект от осевых смещений ротора.

Еще одно преимущество проточной части компрессора с регулируемым сужением заключается в том, что форма проточной части обеспечивает уменьшение сужения проточной части, то есть наклон, в безлопастном осевом зазоре между рядами перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток для уменьшения сужения площади, поскольку никакая диффузия не происходит в данном месте внутри компрессора, что позволяет применить большее сужение в пределах огибающих для перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток, где имеет место вся диффузия потока.

Эти и другие варианты осуществления описаны ниже более подробно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопровождающие чертежи, которые включены в описание и образуют его часть, иллюстрируют варианты осуществления изобретения, раскрытого в данном документе, и вместе с описанием раскрывают принципы изобретения.

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе газотурбинного двигателя с компрессором, выполненный с частичным разрезом.

Фиг.2 представляет собой боковое сечение части компрессора.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на фиг.1-2, раскрыта проточная часть 10 компрессора с регулируемым сужением, выполненная с конфигурацией, обеспечивающей возможность лучшего распределения сужения ограниченной проточной части в компрессорах 12 в газотурбинных двигателях 14. Компрессор 12 может иметь проточную часть 10, ограниченную проходящими в направлении вдоль окружности, внутренней и наружной границами 16, 18, которые имеют участки, на которых степень сужения изменяется для лучшего распределения потока текучей среды, проходящего через нее. Степень сужения может увеличиваться на поверхностях 20, 22, смежных с основаниями 24 перьев 26 рабочих лопаток/направляющих лопаток, и уменьшаться рядом с вершинами 68 перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток и в осевых зазорах 28 между рядами 30 перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления степень сужения может увеличиваться на поверхностях 20, 22, смежных с основаниями 24 перьев 26 рабочих лопаток/направляющих лопаток, и сзади от имеющего максимальную толщину места оснований 24 и может обеспечить уменьшение сужения рядом с вершинами 68 перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток и в осевых зазорах 28 между рядами 30 перьев рабочих лопаток/направляющих лопаток. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления проточная часть 10 компрессора между передней и задней кромками 44, 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора вследствие увеличенного сужения внутренней поверхности 22 компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места 60 основания 24 первой рабочей лопатки 42 компрессора. Проточная часть 10 компрессора в пределах безлопастного осевого зазора 28 между рядами 30 рабочих лопаток 42 компрессора и рядами 30 направляющих лопаток 36 компрессора может иметь уменьшенное сужение по сравнению с рядом 30 рабочих лопаток 42 компрессора, расположенным непосредственно спереди по потоку. Проточная часть компрессора между передней и задней кромками 32, 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой 42 компрессора, может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку относительно осевого зазора 28, расположенного по потоку перед первой направляющей лопаткой 36 компрессора, вследствие увеличенного сужения наружной поверхности 20 компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места 62 основания 24 первой направляющей лопатки 36 компрессора.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления газотурбинный двигатель 14 может включать в себя один или более компрессоров 12, образованных из роторного узла 48 и статорного узла 50. Роторный узел 48 может быть образован из множества проходящих в радиальном направлении наружу рабочих лопаток 42 компрессора, выровненных в виде множества рядов 30, проходящих в направлении вдоль окружности. Роторный узел 49 может быть выполнен с возможностью вращения вокруг оси газотурбинного двигателя 14. Статорный узел 50 может быть образован из множества проходящих в радиальном направлении внутрь, направляющих лопаток 36 компрессора, выровненных в виде множества рядов 30, проходящих в направлении вдоль окружности. Статорный узел 50 может быть зафиксирован относительно вращающегося роторный узел 48. Ряды 30 направляющих лопаток 36 компрессора могут чередоваться с рядами 30 рабочих лопаток 42 компрессора при перемещении в направлении дальше по потоку.

Внутренняя поверхность 22 компрессора может образовывать окружную внутреннюю граничную поверхность 54 компрессора 12, и наружная поверхность 20 компрессора может образовывать окружную наружную граничную поверхность 56 компрессора 12, при этом внутренняя и наружная поверхности 20, 22 компрессора образуют проточную часть 10 компрессора. Проточная часть 10 компрессора может сужаться при перемещении дальше по потоку от входа 58 компрессора 12 к выходу 59.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления проточная часть 10 компрессора в радиальном направлении снаружи от передней кромки 44 и задней кромки 46 одной или более из первых рабочих лопаток 42 компрессора, например, на наружной периферии и между передней кромкой 44 и задней кромкой 46 одной или более из первых рабочих лопаток 42 компрессора, образующих ряд 30 рабочих лопаток 42 компрессора, также известный как ступень при его размещении рядом с рядом рабочих лопаток турбины, может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора по отношению к степени сужения в зоне, расположенной по потоку непосредственно перед первой рабочей лопаткой 42 компрессора. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления проточная часть 10 компрессора в радиальном направлении снаружи от передней кромки 44 и задней кромки 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора и между передней кромкой 44 и задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке 44 первой рабочей лопатки 42 компрессора вследствие увеличенного сужения внутренней поверхности 22 компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места 60 основания 24 первой рабочей лопатки 42 компрессора. Угол сужения проточной части 10 компрессора с регулируемым сужением вблизи вершины 68 рабочей лопатки в зоне наружной периферии 64 может быть уменьшен, и угол сужения может быть увеличен вблизи основания пера рабочей лопатки в зоне внутренней периферии 66 так, что в имеющем наибольшую толщину месте рабочей лопатки 42 рядом с основанием сужение проточной части увеличивается для предотвращения возникновения отрыва потока позади имеющего максимальную толщину места рабочей лопатки. Вершины 68 рабочих лопаток, как правило, являются более тонкими, чем основания рабочих лопаток, в результате чего сужение зоны в пределах ряда 30 рабочих лопаток является менее эффективным вблизи вершины 68 рабочей лопатки. Внутренняя поверхность 22 компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой 44 и задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора и расположенная между передней кромкой 44 и задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора, может быть нелинейной. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления внутренняя поверхность 22 компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой 44 и задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора и расположенная между передней кромкой 44 и задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора, искривляется в радиальном направлении внутрь при перемещении дальше по потоку.

Проточная часть 10 компрессора в осевом зазоре 28 в радиальном направлении снаружи от задней кромки 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора и передней кромки 32 первой направляющей лопатки 36 компрессора и между задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора и передней кромкой 32 первой направляющей лопатки 36 компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой 42 компрессора, обеспечивает уменьшение сужения по отношению к степени сужения между передней и задней кромками 44, 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления степень сужения в безлопастных осевых зазорах 28 между рабочими лопатками 42 компрессора и направляющими лопатками 36 компрессора на внутренней поверхности 22 компрессора и на наружной поверхности 20 компрессора может быть одинаковой. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления внутренняя поверхность 22 компрессора между задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора и передней кромкой 32 первой направляющей лопатки 36 компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой 42 компрессора, может быть линейной. Наружная поверхность 20 компрессора между задней кромкой 46 первой рабочей лопатки 42 компрессора и передней кромкой 32 первой направляющей лопатки 36 компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой 42 компрессора, может быть линейной.

Проточная часть 10 компрессора между передней кромкой 32 и задней кромкой 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой 42 компрессора, может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления проточная часть 10 компрессора между передней кромкой 32 и задней кромкой 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку вследствие увеличенного сужения наружной поверхности 20 компрессора сзади от имеющего максимальную толщину места 62 основания 24 первой направляющей лопатки 36 компрессора. Наружная поверхность 20 компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой 32 и задней кромкой 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора и расположенная между передней кромкой 32 и задней кромкой 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора, может быть нелинейной. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления наружная поверхность 20 компрессора, совпадающая в радиальном направлении с передней кромкой 32 и задней кромкой 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора и расположенная между передней кромкой 32 и задней кромкой 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора, может искривляться в радиальном направлении внутрь при перемещении дальше по потоку, в результате чего увеличивается сужение. Проточная часть 10 компрессора между задней кромкой 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора и передней кромкой 44 рабочей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой направляющей лопаткой 36 компрессора, обеспечивает уменьшение сужения по отношению к степени сужения между передней и задней кромками 32, 34 первой направляющей лопатки 36 компрессора.

Вышеизложенное приведено в целях иллюстрации, разъяснения и описания вариантов осуществления данного изобретения. Модификации и адаптации данных вариантов осуществления будут очевидными для специалистов в данной области техники и могут быть выполнены без отхода от объема или сущности данного изобретения.

1. Газотурбинный двигатель (14), содержащий:

компрессор (12), образованный из роторного узла (48) и статорного узла (50);

причем компрессор (12) содержит внутреннюю поверхность (22) компрессора и наружную поверхность (20) компрессора;

при этом роторный узел (48) образован из множества проходящих в радиальном направлении наружу рабочих лопаток (42) компрессора от внутренней поверхности (22) компрессора, выровненных в виде множества рядов (30), проходящих в направлении вдоль окружности, и при этом роторный узел (48) выполнен с возможностью вращения;

при этом статорный узел (50) образован из множества проходящих в радиальном направлении внутрь направляющих лопаток (36) компрессора от наружной поверхности (20) компрессора, выровненных в виде множества рядов (30), проходящих в направлении вдоль окружности, при этом статорный узел (50) зафиксирован относительно вращающегося роторного узла (48), и при этом ряды (30) направляющих лопаток (36) компрессора чередуются с рядами (30) рабочих лопаток (42) компрессора при перемещении в направлении дальше по потоку;

при этом внутренняя и наружная поверхности (22, 20) компрессора образуют проточную часть (10) компрессора;

при этом проточная часть (10) компрессора сужается при перемещении дальше по потоку;

при этом степень сужения проточной части (10) повышается у внутренней и наружной поверхностей (20, 22) рядом с основаниями (24) рабочих лопаток (42) и направляющих лопаток (36) ; и

при этом степень сужения проточной части (10) компрессора уменьшается у внутренней и наружной поверхностей (20, 22) рядом с вершинами (68) рабочих лопаток (42) и направляющих лопаток (36).

2. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у внутренней поверхности (22) компрессора между передней кромкой (44) и задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора увеличивается сзади от имеющего максимальную толщину места (60) основания (24) первой рабочей лопатки (42) компрессора.

3. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части у внутренней поверхности (22) компрессора, выровненной в радиальном направлении с передней кромкой (44) и задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора и расположенной между передней кромкой (44) и задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора, является нелинейной.

4. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части у внутренней поверхности (22) компрессора, выровненной в радиальном направлении с передней кромкой (44) и задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора и расположенной между передней кромкой (44) и задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора, искривляется в радиальном направлении внутрь при перемещении дальше по потоку.

5. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части у внутренней поверхности (22) компрессора между задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора и передней кромкой (32) первой направляющей лопатки (36) компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой (42) компрессора, является линейной.

6. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части у наружной поверхности (20) компрессора между задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора и передней кромкой (32) первой направляющей лопатки (36) компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой (42) компрессора, является линейной.

7. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у наружной поверхности (20) компрессора между передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой (42) компрессора, увеличивается при перемещении дальше по потоку.

8. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у наружной поверхности (20) компрессора между передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора увеличивается при перемещении дальше по потоку вследствие увеличенного сужения наружной поверхности (20) компрессора.

9. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у наружной поверхности (20) компрессора между передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора увеличивается сзади от имеющего максимальную толщину места (62) основания (24) первой направляющей лопатки (36) компрессора.

10. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у внутренней поверхности (22) компрессора между передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) уменьшается в радиальном направлении внутрь.

11. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у наружной поверхности (20) компрессора, выровненной в радиальном направлении с передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора и расположенной между передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора, является нелинейной.

12. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у наружной поверхности (20) компрессора, выровненной в радиальном направлении с передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора и расположенной между передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора, искривляется в радиальном направлении внутрь при перемещении дальше по потоку.

13. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) компрессора у наружной поверхности (20) компрессора между задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора и передней кромкой рабочей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой направляющей лопаткой (36) компрессора, уменьшается от степени сужения проточной части (10) компрессора у наружной поверхности (20) компрессора между передней кромкой (32) и задней кромкой (34) первой направляющей лопатки (36) компрессора.

14. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части у внутренней поверхности (22) компрессора между задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (46) компрессора и передней кромкой (32) первой направляющей лопатки (36) компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой (42) компрессора, уменьшается от степени сужения проточной части (10) компрессора у внутренней поверхности (22) компрессора между передней кромкой (44) и задней кромкой (46) первой рабочей лопатки (42) компрессора.

15. Газотурбинный двигатель (14) по п.1, в котором степень сужения проточной части (10) у внутренней и наружной поверхностей (20, 22) переходит от линейной по вершинам (68) рабочих лопаток (42) и направляющих лопаток (36) к нелинейной по основаниям (24) рабочих лопаток (42) и направляющих лопаток (36).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лопастным насосам и может быть использовано на АЭС в главных циркуляционных насосных агрегатах первого контура теплоносителя ядерной энергетической установки.

Насосный узел (108) для использования в насосной установке высокого давления содержит корпус (124), переднюю часть (128) и основание (126). Корпус содержит по меньшей мере одну ступень (130) центробежного насоса.

Изобретение относится к вентиляционному устройству, прежде всего для электрошкафа. Технический результат – создание вентиляционного устройства, обеспечивающего эффективное охлаждение с минимизацией аэродинамического сопротивления, создаваемого устройством.

Предлагается статорная облопаченная конструкция, которая может подавлять потерю давления, вызванную зазором или разницей уровня между вкладышами, образующими воздушный канал со статорными лопатками, выполненными из композитного материала, и вкладышами в турбовентиляторном двигателе, и турбовентиляторный двигатель с использованием этой статорной облопаченной конструкции.

Изобретение касается насосного устройства, в частности с электромагнитной муфтой. Насосное устройство содержит корпус (2) с внутренним пространством (11), герметизирующий стакан (10), герметично уплотняющий камеру (12) относительно пространства (11).

Изобретение касается насосного устройства (1) с магнитной муфтой. Устройство содержит внутреннее пространство (11), образованное корпусом (2) насоса устройства (1), герметизирующий стакан (10), уплотняющий заключенную в нем камеру (12) относительно пространства (11), вал (13) рабочего колеса, приводимый во вращение вокруг оси (А) вращения, рабочее колесо (16), установленное на одном конце вала (13), внутренний ротор (17), установленный на другом конце вала (13), приводной двигатель (9), приводящий во вращение вокруг оси (А) вращения приводной вал (20), и внешний ротор (22), расположенный на валу (20) и взаимодействующий с ротором (17).

Изобретение относится к области гидромашиностроения, а именно к центробежным одноступенчатым насосам для перекачивания жидкостей. Насос содержит корпус с полуспиральными каналами подвода и спиральным каналом отвода рабочей жидкости и установленное в нем сменное рабочее колесо.

Рабочая лопатка (10) осевого компрессора, содержащая хвостовик (11), посредством которого она крепится на диске ротора осевого компрессора, и перо (12), служащее для отклонения потока, причем перо (12) имеет входную кромку (14), выходную кромку (15), а также проходящую между входной кромкой (14) и выходной кромкой (15) сторону нагнетания (16) и проходящую также между входной кромкой (14) и выходной кромкой (15) сторону всасывания (17), и причем входная кромка (14), выходная кромка (15), сторона нагнетания (16) и сторона всасывания (17) сообща определяют профиль пера (12) в значениях х, у, z декартовых координат таким образом, что первые и вторые координаты профиля или значения х, у координат при их соединении непрерывными дугами описывают соответственно гладкий разрез профиля на радиальной высоте разреза вдоль третьей координаты профиля или вдоль третьего значения z координаты и что соединение радиальных разрезов профиля со сглаживающей функцией описывает профиль пера (12), причем в зоне каждого радиального разреза профиля максимальная толщина профиля лежит в диапазоне 45-52% длины хорды (18), проходящей от входной кромки (14) в направлении выходной кромки (15) и между стороной нагнетания (16) и стороной всасывания (17).

Газотурбинная установка содержит ступень сжатия воздуха, имеющую по меньшей мере одно рабочее колесо компрессора, входной воздушный трубопровод, связанный с упомянутой ступенью сжатия, первое уплотнительное устройство, расположенное между передним участком рабочего колеса компрессора и входным воздушным трубопроводом и содержащее по меньшей мере одну уплотнительную прокладку, канал транспортировки воздуха, сжимаемого рабочим колесом.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в центробежных топливных насосах, имеющих системы, обеспечивающие отключение насоса с одновременным охлаждением его элементов.

Изобретение относится к противопожарной защите картера газовой турбины. Картер содержит цилиндрический корпус (10), главное направление которого проходит вдоль продольной оси (X), и входной фланец (20), выполненный радиально относительно продольной оси (X) от входного конца корпуса (10).

Корпус вентилятора содержит цилиндрическое основание 10 корпуса, выполненное из композиционного материала; соединительное кольцо 20, выполненное из алюминия (Al), которое совмещено и прикреплено к задней концевой части основания 10 корпуса и содержит кольцевую канавку 21, которое принимает нагрузку реверса тяги от элемента 8 передачи реверса тяги; и элементы 30, составляющие кольцо, выполненные из титанового сплава, каждый из которых расположен в задней концевой части основания 10 корпуса и содержит дугообразную канавку 31, которая принимает на себя нагрузку реверса тяги большую, чем нагрузка реверса тяги, принимаемая соединительным кольцом 20.

Корпус для компрессора турбомашины, содержащий не сообщающиеся друг с другом полости (5), вырезанные в толще указанного корпуса на уровне его внутренней поверхности и расположенные параллельно относительно друг друга по окружности указанного корпуса, причем указанные полости имеют продолговатую форму, простираются в основном направлении ориентации между двумя боковыми стенками и замыкаются, соответственно выше по потоку и ниже по потоку, передней стороной и задней стороной, пересечения которых с внутренней поверхностью корпуса (4) образуют соответственно входную границу (7) и выходную границу (6), согласно изобретению входная граница (7) этих полостей (5) имеет форму волнистой линии, содержащей по меньшей мере два чередования по ее длине, заключенной между указанными боковыми стенками.

Изобретение относится к кожуху (10) для блиска (20) турбомашины (1), содержащему внутреннее покрытие (11), изготовленное из истираемого материала, и множество периферийных щелей (12), расположенных в указанном покрытии (11) из истираемого материала, причем кожух дополнительно содержит периферийную полость (13), образованную в покрытии (11) из истираемого материала, полость, в которую ведут щели (12), при этом щели (12) ведут в полость (13) и проходят между полостью (13) и внутренней поверхностью (15) кожуха (10).

Настоящее изобретение относится к наружному корпусу из композиционного материала для компрессора осевой турбомашины, при этом корпус содержит в целом круглую стенку с матрицей и волокнистым элементом жесткости.

Кожух // 2612977
Изобретение относится к кожуху для системы охлаждения двигателя механического транспортного средства. Кожух (1) содержит раму (2), имеющую основное отверстие (3), ограниченное основной стенкой (4), и по меньшей мере одно вторичное отверстие (5), ограниченное вторичным отверстием (6), для прохождения потока охлаждающего воздуха; установочную систему (7) для вентилятора, связанную с рамой (2), чтобы поддерживать вентилятор в основном отверстии (3); панель (10) для закрывания вторичного отверстия (5), соединенную с рамой (2) и выполненную с возможностью перемещения путем поворота между опущенным положением и поднятым положением, причем кожух содержит стержень (11), определяющий ось (R) поворота панели (10), проходящий через вторичное отверстие (5) и имеющий первый и второй концы (11а, 11b), соединенные соответственно с первой и второй секциями (6а, 6b) вторичной стенки (6), напротив друг друга, а также пару крючков (12а, 12b), выполненных в панели (10) для соединения со стержнем (11).

Изобретение относится к области авиационного машиностроения и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации турбореактивного авиационного двигателя.

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).

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.

Рабочая лопатка (10) осевого компрессора, содержащая хвостовик (11), посредством которого она крепится на диске ротора осевого компрессора, и перо (12), служащее для отклонения потока, причем перо (12) имеет входную кромку (14), выходную кромку (15), а также проходящую между входной кромкой (14) и выходной кромкой (15) сторону нагнетания (16) и проходящую также между входной кромкой (14) и выходной кромкой (15) сторону всасывания (17), и причем входная кромка (14), выходная кромка (15), сторона нагнетания (16) и сторона всасывания (17) сообща определяют профиль пера (12) в значениях х, у, z декартовых координат таким образом, что первые и вторые координаты профиля или значения х, у координат при их соединении непрерывными дугами описывают соответственно гладкий разрез профиля на радиальной высоте разреза вдоль третьей координаты профиля или вдоль третьего значения z координаты и что соединение радиальных разрезов профиля со сглаживающей функцией описывает профиль пера (12), причем в зоне каждого радиального разреза профиля максимальная толщина профиля лежит в диапазоне 45-52% длины хорды (18), проходящей от входной кромки (14) в направлении выходной кромки (15) и между стороной нагнетания (16) и стороной всасывания (17).

Проточная часть компрессора с регулируемым сужением, выполненная с конфигурацией, обеспечивающей возможность лучшего распределения ограниченной проточной части в компрессорах в газотурбинных двигателях. Компрессор может иметь проточную часть, ограниченную проходящими в направлении вдоль окружности внутренней и наружной границами, которые имеют участки, на которых степень сужения изменяется для лучшего распределения потока текучей среды, проходящего через нее. Степень сужения может увеличиваться на поверхностях, смежных с основаниями перьев рабочих лопатокнаправляющих лопаток, и обеспечивать уменьшение сужения в осевых зазорах между рядами перьев рабочих лопатокнаправляющих лопаток. В по меньшей мере одном варианте осуществления проточная часть компрессора между передней и задней кромками первой рабочей лопатки компрессора может обеспечивать увеличение сужения при перемещении дальше по потоку к задней кромке первой рабочей лопатки компрессора вследствие увеличенного сужения внутренней поверхности компрессора. Проточная часть компрессора между передней и задней кромками первой направляющей лопатки компрессора, расположенной по потоку непосредственно за первой рабочей лопаткой компрессора, может обеспечить увеличение сужения при перемещении дальше по потоку вследствие увеличенного сужения наружной поверхности компрессора. Достигается уменьшение потерь и повышение эффективности. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх