КОМПРЕССОР ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК F04D27/02 

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей, в том числе наземного применения.

Известен компрессор, в котором для повышения КПД и расширения диапазона устойчивой работы путем устранения неравномерности давления воздуха на входе в рабочее колесо, в статорном кольце над рабочей и направляющей лопатками выполнены щели, соединяющие проточную часть компрессора с замкнутой кольцевой полостью над лопатками [1].

Недостатком известной конструкции является ее низкая надежность из-за малых запасов газодинамической устойчивости особенно на переходных режимах.

Наиболее близким к заявляемому является компрессор, в котором для повышения газодинамической устойчивости на всех режимах работы, лопатки направляющих аппаратов выполнены поворотными [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность и пониженный КПД компрессора, особенно с несколькими поворотными направляющими аппаратами, так как при повороте направляющих лопаток на большие углы на периферии рабочих лопаток также могут возникнуть срывные явления из-за нерасчетных углов обтекания рабочих лопаток. Особенно это характерно для высоконапорных ступеней современных компрессоров.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности и КПД компрессора путем устранения неравномерности давления воздуха по окружности на входе в рабочие лопатки.

Сущность технического решения заключается в том, что в компрессоре ГТД с поворотными лопатками направляющих аппаратов и с кольцевыми замкнутыми полостями на периферии статора компрессора, соединенными через каналы с его проточной частью, согласно изобретению, кольцевые замкнутые полости на периферии статора компрессора и поворотные лопатки направляющих аппаратов выполнены чередующимися между собой.

Чередование поворотных направляющих аппаратов и кольцевых замкнутых полостей позволяет устранить срывные явления на периферии рабочих лопаток из-за нерасчетных углов обтекания при повороте лопаток поворотного направляющего аппарата, что повышает надежность и КПД компрессора.

На чертеже - изображен продольный разрез компрессора.

Компрессор 1 газотурбинного двигателя состоит из статора 2 с поворотными направляющими аппаратами 3, 4 и 5 соответственно 1-й, 2-й и 3-й ступеней, а также ротора 6 с рабочими лопатками 7 и 8 соответственно 1-й и 2-й ступеней. Над рабочими лопатками 7 и 8 в статоре 2 выполнены замкнутые полости 9 и 10, которые через щели 11 и 12 соединены с проточной частью 13 компрессора 1. Поворотные лопатки 14, 15 и 16 поворотных направляющих аппаратов 3, 4 и 5 установлены в статоре 2 и поворачиваются от исполнительного механизма (не показан) с помощью рычагов 17, 18 и 19.

Работает устройство следующим образом.

При работе компрессора, особенно на переходных режимах, лопатки 14, 15 и 16 поворотных направляющих аппаратов 3, 4 и 5 поворачиваются для обеспечения газодинамической устойчивости двигателя. При этом углы обтекания рабочих лопаток 7 и 8 становятся нерасчетными, что может привести к образованию срывных явлений, особенно на периферии этих лопаток, где окружные скорости минимальны. Однако, за счет перетекания воздуха через щели (каналы) 11 и 12 в статоре 2 эти срывные явления устраняются, что повышает КПД и диапазон устойчивой работы компрессора 1.

Источники информации

1. Патент РФ №1275994, F 04 D 27/02.

2. С.А. Вьюнов "Конструкция и проектирование авиационных ГТД", М., Машиностроение, 1989 г., стр. 55, рис.3.5 - прототип.

Изобретение относится к компрессорам ГТД как авиационного, так и наземного применения, и позволяет повысить надежность компрессора путем исключения деформации контровочного замка при работе двигателя. В роторе компрессора ГТД с рабочими лопатками, зафиксированными пластинчатым замком с загибом хвостовика замка к оси ротора за обод диска, новизна изобретения заключается в том, что замок, расположенный на последней рабочей лопатке последнего диска компрессора, выполнен с Т-образным выступом с противоположной стороны от загиба, а в примыкающем к ободу диска рабочем кольце выполнена полость с поверхностями, окружающими загиб хвостовика замка. 1 ил.

Компрессор газотурбинного двигателя с поворотными лопатками направляющих аппаратов и с кольцевыми замкнутыми полостями на периферии статора компрессора, соединенными через каналы с его проточной частью, отличающийся тем, что кольцевые замкнутые полости на периферии статора компрессора и поворотные лопатки направляющих аппаратов выполнены чередующимися между собой.