СТАТОР МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2009 года по МПК F01D9/02 F01D25/24 

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

Известен статор многоступенчатой газовой турбины, в котором сопловые лопатки и расположенные между ними сектора разрезных колец зафиксированы в корпусе статора радиальными штифтами (патент RU №2151884, F01D 11/24, 25/14).

Недостатком известной конструкции является ее низкая ремонтопригодность из-за необходимости высверливания радиальных штифтов при замене сопловых лопаток и разрезных колец.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является статор многоступенчатой газовой турбины, полки сопловых лопаток в котором относительно корпуса фиксируются в окружном направлении осевыми штифтами и соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца (патент RU №2151886, F01D 11/24, 25/14).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкие надежность и ремонтопригодность из-за низкого ресурса осевых штифтов, которые воспринимают нагрузки окружных сил, действующих на сопловые лопатки.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности и ремонтопригодности статора многоступенчатой газовой турбины путем безштифтовой фиксации сопловых лопаток и секторов разрезного кольца относительно наружного корпуса статора.

Сущность технического решения заключается в том, что в статоре многоступенчатой газовой турбины, на радиальных ребрах наружного корпуса которого размещены наружные полки сопловых лопаток, зафиксированные в корпусе в окружном направлении соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца, согласно изобретению, сектора разрезного кольца зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении байонетными с корпусом соединениями, при этом сектора с байонетными соединениями зафиксированы в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца, выполненными без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещенными своей передней частью в выемках корпуса, а число секторов с байонетным соединением равно числу полок сопловых лопаток.

Фиксация секторов разрезного кольца относительно корпуса в осевом направлении байонетными с корпусом соединениями позволяет передавать значительные осевые газовые силы, действующие на сопловые лопатки, через байонетные соединения секторов на корпус статора, что обеспечивает высокий ресурс статора и высокую его ремонтопригодность, так как его разборка производится путем сдвижки сектора с байнетным соединением до выемки в корпусе, т.е. до рассоединения байонетного соединения с последующей выемкой секторов разрезного кольца и сопловых лопаток.

Фиксация секторов с байонетным соединением в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца, выполненными без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещенными своей передней частью в выемках корпуса, позволяет зафиксировать в окружном направлении все сектора разрезного кольца, что повышает надежность конструкции, особенно в случае касания ротора турбины (не показан) о сектора, т.е. промежуточные сектора выполняют кроме основных своих функций роль «запирающего звена».

Выполнение числа секторов с байонетным соединением равным числу полок сопловых лопаток позволяет надежно зафиксировать все сопловые лопатки данной ступени в осевом направлении, причем сопловые лопатки могут быть выполнены блочными, т.е. по несколько лопаток на одной верхней полке.

На фиг.1 изображен продольный разрез статора многоступенчатой газовой турбины.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Статор многоступенчатой газовой турбины 1 состоит из наружного корпуса 2, на направленных к центру радиальных ребрах 3 которого установлены сопловые лопатки 4 и 5 с размещенными между ними секторами 6 и 7 разрезного кольца 8. Для повышения надежности верхние полки 9 и 10 сопловых лопаток 4 и 5, соответственно, зафиксированы в окружном направлении в корпусе 2 соединениями типа «шип-паз» 11 и 12, а в осевом направлении полка 9 лопатки 4 - размещенным ниже по потоку газа 13 сектором 6, зафиксированным в свою очередь в осевом направлении относительно корпуса 2 байонетным соединением 14, состоящим из кольцевого радиального ребра 15 на корпусе 2 и кольцевой канавки 16 в секторе 6. Для обеспечения постановки секторов в корпусе 2 выполнены осевые выемки 17, разрезающие ребро 15 на отдельные сектора 18. Сектора 7 разрезного кольца 8, размещенные между секторами 6, выполненные без канавок 16 под байонетное соединение 14, размещены своей передней частью в выемках 17 и фиксируются в окружном направлении за счет упора угловой поверхностью 19 в боковую поверхность 20 выемки 17, фиксируя при этом боковыми поверхностями 21 и 22 сектора 6 в окружном направлении.

Устройство работает следующим образом.

При работе газовой турбины на сопловые лопатки 4 действуют значительные газовые силы, которые через верхнюю полку 9 передаются на сектора 6 разрезного кольца 8 и через байонетное соединение 14 - на наружный корпус 3 статора 1. Большие контактные поверхности и высокая прочность байонетного соединения 14 обеспечивают высокую надежность статора многоступенчатой газовой турбины 1.

Статор многоступенчатой газовой турбины содержит наружный корпус, на радиальных ребрах которого размещены наружные полки сопловых лопаток. Наружные полки зафиксированы в корпусе в окружном направлении соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца. Сектора разрезного кольца зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении байонетными соединениями с корпусом. Сектора с байонетными соединениями зафиксированы в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца. Промежуточные сектора выполнены без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещены своей передней частью в выемках корпуса. Число секторов с байонетным соединением равно числу полок сопловых лопаток. Изобретение позволяет повысить надежность и ремонтопригодность статора многоступенчатой газовой турбины. 3 ил.

Статор многоступенчатой газовой турбины, на радиальных ребрах наружного корпуса которого размещены наружные полки сопловых лопаток, зафиксированные в корпусе в окружном направлении соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца, отличающийся тем, что сектора разрезного кольца зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении байонетными с корпусом соединениями, при этом сектора с байонетными соединениями зафиксированы в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца, выполненными без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещенными своей передней частью в выемках корпуса, а число секторов с байонетным соединением равно числу полок сопловых лопаток.