РОТОР КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2012 года по МПК F04D29/58 F01D5/08 F02C7/12 F01D25/12 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения.

Известен ротор компрессора двигателя PW-6000, в котором трубки отбора воздуха установлены внутри сварного ротора (В.П.Бакалеев и др. «Иностранные авиационные двигатели 2000», справочник ЦИАМ 2000, стр.149).

Недостатком известной конструкции является расположение отверстий под трубки отбора в ободе ротора, что является концентратором напряжений.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому является ротор компрессора газотурбинного двигателя, в котором канал отбора воздуха в ротор выполнен через пазы отбора, расположенные между болтами (патент US №5275534).

Недостатком известной конструкции является концентрация напряжений в радиусах пазов отбора.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности и ресурса двигателя путем снижения напряжений в отверстиях под болты у заднего колеса, а также за счет упрощения отбора и уменьшения потерь воздуха.

Сущность технического решения заключается в том, что в роторе компрессора газотурбинного двигателя с рабочими колесами и с системой отбора охлаждающего воздуха внутри ротора, состоящей из трубок отбора для направления охлаждающего воздуха в турбину и с окнами для отбора воздуха, а также с болтовым соединением переднего и заднего рабочих колес, согласно изобретению окна для отбора воздуха выполнены на фланце заднего колеса между болтами с выходом их в проточную часть, при этом окна выполнены со скосом по вращению ротора, а перед поршневыми кольцами, установленными перед полостью отбора, расположенной под трубками отбора, выполнены упругие выступы. Нижний выступ переднего колеса имеет торцевой упор с задним колесом.

Выполнение окон для отбора воздуха на фланце заднего колеса между болтами с выходом их в проточную часть снижает напряжения в отверстиях под болты у заднего колеса, а выполнение окон со скосом по вращению ротора упрощает отбор и уменьшает потери.

Выполнение упругих выступов перед поршневыми кольцами, установленными перед полостью отбора, расположенной под трубками отбора, обеспечивается центровкой трубы в работе, так как колесо в радиальном направлении перемещается больше, чем труба. При сборке трубы выполняется монтажный натяг, превышающий вытяжку ступицы колеса относительно трубы в работе.

Торцевой упор нижнего выступа переднего колеса в заднее колесо выполнен для создания коробчатой конструкции с увеличенной поперечной жесткостью.

На фиг.1 изображен продольный разрез ротора компрессора газотурбинного двигателя.

На фиг.2 - элемент А на фиг.1 в увеличенном виде.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

На фиг.4 - вид В на фиг.2 на отверстия отбора.

Ротор компрессора газотурбинного двигателя состоит из рабочих колес 1, болтового (фланцевого) соединения 2 с окнами 3 отбора воздуха из тракта со скосом 4, трубок отбора воздуха 5. Под рабочими колесами, расположенными по потоку, за отбором установлена труба 6 с поршневыми кольцами 7, при этом труба центрируется при помощи упругих выступов 8. Трубки отбора 5 расположены под окнами 3 отбора воздуха из тракта. Верхний скос 9 трубок отбора 5 находится ниже по радиусу поверхности 10 и выше поверхности 11 заднего колеса 12.

Работает устройство следующим образом.

При работе двигателя воздух отбирается из тракта компрессора через окна 3 со скосом 4 и направляется в трубки отбора 5 и далее между колесами 12 и 13 и трубой 6 в сторону турбины для ее охлаждения. Поршневые кольца 7 уплотняют полости отбора в роторе, упругие выступы 8 центрируют трубу 6 в работе, так как собраны с натягом, превышающим вытяжку ступицы переднего колеса 13 относительно трубы в работе. Торцевой упор 14 нижнего выступа 15 переднего колеса 13 в заднее колесо 12 позволяет увеличить поперечную жесткость.

Ротор компрессора газотурбинного двигателя с рабочими колесами и с системой отбора охлаждающего воздуха внутри ротора. Трубки отбора для направления охлаждающего воздуха в турбину с окнами для отбора воздуха. Переднее и заднее рабочие колеса с болтовым соединением. Окна для отбора воздуха выполнены на фланце заднего колеса между болтами с выходом их в проточную часть. Окна выполнены со скосом по вращению ротора. Перед поршневыми кольцами, установленными перед полостью отбора, расположенной под трубками отбора, выполнены упругие выступы. Нижний выступ переднего колеса предпочтительно имеет торцевой упор с задним колесом. Путем снижения напряжений в отверстиях под болты у заднего колеса, а также за счет упрощения отбора и уменьшения потерь воздуха повышается надежность и ресурс двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ротор компрессора газотурбинного двигателя с рабочими колесами и с системой отбора охлаждающего воздуха внутри ротора, состоящей из трубок отбора для направления охлаждающего воздуха в турбину и с окнами для отбора воздуха, а также с болтовым соединением переднего и заднего рабочих колес, отличающийся тем, что окна для отбора воздуха выполнены на фланце заднего колеса между болтами с выходом их в проточную часть, при этом окна выполнены со скосом по вращению ротора, а перед поршневыми кольцами, установленными перед полостью отбора, расположенной под трубками отбора, выполнены упругие выступы.

2. Ротор компрессора по п.1, отличающийся тем, что нижний выступ переднего колеса имеет торцевой упор с задним колесом.