ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2012 года по МПК F02C7/20 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к соединению компрессора с камерой сгорания.

Известен газотурбинный двигатель, в котором внутренний корпус компрессора соединен с опорой ротора при помощи спрямляющего аппарата, а с наружным корпусом компрессора - при помощи упругого компенсатора (патент РФ №2241840).

Недостатком известной конструкции является отсутствие разгрузки между внутренним корпусом компрессора и опорой ротора, а также громоздкость и увеличенная масса соединения.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является газотурбинный двигатель, в котором корпус камеры сгорания соединен с наружным и внутренним корпусами компрессора двумя упругими обечайками (патент РФ №2330167).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является соединение внутреннего корпуса компрессора высокого давления с корпусом камеры сгорания, что приводит к ухудшению параметров компрессора из-за увеличения рабочих радиальных зазоров, в том числе при обдуве корпусов.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности двигателя путем улучшения его параметров за счет разъединения внутреннего корпуса компрессора с диффузором камеры сгорания и переноса спрямляющего аппарата компрессора в диффузор камеры сгорания.

Сущность технического решения заключается в том, что в газотурбинном двигателе, содержащем компрессор высокого давления и камеру сгорания с упругими обечайками, согласно изобретению, внутренний корпус компрессора установлен раздельно с диффузором камеры сгорания, а спрямляющий аппарат компрессора размещен на двух упругих обечайках диффузора камеры сгорания, при этом лопатки спрямляющего аппарата компрессора верхними полками установлены через пазы в кольцевой проточке наружной упругой обечайки диффузора камеры сгорания, а нижние полки лопаток закреплены на внутренней упругой обечайке диффузора камеры сгорания. На внутренней упругой обечайке диффузора камеры сгорания установлен фланец лабиринтного уплотнения с образованием замкнутой полости с уплотнением и с нижними полками лопаток, при этом фланец закреплен при помощи гаек внутри этой полости.

Установка внутреннего корпуса компрессора раздельно с диффузором камеры сгорания позволяет полностью устранить влияние камеры сгорания на внутренний корпус компрессора высокого давления, уменьшить рабочие радиальные зазоры над лопатками компрессора, в том числе при обдуве корпуса компрессора, что приводит к улучшению параметров двигателя, повышая его надежность.

Перенос спрямляющего аппарата компрессора в камеру сгорания позволяет управлять тепловым состоянием корпуса компрессора, что, в свою очередь, позволяет управлять радиальными зазорами над рабочими лопатками компрессора, также появляется возможность использовать болтовое соединение в камере сгорания как элемент окружной фиксации после закатывания лопаток в кольцевой замок, расположенный в диффузоре камеры сгорания.

Выполнение замкнутой полости над уплотнением дает эффект теплоизоляции фланца с уплотнением, которая позволяет увеличить тепловую инерцию фланца лабиринтного уплотнения и приблизить тепловую инерцию статорной части уплотнения к тепловой инерции массивной роторной части, что повышает надежность двигателя.

На фиг.1 изображено соединение компрессора с камерой сгорания.

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

На фиг.3 - вид А на фиг.2.

Газотурбинный двигатель 1 состоит из компрессора 2 и камеры сгорания 3. Корпус компрессора состоит из наружного силового корпуса 4 и внутреннего корпуса 5, который установлен раздельно с диффузором 6 камеры сгорания 3. В диффузоре в кольцевой проточке 7 наружной упругой обечайки 8 верхними полками 9 через пазы 10 установлены лопатки 11 спрямляющего аппарата 12 компрессора, имеющие под проточной частью нижние полки 13, закрепленные на внутренней упругой обечайке 14 диффузора 6. Под спрямляющим аппаратом 12 установлен фланец 15 лабиринтного уплотнения 16, образующий с уплотнением и с нижними полками 13 лопаток замкнутую теплоизоляционную полость 17. Фланец 15 уплотнения и спрямляющий аппарат 12 закреплены на внутренней упругой обечайке 14 при помощи болтового соединения 18 с самоконтрящимися гайками 19, расположенными внутри полости 17.

Работает устройство следующим образом.

При работе двигателя внутренний корпус 5 компрессора 2, не имея связи с диффузором 6 в камере сгорания 3, обеспечивает минимальные рабочие радиальные зазоры над лопатками компрессора, в том числе при регулируемом обдуве корпуса компрессора. Спрямляющий аппарат 12 не влияет на радиальные зазоры по рабочим лопаткам компрессора, он разгружен от воздействия диффузора 6 камеры сгорания при помощи упругих наружной 8 и внутренней 14 обечаек. Кольцевая замкнутая полость 17 над лабиринтным уплотнением 16 позволяет теплоизолировать фланец 15 и приблизить тепловую инерцию статора уплотнения 16 к тепловой инерции массивной роторной части уплотнения. Гайки 19 крепления фланца 15 уплотнения расположены внутри замкнутой полости 17, в случае поломки болтового соединения 18 болты 20 и гайки 19 не попадают в проточную часть, что повышает надежность двигателя.

Газотурбинный двигатель содержит компрессор высокого давления и камеру сгорания с упругими обечайками. Внутренний корпус компрессора установлен раздельно с диффузором камеры сгорания. Спрямляющий аппарат компрессора размещен на двух упругих обечайках диффузора камеры сгорания. Лопатки спрямляющего аппарата компрессора верхними полками установлены через пазы в кольцевой проточке наружной упругой обечайки диффузора камеры сгорания. Нижние полки лопаток закреплены на внутренней упругой обечайке диффузора камеры сгорания. На внутренней упругой обечайке диффузора камеры сгорания установлен фланец лабиринтного уплотнения с образованием замкнутой полости с уплотнением и с нижними полками лопаток. Фланец закреплен при помощи гаек внутри полости. Изобретение позволяет повысить надежность двигателя путем улучшения его параметров. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Газотурбинный двигатель, содержащий компрессор высокого давления и камеру сгорания с упругими обечайками, отличающийся тем, что внутренний корпус компрессора установлен раздельно с диффузором камеры сгорания, а спрямляющий аппарат компрессора размещен на двух упругих обечайках диффузора камеры сгорания, при этом лопатки спрямляющего аппарата компрессора верхними полками установлены через пазы в кольцевой проточке наружной упругой обечайки диффузора камеры сгорания, а нижние полки лопаток закреплены на внутренней упругой обечайке диффузора камеры сгорания.

2. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что на внутренней упругой обечайке диффузора камеры сгорания установлен фланец лабиринтного уплотнения с образованием замкнутой полости с уплотнением и с нижними полками лопаток, при этом фланец закреплен при помощи гаек внутри этой полости.