СТАТОР КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2014 года по МПК F04D29/54 F23R3/04 F02C7/20 

Изобретение относится к статорам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен статор компрессора, выполненный с передней полостью обдува, ограниченной упругим элементом и перфорированными обечайками (патент RU №2253046, F04D 29/58, 27.05.2005 г.).

Недостатком известной конструкции является наличие болтовых соединений у обдуваемых внутренних корпусов.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является статор компрессора газотурбинного двигателя, выполненного с внутренним и наружным корпусами, связанными между собой упругими элементами (патент RU №2447325, F04D 29/58, 10.04.2012 г.).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является то, что для работы на низких режимах необходимо выполнять осевые монтажные натяги за счет упругости обечаек в стыках с обеих сторон обдуваемого внутреннего корпуса статора и диффузора камеры сгорания, что приводит к снижению надежности и ресурса компрессора из-за увеличения рабочих напряжений в деталях корпуса.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности, КПД и ресурса работы статора и всего двигателя в целом.

Указанный технический результат достигается тем, что в статоре компрессора газотурбинного двигателя, включающем внутренний и наружный корпусы, связанные между собой упругими элементами, внутренний корпус статора компрессора состыкован с диффузором камеры сгорания в осевом направлении с зазором d на стыке, равным 0<d<0,6 мм, при этом во фланце диффузора камеры сгорания в месте стыка с внутренним корпусом статора компрессора выполнены пазы.

Стыковка внутреннего корпуса статора компрессора с диффузором камеры сгорания в осевом направлении с зазором d в стыке, равным 0<d<0,6 мм, обеспечивает натяг при работе на высоких режимах за счет газовых сил, осевых тепловых перемещений.

Выполнение в стыке во фланце диффузора камеры сгорания пазов обеспечивает сообщение полости между упругим элементом статора компрессора и диффузором с полостью в проточной части компрессора, что дополнительно поджимает корпус компрессора, обеспечивая герметичность торцевого стыка внутреннего корпуса компрессора с упругим элементом, что повышает надежность двигателя.

Заявленная конструкция позволяет также снизить массу двигателя за счет того, что диффузор камеры сгорания при работе двигателя подпирает внутренний корпус статора компрессора и дополнительно гарантированно устраняет раскрытие стыка внутреннего корпуса статора с упругим элементом при помощи упорного торца, что позволяет во внутреннем корпусе статора компрессора убрать болтовое соединение.

При выполнении стыковки внутреннего корпуса статора компрессора с диффузором камеры сгорания в осевом направлении с зазором d>0,6 мм в осевых стыках корпусов статора при работе двигателя появляются зазоры, что снижает надежность всего двигателя.

На фиг.1 изображена схема воздействия нагрузок от давлений в полостях статора компрессора газотурбинного двигателя.

На фиг.2 - продольный разрез статора компрессора и камеры сгорания.

На фиг.3 - элемент A на фиг.2 в увеличенном виде (стыковка внутреннего корпуса статора компрессора с диффузором камеры сгорания).

На фиг.4 - пазы во фланце диффузора.

Статор 1 компрессора состоит из наружного корпуса 2 и внутреннего корпуса 3. Между корпусами 2 и 3 расположена задняя полость обдува 4 и полость отбора 5. Задняя полость обдува 4 организована, соответственно, упругими обечайками 6 и 7, корпусами наружным 2 и внутренним 3. Внутренний корпус 3 стыкуется с упругим элементом 6 при помощи упорного торца 8. Камера сгорания состоит из корпуса 9 и диффузора 10, между которыми расположена полость 11. Между упругим элементом 7 статора 1 компрессора и диффузором 10 камеры сгорания расположена полость 12. Между внутренним корпусом 3 компрессора и диффузором 10 камеры сгорания на стыке 13 выполнен зазор d, равный 0<d<0,6 мм. Размер зазора d подбирают исходя из газовых усилий и тепловых перемещений внутреннего 3 и наружного 2 корпусов компрессора. На стыке 13 во фланце диффузора 10 выполнены пазы 14, которые сообщают полость 12 между упругим элементом 7 статора 1 компрессора и диффузором 10 камеры сгорания с полостью 15 проточной части компрессора, что дополнительно поджимает внутренний корпус 3 компрессора, обеспечивая герметичность упорного торца 8 между внутренним корпусом 3 компрессора и упругим элементом 6.

При сборке двигателя за счет упругости упругих элементов 6 и 7 в торце 8 обеспечивается натяг для уплотнения на низких режимах работы двигателя.

При работе двигателя зазор d на стыке 13 между внутренним корпусом 3 компрессора и диффузором 10 камеры сгорания переходит в гарантированный натяг из-за дополнительного сжатия от камеры сгорания (см. фиг.1) и большего расширения внутреннего корпуса 3 относительно наружного (более холодного) корпуса 2 компрессора, что исключает раскрытие стыка 13 на всех режимах работы двигателя и отсутствие значительных нагрузок в корпусах 2 и 3, что повышает надежность работы статора и всего двигателя в целом.

Изобретение относится к области соединения компрессора и камеры сгорания газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор компрессора газотурбинного двигателя включает внутренний (3) и наружный (2) корпусы, связанные между собой упругими элементами (6, 7). Внутренний корпус статора компрессора состыкован с диффузором (10) камеры сгорания в осевом направлении с зазором d на стыке (13), равным 0<d<0,6 мм. Во фланце диффузора (10) камеры сгорания в месте стыка (13) с внутренним корпусом статора компрессора выполнены пазы (14). Заявленное изобретение позволяет повысить надежность, КПД и ресурс работы статора и всего двигателя в целом. 4 ил.

Статор компрессора газотурбинного двигателя, включающий внутренний и наружный корпусы, связанные между собой упругими элементами, отличающийся тем, что внутренний корпус статора компрессора состыкован с диффузором камеры сгорания в осевом направлении с зазором d на стыке, равным 0<d<0,6 мм, при этом во фланце диффузора камеры сгорания в месте стыка с внутренним корпусом статора компрессора выполнены пазы.