Масляная система газотурбинного двигателя Российский патент 2022 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно, к устройству масляной системы газотурбинного двигателя.

Известна масляная система газотурбинного двигателя (ГТД), содержащая масляные полости опорных подшипников роторов вентилятора, компрессора и турбины, сообщающиеся через систему суфлирующих магистралей и суфлер, включающий в себя центробежную крыльчатку, с атмосферой (патент РФ 2416033, F02C 7/06, 10.04.2011).

В известной масляной системе все масляные полости опорных подшипников ротора двигателя сообщаются между собой в общей суфлирующей полости на входе в суфлер и далее сообщаются с окружающей атмосферой. Масляная система в случае применения ее в высокотемпературном ГТД будет иметь чрезмерный расход смазки не только за счет ее большего испарения в масляной полости опорного подшипника ротора турбины, расположенной в самом пекле двигателя (в выхлопном устройстве двигателя), но и из-за испарения масла в общей полости суфлирования, куда попадают частицы масла вместе с суфлируемым воздухом из более холодных масляных полостей опорных подшипников роторов вентилятора и компрессора.

Объясняется это обстоятельство высокой температурой воздуха и газов, попадающих в общую полость суфлирования из масляной полости опорных подшипников ротора турбины, которая может превышать 200°С. Другим недостатком известной масляной системы является «запирание суфлера», возникающее при избыточном давлении воздушно-масляной смеси в общей полости суфлирования из-за прорыва горячего газа через уплотнения масляной полости опорных подшипников ротора турбины. «Запирание суфлера» приводит к резкому увеличению расхода масла на двигателе.

Техническим результатом является снижение расхода масла в ГТД за счет рациональной организации отвода суфлируемых потоков воздушно-масляной смеси из масляных полостей опорных подшипников роторов вентилятора, компрессора и турбины и разделения суфлируемых потоков с разными величинами давления.

Указанный технический результат достигается тем, что в масляной системе газотурбинного двигателя, содержащей масляные полости опорных подшипников роторов вентилятора, компрессора и турбины, сообщающиеся через систему суфлирующих магистралей с суфлером, согласно предложению суфлер выполнен с двумя крыльчатками, установленными на общем приводном валу в изолированных друг от друга корпусах, каждый из которых оборудован индивидуальным каналом подвода воздушно-масляной смеси, отвода очищенного воздуха и отвода уловленного из смеси масла, причем один из каналов подвода воздушно-масляной смеси сообщен с магистралями суфлирования масляных полостей опорных подшипников роторов вентилятора и компрессора, а другой канал подвода воздушно-масляной смеси сообщен с магистралью суфлирования масляной полости опорных подшипников ротора турбины.

Целесообразно каналы отвода масла обеих крыльчаток соединить между собой и подключить на вход откачивающего насоса, что приведет к дополнительному снижению расхода масла.

Целесообразно каналы отвода очищенного воздуха обеих крыльчаток соединить между собой и вывести в окружающую атмосферу.

Снабдив масляную систему газотурбинного двигателя суфлером с двумя каналами подвода воздушно-масляной смеси, мы получим возможность свести к минимуму контакт горячей воздушно-масляной смеси из масляной полости опорных подшипников ротора турбины с воздушно-масляной смесью из более холодных масляных полостей подшипниковых опор роторов вентилятора и компрессора, что сократит испарение содержащихся в смеси частиц смазки и снизит расход масла на двигателе, так как известно, что центробежная крыльчатка суфлера пары масла не улавливает. Разделив суфлируемую воздушно-масляную смесь на два не сообщающиеся между собой потока, мы получим возможность снизить в них скорость движения частиц масла, что способствует коагуляции их в более крупные образования и повышает эффективность процесса сепарации масла на лопастях центробежной крыльчатки, что позволит предотвратить «запирание суфлера».

На фиг. 1 показана принципиальная схема маслосистемы ГТД, содержащая суфлер с двумя крыльчатками.

На фиг. 2 приведен чертеж общего вида суфлера.

Масляная система ГТД включает в себя масляные полости 1, 2, 3 подшипниковых опор роторов вентилятора, компрессора и турбины. Каждая из масляных полостей 1, 2, 3 подключена всасывающей магистралью к индивидуальному откачивающему насосу, выполненному конструктивно в едином блоке 4 насосов откачки, установленном на коробке приводов 5. Масляная полость 6 коробки приводов 5 подключена всасывающей магистралью к откачивающему насосу 7. На коробке приводов 5 установлен суфлер 8, снабженный двумя установленными на едином приводном валу 9 центробежными крыльчатками 10 и 11 в изолированных друг от друга корпусах 12 и 13 соответственно. Каждый из корпусов 12, 13 оборудован индивидуальным каналом 14, 15 подвода воздушно-масляной смеси, каналом 16, 17 отвода очищенного воздуха и каналом 18 и 19 отвода уловленного масла. Канал 14 подключен с помощью суфлирующей магистрали 20 к масляным полостям 1 и 2 подшипниковых опор ротора вентилятора и компрессора, а канал 15 суфлирующей магистралью 21 подключен к масляной полости 3 подшипниковых опор ротора турбины.

На коробке приводов 5 установлен нагнетающий насос 23, подключенный всасывающей магистралью 24 к маслобаку 25.

При работе ГТД ротор двигателя приводится во вращение и масло из маслобака 25 по всасывающей магистрали 24 поступает на вход нагнетающего насоса 23 и далее через фильтр и теплообменник попадает на форсунки в масляных полостях 1, 2, 3, 6. Одновременно приводится во вращение и вал 9 с установленными на нем крыльчатками 10 и 11 суфлера 8. Отработанное в масляных полостях 1, 2, 3, 6 масло в виде масловоздушной эмульсии поступает на вход блока откачивающих насосов откачки 4 и на вход откачивающего насоса 7, которые переправляют эмульсию в маслобак 25 для повторного использования, а образовавшаяся в масляных полостях 1, 2, 3, 6 в результате барботажа воздушно-масляная смесь двумя независимыми потоками по суфлирующим магистралям 20, 21 поступает на вход каналов 14 и 15 корпусов 12 и 13 соответственно, что позволит обеспечить одновременно суфлирование масляных полостей ГТД с разными величинами давления суфлирования.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к устройству масляной системы газотурбинного двигателя (ГТД). Масляная система ГТД содержит масляные полости опорных подшипников роторов вентилятора, компрессора и турбины, сообщающиеся через систему суфлирующих магистралей с суфлером. Суфлер выполнен с двумя крыльчатками, установленными на общем приводном валу в изолированных друг от друга корпусах, каждый из которых оборудован индивидуальным каналом подвода воздушно-масляной смеси, отвода очищенного воздуха и отвода уловленного из смеси масла, причем один из каналов подвода воздушно-масляной смеси сообщен с магистралями суфлирования масляных полостей опорных подшипников роторов вентилятора и компрессора, а другой канал подвода воздушно-масляной смеси сообщен с магистралью суфлирования масляной полости опорных подшипников ротора турбины. Каналы отвода масла обеих крыльчаток соединены между собой и подключены на вход откачивающего насоса. Каналы отвода очищенного воздуха обеих крыльчаток соединены между собой и выведены в окружающую атмосферу. Техническим результатом является снижение расхода масла в ГТД за счет рациональной организации отвода суфлируемых потоков воздушно-масляной смеси из масляных полостей опорных подшипников роторов вентилятора, компрессора и турбины и разделения суфлируемых потоков с разными величинами давления. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Масляная система газотурбинного двигателя, содержащая масляные полости опорных подшипников роторов вентилятора, компрессора и турбины, сообщающиеся через систему суфлирующих магистралей с суфлером, отличающаяся тем, что суфлер выполнен с двумя крыльчатками, установленными на общем приводном валу в изолированных друг от друга корпусах, каждый из которых оборудован индивидуальным каналом подвода воздушно-масляной смеси, отвода очищенного воздуха и отвода уловленного из смеси масла, причем один из каналов подвода воздушно-масляной смеси сообщен с магистралями суфлирования масляных полостей опорных подшипников роторов вентилятора и компрессора, а другой канал подвода воздушно-масляной смеси сообщен с магистралью суфлирования масляной полости опорных подшипников ротора турбины.

2. Масляная система газотурбинного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что каналы отвода масла обеих крыльчаток соединены между собой и подключены на вход откачивающего насоса.

3. Масляная система газотурбинного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что каналы отвода очищенного воздуха обеих крыльчаток соединены между собой и выведены в окружающую атмосферу.