Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к области газотурбинных двигателей. Более конкретно, данное изобретение относится к биротативной турбине с противоположным вращением валов и к газотурбинному двигателю, содержащему такую турбину.
Известный уровень техники
Газотурбинный двигатель летательного аппарата обычно включает в себя, от входа к выходу по направлению прохождения потока газов, вентилятор, компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления и турбину низкого давления. Ротор компрессора низкого давления приводится во вращение ротором турбины низкого давления, а ротор компрессора высокого давления приводится во вращение ротором турбины высокого давления.
Чтобы улучшить КПД двигателя, газотурбинные двигатели летательного аппарата могут оснащаться биротативной турбиной с противоположным вращением валов вместо турбины низкого давления. Биротативная турбина с противоположным вращением валов включает в себя внутренний ротор, называемый быстрым ротором, соединенный с валом первой турбины и выполненный с возможностью вращения в первом направлении вращения, и внешний ротор, называемый медленным ротором, соединенный с валом второй турбины и выполненный с возможностью вращения во втором направлении вращения, противоположном первому направлению вращения. Лопатки первого ротора установлены между лопатками второго ротора.
Как известно, первый вал турбины, в частности, отцентрирован и направляется подшипником, установленным между первым валом и корпусом турбины (или корпусом лопаток турбины «TVF» -Turbine Vane Frame на английском языке), расположенным выше по потоку относительно биротативной турбины с противоположным вращением валов, а второй вал турбины отцентрирован и направляется другим подшипником, установленным между вторым валом и корпусом турбины (или задним корпусом турбины «TRF» - Turbine Rear Frame на английском языке), расположенным ниже по потоку относительно биротативной турбины с противоположным вращением валов.
Однако у этой конструкции есть некоторые недостатки. В частности, положение подшипника, направляющего второй вал, вынуждает этот вал быть очень длинным, и поэтому подвергаться существенным изгибающим усилиям. Однако существенный изгиб второго вала относительно первого вала может приводить к появлению зазоров между роторами или изменению уже существующих зазоров. Кроме того, из-за установки подшипников первого и второго валов на разных элементах конструкции (на расположенном выше по потоку корпусе первого вала и расположенном ниже по потоку корпусе второго вала), местные деформации этих элементов, вызванные расширениями, перекосами или гироскопическими эффектами, приводят к различным смещениям этих валов, и, как следствие, к появлению зазоров между различными участками роторов. Например, относительные смещения между первым и вторым ротором могут вызывать появление зазоров между лопатками первого ротора и следов истирания второго ротора. Такие зазоры, вызванные отличающимися деформациями роторов, могут приводить к утечкам, которые влияют на характеристики газотурбинного двигателя.
Кроме того, известная конструкция таких биротативных турбин с противоположным вращением валов предусматривает установку внешнего ротора во внешнем корпусе и, соответственно, высокие температуры внешнего корпуса. Действительно, наличие такого внешнего корпуса необходимо, чтобы нести на себе как расположенный выше по потоку корпус турбины, так и расположенный ниже по потоку корпус турбины, и таким образом гарантировать конструктивную связь между расположенным выше по потоку корпусом и расположенным ниже по потоку корпусом. Тот факт, что этот внешний ротор установлен во внешнем корпусе, ограничивает возможность установки устройства охлаждения этого ротора, или установки средств контроля лопаток, таких как эндоскопы. Исходя из этого имеется потребность в конструкции биротативных турбин с противоположным вращением валов, позволяющей преодолеть по меньшей мере часть упомянутых выше недостатков.
Краткое изложение сущности изобретения
Изобретение относится к биротативной турбине с противоположным вращением валов газотурбинного двигателя, проходящей вокруг оси вращения и включающей в себя:
- внутренний ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения, и содержащий по меньшей мере одну внутреннюю рабочую лопатку, установленную с возможностью вращения на первом валу,
- внешний ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения в направлении, противоположном направлению вращения внутреннего ротора, и содержащий по меньшей мере одну внешнюю рабочую лопатку, установленную с возможностью вращения на втором валу, коаксиальном первому валу, причем первый и второй валы продолжаются в осевом направлении от входа к выходу турбины,
причем первый вал направляется при вращении первым подшипником, установленным между первым валом и расположенным выше по потоку корпусом турбины, а второй вал направляется при вращении вторым подшипником, расположенным между вторым валом и упомянутым расположенным выше по потоку корпусом турбины.
В настоящем раскрытии термины "внутри" и "снаружи" и термины "внутренний" и "внешний" и их производные рассматриваются относительно радиального направления турбины. Аналогично, термины "выше по потоку" и "ниже по потоку" рассматриваются относительно направления прохождения потока газов в газотурбинном двигателе вдоль оси вращения.
Первый и второй валы могут быть трубчатыми и являются коаксиальными, проходя вдоль оси вращения. Выражение "установленный между первым валом и расположенным выше по потоку корпусом турбины", подразумевает, что первый подшипник, и, соответственно, первый вал поддерживаются расположенным выше по потоку корпусом, причем внешний конец или внешнее кольцо первого подшипника крепится к расположенному выше по потоку корпусу, а внутренний конец или внутреннее кольцо первого подшипника крепится к первому валу.
Выражение "установленный между вторым валом и расположенным выше по потоку корпусом турбины" подразумевает, что второй подшипник и, соответственно, второй вал поддерживаются, возможно косвенно, расположенным выше по потоку корпусом. Другими словами, напряжения, испытываемые вторым валом, например, изгибные напряжения, передаются расположенному выше по потоку корпусу, без обязательного прямого контакта внешнего конца или внешнего кольца второго подшипника с расположенным выше по потоку корпусом. Выражение "возможно косвенно", подразумевает, что между расположенным выше по потоку корпусом и вторым подшипником может вставляться другой элемент и этот элемент, может представлять собой, например, первый вал и первый подшипник. Кроме того, внутренний конец или внутреннее кольцо второго подшипники установлены на втором валу.
Таким образом, первый и второй подшипники оба в конечном счете поддерживаются одним и тем же корпусом, то есть расположенным выше по потоку корпусом. Соответственно, деформации, возникающие вследствие, например, расширения расположенного выше по потоку корпуса во время работы турбины передаются каждому из этих двух подшипников совместно, так что они одновременно смещают друг друга. Таким образом, отсутствие отличающегося смещения одного корпуса относительно другого корпуса ограничивает риск появления или изменения зазоров между различными частями роторов, вызванных, например, относительным смещением первого и второго роторов. Таким образом, ограничение этих зазоров, вызванное отличающимися деформациями роторов, позволяет ограничить риск появления утечек и улучшает КПД и характеристики газотурбинного двигателя.
Кроме того, так как оба подшипника поддерживаются расположенным выше по потоку корпусом, более не требуют установки второго подшипника в расположенном ниже по потоку корпусе, обычно имеющемся в турбинах известного уровня техники, и, соответственно, он может быть исключен. Это позволяет минимизировать массу турбины.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна внутренняя рабочая лопатка поддерживается с возможностью вращения частью первого вала, выступающей из первого подшипника, и по меньшей мере одна внешняя рабочая лопатка поддерживается с возможностью вращения частью второго вала, выступающей из второго подшипника.
Под выражением "выступающей из подшипника" подразумевается, что внутренние лопатки поддерживаются первым валом в месте, расположенном ниже по потоку первого подшипника, а внешние лопатки, поддерживаются вторым валом в месте, расположенном ниже по потоку второго подшипника. Другими словами, учитывая, что эти два подшипника поддерживаются расположенным выше по потоку корпусом, поддержка внутренних и внешних роторов первым и вторым валами осуществляется ниже по потоку этих двух подшипников вдоль оси вращения.
В некоторых вариантах осуществления второй подшипник расположен между вторым валом и первым валом.
Другими словами, внешний конец второго подшипника прикреплен к первому валу, и внутренний конец первого подшипника прикреплен к первому валу. Другими словами, первый и второй подшипники расположены и прикреплены к каждой стороне стенки первого вала, и оба поддерживаются расположенным выше по потоку корпусом.
В некоторых вариантах осуществления первый и второй подшипники расположены по существу в одну линию друг с другом вдоль оси вращения.
Другими словами, первый и второй подшипники расположены по существу в одной и той же радиальной плоскости, нормальной к оси вращения. Таким образом, напряжения деформации, передаваемые от расположенного выше по потоку корпуса, более эффективно передаются второму подшипнику, при этом путь передачи напряжений минимизирован. Соответственно, смещение, например, изгиб первого вала приводит по существу к идентичному смещению второго вала. Таким образом, риски неравномерного смещения между внутренним ротором и внешним ротором дополнительно ограничены.
В некоторых вариантах осуществления первый и второй подшипники расположены по существу в средней плоскости турбины вдоль оси вращения.
Средняя плоскость или геометрический центр определяет центр полной длины турбины вдоль оси вращения. Согласно этой конфигурации, турбина менее чувствительна к гироскопическим эффектам. Другими словами, такое положение первого и второго подшипников позволяет гарантировать, что изгибающие движения первого и второго валов, приводящие к вращениям роторов вокруг оси, перпендикулярной оси вращения турбины, будет приводить главным образом к осевым смещениям вершин лопаток, и небольшим радиальным смещениям и, соответственно, к появлению небольших зазоров или небольшому изменению зазоров между внутренним и внешним роторами.
Кроме того, второй подшипник, располагающийся в средней плоскости турбины и поддерживаемый расположенным выше по потоку корпусом, и не поддерживаемый расположенным ниже по потоку корпусом, позволяет уменьшить длину второго вала. Таким образом, изгибающие напряжения, которым подвергается второй вал, вследствие этого будут минимизированы, дополнительно ограничивая появление зазоров между роторами или изменение уже существующих зазоров.
В некоторых вариантах осуществления турбина включает в себя внешний корпус, по меньшей мере частично окружающий внешний ротор и, продолжающийся в осевом направлении от расположенного выше по потоку конца турбины, к месту, расположенному выше по потоку расположенного ниже по потоку конца турбины.
В некоторых вариантах осуществления внешний корпус продолжается в осевом направлении от расположенного выше по потоку конца турбины на длину менее 50%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 15% длины турбины.
Принимая во внимание то факт, что как первый, так и второй подшипники оба поддерживаются расположенным выше по потоку корпусом, больше нет необходимости иметь в турбине расположенный ниже по потоку корпус, чтобы поддерживать второй подшипник, как это обычно предусматривается известным уровнем техники, и, соответственно, расположенный ниже по потоку корпус может быть опущен. Кроме того, нет необходимости иметь внешний корпус, чтобы поддерживать расположенный ниже по потоку корпус и окружать внешний ротор по всей его длине. Таким образом, расположенная ниже по потоку часть внешнего ротора не будет больше закрываться внешним корпусом. Соответственно, облегчается установка устройства охлаждения для непосредственного охлаждения этого расположенного ниже по потоку участка и установка измерительных приборов, таких как эндоскопы. Также можно устанавливать герметизирующие устройства, такие лабиринтные уплотнения или сегментированные радиальные уплотнения между ротором и статором, позволяющие ограничить утечки из турбины.
В некоторых вариантах осуществления турбина включает в себя устройство смазывания, выполненное с возможностью передачи и высвобождения смазочной текучей среды через расположенный выше по потоку корпус и для смазывания по меньшей мере первого и второго подшипников смазочной текучей средой.
Первый и второй подшипники расположены рядом друг с другом, так что можно упростить устройство смазывания, в частности, за счет укорочения последнего. Действительно, необходим только один контур смазывания, чтобы совместно смазывать первый и второй подшипники. Чтобы обеспечить такую возможность, первый и второй валы могут иметь отверстия, позволяющие потоку смазочной текучей среды проходить между первым и вторым подшипниками.
В некоторых вариантах осуществления первый и второй подшипники являются шарикоподшипниками.
В некоторых вариантах осуществления первый и второй подшипники являются роликовыми подшипниками. Роликовые подшипники позволяют эффективнее противостоять отличающимся расширениям.
Настоящее изобретение также относится к газотурбинному двигателю, содержащему турбину по любому из предшествующих вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
Изобретение и его преимущества станут более понятны по прочтении приведенного ниже подробного описания различных вариантов осуществления изобретения, приведенных в качестве не носящих ограничивающего характера примеров. В описании делаются ссылки на чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 представлен принцип работы газотурбинного двигателя с биротативной турбиной с противоположным вращением валов согласно известному уровню техники, общий вид;
на фиг. 2 схематично показана турбина низкого давления согласно изобретению.
Описание вариантов осуществления изобретения
Согласно фиг. 1, газотурбинный двигатель 10 с биротативной турбиной с противоположным вращением валов имеет продольную ось X-X. От входа к выходу по направлению прохождения потока газов в газотурбинном двигателе (показанному на чертеже черной стрелкой), газотурбинный двигатель содержит по сути три части: расположенный выше по потоку модуль А (или вентиляторную секцию), промежуточный модуль B (или корпус высокого давления) и расположенный ниже по потоку модуль C (или секцию турбины низкого давления).
Эти три части A, B и C газотурбинного двигателя являются модульными, то есть каждая из них формирует единый узел и может быть каждая заменена путем отделения от других частей газотурбинного двигателя.
Как известно, корпус B высокого давления представляет собой газогенератор для производства газообразных продуктов сгорания. Такой газогенератор включает в себя компрессор 12, камеру 14 сгорания и турбину 16 высокого давления.
Воздух, сжатый компрессором 12, смешивается с топливом в камере 14 сгорания, прежде чем будет сожжен там. Произведенные таким образом газообразные продукты сгорания приводят во вращение рабочие лопатки турбины 16 высокого давления, которая посредством вала 18 высокого давления непосредственно приводит во вращение компрессор 12. Прохождение газообразных продуктов сгорания в газотурбинном двигателе 10 происходит в осевом направлении от входа к выходу относительно прохождения потока газа.
Секция C турбины низкого давления включает в себя первый кольцевой ротор, или внешний ротор 20. Этот внешний ротор 20 имеет ряд внешних рабочих лопаток 200 турбины, которые выступают радиально внутрь и которые в осевом направлении отстоят одна от другой.
Секция C турбины низкого давления также включает в себя второй кольцевой ротор или внутренний ротор 22. Этот внутренний ротор 22 содержит ряд внутренних рабочих лопаток 220 турбины, которые продолжаются радиально наружу и которые в осевом направлении разнесены друг от друга. Турбинные лопатки 200, 220 внутренних и внешних роторов 20, 22 располагаемые чередуясь друг с другом таким образом, что внутренние и внешние роторы 20, 22 оказываются вложенными друг в друга.
Рабочие турбинные лопатки 200 внешнего ротора 20 установлены с возможностью вращения на первом валу 24 низкого давления. Аналогично, рабочие турбинные лопатки 220 внутреннего ротора 22 установлены с возможностью вращения на втором валу 26 низкого давления, расположенном коаксиально вокруг первого вала 24. Валы 24, 26 низкого давления продолжаются в осевом направлении от входа к выходу относительно прохождения потока вдоль оси X газотурбинного двигателя. Внутренний и внешний роторы 20, 22 окружены внешним корпусом 50.
Газообразные продукты сгорания, поступающие из корпуса B высокого давления, проходят через секцию C турбины низкого давления. Эти газообразные продукты сгорания приводят во вращение в противоположных направлениях турбинные лопатки 200, 220 внутреннего и внешнего роторов 20, 22. Таким образом, первый и второй валы 24, 26 низкого давления также вращаются в противоположных направлениях.
Вентиляторная секция A расположена в верхней по потоку части газотурбинного двигателя 10. Обтекатель 28 кольцеобразно окружает эту вентиляторную секцию A. Обтекатель 28 поддерживается распорками 30, которые проходят радиально внутрь газотурбинного двигателя.
Вентиляторная секция A включает в себя первый ряд лопаток 32 вентилятора, установленный на расположенном выше по потоку валу 34 вентилятора, который связан с расположенным выше по потоку концом первого вала 24 низкого давления.
Вентиляторная секция A также включает в себя второй ряд лопаток 36 вентилятора, которые смещены в осевом направлении вниз по потоку относительно первого ряда лопаток 32 вентилятора и установлены на заднем валу 38 вентилятора, соединенном с расположенным выше по потоку концом второго вала 26 низкого давления.
Таким образом, первый и второй ряды лопаток 32, 36 вентилятора вращаются в противоположных направлениях, обозначенных в качестве примера соответствующими стрелками F1 и F2. Такая конфигурация с вращающимися в противоположных направлениях вентиляторами дает газотурбинному двигателю высокий КПД при относительно низком потреблении топлива.
Лопатки 32, 36 вентилятора продолжаются радиально фактически к обтекателю 28 от расположенного выше по потоку вала 34 и расположенного ниже по потоку вала 38 вентилятора. Они расположены в проходном канале, снабжающем воздухом как основной путь 40 потока, ведущий к компрессору 12 корпуса B высокого давления, так и вторичный обходной путь 42 потока.
На своем расположенном выше по потоку конце первый вал 24 низкого давления поддерживает с возможностью вращения второй вал 26 низкого давления посредством первого подшипника 44 качения и второго подшипника 46 качения, расположенного ниже по потоку относительно первого подшипника качения.
Первый подшипник 44 качения является шарикоподшипником, чтобы противостоять осевым нагрузкам, в то время как второй подшипник 46 качения является роликовым подшипником, чтобы противостоять радиальным нагрузкам газотурбинного двигателя.
На своем нижнем по потоку конце первый вал 24 низкого давления отцентрирован и направляется подшипником 72, установленным между первым валом 24 и расположенным ниже по потоку корпусом 70 (или корпусом TRF, или выпускным корпусом) турбины. Также на своем нижнем по потоку конце второй вал 26 низкого давления отцентрирован и направляется подшипником 62 установленным между валом 26 и верхним по потоку корпусом 60 (или корпусом TVF) турбины. Подшипники 62 и 72 могут быть роликовыми подшипниками или шарикоподшипниками.
В оставшейся части описания со ссылкой на фиг. 2 описывается расположение подшипников в предлагаемой в настоящем изобретении биротативной турбине с противоположным вращением валов, в частности, в турбине C низкого давления газотурбинного двигателя 10. Однако этот вариант осуществления не ограничивается упомянутой турбиной низкого давления, и может быть адаптирован к другим элементам газотурбинного двигателя, например, к турбине высокого давления.
Согласно этому варианту осуществления, подшипники 62 и 72 первого и второго валов 24, 26 низкого давления смещены в осевом направлении вдоль оси вращения X, относительно их положения, описанного со ссылкой на Фиг.1. Более конкретно, подшипник 62 всегда устанавливается между вторым валом 26 и расположенным выше по потоку корпусом 60 турбины. Однако, согласно этой конфигурации, подшипник 72 также установлен между первым валом 24 и расположенным выше по потоку корпусом 60 турбины. Другими словами, оба подшипника 62 и 72 поддерживаются одним и тем же расположенным выше по потоку корпусом 60.
В частности, подшипник 72 расположен между первым валом 24 и вторым валом 26. Поэтому подшипник 72 является межвальным подшипником, у которого его внешний конец прикреплен ко второму валу 26, вращающемуся в одном направлении, а его внутренний конец прикреплен к первому валу 24, вращающемуся в направлении, противоположном направлению вращения первого вала 24.
Кроме того, подшипники 62 и 72 могут располагаться в одну линию друг с другом, то есть по существу выровнены друг с другом вдоль радиального направления. Другими словами, они могут располагаться по существу в том же самом осевом положении вдоль оси X. Предпочтительно, это положение соответствует геометрическому центру турбины C. Более конкретно, когда турбина C проходит в осевом направлении на длину L между лопаткой, расположенной выше всего по потоку вдоль оси X, и лопаткой, расположенной ниже всего по потоку, подшипники 62 и 72 располагаются на расстоянии, по существу равном L/2 от лопатки, расположенной выше всего по потоку вдоль оси X. В примере, показанном на фиг. 2, внутренний ротор 22 имеет четыре лопатки 220, а внешний ротор 20 имеет три лопатки 200, расположенные между внутренними лопатками 220. Соответственно, подшипники 62 и 72 расположены по существу в той же осевой позиции, что и центральная лопатка 200 внутреннего ротора 20.
Согласно этой конфигурации, первый вал 24 короче, чем в конфигурации, представленной на фиг. 1. Таким образом, изгибающие нагрузки, которым подвергается первый вал 24, минимизированы.
Оба подшипника 62 и 72 поддерживаются расположенным выше по потоку корпусом 60, а расположенному ниже по потоку корпусу 70 больше не необходимости поддерживать подшипник 72, и без него соответственно можно обойтись, чтобы минимизировать массу турбины C. Аналогично, в отличие от турбины, описанной со ссылкой на фиг. 1, внешний корпус 50 продолжается в осевом направлении только на части длины L турбины, составляющей менее 50%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 15% длины L турбины. Таким образом, расположенная ниже по потоку часть внешнего ротора 20 больше не окружена внешним корпусом 50. Соответственно, температуры, до которых нагревается внешний ротор 20, будут ниже, чем в конфигурации, в которой внешний ротор 20 полностью окружен внешним корпусом 50, вследствие чего снижается риск поломки. Кроме того, облегчается установка устройства охлаждения (на чертежах не показано), чтобы непосредственно охлаждать этот расположенный ниже по потоку участок. Кроме того, такая конфигурация делает внешний ротор более доступным. Таким образом, облегчается осмотр последнего, например, с помощью эндоскопа, без необходимости демонтажа двигателя.
Хотя данное изобретение описано со ссылками на конкретные примеры его осуществления, очевидно, что могут быть сделаны модификации и изменения этих примеров, не выходя за рамки общего объема изобретения, как он определен прилагаемой формулой изобретения. В частности, отдельные отличительные признаки различных проиллюстрированных/упомянутых вариантов осуществления могут объединяться в дополнительных вариантах осуществления. Соответственно, описание и чертежи нужно рассматривать в иллюстративном, а не в ограничивающем смысле.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Роторный биротативный газотурбинный двигатель | 2019 |
|
RU2702317C1 |
ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА | 2022 |
|
RU2785900C1 |
ВОДОРОДНЫЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2014 |
|
RU2552012C1 |
КОНСТРУКЦИЯ РЕДУКТОРНОГО ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2633498C2 |
ДВУХКОНТУРНЫЙ БИРОТАТИВНЫЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2023 |
|
RU2805947C1 |
ДВУХКОНТУРНЫЙ БИРОТАТИВНЫЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2023 |
|
RU2803681C1 |
КОМПОНОВКА РЕДУКТОРНОГО ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2633218C2 |
КОМПОНОВКА РЕДУКТОРНОГО ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2631956C2 |
АРХИТЕКТУРА РЕДУКТОРНОГО ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2630630C2 |
КОМПОНОВКА РЕДУКТОРНОГО ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2631955C2 |
Изобретение относится к биротативной турбине (C) с противоположным вращением валов газотурбинного двигателя (10), проходящей вдоль оси (X) вращения и включающей в себя внутренний ротор (22), вращающийся вокруг оси (X) вращения, и по меньшей мере одну внутреннюю рабочую лопатку (220), установленную с возможностью вращения на первом валу (26), внешний ротор (20), вращающийся вокруг оси (X) вращения в направлении, противоположном направлению вращения внутреннего ротора (22), и содержащий по меньшей мере одну внешнюю рабочую лопатку (200), установленную с возможностью вращения на втором валу (24), коаксиальном первому валу (26), причем первый и второй валы (24, 26) проходят в осевом направлении от входа к выходу относительно прохождения потока турбины,
при этом первый вал (26) направляется при вращении первым подшипником (62), расположенным между первым валом и расположенным выше по потоку корпусом (60) турбины, а второй вал (24) направляется при вращении вторым подшипником (72), расположенным между вторым валом (24) и упомянутым расположенным выше по потоку корпусом (60) турбины. Причем внешний корпус (50) проходит в осевом направлении от верхнего по потоку конца турбины (C) на длину менее 50%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 15% длины турбины (C). Соответственно, облегчается установка устройства охлаждения для непосредственного охлаждения этого расположенного ниже по потоку участка и установка измерительных приборов, таких как эндоскопы. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. Биротативная турбина (C) с противоположным вращением валов газотурбинного двигателя (10), проходящая вдоль оси вращения (X) и включающая в себя
внутренний ротор (22), выполненный с возможностью вращения вокруг оси (X) вращения и включающий в себя по меньшей мере одну внутреннюю рабочую лопатку (220), установленную с возможностью вращения на первом валу (26),
внешний ротор (20), выполненный с возможностью вращения вокруг оси (X) вращения в направлении, противоположном направлению вращения внутреннего ротора (22), и включающий в себя по меньшей мере одну внешнюю рабочую лопатку (200), установленную с возможностью вращения на втором валу (24), установленном коаксиально первому валу (26), причем первый и второй валы (24, 26) проходят в осевом направлении от входа к выходу по отношению прохождения потока вдоль турбины (C),
причем первый вал (26) направляется при вращении первым подшипником (62), расположенным между первым валом и расположенным выше по потоку корпусом (60) турбины, а второй вал (24) направляется при вращении вторым подшипником (72), расположенным между вторым валом (24) и упомянутым расположенным выше по потоку корпусом (60) турбины, причем биротативная турбина (C) с противоположным вращением валов содержит внешний корпус (50), по меньшей мере частично окружающий внешний ротор (20), причем внешний корпус (50) проходит в осевом направлении от верхнего по потоку конца турбины (C) на длину менее 50%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 15% длины турбины (C).
2. Турбина (C) по п. 1, в которой по меньшей мере одна внутренняя рабочая лопатка (220) поддерживается с возможностью вращения частью первого вала (26), выступающей из первого подшипника (62), и по меньшей мере одна внешняя рабочая лопатка (200) поддерживается с возможностью вращения частью второго вала (24), выступающей из второго подшипника (72).
3. Турбина (C) по п. 1 или 2, в которой второй подшипник (72) расположен между вторым валом (24) и первым валом (26).
4. Турбина (C) по любому из пп. 1-3, в которой первый и второй подшипники (62, 72) расположены по существу в одну линию друг с другом вдоль оси (X) вращения.
5. Турбина (C) по любому из пп. 1-4, в которой первый и второй подшипники (62, 72) расположены по существу в средней плоскости турбины (C) на оси (X) вращения.
6. Турбина (C) по любому из пп. 1-5, включающая в себя устройство смазывания, выполненное с возможностью передачи и высвобождения смазочных текучих сред через расположенный выше по потоку корпус (60), и для смазывания по меньшей мере первого и второго подшипников (62, 72) смазочной текучей средой.
7. Турбина (C) по любому из пп. 1-6, в которой первый и второй подшипники (62, 72) являются роликовыми подшипниками.
8. Газотурбинный двигатель, содержащий турбину (C) по любому из пп. 1-7.
1999 |
|
RU2155110C1 | |
КОНСТРУКЦИЯ РЕДУКТОРНОГО ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2633498C2 |
ТУРБИНА | 2009 |
|
RU2483218C2 |
WO 2012040214 A9, 29.03.2012 | |||
РЕДУКТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ И МАЛОГАБАРИТНОЙ ТУРБИНЫ ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА | 2014 |
|
RU2639821C2 |
Авторы
Даты
2023-08-29—Публикация
2020-04-02—Подача