PL192923B1 - Zespół obudowy silnika turbiny gazowej - Google Patents

Abstract

1. Zespól obudowy silnika turbiny gazowej zawie- rajacy obudowe, wewnatrz której znajduje sie ban- daz wiazacy z osiowo przebiegajaca platforma, la- czaca sie ze struktura mocujaca, zas pomiedzy ban- dazem wiazacym a struktura mocujaca znajduje sie pierscieniowa szczelina, w której jest umieszczona uszczelka, znamienny tym, ze pierscieniowa szcze- lina (48) ma osiowe wybranie i rozstawione promie- niowo osiowe scianki (22a, 48a) utworzone na ban- dazu wiazacym (12) i na strukturze mocujacej (36), zas uszczelka jest w postaci arkuszowej ksztaltki (46) zawierajacej osiowa odnoge (54) o budowie falistej z jednym szczytem (60), stykajacym sie z osiowa scianka (48a) osiowego wybrania pierscie- niowej szczeliny (48), i drugim szczytem (62) styka- jacym sie z przeciwlegla osiowa scianka (22a) pierscieniowej szczeliny (48), uszczelniajac szczeli- ne (48) wzgledem wycieku gazów przeplywajacych po kazdej stronie zlacza. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespól obudowy silnika turbiny gazowej, zawierający uszczelkę stosowaną dla zmniejszania przecieku płynu chłodzącego w obudowie otaczającej łopatki turbiny.

Ze stanu techniki są znane rozmaite ulepszenia zdolności uszczelniających zespołów obudowy silnika turbiny gazowej, zawierających pierścieniowe bandaże wiążące otaczające szczyty łopatek turbiny. Obudowa silnika otacza część turbiny silnika samolotowego i zbudowana jest tak, by przewodziła gazy chłodzące wewnątrz obudowy do różnych elementów, takich jak same bandaże łączące. Część turbinowa silnika, która jest współśrodkowa względem obudowy, jest usytuowana na drodze bardzo gorących gazów. Zaleca się, by otaczająca struktura zespołu obudowy była utrzymywana w stanie względnego schłodzenia.

Pierścieniowy bandaż wiążący dla szczytów łopatki turbiny jest zwykle segmentowany w kierunku obwodowym. Wymagane są uszczelnienia dla zapobieżenia przeciekowi gazu przez szczeliny utworzone pomiędzy końcami segmentów bandaża wiążącego. Opisy patentowe USA nr 4,767,260 oraz 5,158,430 przedstawiają odmiany piórowych uszczelnień, umieszczonych pomiędzy platformami zestawów łopatkowych. Opis patentowy USA nr 4,573,866 przedstawia uszczelnienie piórowe w płaszczyźnie pomiędzy końcami bandaży wiążących szczytów łopatek. Opis patentowy USA nr 5,318,402 przedstawia uszczelnienie wypustowe albo piórowe oraz obwodową taśmę oddzielającą, która mocuje ze sobą bandaże wiążące i uszczelnienia piórowe.

Dla innych układów bandaża wiążącego i obudowy są wymagane inne pierścienie uszczelniające. Na przykład, w układzie wykorzystującym rozszczepione złącze z rowkiem, mającym odcinek osiowy, zwykle stosuje się pierścień w kształcie litery C. W opisie patentowym USA nr 4,573,866 wykorzystuje się pierścień typu mieszkowego, umieszczony w takim rowku. Choć pierścieniowe uszczelnienia zapewniają doskonałą jakość uszczelnienia, to jednak mają one tendencję do sztywności przy ściskaniu z uwagi na ich promieniowy przekrój poprzeczny i dlatego nie dają się łatwo wymieniać w czasie konserwacji silnika. Do wymiany takiego uszczelnienia mogą być potrzebne specjalne narzędzia.

Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego uszczelnienia zespołu obudowy silnika ze szczeliną pierścieniową.

Zespół obudowy silnika turbiny gazowej zawierający obudowę, wewnątrz której znajduje się bandaż wiążący z osiowo przebiegającą platformą, łączącą się ze strukturą mocującą, zaś pomiędzy bandażem wiążącym a strukturą mocującą znajduje się pierścieniowa szczelina, w której jest umieszczona uszczelka, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pierścieniowa szczelina ma osiowe wybranie i rozstawione promieniowo osiowe ścianki utworzone na bandażu wiążącym i na strukturze mocującej, zaś uszczelka jest w postaci arkuszowej kształtki zawierającej osiową odnogę o budowie falistej z jednym szczytem, stykającym się z osiową ścianką osiowego wybrania pierścieniowej szczeliny, i drugim szczytem stykającym się z przeciwległą osiową ścianką pierścieniowej szczeliny, uszczelniając szczelinę względem wycieku gazów przepływających po każdej stronie złącza.

Arkuszowa kształtka korzystnie jest z materiału odpornego na ciepło i wewnętrznie sprężystego.

Arkuszowa kształtka ma budowę falistą, na którą składają się naprzemienne szczyty, przy czym kąt pochylenia wzoru falistego jest wystarczający dla umożliwienia łatwego ściskania promieniowego naprzemiennych szczytów arkuszowej kształtki, stykających się z przeciwległymi osiowymi ściankami pierścieniowej szczeliny.

Naprzemienne szczyty wzoru falistego osiowej odnogi arkuszowej kształtki odpowiadają kątowi wystarczającemu do promieniowego ściskania szczytów dla zetknięcia z przeciwległymi osiowymi ściankami pierścieniowej szczeliny.

Pierścieniowa szczelina jest zamknięta promieniową ścianką, przy czym arkuszowa kształtka zawiera część w kształcie litery C, mającą mniejszy wymiar promieniowy niż promieniowa ścianka wewnątrz pierścieniowej szczeliny (48), zaś osiowa część arkuszowej kształtki zawiera odnogę w kształcie litery C, która przebiega osiowo wewnątrz osiowej ścianki osiowego wybrania pierścieniowej szczeliny.

Arkuszowa kształtka korzystnie jest w postaci wygiętego arkusza ze stopu odpornego na ciepło, względnie ma postać zamkniętego pierścienia.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut perspektywiczny, częściowo w przekroju poprzecznym, przykładowego wykonania uszczelki umieszczonej w zespole według wynalazku, fig. 2 - osiowy przekrój poprzeczny przez zespół

PL 192 923 B1 obudowy silnika turbiny gazowej z uszczelką według wynalazku, a fig. 3 - powiększony fragmentaryczny widok przekroju poprzecznego zespołu obudowy silnika turbiny gazowej, pokazanego na fig. 2.

Zespół obudowy silnika 32 z uszczelką według wynalazku przedstawiono na fig. 1 -3. Część turbiny silnika 10 jest częściowo przedstawiona na fig. 2, a dodatkowo do łopatek turbiny 38 przedstawiono łopatki kierownicy 42 i 44. Każda z łopatek kierownicy ma zamocowany bandaż wiążący 12, otaczający szczyty 40 łopatek turbiny 38.

Jak przedstawiono, struktura mocująca 36 wewnątrz obudowy silnika 32 wspiera bandaż wiążący 12, jak przedstawiono na fig. 2 i 3. Kołnierz 22 bandaża wiążącego 12 może być wsparty na przykład na kołnierzu 47 struktury mocującej 36. W ten sam sposób, kołnierz 20 może być wsparty przez kołnierz struktury mocującej 36. Żebra 16 i 18 jak również układ struktury mocującej 36 pozwalają na utworzenie kanałów chłodzących wewnątrz i dookoła bandaża wiążącego 12. Ciśnienie powietrzaw kanale chłodzącym 64 musi być różne od ciśnienia wokół kanału 66, a zatem te różne kanały muszą być uszczelnione.

Uszczelka w postaci arkuszowej kształtki znajduje się w pierścieniowej szczelinie 48 utworzonej przez rowek ukształtowany przez kołnierz 47. Wtym wypadku, szczelina 48, gdy kołnierz 22 jest włożony, ma kształt litery L z osiowym wybraniem z osiową ścianką 48a i promieniową ścianką 48b. Arkuszowa kształtka 46 zawiera część 52 w kształcie litery C, która ma mniejszy wymiar promieniowy niż szczelina 48 w obszarze promieniowej ścianki 48b. Część 52 w kształcie litery C zawiera odnogi 54 i 56. Przedłużenie odnogi 54 ma wzór falisty, odpowiadający kątom płaskim w celu uzyskania w obszarze odcinka falistego 58 szczytów 60 i 62. Kąt odpowiadający ramionom 58a i 58b odcinka falistego 58 jest kątem rozwartym. Kąt ten może być ostry, ale musi być wystarczająco duży, by uszczelka dawała się łatwo ściskać promieniowo.

Układ odcinka falistego 58 jest taki, że odległość promieniowa pomiędzy szczytami 60 a 62 jest nieco większa niż promieniowy wymiar pomiędzy ściankami 36a i 22a szczeliny 48. Arkuszowa kształtka 46 jest wykonana z materiału albo stopu odpornego na ciepło, mającego wewnętrzną sprężystość nadającą się do utrzymania ciągłego kontaktu z przeciwległymi ściankami 22a i 36a. W ten sposób, odcinek falisty 58 jest przymocowany sprężyście do szczeliny 48 tak, że szczyty 60 i 62 znajdują się w ciągłym styku z przeciwległymi ściankami 22a i 36a.

W ten sposób, z powodu tego rodzaju budowy uszczelki w postaci arkuszowej kształtki 46, uszczelka taka może być łatwo dopasowana do szczeliny 48 przed włożeniem doń kołnierza bandaża wiążącego 22 w czasie jego zestawiania. Arkuszowa kształtka 46 może być też wykonana jako zamknięty pierścień, mocowany do szczeliny 48.

Kołnierz 22 bandaża wiążącego 12 może być skośnie nacięty, jak przedstawiono, w celu umożliwienia jego włożenia na sprężystą, arkuszową kształtkę 46 umieszczoną już w szczelinie 48. Promieniowa sprężystość odcinka falistego 58 umożliwia łatwo włożenie kołnierza 22 jak również łatwe zastąpienie arkuszowej kształtki 46, gdy bandaż wiążący 12 jest wyjęty ze szczeliny 48 w czasie jego konserwacji.

Dlatego też arkuszowa kształtka 46 tworząca uszczelnienie może współdziałać z bandażem wiążącym 12 dla łatwego zestawiania z segmentami bandaża wiążącego 12, umożliwiając znacznie ułatwioną konserwację bandaża wiążącego 12.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół obudowy silnika turbiny gazowej zawierający obudowę, wewnątrz której znajduje się bandaż wiążący z osiowo przebiegającą platformą, łączącą się ze strukturą mocującą, zaś pomiędzy bandażem wiążącym a strukturą mocującą znajduje się pierścieniowa szczelina, w której jest umieszczona uszczelka, znamienny tym, że pierścieniowa szczelina (48) ma osiowe wybranie i rozstawione promieniowo osiowe ścianki (22a, 48a) utworzone na bandażu wiążącym (12) i na strukturze mocującej (36), zaś uszczelka jest w postaci arkuszowej kształtki (46) zawierającej osiową odnogę (54) o budowie falistej z jednym szczytem (60), stykającym się z osiową ścianką (48a) osiowego wybrania pierścieniowej szczeliny (48), i drugim szczytem (62) stykającym się z przeciwległą osiową ścianką (22a) pierścieniowej szczeliny (48), uszczelniając szczelinę (48) względem wycieku gazów przepływających po każdej stronie złącza.
2. 2. Zespół obudowy silnika według zastrz. 1, znamienny tym, że arkuszowa kształtka (46) jest z materiału odpornego na ciepło i wewnętrznie sprężystego.

   PL 192 923B1
3. 3. Zespół obudowy silnika według zastrz. 1, znamienny tym, że arkuszowa kształtka (46) ma budowę falistą, na którą składają się naprzemienne szczyty (60, 62), przy czym kąt pochylenia wzoru falistego jest wystarczający dla umożliwienia łatwego ściskania promieniowego naprzemiennych szczytów (60, 62) arkuszowej kształtki (46), stykających się z przeciwległymi osiowymi ściankami (22a, 48a) pierścieniowej szczeliny (48).
4. 4. Zespół obudowy silnika według zastrz. 3, znamienny tym, że naprzemienne szczyty (60, 62) wzoru falistego osiowej odnogi (54) arkuszowej kształtki (46) odpowiadają kątowi wystarczającemu do promieniowego ściskania szczytów (60, 62) dla zetknięcia z przeciwległymi osiowymi ściankami (22a, 48a) pierścieniowej szczeliny (48).
5. 5. Zespół obudowy silnika według zastrz. 4, znamienny tym, że pierścieniowa szczelina (48) jest zamknięta promieniową ścianką (48b), przy czym arkuszowa kształtka (46) zawiera część (52) w kształcie litery C, mającą mniejszy wymiar promieniowy niż promieniowa ścianka (48b) wewnątrz pierścieniowej szczeliny (48), zaś osiowa część (54) arkuszowej kształtki (46) zawiera odnogę w kształcie litery C, która przebiega osiowo wewnątrz osiowej ścianki (48a) osiowego wybrania pierścieniowej szczeliny (48).
6. 6. Zespół obudowy silnika według zastrz. 5, znamienny tym, że arkuszowa kształtka (46) jest w postaci wygiętego arkusza ze stopu odpornego na ciepło.
7. 7. Zespół obudowy silnika według zastrz. 5, znamienny tym, że arkuszowa kształtka (46) ma postać zamkniętego pierścienia.