RU190525U1 - INPUT DEVICE CENTRIFUGAL COMPRESSOR - Google Patents

INPUT DEVICE CENTRIFUGAL COMPRESSOR Download PDF

Info

Publication number
RU190525U1
RU190525U1 RU2019106749U RU2019106749U RU190525U1 RU 190525 U1 RU190525 U1 RU 190525U1 RU 2019106749 U RU2019106749 U RU 2019106749U RU 2019106749 U RU2019106749 U RU 2019106749U RU 190525 U1 RU190525 U1 RU 190525U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
walls
radial
truss
input device
inlet
Prior art date
Application number
RU2019106749U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Михайлютенко
Константин Николаевич Подгорский
Святослав Степанович Момот
Игорь Павлович Ковалев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "МОТОР СИЧ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "МОТОР СИЧ" filed Critical Публичное акционерное общество "МОТОР СИЧ"
Application granted granted Critical
Publication of RU190525U1 publication Critical patent/RU190525U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Устройство содержит радиальный впускной элемент, имеющий противоположные стенки, образующие кольцевой канал. На периферии стенок выполнены жесткие соединительные элементы в виде фермы, установлена защитная сетка, имеющая П-образный профиль, внутренняя поверхность стенки, которая формирует воздушный тракт, выполняется с допустимым отклонением от теоретически заданного значения не больее 0,02 мм. Технический результат - устранение возмущающих факторов на входе и в приграничном слое канала входного устройства.The device comprises a radial inlet element having opposite walls forming an annular channel. On the periphery of the walls there are rigid trusses in the form of a truss, a protective grid with a U-shaped profile is installed, the inner surface of the wall that forms the air path is made with a tolerable deviation from a theoretically specified value of no more than 0.02 mm. The technical result is the elimination of disturbing factors at the input and in the boundary layer of the channel of the input device.

Description

Полезная модель относится к газотурбинным двигателям (ГТД) и, более конкретно, к впускным устройствам для компрессоров газовых турбин.The invention relates to gas turbine engines (GTE) and, more specifically, to intake devices for compressors of gas turbines.

Неравномерное распределение воздушного потока через впускной канал компрессора газотурбинного двигателя может снизить производительность двигателя. Эта проблема существенна для радиальных впускных устройств. Соответственно, существует потребность в простом устройстве, которое может обеспечить более равномерный поток воздуха для радиального входа.Uneven distribution of air flow through the intake port of a gas turbine engine compressor can reduce engine performance. This problem is significant for radial inlets. Accordingly, there is a need for a simple device that can provide more uniform air flow for radial entry.

Известно входное устройство осевой турбины по авторскому свидетельству на изобретение SU 1430609 A1, F04D 29/54, опубл. 15.10.1988. Устройство содержит кольцевой конфузор, установленный в радиальном патрубке, имеющем обечайку и боковые стенки. Входное сечение конфузора расположено к плоскости, перпендикулярной его оси, под острым углом, вершина которого обращена к патрубку. Входное сечение размещено от боковой стенки, расположенной со стороны входа патрубка, на минимальном расстоянии, не меньшем ширины последнего на входе. Недостатком устройства является технологическая и конструктивная сложность.Known input device axial turbines according to the author's certificate on the invention SU 1430609 A1, F04D 29/54, publ. 10/15/1988. The device contains an annular confuser mounted in a radial nozzle having a shell and side walls. The inlet section of the confuser is located to the plane perpendicular to its axis, at an acute angle, the apex of which is facing the nozzle. The inlet section is located from the side wall located on the side of the inlet of the nozzle, at a minimum distance not less than the width of the latter at the inlet. The disadvantage of this device is technological and structural complexity.

Недостатком является технологическая и конструктивная сложность.The disadvantage is the technological and structural complexity.

Известно входное устройство по патенту ЕР 1733127 В1, F02C 7/055, опубл. 23.04.2014. Радиальное входное устройство содержит радиальный вход, выполненный с возможностью сообщаться по текучей среде с компрессором, и ограничивающий элемент, охватывающий радиальный вход и являющийся асимметричным по окружности. Ограничивающий элемент частично блокирует поток воздуха вокруг радиального входа, где воздушный поток больше, для более равномерного распределения потока воздуха по окружности. Недостаток устройства - это значительные потери полного давления на входе в компрессор.Known input device according to patent EP 1733127 B1, F02C 7/055, publ. 04/23/2014. The radial inlet device comprises a radial inlet configured to communicate in fluid with the compressor, and a restricting element encompassing the radial inlet and being circumferentially asymmetrical. The limiting element partially blocks the flow of air around the radial inlet, where the air flow is greater, for a more uniform distribution of air flow around the circumference. The disadvantage of this device is a significant loss of total pressure at the inlet to the compressor.

Прототипом полезной модели является входное устройство двигателя АИ-450-МС [Вспомогательный газотурбинный двигатель АИ-450-МС. Руководство по технической эксплуатации двигателя 0020000000РЭ. Раздел: Турбина компрессора газогенератора]. Входное устройство содержит радиальный впускной элемент, имеющий противоположные стенки, образующие кольцевой канал, спрофилированный таким образом, чтобы поток воздуха входящий радиально направлять в осевом направлении в компрессор. Противоположные стенки жестко соединены между собой четырьмя радиальными стойками. На периферии стенок установлена защитная сетка, охватывающая радиальный вход.The prototype of the utility model is the input device of the engine AI-450-MS [Auxiliary gas turbine engine AI-450-MS. Guidelines for the technical operation of the engine 0020000000RE. Section: Gas Generator Compressor Turbine]. The inlet device comprises a radial inlet element having opposite walls forming an annular channel, profiled in such a way that the incoming air flow is radially directed axially into the compressor. Opposite walls are rigidly interconnected by four radial struts. On the periphery of the walls, a protective grid covering the radial inlet is installed.

Недостатком устройства-прототипа является наличие возмущающих факторов в кольцевом канале. Эти факторы вызваны наличием во входном устройстве радиальных стоек, имеющих значительную толщину, что вносит существенные возмущения в воздушный поток. Кроме того, конструкция со стойками технологически выполняется литьем, что накладывает существенные ограничения на точность выполнения поверхности стенок устройства. Низкая точность поверхности стенок и наличие радиальных стоек создает неравномерность потока на входе в рабочее колесо компрессора.The disadvantage of the device of the prototype is the presence of disturbing factors in the annular channel. These factors are caused by the presence in the input device of the radial struts having a considerable thickness, which introduces significant disturbances in the air flow. In addition, the construction with the racks is technologically performed by casting, which imposes significant restrictions on the accuracy of the surface of the device walls. The low accuracy of the surface of the walls and the presence of radial struts creates uneven flow at the entrance to the impeller of the compressor.

Задачей полезной модели является уменьшение неравномерности потока воздуха на входе в компрессор, за счет устранения возмущающих факторов на входе и в пограничном слое канала входного устройства.The task of the utility model is to reduce the uneven flow of air at the compressor inlet, by eliminating disturbing factors at the inlet and in the boundary layer of the channel of the input device.

Задача решается путем усовершенствования входного устройства содержащего радиальный впускной элемент, имеющий противоположные стенки, образующие кольцевой канал, спрофилированный таким образом, чтобы поток воздуха, входящий радиально, направлять в осевом направлении, и имеющего между стенками жесткие соединительные элементы, а на периферии стенок - защитную сетку, охватывающую радиальный впускной элемент.The task is solved by improving the input device containing a radial inlet element having opposite walls forming an annular channel, shaped so that air flow entering radially is directed axially and has rigid connecting elements between the walls and a protective grid on the periphery of the walls covering radial inlet element.

В соответствии с полезной моделью соединительные элементы выполнены в виде фермы, расположенной на периферии стенок (на входе в кольцевой канал), причем ферма выполнена в виде треугольной решетки, раскосы которой имеют обтекаемый профиль, и равномерно распределены по периметру входного канала, а форма защитной сетки имеет П-образный профиль, кроме того, внутренняя поверхность стенки, формирующей воздушный тракт, выполняется с допустимым отклонением от теоретически заданного значения не более 0,02 мм.In accordance with the utility model, the connecting elements are made in the form of a truss located on the periphery of the walls (at the entrance to the annular channel), the truss is made in the form of a triangular lattice, the diagonal of which has a streamlined profile and are uniformly distributed around the perimeter of the inlet channel, and the shape of the protective grid has a U-shaped profile, in addition, the inner surface of the wall forming the air path, is performed with a permissible deviation from the theoretically specified value of not more than 0.02 mm.

В конкретном варианте осуществления полезной модели геометрия фермы имеет следующие параметры: величина угла между раскосами треугольной решетки имеет значение α=50-60°, а соотношение ширины раскосов к их максимальной толщине имеет значениеIn a particular embodiment of the utility model, the geometry of the truss has the following parameters: the angle between the diagonals of the triangular lattice has the value α = 50-60 °, and the ratio of the diagonal width to their maximum thickness matters

Figure 00000001
Figure 00000001

где b - ширина раскосов, мм;where b is the width of the diagonals, mm;

Cmax - толщина раскоса в месте максимума, мм.Cmax - diagonal thickness at the maximum, mm.

Отличительные признаки устройства, влияющие на технический результат, это конструктивное выполнение соединительных элементов стенок, точность выполнения профиля стенок и конструктивное выполнение защитной сетки. Выполнение соединительных элементов в виде фермы, расположенной на периферии стенок позволяет устранить возмущающие факторы в канале, возникающие при наличии радиальных стоек, кроме того, охватывая радиальный вход, ферма обеспечивает дополнительную жесткость и имеет функцию поддерживающего элемента при попадании крупных предметов. Параметры геометрии фермы являются наилучшими для достижения технического результата. Заявленная конструкция позволяет внутренние стенки выполнить методом механической обработки со строго заданной точностью, обеспечивающей сведение к минимуму возмущения в пограничном слое канала. Защитная сетка, имеющая П-образный профиль, имеет вертикальные элементы, что позволяет улучшить равномерность потока, особенно в условиях обледенения, т.к. горизонтальные участки подвержены обледенению раньше вертикальных.Distinctive features of the device that affect the technical result are the constructive implementation of the connecting elements of the walls, the accuracy of the wall profile and the constructive implementation of the protective grid. The implementation of the connecting elements in the form of a truss located on the periphery of the walls eliminates disturbing factors in the channel arising in the presence of radial struts, besides encompassing the radial inlet, the truss provides additional rigidity and has the function of a supporting element in contact with large objects. The parameters of the geometry of the farm are the best to achieve a technical result. The claimed design allows the inner walls to be machined with a strictly specified accuracy, ensuring that disturbances in the boundary layer of the channel are minimized. The protective grid, which has a U-shaped profile, has vertical elements, which allows to improve the flow uniformity, especially in icing conditions, since horizontal areas are prone to icing before vertical.

Предложенное устройство поясняется следующими чертежами, где показан в качестве иллюстрации вариант осуществления полезной модели: фиг. 1 - частичный продольный разрез газогенератора ГТД по входному устройству; фиг. 2 - геометрия фермы - вид А на фиг. 1; разрез Б-Б на виде А.The proposed device is illustrated by the following drawings, where an embodiment of a utility model is shown by way of illustration: FIG. 1 is a partial longitudinal section of the gas generator of the CCD on the input device; FIG. 2 — truss geometry — view A in FIG. one; BB cut in view A.

Входное устройство (фиг. 1) содержит радиальный впускной элемент, имеющий противоположные стенки 1 и 2, образующие кольцевой канал 3. Конструкция входного устройства сборная, что дает возможность механической обработки внутренней поверхности стенок. Механическая обработка внутренней поверхности стенки 1, формирующей воздушный тракт, выполняется с допустимым отклонением от теоретически заданного значения не более 0,02 мм.The input device (Fig. 1) contains a radial inlet element having opposite walls 1 and 2, forming an annular channel 3. The design of the input device is assembly, which allows the mechanical treatment of the inner surface of the walls. Mechanical treatment of the inner surface of the wall 1 forming the air path is performed with a permissible deviation from the theoretically specified value of no more than 0.02 mm.

На периферии стенок расположены жесткие соединительные элементы в виде фермы 4 (фиг. 1, фиг. 2). Ферма выполнена равномерной по окружности, тип решетки фермы выполнен треугольным, раскосы фермы 4 имеют обтекаемый профиль (фиг. 3). В конкретном примере выполнения угол между раскосами может быть выполнен α=60°, ширина раскоса b=8 мм, максимальная толщина раскоса Cmax=20 мм.On the periphery of the walls are rigid connecting elements in the form of a truss 4 (Fig. 1, Fig. 2). The truss is made uniform around the circumference, the truss type of the truss is made triangular, the trusses of the truss 4 have a streamlined profile (Fig. 3). In a specific example of execution, the angle between braces can be made α = 60 °, the brace width b = 8 mm, the maximum brace thickness Cmax = 20 mm.

К торцам стенок 1 и 2 (фиг. 1) с помощью кронштейнов крепится защитная сетка 5, охватывающая радиальный вход.To the ends of the walls 1 and 2 (Fig. 1) with the help of brackets attached protective grid 5, covering the radial entrance.

Во входном устройстве происходит изменение направления потока воздуха из радиального на входе в двигатель на осевой на входе в компрессор газогенератора. Воздух из атмосферы через люк, расположенный на фюзеляже, попадает в отсек двигателя и дальше во входное устройство (фиг. 1). Воздух проходит через защитную сетку 5 и поступает в кольцевой канал 3, где и происходит изменения потока воздуха из радиального в осевой.In the inlet device, a change in the direction of air flow from the radial inlet to the engine on the axial inlet to the compressor of the gas generator takes place. Air from the atmosphere through the hatch located on the fuselage, enters the engine compartment and further into the input device (Fig. 1). The air passes through the protective grid 5 and enters the annular channel 3, where the air flow changes from radial to axial.

Полезная модель разработана для конструкции турбовинтового двигателя со свободной турбиной, предназначенного для использования в составе силовой установки легких самолетов, но может быть использована в других конструкциях компрессоров. Применение полезной модели в конструкции входных устройств позволяет уменьшить возмущающие факторы в пограничном слое воздушного канала и, тем самым, уменьшить неравномерность потока воздуха на входе в компрессор.The utility model is designed for the construction of a turboprop engine with a free turbine, intended for use as part of the power plant of light aircraft, but can be used in other designs of compressors. The use of a utility model in the design of input devices allows to reduce disturbing factors in the boundary layer of the air channel and, thereby, to reduce the uneven air flow at the compressor inlet.

Claims (5)

1. Входное устройство центробежного компрессора, содержащее радиальный впускной элемент, имеющий противоположные стенки, образующие кольцевой канал, спрофилированный таким образом, чтобы радиальный поток воздуха направлять в осевом направлении, между стенками расположены жесткие соединительные элементы, на периферии стенок установлена защитная сетка, охватывающая радиальный впускной элемент, отличающееся тем, что соединительные элементы выполнены в виде фермы, расположенной на периферии стенок, причем ферма выполнена в виде треугольной решетки, раскосы которой имеют обтекаемый профиль и равномерно распределены по периметру кольцевого канала, а форма защитной сетки имеет П-образный профиль, кроме того, внутренняя поверхность стенки, формирующей воздушный тракт, выполнена с допустимым отклонением от теоретически заданного значения не более 0,02 мм.1. An inlet device of a centrifugal compressor containing a radial inlet element having opposite walls forming an annular channel shaped in such a way that the radial air flow is directed axially, rigid connecting elements are located between the walls, a protective grid is installed on the periphery of the walls covering the radial inlet element, characterized in that the connecting elements are made in the form of a truss located on the periphery of the walls, and the truss is made in the form of a triangle The grille, whose braces have a streamlined profile and are evenly distributed around the perimeter of the annular channel, and the shape of the protective grid has a U-shaped profile, in addition, the inner surface of the wall forming the air path is not more than 0.02 from the theoretically specified value mm 2. Входное устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина угла между раскосами треугольной решетки имеет значение α=50-60°, a соотношение ширины раскосов к их максимальной толщине имеет значение2. The input device according to Claim. 1, characterized in that the angle between the braces of the triangular lattice has the value α = 50-60 °, and the ratio of the width of the diagonal bars to their maximum thickness matters
Figure 00000002
Figure 00000002
где b - ширина раскосов, мм;where b is the width of the diagonals, mm; Cmax - толщина раскоса в месте максимума, мм.Cmax - diagonal thickness at the maximum, mm.
RU2019106749U 2018-11-16 2019-03-11 INPUT DEVICE CENTRIFUGAL COMPRESSOR RU190525U1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201811271 2018-11-16
UA201811271 2018-11-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU190525U1 true RU190525U1 (en) 2019-07-03

Family

ID=67216107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106749U RU190525U1 (en) 2018-11-16 2019-03-11 INPUT DEVICE CENTRIFUGAL COMPRESSOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU190525U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1430609A1 (en) * 1987-01-07 1988-10-15 Предприятие П/Я А-1125 Intake apparatus of axial-flow turbo-machine
RU2443880C2 (en) * 2007-03-09 2012-02-27 Ансальдо Энергия С.П.А. Gas turbine engine compressor air intake
EP1733127B1 (en) * 2004-03-18 2014-04-23 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine inlet flow straightener with restricting member
RU161059U1 (en) * 2015-12-24 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Неватом" CASING FOR CHANNEL FANS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1430609A1 (en) * 1987-01-07 1988-10-15 Предприятие П/Я А-1125 Intake apparatus of axial-flow turbo-machine
EP1733127B1 (en) * 2004-03-18 2014-04-23 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine inlet flow straightener with restricting member
RU2443880C2 (en) * 2007-03-09 2012-02-27 Ансальдо Энергия С.П.А. Gas turbine engine compressor air intake
RU161059U1 (en) * 2015-12-24 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Неватом" CASING FOR CHANNEL FANS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7118331B2 (en) Stator vane assembly for a turbomachine
US3820628A (en) Sound suppression means for rotating machinery
US8132417B2 (en) Cooling of a gas turbine engine downstream of combustion chamber
RU2324076C2 (en) Frame, compressor, turbo and gasturbine engine included into frame
JP5982498B2 (en) Wing for wake desensitization and manufacturing method thereof
US7200999B2 (en) Arrangement for bleeding the boundary layer from an aircraft engine
RU2507421C2 (en) Annular diffuser for axial turbine machine, system for axial turbine machine, as well as axial turbine machine
US9377030B2 (en) Auxiliary power units and other turbomachines having ported impeller shroud recirculation systems
CA2879403C (en) Engine duct and aircraft engine
US10598191B2 (en) Vane for turbomachinery, such as an aircraft turbojet or turbofan engine or an aircraft turboprop engine
RU2013152735A (en) CASE COOLING CHANNEL
GB2471845A (en) Fan outlet guide vane arrangement in a turbofan gas turbine engine
US10378372B2 (en) Turbine with cooled turbine guide vanes
US9650916B2 (en) Turbomachine cooling systems
CN106121746B (en) Compound current divider lip for axial flow turbine machinery compressor
US20200049074A1 (en) Acoustic panel and method for making the same
WO2014007908A1 (en) Turbine exhaust case duct
US20180355877A1 (en) Compressor bleed apparatus for a turbine engine
JP2017519154A (en) Diffuser for centrifugal compressor
RU2581262C2 (en) Turbomachine
RU190525U1 (en) INPUT DEVICE CENTRIFUGAL COMPRESSOR
CN112576321A (en) Outflow region of a turbine of an exhaust-gas turbocharger
RU2564471C2 (en) Compressor for engine, particularly, aircraft turbojet equipped with air intake system
US20210172373A1 (en) Assembly for a compressor section of a gas turbine engine
US20200049075A1 (en) Acoustic panel and method for making the same