RU2188969C2

RU2188969C2 - Stator of gas turbine engine

Info

Publication number: RU2188969C2
Application number: RU2000113306/06A
Authority: RU
Inventors: В.А. Кузнецов; А.И. Тункин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2002-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to stators of gas turbine engines, including those of ground application, making it possible to assemble stator by installation of outer housing of compressor with longitudinal split as last device. Stator consists of outer and inner housings of compressor and combustion chamber with compressor straightening vane assembly connected with rotor support. Outer housing of compressor installed before combustion chamber is made with longitudinal split. EFFECT: facilitated assembling of stator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к статорам газотурбинных двигателей, в том числе наземного применения. The invention relates to stators of gas turbine engines, including ground-based applications.

Известен статор газотурбинного двигателя, в котором для связи с опорой используются силовые лопатки спрямляющего аппарата компрессора [1]. A known stator of a gas turbine engine, in which power blades of the compressor rectifier apparatus are used for communication with a support [1].

Недостатком известной конструкции является наличие одинарных корпусов компрессора, что снижает надежность двигателя и его КПД. Корпуса современных компрессоров выполняются, как правило, двойными: наружный корпус воспринимает изгибные напряжения, действующие от подвески двигателя, а внутренний корпус воспринимает только нагрузку от давления воздуха в проточной части компрессора, имеет минимальные деформации и позволяет выдерживать минимальными радиальные зазоры между статором и ротором. A disadvantage of the known design is the presence of single compressor housings, which reduces the reliability of the engine and its efficiency. Cases of modern compressors are usually performed in two: the outer casing accepts bending stresses acting on the engine mount, and the inner casing only accepts the load from the air pressure in the compressor flow path, has minimal deformations and can withstand minimal radial clearances between the stator and rotor.

Наиболее близким к заявляемому является статор ГТД, статор компрессора, в котором состоит из наружного и внутреннего корпусов, причем внутренний корпус со стороны задних ступеней дополнительно соединен через спрямляющий аппарат с опорой ротора [2]. Closest to the claimed is the gas turbine stator, the compressor stator, which consists of the outer and inner housings, the inner housing on the side of the rear steps is additionally connected through the rectifier with the support of the rotor [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее несобираемость, особенно при модульной сборке, так как наружный и внутренний корпуса компрессора соединены со спрямляющим аппаратом компрессора, закрепленным на опоре ротора, причем опора выполнена за одно целое с внутренним корпусом камеры сгорания. A disadvantage of the known design adopted as a prototype is its incompatibility, especially with modular assembly, since the outer and inner compressor casings are connected to the compressor rectifier mounted on the rotor support, and the support is made in one piece with the inner housing of the combustion chamber.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении собираемости статора ГТД путем установки наружного корпуса компрессора с продольным разъемом последним. The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to ensure the collection of the gas turbine stator by installing the outer compressor casing with the longitudinal connector last.

Сущность технического решения заключается в том, что в статоре газотурбинного двигателя, состоящем из наружных и внутренних корпусов компрессора и камеры сгорания со спрямляющим аппаратом компрессора, соединенным с опорой ротора, согласно изобретению наружный корпус компрессора, расположенный перед камерой сгорания, выполнен с продольным разъемом. The essence of the technical solution lies in the fact that in the stator of a gas turbine engine, consisting of external and internal compressor housings and a combustion chamber with a compressor rectifier connected to the rotor support, according to the invention, the external compressor housing located in front of the combustion chamber is made with a longitudinal connector.

Выполнение наружного корпуса компрессора, расположенного перед камерой сгорания, с продольным разъемом позволяет устанавливать этот корпус последним за счет того, что продольным разъемом корпус делится на две половинки и крепится каждой половинкой отдельно к наружным корпусам статора и камеры сгорания, при этом корпус охватывает полость с пониженным давлением воздуха и утечки воздуха через продольный разъем будут минимальными. The execution of the outer housing of the compressor, located in front of the combustion chamber, with a longitudinal connector allows you to install this housing last due to the fact that the longitudinal connector of the housing is divided into two halves and each half is attached separately to the outer housing of the stator and combustion chamber, while the housing covers the cavity with a reduced air pressure and air leakage through the longitudinal connector will be minimal.

На чертеже изображен продольный разрез статора ГТД. The drawing shows a longitudinal section of the stator GTE.

Статор 1 газотурбинного двигателя состоит из наружных корпусов 2 и 3 компрессора 4, а также внутренних корпусов 5 и 6, которые соединены с наружными корпусами конусными фланцами 7,8 и 9. Наружный корпус 3 с фланцем 9 соединены с наружными корпусами 10 и 11 камеры сгорания 12, которые соединены через силовые стойки 13 с внутренним корпусом 14 камеры сгорания. Корпус 14 выполнен за одно целое с опорой 15 радиально-упорного шарикоподшипника 16 компрессора. Наружный корпус 3 через фланец 9 и внутренний корпус 6 с помощью болтов 17 соединены спрямляющими лопатками 18 компрессора 4, которые с помощью болтов 19 соединены с конусным фланцем 20 опоры 15. Между спрямляющими лопатками 18 и стойками 13 расположен закомпрессорный диффузор 21, который стенкой 22 и перфорированной стенкой 23 ограничивает замкнутую кольцевую полость 24, которая предназначена для отборов воздуха на охлаждение турбины (на фиг. не показано) и для отборов воздуха при запуске двигателя. Для управления радиальными зазорами между статором и ротором в кольцевую полость 25, ограниченную корпусом 3, через трубы 26 и дефлектор 27 подается холодный воздух пониженного давления из-за промежуточной ступени компрессора (на фиг. не показано). Управление зазорами осуществляется путем обдува холодным воздухом наружной поверхности внутреннего корпуса 6 на режимах максимальной длительности работы двигателя. Наружный корпус 3 и перфорированный дефлектор 27 выполнены с продольными разъемами 28, остальные наружные и внутренние корпуса 2, 5, 6, 10, 14, а также фланцы 7, 8, 9 и 20 выполнены без продольных разъемов, т. е. неразъемными. Корпус 3 соединен с корпусами 2 и 10 болтами 29 и 30. The stator 1 of the gas turbine engine consists of the outer casings 2 and 3 of the compressor 4, as well as the inner casings 5 and 6, which are connected to the outer casings by conical flanges 7.8 and 9. The outer casings 3 with the flange 9 are connected to the outer casings 10 and 11 of the combustion chamber 12, which are connected through power racks 13 with the inner housing 14 of the combustion chamber. The housing 14 is made in one piece with the support 15 of the angular contact ball bearing 16 of the compressor. The outer casing 3 through the flange 9 and the inner casing 6 using bolts 17 are connected by straightening blades 18 of the compressor 4, which are bolted 19 to the conical flange 20 of the support 15. Between the straightening blades 18 and the racks 13 there is a compressor diffuser 21, which wall 22 and perforated wall 23 defines a closed annular cavity 24, which is designed for air sampling for cooling the turbine (not shown in Fig.) and for air sampling when starting the engine. To control the radial clearances between the stator and the rotor, cold pressure air is supplied through the pipes 26 and the deflector 27 to the annular cavity 25 bounded by the housing 3 due to the intermediate stage of the compressor (not shown in Fig.). Gap management is carried out by blowing cold air to the outer surface of the inner housing 6 at the maximum duration of the engine. The outer casing 3 and the perforated deflector 27 are made with longitudinal connectors 28, the remaining outer and inner cases 2, 5, 6, 10, 14, as well as the flanges 7, 8, 9 and 20 are made without longitudinal connectors, i.e., one-piece. The housing 3 is connected to the housings 2 and 10 with bolts 29 and 30.

Собирается и работает устройство следующим образом. При сборке компрессора 4 с камерой сгорания 12 спрямляющие лопатки 18 компрессора 4 с помощью болтов 19 крепятся на конусном фланце 20 внутреннего корпуса 14 камеры сгорания 12, которая уже собрана со стойками 13 в корпусе 10. Далее наружные и внутренние корпуса 2, 5 и 6 компрессора 4 с фланцами 7 и 8, направляющими лопатками 31 и ротором компрессора 32 крепятся болтами 17 к фланцу 9, предварительно закрепленному на корпусе 10, и к спрямляющим лопаткам 18, при этом ротор 32 устанавливается в подшипнике 16. Последним, замыкающим, устанавливается разъемный наружный корпус 3, который устанавливается половинками корпуса и крепится болтами 29 и 30 к наружным корпусам 2 и 10, продольный разъем 28 корпуса 3 также стягивается болтами (на фиг. не показано). The device is assembled and operates as follows. When assembling the compressor 4 with the combustion chamber 12, the straightening vanes 18 of the compressor 4 are bolted 19 to the conical flange 20 of the inner casing 14 of the combustion chamber 12, which is already assembled with the struts 13 in the casing 10. Next, the outer and inner compressors 2, 5, and 6 4 with flanges 7 and 8, guide vanes 31 and the rotor of the compressor 32 are bolted 17 to the flange 9, pre-mounted on the housing 10, and to the straightening vanes 18, while the rotor 32 is installed in the bearing 16. The last, closing, detachable outer housing 3 which is installed and the halves of the housing 29 and is bolted to the outer housing 30 2 and 10, longitudinal slot 28 of the housing 3 and by tightening bolts (Fig. not shown).

При работе двигателя наружные и внутренние корпуса 2, 5 и 6, а также фланцы 7,8 и 9, не имеющие продольных разъмов, имеют равномерную окружную жесткость, что способствует минимизации радиальных зазоров между статором 1 и ротором 32. Наружный корпус 3 с продольным разъемом 28 не оказывает заметного влияния на радиальные зазоры между статором и ротором, так как связан с внутренним корпусом 6 через конусные неразъемные фланцы 8 и 9. Продольный разъем 28 не оказывает существенного влияния на утечки воздуха из компрессора, так как давление воздуха в кольцевой полости 25, ограниченной разъемным корпусом 3, близко к давлению воздуха снаружи корпуса 3. Отсутствие продольных разъемов в корпусах 2, 5 и 6, а также во фланцах 7, 8 и 9 продольных разъемов в корпусах 2,5 и 6, а также во фланцах 7, 8 и 9 также способствует минимизации утечек компрессорного воздуха через фланцы корпусов. When the engine is running, the outer and inner housings 2, 5 and 6, as well as the flanges 7.8 and 9, which do not have longitudinal connectors, have uniform circumferential stiffness, which helps to minimize radial clearances between the stator 1 and rotor 32. The outer case 3 with a longitudinal connector 28 does not have a noticeable effect on the radial clearances between the stator and the rotor, as it is connected to the inner casing 6 through conical one-piece flanges 8 and 9. The longitudinal connector 28 does not significantly affect air leakage from the compressor, since the air pressure in the ring of the cavity 25, limited by the detachable housing 3, is close to the air pressure outside the housing 3. The absence of longitudinal connectors in the housings 2, 5 and 6, as well as in the flanges 7, 8 and 9 of the longitudinal connectors in the housings 2.5 and 6, as well as flanges 7, 8, and 9 also help minimize compressor air leaks through housing flanges.

Источники информации
1. С. А. Вьюнов, "Конструкция и проектирование авиационных ГТД", М. "Машиностроение", 1989г., стр.34, рис.2.1 а.Sources of information
1. S. A. Vyunov, “Design and Design of Aircraft Gas-Turbine Engineers”, M. “Mechanical Engineering”, 1989, p. 34, Fig. 2.1 a.

2. Патент РФ RU N 2121082 С1 от 27.10.98г. - прототип. 2. RF patent RU N 2121082 C1 of 10.27.98. - prototype.

Claims

The stator of a gas turbine engine, consisting of external and internal compressor housings and a combustion chamber with a compressor straightener connected to the rotor support, characterized in that the external compressor housing located in front of the combustion chamber is made with a longitudinal connector.