RU2217616C1

RU2217616C1 - Gas-turbine engine

Info

Publication number: RU2217616C1
Application number: RU2002132084A
Authority: RU
Inventors: А.С. Кузнецов; Е.А. Фомин; В.А. Фомченко
Original assignee: Открытое акционерное общество Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз"
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; gas-turbine engines. SUBSTANCE: invention can be used in cooling systems of gas-turbine engines. Proposed gas-turbine engine contains shaft installed in bearings one of which is arranged before turbine in bearing space furnished with fuel nozzles. Holes are over outer surface of bearing support housing to let in cooling air, and ring is installed between said bearing and turning on shaft. Outer rim of ring has radial bead with labyrinth lips on end to form inner space. Inclined holes are made in bead pointed towards cooling air flow. Moreover, on end face of outer surface of bearing housing, L-shaped sharp tenon is made which is located in inner space of ring. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам охлаждения газотурбинных двигателей.The invention relates to the field of engine building, in particular to cooling systems for gas turbine engines.

Известна конструкция газотурбинного двигателя, состоящая из главного вращающегося вала, установленного на подшипниках, расположенных в подшипниковой полости, и выходного канала двигателя, сообщающегося с подшипниковой полостью. Конструкция содержит также насос, который подает топливо на подшипники для их смазки и охлаждения, и устройство для отвода топлива из подшипниковой полости, сообщающееся с выходным каналом двигателя и расположенное аксиально вблизи подшипников (см. патент США № 4205525, МПК 7 F 02 C 7/06, 03.06.1980).A known design of a gas turbine engine, consisting of a main rotating shaft mounted on bearings located in the bearing cavity, and an output channel of the engine in communication with the bearing cavity. The design also includes a pump that delivers fuel to the bearings for lubrication and cooling, and a device for removing fuel from the bearing cavity, communicating with the output channel of the engine and located axially near the bearings (see US patent No. 4205525, IPC 7 F 02 C 7 / 06/06/1980).

Однако попадание топлива в процессе работы непосредственно на горячие узлы двигателя способствует увеличению термических напряжений и появлению трещин, что снижает надежность конструкции ГТД.However, the ingress of fuel during operation directly on the hot engine components contributes to an increase in thermal stresses and the appearance of cracks, which reduces the reliability of the design of the gas turbine engine.

Технической задачей изобретения является повышение надежности конструкции.An object of the invention is to increase the reliability of the design.

Указанный технический результат достигается тем, что газотурбинный двигатель содержит вал, установленный на подшипниках, один из которых расположен перед турбиной в подшипниковой полости, снабженной топливными форсунками, над наружной поверхностью корпуса подшипниковой полости выполнены отверстия для подвода охлаждающего воздуха, а между данным подшипником и турбиной на валу установлено кольцо, наружный обод которого снабжен образующим внутреннюю полость радиальным буртиком с лабиринтными гребешками на конце над упомянутой наружной поверхностью корпуса подшипниковой опоры, причем в буртике выполнены направленные навстречу потоку охлаждающего воздуха наклонные отверстия.The specified technical result is achieved by the fact that the gas turbine engine comprises a shaft mounted on bearings, one of which is located in front of the turbine in the bearing cavity equipped with fuel nozzles, holes for supplying cooling air are made over the outer surface of the bearing housing, and between this bearing and the turbine a ring is installed on the shaft, the outer rim of which is provided with a radial collar forming the inner cavity with labyrinth scallops at the end above said outer the surface of the bearing housing, and in the flange there are inclined holes directed towards the flow of cooling air.

Кроме того, на торце наружной поверхности корпуса подшипника выполнен Г-образный острый шип, расположенный во внутренней полости кольца.In addition, at the end of the outer surface of the bearing housing is made L-shaped sharp spike located in the inner cavity of the ring.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Газотурбинный двигатель содержит вал 1, установленный на подшипниках, один из которых 2 расположен перед турбиной 3 в подшипниковой полости 4, снабженной топливными форсунками 5. Над наружной поверхностью корпуса 6 подшипниковой опоры 2 выполнены отверстия 7 для подвода охлаждающего воздуха, а между данным подшипником 2 и турбиной 3 на валу 1 установлено кольцо 8, наружный обод которого снабжен образующим внутреннюю полость 9 радиальным буртиком 10 с лабиринтными гребешками 11 на конце над упомянутой наружной поверхностью корпуса 6 подшипниковой опоры. В буртике 10 выполнены направленные навстречу потоку охлаждающего воздуха наклонные отверстия 12. Кроме того, на торце наружной поверхности корпуса 6 подшипника 2 выполнен Г-образный острый шип 13, расположенный во внутренней полости 9 кольца 8.The gas turbine engine contains a shaft 1 mounted on bearings, one of which 2 is located in front of the turbine 3 in the bearing cavity 4, equipped with fuel nozzles 5. Above the outer surface of the housing 6 of the bearing support 2 holes 7 are made for supplying cooling air, and between this bearing 2 and a ring 8 is installed on the shaft 1 by the turbine 3, the outer rim of which is provided with a radial shoulder 10 forming the inner cavity 9 with labyrinth combs 11 at the end above the outer surface of the bearing housing 6 th support. In the flange 10, inclined holes 12 are directed towards the flow of cooling air 12. In addition, an L-shaped sharp spike 13 located in the inner cavity 9 of the ring 8 is made at the end of the outer surface of the housing 6 of the bearing 2.

Газотурбинный двигатель содержит также каналы 14 для отвода топлива, полость 16, сообщающуюся с каналами 14, и выходной канал 15 двигателя.The gas turbine engine also contains channels 14 for removing fuel, a cavity 16 in communication with channels 14, and an output channel 15 of the engine.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Топливо, используемое в малоресурсных газотурбинных двигателях для смазки и охлаждения подшипников, из форсунок 5 через подшипник 2 попадает во внутреннюю полость 9 промежуточного кольца 8, где накапливается благодаря наличию буртика 10. Под действием центробежных сил давление топлива в полости 8 может достигать величины 10-30 кг/см², что обеспечивает распыление топлива в полость 16 через отверстия 12. Лабиринтное уплотнение 11 на конце буртика 10 препятствует перетеканию топлива помимо отверстий 12.The fuel used in low-life gas turbine engines to lubricate and cool the bearings from nozzles 5 through the bearing 2 enters the internal cavity 9 of the intermediate ring 8, where it accumulates due to the collar 10. Under the action of centrifugal forces, the fuel pressure in the cavity 8 can reach 10-30 kg / cm ² , which ensures atomization of the fuel into the cavity 16 through the holes 12. The labyrinth seal 11 at the end of the flange 10 prevents the flow of fuel in addition to the holes 12.

Для этой же цели на торце наружной поверхности корпуса подшипника выполнен Г-образный острый шип 13, препятствующий образованию масляной пленки.For the same purpose, an L-shaped sharp spike 13 is made at the end face of the outer surface of the bearing housing, preventing the formation of an oil film.

Топливо в полости 16 испаряется, тем самым исключая попадание капель топлива непосредственно на горячие детали, и за счет скрытой теплоты парообразования снижает температуру охлаждающего воздуха.The fuel in the cavity 16 evaporates, thereby eliminating the ingress of fuel droplets directly on the hot parts, and due to the latent heat of vaporization, reduces the temperature of the cooling air.

Воздух с парами топлива через каналы 14 эвакуируется в выходной канал двигателя 15, попутно охлаждая узел турбины.Air with fuel vapors through channels 14 is evacuated to the output channel of the engine 15, simultaneously cooling the turbine assembly.

Claims

1. A gas turbine engine containing a shaft mounted on bearings, one of which is located in front of the turbine in the bearing cavity equipped with fuel nozzles, and holes for supplying cooling air are made over the outer surface of the bearing housing, and a shaft is installed between the bearing and the turbine a ring whose outer rim is provided with a radial shoulder forming an internal cavity with labyrinth combs at the end above said outer surface of the bearing housing s, and formed in the collar directed towards the flow of cooling air holes inclined.

2. The engine according to claim 1, characterized in that at the end of the outer surface of the bearing housing is made L-shaped sharp spike located in the inner cavity of the ring.