RU222426U1 - Устройство подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области турбостроения, в частности к устройствам подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам в газотурбинном двигателе, и может быть использована в статорах высокотемпературных турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Техническим результатом заявляемого устройства является повышение эффективного использования охлаждающего воздуха для охлаждения надроторной вставки, что позволяет снизить его потребное количество, при этом достигается минимизация неплотностей за счет герметизирующего элемента, установлено в соосных выборках промежуточного элемента и надроторной вставки, через которые охлаждающий воздух перетекает в газовоздушный тракт, не совершив необходимой работы по охлаждению уплотнения.

Технический результат достигается тем, что в устройстве подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам, содержащее промежуточный элемент, вмонтированный в силовой корпус, в промежуточный элемент вмонтирована надроторная вставка, имеющая внутреннюю полость с интенсификаторами охлаждения, при этом промежуточный элемент имеет внутреннюю полость, вход в которую сообщен с помощью отверстий с полостью циркуляции воздуха в силовом корпусе, а выход из внутренней полости промежуточного элемента сообщен со внутренней полостью надроторной вставки с помощью выходного отверстия, при этом надроторная вставка содержит входное отверстие для потока воздуха и выходные отверстия для потока воздуха, в отличие от известного входное отверстие надроторной вставки снабжено выборкой на внешней поверхности вставки, выполненной соосно с выходным отверстием промежуточного элемента снабженного соосной выборкой на внутренней поверхности промежуточного элемента, причем между вышеупомянутыми выборками установлен соосно герметизирующий элемент со сквозным центральным отверстием, герметизирующий элемент может быть выполнен в виде пружинной шайбы, герметизирующий элемент может быть выполнен в виде трубчатого элемента со сферическими поверхностями, установленного одновременно внутри входного отверстия надроторной вставки и выходного отверстия промежуточного элемента. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области турбостроения, в частности к устройствам подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам в газотурбинном двигателе, и может быть использована в статорах высокотемпературных турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известно устройство подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам, содержащее корпус с полостью подвода воздуха, в который вмонтирован по потоку промежуточный корпус с отверстием для соединения с полостью подвода воздуха корпуса, в промежуточном корпусе установлены сектора надроторного уплотнения с образованием радиальных зазоров, в каждом секторе надроторного уплотнения имеется внутренняя полость с интенсификаторами охлаждения и отверстия выхода воздуха в радиальные зазоры между промежуточным корпусом и сектором надроторного уплотнения к входной кромке лопатки турбины, а так же каналы выхода воздуха из внутренней полости надроторного уплотнения по потоку за выходной кромкой лопатки турбины (Патент на изобретение РФ №2538985 от 30.12.2013, МПК F01D25/14, F01D25/24, опубл. 10.01.2015 бюл. №1).

Недостатком данного устройства подвода является необходимость подвода к надроторным вставкам большого объема охлаждающего воздуха для устранения большого градиента температур внутри надроторной вставки, так как центральная часть надроторной вставки греется значительно больше, чем периферийные ее части, большое количество неплотностей, через которые охуждающий воздух перетекает в газовоздушный тракт, не участвуя в охлаждении необходимый элементов и внося негативное воздействие на газовый поток.

Наиболее близким является устройство подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам, содержащее промежуточный элемент, вмонтированный в силовой корпус, в промежуточный элемент вмонтирована надроторная вставка, имеющая внутреннюю полость с интенсификаторами охлаждения, при этом промежуточный элемент имеет внутреннюю полость, вход в которую сообщен с помощью отверстий с полостью циркуляции воздуха в силовом корпусе, а выход из внутренней полости промежуточного элемента сообщен со внутренней полостью надроторной вставки с помощью выходного отверстия, при этом надроторная вставка содержит входное отверстие для потока воздуха и выходные отверстия для потока воздуха (Патент на полезную модель №209660 от 03.12.2021, МПК F01D25/14, F01D25/24, опубл. 17.03.2022 бюл. №8).

Недостатком данного устройства является высокий расход охлаждающего воздуха, направляемого на охлаждение надроторных вставок через выходное отверстие промежуточного элемента и входное отверстие вставок, связанный с наличием зазоров (связанных с допусками изготовления и особенностями сборки данного узла) между внутренней поверхностью промежуточного элемента и внешней поверхностью надроторной вставки.

Техническим результатом заявляемого устройства является повышение эффективного использования охлаждающего воздуха для охлаждения надроторной вставки, что позволяет снизить его потребное количество, при этом достигается минимизация неплотностей за счет герметизирующего элемента, установлено в соосных выборках промежуточного элемента и надроторной вставки, через которые охлаждающий воздух перетекает в газовоздушный тракт, не совершив необходимой работы по охлаждению уплотнения.

Технический результат достигается тем, что в устройстве подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам, содержащее промежуточный элемент, вмонтированный в силовой корпус, в промежуточный элемент вмонтирована надроторная вставка, имеющая внутреннюю полость с интенсификаторами охлаждения, при этом промежуточный элемент имеет внутреннюю полость, вход в которую сообщен с помощью отверстий с полостью циркуляции воздуха в силовом корпусе, а выход из внутренней полости промежуточного элемента сообщен со внутренней полостью надроторной вставки с помощью выходного отверстия, при этом надроторная вставка содержит входное отверстие для потока воздуха и выходные отверстия для потока воздуха, в отличие от известного входное отверстие надроторной вставки снабжено выборкой на внешней поверхности вставки, выполненной соосно с выходным отверстием промежуточного элемента снабженного соосной выборкой на внутренней поверхности промежуточного элемента, причем между вышеупомянутыми выборками установлен соосно герметизирующий элемент со сквозным центральным отверстием, герметизирующий элемент может быть выполнен в виде пружинной шайбы, герметизирующий элемент может быть выполнен в виде трубчатого элемента со сферическими поверхностями, установленного одновременно внутри входного отверстия надроторной вставки и выходного отверстия промежуточного элемента. На фигурах показаны:

Фиг. 1 - продольный разрез сектора турбины с надроторной вставкой;

Фиг. 2 - вид А фиг.1;

Фиг. 3 - герметизирующий элемент надроторной вставки.

Устройство для подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам содержит силовой корпус 1, в который вмонтирован промежуточный элемент 2. Промежуточный элемент 2 содержит внутреннюю полость 3, которая сообщена с одной стороны с полостью 4 циркуляции воздуха силового корпуса 1 с помощью отверстия 5. С другой стороны, промежуточный элемент 2 содержит выходное отверстие 6, направленное на надроторную вставку 7. Надроторная вставка 7 вмонтирована в промежуточный элемент 2 и содержит внутри интенсификаторы 8 охлаждения, входное отверстие 9 для потока воздуха и выходные отверстия 10 для потока воздуха.

Входное отверстие 9 надроторной вставки 7 снабжено выборкой 11 на внешней поверхности 12 вставки 7, выполненной соосно с выходным отверстием 6 промежуточного элемента 2. Выходное отверстие 6 промежуточного элемента 2 снабжено соосной выборкой 13 на внутренней поверхности 14 промежуточного элемента 2. Между вышеупомянутыми выборками 11, 13 установлен соосно герметизирующий элемент 15 со сквозным центральным отверстием 16.

Герметизирующий элемент 15 может быть выполнен в виде пружинной шайбы 17.

Герметизирующий элемент 15 может быть выполнен в виде трубчатого элемента 18 со сферическими поверхностями, установленного одновременно внутри входного отверстия 9 надроторной вставки 7 и выходного отверстия 6 промежуточного элемента 2.

Непосредственно надроторная вставка установлена в промежуточном элементе 2 по средствам соединения шип-паз 19.

Устройство подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам работает следующим образом.

Воздух из полости 4 циркуляции воздуха поступает через отверстие 5 и попадает во внутреннюю полость 3 промежуточного элемента 2. Затем через выходное отверстие 6 промежуточного элемента 2 воздух поступает во входное отверстие 9 надроторной вставки 7. Стык выходного отверстия 6 и входного отверстия 9 снабжен герметизирующеим элементом 15, который установлен между выборками 13, 11 промежуточного элемента 2 и надроторной вставки 7. При этом наличие герметизирующего элемента 15 в выборках 11,13 позволяет минимизировать утечки воздуха через отверстия 6, 9, тем самым снизив потребное количество охлаждающего воздуха. Затем воздух выходит через ряды выходных отверстий 10 надроторной вставки 7 до лопатки 20 и после лопатки 20, возвращаясь в основной поток проточной части турбины.

Повышение эффективности работы охлаждающего воздуха позволяет снизить температурный градиент поверхности надроторной вставки, и повысить коэффициент полезного действия турбины благодаря тому, что входное отверстие надроторной вставки снабжено выборкой на внешней поверхности вставки, выполненной соосно с выходным отверстием промежуточного элемента снабженного соосной выборкой на внутренней поверхности промежуточного элемента, причем между вышеупомянутыми выборками установлен соосно герметизирующий элемент со сквозным центральным отверстием.

Claims (3)

1. Устройство подвода охлаждающего воздуха к надроторным вставкам, содержащее промежуточный элемент, выполненный с возможностью монтировки в него надроторной вставки, имеющей внутреннюю полость с интенсификаторами охлаждения, при этом промежуточный элемент имеет внутреннюю полость, вход в которую сообщен с помощью отверстия с полостью циркуляции воздуха в силовом корпусе, а выход из внутренней полости промежуточного элемента выполнен с возможностью сообщения с внутренней полостью надроторной вставки с помощью выходного отверстия, отличающееся тем, что выходное отверстие промежуточного элемента снабжено выборкой на внутренней поверхности промежуточного элемента для соосного выполнения с выборкой на внешней поверхности вставки входного отверстия надроторной вставки, причем соосно с выборками установлен герметизирующий элемент со сквозным центральным отверстием.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметизирующий элемент может быть выполнен в виде пружинной шайбы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде трубчатого элемента со сферическими поверхностями, установленного внутри выходного отверстия промежуточного элемента.

Images