RU2302559C2 - Диск осевого компрессора и осевой компрессор турбомашины - Google Patents
Диск осевого компрессора и осевой компрессор турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2302559C2 RU2302559C2 RU2003102216/06A RU2003102216A RU2302559C2 RU 2302559 C2 RU2302559 C2 RU 2302559C2 RU 2003102216/06 A RU2003102216/06 A RU 2003102216/06A RU 2003102216 A RU2003102216 A RU 2003102216A RU 2302559 C2 RU2302559 C2 RU 2302559C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- compressor
- channels
- axial
- specified
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/085—Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor
- F01D5/087—Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor in the radial passages of the rotor disc
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
- F01D5/082—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
- F04D27/0215—Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к диску осевого компрессора турбомашины, содержащему систему центростремительного отбора воздуха для охлаждения турбины, расположенную в проточной части компрессора. Эта система отбора содержит каналы (9), выполненные за пределами рабочего сечения диска параллельно указанному сечению в утолщении, образующем выступы за пределами рабочего сечения на поверхности (7) указанного диска. Диск характеризуется тем, что каналы (9) отбора открыты в осевом направлении по существу на всей своей радиальной протяженности, что позволяет упростить конструкцию диска осевого компрессора. 2 н. и 5 з.п.ф., 4 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к моноблочному диску осевого компрессора турбомашины, содержащему систему центростремительного отбора воздуха для охлаждения турбины из проточной части компрессора. При этом указанная система содержит каналы, которые выполнены за пределами рабочего сечения диска параллельно указанному сечению в утолщении, образующем выступ за пределами указанного рабочего сечения на поверхности диска, и выходят в проточную часть компрессора через перемычку, предназначенную для соединения указанного диска с соседним диском.
Уровень техники
Для того чтобы не ослаблять прочность рабочего сечения диска, в патентном документе Франции №2614654 предложено выполнять каналы в утолщениях, которые выступают за пределы рабочего сечения диска и пересекают перемычку, служащую для соединения с соседним диском компрессора.
Указанные каналы формируют электроэрозионным методом, что является тонкой и дорогостоящей операцией. Кроме того, трудно осуществлять контроль стенок каналов.
Уровень техники отражен также в патентных документах США №4919590 и ФРГ №19617539. Согласно этим двум документам система охлаждения содержит отверстия, выполненные в соединительной перемычке диска вблизи выступов или ребер, сформованных на поверхности этого диска. Формирование указанных отверстий также является трудоемким.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании диска компрессора указанного выше типа, в котором упрощены механическое выполнение стенок каналов и контроль этих стенок при сохранении по существу тех же характеристик отбора воздуха в отношении давления, расхода и температур.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет того, что каналы отбора открыты в осевом направлении на всей своей радиальной протяженности, а соединительная перемычка выполнена с чередующимися выемками, которые частично ограничивают указанные каналы, и сплошными участками, предназначенными для соединения указанного диска с соседним диском. В оптимальном примере осуществления каждый канал отбора ограничен двумя по существу радиальными ребрами, выполненными на поверхности указанного диска и выступающими в осевом направлении.
Предпочтительно каналы отбора расположены на задней поверхности указанного диска и питаются отбираемым воздухом через проходы, образованные посредством выемок и переднего соединительного консольного фланца следующего диска компрессора.
Изобретение относится также к компрессору турбомашины, содержащему описанный выше диск.
В предпочтительном варианте компрессора по изобретению следующий диск компрессора содержит в своей массивной части, расположенной вблизи его оси, кольцевую уплотнительную втулку, вытянутую в осевом направлении в сторону указанных ребер. При этом протяженность ребер в осевом направлении выбрана увеличивающейся при приближении к указанной массивной части диска, на котором они выполнены, тогда как эта массивная часть данного диска снабжена коническим продолжением для отклонения воздушного потока в осевом направлении.
Перечень фигур чертежей
Пример осуществления настоящего изобретения, его дополнительные особенности и преимущества будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает на виде в осевой плоскости барабан компрессора в соответствии с известным решением, при этом ось канала отбора лежит в данной плоскости,
фиг.2 изображает на виде в осевой плоскости барабан компрессора в соответствии с изобретением, при этом ось канала отбора лежит в данной плоскости,
фиг.3 изображает периферию диска на виде в разрезе по линии II-II на фиг.2,
фиг.4 изображает диск на виде сзади.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг.1 показаны диски 1, 2 и 3 трех последовательных ступеней компрессора турбомашины в соответствии с известным решением, характеризующим уровень техники. Диски 1-3 соединены между собой перемычками 5 и 6, приваренными к кольцевым консольным частям дисков, которые являются задними в каждой паре дисков.
Диск 2 имеет на своей задней или выходной поверхности 7 радиальные утолщения 8, которые разделены между собой углублениями и расположены за пределами рабочего сечения диска 2. Под рабочим сечением понимается сечение диска, рассчитанное с учетом характеристик сопротивления материалов на то, чтобы выдерживать нагрузки при вращении в условиях функционирования турбомашины.
В утолщениях 8 выполнены каналы 9 отбора. Эти каналы 9 отбора выходят через перемычку 6 в проточную часть 10, т.е. в зону нагретого потока воздуха между лопатками 11 диска 2 и лопатками 12 статора. Воздушный поток F, отбираемый каналом 9 отбора, течет к расположенной вблизи его оси (т.е. внутренней) массивной части 13 диска 2 и затем направляется по каналу в осевом направлении вдоль вала 14 турбины к подлежащим охлаждению частям турбины.
Каналы 9 отбора фактически представляют собой трубки, выполненные электроэрозионным методом. На фиг.1 позицией 15 обозначена часть стенки каждой такой трубки, удаленная от задней поверхности 7 диска 2.
На фиг.2-4 показаны те же диски 1, 2 и 3 компрессора турбины в соответствии с изобретением, соединенные между собой перемычками 5 и 6, приваренными к кольцевым консольным частям задних дисков.
Перемычка 6 диска 2 выполнена с чередующимися выемками 20 и сплошными участками 21. Когда перемычка укреплена сваркой или пайкой на переднем кольцевом консольном фланце 22 диска 3, выемки 20 образуют проходы, которые позволяют отбирать воздух в проточной части 10 нагретого потока воздуха между лопатками 11 диска 2 и лопатками 12 статора. Отобранные воздушные потоки F направляются радиально вдоль задней поверхности 7 диска парами радиальных ребер 22а и 22b, которые выступают от этой задней поверхности 7 в осевом направлении к следующему диску 3.
Эти ребра 22а и 22b выступают в осевом направлении из массивной части 13 диска 2 до сплошных участков 21 перемычки 6 по обе стороны от выемки 20.
Таким образом, каналы 9 отбора открыты в осевом направлении со стороны следующего диска 3 по всей своей радиальной протяженности. Кольцевой передний консольный фланец 22 диска 3 содержит закраину 23, которая направлена к оси вращения турбомашины и соединена сваркой или пайкой с наружными радиальными краями ребер 22а и 22b. Как ясно видно на фиг.2, осевая протяженность ребер 22а и 22b увеличивается по мере приближения к массивной части 13 диска 2. Следующий диск 3 имеет в своей массивной, расположенной вблизи его оси части кольцевую уплотнительную втулку 24, которая вытянута в осевом направлении в сторону оснований ребер 22а, 22b и обеспечивает уплотнение в этой зоне. На выходе каналов 9 отбора воздушные потоки F отклоняются в осевом направлении коническим продолжением 25 массивной части 13 диска 2.
Claims (7)
1. Диск осевого компрессора турбомашины, содержащий систему центростремительного отбора воздуха для охлаждения турбины, расположенную в проточной части компрессора, при этом указанная система отбора содержит каналы (9), которые выполнены за пределами рабочего сечения диска параллельно указанному сечению в утолщении, образующем выступ за пределами указанного рабочего сечения на поверхности (7) указанного диска, и выходят в проточную часть компрессора через перемычку (6), предназначенную для соединения указанного диска с соседним диском (3), отличающийся тем, что каналы (9) отбора открыты в осевом направлении на всей своей радиальной протяженности, а указанная соединительная перемычка (6) выполнена с чередующимися выемками (20), которые частично ограничивают указанные каналы, и сплошными участками (21), предназначенными для соединения указанного диска с соседним диском (3).
2. Диск по п.1, отличающийся тем, что каналы (9) отбора ограничены двумя по существу радиальными ребрами (22а, 22b), выполненными на поверхности (7) указанного диска и выступающими в осевом направлении.
3. Диск по п.2, отличающийся тем, что каналы (9) отбора расположены на задней поверхности указанного диска и питаются отбираемым воздухом через проходы, образованные посредством указанных выемок (20), и переднего соединительного консольного фланца (22) следующего диска (3) компрессора.
4. Компрессор турбомашины, отличающийся тем, что содержит диск (2) по п.3.
5. Компрессор по п.4, отличающийся тем, что следующий диск (3) имеет в своей массивной части, расположенной вблизи его оси, кольцевую уплотнительную втулку (24), вытянутую в осевом направлении в сторону указанных ребер (22а, 22b).
6. Компрессор по п.4 или 5, отличающийся тем, что протяженность ребер (22а, 22b) в осевом направлении выбрана увеличивающейся при приближении к расположенной вблизи его оси массивной части (13) диска (2), на котором они выполнены.
7. Компрессор по п.6, отличающийся тем, что массивная часть (13) диска (2) снабжена коническим продолжением (25) для отклонения воздушного потока в осевом направлении.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0200523 | 2002-01-17 | ||
FR0200523A FR2834753B1 (fr) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Disque de compresseur axial de turbomachine a prelevement d'air centripete |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003102216A RU2003102216A (ru) | 2004-08-10 |
RU2302559C2 true RU2302559C2 (ru) | 2007-07-10 |
Family
ID=8871321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003102216/06A RU2302559C2 (ru) | 2002-01-17 | 2003-01-17 | Диск осевого компрессора и осевой компрессор турбомашины |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6857851B2 (ru) |
EP (1) | EP1329591B1 (ru) |
CA (1) | CA2416158C (ru) |
DE (1) | DE60300418T2 (ru) |
FR (1) | FR2834753B1 (ru) |
RU (1) | RU2302559C2 (ru) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU5662001A (en) * | 2000-05-08 | 2001-11-20 | Brainsgate Ltd. | Method and apparatus for stimulating the sphenopalatine ganglion to modify properties of the bbb and cerebral blood flow |
FR2930589B1 (fr) | 2008-04-24 | 2012-07-06 | Snecma | Prelevement d'air centripete dans un rotor de compresseur d'une turbomachine |
FR2930588B1 (fr) * | 2008-04-24 | 2010-06-04 | Snecma | Rotor de compresseur d'une turbomachine comportant des moyens de prelevement d'air centripete |
DE102008034738A1 (de) | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verdichterrotor für eine Turbomaschine für den Einsatz im Flugzeugbau |
US8047768B2 (en) * | 2009-01-12 | 2011-11-01 | General Electric Company | Split impeller configuration for synchronizing thermal response between turbine wheels |
US8616838B2 (en) * | 2009-12-31 | 2013-12-31 | General Electric Company | Systems and apparatus relating to compressor operation in turbine engines |
US8348599B2 (en) * | 2010-03-26 | 2013-01-08 | General Electric Company | Turbine rotor wheel |
GB201108842D0 (en) * | 2011-05-26 | 2011-07-06 | Rolls Royce Plc | A vortex reducer |
CH705840A1 (de) * | 2011-12-06 | 2013-06-14 | Alstom Technology Ltd | Hochdruck-Verdichter, insbesondere in einer Gasturbine. |
US9145772B2 (en) * | 2012-01-31 | 2015-09-29 | United Technologies Corporation | Compressor disk bleed air scallops |
FR2987864B1 (fr) * | 2012-03-12 | 2017-06-16 | Snecma | Turbomachine a disques de rotor et moyen de guidage radial d’air, et compresseur et/ou turbine avec de tels disques et moyen de guidage. |
US9121413B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-09-01 | General Electric Company | Variable length compressor rotor pumping vanes |
RU2484257C1 (ru) * | 2012-04-23 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Ротор компрессора турбовентиляторного двигателя |
US9091173B2 (en) * | 2012-05-31 | 2015-07-28 | United Technologies Corporation | Turbine coolant supply system |
US9188010B2 (en) * | 2012-06-25 | 2015-11-17 | General Electric Company | Systems and methods to control flow in a rotor wheel |
EP2826956A1 (de) | 2013-07-17 | 2015-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor für eine thermische Strömungsmaschine |
EP2826957A1 (de) * | 2013-07-17 | 2015-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor für eine thermische Strömungsmaschine |
EP2826958A1 (de) * | 2013-07-17 | 2015-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor für eine thermische Strömungsmaschine |
WO2015081041A1 (en) | 2013-11-26 | 2015-06-04 | General Electric Company | Rotor off-take assembly |
EP2957722B1 (en) * | 2014-06-18 | 2019-04-10 | United Technologies Corporation | Rotor for a gas turbine engine |
US10030517B2 (en) * | 2015-01-20 | 2018-07-24 | United Technologies Corporation | Rotor disk boss |
CN106677903B (zh) * | 2015-04-30 | 2018-07-20 | 中国科学院工程热物理研究所 | 肋板控涡结构、旋转盘腔系统、燃气轮机 |
JP2017110597A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 川崎重工業株式会社 | 圧縮機ロータ及び軸流圧縮機 |
KR101882132B1 (ko) | 2017-02-03 | 2018-07-25 | 두산중공업 주식회사 | 가스터빈 압축기 섹션의 디스크 조립체 |
KR101896436B1 (ko) * | 2017-04-12 | 2018-09-10 | 두산중공업 주식회사 | 보강디스크를 포함하는 압축기 및 이를 포함하는 가스터빈 |
CN111059083B (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-15 | 南京航空航天大学 | 一种压气机减涡器引气系统 |
US11215056B2 (en) * | 2020-04-09 | 2022-01-04 | Raytheon Technologies Corporation | Thermally isolated rotor systems and methods |
CN113123880B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-06-24 | 北京航空航天大学 | 一种航空发动机静止薄壁件上低熵产强预旋搭接引气结构 |
CN113898610A (zh) * | 2021-10-10 | 2022-01-07 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种压气机转子轮盘盘心引气结构 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB712051A (en) * | 1951-10-10 | 1954-07-14 | Rolls Royce | Improvements in or relating to axial-flow fluid machines |
FR2491549B1 (fr) * | 1980-10-08 | 1985-07-05 | Snecma | Dispositif de refroidissement d'une turbine a gaz, par prelevement d'air au niveau du compresseur |
US4659289A (en) * | 1984-07-23 | 1987-04-21 | United Technologies Corporation | Turbine side plate assembly |
FR2614654B1 (fr) | 1987-04-29 | 1992-02-21 | Snecma | Disque de compresseur axial de turbomachine a prelevement d'air centripete |
GB2207465B (en) * | 1987-07-18 | 1992-02-19 | Rolls Royce Plc | A compressor and air bleed arrangement |
DE19617539B4 (de) * | 1996-05-02 | 2006-02-09 | Alstom | Rotor für eine thermische Turbomaschine |
-
2002
- 2002-01-17 FR FR0200523A patent/FR2834753B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-10 EP EP03290060A patent/EP1329591B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-10 DE DE60300418T patent/DE60300418T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-15 CA CA2416158A patent/CA2416158C/fr not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-16 US US10/345,211 patent/US6857851B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-17 RU RU2003102216/06A patent/RU2302559C2/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60300418T2 (de) | 2006-03-09 |
DE60300418D1 (de) | 2005-05-04 |
EP1329591A1 (fr) | 2003-07-23 |
FR2834753B1 (fr) | 2004-09-03 |
EP1329591B1 (fr) | 2005-03-30 |
US6857851B2 (en) | 2005-02-22 |
FR2834753A1 (fr) | 2003-07-18 |
US20030133788A1 (en) | 2003-07-17 |
CA2416158A1 (fr) | 2003-07-17 |
CA2416158C (fr) | 2010-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2302559C2 (ru) | Диск осевого компрессора и осевой компрессор турбомашины | |
RU2003102216A (ru) | Диск осевого компрессора и осевой компрессор турбомашины | |
US6183194B1 (en) | Cooling circuits for trailing edge cavities in airfoils | |
EP1422382B1 (en) | Axial flow turbine | |
US7828514B2 (en) | Rotor for an engine | |
US4595339A (en) | Centripetal accelerator for air exhaustion in a cooling device of a gas turbine combined with the compressor disc | |
RU2282727C2 (ru) | Фланец диска ротора, несущего лопатки, и его компоновка в газотурбинном двигателе | |
WO1996029507A2 (en) | Moisture removal slot for steam turbine | |
JP2006170198A (ja) | タービン段 | |
JP2001090691A (ja) | 応力の減少された圧縮機ブリスクの流れ通路 | |
JPH05195988A (ja) | ターボ機械の回転羽根とケーシングとの間のギャップシール装置 | |
CA2645778A1 (en) | Divergent turbine nozzle | |
EP1182329B1 (en) | Blade attachment using hollow pins | |
US7390160B2 (en) | Axial flow steam turbine assembly | |
EP3421722A1 (en) | Turbine assembly for impingement cooling and method of assembling | |
KR101401140B1 (ko) | 노즐 박스 조립체, 증기 유동 지향 방법 및 증기 경로 링 | |
US6808362B1 (en) | Rotor for a gas turbine | |
CN105864101B (zh) | 用于热涡轮机的转子 | |
CN106194276B (zh) | 压缩机系统和翼型件组件 | |
US4787820A (en) | Turbine plant compressor disc with centripetal accelerator for the induction of turbine cooling air | |
US6832891B2 (en) | Device for sealing turbomachines | |
US7387486B2 (en) | Axial flow steam turbine assembly | |
US8322972B2 (en) | Steampath flow separation reduction system | |
KR20080018821A (ko) | 증기 터빈용 로터의 제조 방법 및 장치 | |
EP3358134B1 (en) | Steam turbine with rotor blade |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |