RU2455511C1 - Газотурбинный двигатель - Google Patents
Газотурбинный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455511C1 RU2455511C1 RU2011109244/06A RU2011109244A RU2455511C1 RU 2455511 C1 RU2455511 C1 RU 2455511C1 RU 2011109244/06 A RU2011109244/06 A RU 2011109244/06A RU 2011109244 A RU2011109244 A RU 2011109244A RU 2455511 C1 RU2455511 C1 RU 2455511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- cavity
- disk
- gas turbine
- turbine engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области двигателестроения, преимущественно к системам подачи охлаждающего воздуха к подшипниковым опорам газотурбинного двигателя. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения подшипника опоры турбины и, как следствие, в увеличении надежности работы двигателя без увеличения его габаритов и массы. Технический результат достигается тем, что в газотурбинном двигателе, содержащем диск турбины, снабженный цапфой, на которой установлена втулка с пазами, подшипник с наружным и внутренним кольцами, установленный на втулке и расположенный в корпусе, полый вал, сообщенный с атмосферой, воздухозаборник, соосный с ним и сообщенный с полостью вала, выходное устройство, содержащее полые стойки и центральное тело, которое через полые стойки сообщено с атмосферой, между корпусом подшипника и диском установлено подвижное уплотнение, образующее полость между диском и подшипником, в диске выполнены, по крайней мере, два отверстия, соединяющие полость между диском и подшипником с полостью вала, пазы выполнены на наружной поверхности втулки и образуют полости между втулкой и внутренним кольцом подшипника, соединенные каналами с полостью между диском и подшипником и полостью центрального тела. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, преимущественно к системам подачи охлаждающего воздуха к подшипниковым опорам газотурбинного двигателя.
Известна конструкция газотурбинного двигателя (Иностранные авиационные двигатели. 2005 г. Справочник ЦИАМ, стр.294), содержащая входное устройство с закрепленным с ним электрическим генератором, опоры двигателя, система наддува которых включает питающие воздуховоды, сообщенные с бачками, в которых готовится масловоздушная смесь, идущая на смазку и охлаждение подшипников опор.
Недостатком такого устройства является использование нагретого за компрессором воздуха для охлаждения подшипников двигателя, что снижает надежность работы подшипников и, как следствие, самого двигателя.
Наиболее близкой к заявляемой является конструкция газотурбинного двигателя (патент РФ №73958, опубликован 10.06.2008 г.), содержащая диск турбины, снабженный цапфой, на которой установлена втулка с пазами, подшипник с наружным и внутренним кольцами, установленный на втулке и расположенный в корпусе, полый вал, сообщенный с атмосферой, воздухозаборник, соосный с ним и сообщенный с полостью вала, выходное устройство, содержащее полые стойки и центральное тело, которое через полые стойки сообщено с атмосферой.
В двигателе для охлаждения подшипников идет воздух набегающего потока, который по единому воздуховоду (полому валу) подходит к опорам двигателя. Однако после нагнетателя, установленного в полости вала перед опорами, температура воздуха повышается. Кроме того, воздух в корпусе подшипника турбины, меняя свое направление движения на 180 градусов, теряет давление из-за увеличенного гидравлического сопротивления. Выброс воздуха, прошедшего через подшипник и по пазам, выполненным во втулке со стороны цапфы, происходит в полость, расположенную между неподвижным дефлектором диска турбины и корпусом подшипника, затем нагретый воздух по каналам центрального тела и стоек выходного устройства вытекает в атмосферу. Такая система выброса имеет увеличенное гидравлическое сопротивление. Выполнение пазов во втулке со стороны цапфы снижает теплоотвод от подшипника. Все это приводит к ухудшению охлаждения подшипника и, как следствие, уменьшению надежности работы двигателя. Кроме того, наличие нагнетателя внутри вала увеличивает массу двигателя.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности охлаждения подшипника опоры турбины и, как следствие, в увеличении надежности работы двигателя без увеличения его габаритов и массы.
Указанный технический результат достигается тем, что в газотурбинном двигателе, содержащем диск турбины, снабженный цапфой, на которой установлена втулка с пазами, подшипник с наружным и внутренним кольцами, установленный на втулке и расположенный в корпусе, полый вал, сообщенный с атмосферой, воздухозаборник, соосный с ним и сообщенный с полостью вала, выходное устройство, содержащее полые стойки и центральное тело, которое через полые стойки сообщено с атмосферой, в отличие от известного между корпусом подшипника и диском установлено подвижное уплотнение, образующее полость между диском и подшипником, в диске выполнены, по крайней мере, два отверстия, соединяющие полость между диском и подшипником с полостью вала, пазы выполнены на наружной поверхности втулки и образуют полости между втулкой и внутренним кольцом подшипника, соединенные каналами с полостью между диском и подшипником и полостью центрального тела.
Для снижения гидравлических потерь при подводе набегающего потока воздуха к подшипнику отверстия в диске могут быть расположены на уровне пазов втулки.
Для повышения эффективности охлаждения между корпусом подшипника и его наружным кольцом могут быть выполнены дополнительные каналы, соединяющие полость между диском и подшипником с полостью центрального тела.
Для подвода воздуха к наружному кольцу с минимальными потерями в диске турбины могут быть выполнены, по крайней мере, два отверстия на уровне расположения дополнительных каналов.
Для разграничения расходов воздуха, идущих на охлаждение внутреннего и наружного колец подшипника, втулка может быть установлена с упором в диск над его отверстиями, расположенными на уровне пазов втулки.
Для снижения подвода тепла от диска к проходящему через отверстия диска воздуху в отверстиях диска могут быть установлены втулки из материала, коэффициент теплопроводности которого меньше коэффициента теплопроводности материала диска.
Для увеличения надежности работы опоры турбины и соответственно двигателя в корпусе подшипника перед и за подшипником могут быть неподвижно установлены перегородки, образующие полости смазки между подшипником и перегородками.
Для уменьшения уноса смазочного материала из полостей смазки, по крайней мере, между одной из перегородок и втулкой может быть установлено подвижное уплотнение.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг.1 - общий вид газотурбинного двигателя;
фиг.2, 3, 4 - варианты подвода воздуха к опоре диска турбины для охлаждения подшипника.
Газотурбинный двигатель (фиг.1) содержит диск 1 турбины, снабженный цапфой 2, на которой установлена втулка 3 с пазами 4. На втулке установлен подшипник 5 с наружным 6 и внутренним 7 кольцами, расположенный в корпусе 8. Полый вал 9 сообщен с атмосферой, воздухозаборник 10, соосный с ним, сообщен с полостью 11 вала. Выходное устройство 12, содержит полые стойками 13 и центральное тело 14.
Между корпусом 8 подшипника и диском 1 установлено подвижное уплотнение 15, лабиринтное или щеточное, образующее полость 16 между диском 1 и подшипником 5. В диске турбины выполнены, по крайней мере, два отверстия 17, соединяющие полость 16 между диском и подшипником с полостью 11 вала. Пазы 4 втулки 3 выполнены на ее наружной поверхности (со стороны внутреннего кольца подшипника) и образуют полости между втулкой и внутренним кольцом подшипника, которые соединены каналами 18 с полостью 16 между диском и подшипником и каналами 19 с полостью 20 центрального тела 14. Полость 20 центрального тела сообщена с подшипником 5 и через полые стойки 13 выходного устройства 12 сообщена с атмосферой.
Отверстия 17 диска 1 могут быть выполнены на уровне расположения пазов 4 втулки 3, что позволяет подвести охлаждающий воздух с минимальными гидравлическими потерями к внутреннему кольцу 7 подшипника.
Для эффективного охлаждения наружного кольца 6 подшипника 5 между корпусом 8 подшипника и его наружным кольцом 6 могут быть выполнены дополнительные каналы охлаждения 21, соединяющие полость 16 между диском и подшипником с полостью 20 центрального тела. При этом в диске 1 турбины могут быть выполнены, по крайней мере, два отверстия 22 (фиг.2) на уровне расположения дополнительных каналов охлаждения 21.
В корпусе 8 подшипника перед и за подшипником 5 могут быть неподвижно установлены перегородки 23 при этом, по крайней мере, между одной из перегородок и втулкой 3 установлено подвижное уплотнение 24, например сальниковое или щелевое (фиг.2).
Втулка 3 (фиг.3) может быть установлена на цапфе 2 с упором в диск 1 над его отверстиями 17.
В отверстиях 17 и 22 (фиг.4) диска 1 могут быть установлены втулки 25 из материала с коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у материала диска.
Устройство работает следующим образом.
Набегающий поток воздуха через воздухозаборник 10 (фиг.1) поступает в полость 11 вала 9, затем через отверстия 17 в диске 1 попадает в полость 16 между диском и подшипником. Далее воздух по каналам охлаждения 18 поступает в полости между втулкой и внутренним кольцом подшипника. Охладив внутреннее кольцо подшипника, воздух через каналы 19 поступает в полость 20 центрального тела и затем через полые стойки 13 уходит в атмосферу.
Выполнение пазов 4 на поверхности втулки 3 со стороны подшипника 5 позволяет направить поток воздуха непосредственно к внутреннему кольцу 7 подшипника и улучшить его охлаждение, а установка подвижного уплотнения 15 между корпусом 8 подшипника и диском 1 снижает утечки воздуха вне подшипника.
Наличие (фиг.2) дополнительных каналов охлаждения 21 между корпусом 8 подшипника и его наружным кольцом 6 позволяет подвести часть воздуха из полости 16 между диском 1 и подшипником 5 к наружному кольцу подшипника и охладить его. Далее воздух поступает в полость 20 центрального тела и затем через полые стойки 13 уходит в атмосферу.
Разграничение расхода воздуха, идущего на охлаждение внутренней и наружной обойм подшипника, достигается при установке втулки 3 на цапфе 2 с упором в диск 1 над отверстиями 17 подвода воздуха к внутреннему кольцу 7 подшипника (фиг.3).
Уменьшение подвода тепла от диска турбины к воздуху, проходящему через отверстия 17 и 22, осуществляется установкой (фиг.4) в эти отверстия втулок 25 из материала с коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у материала диска.
Установка (фиг.2) в корпусе 8 перед и за подшипником перегородок 23 позволяет образовать полости смазки, а выполнение, по крайней мере, между одной из перегородок 23 и втулкой 3 подвижного уплотнения 24 позволяет уменьшить унос смазки из этих полостей при охлаждении опоры.
Изобретение позволяет повысить надежность работы двигателя за счет повышения эффективности охлаждения подшипника опоры турбины.
Claims (12)
1. Газотурбинный двигатель, содержащий диск турбины, снабженный цапфой, на которой установлена втулка с пазами, подшипник с наружным и внутренним кольцами, установленный на втулке и расположенный в корпусе, полый вал, сообщенный с атмосферой, воздухозаборник, соосный с ним и сообщенный с полостью вала, выходное устройство, содержащее полые стойки и центральное тело, которое через полые стойки сообщено с атмосферой, отличающийся тем, что между корпусом подшипника и диском установлено подвижное уплотнение, образующее полость между диском и подшипником, в диске выполнены, по крайней мере, два отверстия, соединяющие полость между диском и подшипником с полостью вала, пазы выполнены на наружной поверхности втулки и образуют полости между втулкой и внутренним кольцом подшипника, соединенные каналами с полостью между диском и подшипником и полостью центрального тела.
2. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что отверстия в диске расположены на уровне пазов втулки.
3. Газотурбинный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что между корпусом подшипника и его наружным кольцом выполнены дополнительные каналы, соединяющие полость между диском и подшипником с полостью центрального тела.
4. Газотурбинный двигатель по п.3, отличающийся тем, что в диске турбины выполнены, по крайней мере, два отверстия на уровне расположения дополнительных каналов.
5. Газотурбинный двигатель по п.4, отличающийся тем, что втулка установлена с упором в диск над его отверстиями, расположенными на уровне пазов втулки.
6. Газотурбинный двигатель по п.1, или 2, или 4, отличающийся тем, что в отверстиях диска установлены втулки из материала, коэффициент теплопроводности которого меньше коэффициента теплопроводности материала диска.
7. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что в корпусе подшипника перед и за подшипником неподвижно установлены перегородки, образующие полости смазки между подшипником и перегородками.
8. Газотурбинный двигатель по п.2, отличающийся тем, что в корпусе подшипника перед и за подшипником неподвижно установлены перегородки, образующие полости смазки между подшипником и перегородками.
9. Газотурбинный двигатель по п.4, отличающийся тем, что в корпусе подшипника перед и за подшипником неподвижно установлены перегородки, образующие полости смазки между подшипником и перегородками.
10. Газотурбинный двигатель по п.5, отличающийся тем, что в корпусе подшипника перед и за подшипником неподвижно установлены перегородки, образующие полости смазки между подшипником и перегородками.
11. Газотурбинный двигатель по п.6, отличающийся тем, что в корпусе подшипника перед и за подшипником неподвижно установлены перегородки, образующие полости смазки между подшипником и перегородками.
12. Газотурбинный двигатель по п.7, или 8, или 9, или 10, или 11, отличающийся тем, что, по крайней мере, между одной из перегородок и втулкой установлено подвижное уплотнение.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109244/06A RU2455511C1 (ru) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Газотурбинный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109244/06A RU2455511C1 (ru) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Газотурбинный двигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2455511C1 true RU2455511C1 (ru) | 2012-07-10 |
Family
ID=46848623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011109244/06A RU2455511C1 (ru) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Газотурбинный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2455511C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115217536A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-10-21 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种对转涡轮中介支点轴承腔结构 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2124644C1 (ru) * | 1996-01-05 | 1999-01-10 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Газотурбинный двигатель |
RU2132474C1 (ru) * | 1994-05-17 | 1999-06-27 | Прэтт энд Уитни Кэнэдэ, Инк. | Узел кольцеобразный подшипниковой опоры (варианты) |
EP1013895A2 (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-28 | General Electric Company | Cooling system for a bearing of a turbine rotor |
RU2225520C2 (ru) * | 1998-04-21 | 2004-03-10 | Прэтт энд Уитни Кэнэдэ Корп. | Турбинный двигатель |
RU2305786C2 (ru) * | 2005-10-03 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Охлаждаемая турбина газотурбинного двигателя |
RU73958U1 (ru) * | 2008-01-09 | 2008-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Устройство для охлаждения подшипников гтд |
US20100068035A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Eric Roush | Apparatus and method for cooling a turbine |
-
2011
- 2011-03-11 RU RU2011109244/06A patent/RU2455511C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2132474C1 (ru) * | 1994-05-17 | 1999-06-27 | Прэтт энд Уитни Кэнэдэ, Инк. | Узел кольцеобразный подшипниковой опоры (варианты) |
RU2124644C1 (ru) * | 1996-01-05 | 1999-01-10 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Газотурбинный двигатель |
RU2225520C2 (ru) * | 1998-04-21 | 2004-03-10 | Прэтт энд Уитни Кэнэдэ Корп. | Турбинный двигатель |
EP1013895A2 (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-28 | General Electric Company | Cooling system for a bearing of a turbine rotor |
RU2305786C2 (ru) * | 2005-10-03 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Охлаждаемая турбина газотурбинного двигателя |
RU73958U1 (ru) * | 2008-01-09 | 2008-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Устройство для охлаждения подшипников гтд |
US20100068035A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Eric Roush | Apparatus and method for cooling a turbine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115217536A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-10-21 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种对转涡轮中介支点轴承腔结构 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5714405B2 (ja) | ガスタービンエンジン | |
EP3228836B1 (en) | Conditioned low pressure compressor compartment for gas turbine engine | |
JP6259219B2 (ja) | 熱交換器組立体およびガスタービンエンジン組立体 | |
US10954856B2 (en) | Turbomachine comprising a surface air-oil heat exchanger built into an inter-flow compartment | |
US10196986B2 (en) | Hydrodynamic seals in bearing compartments of gas turbine engines | |
CN103140651B (zh) | 利用来自进气管道的空气对涡轮机的轴承腔室进行增压的系统 | |
CN101122260A (zh) | 用于利用热管的涡轮机引擎的热传递系统和方法 | |
JP2016531032A (ja) | 航空機用共形表面熱交換器 | |
CN102213117A (zh) | 轴密封部 | |
CN108952967B (zh) | 具有改进的空气系统的涡喷发动机 | |
CN102767479A (zh) | 具有热控制系统的直接驱动型风力涡轮机 | |
US11326622B2 (en) | Oil cooled centrifugal compressor and turbocharger including the same | |
US20140090375A1 (en) | Cooling structure of bearing housing for turbocharger | |
CN103380268B (zh) | 包括环形扇体连接装置的涡轮机壳体 | |
CN104410202A (zh) | 离心泵电机的循液冷却结构 | |
KR101382309B1 (ko) | 터보 차저용 베어링 | |
CN108798897A (zh) | 一种微小型向心涡轮喷气发动机 | |
KR101521828B1 (ko) | 풍력발전기 나셀의 냉각장치 | |
RU2455511C1 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
WO2014036420A1 (en) | Turbocharger having compressor cooling arrangement and method | |
KR102356411B1 (ko) | 압력파 과급기 및 압력파 과급기를 작동하기 위한 방법 | |
JP5625517B2 (ja) | 過給機 | |
CN202707586U (zh) | 一种多级离心泵的密封装置 | |
CN104696062A (zh) | 一轴两机卧式车用涡轮增压器 | |
RU2623854C1 (ru) | Способ смазки и охлаждения передней опоры ротора газотурбинного двигателя |