RU2550224C1 - Gas turbine engine - Google Patents
Gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550224C1 RU2550224C1 RU2013152094/06A RU2013152094A RU2550224C1 RU 2550224 C1 RU2550224 C1 RU 2550224C1 RU 2013152094/06 A RU2013152094/06 A RU 2013152094/06A RU 2013152094 A RU2013152094 A RU 2013152094A RU 2550224 C1 RU2550224 C1 RU 2550224C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- turbine engine
- pressure
- low
- gas turbine
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям и может быть использовано в авиационной промышленности.The invention relates to gas turbine engines and can be used in the aviation industry.
Известен газотурбинный двигатель, в котором воздушные полости вала и подшипниковых опор соединены с компрессором с помощью радиальных воздушных полостей (патент RU №2124644, F02C 7/06, опубл. 10.01.1999 г.).A gas turbine engine is known in which the air cavities of the shaft and bearing bearings are connected to the compressor using radial air cavities (patent RU No. 2124644, F02C 7/06, publ. 10.01.1999).
Недостатком известной конструкции является ее низкая надежность из-за возможной утечки масла из масляных полостей подшипниковых опор на пониженных режимах работы газотурбинного двигателя.A disadvantage of the known design is its low reliability due to the possible leakage of oil from the oil cavities of the bearing supports at reduced operating modes of the gas turbine engine.
Наиболее близким к заявленному является газотурбинный двигатель, в котором воздушные полости валов и подшипниковых опор соединены с кольцевыми коллекторами повышенного и пониженного давления воздуха с возможностью переключения отбора воздуха с коллектора повышенного давления воздуха на коллектор пониженного давления воздуха (патент RU №2324063, МПК F02C 7/06, 7/047, опубл. 10.05.2008 г.).Closest to the claimed one is a gas turbine engine in which the air cavities of the shafts and bearings are connected to the annular collectors of high and low air pressure with the ability to switch the air selection from the high air pressure manifold to the low air pressure manifold (patent RU No. 2323263, IPC F02C 7 / 06, 7/047, publ. 05/10/2008).
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность вследствие повышенной температуры воздуха, отбираемого из коллектора повышенного давления, что может привести к коксованию масла и перегреву подшипников в опорах, что может привести к поломке газотурбинного двигателя.A disadvantage of the known design adopted as a prototype is its low reliability due to the increased temperature of the air taken from the high pressure manifold, which can lead to coking of the oil and overheating of the bearings in the bearings, which can lead to breakdown of the gas turbine engine.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности газотурбинного двигателя за счет снижения температуры воздуха, поступающего из коллектора повышенного давления на охлаждение валов газотурбинного двигателя и на наддув воздушных полостей подшипниковых опор.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of a gas turbine engine by reducing the temperature of the air coming from the high pressure manifold to cool the shafts of the gas turbine engine and to pressurize the air cavities of the bearing supports.
Указанный технический результат достигается тем, что в газотурбинном двигателе, воздушные полости валов и подшипниковых опор в котором соединены с кольцевыми коллекторами повышенного и пониженного давления воздуха, выполненными с возможностью переключения отбора воздуха с коллектора повышенного на коллектор пониженного давления воздуха, коллектор пониженного давления воздуха на входе соединен с проточной частью газотурбинного двигателя за третьей ступенью компрессора низкого давления, а коллектор повышенного давления воздуха на входе соединен с проточной частью газотурбинного двигателя за третьей ступенью компрессора высокого давления, причем между коллектором повышенного давления воздуха и воздушными полостями подшипниковых опор и валов установлен воздухо-воздушный теплообменник, размещенный в канале наружного контура газотурбинного двигателя.The specified technical result is achieved by the fact that in a gas turbine engine, the air cavities of the shafts and bearings in which are connected to the annular collectors of high and low air pressure, configured to switch the air selection from the collector of high air pressure to the manifold, the low air pressure manifold at the inlet connected to the flowing part of the gas turbine engine behind the third stage of the low-pressure compressor, and the collector of high air pressure on During the running part connected to the gas turbine engine of the third stage of the high pressure compressor, and between the collector and the increased air pressure air cavities of bearings and shafts mounted air-to-air heat exchanger disposed in the channel of the outer contour of the turbine engine.
Соединение коллектора пониженного давления воздуха на входе с проточной частью газотурбинного двигателя за третьей ступенью компрессора низкого давления позволяет на основных режимах работы газотурбинного двигателя надежно охладить валы вентилятора и турбины низкого давления, а также подшипниковые опоры вентилятора, компрессора высокого давления, турбины высокого давления и турбины низкого давления; исключить подтекание масла из масляных полостей опор подшипников за счет наддува избыточным давлением воздуха лабиринтных уплотнений опор. Такое выполнение конструктивных частей газотурбинного двигателя позволяет получить воздушный поток, который является оптимальным по сочетанию температуры и давления для охлаждения и наддува валов и подшипниковых опор.The connection of the manifold of reduced air pressure at the inlet with the flowing part of the gas turbine engine behind the third stage of the low-pressure compressor allows for reliable cooling of the fan shafts and low-pressure turbines, as well as the bearing bearings of the fan, high-pressure compressor, high-pressure turbine and low-pressure turbine, in the main operating modes of the gas-turbine engine pressure to exclude leakage of oil from the oil cavities of the bearings' bearings due to the boosting of the labyrinth seals of bearings by excessive air pressure. This embodiment of the structural parts of the gas turbine engine allows you to get an air stream that is optimal in the combination of temperature and pressure for cooling and pressurization of the shafts and bearings.
Соединение коллектора повышенного давления воздуха на входе с проточной частью газотурбинного двигателя за третьей ступенью компрессора высокого давления позволяет обеспечить наддув избыточным давлением воздуха лабиринтных уплотнений опор на пониженных режимах работы двигателя, когда ротор компрессора низкого давления, установленный на рабочем колесе вентилятора, имеет низкие обороты и, соответственно, низкое давление на выходе из третьей ступени компрессора низкого давления.The connection of the manifold of increased air pressure at the inlet with the flowing part of the gas turbine engine behind the third stage of the high-pressure compressor makes it possible to ensure that the labyrinth seals of bearings are pressurized with excess air pressure at reduced engine operating conditions, when the low-pressure compressor rotor mounted on the fan impeller has low revolutions and, accordingly, low pressure at the outlet of the third stage of the low pressure compressor.
Наличие воздухо-воздушного теплообменника между коллектором повышенного давления воздуха и воздушными полостями валов и подшипниковых опор позволяет снизить температуру воздуха на пониженных режимах работы двигателя на входе в воздушные полости опор и валов, что повышает надежность газотурбинного двигателя.The presence of an air-air heat exchanger between the collector of high air pressure and the air cavities of the shafts and bearing bearings allows to reduce the air temperature at lower engine operating modes at the entrance to the air cavities of the bearings and shafts, which increases the reliability of the gas turbine engine.
Размещение воздухо-воздушного теплообменника в канале наружного контура газотурбинного двигателя обеспечивает охлаждение теплообменника воздухом канала наружного контура, что позволяет за счет повышения температуры воздуха в канале наружного контура, получаемого при охлаждении теплообменника, увеличить тягу и улучшить экономичность газотурбинного двигателя, а также снизить отрицательное влияние отбора «дорогого» воздуха из-за третьей ступени компрессора высокого давления.The placement of the air-air heat exchanger in the channel of the outer circuit of the gas turbine engine provides cooling of the heat exchanger by the air of the channel of the external circuit, which allows increasing the draft and improving the efficiency of the gas turbine engine by reducing the temperature of the air in the channel of the external circuit obtained by cooling the heat exchanger, as well as reducing the negative impact of selection “Expensive” air due to the third stage of the high pressure compressor.
На фиг.1 изображен продольный разрез газотурбинного двигателя.Figure 1 shows a longitudinal section of a gas turbine engine.
На фиг.2 показан элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.Figure 2 shows the element I in figure 1 in an enlarged view.
На фиг.3 показан элемент II на фиг.1 в увеличенном виде.Figure 3 shows an element II in figure 1 in an enlarged view.
На фиг.4 - элемент III на фиг.1 в увеличенном виде.In Fig.4 - element III in Fig.1 in an enlarged view.
Газотурбинный двигатель 1 включает вентилятор 2, компрессор 3 низкого давления, компрессор 4 высокого давления, камеру сгорания 5, турбину 6 высокого давления и турбину 7 низкого давления. Ротор 8 компрессора 3 низкого давления установлен на рабочем колесе 9 вентилятора 2, которое в свою очередь с помощью вала 10 установлено в шарикоподшипнике 11 передней опоры 12 вентилятора 2. Ротор 13 компрессора 4 высокого давления с помощью вала 14 установлен в шарикоподшипнике 15 опоры 16 компрессора 4 высокого давления, а ротор 17 турбины 6 высокого давления установлен в роликоподшипнике 18 опоры 19 турбины 6 высокого давления. Ротор 20 турбины 7 низкого давления задним хвостовиком 21 вала 22 турбины 7 низкого давления установлен в роликоподшипнике 23 опоры 24 турбины 7 низкого давления. Поток 25 воздуха из вентилятора 2 поступает в канал 26 наружного контура, из которого через сопло 27 наружного контура выбрасывается в атмосферу.The gas turbine engine 1 includes a fan 2, a low pressure compressor 3, a
Воздушные полости 28 подшипниковых опор 12, 16, 19, 24 и валов 10, 22 соединены с кольцевыми коллекторами 29 и 30 соответственно пониженного и повышенного давления воздуха с возможностью переключения отбора воздуха с коллектора 30 повышенного давления воздуха на коллектор 29 пониженного давления воздуха. Коллектор 29 пониженного давления воздуха на его входе соединен с проточной частью 31 газотурбинного двигателя 1 за третьей ступенью 32 компрессора 3 низкого давления. Коллектор 30 повышенного давления на его входе соединен с проточной частью 33 газотурбинного двигателя 1 за третьей ступенью 34 компрессора 4 высокого давления. Между коллектором 30 повышенного давления воздуха и воздушными полостями 28 подшипниковых опор 12, 16, 19, 24 и валов 10, 22 установлен воздухо-воздушный теплообменник 35, размещенный в канале 26 наружного контура газотурбинного двигателя 1.The
На основных режимах работы газотурбинного двигателя 1 охлаждающий воздух, поступающий в коллектор 29 пониженного давления из проточной части 31 за третьей ступенью 32 компрессора 3 низкого давления, через механизм 36 переключения отборов воздуха поступает по каналам 37 на наддув воздушных полостей 28 опор 12, 16, 19, 24 и на охлаждение валов 10 и 22, обеспечивая надежную работу двигателя 1. На пониженных и переходных режимах работы газотурбинного двигателя 1 механизм 36 переключения отборов воздуха соединяет каналы 37 с коллектором 30 повышенного давления воздуха, соединенного на входе с проточной частью 33 газотурбинного двигателя 1 за третьей ступенью 34 компрессора 4 высокого давления, тем самым предотвращая поступление масла из масляных полостей 38, в воздушные полости 28 опор 12, 16, 19, 24 и далее - в газовоздушный тракт 39. Отбираемый из коллектора 30 поток 40 воздуха повышенного давления имеет избыточную температуру, и для ее снижения между коллектором 30 и механизмом 36 переключения отборов воздуха в канале 26 наружного контура установлен воздухо-воздушный теплообменник 35, в котором поток 40 воздуха повышенного давления охлаждается до необходимой температуры потоком 25 воздуха канала 26 наружного контура. Это приводит к подогреву потока 25 воздуха наружного контура и к повышению тяги газотурбинного двигателя 1 за счет повышения скорости истечения воздуха из сопла 27 наружного контура. Далее охлажденный поток 40 воздуха повышенного давления по каналам 37 поступает на охлаждение валов 10 и 12, а также на наддув воздушных полостей 28 опор 12, 16, 19 и 24.In the main operating modes of the gas turbine engine 1, the cooling air entering the
Использование воздуха из-за третьей ступени компрессора 3 низкого давления для охлаждения валов 10 и 22, а также для наддува и охлаждения опор 12, 16, 19 и 24 позволяет улучшить экономичность газотурбинного двигателя 1 на основных режимах его работы, так как используется наименее «дорогой» охлаждающий воздух.The use of air due to the third stage of the low-pressure compressor 3 for cooling the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152094/06A RU2550224C1 (en) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | Gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152094/06A RU2550224C1 (en) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | Gas turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2550224C1 true RU2550224C1 (en) | 2015-05-10 |
RU2013152094A RU2013152094A (en) | 2015-05-27 |
Family
ID=53284952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013152094/06A RU2550224C1 (en) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | Gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2550224C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702713C1 (en) * | 2018-11-07 | 2019-10-09 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas turbine engine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665797C1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-09-04 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Method and device for cooling shaft of aircraft gas turbine engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4151170A (en) * | 1975-12-24 | 1979-04-24 | Ciba-Geigy Ag | Process for the manufacture of indigoid dyes |
US4254618A (en) * | 1977-08-18 | 1981-03-10 | General Electric Company | Cooling air cooler for a gas turbofan engine |
RU2124644C1 (en) * | 1996-01-05 | 1999-01-10 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas-turbine engine |
RU2184063C2 (en) * | 2000-04-14 | 2002-06-27 | Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНЖМЕТ" | Electromagnetic sheet filter |
RU2324063C1 (en) * | 2006-07-17 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas-turbine engine |
-
2013
- 2013-11-25 RU RU2013152094/06A patent/RU2550224C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4151170A (en) * | 1975-12-24 | 1979-04-24 | Ciba-Geigy Ag | Process for the manufacture of indigoid dyes |
US4254618A (en) * | 1977-08-18 | 1981-03-10 | General Electric Company | Cooling air cooler for a gas turbofan engine |
RU2124644C1 (en) * | 1996-01-05 | 1999-01-10 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas-turbine engine |
RU2184063C2 (en) * | 2000-04-14 | 2002-06-27 | Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНЖМЕТ" | Electromagnetic sheet filter |
RU2324063C1 (en) * | 2006-07-17 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas-turbine engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702713C1 (en) * | 2018-11-07 | 2019-10-09 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas turbine engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013152094A (en) | 2015-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2550371C2 (en) | Method of gas turbine operation, cooling system of gas turbine and gas turbine with such system | |
EP3075983B1 (en) | Gas turbine engine | |
US20170184027A1 (en) | Method and system for compressor and turbine cooling | |
US11396889B2 (en) | Supercharger and motor cooling method | |
US20170284298A1 (en) | Conditioned low pressure compressor compartment for gas turbine engine | |
US10227875B2 (en) | Gas turbine engine component with combined mate face and platform cooling | |
US20130280040A1 (en) | Cooling assembly for a gas turbine system | |
KR101704986B1 (en) | Labyrinth seal device for axial-flow turbine and exhaust gas turbocharger equipped with same | |
US9341119B2 (en) | Cooling air system for aircraft turbine engine | |
US9291089B2 (en) | Turbocharger having compressor cooling arrangement and method | |
CN102536336A (en) | Turbomachine nozzle segment having integrated diaphragm | |
RU2550224C1 (en) | Gas turbine engine | |
RU2369747C1 (en) | High-temperature two-stage gas turbine | |
RU2573094C2 (en) | Gas turbine engine | |
RU2324063C1 (en) | Gas-turbine engine | |
JP2015124661A (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine with supercharger | |
US10920673B2 (en) | Gas turbine with extraction-air conditioner | |
US20130302143A1 (en) | Cooling device for a jet engine | |
WO2015069125A1 (en) | Turbomachine exhaust frame | |
GB2564689B (en) | An EGR apparatus with a turbocharger and an EGR compressor | |
RU2443882C1 (en) | Gas turbine engine | |
RU2554130C1 (en) | Jet turbine engine | |
US20170292411A1 (en) | Method of and Apparatus For Improved Utilization of the Thermal Energy Contained in a Gaseous Medium | |
RU2665797C1 (en) | Method and device for cooling shaft of aircraft gas turbine engine | |
GB2544809B (en) | Internal combustion with asymmetric twin scroll turbine and increased efficiency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190923 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180706 Effective date: 20210325 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180706 Effective date: 20210520 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180924 Effective date: 20210701 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180924 Effective date: 20211018 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180706 Effective date: 20220426 |