RU2594209C2 - Устройство для выведения масла и турбомашина, содержащая такое устройство - Google Patents

Устройство для выведения масла и турбомашина, содержащая такое устройство Download PDF

Info

Publication number
RU2594209C2
RU2594209C2 RU2013126416/05A RU2013126416A RU2594209C2 RU 2594209 C2 RU2594209 C2 RU 2594209C2 RU 2013126416/05 A RU2013126416/05 A RU 2013126416/05A RU 2013126416 A RU2013126416 A RU 2013126416A RU 2594209 C2 RU2594209 C2 RU 2594209C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
engine
low pressure
output
rotor
Prior art date
Application number
RU2013126416/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013126416A (ru
Inventor
Амандин РОШ
Жак Рене БАР
Жерар Филипп ГОТЬЕ
Original Assignee
СНЕКМА Сосьете аноним
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by СНЕКМА Сосьете аноним filed Critical СНЕКМА Сосьете аноним
Publication of RU2013126416A publication Critical patent/RU2013126416A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2594209C2 publication Critical patent/RU2594209C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/183—Sealing means
    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F01D25/164—Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/166—Sliding contact bearing
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/166—Sliding contact bearing
    • F01D25/168—Sliding contact bearing for axial load mainly
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/183—Sealing means
    • F01D25/186—Sealing means for sliding contact bearing
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/20—Lubricating arrangements using lubrication pumps
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/22—Lubricating arrangements using working-fluid or other gaseous fluid as lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/98—Lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/02—Turbines
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для выведения масла из масляной коробки, расположенной в выходной части двигателя газовой турбины. Устройство для выведения масла включает средства выведения масла, выполненные с возможностью выведения, по меньшей мере, части масла, содержащегося в коробке, наружу из двигателя, когда уровень в указанной коробке превышает пороговый уровень, и средства захвата масла, выполненные с возможностью пропускать поток воздуха, течение которого участвует в захвате масла для его выведения наружу из указанного двигателя. Средства захвата содержат вентиляционный канал, выполненный в выходной части двигателя таким образом, что масло проходит через этот канал, и направляющий элемент, выполненный таким образом, что после прохождения через указанный вентиляционный канал масло направляется в выходную зону очистки турбины низкого давления. Настоящее изобретение также относится к турбомашине, содержащей такое устройство для выведения масла. Технический результат: повышение эффективности двигателя газовой турбины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области авиации и, в частности, к устройству для выведения утечек масла из масляной коробки, расположенной в выходной части двигателя газотурбины.
В двигателях газовой турбины подшипники, смазываемые и охлаждаемые маслом, расположены в коробках, функция которых помешать маслу вытекать из двигателя. Утечки масла, тем не менее, случаются часто на низких оборотах в результате низкой герметизации выводов масляной коробки. Утечка масла также может произойти в случае затопления коробки (например, в результате перекрытия линии рекуперации масла, поломки насоса рекуперации масла и т.д.).
Для выведения масла при такой утечке известно использование средств для выведения масла, выполненных для выведения, по меньшей мере, части масла, содержащегося в масляной коробке, из двигателя, когда уровень указанной коробки превышает пороговый уровень. Для упрощения выведения масла, когда это разрешено, предусмотрены средства захвата масла, чтобы позволить прохождение потока воздуха, течение которого вызывает вывод масла наружу, например, посредством просверливания отверстий в обечайке ротора или затоплением маслосборника («sump flooding»).
Эти средства захвата могут представлять собой тип «просверливание отверстий в обечайке ротора». Они позволяют, при утечке, направить масляный воздух до внутренней обечайки турбины. Этот масляный воздух выталкивается центробежными силами непосредственно в первичный поток. Из этого следует необходимость установки частного наблюдения (зонды превышения температуры) в этих зонах, чтобы предупредить риск воспламенения масла, если стенки вблизи утечки масла (в частности, обечайки турбины) могут вызвать самовозгорание.
Для исключения этого недостатка из патента FR 2926738 компании СНЕКМА известна система затопления коробки (называемая «sump flooding»), которая заключается в оборудовании средств захвата закрывающим кожухом, вентилируемым и имеющим одно или несколько каналов, предназначенных выводить воздух (или масляный воздух в случае утечки масла) в хвостовой конус из листового железа (называемый «plug»), а затем к окружающей среде через канал указанного plug. Таким образом, масляный воздух, выведенный из компрессора, напрямую направляется наружу от двигателя.
Тем не менее, упомянутый предыдущий уровень техники имеет неудобство, связанное с необходимостью использования значительной дополнительной массы из-за факта наличия закрывающего кожуха и разных каналов. Кроме этого, воздух, предназначенный для вентилирования закрывающего кожуха, работает в турбине на всех фазах полета, что способствует низкой эффективности двигателя.
Задачей изобретения является устранение этих недостатков и разработка устройства для выведения утечек масла с обтекателем, который является более легким и который позволяет выведение масла так, чтобы поток воздуха, необходимый для выведения, не был бы непосредственно потерян, оказывая при этом минимальное неблагоприятное влияние в смысле массы и характеристик двигателя, чем в системе, называемой затоплением маслосборника («sump flooding»).
В настоящем изобретении также предлагается устройство для выведения утечек масла, которое в условиях функционирования не имеет требований вентиляции, связанных с риском огня (условий, благоприятных для возникновения огня, вызываемого маслом).
Для этого согласно настоящему изобретению устройство для выведения масла, определенное выше, масляная коробка, расположенная в выходной части двигателя газовой турбины, причем это устройство включает в себя:
- средства выведения масла, выполненные так, чтобы позволить вывести наружу из двигателя, по меньшей мере, одну часть масла, содержащуюся в коробке, когда уровень в указанной коробке превышает пороговый уровень, и
- средства захвата масла, способные пропускать поток воздуха, течение которого участвует в захвате масла для его выведения наружу из указанного двигателя,
и замечательно тем фактом, что средства захвата содержат:
- вентиляционный канал, выполненный в выходной части указанного двигателя так, что масло проходит через этот канал, и
- направляющий элемент, выполненный так, чтобы масло, после прохождения через указанный вентиляционный канал, направлялось в выходную зону очистки турбины низкого давления.
Понятно, что выведение масла из двигателя обеспечивается не только указанными средствами захвата, но также действием силы тяжести и центробежных сил соответственно на стенках статора и ротора.
Таким образом, благодаря настоящему изобретению воздух, который используется для захвата масла в случае утечки из коробки из двигателя, непосредственно не теряется, так как он выполняет двойную функцию. В действительности помимо захвата воздуха поток воздуха направляется в выходную зону очистки турбины низкого давления. Там на этот поток действует избыточное давление, которое препятствует воздуху, поступающему из первичного потока двигателя, вновь быть введенным на уровне связи диск-лопатки колеса турбины, подвергая риску разрыва этой связи и освобождению лопаток. Таким образом, первоначально предусмотренный объем для очистки может быть ограничен с добавлением в него этого потока воздуха, вследствие чего отбор на компрессор может быть ограничен и эффективность двигателя увеличена.
Кроме этого, также благодаря настоящему изобретению захват масла за пределы двигателя в большей части осуществляется через продуманно расположенный вентиляционный канал и направляющий элемент. Масса двигателя, оборудованного в соответствии с настоящим изобретением, таким образом, увеличена направляющим элементом, при этом материал, из которого образован вентиляционный канал, а также трубки, связывающие полость под обтекателем и хвостовым конусом из листового железа, наоборот извлечен, что в целом облегчает двигатель.
Более того, настоящее изобретение также позволяет удалить избыточное масло, так как оно вытекает под силой действия тяжести и под действием потока воздуха в направлении нижней точки двигателя и, таким образом, до зоны очистки турбины низкого давления, где оно выводится в заднюю часть двигателя, избегая попадания масла в полость, где аэротермическая среда благоприятна для возникновения воспламенения масла и его распространения. Ни одна система определения возгорания не устанавливается (в противоположность системе типа «просверливания обечайки»), так как ни одна стенка на пути масла не позволяет самовозгорания масла.
Предпочтительно направляющий элемент представляет собой обтекатель, примыкающий к выходной части двигателя. Этот обтекатель позволяет избежать присутствия масла на входе последнего диска турбины низкого давления.
В этом случае в соответствии с разными вариантами настоящего изобретения протяженность обтекателя может охватывать:
- по существу путь, ведущий от вентиляционного отверстия до выходной зоны очистки турбины низкого давления для направления оптимальным образом масла и потока воздуха; или
- по существу ближайшую область вентиляционного отверстия для минимизации массы двигателя.
Также в случае направляющего элемента в виде обтекателя последний может иметь профиль, по меньшей мере частично, кольцевой (чтобы охватывать кольцом масло и поток воздуха) или также, по меньшей мере, по существу плоский.
В соответствии с настоящим изобретением для адаптации устройства для выведения масла к количеству масла, которое необходимо вывести при затоплении коробки, можно предусмотреть адаптацию размера вентиляционного отверстия к объему выводимого масла или к объему проходящего воздуха в случае функционирования без утечек.
Выходная часть двигателя содержит в целом элемент выходного статора и элемент ротора турбины низкого давления, соответственно связанные друг с другом. В этом случае масляная коробка предпочтительно выполнена в элементе выходного статора.
В этом случае средства выведения расположены предпочтительно на уровне первой зоны уплотнений, соединяющей элементы выходного статора и ротора турбины низкого давления таким образом, что масло выводится в направлении элемента ротора турбины низкого давления, причем это выведение может осуществляться под действием силы тяжести так, что выводимое масло направляется до элемента ротора турбины низкого давления также под действием потока воздуха.
Предпочтительно вентиляционный канал выполнен в элементе выходного статора для того, чтобы позволить создание пути между масляной коробкой и зоной очистки.
Также предпочтительно, чтобы средства захвата дополнительно содержали приспособление элемента ротора низкого давления на уровне второй зоны уплотнений между соответственно элементами выходного статора и ротора низкого давления, обеспечивающее направление воздуха и/или масла к вентиляционному каналу. Такое выполнение, например с наклоном, упрощает направление масла к вентиляционному отверстию, что позволяет избежать объемов накопления масла.
Также настоящее изобретение относится к турбомашине, содержащей устройство для выведения масла в соответствии с одним из вариантов воплощения, раскрытых выше.
Настоящее изобретение будет более понятно из прилагаемых чертежей, на которых:
фиг.1 показывает вид в разрезе двигателя газовой турбины, на который может быть установлено устройство для выведения масла в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2 показывает схему, иллюстрирующую выполнение устройства выведения масла в соответствии с настоящим изобретением на уровне выходной части двигателя в соответствии с первым вариантом воплощения настоящего изобретения;
фиг.3 показывает схему, иллюстрирующую выполнение устройства выведения масла, в соответствии с настоящим изобретением на уровне выходной части двигателя в соответствии со вторым вариантом воплощения настоящего изобретения;
фиг.4 показывает различные варианты воплощения направляющего элемента, интегрированного в устройство выведения масла в соответствии с настоящим изобретением.
Для лучшего прочтения чертежей идентичные ссылочные номера обозначают аналогичные технические элементы.
На фиг.1 схематично показан общий вид двигателя газовой турбины, например турбореактор самолета с двойным контуром. Этот двигатель 1 содержит, спереди и сзади, вентилятор 2, компрессор низкого давления 3, компрессор высокого давления, камеру 5 сгорания, турбину высокого давления 6 и турбину низкого давления 7. Выходная часть двигателя (более детально представлена на фиг. 2), на уровне которой установлено устройство выведения масла в соответствии с настоящим изобретением, обозначена ссылочным номером 9.
На фиг. 2 схематично представлен элемент 10 выходного статора в связи, в частности, с элементом 11, соединенным с ротором низкого давления, эти две детали 10 (картер) и 11 (ротор низкого давления) сопряжены друг с другом на уровне двух уплотнений воздух-масло 14А и 14В.
Выходная часть 9 двигателя 1 дополнительно содержит деталь 12, соединенную с ротором высокого давления, в соединении также с деталью 11 посредством уплотнения 14С и 14D, и, наконец, деталь 13 покрытия, соединенную с деталями 10 и 12 также посредством уплотнений 14Е и 14F.
На уровне высокой части детали выходного статора 10 образована масляная полость 21, которая ограничивает один или несколько последовательных подшипников двигателя (не показано). Эти подшипники смазываются посредством протекания масла, поступающего от жиклера в этой полости. Вращение подшипников рождает масляный туман, который заполняет полость 21, последняя помимо прочего ограничена закрывающим кожухом полости (10В) с высоким давлением. Для обеспечения выведения, по меньшей мере, части масла 20, содержащегося в масляной полости 21, устройство выведения масла в соответствии с настоящим изобретением выполнено для направления масла 20 к низкой точке двигателя, причем эта низкая точка, в частности, соответствует зоне 16 очистки последнего диска турбины 15 низкого давления.
Устройство выведения масла, прежде всего, содержит средства выведения в виде зазора 30 ротор-статор, образованного первым уплотнением 14А между элементами выходного статора 10 и ротором 11 турбины низкого давления, расположенным на уровне, определенном на уровне масляной полости 21. Уровень этих средств 30 выведения (или зоны уплотнения) выбирается так, чтобы, по меньшей мере, часть масла 20, находящаяся в полости, могла быть выведена наружу из двигателя, в частности из его нижней части, когда уровень указанной полости 21 переходит пороговый уровень, соответствующий уровню уплотнения 14А. Таким образом, вывод масла разрешается, только если уровень масла в полости 21 рассматривается как повышенный относительно риска утечки масла в результате затопления полости при нарушении герметизации. Расположенные таким образом средства 30 выведения позволяют вывести избыточное масло в низкой точке 20А двигателя через уплотнение 14А, затем под действием центробежных сил на деталь 11, связанную с ротором турбины низкого давления.
Кроме этого, средство выведения масла в соответствии с настоящим изобретением также содержит средства захвата масла, позволяющие продвижение воздуха и захват части масла в направлении зоны 16 очистки последнего диска турбины 15 низкого давления в случае утечки в полости, которая соответствует зоне, к которой хотят направить это избыточное масло 20А.
Эти средства захвата содержат, в частности, два канала (или серию отверстий) 11А и 12А, выполненных соответственно в деталях 11 и 12, причем эти каналы расположены так, чтобы поток воздуха 40 мог циркулировать через промежуточную зону между средствами 30 выведения и нижней частью детали 11 ротора турбины низкого давления, причем эта зона представляет собой ту зону, в которой избыточное масло вытекает под действием силы тяжести. Этот поток 40 воздуха, сам захватываемый средствами инжектирования (не показаны на фиг.2), позволяет захватывать масло 20А вдоль низкой части детали 11 в направлении выхода двигателя. При нормальном функционировании двигателя эти просверленные отверстия заставляют воздух 40 циркулировать в направлении зоны 16 очистки. Масло 20А, помимо прочего, захватывается вдоль детали 11 под действием центробежной силы.
В рамках настоящего патента понимается соответственно под понятиями «входной» и «выходной» передняя и задняя части двигателя 1 со ссылкой на направление воздуха, проходящего через указанный двигатель, показанный стрелкой F на фиг.2.
Таким образом, масло 20А течет вдоль детали 11 в направлении выхода и достигает детали 10 через второе уплотнение 14В между указанным деталями 10 и 11. Для надлежащего течения можно также предусмотреть приспособление 11В на стенке детали 11, по которому течет масло 20А на уровне связующей зоны между деталями 10 и 11. Это приспособление может заключаться в наклоне, заданном так, чтобы масло скользило вдоль этого наклона и предпочтительно направлялось к детали выходного статора 10. Таким же образом наклон может быть задан для детали 10 для того, чтобы масло скользило вдоль этого наклона и направлялось соответственно к каналу 10А.
В детали 10 выполнен вентиляционный канал (или отверстие) 10А (который образует часть средства захвата масла), в направлении которого масло захватывается потоком 40 воздуха (и возможный наклон в детали 10 вблизи отверстия). Этот канал 10А может быть кольцевым с диаметром, выбранным в зависимости от объема (заранее заданного) выводимого масла.
Избыточное масло 20A и поток 40 воздуха, путь которого описан выше, проходят по этому каналу 10А, чтобы соединиться в нижней части двигателя 1 (масло захватывается под действием силы тяжести и потока 40 воздуха) и более конкретно в зоне 16 очистки, расположенной поблизости и на выходе от последнего диска турбины 15 низкого давления. Масло 20A и поток 40 воздуха, таким образом, выталкиваются из двигателя под действием силы тяги двигателя в направлении стрелки F.
Для облегчения этого выброса к зоне 16 в соответствии с настоящим изобретением средства захвата также содержат направляющий элемент 50, представляющий собой обтекатель, стыкующийся с деталью 10 статора, по меньшей мере, частично вокруг вентиляционного канала 10А. Этот обтекатель выполняет функцию направления масла таким образом, что его путь протекает предпочтительно в направлении зоны 16. Таким образом, для эффективного выброса масла поток 40 воздуха порождает избыточное давление в зоне 16 очистки так, чтобы препятствовать проникновению воздуха, проходящего через двигатель в направлении стрелки F, в выходную зону диска турбины 15 низкого давления, вследствие чего в этой зоне возникает турбулентность, способная ухудшить аэродинамические характеристики двигателя 1 и повредить связь диск-лопатки последнего диска турбины 15 низкого давления. Итак, устройство для выведения масла функционирует следующим образом:
- при нормальном функционировании отсутствует избыточное масло, и поток 40 воздуха последовательно пересекают отверстия 12А, 11А, 10А для создания избыточного давления на уровне зоны 16 для очистки этой зоны;
- при утечке масла (из-за, например, слабой герметичности в масляной коробке 21 на низких режимах или при затоплении коробки 20) избыточное масло 20А протекает через зазор ротор-статор 30 под действием силы тяжести до зоны, в котором оно захватывается центробежными силами на ротор 11 и потоком 40 воздуха до вентиляционного канала 10А, затем в нижнюю часть двигателя, где оно выбрасывается.
Как следствие из вышесказанного, оказывается, что масло направляется, таким образом, к зоне, не имеющей условий вентиляции и температуры, способствующей возникновению огня, без ухудшения характеристик двигателя. Более того, поток 40 воздуха выполняет две функции: захват избыточного масла вне двигателя (при утечках масла) и очистка выходной части 16 турбины низкого давления (непрерывно), что одновременно оптимизирует использование потока 40 воздуха и его участие в эффективности двигателя.
Представляется очевидным, что было бы предпочтительным, насколько это возможно, чтобы средства захвата устройства выведения масла в соответствии с настоящим изобретением были расположены как можно ближе к детали 10 выходного статора, что позволяет перенаправлять все масло к первичному потоку без риска возникновения огня.
Как показано на виде сбоку на фиг. 2, направляющий элемент 50 (короткий) может быть выполнен так, что его протяженность охватывает соседнюю область с вентиляционным каналом 10А, что позволяет направлять масло 20A и поток 40 воздуха из указанного канала 10А без избыточного утяжеления двигателя. В соответствии со вторым вариантом воплощения настоящего изобретения, представленным на фиг. 3, направляющий элемент 50 (длинный) выполнен так, что его протяженность охватывает по существу путь, ведущий от вентиляционного отверстия 10А к выходной зоне 16 очистке турбины низкого давления, чтобы масло и поток воздуха были направлены оптимальным образом, а также для того, чтобы течение масла осуществлялось как можно ближе к выходной зоне 16 очистки турбины низкого давления.
Схемы 4А и 4В на фиг. 4, которые показывают вид снизу направляющего элемента 50, иллюстрируют два варианта его воплощения не в смысле протяженности (эти варианты применяются независимо от того, короткий обтекатель или длинный), а в смысле его формы. В варианте согласно схеме 4А направляющий элемент 50 образован из плоского листового железа, выполненного из того же материала, что и элемент 10 выходного статора. В варианте согласно схеме 4В направляющий элемент 50 образован из полукруглого желоба, интегрированного в деталь 10. В любом случае подразумевается, что направляющий элемент 50 должен иметь достаточную большую толщину, чтобы не деформироваться в условиях работы двигателя. Направляющий элемент 50 может также быть полностью интегрированным в деталь 10 для того, чтобы минимизировать дополнительную массу, возникающую из-за сборки деталей 10 и 50 (масса болтов и винтов).

Claims (10)

1. Устройство для выведения масла из масляной коробки (21), расположенной в выходной части (9) двигателя (1) газовой турбины, включающее в себя:
- средства (30) выведения масла, выполненные с возможностью выведения, по меньшей мере, части (20) масла, содержащейся в коробке наружу (16) из двигателя, когда уровень в указанной коробке превышает пороговый уровень, и
- средства (11А, 12А) захвата масла, выполненные с возможностью пропускать поток (40) воздуха, течение которого участвует в захвате масла для его выведения наружу из указанного двигателя, отличающееся тем, что средства захвата содержат:
- вентиляционный канал (10А), выполненный в выходной части (9) указанного двигателя таким образом, что масло проходит через этот канал (10А), и
- направляющий элемент (50), выполненный таким образом, что после прохождения через указанный вентиляционный канал (10А) масло направляется в выходную зону (16) очистки турбины (15) низкого давления.
2. Устройство по п. 1, в котором направляющий элемент (50) представляет собой обтекатель, примыкающий к выходной части (10) двигателя (1).
3. Устройство по п. 2, в котором протяженность направляющего элемента (50) может охватывать по существу путь, ведущий от вентиляционного отверстия (10А) до выходной зоны (16) очистки турбины (15) низкого давления.
4. Устройство по п. 2 или 3, в котором направляющий элемент (50) имеет профиль, по меньшей мере, по существу кольцевой.
5. Устройство по одному из пп. 1-3, в котором размер вентиляционного канала (10А) адаптирован к объему выводимого масла (20A).
6. Устройство по одному из пп. 1-3, в котором выходная часть (9) содержит элемент (10) выходного статора и элемент (11) ротора турбины низкого давления, связанные соответственно друг с другом, при этом масляная коробка (21) выполнена в элементе (10) выходного статора.
7. Устройство по п. 6, в котором средства (30) выведения расположены на уровне первой зоны уплотнений между элементами (10) выходного статора и (11) ротора турбины низкого давления таким образом, что масло выводится в направлении элемента (11) ротора турбины низкого давления.
8. Устройство по п. 7, в котором вентиляционный канал (10А) выполнен в элементе (10) выходного статора.
9. Устройство по п. 8, в котором средства (30) захвата дополнительно содержат приспособление элемента (11) ротора низкого давления на уровне второй зоны уплотнений между соответственно элементами (10) выходного статора и (11) ротора низкого давления, обеспечивающее направление воздуха и/или масла к вентиляционному каналу (10А).
10. Турбомашина, содержащая устройство для выведения масла в соответствии с одним из предыдущих пунктов.
RU2013126416/05A 2010-11-26 2011-11-25 Устройство для выведения масла и турбомашина, содержащая такое устройство RU2594209C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1059816A FR2968062B1 (fr) 2010-11-26 2010-11-26 Dispositif d'evacuation d'huile et turbomachine comprenant un tel dispositif
FR1059816 2010-11-26
PCT/FR2011/052771 WO2012069772A1 (fr) 2010-11-26 2011-11-25 Dispositif d'evacuation d'huile et turbomachine comprenant un tel dispositif

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013126416A RU2013126416A (ru) 2015-01-10
RU2594209C2 true RU2594209C2 (ru) 2016-08-10

Family

ID=44209706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013126416/05A RU2594209C2 (ru) 2010-11-26 2011-11-25 Устройство для выведения масла и турбомашина, содержащая такое устройство

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9897004B2 (ru)
EP (1) EP2643069B1 (ru)
CN (1) CN103228333B (ru)
BR (1) BR112013012889B1 (ru)
CA (1) CA2818705C (ru)
FR (1) FR2968062B1 (ru)
RU (1) RU2594209C2 (ru)
WO (1) WO2012069772A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2992679A1 (fr) 2012-06-28 2014-01-03 Snecma Tourillon de turbomachine comportant une couronne de recuperation d'un flux d'huile de lubrification avec une pluralite d'orifices d'evacuation d'huile de lubrification
FR3008738B1 (fr) 2013-07-16 2015-08-28 Snecma Dispositif de protection contre les fuites d'huile vers les rotors d'une turbine de turbomachine
CN104019091B (zh) * 2014-06-11 2016-02-24 西北工业大学 低压涡轮后轴的设计方法
CN109592055B (zh) * 2018-11-09 2020-08-14 中国直升机设计研究所 一种发动机余油收集与排放装置
US11028779B2 (en) 2019-01-31 2021-06-08 Raytheon Technologies Corporation Gas turbine engine bypass drainage systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201845A (en) * 1991-10-30 1993-04-13 General Electric Company Low pressure drop radial inflow air-oil separating arrangement and separator employed therein
EP0780546A1 (fr) * 1995-12-20 1997-06-25 SOCIETE NATIONALE D'ETUDE ET DE CONSTRUCTION DE MOTEURS D'AVIATION -Snecma Rotor déshuileur pour enceinte de lubrification
RU2241835C2 (ru) * 2002-05-06 2004-12-10 Акционерное общество закрытого типа "Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт турбокомпрессоростроения" Система отвода загазованного масла из уплотнений турбодетандера
RU2295046C2 (ru) * 2002-03-01 2007-03-10 Дженерал Электрик Компани Узел авиационного газотурбинного двигателя
EP2085579A1 (fr) * 2008-01-29 2009-08-05 Snecma Dispositif de déshuilage et turbomachine comportant ce dispositif

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2609065A (en) * 1950-08-22 1952-09-02 Gen Electric Means for scavenging engine bearings
US7287384B2 (en) * 2004-12-13 2007-10-30 Pratt & Whitney Canada Corp. Bearing chamber pressurization system
FR2889561B1 (fr) * 2005-08-02 2010-10-29 Snecma Systeme d'etancheite de la chambre de lubrification arriere d'un turboreacteur
FR2892454B1 (fr) * 2005-10-21 2008-01-25 Snecma Sa Dispositif de ventilation de disques de turbine dans un moteur a turbine a gaz
US8109090B2 (en) * 2006-10-27 2012-02-07 Komatsu Ltd. Variable turbo supercharger and method of returning oil from hydraulic drive
US7967560B2 (en) * 2006-11-07 2011-06-28 United Technologies Corporation Radially energized oil capture device for a geared turbofan
FR2927366B1 (fr) * 2008-02-13 2013-07-05 Snecma Dispositif de recuperation d'huile.
US20120107099A1 (en) * 2008-06-09 2012-05-03 Airzen Co., Ltd Turbo blower and high speed rotating body used in same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201845A (en) * 1991-10-30 1993-04-13 General Electric Company Low pressure drop radial inflow air-oil separating arrangement and separator employed therein
EP0780546A1 (fr) * 1995-12-20 1997-06-25 SOCIETE NATIONALE D'ETUDE ET DE CONSTRUCTION DE MOTEURS D'AVIATION -Snecma Rotor déshuileur pour enceinte de lubrification
RU2295046C2 (ru) * 2002-03-01 2007-03-10 Дженерал Электрик Компани Узел авиационного газотурбинного двигателя
RU2241835C2 (ru) * 2002-05-06 2004-12-10 Акционерное общество закрытого типа "Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт турбокомпрессоростроения" Система отвода загазованного масла из уплотнений турбодетандера
EP2085579A1 (fr) * 2008-01-29 2009-08-05 Snecma Dispositif de déshuilage et turbomachine comportant ce dispositif

Also Published As

Publication number Publication date
US9897004B2 (en) 2018-02-20
BR112013012889B1 (pt) 2020-04-07
CN103228333A (zh) 2013-07-31
US20130247538A1 (en) 2013-09-26
EP2643069A1 (fr) 2013-10-02
CA2818705C (fr) 2018-06-12
FR2968062A1 (fr) 2012-06-01
RU2013126416A (ru) 2015-01-10
BR112013012889A2 (pt) 2016-08-23
EP2643069B1 (fr) 2016-02-03
WO2012069772A1 (fr) 2012-05-31
FR2968062B1 (fr) 2012-11-16
CA2818705A1 (fr) 2012-05-31
CN103228333B (zh) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8051952B2 (en) Deoiling device and turbomachine comprising this device
US10167725B2 (en) Engine component for a turbine engine
US9567908B2 (en) Mitigating vortex pumping effect upstream of oil seal
RU2594209C2 (ru) Устройство для выведения масла и турбомашина, содержащая такое устройство
JP5318542B2 (ja) 空気−油セパレータ
CN106837551B (zh) 燃气涡轮发动机油底壳热交换器
RU2444638C2 (ru) Противообледенительная система входного конуса авиационного газотурбинного двигателя
EP2138676B1 (en) Method and device for cooling a gas turbine casing
JP6014775B2 (ja) ガスタービンエンジンサンプのための圧送オイルドレイン
EP3324019A1 (en) A method for scavenging small particles from a turbine engine
US20090199534A1 (en) Oil recovery device
US9370739B2 (en) Jet engine with at least one oil separator, through which an air-oil-volume flow can be guided
US9677424B2 (en) Gas turbine engine
EP3187700A2 (en) Method and system for centrifugal pump
EP3550126B1 (en) Geared gas turbine engine with improved breather air venting
US3043560A (en) Turbine cooling system
RU2685346C2 (ru) Фильтрация потока, состоящего из газа и частиц
US20160069265A1 (en) Air guiding device and aircraft engine with air guiding device
US5837019A (en) Device for separating dust particles
CN110080838B (zh) 轴心通风器
EP3346164B1 (en) Gear with fluid control dam and apertures

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner