RU2634509C2 - Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора - Google Patents
Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2634509C2 RU2634509C2 RU2016110416A RU2016110416A RU2634509C2 RU 2634509 C2 RU2634509 C2 RU 2634509C2 RU 2016110416 A RU2016110416 A RU 2016110416A RU 2016110416 A RU2016110416 A RU 2016110416A RU 2634509 C2 RU2634509 C2 RU 2634509C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- fan
- working
- turbo
- working blade
- 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
- F01D5/022—Blade-carrying members, e.g. rotors with concentric rows of axial blades
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора содержит последовательно расположенные от корпуса турбовентилятора к диску ротора рабочую лопатку вентилятора и рабочую лопатку турбины, соединенные между собой посредством промежуточного элемента с образованием трех проточных газовых каналов. Промежуточный элемент выполнен в виде рабочей лопатки турбодетандера с образованием плавного перехода от профиля к профилю всех трех рабочих лопаток. Проточная часть газового канала рабочей лопатки турбодетандера ограничена полками. Рабочая лопатка вентилятора соединена с рабочей лопаткой турбодетандера посредством разъемного шарнирного соединения. Достигается интенсивное охлаждение двигателя, повышение тяги двигателя, снижение массы и увеличение прочностных показателей трехъярусной рабочей лопатки турбовентилятора, а также её надежности в целом. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области создания лопаточных машин и может быть использовано, в частности, в области авиадвигателестроения для создания совмещенной рабочей лопатки компрессора и турбины, размещенной на едином диске ротора.
В качестве прототипа изобретения выбрана трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора, содержащая последовательно расположенные от корпуса турбовентилятора к диску ротора рабочую лопатку вентилятора и рабочую лопатку турбины, соединенные между собой посредством промежуточного элемента с образованием трех проточных газовых каналов (см. US 2011268563 (A1), F01D5/08, опубл. 03.11.2011).
Недостатком известной трехъярусной рабочей лопатки турбовентилятора является отсутствие промежуточного элемента, выполненного в виде рабочей лопатки турбодетандера, что препятствует возможности дополнительного охлаждения газа (воздуха) при прохождении через канал, также снижает суммарную энергию турбин, приводящих вентилятор во вращение, а также жесткое соединение рабочей лопатки вентилятора с промежуточным элементом посредством неподвижного неразъемного соединения, что увеличивает изгибные напряжения в корневом сечении рабочей лопатки вентилятора, вызывая снижение запасов прочности и увеличение массы конструкции.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является возможность интенсивного охлаждения двигателя, повышение тяги двигателя, снижение массы и увеличение прочностных показателей трехъярусной рабочей лопатки турбовентилятора, а также надежности ее работы в целом.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной трехъярусной рабочей лопатке турбовентилятора, содержащей последовательно расположенные от корпуса турбовентилятора к диску ротора рабочую лопатку вентилятора и рабочую лопатку турбины, соединенные между собой посредством промежуточного элемента с образованием трех проточных газовых каналов, промежуточный элемент выполнен в виде рабочей лопатки турбодетандера с образованием плавного перехода от профиля к профилю всех трех рабочих лопаток, при этом проточная часть газового канала рабочей лопатки турбодетандера ограничена полками, кроме того, рабочая лопатка вентилятора соединена с рабочей лопаткой турбодетандера посредством разъемного шарнирного соединения.
Наличие в конструкции трехъярусной рабочей лопатки турбовентилятора промежуточного элемента в виде рабочей лопатки турбодетандера позволяет сработать имеющийся перепад давления газового (воздушного) потока, создаваемого в газовом (воздушном) канале турбодетандера, сопровождаемый при этом снижением температуры газа (воздуха) в потоке, за счет превращения потенциальной энергий газового (воздушного) потока в кинетическую энергию вращения рабочей лопатки турбодетандера с выработкой дополнительной энергии для привода рабочей лопатки вентилятора, что приводит к повышению тяги двигателя. Снижение температуры газового (воздушного) потока за рабочей лопаткой турбодетандера позволяет интенсивнее охлаждать элементы двигателя, например затурбинный кок и реактивное сопло.
При этом наличие рабочей лопатки турбодетандера позволяет осуществить плавный переход от профиля к профилю всех трех рабочих лопаток, а именно от периферийного торца рабочей лопатки турбины к корневому торцу рабочей лопатки вентилятора, что позволяет избежать резкого ступенчатого перехода между соответствующими элементами, что позволяет снизить концентрацию напряжений в сечениях рабочей лопатки турбодетандера с экономией ее массы, увеличивая прочностные показатели трехъярусной рабочей лопатки турбовентилятора и, как следствие, повышая надежность ее работы в целом.
Проточная часть газового (воздушного) канала, ограниченная полками, препятствует утечкам газа (воздуха) между потоками, что приводит к сохранению тяги двигателя, и при сборке ротора турбовентилятора полки соседних рабочих лопаток турбовентилятора контактируют друг с другом, уменьшая вибрацию всех рабочих лопаток ротора турбовентилятора, повышая прочность и увеличивая надежность работы конструкции.
Рабочая лопатка вентилятора, соединенная с рабочей лопаткой турбодетандера посредством разъемного шарнирного соединения, позволяет создать ремонтопригодное разборное соединение, снижающее время и стоимость замены рабочей лопатки вентилятора; позволяет использовать материал рабочей лопатки вентилятора, например титановый, алюминиевый сплав или композит, отличный от материала рабочей лопатки турбины и турбодетандера, например никелевый, стальной сплав или металлокерамический композиционный материал, что снижает массу рабочей лопатки турбовентилятора; шарнирное соединение позволяет рабочей лопатке вентилятора при работе двигателя занять отклоненное положение, при котором изгибные напряжения в корневом сечении рабочей лопатки вентилятора минимальны, увеличивая прочность и надежность рабочей лопатки вентилятора и снижая ее массу.
На чертеже представлена трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора, вид сбоку.
Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора содержит рабочую лопатку вентилятора 1, снабженную полкой 2, рабочую лопатку турбодетандера 3, снабженную полками 4 и 5, рабочую лопатку турбины 6, снабженную полками 7 и 8.
Проточная часть воздушного канала вентилятора 9 ограничена полкой 2 и корпусом турбовентилятора (на чертеже не показан), проточная часть газового (воздушного) канала турбодетандера 10 ограничена полками 4 и 5, проточная часть газового канала турбины 11 ограничена полками 7 и 8.
Рабочая лопатка вентилятора 1 по корневому торцу соединена с периферийным торцом рабочей лопатки турбодетандера 3 посредством разъемного соединения, например, шарнирным замком 12.
Рабочая лопатка турбины 6 по периферийному торцу жестко соединена с корневым торцом рабочей лопатки турбодетандера 3, например методом литья зацело, методом сварки из частей и т.п.
Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора жестко фиксируется на диске ротора посредством разъемного замкового соединения, например, типа «елочный замок» (на чертежах не показан).
При работе газовые (воздушные) потоки турбодетандера и турбины, проходя через каналы, образованные рабочими лопатками турбодетандера 10 и турбины 11, срабатывают имеющийся у них (потоков) перепад давления, вырабатывая при этом механическую энергию. Полученная механическая энергия посредством рабочей лопатки вентилятора 1 сжимает воздушный поток вентилятора, формирующего тягу двигателя. Срабатывание перепада давления газового (воздушного) потока в канале турбодетандера 10 сопровождается снижением температуры потока в нем.
В совокупности это приводит к интенсивному охлаждению двигателя, повышению тяги двигателя, снижению массы и увеличению прочностных показателей трехъярусной рабочей лопатки турбовентилятора, а также ее надежности в целом.
Claims (1)
- Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора, содержащая последовательно расположенные от корпуса турбовентилятора к диску ротора рабочую лопатку вентилятора и рабочую лопатку турбины, соединенные между собой посредством промежуточного элемента с образованием трех проточных газовых каналов, отличающаяся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде рабочей лопатки турбодетандера с образованием плавного перехода от профиля к профилю всех трех рабочих лопаток, при этом проточная часть газового канала рабочей лопатки турбодетандера ограничена полками, кроме того, рабочая лопатка вентилятора соединена с рабочей лопаткой турбодетандера посредством разъемного шарнирного соединения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110416A RU2634509C2 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110416A RU2634509C2 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016110416A RU2016110416A (ru) | 2017-09-25 |
| RU2634509C2 true RU2634509C2 (ru) | 2017-10-31 |
Family
ID=59930908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110416A RU2634509C2 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2634509C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB585331A (en) * | 1941-04-15 | 1947-02-05 | Alan Arnold Griffith | Improvements in or relating to internal-combustion turbines |
| GB879444A (en) * | 1958-09-05 | 1961-10-11 | Gen Electric | Improvements in two-tier turbine and compressor blades |
| US20090148287A1 (en) * | 2004-12-01 | 2009-06-11 | Suciu Gabriel L | Fan blade with integral diffuser section and tip turbine blade section for a tip turbine engine |
| RU2426888C1 (ru) * | 2010-03-26 | 2011-08-20 | Владимир Леонидович Письменный | Рабочая лопатка турбины |
| US20110268563A1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine |
| FR3015566A1 (fr) * | 2013-12-23 | 2015-06-26 | Snecma | Turbomachine a double turbine axiale |
-
2016
- 2016-03-22 RU RU2016110416A patent/RU2634509C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB585331A (en) * | 1941-04-15 | 1947-02-05 | Alan Arnold Griffith | Improvements in or relating to internal-combustion turbines |
| GB879444A (en) * | 1958-09-05 | 1961-10-11 | Gen Electric | Improvements in two-tier turbine and compressor blades |
| US20090148287A1 (en) * | 2004-12-01 | 2009-06-11 | Suciu Gabriel L | Fan blade with integral diffuser section and tip turbine blade section for a tip turbine engine |
| RU2426888C1 (ru) * | 2010-03-26 | 2011-08-20 | Владимир Леонидович Письменный | Рабочая лопатка турбины |
| US20110268563A1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine |
| FR3015566A1 (fr) * | 2013-12-23 | 2015-06-26 | Snecma | Turbomachine a double turbine axiale |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016110416A (ru) | 2017-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2959118B1 (en) | Integral segmented cmc shroud hanger and retainer system | |
| JP5967929B2 (ja) | 翼桁に取り付けられた複合材翼形を備えた羽根 | |
| US9297261B2 (en) | Airfoil with improved internal cooling channel pedestals | |
| US8444389B1 (en) | Multiple piece turbine rotor blade | |
| JP6529013B2 (ja) | Ｃｍｃシュラウド支持システム | |
| US8616850B2 (en) | Gas turbine engine blade mounting arrangement | |
| US20140127006A1 (en) | Blade outer air seal | |
| WO2013138009A1 (en) | Improved cooling pedestal array | |
| BR102015031429A2 (pt) | aparelho compressor e compressor | |
| EP2743453A1 (en) | Tapered part-span shroud | |
| US20150037134A1 (en) | Method for Producing Mechanical Energy, Single-Flow Turbine and Double-Flow Turbine, and Turbo-Jet Apparatus Therefor | |
| US20180142564A1 (en) | Combined turbine nozzle and shroud deflection limiter | |
| EP3123000B1 (en) | Blade for a gas turbine and method of cooling the blade | |
| EP3231997A1 (en) | Gas turbine engine airfoil bleed | |
| JP2016125481A (ja) | 非軸対称ハブ流路及びスプリッタブレードを組み込んだ軸流圧縮機ロータ | |
| EP3314093A1 (en) | Shrouded turbine blade | |
| JP7237458B2 (ja) | ロータブレード先端部 | |
| JP2019002401A (ja) | ターボ機械のブレードの冷却構造および関連する方法 | |
| EP3091189A1 (en) | Airfoil assembly for a stator of a gas turbine engine compressor | |
| RU2634509C2 (ru) | Трехъярусная рабочая лопатка турбовентилятора | |
| JP2017129138A (ja) | タービンエンジン用のタービン後部フレーム | |
| KR101997979B1 (ko) | 블레이드 에어포일, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈 | |
| US9051843B2 (en) | Turbomachine blade including a squeeler pocket | |
| EP3301261B1 (en) | Blade | |
| JP2016089830A (ja) | タービン部分の可変パージ流シール部材への移行部品を含むターボ機械 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |