RU2792319C1 - Cooling device for rear bearing supports of the gas turbine engine rotor (embodiments) - Google Patents
Cooling device for rear bearing supports of the gas turbine engine rotor (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792319C1 RU2792319C1 RU2022123725A RU2022123725A RU2792319C1 RU 2792319 C1 RU2792319 C1 RU 2792319C1 RU 2022123725 A RU2022123725 A RU 2022123725A RU 2022123725 A RU2022123725 A RU 2022123725A RU 2792319 C1 RU2792319 C1 RU 2792319C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outlet
- bearing
- axis
- cooling
- gas turbine
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к охлаждаемым турбинам газотурбинного двигателя авиационного применения, а именно к устройствам подачи охлаждающего воздуха и задним подшипниковым опорам ротора газотурбинных двигателей (ГТД).SUBSTANCE: invention relates to cooled turbines of a gas turbine engine for aviation applications, namely to cooling air supply devices and rear bearing supports of a gas turbine engine (GTE) rotor.
Подшипниковые опоры ротора газотурбинных двигателей (далее ГТД) находятся в горячей зоне двигателя и работают в чрезвычайно тяжелых условиях, вследствие очень высокой рабочей температуры воздуха за компрессором которая достигает 500-600°C, а температура коксования лучших современных минеральных масел равна ≈ 200°C. Следовательно для обеспечения надежной работы подшипников ГТД необходима эффективная система охлаждения подшипниковых пор.The bearing supports of the rotor of gas turbine engines (hereinafter GTE) are located in the hot zone of the engine and operate in extremely difficult conditions, due to the very high operating temperature of the air behind the compressor, which reaches 500-600°C, and the coking temperature of the best modern mineral oils is ≈ 200°C. Therefore, to ensure reliable operation of GTE bearings, an effective cooling system for bearing pores is required.
Перегрев подшипниковых опор приводит к тому, что смазка подшипника меняет свои свойства. Высокие температуры приводят к снижению вязкости смазки. Значительное превышение температурного режима может стать причиной синерзиса (расслоения) консистентной смазки. В этом случае базовое масло вытекает, во внутренней полости остаётся только загуститель, происходит коксообразование внутри опоры, подшипник становится неработоспособном. Вследствие этого возникает необходимость замены масла, что увеличивает стоимость эксплуатации, а также снижается безопасность, надежность и ресурс работы газотурбинного двигателя. Overheating of the bearing supports causes the bearing lubricant to change its properties. High temperatures lead to a decrease in the viscosity of the lubricant. Significant excess of temperature can cause synersis (separation) of the grease. In this case, the base oil flows out, only a thickener remains in the internal cavity, coke formation occurs inside the support, and the bearing becomes inoperative. As a result, it becomes necessary to change the oil, which increases the cost of operation, and also reduces the safety, reliability and service life of the gas turbine engine.
Важной задачей при проектировании ГТД является сохранение работоспособности подшипников путем обеспечения функционирования системы охлаждения. An important task in the design of gas turbine engines is to maintain the performance of bearings by ensuring the functioning of the cooling system.
Известно устройство охлаждения опор ГТД (патент на изобретение РФ №2702713, заявка №2018139110, дата подачи 07.11.2018 г., МПК F02C 7/06, F02C 7/14) содержащее систему охлаждения опор, включающую полость охлаждения, сообщенную с питающим воздуховодом. A device for cooling GTE supports is known (patent for the invention of the Russian Federation No. 2702713, application No. 2018139110, filing date 07.11.2018, IPC F02C 7/06, F02C 7/14) containing a cooling system for the supports, including a cooling cavity communicated with the supply air duct.
Недостатком данного устройства является то, что охлаждающий воздух забирается от последних ступеней компрессора или камеры сгорания, при этом проходя через компрессор воздух нагревается, а следовательно охлаждение подшипниковых опор не эффективно без применения дополнительного охлаждающего устройства. Недостаточное охлаждение приводит к повышенному износу подшипника и как следствие выхода подшипникового узла из строя.The disadvantage of this device is that the cooling air is taken from the last stages of the compressor or the combustion chamber, while passing through the compressor, the air is heated, and therefore the cooling of the bearing supports is not effective without the use of an additional cooling device. Insufficient cooling leads to increased wear of the bearing and, as a consequence, failure of the bearing assembly.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, выбранное в качестве прототипа (патент на изобретение РФ №2305786, заявка №2005130550, дата подачи 03.10.2005, МПК F02C 7/12, F01D 25/12), для охлаждения задних подшипниковых опор ротора ГТД, содержащее воздуховод подвода охлаждающего воздуха, жестко размещенный на статоре газотурбинного двигателя сообщенный своим входом с источником охлаждающего воздуха, а выходом - с охлаждаемой полостью ротора.The closest in technical essence is the device selected as a prototype (patent for the invention of the Russian Federation No. 2305786, application No. 2005130550, filing date 03.10.2005, IPC F02C 7/12, F01D 25/12), for cooling the rear bearing supports of the GTE rotor, comprising a duct for supplying cooling air, rigidly placed on the stator of the gas turbine engine, connected by its inlet to the source of cooling air, and the outlet - to the cooled cavity of the rotor.
Основным недостатком известного устройства является то, что воздух отбирается от промежуточной ступени компрессора и протекая через компрессор, вдоль валов вращающихся со скоростью 10000…20000 обор/мин нагревается, что так же делает охлаждение подшипников неэффективным. Кроме того полость между роторами низкого и высокого давления имеет большой объем и сложную геометрию, что снижает давление подачи охлаждающего воздуха, а следовательно снижает эффективность охлаждения подшипниковых опор.The main disadvantage of the known device is that the air is taken from the intermediate stage of the compressor and flowing through the compressor, heats up along the shafts rotating at a speed of 10,000 ... 20,000 rpm, which also makes the cooling of the bearings inefficient. In addition, the cavity between the low and high pressure rotors has a large volume and complex geometry, which reduces the pressure of the cooling air supply, and therefore reduces the cooling efficiency of the bearings.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является обеспечение необходимого температурного режима подшипниковых опор ротора ГТД за счет эффективного охлаждения путем забора холодного атмосферного воздуха на входе в компрессор через профилированный воздуховод и охлаждение подшипников опор ротора через распределительный патрубок c отводами. The technical result, to which the invention is directed, is to provide the necessary temperature regime for the GTE rotor bearing supports due to effective cooling by taking cold atmospheric air at the compressor inlet through a profiled air duct and cooling the rotor support bearings through a distribution pipe with outlets.
1. Технический результат достигается тем, что устройство охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя содержащее воздуховод подвода охлаждающего воздуха, жестко размещенного на статоре газотурбинного двигателя и сообщенным своим входом с источником охлаждающего воздуха, а другим выходом - с замкнутой охлаждаемой полостью ротора, в соответствии с предлагаемым изобретением по варианту 1 вход воздуховода соединен с приёмником холодного атмосферного воздуха, установленного перед компрессором, а выход воздуховода соединен с распределителем потока содержащего отводы, входящим в замкнутую охлаждаемую полость через трубку подвода, при этом крайние отводы установлены на расстоянии радиуса от центральной оси двигателя, определяемого в диапазоне значений , по формулам вариационного ряда:1. The technical result is achieved by the fact that the device for cooling the rotor supports of a gas turbine engine containing an air duct for supplying cooling air rigidly placed on the stator of a gas turbine engine and connected with its inlet to a source of cooling air, and the other outlet - with a closed cooled cavity of the rotor, in accordance with the present invention according to
для минимального значения :for minimum value :
для максимального значения :for maximum value :
гдеWhere
- радиус от оси двигателя до оси крайнего отвода; - radius from the axis of the engine to the axis of the extreme outlet;
- диаметр наружной обоймы подшипника; - diameter of the outer race of the bearing;
- внутренний диаметр крайних патрубков, - inner diameter of the end pipes,
- максимальный радиус от оси двигателя до оси крайнего отвода; - maximum radius from the motor axis to the axis of the extreme outlet;
- минимальный радиус от оси двигателя до оси крайнего отвода; - minimum radius from the motor axis to the axis of the extreme outlet;
при этом центральный отвод установлен в положении напротив внутренней обоймы подшипника на расстоянии радиуса от центральной оси двигателя, определяемого по формуле: in this case, the central tap is installed in a position opposite the inner race of the bearing at a distance of radius from the central axis of the engine, determined by the formula:
гдеWhere
- радиус от оси двигателя до оси центрального отвода; - radius from the axis of the engine to the axis of the central outlet;
- диаметр внутренней обоймы подшипника; - diameter of the inner race of the bearing;
- внутренний диаметр центрального патрубка. - inner diameter of the central pipe.
В устройстве по варианту 1 за счет забора холодного атмосферного воздуха на входе в компрессор через профилированный воздуховод и охлаждение подшипников ротора через распределительный патрубок c отводами, установленными непосредственно напротив охлаждаемых элементов подшипниковой опоры на определённом расстоянии происходит эффективное охлаждение и достигается необходимый температурный режим подшипниковых опор ротора ГТД.In the device according to
Для более равномерного распределения охлаждающего воздуха на охлаждаемую поверхность подшипника могут быть установлены дополнительные промежуточные отводы, установленные между центральным и крайними отводами, наружной и внутренней обоймами подшипника соответственно.For a more uniform distribution of cooling air on the cooled surface of the bearing, additional intermediate outlets can be installed, installed between the central and outer outlets, the outer and inner races of the bearing, respectively.
Отвод может быть установлен на распределитель потока через переходной элемент в случае сложности подвода холодного воздуха к охлаждаемой поверхности подшипника.The outlet can be installed on the flow distributor through the adapter in case of difficulty in supplying cold air to the cooled surface of the bearing.
В случае точечного подвода охлаждающего воздуха в место охлаждения подшипника отвод может быть выполнен сборным состоящим из патрубка с крышкой со сквозными отверстиями, направленными в сторону охлаждаемой поверхности.In the case of a point supply of cooling air to the place of cooling of the bearing, the outlet can be made prefabricated, consisting of a branch pipe with a cover with through holes directed towards the cooled surface.
Технический результат предполагаемого изобретения по варианту 2 достигается тем, что устройство охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя содержащее воздуховод подвода охлаждающего воздуха, жестко размещенного на статоре газотурбинного двигателя и сообщенным своим входом с источником охлаждающего воздуха, а другим выходом - с замкнутой охлаждаемой полостью ротора, вход воздуховода соединен с приёмником холодного атмосферного воздуха, установленного перед компрессором, а выход воздуховода соединен с распределителем потока содержащего отводы, входящим в замкнутую охлаждаемую полость через трубку подвода, при этом отводы установлены под углом к оси распределителя потока в диапазоне .The technical result of the proposed invention according to
Устройство по варианту 2 за счет забора холодного атмосферного воздуха на входе в компрессор через профилированный воздуховод и охлаждение подшипников ротора через распределительный патрубок c отводами, установленными под углом к оси распределителя потока в диапазоне позволяет достичь эффективного охлаждения и необходимого температурного режима подшипниковых опор ротора ГТД.Device according to
Для более равномерного распределения охлаждающего воздуха на охлаждаемую поверхность подшипника могут быть установлены дополнительные промежуточные отводы, установленные между центральным и крайними отводами, наружной и внутренней обоймами подшипника соответственно.For a more uniform distribution of cooling air on the cooled surface of the bearing, additional intermediate outlets can be installed, installed between the central and outer outlets, the outer and inner races of the bearing, respectively.
Отвод может быть установлен на распределитель потока через переходной элемент в случае сложности подвода холодного воздуха к охлаждаемой поверхности подшипника.The outlet can be installed on the flow distributor through the adapter in case of difficulty in supplying cold air to the cooled surface of the bearing.
В случае точечного подвода охлаждающего воздуха в место охлаждения подшипника отвод может быть выполнен сборным состоящим из патрубка с крышкой со сквозными отверстиями, направленными в сторону охлаждаемой поверхности.In the case of a point supply of cooling air to the place of cooling of the bearing, the outlet can be made prefabricated, consisting of a branch pipe with a cover with through holes directed towards the cooled surface.
Следовательно, совокупность заявленных признаков на основании вышеизложенного позволяет обеспечить необходимый температурный режим подшипниковых опор ротора ГТД за счет эффективного охлаждения.Therefore, the totality of the declared features on the basis of the foregoing makes it possible to provide the necessary temperature conditions for the bearing supports of the GTE rotor due to effective cooling.
На фиг. 1 представлено устройство для охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя по варианту 1. На фиг. 2 изображено устройство для охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя по варианту 2. с установленными отводами в разных положениях. На фиг. 2а изображен вариант устройства для охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя по варианту 2 с крайними патрубками, установленными выше уровня наружной обоймы подшипника и центральным патрубком, установленным ниже уровня внутренней обоймы подшипника. На фиг. 2б изображен вариант устройства для охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя по варианту 2 с крайними патрубками, установленными ниже уровня наружной обоймы подшипника и центральным патрубком, установленным выше уровня внутренней обоймы подшипника.In FIG. 1 shows a device for cooling the rotor bearings of a gas turbine engine according to
На фиг. 3 показана схема охлаждения опор ротора ГТД. На фиг.4 изображен приёмник холодного атмосферного воздуха. In FIG. 3 shows the cooling scheme of the GTE rotor bearings. Figure 4 shows the receiver of cold atmospheric air.
Позициями на фигурах обозначены:The positions in the figures are:
1. - воздуховод (фиг. 3, 4);1. - air duct (Fig. 3, 4);
2. - вход воздуховода 1 (фиг. 4);2. - air duct inlet 1 (Fig. 4);
3. - выход воздуховода 1 (фиг. 1, 2а, 2б);3. - outlet of the duct 1 (Fig. 1, 2a, 2b);
4. - приёмник холодного воздуха (фиг. 4);4. - cold air receiver (Fig. 4);
5. - распределитель потока (фиг. 1, 2а, 2б);5. - flow distributor (Fig. 1, 2a, 2b);
6. - крайний отвод (фиг. 1, 2а, 2б);6. - extreme tap (Fig. 1, 2a, 2b);
7. - центральный отвод (фиг. 1, 2а, 2б);7. - central outlet (Fig. 1, 2a, 2b);
8. - подвод распределителя (фиг. 1, 2а, 2б);8. - distributor supply (Fig. 1, 2a, 2b);
9. - наружная обойма подшипника (фиг. 1, 2а, 2б);9. - outer race of the bearing (Fig. 1, 2a, 2b);
10. - подшипник (фиг. 1, 2а, 2б);10. - bearing (Fig. 1, 2a, 2b);
11. - внутренняя обойма подшипника (фиг. 1, 2а, 2б);11. - inner race of the bearing (Fig. 1, 2a, 2b);
12. - радиус от оси двигателя до оси крайнего отвода (фиг. 1);12. - radius from the axis of the engine to the axis of the extreme outlet (Fig. 1);
13. - диаметр наружной обоймы подшипника (фиг. 1);13. - diameter of the outer race of the bearing (Fig. 1);
14. - внутренний диаметр крайних патрубков (фиг. 1).14. - inner diameter of the outer pipes (Fig. 1).
15. - радиус от оси двигателя до оси центрального отвода (фиг. 1);15. - radius from the axis of the engine to the axis of the central outlet (Fig. 1);
16. - диаметр внутренней обоймы подшипника (фиг. 1);16. - diameter of the inner race of the bearing (Fig. 1);
17. - внутренний диаметр центрального отвода (фиг. 1).17. - inner diameter of the central outlet (Fig. 1).
Устройство охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя по варианту 1 содержит воздуховод 1 (фиг. 3, 4) подвода охлаждающего воздуха, жестко размещенного на статоре газотурбинного двигателя (не показано) и сообщенным своим входом 2 (фиг. 4) с источником охлаждающего воздуха, а другим выходом 3 (фиг. 1, 2а, 2б) - с замкнутой охлаждаемой полостью ротора.The device for cooling the rotor supports of a gas turbine engine according to
Вход 2 (фиг. 4) воздуховода 1 (фиг. 3, 4) соединен с приёмником 4 (фиг. 4) холодного атмосферного воздуха, установленного перед компрессором (не показано).Inlet 2 (Fig. 4) of the air duct 1 (Fig. 3, 4) is connected to the receiver 4 (Fig. 4) of cold atmospheric air installed in front of the compressor (not shown).
Выход 3 (фиг. 1, 2а, 2б) воздуховода 1 (фиг. 3, 4) соединен с распределителем 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока содержащего крайние отводы 6 (фиг. 1, 2а, 2б) и центральный отвод 7 (фиг. 1, 2а, 2б), входящим в замкнутую охлаждаемую полость через трубку подвода 8 (фиг. 1, 2а, 2б).The outlet 3 (Fig. 1, 2a, 2b) of the duct 1 (Fig. 3, 4) is connected to the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) of the flow containing the extreme outlets 6 (Fig. 1, 2a, 2b) and the central outlet 7 (Fig. 1, 2a, 2b), entering the closed cooled cavity through the supply tube 8 (Fig. 1, 2a, 2b).
Крайние отводы 6 (фиг. 1, 2а, 2б) установлены на расстоянии радиуса от центральной оси ГТД напротив наружной обоймы 9 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б), определяемого в диапазоне значений , по формулам вариационного ряда:The extreme taps 6 (Fig. 1, 2a, 2b) are installed at a radius of from the central axis of the gas turbine engine opposite the outer race 9 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b), determined in the range of values , according to the formulas of the variational series:
для минимального значения :for minimum value :
для максимального значения :for maximum value :
где,Where,
- радиус от оси двигателя до оси крайнего отвода; - radius from the axis of the engine to the axis of the extreme outlet;
- диаметр наружной обоймы подшипника; - diameter of the outer race of the bearing;
- внутренний диаметр крайних патрубков, - inner diameter of the end pipes,
- максимальный радиус от оси двигателя до оси крайнего отвода; - maximum radius from the motor axis to the axis of the extreme outlet;
- минимальный радиус от оси двигателя до оси крайнего отвода; - minimum radius from the motor axis to the axis of the extreme outlet;
Центральный отвод 7 (фиг. 1, 2а, 2б) установлен в положении напротив внутренней обоймы 11 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б) на расстоянии радиуса от центральной оси двигателя, определяемого зависимостью, согласно формуле 2:The central outlet 7 (Fig. 1, 2a, 2b) is installed in a position opposite the inner race 11 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b) at a radius of from the central axis of the engine, determined by the dependence, according to formula 2:
(2) (2)
где - радиус от оси двигателя до оси центрального отвода;Where - radius from the axis of the engine to the axis of the central outlet;
- диаметр внутренней обоймы подшипника; - diameter of the inner race of the bearing;
- внутренний диаметр центрального отвода. - inner diameter of the central outlet.
Устройство может содержать дополнительные промежуточные отводы (не показано), установленные между центральным 7 (фиг. 1, 2а, 2б) и крайними 6 (фиг. 1, 2а, 2б) отводами, наружной 9 (фиг. 1, 2а, 2б) и внутренней 11 (фиг. 1, 2а, 2б) обоймами подшипника соответственно.The device may contain additional intermediate outlets (not shown) installed between the central 7 (Fig. 1, 2a, 2b) and extreme 6 (Fig. 1, 2a, 2b) outlets, outer 9 (Fig. 1, 2a, 2b) and internal 11 (Fig. 1, 2a, 2b) bearing races, respectively.
Отводы 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) и распределить 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока могут быть соединены переходным элементом (не показано) в случае сложности подвода охлаждающего воздуха к охлаждаемому элементу подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б).
Отвод 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) может быть выполнен сборным и состоящим из патрубка с крышкой со сквозными отверстиями (не показано), направленными в сторону охлаждаемой поверхности подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б).Branch 6.7 (Fig. 1, 2a, 2b) can be made prefabricated and consisting of a branch pipe with a cover with through holes (not shown) directed towards the cooled surface of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b).
Устройство по варианту 1 работает следующим образом.The device according to
Забор охлаждающего воздуха происходит на входе в компрессор через приемник 4 (фиг. 4), при этом обеспечивается необходимая температура охлаждающего воздуха, давление, а минимальные потери в системе подвода воздуха обеспечиваются за счёт профилированного трубопровода изготовленного методом послойного лазерного спекания. The intake of cooling air occurs at the inlet to the compressor through receiver 4 (Fig. 4), while ensuring the required temperature of the cooling air, pressure, and minimal losses in the air supply system are ensured by a profiled pipeline made by layer-by-layer laser sintering.
Отводы 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) устанавливаются на распределитель 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока при помощи сварки или любым другим способом на требуемом расстоянии согласно формулам 1,2.Branches 6.7 (Fig. 1, 2a, 2b) are installed on the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) of the flow by welding or in any other way at the required distance according to formulas 1.2.
Отводы 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) изготавливают из титанового сплава для уменьшения массы устройства.
Охлаждающий воздух забирается из атмосферы через приемник 4 (фиг. 4) и за счёт давления создаваемого набегающим потоком он поступает в замкнутую охлаждаемую полость через распределитель 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока с отводами 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б).The cooling air is taken from the atmosphere through the receiver 4 (Fig. 4) and, due to the pressure created by the oncoming flow, it enters the closed cooled cavity through the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) of the flow with outlets 6.7 (Fig. 1, 2a , 2b).
Охлаждающий поток воздуха поступая в распределитель 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока делится по отводам 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б). Крайние отводы 6 (фиг. 1, 2а, 2б) направлены на охлаждение наружной обоймы 9 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б) и подают охлаждающий воздух как минимум в двух точках.The cooling air flow entering the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) flow is divided into outlets 6.7 (Fig. 1, 2a, 2b). The extreme outlets 6 (Fig. 1, 2a, 2b) are directed to cooling the outer race 9 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b) and supply cooling air at least at two points.
Для охлаждения внутренней обоймы 11 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б) вследствие её вращения охлаждающий воздух подают через один отвод 7.To cool the inner race 11 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b) due to its rotation, cooling air is supplied through one
За счёт целенаправленного распределения охлаждающего потока и точного направления на обоймы 9,11 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б) происходит эффективное охлаждения всей подшипниковой опоры.Due to the purposeful distribution of the cooling flow and the exact direction to the
Устройство охлаждения опор ротора газотурбинного двигателя по варианту 2 содержит воздуховод 1 (фиг. 3,4) подвода охлаждающего воздуха, жестко размещенного на корпусе турбины или выходном устройстве (не показано).The cooling device for the rotor supports of a gas turbine engine according to
Воздуховод 1 (фиг. 3,4) сообщен своим входом 2 (фиг. 4) с источником охлаждающего воздуха, а другим выходом 3 (фиг. 1, 2а, 2б) - с замкнутой охлаждаемой полостью ротора.The air duct 1 (Fig. 3,4) is connected by its input 2 (Fig. 4) with a source of cooling air, and the other outlet 3 (Fig. 1, 2a, 2b) - with a closed cooled cavity of the rotor.
Вход 2 (фиг. 4) воздуховода 1 (фиг. 3,4) соединен с приёмником 4 (фиг. 4) холодного атмосферного воздуха, установленного перед компрессором.Entrance 2 (Fig. 4) of the air duct 1 (Fig. 3,4) is connected to the receiver 4 (Fig. 4) of cold atmospheric air installed in front of the compressor.
Выход 3 (фиг. 1, 2а, 2б) воздуховода 1 (фиг. 3,4) соединен с распределителем 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока содержащего отводы 6, 7 (фиг. 1, 2а, 2б), входящим в замкнутую охлаждаемую полость через трубку подвода 8 (фиг. 1, 2а, 2б).Outlet 3 (Fig. 1, 2a, 2b) of the air duct 1 (Fig. 3.4) is connected to the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) of the
Крайние отводы 6 (фиг. 1, 2а, 2б) установлены под углом к оси распределителя 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока в диапазоне таким образом, что охлаждающий поток воздуха направлен непосредственно на наружную обойму 9 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б), а центральный отвод 7 (фиг. 1, 2а, 2б) установлен под углом к оси распределителя 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока в диапазоне таким образом, что охлаждающий поток воздуха направлен непосредственно на внутреннюю обойму 11 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б).The extreme taps 6 (Fig. 1, 2a, 2b) are installed at an angle to the axis of the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) flow in the range so that the cooling air flow is directed directly to the outer race 9 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b), and the central outlet 7 (Fig. 1, 2a, 2b) is set at an angle to the axis of the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) flow in the range in such a way that the cooling air flow is directed directly to the inner race 11 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b).
Устройство может содержать дополнительные промежуточные отводы (не показано), установленные между центральным 7 (фиг. 1, 2а, 2б) и крайними 6 (фиг. 1, 2а, 2б) отводами, наружной 9 (фиг. 1, 2а, 2б) и внутренней 11 (фиг. 1, 2а, 2б) обоймами подшипника соответственно.The device may contain additional intermediate outlets (not shown) installed between the central 7 (Fig. 1, 2a, 2b) and extreme 6 (Fig. 1, 2a, 2b) outlets, outer 9 (Fig. 1, 2a, 2b) and internal 11 (Fig. 1, 2a, 2b) bearing races, respectively.
Отводы 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) и распределить 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока могут быть соединены переходным элементом (не показано) в случае сложности подвода охлаждающего воздуха к охлаждаемому элементу подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б).
Отвод 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) может быть выполнен сборным и состоящим из патрубка с крышкой со сквозными отверстиями (не показано), направленными в сторону охлаждаемой поверхности подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б).Branch 6.7 (Fig. 1, 2a, 2b) can be made prefabricated and consisting of a branch pipe with a cover with through holes (not shown) directed towards the cooled surface of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b).
Устройство по варианту 2 работает следующим образом.The device according to
Забор охлаждающего воздуха происходит на входе в компрессор через приемник 4 (фиг. 4), при этом обеспечивается необходимая температура охлаждающего воздуха, давление, а минимальные потери в системе подвода воздуха обеспечиваются за счёт профилированного трубопровода изготовленного методом послойного лазерного спекания. The intake of cooling air occurs at the inlet to the compressor through receiver 4 (Fig. 4), while ensuring the required temperature of the cooling air, pressure, and minimal losses in the air supply system are ensured by a profiled pipeline made by layer-by-layer laser sintering.
Отводы 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) устанавливаются на распределитель 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока при помощи сварки или любым другим способом на требуемом расстоянии согласно формулам 1,2.Branches 6.7 (Fig. 1, 2a, 2b) are installed on the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) of the flow by welding or in any other way at the required distance according to formulas 1.2.
Отводы 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б) изготавливают из титанового сплава для уменьшения массы устройства.
Охлаждающий воздух забирается из атмосферы через приемник 4 (фиг. 4) и за счёт давления создаваемого набегающим потоком он поступает в замкнутую охлаждаемую полость через распределитель 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока с отводами 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б).The cooling air is taken from the atmosphere through the receiver 4 (Fig. 4) and, due to the pressure created by the oncoming flow, it enters the closed cooled cavity through the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) of the flow with outlets 6.7 (Fig. 1, 2a , 2b).
Охлаждающий поток воздуха поступая в распределитель 5 (фиг. 1, 2а, 2б) потока делится по отводам 6,7 (фиг. 1, 2а, 2б). Крайние отводы 6 (фиг. 1, 2а, 2б) направлены на охлаждение наружной обоймы 9 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б) и подают охлаждающий воздух как минимум в двух точках.The cooling air flow entering the distributor 5 (Fig. 1, 2a, 2b) flow is divided into outlets 6.7 (Fig. 1, 2a, 2b). The extreme outlets 6 (Fig. 1, 2a, 2b) are directed to cooling the outer race 9 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b) and supply cooling air at least at two points.
Для охлаждения внутренней обоймы 11 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б) вследствие её вращения охлаждающий воздух подают через один отвод 7.To cool the inner race 11 (Fig. 1, 2a, 2b) of the bearing 10 (Fig. 1, 2a, 2b) due to its rotation, cooling air is supplied through one
За счёт целенаправленного распределения охлаждающего потока и точного направления на обоймы 9,11 (фиг. 1, 2а, 2б) подшипника 10 (фиг. 1, 2а, 2б) происходит эффективное охлаждения всей подшипниковой опоры.Due to the purposeful distribution of the cooling flow and the exact direction to the
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает технический эффект.Thus, the proposed device provides a technical effect.
Claims (24)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2792319C1 true RU2792319C1 (en) | 2023-03-21 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB609338A (en) * | 1946-03-11 | 1948-09-29 | Robert Clarkson Plumb | Improvements in or relating to means for removing dirt or solid particles from a fluid |
US3844110A (en) * | 1973-02-26 | 1974-10-29 | Gen Electric | Gas turbine engine internal lubricant sump venting and pressurization system |
RU73958U1 (en) * | 2008-01-09 | 2008-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | DEVICE FOR COOLING GTE BEARINGS |
US8967944B2 (en) * | 2011-08-29 | 2015-03-03 | United Technologies Corporation | Accessory gearbox buffer cooling air pump system |
RU2634656C1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-11-02 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method for lubricating and cooling of turbine engine supports |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB609338A (en) * | 1946-03-11 | 1948-09-29 | Robert Clarkson Plumb | Improvements in or relating to means for removing dirt or solid particles from a fluid |
US3844110A (en) * | 1973-02-26 | 1974-10-29 | Gen Electric | Gas turbine engine internal lubricant sump venting and pressurization system |
RU73958U1 (en) * | 2008-01-09 | 2008-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | DEVICE FOR COOLING GTE BEARINGS |
US8967944B2 (en) * | 2011-08-29 | 2015-03-03 | United Technologies Corporation | Accessory gearbox buffer cooling air pump system |
RU2634656C1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-11-02 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method for lubricating and cooling of turbine engine supports |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2626923C2 (en) | Temperature control system of blade cage in gas turbine engine | |
EP2273087B1 (en) | Turbocharger with hydrodynamic foil bearings | |
CN106988887B (en) | Gas turbine engine fluid cooling system and method of assembling same | |
US9416727B2 (en) | Engine assembly and waste heat recovery system | |
US20140044525A1 (en) | Gas turbine engine heat exchangers and methods of assembling the same | |
RU115843U1 (en) | GAS PUMPING UNIT | |
EP1998013A2 (en) | Apparatus for generating electric energy using high temperature fumes | |
US20170314471A1 (en) | Systems and methods for thermally integrating oil reservoir and outlet guide vanes using heat pipes | |
RU2661123C2 (en) | Methods and systems for preventing lubricating oil leakage in gas turbines | |
EA015281B1 (en) | Gas turbine plant | |
EP2665900B1 (en) | Device and method for lubricant feeding | |
JP2017106460A (en) | Gas turbine engine Bearing Sump | |
RU2792319C1 (en) | Cooling device for rear bearing supports of the gas turbine engine rotor (embodiments) | |
ES2310945T3 (en) | MINIATURIZED RESIDUAL HEAT ENGINE. | |
RU2727655C2 (en) | Small-size gas turbine engine | |
GB2427248A (en) | Turbocharger apparatus having a bearing housing with an integral heat shield | |
CN108571347B (en) | Turbocharger for vehicle engine | |
RU185220U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY | |
US11459909B2 (en) | Rotating heat exchanger | |
RU2572515C2 (en) | Device for shaft cooling of free turbine of gas turbine unit | |
RU2701424C1 (en) | Free turbine shaft cooling device of gas-turbine plant | |
RU181987U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE BEARING COOLING SYSTEM FOR ITS EMERGENCY STOP | |
RU2812232C2 (en) | Wind gas turbine engine | |
JPS59162320A (en) | Lubricating device for exhaust turbo supercharger | |
RU2319024C1 (en) | Gas turbine locomotive |