RU33981U1 - Gas turbine engine - Google Patents

Gas turbine engine

Info

Publication number
RU33981U1
RU33981U1 RU2003126636/20U RU2003126636U RU33981U1 RU 33981 U1 RU33981 U1 RU 33981U1 RU 2003126636/20 U RU2003126636/20 U RU 2003126636/20U RU 2003126636 U RU2003126636 U RU 2003126636U RU 33981 U1 RU33981 U1 RU 33981U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
compressor
gas
gas turbine
engine
Prior art date
Application number
RU2003126636/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Овчинников
И.А. Елизаров
Ю.Т. Емелькин
В.Н. Черногоров
Г.А. Бурмистров
В.В. Мищенко
А.М. Идельсон
В.С. Зюков
С.В. Ефанов
И.Л. Шитарев
А.П. Аненков
В.П. Курбатов
Л.Н. Фирман
Е.А. Шрамченко
В.С. Гусев
В.П. Голанов
А.В. Гольдштейн
Ю.А. Тындиков
В.С. Матвеичев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Самарское конструкторское бюро машиностроения"
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 Открытое акционерное общество "Самарское конструкторское бюро машиностроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Самарское конструкторское бюро машиностроения"
Priority to RU2003126636/20U priority Critical patent/RU33981U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU33981U1 publication Critical patent/RU33981U1/en

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Приводной газотурбинный двигатель, содержащий компрессор пятнадцатиступенчатый осевой с входным направляющим аппаратом и клапанами перепуска воздуха, камеру сгорания, турбину газогенератора и силовую турбину, отличающийся тем, что входной направляющий аппарат компрессора выполнен с возможностью раскрытия на основных рабочих режимах на 4° по углу установки лопаток, а турбина газогенератора выполнена трехступенчатой.A gas turbine drive engine comprising a fifteen-speed axial compressor with an inlet guide apparatus and air bypass valves, a combustion chamber, a gas generator turbine and a power turbine, characterized in that the compressor inlet guide apparatus is capable of opening at 4 ° in basic operating modes by the blade angle, and the gas turbine is made in three stages.

Description

Приводной газотурбинный двигательGas turbine engine

Полезная модель относится к газотурбостроению, в частности, к устройствам газотурбинных приводов для нривода нагнетателя в составе газоперекачивающих агрегатов.The utility model relates to gas turbine construction, in particular, to devices of gas turbine drives for supercharger drive in gas pumping units.

Известен приводной газотурбинный двигатель, содержащий компрессор пятнадцатиступенчатый осевой с входным направляющим аппаратом и клапанами перепуска воздуха, камеру сгорания, турбину газогенератора и силовую турбину (см. свидетельство на полезную модель RU 10425 U1, F 02 С 1/00, 16.07.99). Данный приводной газотурбинный двигатель не вполне соответствует современным экономическим и экологическим требованиям.A known gas turbine drive engine comprising a fifteen-speed axial compressor with an inlet guide apparatus and air bypass valves, a combustion chamber, a gas generator turbine and a power turbine (see Utility Model Certificate RU 10425 U1, F 02 C 1/00, 07/16/99). This drive gas turbine engine does not fully comply with modern economic and environmental requirements.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение арсенала приводных газотурбинных двигателей, служащих для привода нагнетателя в составе газоперекачивающих агрегатов, за счет повышения его номинальной мощности при обеспечении следующих требований: взаимозаменяемость приводного газотурбинного двигателя с существующими серийными двигателями; взаимозаменяемость нагнетателя газа; уровень КПД двигателя должен соответствовать лучшим образцам в этом классе мощности для газоперекачивающих агрегатов с простым циклом (,0...34,7%), а также максимальное использование узлов и деталей серийно выпускаемых двигателей.The objective the utility model is aimed at is expanding the arsenal of gas turbine driving engines used to drive the supercharger as part of gas pumping units by increasing its rated power while ensuring the following requirements: interchangeability of the gas turbine driving engine with existing serial engines; interchangeability of a gas blower; the engine efficiency level should correspond to the best examples in this power class for gas pumping units with a simple cycle (, 0 ... 34.7%), as well as the maximum use of units and parts of commercially available engines.

Поставленная задача решается тем, что в приводном газотурбинном двигателе, содержащем пятнадцатиступенчатый осевой компрессор с входным направляющим аппаратом и клапанами перепуска воздуха, камеру сгорания, турбину газогенератора и силовую турбину, входной направляющий аппарат компрессора выполнен с возможностью раскрытияThe problem is solved in that in a driving gas turbine engine containing a fifteen-stage axial compressor with an inlet guide apparatus and air bypass valves, a combustion chamber, a gas generator turbine and a power turbine, the compressor inlet guide apparatus is openable

MHiiniii.ii™,Hp36MHiiniii.ii ™, Hp36

2 a-- 5- «niiif Ilia I/Ill II2 a-- 5- "niiif Ilia I / Ill II

F 02 С 1/00 F 02 C 1/00

на основных рабочих режимах на 4 ио углу установки лопаток, а турбина газогенератора выполнена трехступенчатой.in the main operating modes, at the 4 th corner of the blade installation, and the gas generator turbine is made in three stages.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен ротор компрессора; на фиг.2 - статор компрессора; на фиг.З лопатка входного направляющего аппарата.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows the compressor rotor; figure 2 - compressor stator; in Fig.3 the blade of the inlet guide vane.

Приводной газотурбинный двигатель содержит компрессор, камеру сгорания турбину газогенератора и силовую турбину.The driving gas turbine engine comprises a compressor, a combustion chamber, a gas generator turbine and a power turbine.

Компрессор служит для повышения давления воздуха, поступающего в камеру сгорания, выполнен пятнадцатиступенчатым осевым и состоит из ротора 1 и статора 2. Ротор 1 компрессора имеет барабанно-дисковую конструкцию и установлен с возможностью вращения на двух подшипниках качения. Передний подшипник - роликовый, допускающий осевое перемещение для компенсации изменения размеров ротора 1 и статора 2 под влиянием температур и деформации от осевых сил. Фиксирование ротора 1 в осевом направлении производится в заднем радиально-упорном шариковом подшипнике. Соединение переднего вала 3 компрессора с приводным валом центрального привода и заднего вала 4 компрессора с передним валом турбины - шлицевое. Статор 2 компрессора состоит из картера 5 компрессора, направляющих аппаратов 6 и рабочих колец 7. Передним фланцем картер 5 компрессора жестко крепится к заднему фланцу корпуса передней опоры, а к заднему фланцу картера 5 крепится передний фланец камеры сгорания. Для нормальной работы компрессора на нерасчетных режимах на картере 5 компрессора монтируют четыре клапана перепуска, которые обеспечивают перепуск воздуха из соответствующих ступеней компрессора.The compressor serves to increase the pressure of the air entering the combustion chamber, is made of a fifteen-stage axial and consists of a rotor 1 and a stator 2. The compressor rotor 1 has a drum-disk design and is mounted for rotation on two rolling bearings. The front bearing is roller, allowing axial movement to compensate for changes in the dimensions of the rotor 1 and stator 2 under the influence of temperatures and deformation from axial forces. The fixing of the rotor 1 in the axial direction is carried out in the rear angular contact ball bearing. The connection of the front shaft 3 of the compressor with the drive shaft of the central drive and the rear shaft 4 of the compressor with the front shaft of the turbine is splined. The compressor stator 2 consists of compressor housing 5, guide vanes 6 and working rings 7. With the front flange, the compressor housing 5 is rigidly attached to the rear flange of the front support housing, and the front flange of the combustion chamber is attached to the rear flange of the housing 5. For normal operation of the compressor in off-design conditions, four bypass valves are mounted on the compressor crankcase 5, which provide air bypass from the corresponding compressor stages.

Для обеспечения устойчивой работы компрессора в процессе запуска и расширения диапазона рабочих режимов двигателя предназначен входной направляющий аппарат. Одновременное изменение угла установки всех лопаток на входе в компрессор позволяет обеспечить оптимальные условияTo ensure stable operation of the compressor during start-up and expansion of the range of engine operating modes, an input guide vane is intended. The simultaneous change in the installation angle of all the blades at the inlet to the compressor allows for optimal conditions

для работы первой ступени компрессора. Входной направляющий аппарат компрессора на основных рабочих режимах раскрыт на 4 по углу установки лопаток.for the operation of the first stage of the compressor. The compressor input guide vane in the main operating modes is opened at 4 by the blade angle.

Положением лопаток 8 входного направляющего аппарата в зависимости от режима работы двигателя управляет агрегат управления системы регулирования двигателя. Входной направляющий аппарат прикреплен на входе в компрессор в задней части корпуса передней опоры и состоит из направляющих поворотных лопаток 8, внутреннего кольца, разъемного наружного кольца, поворотных рычагов и ведущего кольца с зубчатым сектором. Поворотные лопатки 8 имеют две цапфы. Нижняя цапфа 9 установлена во втулке 10 внутреннего кольца, а верхняя цапфа 11 пустотелая, установлена во втулке наружного кольца. Вдоль тела всей лопатки 8 по входной кромке выполнен канал 12 обогрева лопаток горячим воздухом для исключения их обледенения. Пачало канала 12 соединено с верхней цапфой 11. В конце канала 12 сделаны два овальных выходных отверстия 13. На нижних цапфах 9 лопаток 8 смонтированы и соединены с ними поворотные рычаги. Имеющийся на лопатках 8 бурт и торцевая плоскость поворотного рычага препятствуют выпадению лопатки 8 и фиксируют ее от радиального перемещения. Внутреннее кольцо служит для установки лопаток 8, размещения поворотного механизма и крепления входного направляющего аппарата к передней опоре. Во внутреннем кольце с помощью затвора байонетного типа смонтировано ведущее кольцо. Байонетный тип затвора обеспечивает возможность необходимого углового поворота ведущего кольца. На ведущем кольце установлен зубчатый сектор, входящий в зацепление с приводной шестерней 14 и используемый для углового поворота ведущего кольца. Ведущее кольцо имеет радиальные пазы, в которых располагаются бочкообразные головки поворотных рычагов. Наружное кольцо удерживает лопатки в радиальном направлении. Входной направляющий аппарат центрируется в передней опоре.The position of the blades 8 of the input guide vane, depending on the operating mode of the engine, is controlled by the control unit of the engine regulation system. An input guide vane is attached at the compressor inlet at the rear of the front support housing and consists of guide vanes 8, an inner ring, a detachable outer ring, pivot arms and a drive ring with a gear sector. The rotary blades 8 have two pins. The lower pin 9 is installed in the sleeve 10 of the inner ring, and the upper pin 11 is hollow, installed in the sleeve of the outer ring. A channel 12 for heating the blades with hot air is made along the body of the entire blade 8 along the inlet edge to prevent their icing. The channel opening 12 is connected to the upper pin 11. At the end of the channel 12 two oval outlet openings 13 are made 13. On the lower axles 9 of the blades 8, the pivoting levers are mounted and connected to them. The shoulder on the blades 8 and the end plane of the pivot arm prevent the blade 8 from falling out and fix it from radial movement. The inner ring is used to install the blades 8, accommodate the rotary mechanism and fasten the input guide vane to the front support. A drive ring is mounted in the inner ring with a bayonet-type shutter. The bayonet type of shutter provides the necessary angular rotation of the drive ring. A gear sector is mounted on the drive ring, which engages with the drive gear 14 and is used for angular rotation of the drive ring. The drive ring has radial grooves in which barrel-shaped heads of pivoting levers are located. The outer ring holds the blades in the radial direction. The input guide vane is centered in the front support.

Поворот лопаток входного направляющего аппарата происходит следующим образом. Приводная шестерня 14, входящая в зацепление с установленным в переднюю опору входного направляющего аппарата зубчатым сектором, при вращении вместе с ведущим кольцом совершает угловой поворот. Бочкообразные головки поворотных рычагов, находящиеся в пазах ведущего кольца, следуя за ним, обеспечивают одновременный поворот всех направляющих лопаток 8, Эксплуатационное ограничение поворота лопаток предусмотрено в гидроусилителе входного направляющего аппарата. В случае отказа гидроусилителя происходит «аварийный упор зубчатого сектора в щеки специального ограничителя, установленного на передней опоре.The rotation of the blades of the input guide vane is as follows. The drive gear 14, which engages with the gear sector installed in the front support of the input guide vane, rotates together with the drive ring in an angular rotation. The barrel-shaped heads of the pivoting levers located in the grooves of the driving ring, following it, provide simultaneous rotation of all the guide vanes 8, Operational restriction of rotation of the vanes is provided in the hydraulic booster of the input guide vanes. In the event of a hydraulic booster failure, an “emergency stop of the gear sector in the cheeks of a special limiter mounted on the front support occurs.

Турбина газогенератора предназначена для привода во вращение ротора компрессора, а также агрегатов, обслуживающих двигатель, с целью увеличения КПД выполнена трехступенчатой осевой и состоит из ротора турбины и статора. Ротор турбины состоит из трех рабочих колес, сцентрированных между собой и стянутых шпильками. Ротор вращается на двух роликовых подшипниках. Передний подшипник установлен в корпусе подшипника картера турбины, а задний - в промежуточной опоре турбины. Осевые силы воспринимаются шарикоподшипником ротора компрессора. Рабочие лопатки 1 и 2 ступени охлаждаются воздухом. Статор турбины состоит из соплового аппарата первой ступени с охлаждаемыми лопатками и сопловых аппаратов второй и третьей ступеней. Наружные и внутренние кольца со вставленными лопатками образуют каналы для газа, поступающего на лопатки ротора. С целью ограничения утечки газа между ступенями турбины установлены газовые лабиринтные уплотнения.The gas generator turbine is designed to drive the compressor rotor, as well as the units serving the engine, in order to increase the efficiency, a three-stage axial is made and consists of a turbine rotor and a stator. The turbine rotor consists of three impellers, centered between themselves and pulled together by pins. The rotor rotates on two roller bearings. The front bearing is installed in the bearing housing of the turbine housing, and the rear - in the intermediate support of the turbine. Axial forces are perceived by the ball bearing of the compressor rotor. The working blades of the 1st and 2nd stages are cooled by air. The turbine stator consists of a nozzle device of the first stage with cooled blades and nozzle devices of the second and third stages. Outer and inner rings with inserted blades form channels for gas entering the rotor blades. In order to limit gas leakage between the turbine stages, gas labyrinth seals are installed.

Приводной газотурбинный двигатель работает следующим образом.The driving gas turbine engine operates as follows.

поступает в компрессор, где сжимается и поступает в камеру сгорания, в которой смешивается с поступающим туда топливным газом. Сгорая, топливно-воздушная смесь поступает на вход в турбину газогенератора, проходя через которую, расходует свою энергию на вращение ротора газогенератора, попадает в свободную турбину, где, расширяясь, приводит во вращение ротор свободной турбины, которая в свою очередь, раскручивает нагнетатель. При этом содержание окислов азота NOx в выхлопных газах двигателя не превышает 50 мг/нм (в осушенной пробе при 0°С, 0,1013 МПа и условной объёмной концентрации кислорода 15 %). Содержание окиси углерода СО в выхлопных газах двигателя не превышает 100 мг/нм (в осушенной пробе при 0°С, 0,1013 МПа и условной объёмной концентрации кислорода 15 %).enters the compressor, where it is compressed and enters the combustion chamber, in which it is mixed with fuel gas entering there. The combustible, air-fuel mixture enters the gas generator turbine inlet, passing through which it expends its energy to rotate the gas generator rotor, enters the free turbine, where, expanding, it rotates the rotor of the free turbine, which, in turn, spins the supercharger. The content of nitrogen oxides NOx in the exhaust gases of the engine does not exceed 50 mg / nm (in a dried sample at 0 ° C, 0.1013 MPa and a nominal volumetric oxygen concentration of 15%). The content of carbon monoxide CO in the exhaust gases of the engine does not exceed 100 mg / nm (in a dried sample at 0 ° C, 0.1013 MPa and a nominal volumetric oxygen concentration of 15%).

Таким образом, предложенная полезная модель позволяет расширить арсенал газотурбинных двигателей, служащих для привода нагнетателя в составе газоперекачивающих агрегатов, за счет конструктивного исполнения полезной модели, которое определяет повышенную мощность и КПД, улучшенные экологические характеристики двигателя при одновременном увеличении его ресурса.Thus, the proposed utility model allows to expand the arsenal of gas turbine engines used to drive the supercharger as a part of gas pumping units due to the design of the utility model, which determines the increased power and efficiency, improved environmental characteristics of the engine while increasing its resource.

Claims (1)

Приводной газотурбинный двигатель, содержащий компрессор пятнадцатиступенчатый осевой с входным направляющим аппаратом и клапанами перепуска воздуха, камеру сгорания, турбину газогенератора и силовую турбину, отличающийся тем, что входной направляющий аппарат компрессора выполнен с возможностью раскрытия на основных рабочих режимах на 4° по углу установки лопаток, а турбина газогенератора выполнена трехступенчатой.A gas turbine drive engine comprising a fifteen-speed axial compressor with an inlet guide apparatus and air bypass valves, a combustion chamber, a gas generator turbine and a power turbine, characterized in that the compressor inlet guide apparatus is capable of opening at 4 ° in basic operating modes by the blade angle, and the gas turbine is made in three stages.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003126636/20U 2003-09-05 2003-09-05 Gas turbine engine RU33981U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003126636/20U RU33981U1 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Gas turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003126636/20U RU33981U1 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Gas turbine engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU33981U1 true RU33981U1 (en) 2003-11-20

Family

ID=48287270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003126636/20U RU33981U1 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Gas turbine engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU33981U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7097432B1 (en) Sliding vane turbocharger with graduated vanes
JP4537636B2 (en) Turbocharger with integrated exhaust gas recirculation pump
US9932858B2 (en) Gas turbine engine frame assembly
RU2125164C1 (en) Gas delivery radial flow turbine
US4659295A (en) Gas seal vanes of variable nozzle turbine
US7600379B2 (en) Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
EP2659112B1 (en) Gas turbine engine and variable camber vane system
JP2004514840A (en) Variable shape turbocharger with sliding piston
US7186077B2 (en) Compressor, particularly in an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
US8480360B2 (en) Turbocharger turbine
CN113153526A (en) Mixed flow turbine core
JP5566683B2 (en) gas turbine
CN104454034B (en) Push-in double containment variable-nozzle turbocharger
CA2948246A1 (en) Modular fan for a gas turbine engine
KR20150097576A (en) Turbine housing with dividing vanes in volute
JPS58101223A (en) Internal combustion engine
EP3379034A1 (en) Turbine de-swirl elements
CN108825380B (en) Turboshaft engine
CN107100719B (en) A kind of turbocharger in axially variable section
WO2011017857A1 (en) Rotating diffuser wall type adjustable air compressor apparatus
RU33981U1 (en) Gas turbine engine
CN112523867A (en) Novel bridge type double-drum gas turbine
CN105736072A (en) Variable nozzle ring assembly of integral turbosupercharger
CN100470011C (en) Radial-flow waste gas turbocharger adjustable nozzle ring mechanism for ship
CN108442981B (en) Double-piston-ring variable nozzle assembly

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20110906