Компрессор газотурбинного двигателя

Авторы патента:

F04D27/02 - способы и устройства для устранения помпажа

Изобретение относится к компрессорам ГТД как авиационного, так и наземного применения, и позволяет повысить надежность компрессора путем исключения деформации контровочного замка при работе двигателя. В роторе компрессора ГТД с рабочими лопатками, зафиксированными пластинчатым замком с загибом хвостовика замка к оси ротора за обод диска, новизна изобретения заключается в том, что замок, расположенный на последней рабочей лопатке последнего диска компрессора, выполнен с Т-образным выступом с противоположной стороны от загиба, а в примыкающем к ободу диска рабочем кольце выполнена полость с поверхностями, окружающими загиб хвостовика замка. 1 ил.

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей, в том числе наземного применения.

Известен компрессор, в котором для повышения КПД и расширения диапазона устойчивой работы путем устранения неравномерности давления воздуха на входе в рабочее колесо, в статорном кольце над рабочей и направляющей лопатками выполнены щели, соединяющие проточную часть компрессора с замкнутой кольцевой полостью над лопатками [1].

Недостатком известной конструкции является ее низкая надежность из-за малых запасов газодинамической устойчивости особенно на переходных режимах.

Наиболее близким к заявляемому является компрессор, в котором для повышения газодинамической устойчивости на всех режимах работы, лопатки направляющих аппаратов выполнены поворотными [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность и пониженный КПД компрессора, особенно с несколькими поворотными направляющими аппаратами, так как при повороте направляющих лопаток на большие углы на периферии рабочих лопаток также могут возникнуть срывные явления из-за нерасчетных углов обтекания рабочих лопаток. Особенно это характерно для высоконапорных ступеней современных компрессоров.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности и КПД компрессора путем устранения неравномерности давления воздуха по окружности на входе в рабочие лопатки.

Сущность технического решения заключается в том, что в компрессоре ГТД с поворотными лопатками направляющих аппаратов и с кольцевыми замкнутыми полостями на периферии статора компрессора, соединенными через каналы с его проточной частью, согласно изобретению, кольцевые замкнутые полости на периферии статора компрессора и поворотные лопатки направляющих аппаратов выполнены чередующимися между собой.

Чередование поворотных направляющих аппаратов и кольцевых замкнутых полостей позволяет устранить срывные явления на периферии рабочих лопаток из-за нерасчетных углов обтекания при повороте лопаток поворотного направляющего аппарата, что повышает надежность и КПД компрессора.

На чертеже - изображен продольный разрез компрессора.

Компрессор 1 газотурбинного двигателя состоит из статора 2 с поворотными направляющими аппаратами 3, 4 и 5 соответственно 1-й, 2-й и 3-й ступеней, а также ротора 6 с рабочими лопатками 7 и 8 соответственно 1-й и 2-й ступеней. Над рабочими лопатками 7 и 8 в статоре 2 выполнены замкнутые полости 9 и 10, которые через щели 11 и 12 соединены с проточной частью 13 компрессора 1. Поворотные лопатки 14, 15 и 16 поворотных направляющих аппаратов 3, 4 и 5 установлены в статоре 2 и поворачиваются от исполнительного механизма (не показан) с помощью рычагов 17, 18 и 19.

Работает устройство следующим образом.

При работе компрессора, особенно на переходных режимах, лопатки 14, 15 и 16 поворотных направляющих аппаратов 3, 4 и 5 поворачиваются для обеспечения газодинамической устойчивости двигателя. При этом углы обтекания рабочих лопаток 7 и 8 становятся нерасчетными, что может привести к образованию срывных явлений, особенно на периферии этих лопаток, где окружные скорости минимальны. Однако, за счет перетекания воздуха через щели (каналы) 11 и 12 в статоре 2 эти срывные явления устраняются, что повышает КПД и диапазон устойчивой работы компрессора 1.

Источники информации

1. Патент РФ №1275994, F 04 D 27/02.

2. С.А. Вьюнов "Конструкция и проектирование авиационных ГТД", М., Машиностроение, 1989 г., стр. 55, рис.3.5 - прототип.

Формула изобретения

Компрессор газотурбинного двигателя с поворотными лопатками направляющих аппаратов и с кольцевыми замкнутыми полостями на периферии статора компрессора, соединенными через каналы с его проточной частью, отличающийся тем, что кольцевые замкнутые полости на периферии статора компрессора и поворотные лопатки направляющих аппаратов выполнены чередующимися между собой.

РИСУНКИРисунок 1

QZ4A Государственная регистрация изменений в зарегистрированный договор

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 07.10.2010 № РД0070892

Вид договора: лицензионный

Лицо(а), передающее(ие) исключительное право: Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" (RU)

Лицо, которому предоставлено право использования: Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" (RU)

Дата и номер государственной регистрации изменений, внесенных в зарегистрированный договор: 26.08.2011 РД0086062

Изменения:Из предмета договора исключены патенты 2255234 и 2250416. Изменения условий договора, не отраженных в Государственном реестре.

Дата публикации: 10.10.2011

Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к его регулированию и защите

Двухконтурный газотурбинный двигатель со средствами отведения избыточного количества воздуха с упрощенным управлением // 2222708

Изобретение относится к области двухконтурных газотурбинных двигателей, конкретно авиационных двухконтурных турбореактивных двигателей

Способ защиты компрессора газоперекачивающего агрегата от помпажа // 2220328

Изобретение относится к эксплуатации компрессоров, в частности к способам защиты компрессоров от помпажа в системах транспортировки газа, и обеспечивает защиту компрессора газоперекачивающего агрегата от помпажа путем измерения текущих значений параметров, характеризующих положение рабочей точки компрессора, уточнения и запоминания положения границы помпажа и формирования выходного сигнала антипомпажного регулятора пропорционально удаленности рабочей точки компрессора от границы помпажа, причем уточнение положения границы помпажа производят, используя математическое моделирование процесса приближения рабочей точки к границе помпажа, для чего антипомпажный регулятор периодически переводят в состояние "Коррекция", создают несколько установившихся режимов компрессора, соответствующих различным значениям удаленности, в каждом из указанных режимов находят и запоминают значение дифференциального сопротивления расходной характеристики компрессора и расчетное значение удаленности, по этим зарегистрированным значениям подбирают аппроксимирующую функцию, описывающую зависимость дифференциального сопротивления от расчетного значения удаленности, путем экстраполяции данной функции находят значение удаленности, соответствующее нулевой величине дифференциального сопротивления, найденное значение удаленности запоминают как поправку, антипомпажный регулятор переводят в состояние "Работа" и далее сигнал управления антипомпажным клапаном формируют с учетом уточненного значения удаленности, которое определяют по формуле Lут=Lрасч-L', где Lрасч - расчетное значение удаленности, L' - поправка по удаленности

Устройство для регулирования перепуска воздуха из компрессора газотурбинного двигателя самолета // 2215908

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к устройствам для обеспечения заданной тяги и сохранения запасов газодинамической устойчивости газотурбинного двигателя (ГТД) самолета при возможных отказах

Способ управления перепуском воздуха в компрессоре двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя // 2214535

Изобретение относится к области защиты от помпажа компрессоров двухвальных газотурбинных двигателей (ГТД)

Способ антипомпажного регулирования компрессорной станции // 2210008

Изобретение относится к регулированию технологических процессов в газовой промышленности и может быть использовано для защиты от помпажа компрессоров на компрессорных газопроводах

Способ аварийной остановки газоперекачивающего агрегата // 2209349

Изобретение относится к антипомпажной защите компрессоров газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов и может быть использовано в газовой промышленности и любых других отраслях народного хозяйства, в которых используются компрессорные агрегаты, в частности на компрессорных станциях магистральных газопроводов при выполнении аварийных остановок газоперекачивающих агрегатов

Двухконтурный турбореактивный двигатель // 2208177

Изобретение относится к области двухконтурных турбореактивных двигателей и позволяет повысить надежность работы изделия путем авторегулируемого перепуска воздуха из-за компрессора во второй контур

Надроторное устройство турбомашины // 2199680

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано во входных ступенях осевых компрессоров турбомашин, преимущественно для энергоустановок и газоперекачивающих станций

Устройство противопомпажной защиты компрессора // 2199032

Система перепуска воздуха из-за компрессора высокого давления на запуске двухконтурного газотурбинного двигателя // 2235916

Изобретение относится к области авиадвигателестроения

Вентилятор турбореактивного двухконтурного двигателя // 2235917

Изобретение относится к вентиляторам турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) с высокой степенью двухконтурности

Система диагностирования газоперекачивающих агрегатов // 2245533

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для диагностирования газоперекачивающих агрегатов (ГПА), служащих для перекачивания природного газа через магистральные газопроводы

Способ контроля режимов работы компрессорной системы и устройство для его реализации // 2246640

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, компрессоростроения и эксплуатации компрессорных систем

Способ определения параметров течения в компрессоре и устройство для его осуществления // 2246711

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к способам определения динамики изменения газодинамических параметров потока в компрессоре в заданных областях течения потока, и может быть использовано при их испытании

Способ распознавания помпажа турбокомпрессора и система для его реализации // 2247868

Изобретение относится к области автоматизации компрессорных установок, в частности к системам защиты от помпажа турбокомпрессоров, и может быть использовано в различных отраслях промышленности

Способ диагностики помпажа турбокомпрессора и система для его реализации // 2247869

Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к системам защиты от помпажа турбокомпрессоров, и может быть использовано в различных отраслях промышленности

Компрессор // 2253758

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к одноступенчатым и многоступенчатым осевым и комбинированным осецентробежным и оседиагональным компрессорам газотурбинных установок, и направлено на решение проблемы для расширения диапазона газодинамической устойчивости компрессора

Стенд для исследования компрессоров // 2253854

Изобретение относится к компрессоростроению и предназначено для использования при испытании осевых, центробежных и диагональных компрессоров, а также их комбинаций

Способ защиты турбокомпрессора от помпажа и устройство для его осуществления // 2254498

Изобретение относится к области выявления и предотвращения помпажа компрессора в газотурбинных двигателях (ГТД) и может быть применено в системах управления авиационными ГТД