×
11.03.2019
219.016.dde5

Результат интеллектуальной деятельности: ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002179646
Дата охранного документа
20.02.2002
Аннотация: Газотурбинная установка включает в себя двухвальный одноконтурный двигатель с компрессорами низкого и высокого давлений и силовую турбину с выхлопным устройством. Первая рабочая лопатка компрессора низкого давления выполнена с соотношением высоты лопатки на входе в компрессор к ширине в корневом сечении лопатки по оси двигателя, равном 0,7-1,3. Отношение площади проточной части компрессора на входе в первую рабочую лопатку компрессора низкого давления с площади проточной части компрессора на выходе из направляющей лопатки первой ступени компрессора низкого давления равно 1,3-2,0. Изобретение позволяет увеличить экономичность, к.п.д. и надежность установки за счет повышения степени сжатия компрессора низкого давления и прочности лопаток первой ступени. 2 ил.

Изобретение относится к газотурбинным установкам на базе конвертированных авиационных двигателей.

Выполнение газотурбинных установок, в состав которых включены современные авиационные двигатели, очень выгодно, т.к. авиационные двигатели последнего поколения характеризуются высокой мощностью, низким удельным расходом топлива и высокой надежностью, а стоимость их создания невысока. Однако двигатели, используемые в гражданской авиации, выполняются двухконтурными с одноступенчатыми вентиляторами, т.е. в виде рабочего колеса большого диаметра (до 2-х метров и более) и направляющего аппарата. Степень сжатия π*в такого вентилятора находится, как правило, в пределах 1,4-2,0.

Известна газотурбинная установка, состоящая из одновального газогенератора с однокаскадным компрессором и силовой турбины с выхлопным устройством [1].

Недостатком такой конструкции является ее низкая мощность за счет малого расхода воздуха через установку и низкой степени сжатия в компрессоре низкого давления из-за малой степени сжатия каждой ступени компрессора.

Наиболее близкой к заявляемой является газотурбинная установка, включающая двухвальный одноконтурный двигатель с компрессорами высокого и низкого давлений [2].

Однако двигатель известной установки обладает недостаточными мощностью и к. п. д. , а также низкой прочностью рабочих лопаток 1-й ступени в процессе эксплуатации, недостаточной для использования в газотурбинной установке мощностью 25 мегаватт.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении экономичности, к.п.д. и надежности установки за счет повышения степени сжатия компрессора низкого давления и прочности рабочих лопаток 1-й ступени в процессе эксплуатации заявляемой установки.

Сущность изобретения заключается в том, что в газотурбинной установке, включающей двухвальный одноконтурный двигатель с компрессорами высокого и низкого давлений и силовой турбиной с выхлопным устройством, согласно изобретению первая рабочая лопатка компрессора низкого давления выполнена с соотношением высоты (Н) лопатки на входе в компрессор к ширине (L) в корневом сечении лопатки по оси двигателя, равном 0,7-1,3, при этом F1:F2=1,3-2,0, где
F1 - площадь проточной части компрессора на входе в первую рабочую лопатку компрессора низкого давления;
F2 - площадь проточной части компрессора на выходе из направляющей лопатки первой ступени компрессора низкого давления.

Соотношение площадей F1:F2, равное 1,3-2,0, позволяет повысить степень сжатия первой ступени компрессора низкого давления π*ст до 1,35-1,8, что делает ее высоконапорной и приводит к повышению к.п.д. установки и снижению удельного расхода топлива.

При Fl: F2<1,3 снижается суммарная степень сжатия π*ст и падает к.п.д. газотурбинной установки.

При Fl:F2>2,0 наблюдается снижение к.п.д. первой ступени компрессора.

Выполнение первой рабочей лопатки компрессора низкого давления с соотношением размеров H: L=0,7-1,3 позволяет повысить надежность их работы при эксплуатации, т. е. широкохордные и толстостенные рабочие лопатки обладают устойчивостью к повреждениям, забоинам и к попаданию посторонних предметов.

В случае Н:L<0,7 наблюдаются рост габаритов и веса установки, а при Н: L>1,3 снижается степень сжатия ступени компрессора и падает к.п.д. установки.

На фиг. 1 показан продольный разрез заявляемой газотурбинной установки; на фиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

Газотурбинная установка 1 состоит из двухвального газогенератора 2 с двухкаскадным компрессором, состоящим из компрессора низкого давления 3, компрессора высокого давления 4, камеры сгорания 5, турбины высокого давления 6 и турбины низкого давления 7.

Газогенератор 2 получен путем конверсии современного авиационного двигателя ПС-90А и на выходе соединен с силовой турбиной 8, соединенной с выходным диффузором 9 и выхлопной системой 10.

Компрессор низкого давления 3 состоит из рабочего колеса 11 с рабочими лопатками 12, которые получены из рабочих лопаток вентилятора исходного двигателя ПС-90А путем уменьшения их наружного диаметра, а также направляющих лопаток 13 первой ступени и рабочих колес 2-й и 3-й ступеней 14 и 15, которые в исходном двигателе ПС-90А являлись подпорными ступенями компрессора низкого давления.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

При работе двигателя рабочие лопатки 1-й ступени 12 компрессора низкого давления 3 создают высокую степень сжатия, что позволяет получить суммарную степень сжатия в компрессорах 3 и 4, равную π*к = 28,5 и, как следствие, высокую экономичность газотурбинной установки. К.п.д. установки составляет 40%, что является рекордным для газотурбинных установок класса мощности 25 Мгв.

Широкохордные и толстостенные рабочие лопатки 12 устойчивы к повреждениям, забоинам и попаданию посторонних предметов, тем самым повышают надежность установки в целом в процессе ее эксплуатации.

Источники информации
1. Б. С. Ревзин. Газотурбинные газоперекачивающие установки, Москва, "Недра", 1986, стр. 132, рис. 70.

2. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, Москва, "Машиностроение", стр. 6, рис. 1.1.

Газотурбиннаяустановка,включающаядвухвальныйодноконтурныйдвигательскомпрессорамивысокогоинизкогодавленийисиловойтурбинойсвыхлопнымустройством,отличающаясятем,чтоперваярабочаялопаткакомпрессоранизкогодавлениявыполненассоотношениемвысотылопаткинавходевкомпрессоркшириневкорневомсечениилопаткипоосидвигателя,равном0,7-1,3,приэтомF1:F2=1,3-2,0,гдеF1-площадьпроточнойчастикомпрессоранавходевпервуюрабочуюлопаткукомпрессоранизкогодавления;F2-площадьпроточнойчастикомпрессоранавыходеизнаправляющейлопаткипервойступеникомпрессоранизкогодавления.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 66 items.
20.01.2013
№216.012.1d3f

Болтовое соединение вращающихся деталей

Изобретение относится к области машиностроения и авиадвигателестроения и может быть использовано для соединения вращающихся деталей ротора газотурбинного двигателя авиационного и наземного применения. Болтовое соединение вращающихся деталей, объединенных в пакет, с расположенными по окружности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472981
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.03.2013
№216.012.2d8c

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки

Изобретение может быть использовано в авиационном двигателестроении при изготовлении полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя, состоящей из выполненных из титанового сплава обшивок и заполнителя. Способ предполагает использование диффузионной сварки для соединения обшивок и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477191
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2015
№216.013.43b8

Способ изготовления полого изделия типа вентиляторной лопатки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно к способам изготовления с использованием диффузионной сварки полого изделия. Изготавливают заготовки обшивок и заполнителя, при этом на внешней поверхности одной или обеих заготовок обшивок выполняют отдельные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548834
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.07.2015
№216.013.5cb5

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. С использованием диффузионной сварки и сверхпластической формовки собирают заготовки обшивок и заполнителя в пакет. Предварительно на участки контактирующих поверхностей заготовок обшивок и заполнителя по заданному трафаретному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555274
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.02.2019
№219.016.bcac

Осевой компрессор турбомашины

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей турбомашин преимущественно наземного применения. Техническая задача заключается в повышении надежности и к.п.д. компрессора за счет снижения погрешности установки углов поворотных направляющих лопаток на всех режимах работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002267656
Дата охранного документа: 10.01.2006
20.02.2019
№219.016.c46f

Компрессор газотурбинного двигателя

Изобретение относится к производству газотурбинных двигателей авиационного и наземного применений. Технический результат заключается в повышении надежности за счет исключения сварных и клепаных соединений фланцев клапанов перепуска с наружным корпусом компрессора, а также снижения вибро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175405
Дата охранного документа: 27.10.2001
20.02.2019
№219.016.c4ca

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя содержит ротор с промежуточным элементов между дисками ротора. Промежуточный элемент выполнен из двух закрепленных на валу ротора с помощью фланца промежуточных дисков. Промежуточные диски установлены с упругой деформацией полотен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002193091
Дата охранного документа: 20.11.2002
01.03.2019
№219.016.ca23

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель включает входной кок, вал двигателя и вал привода внешней нагрузки со стороны входного корпуса двигателя. Во внутренней полости кока между валами двигателя и привода внешней нагрузки размещена гибкая муфта. Отношение наружного диаметра гибкой муфты к расстоянию от муфты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002204036
Дата охранного документа: 10.05.2003
01.03.2019
№219.016.d119

Ротор двухступенчатой турбины

Ротор двухступенчатой турбины содержит два промежуточных диска, размещенных между рабочими дисками и имеющих полотна и ободы с опорной и консольными частями. Отношение длины опорной части обода промежуточного диска между полотном диска и торцом соседнего рабочего диска к длине консольной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02163669
Дата охранного документа: 27.02.2001
11.03.2019
№219.016.d638

Свеча зажигания

Изобретение относится к системам зажигания газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Свеча зажигания содержит корпус с центральным электродом и боковой электрод в виде втулки с центральным цилиндрическим каналом, а также кожух, охватывающий корпус с образованием охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002277278
Дата охранного документа: 27.05.2006
Showing 1-10 of 51 items.
20.02.2019
№219.016.c46f

Компрессор газотурбинного двигателя

Изобретение относится к производству газотурбинных двигателей авиационного и наземного применений. Технический результат заключается в повышении надежности за счет исключения сварных и клепаных соединений фланцев клапанов перепуска с наружным корпусом компрессора, а также снижения вибро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175405
Дата охранного документа: 27.10.2001
20.02.2019
№219.016.c4ca

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя содержит ротор с промежуточным элементов между дисками ротора. Промежуточный элемент выполнен из двух закрепленных на валу ротора с помощью фланца промежуточных дисков. Промежуточные диски установлены с упругой деформацией полотен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002193091
Дата охранного документа: 20.11.2002
01.03.2019
№219.016.ca23

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель включает входной кок, вал двигателя и вал привода внешней нагрузки со стороны входного корпуса двигателя. Во внутренней полости кока между валами двигателя и привода внешней нагрузки размещена гибкая муфта. Отношение наружного диаметра гибкой муфты к расстоянию от муфты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002204036
Дата охранного документа: 10.05.2003
01.03.2019
№219.016.d0ff

Лабиринтное уплотнение

Изобретение относится к области машиностроения. Лабиринтное уплотнение между статором и ротором турбомашины включает лабиринтные гребешки и ответную им цилиндрическую поверхность. Лабиринтные гребешки выполнены на фланце статора, а на цилиндрическую поверхность лабиринта ротора нанесено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02168089
Дата охранного документа: 27.05.2001
01.03.2019
№219.016.d119

Ротор двухступенчатой турбины

Ротор двухступенчатой турбины содержит два промежуточных диска, размещенных между рабочими дисками и имеющих полотна и ободы с опорной и консольными частями. Отношение длины опорной части обода промежуточного диска между полотном диска и торцом соседнего рабочего диска к длине консольной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02163669
Дата охранного документа: 27.02.2001
08.03.2019
№219.016.d5bd

Электромагнитный трал

Изобретение относится к области военно-инженерного дела, в частности к устройствам для траления мин. Трал позволяет уменьшить шунтирующее влияние на магнитное поле оболочки электромагнитов и корпуса базовой машины, улучшить защищенность электромагнитов от воздействия взрыва, обеспечить контроль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02167382
Дата охранного документа: 20.05.2001
11.03.2019
№219.016.d6be

Камера сгорания газотурбинного двигателя

Изобретение относится к камерам сгорания газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Камера сгорания содержит, по меньшей мере, в двух головках жаровых труб две свечи зажигания. При этом жаровые трубы со свечами расположены выше оси камеры сгорания под углом α=15...85° к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002247282
Дата охранного документа: 27.02.2005
11.03.2019
№219.016.d73d

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель содержит компрессор, камеру сгорания, турбину низкого давления и турбину высокого давления. Ротор турбины высокого давления соединен межвальным соединением с ротором компрессора и установлен консольно на радиальном роликоподшипнике. Внутреннее кольцо радиального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002204042
Дата охранного документа: 10.05.2003
11.03.2019
№219.016.d79a

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель содержит диск турбины, на котором установлен покрывной дефлектор диска, состоящий из ступицы и полотна. Полотно дефлектора выполнено с радиальной внешней и наклонной от диска внутренней стенками. Наклон внутренней стенки выполнен от ступицы дефлектора к его периферии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002224893
Дата охранного документа: 27.02.2004
11.03.2019
№219.016.d7b8

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель содержит компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, консольный ротор которого установлен в переднем радиально-упорном и заднем радиальном подшипниках. Опоры подшипников закреплены на внутреннем корпусе камеры сгорания. Между валами компрессора и турбины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002225523
Дата охранного документа: 10.03.2004
+ добавить свой РИД