Результат интеллектуальной деятельности: ОПОРА ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к опорам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известна опора турбины газотурбинного двигателя, силовые стойки которой выполнены наклонными к оси ротора турбины (патент US №6883303 B1).

Недостатком известной конструкции является низкая надежность из-за деформации наклонных стоек под действием радиальных нагрузок.

Наиболее близкой к заявляемой конструкции является опора турбины газотурбинного двигателя, размещенная в переходном канале между турбинами высокого и низкого давления (патент US №6763653 B2).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за повышенной температуры силовых стоек опоры и труб подвода масла на смазку размещенного в опоре подшипника.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности опоры турбины газотурбинного двигателя путем организации эффективной системы охлаждения силовых стоек и труб подвода масла опоры.

Сущность технического решения заключается в том, что в опоре турбины газотурбинного двигателя с силовыми стойками и с трубами подвода масла внутри силовых стоек, согласно изобретению, внутри одной из силовых стоек расположена труба подвода охлаждающего воздуха с распределительным патрубком на выходе, а трубы подвода масла выполнены с установленным с внешней стороны наружного корпуса опоры воздушным коллектором, внутренняя воздушная полость которого на входе соединена с каналом подвода охлаждающего воздуха, а на выходе через входную перфорацию в дефлекторе с воздушной полостью между цилиндрическим дефлектором трубы подвода масла и самой трубой, и далее через выходную перфорацию в дефлекторе с воздушной полостью силовой стойки, причем внешний фланец трубы подвода масла выполнен с хвостовиком, установленным телескопически в радиальном направлении в прямоугольном отверстии коллектора.

Расположение внутри одной из силовых стоек трубы подвода охлаждающего воздуха с распределительным патрубком на выходе позволяет обеспечить равномерную подачу холодного воздуха на все силовые стойки опоры, что снижает температуру стоек и повышает надежность опоры турбины газотурбинного двигателя.

Выполнение труб подвода масла с установленным с внешней стороны наружного корпуса опоры воздушным коллектором, внутренняя полость которого на входе соединена с каналом подвода охлаждающего воздуха, а на выходе через входную перфорацию в дефлекторе с воздушной полостью между цилиндрическим дефлектором трубы подвода масла и самой трубой позволяет организовать эффективное охлаждение труб подвода масла, что уменьшает подогрев масла в трубах и исключает его коксование, повышая тем самым надежность работы подшипника опоры.

Соединение воздушной полости дефлектора через его выходную перфорацию с воздушной полостью силовой стойки позволяет наиболее полно использовать хладоресурс охлаждающего воздуха и охлаждать силовые стойки с расположенными в них трубами подвода масла.

Выполнение внешнего фланца трубы подвода масла с хвостовиком, установленным телескопически в радиальном направлении в прямоугольном отверстии коллектора, позволяет исключить повышенные напряжения в трубе при ее присоединении к наружному трубопроводу и обеспечить взаимные радиальные температурные деформации трубы и силовой стойки при работе опоры турбины. При этом труба фиксируется в окружном направлении.

На фиг.1 изображен продольный разрез опоры турбины газотурбинного двигателя.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг 1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

На фиг.4 - элемент I на фиг.3 в увеличенном виде.

На фиг.5 - элемент II на фиг.3 в увеличенном виде.

На фиг.6 - вид В на фиг.4.

Опора турбины газотурбинного двигателя 1 состоит из наружного корпуса 2 и закрепленных в нем резьбовыми соединениями 3 силовых полых стоек 4 с кольцевым внутренним корпусом 5. Полые стойки 4 расположены в профилированных обтекателях 6, которые размещены в переходном канале 7 между турбиной высокого давления 8 и турбиной низкого давления 9. Во внутренней полости 10 одной из стоек 4 размещена труба 11 подвода охлаждающего воздуха 12 с распределительным патрубком 13 на выходе, через боковые отверстия 14 которого охлаждающий воздух 12 растекается в окружном направлении в основной 15 и дополнительной 16 воздушных полостях. Во внутренних полостях 10 полых стоек 4, число которых для улучшения вибропрочности рабочих лопаток 17 турбины 8 выбрано простым, примерно равномерно по окружности от трубы 11 подвода охлаждающего воздуха, размещены также верхняя 18 и нижняя 19 трубы подвода масла. Каждая из труб 18 и 19 выполнена с установленным с внешней стороны от наружного корпуса 2 опоры воздушным коллектором 20, внутренняя воздушная полость 21 которого на входе соединена с каналом подвода 22 охлаждающего воздуха, а на выходе - через входную перфорацию 23 - с воздушной полостью 24 между цилиндрическим дефлектором 25, охватывающим трубы 18 и 19 с внешней стороны и самой трубой. На выходе воздушная полость 24 через выходную перфорацию 26 дефлектора 25 соединена с внутренней воздушной полостью 10 силовой стойки 4, а также с основной 15 и с дополнительной 16 кольцевыми воздушными полостями. Внешний фланец 27 труб 18 и 19 выполнен с прямоугольным хвостовиком 28, телескопически в радиальном направлении установленным в прямоугольном отверстии 29 коллектора 20. Охлаждающий воздух 12 из внутренних полостей 10 стоек 4 по каналам 30 в наружном корпусе 2 поступает в подкапотное пространство 31 опоры турбины 1.

Работает устройство следующим образом.

При работе опоры турбины газотурбинного двигателя 1 охлаждающий воздух 12 охлаждает силовые стойки 4, в которых расположены трубы 11, 18 и 19, а также через кольцевые полости 15 и 16 - остальные стойки 4 опоры 1, расход воздуха через которые регулируется подбором проходных площадей каналов 30 в наружном корпусе 2.