×
10.04.2019
219.016.ff39

ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002272152
Дата охранного документа
20.03.2006
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в газотурбинных двигателях и установках, преимущественно малоразмерных. Газотурбинный двигатель содержит входное устройство с обтекателем, диск вентилятора, электрический генератор, включающий статор, закрепленный внутри обтекателя, и магнитную систему ротора генератора, а также полый установочный элемент. Установочный элемент размещен внутри статора генератора, концентрично ему, имеет цилиндрическую посадочную поверхность, на которой расположена магнитная система ротора, и связан с источником вращения. Установочный элемент соединен с диском вентилятора и выполнен из немагнитного материала с коэффициентом теплопроводности меньше, чем у материала диска вентилятора. Магнитная система ротора расположена внутри установочного элемента. Установочный элемент выполнен с отверстиями между магнитной системой ротора и диском. Втулка выполнена из материала с меньшим удельным весом, чем у материала вала двигателя. Изобретение позволяет снизить температуру магнитной системы, что увеличивает надежность работы электрического генератора. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в газотурбинных двигателях и установках, преимущественно малоразмерных.

Известен газотурбинный двигатель (патент США №3214908, кл. 60-39.28, заявл.21.06.63 г.), содержащий входное устройство и электрический генератор, расположенный в обтекателе входного устройства. Магнитная система ротора генератора закреплена на собственном валу, установленном в подшипниках генератора и соединенном рессорой с валом двигателя.

Такая конструкция ведет к увеличению веса и длинновых размеров двигателя.

Также известен газотурбинный двигатель (патент Англии №1141001, F 1 G, заявл.03.03.65 г.), который содержит входное устройство с обтекателем, диск вентилятора, установленный на валу двигателя, электрический генератор, включающий статор, закрепленный внутри обтекателя, и магнитную систему ротора генератора. Двигатель содержит также полый установочный элемент, размещенный внутри статора генератора, концентрично ему, и имеющий цилиндрическую посадочную поверхность, на которой расположена магнитная система ротора. Этот установочный элемент выполнен за одно целое с валом двигателя.

Такое устройство позволяет снизить массу двигателя и его длинновые размеры по сравнению с вышеописанным устройством, так как электрический генератор не имеет собственных вала, подшипниковых узлов, рессоры.

Однако выполнение установочного элемента, на котором закреплена магнитная система ротора, за одно целое с валом двигателя имеет следующий недостаток: тепло, выделяющееся в передней опоре двигателя, передается по валу к магнитной системе ротора, которая теряет свои магнитные свойства при температуре выше 200°С. В малоразмерных газотурбинных двигателях, в которых валы вращаются со скоростью 50000 об./мин и выше, температура вала под подшипником в передней опоре может достигать 350°С. Кроме того, можно отметить следующие недостатки:

- закрепление магнитной системы ротора снаружи установочного элемента не позволяет осуществлять ее эффективное охлаждение, ввиду малого зазора между магнитной системой ротора и статором;

- выполнение установочного элемента за одно целое с валом не позволяет изготовить его из другого материала, имеющего меньшую теплопроводность;

- выполнение установочного элемента без отверстий снижает эффективность охлаждения магнитной системы.

Технической задачей, на которую направлено изобретение, является снижение температуры магнитной системы, что увеличивает надежность работы электрического генератора.

Поставленная техническая задача решается тем, что газотурбинный двигатель, содержит входное устройство с обтекателем, диск вентилятора, установленный на валу, электрический генератор, включающий статор, закрепленный внутри обтекателя, и магнитную систему ротора генератора, а также полый установочный элемент, размещенный внутри статора генератора, концентрично ему. Установочный элемент имеет цилиндрическую посадочную поверхность, на которой расположена магнитная система ротора генератора. Установочный элемент связан с источником вращения.

Новым в изобретении является то, что установочный элемент выполнен из немагнитного материала и соединен с диском вентилятора, при этом магнитная система ротора генератора закреплена внутри установочного элемента.

Для достижения лучшего эффекта установочный элемент может быть выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности меньшим, чем у материала диска вентилятора и снабжен отверстиями.

Для снижения массы двигателя установочный элемент может быть выполнен из материала с меньшим удельным весом, чем у материала вала.

На прилагаемых чертежах изображен газотурбинный двигатель:

фиг.1 - общий вид, болтовое соединение установочного элемента с диском;

фиг.2 - общий вид, соединение установочного элемента с диском сваркой.

Газотурбинный двигатель содержит входное устройство 1 с обтекателем 2, диск 3 вентилятора, установленный на валу 4 двигателя, и электрический генератор. Электрический генератор включает статор 5, закрепленный внутри обтекателя 2, и магнитную систему ротора 6 генератора, расположенную внутри статора 5. Двигатель содержит также полый установочный элемент 7, размещенный внутри статора 5, концентрично ему. На внутренней поверхности установочного элемента 7 выполнена цилиндрическая посадочная поверхность 8, на которой расположена магнитная система ротора 6. Установочный элемент 7 связан с источником вращения, для чего соединен с диском 3 вентилятора болтовым соединением 9 (фиг.1) или сваркой 10 (фиг.2). Установочный элемент 7 выполнен из немагнитного материала, например из алюминиевого сплава АК4-1 или титанового сплава ВТ6.

Для более эффективного снижения температуры магнитной системы 6 установочный элемент 7 может быть выполнен из материала (также немагнитного) с коэффициентом теплопроводности меньшим, чем у материала диска 3 вентилятора, например из титанового сплава ВТ25, у которого коэффициент теплопроводности при 100°С на 18% меньше, чем у материала диска 3, выполненного из сплава ВТ6, или из композиционного материала КМБ-2к, у которого коэффициент теплопроводности при 100°С на 95% меньше, чем у сплава ВТ6. Кроме того, в установочном элементе 7 могут быть выполнены отверстия 11 между магнитной системой ротора 6 и диском 3.

Выполнение установочного элемента 7 из алюминиевого или титанового сплава, удельный вес которого меньше удельного веса стали, из которой выполнен за одно с валом установочный элемент 7 у прототипа, позволяет снизить массу двигателя.

При работе газотурбинного двигателя установочный элемент 7 вращается вместе с диском 3. Тепло от диска 3 через установочный элемент 7 передается на магнитную систему ротора 6. В малоразмерных газотурбинных двигателях температура диска вентилятора со стороны входа двигателя составляет не более 180°С, тогда как температура вала в передней опоре под подшипником достигает 350°С, поэтому температура магнитной системы ротора 6 оказывается гораздо ниже, чем у прототипа. Выполнение установочного элемента 7 из материала с меньшей теплопроводностью по сравнению материалом диска 3 уменьшает теплопередачу от диска 3 через установочный элемент 7 к магнитной системе ротора 6.

Воздух от входа двигателя подается не только в зазор между установочным элементом 7 и статором 5, но и в полость установочного элемента 7, где охлаждает магнитную систему ротора 6, и выходит через отверстие 11, дополнительно охлаждая статор 5.

Кроме того, расположение магнитной системы ротора 6 внутри установочного элемента 7 увеличивает его диаметр, что способствует увеличению изгибной жесткости установочного элемента 7. При этом уменьшается риск возникновения эксцентриситета воздушного зазора между установочным элементом 7 и статором 5 электрического генератора, приводящего к появлению больших сил одностороннего притяжения, к появлению вибрации магнитного происхождения.

Все это повышает надежность работы электрического генератора.

1.Газотурбинныйдвигатель,содержащийвходноеустройствособтекателем,дисквентилятора,электрическийгенератор,включающийстатор,закрепленныйвнутриобтекателя,имагнитнуюсистемуроторагенератора,атакжеполыйустановочныйэлемент,размещенныйвнутристаторагенератора,концентричноему,имеющийцилиндрическуюпосадочнуюповерхность,накоторойрасположенамагнитнаясистемаротора,исвязанныйсисточникомвращения,отличающийсятем,чтоустановочныйэлементвыполненизнемагнитногоматериалаисоединенсдискомвентилятора,приэтоммагнитнаясистемароторарасположенавнутриустановочногоэлемента.12.Газотурбинныйдвигательпоп.1,отличающийсятем,чтоустановочныйэлементвыполненизматериаласкоэффициентомтеплопроводностименьше,чемуматериаладискавентилятора.23.Газотурбинныйдвигательпоп.1или2,отличающийсятем,чтоустановочныйэлементснабженотверстиямимеждумагнитнойсистемойротораидиском.34.Газотурбинныйдвигательпоп.1,отличающийсятем,чтовтулкавыполненаизматериаласменьшимудельнымвесом,чемуматериалаваладвигателя.45.Газотурбинныйдвигательпоп.2,отличающийсятем,чтовтулкавыполненаизматериаласменьшимудельнымвесом,чемуматериалаваладвигателя.56.Газотурбинныйдвигательпоп.3,отличающийсятем,чтовтулкавыполненаизматериаласменьшимудельнымвесом,чемуматериалаваладвигателя.6
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 97.
10.01.2013
№216.012.17d7

Электролит для электрохимической обработки

Изобретение относится к электрохимическим и электрофизическим способам обработки материалов, а именно - к электролитам для электрохимической обработки острых кромок после слесарной зачистки в изделиях, преимущественно из нержавеющих и жаропрочных сплавов. Электролит для электрохимической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471595
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2456

Способ доводки двигателя

Изобретение относится к области разработки двигателей, в частности к способам доводки двигателя (ДВС). Способ доводки ДВС заключается в разработке варианта конструкции ДВС, проведении поузловых, полноразмерных и экспериментальных испытаний, определении по их положительным результатам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474804
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.284a

Способ обеспечения вибрационной прочности деталей

Изобретение относится к способам обеспечения вибрационной прочности деталей сложной геометрической формы. Техническим результатом является корректировка вибрационных характеристик детали путем изменения геометрии конкретного места на детали для обеспечения ее вибрационной прочности. Определяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475834
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.05.2013
№216.012.3fe6

Способ изготовления электрода-инструмента при объемной электрохимической обработке (эхо)

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки. При изготовлении электрода-инструмента для объемной электрохимической обработки к его двум деталям подключают положительный полюс источника постоянного импульсно-циклического тока и источник импульсного тока с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481928
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.4748

Приспособление для поддержки заклепок

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройству для клепки крупногабаритных деталей цилиндрическими заклепками. Приспособление содержит упор и рукоятку. Также содержит зафиксированный на основании посредством ребер жесткости стержень с вмонтированной в него при помощи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483828
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.07.2013
№216.012.57db

Способ рентгеноструктурного контроля детали

Использование: для рентгеноструктурного контроля детали. Сущность: заключается в том, что осуществляют снятие рентгенограммы с контролируемой детали, выполняют определение параметра, зависящего от наработки детали, при этом снятие рентгенограммы с контролируемой детали на предполагаемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488099
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.10.2013
№216.012.7208

Способ изготовления направляющего аппарата

Изобретение относится к способу изготовления направляющего аппарата газотурбинного двигателя, представляющего собой кольцевые наборы неподвижных или поворотных профилированных лопаток, образующих расширяющиеся каналы, и может быть использовано в авиастроении, машиностроении и других областях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494849
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.81b7

Способ изготовления лопатки компрессора

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве лопаток газотурбинных двигателей. Способ включает фрезерование пера лопатки на пятикоординатном станке с числовым программным управлением. Вращающейся фрезе сообщают перемещение и периодическую подачу на строчку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498883
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.01.2014
№216.012.9c9d

Способ оценки технического состояния деталей

Изобретение относится к неразрушающим способам контроля и может быть использовано для оценки технического состояния деталей авиационной техники. Способ включает снятие с детали рентгенограммы, по которой определяют остаточные напряжения сжатия, определение управляющего критерия и сравнение его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505799
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.03.2014
№216.012.aeea

Способ диагностики технического состояния элементов двигателя

Изобретение относится к способам технической диагностики дефектов элементов газотурбинного двигателя при его испытаниях и может найти применение при его доводке, а также для создания систем диагностики двигателя. Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510493
Дата охранного документа: 27.03.2014
Показаны записи 1-4 из 4.
29.03.2019
№219.016.f2c9

Способ установления ресурса деталей газотурбинного двигателя

Изобретение относится к способам установления ресурса деталей газотурбинного двигателя и может найти применение в авиадвигателестроении. Техническим результатом, на достижение которого направлен данный способ, является увеличение ресурса деталей при накоплении ими малоцикловой усталости в зонах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002373508
Дата охранного документа: 20.11.2009
10.04.2019
№219.017.0770

Газотурбинный двигатель

Изобретение относится к области двигателестроения, преимущественно к системам подачи охлаждающего воздуха к подшипниковым опорам газотурбинного двигателя. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения подшипника опоры турбины и, как следствие, в увеличении надежности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002455511
Дата охранного документа: 10.07.2012
18.05.2019
№219.017.5404

Способ определения параметров простых и сложных частиц износа в маслосистеме двигателя

Изобретение относится к способам определения параметров простых, состоящих из одного элемента, и сложных, состоящих из нескольких элементов, частиц износа в маслосистеме двигателя для возможности определения в ней типа развивающегося дефекта. Сущность способа заключается в том, что используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002275618
Дата охранного документа: 27.04.2006
18.05.2019
№219.017.5758

Высокопроизводительный малошумящий компрессор низкого давления газотурбинного двигателя с высокой степенью двухконтурности

Изобретение относится к газотурбинным установкам. Технический результат от его использования заключается в повышении экологических показателей работы последних. Сущность изобретения в основном заключается в использовании специального профиля лопаток вентилятора компрессора низкого давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002350787
Дата охранного документа: 27.03.2009
+ добавить свой РИД