ОХЛАЖДАЕМАЯ СТУПЕНЬ ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к охлаждаемым турбинам газотурбинных авиационных двигателей и газотурбинных установок наземного применения.
Подвод воздуха на охлаждение рабочих лопаток турбины через аппарат предварительной закрутки (АПЗ) в преддисковую полость рабочего колеса известен в двигателестроении давно и довольно подробно описан.
Известна ступень турбины газотурбинного двигателя (ГТД), содержащая сопловой аппарат, рабочее колесо с охлаждаемыми рабочими лопатки, и уплотнение осевого зазора с помощью постановки различного вида лабиринтов или уплотнительных элементов. (Г.С. Скубачевский - Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М., Машиностроение, 1974, 520 с. - с.146).
Известна ступень турбины ГТД, содержащая сопловой аппарат, аппарат предварительной закрутки воздуха, а так же полость, образованную аппаратом предварительной закрутки и вспомогательным диском, снабженным уплотнительными элементами (Патент DE 2639511 от 02.09.1976, опубл. 17.03.1977, МПК F01D 5/18 F02C 7/12).
Наиболее близкой является охлаждаемая ступень турбины газотурбинного двигателя, содержащая сопловой аппарат, аппарат предварительной закрутки воздуха, выполненный во внутреннем корпусе соплового аппарата, рабочее колесо с охлаждаемыми рабочими лопатки, установленными на диске, и систему охлаждения диска (Патент US 3635586 от 06.04.1970, опубл. 18.01.1972, F01D 5/18 F02C 7/12).
Недостатком представленных ступеней турбины ГТД является отсутствием продувки полостей под аппаратом предварительной закрутки, что вызывает высокие перепады давления на деталях внутреннего корпуса соплового аппарата.
Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, является выравнивание давлений воздуха в полостях внутреннего корпуса соплового аппарата, создание дополнительного сопротивления утечкам воздуха поступающего на охлаждение рабочих лопаток турбины и повышение давления в преддисковой полости турбины, что снижает результирующую осевую силу турбокомпрессора и благоприятно сказывается на ресурсе подшипника опоры компрессора.
Технический результат достигается тем, что охлаждаемая ступень турбины газотурбинного двигателя содержит сопловой аппарат, аппарат предварительной закрутки воздуха, выполненный во внутреннем корпусе соплового аппарата, рабочее колесо с охлаждаемыми рабочими лопатками, установленными на диске, и систему охлаждения диска.
Новым в полезной модели является то, что система охлаждения диска выполнена под аппаратом предварительной закрутки в виде замкнутой полости, ограниченной корпусом камеры сгорания, нижней стенкой аппарата предварительной закрутки, и одной вертикальной перегородкой, при этом корпус камеры сгорания содержит, по меньшей мере, одно отверстие для подачи охлаждающего воздуха из полости, образованной стенкой жаровой трубы и корпусом камеры сгорания, в замкнутую полость, вертикальная перегородка при этом снабжена, по меньшей мере, одним отверстием, соединяющим замкнутую полость с преддисковой полостью, причем ось отверстия параллельна оси двигателя.
На фигуре показана охлаждаемая ступень турбины ГТД.
Охлаждаемая ступень турбины ГТД состоит из соплового аппарата 1, аппарата предварительной закрутки 2 воздуха, выполненного во внутреннем корпусе 3 соплового аппарата 1, рабочего колеса с охлаждаемыми рабочими лопатки 4, установленными на диске 5, и систему охлаждения диска.
Система охлаждения диска 5 выполнена под аппаратом предварительной закрутки 2 в виде замкнутой полости А.
Замкнутая полость А образована корпусом 6 камеры сгорания, нижней стенкой 7 аппарата предварительной закрутки 2, и одной вертикальной перегородкой 8.
При этом корпус 6 камеры сгорания содержит, по меньшей мере, одно отверстие 9 для подачи охлаждающего воздуха из полости Б, образованной стенкой жаровой трубы 10 и корпусом 6 камеры сгорания, в замкнутую полость А.
Вертикальная перегородка 8 при этом снабжена, по меньшей мере, одним отверстием 11, соединяющим замкнутую полость А с преддисковой полостью В, причем ось 12 отверстия 11 параллельна оси двигателя 13.
Устройство работает следующим образом.
Охлаждающий воздух отбирается из полости Б, образованной корпусом жаровой трубы 10 и корпусом 6 камеры сгорания, и проходит через отверстие 9 в корпусе 6 камеры сгорания в замкнутую полость А. Из замкнутой полости А охлаждающий воздух выходит из отверстия 11 в вертикальной перегородке 8 в преддисковую полость В, охлаждая тем самым сам диск 5 рабочего колеса ступени турбины ГТД. Причем ось 12 отверстия 11 параллельна оси 13 двигателя для того, что бы обеспечить направление течения охлаждающего воздуха к диску 5.
Благодаря тому, что система охлаждения диска выполнена под аппаратом предварительной закрутки в виде замкнутой полости, ограниченной корпусом камеры сгорания, нижней стенкой аппарата предварительной закрутки, и одной вертикальной перегородкой, при этом замкнутая полость содержит, по меньшей мере, одно отверстие для подачи охлаждающего воздуха из полости, образованной стенкой жаровой трубы и корпусом камеры сгорания, в замкнутую полость, вертикальная перегородка при этом снабжена, по меньшей мере, одним отверстием, соединяющим замкнутую полость с преддисковой полостью, причем ось отверстия параллельна оси двигателя, достигается выравнивание давления воздуха в полостях внутреннего корпуса соплового аппарата, а так же создается дополнительное сопротивление утечкам воздуха поступающего на охлаждение рабочих лопаток турбины, и достигается повышение давления в преддисковой полости турбины, что снижает результирующую осевую силу турбокомпрессора и благоприятно сказывается на ресурсе подшипника опоры компрессора.