ПРИВОДНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СУФЛЕР ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
DRIVING CENTRIFUGAL BREATHER FOR HIGH-TEMPERATURE GAS-TURBINE ENGINE

Изобретение относится к элементам систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора в маслосистемах авиационных высокотемпературных газотурбинных двигателей (ГТД).
Известен приводной центробежный суфлер, содержащий пристыкованный к коробке приводов агрегатов (КПА) корпус с каналами подвода газомасляной смеси на вход установленной внутрь него осевой крыльчатки (см. книгу «Смазка авиационных газотурбинных двигателей», М.М. Бич, Е.В. Вейнберг, Д.Н. Сурнов, Москва, Машгиз, стр.95, рис.4.50).
Недостатком известного суфлера является свободный пропуск к нему, а следовательно, и проход через него паров масла. Как известно, пары масла центробежный суфлер не улавливает. Маслосистема в случае ее применения в высокотемпературном ГТД будет иметь повышенный расход масла из-за его значительного испарения, и источником этой потери является та часть газомасляной смеси, которая прошла через суфлер, а этому способствует интенсивность испарения масла и повышенное давление в масляных полостях высокотемпературного ГТД.
Задача настоящего изобретения - повышение эффективности суфлера.
Технический результат - снижение расхода масла в маслосистеме авиационного ГТД.
Указанный результат достигается тем, что в приводном центробежном суфлере, содержащем пристыкованный к КПА корпус с каналами подвода газомасляной смеси на вход установленной внутри него осевой крыльчатки, согласно изобретению каналы подвода смеси заключены внутрь кольцеобразной магистрали, наружная стенка которой выполнена в виде съемного экрана и подключена к устройству подачи охлаждающего агента.
Целесообразно для упрощения конструкции кольцеобразную магистраль расположить внутри масляной полости КПА, а устройство подачи охлаждающего агента выполнить в виде коллектора форсунок, подключенного к нагнетающему насосу маслосистемы.
Целесообразно для ввода в каналы подвода газомасляной смеси дополнительного масла установить форсунки на входе в кольцеобразную магистраль.
Для интенсификации процесса конденсации паров масла целесообразно экран выполнить с перфорацией и с оребрением двух сторон, причем ребра на внутренней стороне выполнить параллельно оси вращения суфлера.
Благодаря подводу охлаждающего агента (например, масла) к наружной стенке кольцеобразной магистрали, выполненной в виде экрана из теплопроводного материала (например, медного сплава), происходит конденсация паров масла из газомасляной смеси, соприкасающейся со стенкой изнутри магистрали.
Образовавшаяся на стенке магистрали масляная пленка постепенно утолщается, затем срывается потоком газомасляной смеси и уносится им на вход осевой крыльчатки, где улавливается и возвращается в систему смазки двигателя, а на месте удаленной масляной пленки нарастает новая и весь описанный процесс повторяется снова. Чем уже кольцо магистрали и чем больше поверхность соприкосновения смеси с экраном, тем интенсивнее конденсация паров масла, присутствующих в потоке газомасляной смеси, меньше потери масла через суфлер и тем выше эффективность суфлера-сепаратора. Подача дополнительного масла на вход кольцевой магистрали позволяет увеличить размеры капель масла в потоке газомасляной смеси, так как они становятся дополнительными центрами конденсации, но уже в ядре потока, что также способствует снижению потерь масла и повышению эффективности суфлера.
На чертеже представлена принципиальная конструкция устройства.
Приводной центробежный суфлер содержит пристыкованный к корпусу 1 КПА корпус 2 с маслосбрасывающей резьбой 3, соединенной с маслоулавливающей канавкой 4, и патрубком 5 отвода очищенных от масла газов в атмосферу. В корпусе 2 выполнены также каналы подвода 6 газомасляной смеси, которые с помощью съемного экрана 7 заключены внутрь кольцеобразной магистрали 8. Внутри корпуса 2 консольно на приводном валу 9 закреплена осевая крыльчатка 10 с окнами 11, сообщающимися с патрубком 5. Экран 7 снабжен ребрами 12 и 13, которые расположены, соответственно, на внешней стороне экрана перпендикулярно оси вращения суфлера и на внутренней его стороне параллельно ей. К экрану 7 и к кольцеобразной магистрали 8 подведен коллектор 14 с форсунками 15 подачи масла. Коллектор 14 подключен к нагнетающему насосу системы смазки двигателя (на чертеже не показано). Между ребрами 12 и 13 экрана 7 выполнены отверстия 16.
Устройство работает следующим образом.
Через приводной вал 9 приводится во вращение осевая крыльчатка 10. Между входом в кольцеобразную магистраль 8 и входом в крыльчатку 10 появляется перепад давлений, под воздействием которого газомасляная смесь вместе с парами масла заполняет кольцеобразное пространство магистрали, при этом пары масла, соприкасаясь с наружной ее стенкой, выполненной в виде экрана 7, внешняя сторона которого охлаждается масляными форсунками 15 коллектора 14, конденсируются и осаждаются на ней тонкой масляной пленкой.
Ребра 13 позволяют в несколько раз увеличить поверхность теплообмена и интенсифицировать процесс конденсации паров масла; ребра 12 на внешней стороне препятствуют растеканию охлаждающего агента вдоль кольцевой магистрали, увеличивают поверхность охлаждения и способствуют интенсификации в нем теплообмена.
Образовавшаяся на экране 7 масляная пленка постепенно утолщается, срывается потоком газомасляной смеси и попадает через каналы 6 на лопатки крыльчатки 10, которые отбрасывают масло в зазоры между корпусом 2 и крыльчаткой, где оно заполняет канавку маслосбрасывающей резьбы 3, по которой масло стекает в сторону маслоулавливающей канавки 4 и возвращается в систему смазки двигателя. Очищенный от масла газ через окна 11 попадает в патрубок 5 и далее в окружающую атмосферу. Отверстия 16 препятствуют переполнению кольцевой магистрали 8 маслом и повышают эффективность охлаждения экрана 7.
Обеспечение конденсации паров масла в кольцеобразной магистрали 8 перед попаданием газомасляной смеси в каналы 6 и возврат конденсата обратно в маслосистему сокращает расход смазки двигателя. Предложенное устройство позволяет осуществить «лечение» дефектных маслосистем готовых изделий с минимальными материальными затратами.
В связи с вышеизложенным, по мнению заявителя, на основании уровня техники очевидно, что при реализации заявленного приводного центробежного суфлера для высокотемпературного авиационного ГТД достигается вышеприведенный технический эффект, заключающийся в снижении расхода масла в маслосистеме авиационного ГТД.