Осевой многоступенчатый компрессор

(1 з) А 1 ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧ РЕСПУБЛИК ИЗОБРЕТЕНИЯЮетельству ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПА ВЕДОМСТВО СССР ГО НТНОЕТЕНТ СССР)(21) 4902527/06- ступенчатого компрессора; преимущественно газо- (22)14.01.91турбинного двигателя размещены на установлен- (46) 100995 Бюл. Йа 25: ном в подшипниках валу диски первого и второго (71) Пермский государственный университетроторов,. рабочие лопатки последнего из которых имАМ. Горькогорасположены между первой и последней ступенями (72) Терровере В,Р, .первого ротора, На валу компрессора установлена (56) Патент ФРГ й 1268437, кп. Н 46 Р 13,1969. электрическая машина со статорной обмоткой возАвторское свидетельство СССР й 523198, кл. Р . буждения и токосьемными устройствами, выполнен/06,1974 ными в виде контактирующих с крайними дискамиСкубачевский ГА Авиационные газотурбинные второго ротора электрощеток с щеткодержателядвигатели, конструкция и расчет деталей. М. Ма- ми, Вал снабжен изолирующей втулкой, второй рошиностроение, 194, с 520, . тор установлен на втулке, между рабочими лопатка- (54) ОСЕВОЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМП- мй расположены токопроводящие направляющие РЕССОР лопатки с внутренним кольцом, имеющим равно- (57) Использование: область компрессоростроения, мерно расположенные по окружности прямоугольв частйости осевые многоступенчатые компрессоры ные пазы для размещения щеткодержателей, Топреимущественно газотурбинных двигателей косьемными устройствами может быть снабжен Сущность изобретенИя: в корпусе осевого мйого- первый ротор,1 з.п. ф-лы,3 ип.Изобретение относится к энергетике, аименно к турбомашинам, предназначеннымдля питания электрофизической аппаратуры, технологического оборудования, электрического стартера транспортныхустройств (взамен используемых для этойцели аккумуляторных батарей, например,на тракторе, тепловозе и т.д.), и к стартергенератору авиационного или судового газотурбинного двигателя, который призапуске работает как стартер, а при работедвигателя используется как генератор постоянного тока,Цель изобретения - уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей устройства,На фиг,1 и 2 изображен общий вид компрессора в составе газотурбинного двигателя (ГТД), разрез; на фиг.З - разрез А - А нафиг.1.Штатный ГТД включает в себявходнуючасть 1, осевой компрессор 2, камеры 3 сгорания, турбину 4 и реактивное сопло 5.Трехопорный ГТД с опорами 6, изолированными от корпуса стаканами 36, имеет узел 7соединения вала турбины с валом компрессора. В частности, как показано на фиг.1,ротор компрессора состоит из шести ступеней, причем, только крайние пары дисковиспользуются в качестве активных дисковуниполярной машины, Ротор униполярноймашины состоит из ведомого вала с диском9 (первая ступень компрессора), на которыйчерез изолирующую втулку 8 посажен многодисковый ротор 10 с двумя активными дисками(вторая и пятая ступени компрессора)и двумя неактивными дисками (3-я и 4-я ступени компрессора), На правый конец ведомого вала 9 посажен с гарантированнымэлектрическим контактом активный диск 11(6-я ступень компрессора), в результате чегоротор униполярной машины образует топологически тип "катушка в катушке", схемапоследовательного электрического соединения которых, места токосъема 12 и направление тока показаны в верхней частифиг.1.Крутящйй момент от внутреннего катушечного ротора к внешнему катушечномуротору униполярной машины передаетсяпосредством электроизолированных стяжных болтов с распорными втулками 13.Система возбуждения образована двумя парами катушек 14 возбуждения, создающими основной магнитный поток. Леваяи правая пары катушек включены встречно,направление создаваемого магнитного потбка В показано окружностями со стрелками, В состав электрической схемыуниполярной машины входят электромонтажные провода 15 и кольцевые токосборники 16,Позиция 1 фиг,1 изображена на фиг.2.Между лопатками рабочего диска 10 второйступени компрессораи мягким покрытием17 корпуса 19 компрессора предусмотренгарантированный зазор. Спрямляющий аппарат компрессора изолирован от корпуса19 кольцами 18, За основу конструкции10 спрямляющего аппарата взято известноетехническоерешение, Корпус компрессораи спрямляющие аппараты отдельных ступеней компрессора имеют диаметральныйразъем. Спрямляющие лопатки 26 привари 15 ваются к внутреннему кольцу 27 и вставлены в прорези, выполненные в наружномкольце 26, к которому приварены бобышки20. Крепление полуколец спрямляющего аппарата к корпусу 19 обеспечивается винтом20 22, изолированным от корпуса 19 втулкой21. Для уменьшения утечки воздуха междувнутренней поверхностью разъемного кольца уплотнения 28, к которому посредствомрезьбы 29 присоединено покрытие 30 - слой25 порошка алюминия с графитом, и наружнойповерхностью ротора 10 используется лабиринтное уплотнение 34. Во внутреннеекольцо спрямляющего аппарата, имеющеекоробчатое сечение и содержащее пазы30 прямоугольного сечения, равномерно расположенные по окружности (см, фиг.З, позиция 33), установлены щеткодержатели 24прямоугольного сечения, соответствующегосечению электрощеток 33, Электрощетка 3335 прижимается к торцовой плоскости диска 10призматической пружиной 32. Вильчатыйнаконечник 31 выводов электрощетки ЗЗ.спомощью винта соединен с внутреннимэлектропроводным кольцом спрямляющего40 аппарата, ток от которого через спрямляющую лопатку 26, бобышку 20 и винт 22 черезвильчатый наконечник 23 поступает на электромонтажный провод 15 (см. также нижнюю часть фиг.1),45 Использование в качестве активных дисков, именно крайних ступеней компрессора вызвано соображениями улучшения"добротности" магнитопровода, характеризующее соотношение между необходимыми50 намагничивающими силами и объемом магнитопровода и заданными магнитным потоком и длиной его пути. Наиболееэкономичными по использованию материала магнитопровода и материала обмотки55 возбуждения являются системы с равномерным распределением магнитной индукции впоперечных сечениях магнитопроводавдоль всего пути магнитного потока, т.е, следует стремиться к сохранению неизменнойвеличины площади поперечного сечениямагнитопровода униполярной машины, Согласно изобретению зто достигается тем, что средние ступени компрессора являются не активными и служат лишь для прохождения основного магнитного потока,Компрессор отличается от известного технического решения тем, что не имеет обмоток возбуждения на роторе. Это отличие также является его преимуществом., так как позволяет использовать в качестве рабочего тела турбины агрессивные среды, что в известном техническом решении ввиду неидеальной герметизации катушек возбуждения на роторе может привести к разрушению их изоляции и неработоспособности устройства.Компрессор в составе ГТД работает следующим образом.Для запуска машины необходим источник электроэнергии; автономный (бортовая аккумуляторная батарея) или стационарный (например, аэродромный). Магнитный по- Формула изобретенияОСЕВОЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР, преимущественно газотурбинного двигателя, содержащий корпус и размещенные в нем на установленном в подшипниках валу диски первого и второго роторов, рабочие лопаткипоследнего из которых расположены между первой и последней ступенями первого ротора, и электрическую машину с ротором, установленным на валу компрессора, статор ной обмоткой возбуждения и токосьемными устройствами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и уменьшения габаритов, вал снабжен изолирующей втулкой, второй ток создается обмотками 14 возбуждения, причем возможно либо самовозбуждение, либо независимое возбуждение в генераторном режиме работы, При включении ис точника электроэнергии униполярнаямашина работает в двигательном режиме и раскручивает ротор 9 ГТД до оборотов малого газа. После этого включается камера сгорания 3 и ГТД самостоятельно выходит на рабочие обороты, а униполярная машина переводится в генераторный режим работы, Таким образом, компрессор в составе ГТД может выполнять функции как генератора, так и стартер-генератора.15 Предложенная конструкция компрессора представляет собой новый класс компрессоров с точки зрения компоновки и выходных электрических параметров. Это одно из главных наряду с простотой и ком пактностью конструкции достоинств предложенного компрессора по сравнению с прототипом.ротор,: установлен на последней, при этом компрессор дополнительно содержит расположенный в корпусе между рабочими лопатками токопроводящие направляющие лопатки с внутренним кольцом, имеющим равномерно располо женные по окружности прямоугольныепазы, а токосьемные устройства выполнены в виде контактирующих с крайни- ми дисками второго ротора электрощеток с щеткодержателями, размещенными 35 в прямоугольных пазах внутреннегокольца токопроводящих направляющих лопаток,2. Компрессор по п,1, отличающийсятем, что токосьемнйми устройствами снабжен первый .ротор., Кулаков едак Тираж Оодписн НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аэ 7 эводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагари Составител ехред М.М В. Терроверентал