Статор осьового компресора газової турбіни

Винахід, що пропонується стосується компресорів газових турбін, зокрема, компресорів турбореактивних двигунів. Кажучи більш конкретно, цей винахід стосується статора осьового компресора, що містить жорстку зовнішню кільцеву арматуру і примикаючи один до одного в осьовому напрямі кільця, розташовані в радіальному напрямі зсередини по відношенню до цієї арматури і несучі на собі вінці нерухомих направляючих лопаток, які проходять всередину в радіальному напрямі, причому ці кільця утворені кільцевими секторами, закріпленими на згаданій вище арматурі за допомогою засобів кріплення і обмежуючими зовні аеродинамічний канал рушення потоку стиснених газів. Звичайно ці кільцеві сектори містять внутрішню стінку, що обмежує аеродинамічний канал, і радіальні ребра, орієнтований в напрямі назовні і що входить в упорний контакт із зовнішньою кільцевою арматурою, причому ці ребра містять основи, призначені для закріплення згаданих секторів на арматурі за допомогою болтів. Нерухомі направляючі лопатки закріплені в отворі, виконаному у вн утрішній стінці. У компресорі високого тиску турбореактивного двигуна потік стиснених газів має високу температуру. При цьому внутрішні стінки кільцевих секторів знаходяться в безпосередньому контакті з цим потоком гарячих газів і зазнають внаслідок цього теплового розширення, що веде до збільшення зазорів між ротором і статором. Перенесення тепла внаслідок теплопровідності відбувається між внутрішньою стінкою і кільцевою арматурою за допомогою згаданих ребер і кріпильних болтів. Підвищення температури зовнішньої арматури приводить до збільшення переміщень, яке безпосередньо торкається зазорів між ротором і статором. Для усунення цього явища застосовують охолоджування конструкції, відбираючи деяку кількість більш холодного газу в області, розташованій по потоку перед компресором, що небажаним чином впливає на загальний коефіцієнт корисної дії даного турбореактивного двигуна. Перша технічна задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати конструкцію статора компресора, в якому передача теплової енергії від аеродинамічного каналу до арматури статора виявляється істотно зниженою. Друга те хнічна задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати конструкцію статора компресора, в якому поліпшена динамічна поведінка згаданих кільцевих секторів. Відповідно до винаходу, що пропонується, ці технічні задачі вирішуються внаслідок того, що згадані кільцеві сектори являють собою паяні сектори, утворені заповнювачем стільникової структури, розташованим між внутрішнім листом, що обмежує згаданий аеродинамічний канал, і зовнішнім листом, а також внаслідок того, що зв'язок із згаданою арматурою забезпечується тільки за допомогою зовнішнього листа. Завдяки такій конструкції рівень провідності тепла знижується внаслідок того, що зв'язок між внутрішнім гарячим листом і зовнішнім листом забезпечується тільки за допомогою згаданого заповнювача стільникової структури, який обмежує поверхню теплопередачі і механічного контакту між гарячою внутрішньою частиною і холодною зовнішньою частиною. При цьому зовнішній лист має температур у, визначено більш низьку, ніж температура внутрішнього листа. І це тим більше справедливо для зовнішньої кільцевої арматури. Внаслідок того, що паяні сектори самі визначають задовільну герметичність, забезпечується, крім того, обмеження циркуляції повітря в порожнинах, розташованих між зовнішнім листом і внутрішнім листом, що приводить до зниження втрат тепла, виникаючих за рахунок конвекції. При цьому кількість повітря, що відбирається по потоку перед компресором для охолоджування жорсткої кільцевої арматури, може бути значно знижена в порівнянні з існуючим рівнем техніки в даній області. Переважно зовнішній лист закріплений на арматурі за допомогою болтів. Більш переважно цей зовнішній лист закріплений на цій арматурі своїм заднім по потоку кінцем і своїм переднім по потоку кінцем за допомогою множини болтів. Це жорстке закріплення дозволяє удосконалити динамічну поведінку згаданих секторів, допускаючи вільне теплове розширення внутрішнього листа. З цього слідує зниження витоків між передньою по потоку частиною і задньою по потоку частиною, що забезпечує підвищення загального коефіцієнта корисної дії даного компресора. Відповідно до іншої характеристики винаходу, що пропонується, нерухомі направляючі лопатки закладені в пази одночасно у внутрішньому листі і в зовнішньому листі. Два ці листи жорстко пов'язані між собою за допомогою паяного заповнювача стільникової структури і віддалені один від одного на відстань, досить велику для того, щоб обмежити зусилля, виникаючі внаслідок закладення в пази, а також удосконалити амортизацію лопаток направляючого апарату. Сектори, виконані із заповнювача стільникової структури, дозволяють знизити паразитні витоки між задньою по потоку частиною і передньою по потоку частиною, що також підвищує коефіцієнт корисної дії даного компресора. Крім того, виявляється істотно спрощеною технологія виготовлення, оскільки в цьому випадку відпадає необхідність установки додаткових елементів герметизації між порожнинами і між секторами. Інші характеристики і переваги винаходу, що пропонується, будуть краще зрозумілі з приведеного нижче опису прикладу його реалізації, де даються посилання на приведені в додатку фігури, серед яких: - фіг.1 являє собою схематичний вигляд в розрізі по площині, що містить вісь обертання компресора, статора цього компресора турбореактивного двигуна відповідно до винаходу, що пропонується; - фіг.2 являє собою схематичний перспективний вигляд кільцевого сектора статора компресора відповідно до винаходу, що пропонується. На фіг. 1 схематично представлена частина статора компресора турбореактивного двигуна, який містить зсередини по відношенню до зовнішнього кожуха, що обмежує з внутрішньої сторони канал так званого холодного потоку газів, жорстку кільцеву конструкцію 2, пов'язану із зовнішнім кожухом за допомогою конічних стінок 3, і множину примикаючих один до одного в осьовому напрямі кілець 4а, 4Ь, 4с, розташованих концентричним чином всередині згаданої кільцевої конструкції 2. Кожне таке кільце несе на собі вінець нерухомих направляючих лопаток 5, які проходять в радіальному напрямі всередину. Обід ротора компресора, не показаний на приведених в додатк у фігурах, який містить вінці рухомих лопаток, розташовується коаксіально всередині згаданих кілець 4а, 4b, 4c, причому ці вінці рухомих лопаток ротора чергуються в осьовому напрямі з вінцями нерухомих направляючих лопаток статора в каналі 6 рушення газу, що стискається даним компресором. Для того щоб забезпечити можливість монтажу статора компресора навколо його ротора, кожне кільце утворене множиною кільцевих секторів 7, що примикають один до одного в окружному напрямі. Відповідно до винаходу, що пропонується, і як це можна бачити на фіг.1 і 2, кожний кільцевий сектор 7 утворений заповнювачем стільникової структури 8, укладеним між зовнішнім листом 9 і внутрішнім листом 10. Цей зовнішній лист 9 являє на своєму передньому по потоку кінці 11 і задньому по потоку кінці 12 множину отворів 13, що забезпечують можливість закріплення цього листа за допомогою болтів 14 на нерухомій кільцевій конструкції 2. Тут потрібно зазначити, що одні і ті ж болти 14 скріпляють між собою передній по потоку кінець 11 і задній по потоку кінець 12 двох суміжних кільцевих секторів 7, що примикають один до одного в осьовому напрямі. Таке специфічне розташування забезпечує герметичність між примикаючими один до одного кільцями 4а, 4b, 4с на рівні їх зовнішніх листів 9. Як це можна бачити на приведених в додатку фігурах, передні по потоку кінці 11 і задні по потоку кінці 12 зовнішнього листа 9 містять потовщення, орієнтовані в напрямі назовні, для того, щоб цей зовнішній лист 9 і жорстка кільцева арматура 2 знаходилися в механічному контакті один з одним тільки на рівні переднього по потоку кінця 11 і заднього по потоку кінця 12 цього зовнішнього листа 9, що дозволяє в максимально можливій мірі зменшити передачу тепла, здійснювану внаслідок теплопровідності, між цим зовнішнім листом 9 і кільцевою арматурою 2. Заповнювач стільникової структури 8, зовнішній лист 9 і внутрішній лист 10 сполучені між собою за допомогою пайки. Поперечний переріз стінок, утворюючи х цю стільникову стр уктуру заповнювача 8, є вельми малим для того, щоб зменшити передачу тепла внаслідок теплопровідності через цю стільникову стр уктуру 8 між внутрішньою стінкою 10 і зовнішньою стінкою 9. Крім того, стінки, утворюючі стільникову стр уктур у заповнювача 8, визначають, разом із зовнішнім листом 9 і внутрішнім листом 10, множину практично герметичних порожнин, які обмежують циркуляцію повітря через цю стільникову структур у в напрямі від задньої по потоку частини до передньої по потоку частини даної конструкції і, внаслідок цього, обмежують навіть передачу тепла внаслідок конвекції між внутрішнім листом 10 і зовнішнім листом 9. Внутрішній лист 10 обмежує зовні канал 6 рушення потоку гарячих газів, що стискуються даним компресором. Потік цих газів має високу температуру і вн утрішня стінка 10 внаслідок цього також має досить високу температуру. Завдяки наявності заповнювача стільникової структури 8 і наявності певного простору, що відділяє зовнішній лист 9 від кільцевої арматури 2, за винятком його переднього по потоку кінця 11 і заднього по потоку кінця 12, передача тепла внаслідок теплопровідності між внутрішнім листом 10 і зовнішнім листом 9, з одного боку, і між зовнішнім листом 9 і кільцевою арматурою 2, з іншого боку, виявляється істотно зменшеною. Таким чином, внутрішній лист 10 має можливість вільно переміщатися внаслідок теплового розширення, не впливаючи при цьому негативним чином на динамічну поведінку секторів 7. Тут потрібно зазначити, що передні і задні по потоку кінці внутрішніх листів 10 секторів, що примикають один до одного, просто скріплені своїми краями для того, щоб сформува ти зовнішню стінку аеродинамічного каналу 6 потоку гарячих газів. Це дозволяє спростити технологію, оскільки відсутня необхідність в розміщенні елементів герметизації в цих зонах, причому герметизація кілець 7 забезпечується за допомогою заповнювача стільникової структури 8 і перекриття переднього по потоку 11 і заднього по потоку 12 кінців зовнішніх листів 9. Як це можна бачити на фіг.2, зовнішні кінці нерухомих направляючих лопаток 5 вставлені у відповідні отвори, виконані в зовнішніх листах 9 і у внутрішніх листа х 10, а також в заповнювачі стільникової структури 8. Зовнішні листи 9 і внутрішні листи 10 жорстко пов'язані між собою за допомогою заповнювача стільникової структури 8 і віддалені один від одного на досить велику відстань для того, щоб обмежити зусилля, виникаючі внаслідок закріплення, і удосконалити амортизацію нерухомих направляючих лопаток 5. Розташовані на одній лінії отвори 15, 16, 17 можуть бути виконані відповідно у вн утрішньому листі для реалізації відбору повітря F1 з потоку, що використовується, наприклад, для охолоджування лопаток турбіни. Внутрішні кінці нерухомих направляючих лопаток 5 кільцевого сектора 7 закріплені відомим чином на обичайці 18.