Стартер-генератор для газотурбінного двигуна, агрегат та газотурбінний двигун, який містить такий стартер-генератор та агрегат

Номер патенту: 95453

Опубліковано: 10.08.2011

Автори: Галівель Жан-П'єр, Беккерелль Самуель

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Стартер-генератор для газотурбінного двигуна, який містить генератор з ротором, що створює первинний магнітний ланцюг, і із статором, що створює вторинний магнітний ланцюг, і збудник із статором, що створює первинний магнітний ланцюг, і з ротором, що створює вторинний магнітний ланцюг, при цьому стартер-генератор, містить:

- перший модуль або генераторний модуль, що містить перший корпус, генератор, розміщений в першому корпусі, і перший вал, примушений обертатися з ротором генератора, виступає з першого корпусу і має перший механічний з'єднувальний елемент;

- другий модуль або модуль збудника, що містить другий корпус, збудник, розміщений в другому корпусі, і другий закріплений вал, для обертання спільно з ротором збудника, причому другий вал є відмінним від першого вала, виступає з другого корпусу, і має другий механічний з'єднувальний елемент; і

- електричне з'єднання, що містить випрямляч і щонайменше один з'єднувач для з'єднання вторинного ланцюга збудника з первинним ланцюгом генератора.

2. Стартер-генератор за п. 1, який відрізняється тим, що електричне з'єднання щонайменше частково розміщене всередині валів.

3. Стартер-генератор за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить генератор з постійними магнітами, що має ротор, який має постійні магніти, і статор, який виконаний із здатністю створення вторинного ланцюга, причому генератор з постійними магнітами складає частину одного із вищезазначених модулів, розміщений всередині корпусу модуля, і має свій ротор, примушений обертатися спільно з валом цього модуля.

4. Стартер-генератор за п. 3, який відрізняється тим, що генератор з постійними магнітами складає частину модуля збудника.

5. Стартер-генератор за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше один з модулів з'єднаний з характерним для цього модуля пристроєм для подачі в нього змащувально-охолоджувальної рідини.

6. Стартер-генератор за п. 5, який відрізняється тим, що вал модуля, з'єднаного з характерним пристроєм для подачі в нього змащувально-охолоджувальної рідини, виступає з корпусу вищезазначеного модуля крізь отвір, який оснащений ущільнювальним елементом.

7. Агрегат, який містить коробку приводів для газотурбінного двигуна, яка має зубчастий механізм з великою кількістю зубчастих коліс, змонтований в корпусі, і щонайменше один стартер-генератор, механічно з'єднаний з коробкою приводів, в якому:

стартер-генератор є стартером-генератором за п. 1, при цьому перший і другий з'єднувальні елементи, кожний, з'єднані із зубчастим колесом коробки приводів, причому перший і другий корпуси, кожний, прикріплені до корпусу коробки приводів.

8. Агрегат за п. 7, який відрізняється тим, що перший і другий вали знаходяться на загальній осі і з'єднані із спільним зубчастим колесом коробки приводів, а корпуси першого і другого модулів окремо прикріплені до корпуса коробки приводів на її протилежних сторонах.

9. Агрегат за п. 7, який відрізняється тим, що перший і другий вали не знаходяться на загальній осі, а перший і другий з'єднувальні елементи з'єднані з відповідними різними зубчастими колесами коробки приводів.

10. Агрегат за п. 9, який відрізняється тим, що електричне з'єднання містить перше обертальне електричне з'єднання, що має нерухомі контакти і з'єднані з вторинним ланцюгом збудника обертальні контакти, друге обертальне електричне з'єднання, що має нерухомі контакти і з'єднані з первинним ланцюгом генератора обертальні контакти, і нерухоме з'єднання, яке виконане із здатністю з'єднання нерухомих контактів першого обертального з'єднання з відповідними нерухомими контактами другого обертального з'єднання.

11. Агрегат за п. 10, який відрізняється тим, що випрямляч вставлений у нерухоме з'єднання.

12. Агрегат за п. 7, який відрізняється тим, що щонайменше до одного з модулів здатна подаватися змащувально-охолоджувальна рідина з контуру змащувально-охолоджувальної рідини коробки приводів.

13. Газотурбінний двигун, оснащений агрегатом за п. 7.

Текст

1. Стартер-генератор для газотурбінного двигуна, який містить генератор з ротором, що створює первинний магнітний ланцюг, і із статором, що створює вторинний магнітний ланцюг, і збудник із статором, що створює первинний магнітний ланцюг, і з ротором, що створює вторинний магнітний ланцюг, при цьому стартер-генератор, містить: - перший модуль або генераторний модуль, що містить перший корпус, генератор, розміщений в першому корпусі, і перший вал, примушений обертатися з ротором генератора, виступає з першого корпусу і має перший механічний з'єднувальний елемент; - другий модуль або модуль збудника, що містить другий корпус, збудник, розміщений в другому корпусі, і другий закріплений вал, для обертання спільно з ротором збудника, причому другий вал є відмінним від першого вала, виступає з другого корпусу, і має другий механічний з'єднувальний елемент; і - електричне з'єднання, що містить випрямляч і щонайменше один з'єднувач для з'єднання вторинного ланцюга збудника з первинним ланцюгом генератора. 2 (19) 1 3 95453 4 9. Агрегат за п.7, який відрізняється тим, що перший і другий вали не знаходяться на загальній осі, а перший і другий з'єднувальні елементи з'єднані з відповідними різними зубчастими колесами коробки приводів. 10. Агрегат за п.9, який відрізняється тим, що електричне з'єднання містить перше обертальне електричне з'єднання, що має нерухомі контакти і з'єднані з вторинним ланцюгом збудника обертальні контакти, друге обертальне електричне з'єднання, що має нерухомі контакти і з'єднані з первинним ланцюгом генератора обертальні контакти, і нерухоме з'єднання, яке виконане із здатністю з'єднання нерухомих контактів першого обертального з'єднання з відповідними нерухомими контактами другого обертального з'єднання. 11. Агрегат за п.10, який відрізняється тим, що випрямляч вставлений у нерухоме з'єднання. 12. Агрегат за п.7, який відрізняється тим, що щонайменше до одного з модулів здатна подаватися змащувально-охолоджувальна рідина з контуру змащувально-охолоджувальної рідини коробки приводів. 13. Газотурбінний двигун, оснащений агрегатом за п.7. Винахід стосується газотурбінних двигунів і, зокрема розміщення стартера-генератора (СГ) на коробці приводів або коробці приводів агрегатів. Галузь застосування винаходу - газові турбіни авіаційних двигунів літаків або вертольотів, а також допоміжних силових установок (ДСУ). В газотурбінному двигуні певні пристрої або «агрегати» приводяться в дію механічною передачею, яка використовує механічну енергію вала турбіни. Механічна передача включає набір зубчастих коліс, розміщених в корпусі, і має назву коробки приводів агрегатів. Агрегати включають різні насоси для вироблення гідравлічної енергії або для подачі палива або мастила, а також один або декілька електричних СГ. Поки газова турбіна працює, один або кожний з СГ виконують функцію генератора електрики і виробляє електрику, яка живить один або декілька розподільних пунктів літака або вертольота і його двигун (двигуни). Коли газова турбіна зупинена, СГ може бути використаний як стартер за допомогою підключення до зовнішнього джерела енергії, щоб примусити газову турбіну обертатися, обертаючи вал турбіни, сполучений з коробкою приводів. СГ загальновідомого типу містить основний синхронний генератор, який має основний ротор і основний статор, разом із збудником, який має ротор з вторинним магнітним ланцюгом і статор з первинним магнітним ланцюгом. Вторинний ланцюг збудника живить електроенергією основний ротор синхронного генератора через випрямляч, наприклад через діодний міст, що обертається. В режимі генерації електроенергії вторинний ланцюг синхронного генератора виробляє змінну напругу в результаті обертання первинного ланцюга, що знаходиться під дією постійного струму, який подається через діодний міст випрямляча, частота змінної напруги, що виробляється, змінюється як функція частоти обертання. В режимі стартера основний ротор, який живиться електроенергією від збудника, і основний статор, який живиться змінною напругою від зовнішнього джерела, діють як синхронний двигун. Подібний загальновідомий СГ є порівняно громіздким елементом устаткування, який звичайно встановлюють в спеціальному корпусі на стінці коробки приводів, і який механічно сполучають з нею. Це призводить до заняття простору більшого об'єму, а також є значною консольно закріпленою масою, встановлення якої на коробку приводів вимагає достатньо міцних кріпильних пристроїв. Задача даного винаходу полягає у представленні такої архітектури СГ, яка дозволяє зменшити його вагу і величину при збереженні простоти його демонтажу для цілей технічного обслуговування або ремонту. Ця задача розв'язується за допомогою стартер-генератора для газотурбінного двигуна, який містить генератор з ротором, утворюючим первинний магнітний ланцюг, і із статором, утворюючим вторинний магнітний ланцюг, і збудник із статором, утворюючим первинний магнітний ланцюг, і з ротором, утворюючим вторинний магнітний ланцюг, стартер-генератором, який містить: - перший модуль або генераторний модуль, який містить перший корпус, генератор, розміщений в першому корпусі, і перший вал, вимушений обертатися з ротором генератора, виступаючий з першого корпусу і несучий перший механічний сполучний елемент; - другий модуль або модуль збудника, який містить другий корпус, збудник, розміщений в другому корпусі, і другий закріплений вал, щоб обертатися спільно з ротором збудника, причому другий вал є відмінним від першого вала, виступаючий з другого корпусу, і несучий другий механічний сполучний елемент; і - електричне з'єднання, яке містить випрямляч і щонайменше один з'єднувач для з'єднання вторинного ланцюга збудника з первинним ланцюгом генератора. Через модульну архітектуру СГ генераторний модуль і модуль збудника, які мають окремі сполучні вали, можуть встановлюватися на коробку приводів роздільно. Таким чином, можна зменшити консольно закріплені на коробці приводів маси. До того ж, оскільки можна від'єднати електричне з'єднання, можна демонтувати для цілей технічного обслуговування або заміни тільки генераторний модуль або тільки модуль збудника. Згідно з однією особливістю електричне з'єднання щонайменше частково розміщене всередині першого і другого валів, які можуть бути порожнис 5 тими або мають прохід для проходження електричного з'єднання. Згідно з іншою особливістю СГ додатково містить генератор з постійними магнітами, який має ротор, несучий постійні магніти, і статор, утворюючий вторинний ланцюг, а генератор з постійними магнітами утворює частину одного з вищезазначених модулів, будучи розміщений в корпусі цього модуля, а його ротор вимушений обертатися з валом модуля. Переважно, генератор з постійними магнітами утворює частину модуля збудника. Щонайменше один з модулів може бути з'єднаний з характерним для цього модуля пристроєм для подачі в нього змащувально-охолоджувальної рідині. При таких обставинах, і переважно, вал модуля, зв'язаного з характерним для цього модуля пристроєм для подачі в нього змащувальноохолоджувальної рідини, виступає з корпусу вищезазначеного модуля через отвір, оснащений ущільнювальним пристроєм. Винахід також передбачає агрегат, який містить коробку приводів для газотурбінного двигуна, що має встановлений в корпусі зубчастий механізм із сукупністю зубчастих коліс, і щонайменше один стартер-генератор, сполучений з коробкою приводів, СГ при цьому є, як описано вище, з першим і другим сполучними елементами, сполученим з одним із зубчастих коліс коробки приводів, і кожний з першого і другого корпусів сполучений з корпусом коробки приводів. У варіанті здійснення перший і другий вали знаходяться на загальній осі і сполучені із загальним зубчастим колесом коробки приводів, а корпуси першого і другого модулів окремо прикріплені до корпусу коробки приводів на її протилежних сторонах. В іншому варіанті здійснення перший і другий вали не знаходяться на загальній осі, а перший і другий сполучні елементи сполучені з відповідними різними зубчастими колесами коробки приводів. Корпуси першого і другого модулів окремо прикріплені до корпусу коробки приводів на одній стороні або на протилежних сторонах. В цьому варіанті електричне з'єднання може містити перше електричне з'єднання, що обертається і має нерухомі контакти і сполучені з вторинним ланцюгом збудника контакти, що обертаються, друге електричне з'єднання, що обертається і має нерухомі контакти і сполучені з первинним ланцюгом генератора контакти, що обертаються, і нерухоме з'єднання, що сполучає нерухомі контакти першого з'єднання, що обертається, з відповідними нерухомими контактами другого з'єднання, що обертається. В цьому випадку випрямляч, наприклад діодний міст, переважно введений у нерухоме з'єднання для того, щоб не піддавати його дії навантажень, викликаних обертанням. При всіх обставинах щонайменше один з модулів може забезпечуватися змащувальноохолоджувальною рідиною з тракту змащувальноохолоджувальної рідини коробки приводів. Короткий опис креслень. Винахід очевидно з нижченаведеного необмежувального опису, що містить посилання на прикладені фігури креслень, на яких: 95453 6 Фіг.1 - сильно спрощена схема газотурбінного двигуна; Фіг.2 - спрощена принципова електрична схема варіанту виконання стартер-генератора; Фіг.3 - осьовий переріз генераторного модуля у варіанті здійснення винаходу; Фіг.4 - осьовий переріз модуля збудника у варіанті здійснення винаходу; Фіг.5 - схематичний переріз, який показує генераторний модуль і модуль збудника по Фіг.3 і Фіг.4, встановлені на коробці приводів у варіанті здійснення винаходу; Фіг.6 - схематичне зображення, яке показує варіант здійснення засобу подачі змащувальноохолоджувальної рідини у генераторний модуль по Фіг.5, і Фіг.7 - схематичний частковий переріз, який показує генераторний модуль і модуль збудника, встановлені на коробці приводів, в іншому варіанті здійснення винаходу. Областю застосування винаходу є газотурбінні авіаційні двигуни для літаків, один з яких дуже схемно показаний на Фіг.1, проте винахід застосовується і для інших газотурбінних авіаційних двигунів, в основному для вертолітних двигунів, а також для допоміжних газотурбінних силових установок. Двигун на Фіг.1 включає камеру 1 згоряння з робочим газом, який приводить у рух турбіну 2 високого тиску і турбіну 3 низького тиску. Турбіна 2 за допомогою вала сполучена з компресором 4 високого тиску, який забезпечує камеру 1 згоряння повітрям під тиском, тоді як турбіна 3 за допомогою іншого вала сполучена з вентилятором 5 на вході двигуна. Коробка 9 приводів або коробки приводів агрегатів сполучена(і) з валом турбіни через пристрій 8 відбору потужності і містить набір зубчастих коліс, призначених для приведення у рух різних пристроїв, які включають щонайменше один (як правило, два) стартер-генератор(и). На Фіг.2 показана спрощена принципова електрична схема СГ, яка містить синхронний генератор 10, збудник 20, і генератор 30 з постійними магнітами (ГПМ), які мають частини або ротори, що обертаються, які мають загальну вісь обертання і встановлені на загальному валу, що обертається, осі А. Синхронний генератор 10, що є головним пристроєм, має основний ротор, утворюючий первинний магнітний ланцюг 12, і основний статор, утворюючий вторинний магнітний ланцюг 14. Збудник 20 має ротор, що створює вторинний магнітний ланцюг 22, який сполучений з випрямлячем, таким як діодний міст 24, що обертається, і статор, який створює первинний магнітний ланцюг 26. ГПМ 30 має ротор 32, несучий постійні магніти 34, і статор 36, який створює вторинний магнітний ланцюг. В режимі генерації електроенергії первинний ланцюг синхронного генератора 12, який сполучений з випрямлячем 24, одержує постійний струм, що виробляється збудником, а змінний струм виробляється вторинним ланцюгом 14 і через джгут 18 подається на шину 42 змінного струму розподільної мережі, такої, як бортова мережа літака або 7 вертольота 44. Блок управління генератором (БУГ) або ланцюг 40 регулятора живиться енергією від ГПМ 30 через джгут дротів 38. Ланцюг 40 одержує по лінії 46 інформацію, яка дає уявлення про значення змінної напруги, що виробляється генератором 10, і регулює постійний струм, який подається на первинний ланцюг збудника 26 через джгут дротів 28, для того, щоб привести значення амплітуди вихідної напруги до номінальної. Частота цієї напруги змінюється як функція частоти обертання вала А. В режимі стартера ланцюг 40 регулятора живиться напругою по лінії 48 від шини 42 змінного струму (або від іншого джерела) для того, щоб забезпечити своє функціонування і щоб живити змінним струмом первинний ланцюг 26 збудника. В той же час вторинний ланцюг 14 живиться змінним струмом по джгуту 18 від шини 42 змінного струму (або від іншого джерела), внаслідок чого генератор діє як синхронний двигун. СГ, описаний вище, його функціонування і управління їм за допомогою БУГ відомі самі по собі, при тому, що ГПМ, збудник і синхронний генератор в режимі генерації електроенергії складають послідовність каскадів з посиленням від одного каскаду до іншого. Слід зазначити, що наявність ГПМ не потрібна, якщо ланцюг регулятора 40 може живитися електроенергією з іншого джерела. Слід також відзначити, що функції БУГ можуть бути включені до складу електронної схеми, яка регулює роботу двигуна і також відома як блок управління двигуном (БУД). На Фіг.3 і 4 показані варіанти виконання генераторного модуля 50 і модуля збудника 70 згідно з модульною структурою винаходу для СГ. Генераторний модуль 50 містить синхронний основний генератор 10, розміщений в корпусі 52. Ротор генератора, несучий обмотку первинного ланцюга 12, встановлений на валу 54, який в корпусі 52 спирається на підшипники 53а, 53b кочення. Статор генератора, несучий обмотку вторинного ланцюга 14, закріплений на внутрішній стороні корпусу 52. Джгут 18, який передає напругу, що виробляється, сполучений з вторинним ланцюгом 14, проходячи через корпус 52 герметичним чином, або ж, як показано за допомогою з'єднання із сполучним блоком 55, який у свою чергу сполучений з вторинним ланцюгом 14. Корпус 52 в цілому має циліндрову форму і герметично закритий в «задній частині» за допомогою торцевої стінки 56, яка прикріплена, наприклад болтами, до задньої частини корпусу 52, де встановлений підшипник 53а. В передній частині корпус 52 закритий стінкою 57. Стінка 57 має центральний отвір, обмежений кільцевим елементом 57а, виступаючим із стінки 57. Кільцевий елемент 57а служить опорою для підшипника 53b, а також для ущільнення манжета 58, внутрішня кромка якого торкається зовнішньої поверхні вала 54, або будь-якої іншої системи ущільнювача, наприклад сальника або пристрою лабіринтового типу, що обертається. Вал 54 виступає назовні з отвору в стінці 57, і його частина малого діаметра 54а продовжується за межі корпусу 52. Ця частина містить механічний 95453 8 сполучний елемент у вигляді, наприклад, системи пазів 60, і продовжується за системою пазів. Модуль 70 збудника містить збудник 20 і ГПМ 30, які розміщені в коробці або корпусі 72. Ротор збудника, що несе обмотку вторинного ланцюга 22, встановлений на валу 74, який в корпусі 72 спирається на підшипники 73а, 73b кочення. Статор збудника, що несе обмотку первинного ланцюга 26, закріплений на внутрішній стороні корпусу 72. Джгут 28, що живить струмом первинний ланцюг 26, сполучений з нею, проходячи через корпус 72 герметичним чином, або ж, як в показаному прикладі, за допомогою з'єднання із сполучним блоком 75, який у свою чергу сполучений з первинним ланцюгом 26. Корпус 72 в цілому має циліндрову форму і герметично закритий в «задній частині» за допомогою торцевої стінки 76, яка прикріплена, наприклад болтами, до задньої частини корпусу 72, де встановлений підшипник 73а. В своїй передній частині корпус 72 визначений стінкою 77, прикріпленою кільцевою частиною 77а, що оточує центральний отвір. Кільцева частина 77а несе підшипник 73b, а також несе манжетне ущільнення 78, внутрішня кромка якого торкається зовнішньої поверхні вала 74, або будь-яку іншу ущільнювальну систему, таку як сальник, що обертається, або пристрій лабіринтового типу, наприклад. Вал 74 виступає з отвору, визначеного стінкою 77, і виступає назовні корпусу у формі частини 74а, несучої механічний сполучний елемент у вигляді, наприклад, системи пазів 80. В показаному варіанті ГПМ 30 встановлений в корпусі 72 між збудником 20 і торцевою стінкою 76. Магніти ГПМ 34 закріплені на валу 74, тоді як обмотка вторинного ланцюга 36 ГПМ звернена до магніту 34 і підтримується частиною 81, закріпленою на внутрішній стороні корпусу 72. Струм, що виробляється ГПМ 30, передається по джгуту 38, який може бути сполучений напряму з первинною обмоткою 36, проходячи через стінку корпусу 72 герметичним чином, або ж, як в показаному прикладі, будучи сполученим із сполучним блоком 75, який у свою чергу сполучений з первинним ланцюгом 36. Як було відзначено вище, слід врахувати, що наявність ГПМ не є обов'язковою. Також можна ввести ГПМ до складу модуля генератора замість введення до складу модуля збудника. Інші елементи модулів 50 і 70 описані з посиланнями на Фіг.5, яка показує модулі, встановлені на коробці 90 приводів. Коробка 90 приводів містить корпус 92, в якому знаходиться зубчастий механізм 100, механічно зв'язаний за допомогою силового з'єднання з валом турбіни, такої як газова турбіна двигуна літака або вертольота, або газова турбіна ВСУ. У варіанті здійснення на Фіг.5 модулі 50 і 70 встановлені на відповідних протилежних бічних стінках 94 і 96 корпусу 92, і їх вали 54 і 74 коаксіальні. В показаному варіанті вал 74 є порожнистим і утворить оболонку, в яку проходить кінцева частина 54а вала 54, для того, щоб забезпечити хорошу співвісність. Набори пазів 60 і 80 мають однаковий 9 розмір і форму, і зчіплюються із загальним зубчастим колесом 102 зубчастого механізму 100, при цьому набори пазів 60 і 80 входять у зчеплення з взаємодіючими пазами, виконаними в осьовому отворі зубчастого колеса 102. Осьова втулка зубчастого колеса 102 спирається в корпусі 92 на підшипники 92а, 92b кочення, на цій втулці знаходяться кільцеві ущільнювачі 93а і 93b, які вставлені між підшипниками 92а, 92b і передніми стінками корпусів 52 і 72, відповідно. В іншому варіанті тільки один з валів 54, 74 повинен бути напряму сполучений із зубчастим колесом 102 за допомогою пазів, які він має, а самі вали зв'язані один з одним механічним з'єднанням при обертанні. В показаному варіанті електричне з'єднання між вторинним ланцюгом 22 збудника і первинним ланцюгом 12 генератора проходить через внутрішній простір валів 74, 54, обидва з яких є порожнистими. Проте, вал 54 не обов'язково повинен бути порожнистим в тому випадку, якщо він забезпечує прохід для електричного з'єднання. З'єднувач 82 закріплений на внутрішньому кінці вала 74 так, щоб бути легко доступним після зняття торцевої стінки 76. З'єднувач 82 сполучений з діодним мостом 24, що обертається, який закріплений на валу 74 і сполучений з вторинним ланцюгом 22. Джгут 84 проходить всередині валів 54, 74 для з'єднання первинного ланцюга 12 зі штекером, підключеним до з'єднувача 82. Передня частина зовнішньої стінки корпусу 52 разом з ущільнювальною прокладкою 94b входить у виїмку 94а, утворену в стінці 94 корпусу коробки приводів. Корпус 52 поряд з передньою частиною має зовнішній фланець 59, який при посадці упирається у зовнішню поверхню стінки 94, при цьому посадка співпадає із з'єднанням пазів 60 із зубчастим колесом 102. Корпус 52 прикріплений до корпусу коробки 92 приводів за допомогою болтового кріплення, направленого назовні фланця 59 до стінки 94. Можуть бути вибрані інші способи з'єднання, такі як стандартні швидкорознімні з'єднання, які використовують фіксатори, що пружно деформуються. Аналогічним чином передня частина зовнішньої стінки корпусу 72 разом з ущільнювальною прокладкою 96b входить у виїмку 96а, утворену в стінці 96 корпусу коробки приводів. Корпус 72 поряд з передньою частиною має зовнішній фланець 79, який при посадці упирається у зовнішню поверхню стінки 96, при цьому посадка співпадає із з'єднанням пазів 80 із зубчастим колесом 102. Корпус 72 прикріплений до корпусу коробки 92 приводів за допомогою болтового кріплення фланця 79 до стінки 96, або за допомогою інших засобів з'єднання, таких як стандартні швидкорознімні з'єднання, які використовують фіксатори, що пружно деформуються. Таким чином, модулі 50 і 70 встановлені на коробці приводів 90, а їх вали 54 і 74 сполучені із зубчастим колесом коробки приводів. Слід врахувати, що взаємне розташування зовнішніх ділянок валів 54 і 74 може бути зворотним, з проникненням витягнутого кінця вала 74 в оболонку, утворену порожнистим валом 54. 95453 10 В стандартному варіанті коробка 90 приводів оснащена системою (трактом) подачі змащувальної і охолоджувальної рідини, яка включає резервуар і рециркуляційний насос, який сам по собі приводиться в дію за допомогою з'єднання з коробкою приводів. Модулі 50 і 70 можуть забезпечуватися змащувально-охолоджувальною рідиною з системи коробки приводів. Відповідно, з цією метою у виступі 52b корпусу 52 виконаний канал 66 для постачання модуля 50 змащувально-охолоджувальною рідиною, відкритий на поверхні фланця 59, яка звернена до стінки 94, для того, щоб забезпечити з'єднання з трубкою 95, яка сполучена із змащувальноохолоджувальною системою коробки приводів. Герметичне з'єднання каналу 66 з трубкою 95 через стінку 94 забезпечується з'єднувачем 95а. Канал 66 сполучений з охолоджувальною системою 14а вторинного ланцюга 14 генератора 10, а також сполучений з форсунками (не показані), які служать, зокрема, для змащування підшипників 53а і 53b шляхом утворення масляного туману всередині корпусу 52. Аналогічним чином канал 86, який забезпечує модуль 70 змащувально-охолоджувальною рідиною, виконаний у виступі 72b на корпусі 72 і відкритий на поверхню фланця 79, що упирається в стінку 96, для з'єднання з трубкою 97, яка сполучена із змащувально-охолоджувальною системою коробки приводів. Герметичне з'єднання каналу 86 з трубкою 97 через стінку 96 забезпечується з'єднувачем 97а. Канал 86 сполучений з форсунками (не показані), які служать, зокрема, для змащування підшипників 73а і 73b шляхом утворення масляного туману всередині корпусу 72. Канали 57b, 77b виконані в стінках 57-94 і 7796 для того, щоб повертати змащувальноохолоджувальну рідину з внутрішніх об'ємів корпусів 52, 72 в корпус 92 з тим, щоб забезпечити рециркуляцію рідини. Слід врахувати, що при такій компоновці манжетні ущільнення 58, 78 можуть не використовуватися. Проте, вони служать для відділення систем циркуляції змащувально-охолоджувальної рідини всередині модулів 50, 70 від системи циркуляції всередині коробки приводів, тим самим вони обмежують ризик випадкового проливання залишків масла під час технічного обслуговування і можливого перенесення твердих частинок між корпусом 92 і одним з корпусів 52, 72. В іншому варіанті, в одному і/або іншому з модулів 50, 70 може забезпечуватися циркуляція змащувально-охолоджувальної рідини особливим автономним засобом. Таке виконання для генераторного модуля 50 схемно показане на Фіг.6. Подібне виконання може бути прийняте для модуля 70 збудника. В цьому варіанті модуль 50 сполучається з резервуаром 110 для змащувально-охолоджувальної рідини і з насосом 112 для безперервної циркуляції рідини всередині корпусу 52. Насос забезпечує корпус 52 рідиною по трубці 114, яка проходить через отвір в стінці корпусу і з'єднується з резервуаром 110 поворотною трубкою 116. Внутрішній 11 об'єм корпусу 52 сполучений з резервуаром 110 за допомогою отвору. Манжетне ущільнення 58 ізолює систему циркуляції змащувально-охолоджувальної рідини всередині корпусу 52 від системи циркуляції всередині корпусу 92, стінка 57 не має отворів, таких, як канал 57b на Фіг.5. Модульна структура СГ з окремим генераторним модулем і окремим модулем збудника має велику перевагу в тому, що вона дозволяє зменшити консольно закріплені на корпусі коробки приводів маси у порівнянні з повним СГ, змонтованим на одній стороні коробки приводів. Генераторний модуль і модуль збудника легко встановити і зняти. Таким чином, перед зняттям одного з модулів вимагається тільки від'єднати джгут 84 від з'єднувача 82 перед тим, як зняти корпус з модуля. Це дозволяє спростити операції технічного обслуговування і ремонту, а у разі поломки замість заміни всього СГ достатньо замінити тільки несправний модуль. Також можна використовувати змащувально-охолоджувальні засоби спільно з передбаченими для коробки приводів, як у варіанті здійснення на Фіг.5. На Фіг.7 показаний інший варіант здійснення, в якому обидва модулі 50 і 70 встановлено на одній і тій же стороні коробки приводів 90, і їх вали 54, 74 знаходяться на різних осях (елементам, що є і у варіанті здійснення на Фіг.5, дані такі ж посилальні номери). Таким чином, у варіанті здійснення на Фіг.7 генераторний модуль 50 встановлений, як показано на Фіг.5, тоді як модуль 70 збудника встановлений аналогічним, показаному на Фіг.5, чином, але прикріплений до тієї ж самої стінки 94 корпусу 92 коробки приводів. Передня частина корпусу 72 з фланцем 79 разом з ущільнювальною прокладкою 94d входить у виїмку 94с, утворену в стінці 94 корпусу коробки приводів. Вал 54 не має такої кінцевої ділянки, як частина 54а на Фіг.5, і цей вал відкритий на кінці, що проникає в корпус 92. Набори пазів 60 і 80, виконаних на валах 54 і 74, зчіплюються з відповідними зубчастими колесами 102, 104. Зрозуміло, вали 54 і 74 можуть бути сполучені з різними зубчастими колесами зубчастого механізму при розміщенні модулів 50, 70 також на протилежних сторонах корпусу коробки приводів. Бажано, хоча і не істотно, щоб вали 54, 74 оберталися з однаковою швидкістю. 95453 12 Для електричного з'єднання між вторинним ланцюгом збудника 22 і первинним ланцюгом генератора 12 потрібне вживання електричних з'єднувачів або поворотних з'єднань, що обертаються. Таким чином, з'єднувач 120, що обертається, має контактні кільця 122, які примусово обертаються спільно з валом 74 і сполучені з обмоткою вторинного ланцюга 22 відповідними провідниками, зібраними у джгут 124, який поміщений в порожнистий вал 74. З'єднувач 120 має нерухомі контакти або башмаки 126, які знаходяться у фрикційному контакті з кільцями 122. Башмаки 126 сполучені з діодним мостом 24, який у свою чергу сполучений із сполучним блоком 128. В генераторному модулі контактний пристрій 130 має контактні кільця 132, які обертаються спільно з валом 54 і сполучені з обмоткою первинного ланцюга 12 відповідними дротами, зібраними у джгут дротів 134, який поміщений в порожнистий вал 54. Контактний пристрій 130 має нерухомі контакти або струмознімальні башмаки 136, які знаходяться у фрикційному контакті з кільцями 132. Башмаки 136 сполучені із сполучним блоком 138. Нерухомі контакти 126 контактного пристрою 120 сполучені з відповідними нерухомими контактами 136 контактного пристрою 130 за допомогою джгута 140, який має на кінцях штекери для підключення до сполучних блоків 142, 144, які закріплені на зовнішніх поверхнях торцевих стінок 76, 56 і сполучені з блоками 128, 138. Розташування валів 54 і 74 на різних осях робить необхідним використовування електричних з'єднувачів, що обертаються, або еквівалентних засобів електричного з'єднання нерухомих частин і частин, що обертаються, проте це забезпечує велику гнучкість встановлення модулів 50, 70 на коробку приводів і дає можливість встановлення діодного моста 24 або іншого випрямляча на нерухомій частині модуля, яка не схильна до навантажень, викликаних обертанням вала 74. Оскільки звичайно з приводом від коробки приводів працюють два СГ, можна передбачити встановлення двох збудників на загальній осі для живлення відповідних генераторів. Два збудники можуть бути розміщені в загальному корпусі з двома комплектами обмоток або ж можуть бути розташовані один за одним, або в двох корпусах, утворюючи два модулі збудника, які знаходяться на загальній осі і встановлені з будь-якої сторони корпусу коробки приводів. 13 95453 14 15 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 95453 Підписне 16 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Gas-turbine starter/generator, assembly and gas turbine fitted with an assembly

Автори англійською

Becqerelle Samuel, Galivel Jean-Pierre

Назва патенту російською

Стартер-генератор для газотурбинного двигателя, агрегат и газотурбинный двигатель, который содержит такой стартер-генератор и агрегат

Автори російською

Беккерелль Самуэль, Галивель Жан-Пьер

МПК / Мітки

МПК: F02N 11/00, F02C 7/26, F02C 7/32

Мітки: газотурбінного, газотурбінний, агрегат, двигун, містить, стартер-генератор, двигуна

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-95453-starter-generator-dlya-gazoturbinnogo-dviguna-agregat-ta-gazoturbinnijj-dvigun-yakijj-mistit-takijj-starter-generator-ta-agregat.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Стартер-генератор для газотурбінного двигуна, агрегат та газотурбінний двигун, який містить такий стартер-генератор та агрегат</a>

Подібні патенти