Активное охлаждение среды, окружающей внешний корпус газовой турбины, предусматривающее выпуск воздуха в область потока выхлопных газов с давлением ниже давления окружающей среды - RU2015130234A
Код документа: RU2015130234A
Формула
1. Газотурбинный двигатель, содержащий:
внешний корпус, определяющий центральную продольную ось, и внешнюю поверхность внешнего корпуса, проходящую в окружном направлении вокруг центральной продольной оси;
канал охлаждения, связанный с внешней поверхностью внешнего корпуса и имеющий впуск канала и выпуск канала;
воздуховод, включающий в себя впускной конец, сообщающийся по текучей среде с выпуском канала, и выпускной конец, сообщающийся по текучей среде с потоком выхлопных газов из секции турбины газотурбинного двигателя; и
выходную конструкцию на выпускном конце воздуховода, причем выходная конструкция обеспечивает давление ниже давления окружающей среды на выпускном конце воздуховода для стимулирования потока от впускного конца воздуховода к выпускному концу воздуховода.
2. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором выходная конструкция взаимодействует с частью потока выхлопных газов, проходящего по выходной конструкции, для приложения пониженного давления на выпускном конце с целью всасывания воздуха из канала охлаждения в воздуховод.
3. Газотурбинный двигатель по п. 2, в котором выходная конструкция частично накрывает выпускной конец воздуховода, защищая находящуюся выше по потоку сторону выпускного конца и ограничивая обращенное ниже по потоку отверстие около находящейся ниже по потоку стороны выпускного конца.
4. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором выходная конструкция создает эффект эжекторного насоса на выпускном конце воздуховода для создания давления ниже давления окружающей среды внутри воздуховода и всасывания нагретого охлаждающего воздуха из канала охлаждения в воздуховод.
5. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором поверхность внешнего корпуса содержит наружную поверхность внешнего корпуса, а канал охлаждения ограничен панельной конструкцией, находящейся радиально снаружи от наружной поверхности.
6. Газотурбинный двигатель по п. 5, в котором канал
охлаждения проходит по окружности внешнего корпуса.
7. Газотурбинный двигатель по п. 6, в котором впуск канала находится в первом месте на окружности, а выпуск канала находится во втором месте на окружности, отстоящем в окружном направлении от первого места на окружности.
8. Газотурбинный двигатель по п. 7, в котором первое место на окружности, где находится впуск канала, диаметрально противоположно второму месту на окружности, где находится упомянутый выпуск канала.
9. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором канал охлаждения находится в некотором месте вдоль оси диффузора на выхлопе турбины, а выпуск воздуховода находится ниже по потоку от диффузора на выхлопе турбины у выхлопного коллектора.
10. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором впускной конец воздуховода открывается в окружающий воздух снаружи газотурбинного двигателя, обеспечивая подачу окружающего охлаждающего воздуха в упомянутый канал охлаждения.
11. Газотурбинный двигатель, содержащий:
внешний корпус, определяющий центральную продольную ось, и внешнюю поверхность упомянутого внешнего корпуса, проходящую в окружном направлении вокруг центральной продольной оси;
проход для выхлопных газов, ограниченный внутри внешнего корпуса и предназначенный для проведения потока выхлопных газов из секции турбины газотурбинного двигателя;
канал охлаждения, проходящий в окружном направлении по внешней поверхности внешнего корпуса и имеющий впуск канала и выпуск канала, отстоящий в окружном направлении от впуска канала;
воздуховод, включающий в себя впускной конец, сообщающийся по текучей среде с выпуском канала, и выпускной конец, сообщающийся по текучей среде с потоком выхлопных газов; и
выходную конструкцию на выпускном конце воздуховода, взаимодействующую с потоком выхлопных газов для обеспечения пониженного давления на выпускном конце воздуховода с целью всасывания воздуха из канала охлаждения в воздуховод.
12. Газотурбинный двигатель по п. 11, в котором канал
охлаждения находится в некотором месте вдоль оси диффузора на выхлопе турбины, а выпуск воздуховода находится ниже по потоку от упомянутого диффузора на выхлопе турбины у выхлопного коллектора.
13. Газотурбинный двигатель по п. 12, в котором воздуховод находится снаружи внешней поверхности упомянутого внешнего корпуса и может проходить в осевом направлении между диффузором на выхлопе турбины и выхлопным коллектором.
14. Газотурбинный двигатель по п. 12, в котором выхлопной коллектор включает в себя стенку коллектора, имеющую внешнюю поверхность коллектора и внутреннюю поверхность коллектора, отверстие коллектора, проходящее между внешней и внутренней поверхностями коллектора, воздуховод подсоединен к внешней поверхности коллектора, а выходная конструкция установлена на внутреннюю поверхность коллектора.
15. Газотурбинный двигатель по п. 14, в котором выходная конструкция ограничена пластинчатой накладкой с выходным щитком, имеющей первый окружной край, подсоединенный к внутренней поверхности коллектора выше по потоку от отверстия коллектора, и выходной щиток, имеющий второй окружной край ниже по потоку от первого окружного края и отстоящий в радиальном направлении внутрь от внутренней поверхности коллектора.
16. Газотурбинный двигатель по п. 15, в котором воздуховод ограничивает центральную ось, проходящую в основном параллельно потоку воздуха через воздуховод, а центральная ось пересекает выходной щиток.
17. Газотурбинный двигатель по п. 15, в котором выходной щиток отклоняет поток выхлопных газов в выхлопном коллекторе от отверстия коллектора и обеспечивает пониженное давление на выпускном конце воздуховода.
18. Газотурбинный двигатель по п. 11, включающий в себя теплозащитную и/или охлаждающую систему для управления температурой внешнего корпуса, причем упомянутая теплозащитная и/или охлаждающая система включает в себя:
внутренний изолирующий слой, поддерживаемый на внутренней поверхности внешнего корпуса, противоположной упомянутой внешней
поверхности упомянутого внешнего корпуса, причем этот внутренний изолирующий слой проходит в окружном направлении вдоль внутренней поверхности упомянутого внешнего корпуса и обеспечивает термическую стойкость к энергии, излучаемой из прохода для выхлопных газов, находящегося радиально изнутри от внешнего корпуса; и
канал охлаждения, ограниченный панельной конструкцией, отстоящей в радиальном направлении от внешней поверхности внешнего корпуса и проходящей по окружности внешней поверхности внешнего корпуса, причем канал охлаждения в общем случае выровнен в осевом направлении с внутренним изолирующим слоем и образует путь протекания для потока окружающего воздуха, охлаждающего внешнюю поверхность внешнего корпуса.
19. Газотурбинный двигатель по п. 18, включающий в себя наружный изолирующий слой, поддерживаемый на панельной конструкции и покрывающий ее.
