F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons – 01 – D
Patent
F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons
01
D
F01D 5/08 (2006.01) F01D 25/10 (2006.01)
Patent
CA 2600502
Transient thermal stresses occur in a gas turbine rotor (20) at start-up as a rotor central section (22) does not heat up as quickly as outer rotor sections. Such stresses are mitigated when the central section is heated using a device (40) capable of induction heating. The device (40) comprises an electrical conductor (50,52) provided at the surface of a rotor central bore (32) and at least one magnetic field producing element (42) adjacent to the conductor. The electrical conductor comprises an inner sleeve (50) preferably made of copper, and an outer sleeve (52) preferably made of steel. The magnetic field producing elements are either permanent magnets or electromagnets that are mounted around a tubular support structure (44) which is preferably set inside an inner shaft (30). Relative rotation between the inner shaft (30) and the rotor (20) results in eddy currents in the electrical conductor (50, 52) thereby causing heating of the rotor central section (22). An associated method of reducing transient thermal stresses in a gas turbine engine rotor is also disclosed.
Selon l~invention, des contraintes thermiques transitoires se produisent dans un rotor de turbine à gaz (20) à la mise en marche, étant donné qu~une section centrale du rotor (22) ne chauffe pas aussi rapidement que les sections externes du rotor. De telles contraintes sont atténuées lorsque la section centrale est chauffée à l'aide d'un dispositif (40) capable de chauffer par induction. Le dispositif (40) comprend un conducteur électrique (50, 52) fourni sur la surface d'un alésage central du rotor (32) et au moins un élément produisant un champ magnétique (42) à côté du conducteur. Le conducteur électrique comprend un manchon interne (50) de préférence fabriqué en cuivre, et un manchon externe (52) de préférence fabriqué en acier. Les éléments produisant un champ magnétique sont des aimants permanents ou des électro-aimants qui sont montés autour d'une structure de support tubulaire (44) qui est de préférence placée à l'intérieur d'un axe interne (30). La rotation relative entre l'axe interne (30) et le rotor (20) produit des courants de Foucault dans le conducteur électrique (50, 52) entraînant de ce fait le chauffage de la section centrale du rotor (22). L~invention décrit également un procédé associé permettant de réduire les contraintes thermiques transitoires dans un rotor d~une turbine à gaz.
Abrari Farid
Dooley Kevin Allan
Ogilvy Renault Llp/s.e.n.c.r.l.,s.r.l.
Pratt & Whitney Canada Corp.
LandOfFree
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