Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением



Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением
Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением

 


Владельцы патента RU 2473813:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в высокотемпературных газовых турбинах. Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением содержит профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания, в виде углубления с внутренней стороны полок, ограниченного заглубленной передней стенкой и стенкой, проходящей в толще полки, наклоненной от передней стенки в направлении течения потока газа до поверхности полки, каналы подачи воздуха в направлении движения газа, соединенные с передней стенкой. Углубление выполнено в виде паза со стороны заглубленной передней стенки в форме треугольной призмы и размещено в межлопаточном канале. Каналы подачи воздуха в заглубленной передней стенке выполнены в виде щели длиной по ширине паза. Изобретение направлено на повышение эффективности охлаждения сопла за счет повышение равномерности охлаждения полок в сопловом агрегате по всей длине. 2 ил.

 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в высокотемпературных газовых турбинах. Более конкретно предлагаемое изобретение относится к элементам охлаждения стенки сопла ячейки при помощи холодного воздуха.

Известен охлаждаемый сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением пера и полок путем подачи воздуха по поверхности полок и лопаток непосредственно через отверстия в полках.

(Теплообменные аппараты и системы охлаждения комбинированных установок. М.: Издательство МГТУ им. Э.Баумана., 2003 г. Рис.5.22, с.296) /1/

Такое охлаждение недостаточно эффективно, так как приводит к размыванию пелены охлаждающего воздуха и появлению трещин из-за высоких градиентов на полках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный из описания патента сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением, содержащий профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания в виде углубления с внутренней стороны полок, ограниченного заглубленной передней стенкой и стенкой, проходящей в толще полки, наклоненной от передней стенки в направлении течения потока газа до поверхности полки, каналы подачи воздуха в направлении движения газа, соединенные с передней стенкой.

/RU №2418174 C2 МПК F01D 5/18, B23P 15/02 опубл. 10.05.2011 г. / /2/

Однако использование точечных участков охлаждения не позволяет эффективно достигать равномерного охлаждения всей поверхности полки сопла ячейки.

Задачей изобретения является повышение эффективности охлаждения сопла.

Ожидаемый технический результат - повышение равномерности охлаждения полок сопла ячейки по всей поверхности.

Технический результат достигается тем, что в известном сопловом аппарате турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением, содержащем профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания в виде углубления с внутренней стороны полок, ограниченного заглубленной передней стенкой и стенкой, проходящей в толще полки, наклоненной от передней стенки в направлении течения потока газа до поверхности полки, каналы подачи воздуха в направлении движения газа, соединенные с передней стенкой, согласно изобретению углубление выполнено в виде паза со стороны заглубленной передней стенки в форме треугольной призмы и размещено в межлопаточном канале, а каналы подачи воздуха в заглубленной передней стенке выполнены в виде щели длиной по ширине паза.

Выполнение углубления на полках лопаток с горячей стороны в виде треугольной призмы позволяет подвести охлаждаемый воздух на места, которые требуют максимального охлаждения и увеличивают длину охлаждаемой зоны полки.

Выполнение каналов подачи воздуха в заглубленной передней стенке в виде паза длиной по ширине полки позволяет подвести охлаждаемый воздух равномерным потоком в одном направлении с потоком газа и уменьшить размывание пелены охлаждающего воздуха.

Фиг.1 - продольный разрез по каналу между лопатками.

Фиг.2 - поперечный разрез по лопаткам.

Сопловой агрегат 1 турбомашины содержит профили 2, полки 3 и 4. На внутренней поверхности полок 3 и 4 выполнено углубление 5 в виде треугольной призмы, ограниченной заглубленной передней стенкой 6 и наклоненной стенкой, проходящей в толще полки 7, и одной открытой стороной 8. В заглубленной передней стенке 6 выполнены пазы 9 для подачи воздуха.

При работе соплового агрегата 1 в наиболее горячую часть внутренних полок 3 и наружных полок 4 подается воздух, который через паз 9, в заглубленной передней стенке 6, попадает в углубление 5 и накрывает пеленой полки лопатки.

Использование изобретения позволяет увеличить продолжительность службы соплового агрегата вследствие уменьшения высокотемпературных градиентов на полках соплового агрегата и уменьшения дефекта трещинообразования.

Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением, содержащий профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания в виде углубления с внутренней стороны полок, ограниченного заглубленной передней стенкой и стенкой, проходящей в толще полки, наклоненной от передней стенки в направлении течения потока газа до поверхности полки, каналы подачи воздуха в направлении движения газа, соединенные с передней стенкой, отличающийся тем, что углубление выполнено в виде паза со стороны заглубленной передней стенки в форме треугольной призмы и размещено в межлопаточном канале, а каналы подачи воздуха в заглубленной передней стенке выполнены в виде щели длиной по ширине паза.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетическим турбинам. .

Турбина // 2459090

Изобретение относится к области газотурбинных двигателей, в частности турбореактивных двигателей, и касается направляющей лопатки, расположенной внутри компрессора.

Изобретение относится к системам парораспределения паровых турбин. .

Изобретение относится к роторной лопатке и к роторному диску для газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в последних ступенях влажно-паровых турбин. .

Изобретение относится к способу изготовления лопатки турбомашины, может применяться в авиационных газотурбинных двигателях и энергетических установках при изготовлении рабочих и направляющих лопаток вентиляторов, компрессоров и турбин.

Изобретение относится к способу нанесения теплобарьерного покрытия на основе диоксида циркония на монокристаллический жаропрочный сплав на основе никеля, имеющего следующий состав, мас.%: 3,5-7,5 Сr, 0-1,5 Мо, 1,5-5,5 Re, 2,5-5,5 Ru, 3,5-8,5 W, 5-6,5 Al, 0-2,5 Ti, 4,5-9 Та, 0,08-0,12 Hf, 0,08-0,12 Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси.

Изобретение относится к лопатке газотурбинного двигателя, и в частности к лопатке, находящейся в потоке горячих газов, требующих использования специальных средств, несмотря на температурные условия и часто высокое давление.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, турбостроения и может найти применение в охлаждаемых лопатках высокотемпературных газовых турбин. .

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к охлаждаемым лопаткам турбомашин, применяемым в авиационных двигателях, а также в стационарных газотурбинных установках
Наверх