СТАТОР ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2015 года по МПК F01D25/14 F01D25/24 

Изобретение относится к статорам высокотемпературных турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен статор высокотемпературной турбины, сектора разрезного кольца в котором охлаждаются через отверстия в ленте, расположенной с внешней стороны от секторов (патент RU №2465466, F01D 25/24).

Недостатком известной конструкции является ее низкая надежность из-за пониженной эффективности охлаждения секторов разрезного кольца.

Наиболее близким к заявляемому является статор высокотемпературной турбины, сектора разрезного кольца в котором выполнены с внутренней воздушной полостью, на входе соединенной каналами с воздушной полостью между разрезным кольцом и корпусом турбины (патент US №6742783, F01D 11/02).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за паразитных утечек охлаждающего воздуха из воздушной полости между разрезным кольцом и корпусом турбины, что может привести к уменьшению расхода охлаждающего воздуха, протекающего в воздушной полости разрезного кольца и к его перегреву.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности статора высокотемпературной турбины путем исключения паразитных утечек охлаждающего воздуха, поступающего на охлаждение секторов разрезного кольца.

Указанный технический результат достигается тем, что в статоре высокотемпературной турбины, включающем размещенную в промежуточном корпусе сопловую лопатку и установленные ниже по потоку газа сектора разрезного кольца, выполненные с внутренней воздушной полостью, согласно изобретению, на внешней стороне каждого сектора разрезного кольца размещен полый патрубок, передним осевым цилиндрическим хвостовиком установленный в промежуточном корпусе, причем внутренняя полость патрубка на входе соединена с воздушной полостью промежуточного корпуса, а на выходе - с внутренней полостью сектора разрезного кольца, при этом передний хвостовик сектора разрезного кольца установлен в сопловой лопатке соединением щип - паз с радиальными зазорами, а патрубок размещен по оси симметрии сектора разрезного кольца.

Размещение на внешней стороне сектора разрезного кольца полого патрубка, передним осевым цилиндрическим хвостовиком установленного в промежуточном корпусе, позволяет зафиксировать сектора разрезного кольца как в радиальном, так и в окружном направлениях.

Соединение внутренней полости патрубка на входе с воздушной полостью промежуточного корпуса, а на выходе - с внутренней воздушной полостью сектора разрезного кольца, позволяет организовать эффективное охлаждение секторов при минимальных паразитных утечках охлаждающего воздуха.

Установка переднего хвостовика сектора разрезного кольца в сопловой лопатке соединением щип - паз с радиальными зазорами, позволяет исключить появление дополнительных напряжений из-за различных температурных деформаций в радиальном направлении сектора разрезного кольца, промежуточного корпуса и сопловой лопатки, а также исключает выпадение сектора разрезного кольца в проточную часть статора высокотемпературной турбины в случае поломки патрубка.

Размещение патрубка по оси симметрии сектора разрезного кольца позволяет организовать равномерное в окружном направлении охлаждение сектора разрезного кольца, что повышает надежность статора высокотемпературной турбины.

На фиг.1 изображен продольный разрез статора высокотемпературной турбины.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

На фиг.4 - вид Б на фиг.1.

На фиг.5 - вариант исполнения фиг.4.

Статор 1 высокотемпературной турбины состоит из наружного корпуса 2, в котором размещен промежуточный корпус 3 с установленными на нем сопловыми лопатками 4. Ниже лопаток 4 по потоку газа 5 в проточной части 6 статора 1 установлено разрезное кольцо 7, состоящее из множества секторов 8, каждый из которых выполнен с внутренней воздушной полостью 9. На внешней стороне 10 каждого из секторов 8 размещен полый патрубок 11, своим осевым цилиндрическим хвостовиком 12 установленный в промежуточном корпусе 3. Внутренняя полость 13 патрубка 11 на входе через каналы 14 соединена с воздушной полостью высокого давления 15 промежуточного корпуса 3, а на выходе - с внутренней воздушной полостью 9 сектора 8. Для обеспечения равномерного охлаждения сектора 8 в окружном направлении, патрубок 11 размещен по оси симметрии 16 сектора 8. Передним хвостовиком 17 сектор 8 соединением щип - паз 18 установлен в пазу 19 сопловой лопатки 4 с верхним 20 и нижним 21 радиальными зазорами. В воздушной полости 9 сектора 8, могут быть размещены различные интенсификаторы охлаждения, например, штырьки 22 или ребра 23.

Работает данное устройство следующим образом.

При работе статора высокотемпературной турбины 1 паразитные утечки охлаждающего воздуха, поступающего из полости повышенного давления 15 в воздушную внутреннюю полость 9 сектора 8 минимальны, что способствует снижению температуры сектора 8 и повышению надежности статора высокотемпературной турбины.

Изобретение относится к статорам высокотемпературных турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор высокотемпературной турбины включает размещенную в промежуточном корпусе сопловую лопатку и установленные ниже по потоку газа сектора разрезного кольца, выполненные с внутренней воздушной полостью. На внешней стороне каждого сектора разрезного кольца размещен полый патрубок, передним осевым цилиндрическим хвостовиком установленный в промежуточном корпусе. Внутренняя полость патрубка на входе соединена с воздушной полостью промежуточного корпуса, а на выходе - с внутренней полостью сектора разрезного кольца. Передний хвостовик сектора разрезного кольца установлен в сопловой лопатке соединением щип - паз с радиальными зазорами, а патрубок размещен по оси симметрии сектора разрезного кольца. Изобретение позволяет повысить надежность статора высокотемпературной турбины, за счет исключения паразитных утечек охлаждающего воздуха, поступающего на охлаждение секторов разрезного кольца. 5 ил.

Статор высокотемпературной турбины, включающий размещенную в промежуточном корпусе сопловую лопатку и установленные ниже по потоку газа сектора разрезного кольца, выполненные с внутренней воздушной полостью, отличающийся тем, что на внешней стороне каждого сектора разрезного кольца размещен полый патрубок, передним осевым цилиндрическим хвостовиком установленный в промежуточном корпусе, причем внутренняя полость патрубка на входе соединена с воздушной полостью промежуточного корпуса, а на выходе - с внутренней полостью сектора разрезного кольца, при этом передний хвостовик сектора разрезного кольца установлен в сопловой лопатке соединением щип - паз с радиальными зазорами, а патрубок размещен по оси симметрии сектора разрезного кольца.