ОХЛАЖДАЕМАЯ ЛОПАТКА ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ Советский патент 1995 года по МПК F01D5/18 

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в газовых турбинах турбореактивных двигателей с охлаждаемыми сопловыми и рабочими лопатками.

Известна охлаждаемая лопатка газовой турбины, содержащая полое перо, входная часть которого имеет в зоне входной кромки, на спинке и корыте отверстия и размещенные в полости пера поперечные перегородки, разделяющие ее на ряд отдельных полостей, причем в полости передней кромки установлен дефлектор.

Однако для достижения высокой эффективности пленочного охлаждения входной кромки в отверстия на входной кромке необходимо выпускать значительный расход охлаждающего воздуха, что трудно осуществить в указанной лопатке, поскольку лобовые отверстия и отверстия на спинке и корыте запитываются из одной полости.

Известна также охлаждаемая лопатка газовой турбины, содержащая полое перо, входная часть которого имеет в зоне входной кромки, на спинке и корыте отверстия и размещенные в полости пера поперечные перегородки, разделяющие ее на ряд отдельных полостей, подключенных к источнику охлаждающей среды.

Однако такая лопатка обладает существенным недостатком. Это связано с тем, что для обеспечения пленочного охлаждения в переднюю по ходу рабочего тела полость лопатки необходимо подавать значительные расходы охлаждающего воздуха.

Кроме того, внутренние проходные сечения охлаждаемых лопаток ограничены. Это объясняется недопустимостью значительного увеличения относительной толщины профиля лопатки из-за резкого падения коэффициента полезного действия турбины, которое соответствует подобному увеличению.

Высокий расход охлаждающего воздуха в переднюю полость в сочетании с ограниченным проходным сечением этой полости обуславливают повышенный уровень скорости охлаждающего воздуха и, как следствие, значительные потери полного давления.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения лопатки.

Указанная цель достигается тем, что в охлаждаемой лопатке газовой турбины, содержащей полое перо, входная часть которого имеет в зоне входной кромки, на спинке и корыте отверстия и размещенные в полости пера поперечные перегородки, разделяющие ее на ряд отдельных полостей, подключенных к источнику охлаждающей среды, в полости входной части пера дополнительно установлены продольные перегородки, образующие с спинкой и корытом каналы, изолированные от указанной полости и сообщающие отверстия на спинке и корыте с одной из последующих полостей ряда.

На чертеже показан поперечный разрез охлаждаемой лопатки газовой турбины.

Лопатка содержит полое перо 1, входная часть которого имеет в зоне входной кромки 2, на спинке 3 и корыте 4 отверстия 5, 6, 7 и размещенные в полости пера 1 поперечные перегородки 8, разделяющие ее на ряд отдельных полостей 9, 10, 11, подключенных к источнику охлаждающей среды (на чертеже не показан). В полости 9 входной части пера 1 дополнительно установлены продольные перегородки 12, образующие с спинкой 3 и корытом 4 каналы 13, 14, изолированные от упомянутой полости 9, и сообщающие отверстия 6, 7 на спинке 3 и корыте 4 с одной из последующих полостей 10 ряда.

При работе лопатки охлаждающий воздух поступает в переднюю полость 9 и через отверстия 5 на входной кромке 2 вытекает в проточную часть турбины, осуществляя пленочное охлаждение входной кромки 2. Охлаждающий воздух из средней полости 10 по каналам 13 и 14 поступает в отверстия 6 и 7 на спинке 3 и корыте 4 пера 1 лопатки, осуществляя пленочное охлаждение пера в районе передней полости 9.

Такое выполнение охлаждающей лопатки позволяет снабжать охлаждающим воздухом отверстия 6 и 7 спинки 3 и корыта 4 стенок лопаток не из передней полости 9, а посредством каналов 13 и 14 из полости 10 лопатки, граничащей с передней полостью 9. Благодаря этому через переднюю полость 9 осуществляется расход воздуха, идущего в отверстия 5 входной кромки 2, который, как правило, существенно меньше суммарного расхода воздуха, идущего во все отверстия 5, 6, 7 передней полости 9, что, в свою очередь, повышает эффективность охлаждения лопатки.

ОХЛАЖДАЕМАЯ ЛОПАТКА ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащая полое перо, входная часть которого имеет в зоне кромки, на спинке и корыте отверстия и размещенные в полости пера поперечные перегородки, разделяющие ее на ряд отдельных полостей, подключенных к источнику охлаждающей среды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, в полости входной части дополнительно установлены продольные перегородки, образующие с спинкой и корытом каналы, изолированные от упомянутой полости, и сообщающие отверстия на спинке и корыте с одной из последующих полостей ряда.