Охлаждаемая лопатка газовой турбины Советский патент 1993 года по МПК F01D5/16 

S- У.

UI.V.I .1. .АЧЧЧУ-М | 1,.

Л

VI

Ю GJ О VI СО

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в высоко- температурных ГТУ.

Известны охлаждаемые лопатки многопетлевого типа. Такой лопаткой является, например, рабочая лопатка I ступени турбины установки MS700F.

В этой лопатке каналы системы охлаждения, расположенные в профильной части, разделены радиальными перегородками. В две петлевые системы эти каналы объединены с помощью специальных перемычек в зоне удлинения ножки. Эти перемычки образуют стенку колен для поворота потока в каналах системы охлаждения. В периферий- ной части лопатки стенки колен для поворота охладителя образованы за счет верхней торцевой стенки лопатки. В хвостовике указанной лопатки имеются каналы, через которые охладитель подводится к полости в удлиненной ножке и из них передается в охлаждающий канал входной кромки и канал, в центральной части лопатки. Выход охладителя в проточную часть осуществляется через отверстие в торце лопатки (пери- ферийная зона лопатки) и щели в выходной кромке.

Недостатком такой лопатки является трудность, изготовления, так как стержни (имитаторы каналов при литье) не имеют опоры в зоне удлиненной ножи из-за наличия поперечных перемычек. Некоторый недостаток лопатки - трудность перераспределения охладителя между каналами системы охлаждения.

Цель изобретения заключается в повышении технологичности и надежности лопаток.

Поставленная цель достигается тем, что в охлаждаемой лопатке, содержащей полое перо с перегородками, образующими продольные каналы, полую удлиненную ножку и замковую часть с каналом подвода охлаждающей среды, удлиненная ножка лопатки снабжена размещенной в ее полости цилин- дрической перфорированной вставкой, контактирующей со стенками полости ножки, причем часть отверстий перфорации вставки сообщена с входами продольных каналов, а другая часть с каналами подвода охлаждающей среды.

На фиг.1 представлены прототип (фиг.1а) и принципиальная конструктивная схема замещения элементов прототипа элементами изобретения (фиг. 1 б и 1 в); на фиг.2

- охлаждаемая лопатка, общий вид; на фиг.З

- то; же, поперечное сечение плоскостью, перпендикулярной оси перфорированной вставки; на фиг,4 - лопатка с перфорированной вставкой, аксонометрия:

Охлаждаемая лопатка (Фиг.2) содержит полое перо 1 с перегородками 3, образую щими продольные каналы системы охлаждения 2, полую удлиненную ножку 4 (полость в ножке - 5) и замковую часть б с каналами подвода охлаждающей среды. В ножке лопатки размещена цилиндрическая перфорированная вставка 7, контактирующая со стенками полости ножки (посадка скольжения). Часть отверстий перфорации вставки 8 сообщена с входами профильных каналов, а другая часть сообщена с каналом подвода охлаждающей среды. В лопатке также установлены пластины 9. закрывающие полость удлиненной ножки с торцов.

Возможно другое исполнение вставки, в которой распределение охладителя производится за счет кольцевых канавок .10, выполненных на цилиндрической вставке (см.фиг.4).

Охлаждающий воздух поступает в ло- через каналы подвода в замковую маьть 6 (в полость 5 удлиненной ножки 4). Далее через системы отверстий в перфорированной вставке воздух поступает в два канала, являющихся начальными в двух раздельных петлях системы охлаждения. По указанным каналам воздух течек к периферийному сечению, поворачивает на. 180° и движ ется к корневому сечению. В зоне удлиненной ножки воздух натекает на стенку вставки, поворачивает и начинает движение по следующему каналу, из которого сбрасывается в проточную часть.

Эффективная работа петлевых систем охлаждения обеспечивается за счет плотного .прилегания цилиндрической вставки к цилиндрическим пояскам в перегородках удлиненной ножки (за счет выполнения указанного соединения по посадке скольжения). Возможные утечки не. будут превосходить долей процента (от расхода воздуха через лопатку) из-за малых величин зазора и малых перепадов давления.

В предлагаемом изобретении значительно улучшаются технологические характеристики из-за того, что при литье может быть использована прочная и устойчивая стержневая двухопорная система в отличие от прототипа, в котором необходимы одно- опорные элементы стержня для большей части каналов (стержневая система - одна из основных частей литейной оснастки).

Надежность работы лопаток повышается из-за того, что при устойчивом стержне может быть получена минимальная рэзно- толщинность стенок профильной части, а также легко обеспечивается оптимальное дозирование воздуха через перфорацию вставки при доводке.

Формула изобретения Охлаждаемая лопатка газовой турбины, ;одержащая полое перо с перегородками, образующими продольные каналы, полую длиненную ножку и замковую часть с кана- ом подвода охлаждающей среды, о т л и - а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ехнологичности и надежности, ножка лопатки снабжена размещенной в ее полости цилиндрической перфорированной вставкой, контактирующей со стенками полости ножки, выполненными цилиндрическими, причем часть отверстий перфорации вставки сообщена с входами продольных каналов, а другая часть - с каналом подвода охлаждающей среды.

Использование: в турбиностроении для высокотемпературных газотурбинных установок. Сущность: охлаждаемая лопатка газовой турбины содержит полое перо 1 с перегородками 3, образующими продольные каналы 2, полую удлиненную ножку 4 и замковую часть 6 с каналами подвода охлаждающей среды. Ножка 4 лопатки снабжена размещенной в её полости цилиндрической перфорированной вставкой 7, контактирующей со стенками полости ножки. Причем часть отверстий перфорации вставки 8 сообщена с входами продольных каналов, а другая часть - с каналами подвода охлаждающей среды. 4 ил.

)

/

t

Фиг. /.