Охлаждаемая лопатка газовой турбины Советский патент 1993 года по МПК F01D5/18 

Изобретение относится к области турбин, в частности - к охлаждению лопаток высокотемпературных газовых турбин, предназначенных для использования во всех отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение эффек- , тивности охлаждения и надежности.

Указанная цель достигается тем, что на пути сечения охладителя по мере его подогрева осуществляются дополнительные подводы охлаждающей среды. Они происходят из расположенных по направлению , движения хладоагента отверстий в стержне. При этом, начиная с места выдува охладителя, размер поперечного сечения канала, по которому он течет, увеличивается. Эти мероприятия, не увеличивая коэффициента гидравлического сопротивления, приводят к снижению температуры несущего потока и, как следствие, улучшают эффективность охлаждения участков лопатки, находящихся за отверстиями. Благодаря этому представляется возможность обойтись минимальным расходом охладителя для обеспечения заданной температуры лопатки.

На фиг. 1 и 2 изображены лопатки с продольным и поперечным течением охладителя, показана схема течения хладоагента, места расположения отверстий вдува охладителя и их ориентация по отношению к потоку.

Охлаждаемая лопатка турбины состоит из стержня 1 с ребрами 2 на его внешней поверхности и контактирующей с торцами ребер оболочки 3, образующей с ребрами каналы 4 для прохода охлаждающей среды. При этом, стержень выполнен с выемками 5 и отверстиями 6, причем отверстия ориентированы в направлении движения охлаждающе и среды, выемки размещены за отверстиями.

Увеличение проходного сечения канала 4 происходит за счет увеличения высоты ребра h от отверстий до следующего их местонахождения вплоть до выхода из лопатки.

Увеличение проходного сечения в канале за отверстиями позволяет варьировать гидравлическим сопротивлением тракта с целью выбора его оптимального значения. Снижение температуры охладителя по ходу

ел

с

оо

СП

со ы

4

его течения дает возможность охладить лопатку до заданной температуры при меньшем расходе хладоагента, чем это потребовалось бы при использовании традиционной схемы при прочих равных условиях. Это способствует повышению КПД турбины и улучшению экономичности установки в целом.

Формула изобретения Охлаждаемая лопатка газовой турбины, содержащая стержень с ребрами на его внешней поверхности и контактирующую с

0

торцами ребер оболочку, образующую с ребрами каналы для прохода охлаждающей среды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и надежности, стержень выполнен с выемками и отверстиями, причем выемки размеще- ны за отверстиями по направлению движения охлаждающей среды, оси отверстий ориентированы по направлению движения последней, а ребра выполнены с переменной высотой, увеличивающейся к выходному сечению каналов.

Использование: в газовых турбинах; в частности в охлаждаемых лопатках высокотемпературных газовых турбин. Сущность: стержень выполнен с выемками и отверстиями, причем выемки размещены за отверстиями по направлению движения охлаждающей среды, оси отверстий ориентированы по направлению движения последней, а ребра выполнены с переменной высотой, увеличивающейся к выходным сечениям каналов. 2 ил.

Фиг: 4

Ьход охладителя

Ьыход охладителя Фиг.2.