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

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в системах охлаждения лопаток турбин.

Известна охлаждаемая полая лопатка турбины, содержащая установленный внутри нее дефлектор с отверстиями в зоне передней кромки лопатки, внутренняя поверхность которой выполнена в виде кругового цилиндра.

Недостатком данной конструкции является сравнительно невысокая эффективность охлаждения передней кромки лопатки.

Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанного недостатка.

Указанная цель достигается за счет того, что примыкающая к передней кромке лопатки часть поверхности дефлектора выполнена вогнутой в форме кругового цилиндра, концентричного внутренней поверхности передней кромки лопатки, отверстия выполнены в виде щелей, расположенных в шахматном порядке по высоте лопатки и образованных вогнутой частью поверхности дефлектора и ее частями, примыкающими к спинке и корыту лопатки, а на внутренней поверхности передней кромки лопатки размещены поперечные полки, установленные относительно поверхности дефлектора с образованием отдельных циклонных камер, высота которых равна соответственно вертикальному размеру щелей.

На фиг. 1 изображена конструкция охлаждаемой полой лопатки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Лопатка содержит переднюю кромку 1, на внутренней поверхности которой расположены поперечные полки 2, и дефлектор 3 с вогнутой частью 4 поверхности. Между вогнутой частью 4 поверхности дефлектора 3 и частями 5 его поверхности, примыкающими к спинке и корыту лопатки, расположены щели 6, размещенные в шахматном порядке по высоте лопатки с обеих сторон дефлектора 3. Вогнутая часть 4 поверхности дефлектора 3 образует с внутренней поверхностью передней кромки 1 лопатки и поперечными полками 2 циклонные камеры 7, высота которых равна соответственно высоте щелей 6. Между дефлектором 3 и корпусом 8 лопатки имеются зазоры для выхода из циклонных камер 7 охлаждающего воздуха. В стенке дефлектора 3 выполнены отверстия 9, расположенные в зоне щелей 6.

Устройство работает следующим образом.

Охлаждающий воздух из дефлектора 3 через щели 6 по касательной к внутренней поверхности передней кромки 1 лопатки поступает в циклонные камеры 7, где совершает интенсивное вихревое движение. Далее воздух поступает в зазоры между дефлектором 3 и корпусом 8 лопатки с последующим выбросом его в проточную часть турбины. Незначительная часть воздуха проходит через отверстия 9, организуя охлаждение в застойных зонах, расположенных между частями 5 поверхности дефлектора 3, примыкающими к спинке и корыту лопатки, и корпусом 8 лопатки.

Организация закрутки потока в зоне передней кромки лопатки в соответствии с изобретением интенсифицирует теплообмен в зоне передней кромки лопатки и снижает гидравлическое сопротивление по ходу потока охлаждающего воздуха внутри лопатки, что обеспечивает повышение эффективности охлаждения лопатки.

ОХЛАЖДАЕМАЯ ПОЛАЯ ЛОПАТКА ТУРБИНЫ, содержащая установленный внутри нее дефлектор с отверстиями в зоне передней кромки лопатки, внутренняя поверхность которой выполнена в виде кругового цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения передней кромки лопатки, примыкающая к ней часть поверхности дефлектора выполнена вогнутой в форме кругового цилиндра, концентричного внутренней поверхности передней кромки лопатки, отверстия выполнены в виде щелей, расположенных в шахматном порядке по высоте лопатки и образованных вогнутой частью поверхности дефлектора и ее частями, примыкающими к спинке и корыту лопатки, а на внутренней поверхности передней кромки лопатки размещены поперечные полки, установленные относительно поверхности дефлектора с образованием отдельных циклонных камер, высота которых равна соответственно вертикальному размеру щелей.