×
25.08.2017
217.015.c740

Сопловой аппарат турбины высокого давления

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002618990
Дата охранного документа
11.05.2017
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Сопловой аппарат турбины высокого давления содержит перо лопатки, ограниченное входной и выходной кромками, наружную и внутреннюю полки, внутреннее кольцо и наружное кольцо, установленные на внутренней полке с образованием между ними кольцевой щели нижней воздушной завесы. Сопловой аппарат снабжен ребрами, выполненными на внутреннем кольце. Ребра равномерно установлены по периметру кольцевой щели. Отношение площади щели для прохода охлаждающего воздуха к ее общей площади с учетом загромождения площади ребрами равно 0,8…0,9, а отношение высоты ребра к ширине паза между ребрами равно 0,16…0,20. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения, стойкость нижней полки, оптимизировать расход охлаждающего воздуха и обеспечить устойчивость стенки наружного кольца на всех режимах. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предложение относится к турбостроению и может быть использовано в высокотемпературных газовых турбинах, более конкретно относится к конструкциям сопловых аппаратов турбин высокого давления с температурой перед турбиной Т3* более 1850K.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сопловой аппарат турбины высокого давления, содержащий перо лопатки, ограниченное входной и выходной кромками, наружную и внутреннюю полки, внутреннее кольцо и наружное кольцо, установленные на внутренней полке с образованием между ними кольцевой щели нижней воздушной завесы

/RU 151769 U1, МПК F01D 9/02, Опубликовано: 20.04.2015/.

Недостатком такой сопловой лопатки является охлаждение в районе входной кромки в корневом сечении лопатки. Охлаждение вышеуказанных элементов осуществляется через щель на кольце нижней воздушной завесы и перфорацию на полке. Поскольку газовый поток очень быстро размывает защитную пеленку воздуха, такое охлаждение является недостаточным. Кроме того, щель на кольце нижней воздушной завесы, вследствие температурной деформации колец, изменяет свои размеры, что приводит к неравномерности охлаждения и происходят прогары входной кромки и обгар полки щели на кольце нижней воздушной завесы.

Задача изобретения - разработать усовершенствования, позволяющие эффективно охладить входную кромку сопловой лопатки в корневом сечении и внутреннюю полку в районе входной кромки.

Ожидаемый технический результат - повышение эффективности охлаждения, повышение стойкости нижней полки, оптимизация расхода охлаждающего воздуха.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что известный сопловой аппарат турбины высокого давления, содержащий перо лопатки, ограниченное входной и выходной кромками, наружную и внутреннюю полки, внутреннее кольцо и наружное кольцо, установленные на внутренней полке с образованием между ними кольцевой щели нижней воздушной завесы, по предложению, сопловой аппарат снабжен ребрами, выполненными на внутреннем кольце, ребра равномерно установлены по периметру кольцевой щели, при этом отношение площади щели для прохода охлаждающего воздуха к ее общей площади с учетом загромождения площади ребрами равно 0,8…0,9, а отношение высоты ребра к ширине паза между ребрами равно 0,16…0,20. В предложенном решении предложено зафиксировать отношение площади щели для прохода охлаждающего воздуха к суммарной площади с учетом загромождения ребрами, в результате исключаются прогары входной кромки и обгар полки.

Оптимальное отношение площади щели для прохода охлаждающего воздуха к суммарной площади с учетом загромождения ребрами, при котором охлаждение становится оптимальным и прогары практически исключаются, равно 0,8…0,9, при отношении высоты ребра к ширине паза между ребрами, равном 0,16…0,20.

При соотношении менее 0,8 возможно затенение участков на внутренней полке сопловых лопаток, что приведет к их обгару, а при соотношении более 0,9 возможна деформация стенки наружного кольца и уменьшение площади для прохода воздуха. Также установлено, что при отношении высоты ребер к ширине паза между ребрами, меньшем 0,16, происходит прикрытие щели кольцевым пояском наружного кольца, что приводит к прогибу наружного кольца и уменьшению расхода воздуха, подаваемого на охлаждение внутренних полок сопловых лопаток. При отношении большем 0,2 наблюдается повышенный расход воздуха на внутренней полке сопловых лопаток, что приводит к уменьшения расхода воздуха, подаваемого на охлаждение пера сопловых лопаток и рабочих лопаток.

Фиг. 1 - проточная часть соплового аппарата турбины высокого давления.

Фиг. 2 - сечение А-А по ребрам внутреннего кольца.

Сопловой аппарат турбины высокого давления состоит из сопловых лопаток 1 с входной 2 и выходной кромками 3, внутренней полки 4, наружной полки 5 и внутреннего кольца 6, наружного кольца 7, образующие между ними кольцевую щель 8 нижней воздушной завесы. Сопловой аппарат снабжен ребрами 9, выполненными на внутреннем кольце, ребра 9 равномерно установлены по периметру кольцевой щели 8, при этом отношение площади щели для прохода охлаждающего воздуха к ее общей площади с учетом загромождения площади ребрами равно 0,8…0,9, а отношение высоты ребра к ширине паза между ребрами равно 0,16…0,20.

При работе газовый поток проходит в канале, образованном выпуклой кромкой и вогнутой кромкой пера 1, наружной полки 5 и внутренней полки 4. Охлаждающий воздух проходит между ребрами 9 внутреннего кольца 5 и подается на входную кромку 2 и накрывает наружную поверхность внутренней 4 полки в районе входной полки. Отношение площади щели 8 для прохода охлаждающего воздуха к суммарной площади с учетом загромождения ребрами площади, а отношение высоты ребра к ширине паза между ребрами находится в пределах соответственно в пределах h*s*N/πD*h=0,8…0,9 и h/s=0,16…0,20, где h - высота ребра; s - ширина паза между ребрами; N - количество пазов; πD - длина кольцевой щели.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность охлаждения, повысить стойкости нижней полки, оптимизировать расхода охлаждающего воздуха и обеспечить устойчивость стенки наружного кольца на всех режимах.

Сопловой аппарат турбины высокого давления, содержащий перо лопатки, ограниченное входной и выходной кромками, наружную и внутреннюю полки, внутреннее кольцо и наружное кольцо, установленные на внутренней полке с образованием между ними кольцевой щели нижней воздушной завесы, отличающийся тем, что он снабжен ребрами, выполненными на внутреннем кольце, ребра равномерно установлены по периметру кольцевой щели, при этом отношение площади щели для прохода охлаждающего воздуха к ее общей площади с учетом загромождения площади ребрами равно 0,8…0,9, а отношение высоты ребра к ширине паза между ребрами равно 0,16…0,20.
Сопловой аппарат турбины высокого давления
Сопловой аппарат турбины высокого давления
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 151.
10.01.2013
№216.012.196f

Выходное устройство турбины авиационного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к элементам конструктивной связи между корпусом турбины авиационного газотурбинного двигателя и ее внутренними элементами, а именно к конструкции выходного устройства турбины. Выходное устройство турбины содержит полые профилированные стойки корпуса, размещенные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472003
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.2078

Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в высокотемпературных газовых турбинах. Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением содержит профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания, в виде углубления с внутренней стороны полок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473813
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.23ed

Выходное устройство турбины

Выходное устройство турбины содержит профилированные стойки корпуса, размещенные в проточной части за рабочим колесом последней ступени турбины. У стоек средние линии выходных участков профилей направлены вдоль продольной оси турбины. Средние линии входных участков профилей стоек повернуты к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474699
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b93

Лопатка турбомашины

Изобретение относится к охлаждению осевой турбомашины и, в частности, к усовершенствованию охлаждения профильной части лопатки турбины высокого давления. Лопатка турбомашины содержит газодинамический профиль, ограниченный внешними выпуклой и вогнутой поверхностями, канал вдоль входной кромки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476682
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.04.2013
№216.012.375d

Элемент охлаждаемой лопатки турбомашины

Изобретение относится к охлаждению газотурбинного двигателя и, в частности, к усовершенствованию охлаждения профильной части и полок лопатки турбины высокого давления. Элемент охлаждаемой лопатки турбомашины содержит канал для охлаждающего воздуха, выполненный внутри лопатки в направлении вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479726
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.05.2013
№216.012.4148

Турбомашина

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей. Турбомашина содержит ротор высокого давления, ротор низкого давления, подшипник, опору с втулкой уплотнения, систему подачи и отвода масла в масляную емкость опоры....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482282
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.08.2013
№216.012.5da1

Турбомашина

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей. Турбомашина содержит ротор высокого давления, ротор низкого давления, подшипник, расположенный между роторами, опору с втулкой уплотнения и систему подачи и отвода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489590
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.611a

Двухконтурный газотурбинный двигатель

Двухконтурный газотурбинный двигатель содержит компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления с охлаждаемыми рабочими лопатками, турбину низкого давления. Думисная полость компрессора отделена от проточной части компрессора лабиринтным уплотнением. Магистраль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490490
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6120

Выходное устройство двухконтурного газотурбинного двигателя

Выходное устройство содержит наружный корпус двигателя, внутренний корпус турбины, хвостовой обтекатель, элементы их крепления, расположенные за рабочим колесом последней ступени турбины, и смеситель. Элементы крепления выполнены в виде полых стоек. Смеситель выполнен в виде кольцевого элемента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490496
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.64bd

Выходное устройство турбины

Выходное устройство турбины содержит полые аэродинамические профилированные стойки. Стойки размещены в проточной части турбины за рабочим колесом последней ступени турбины и закреплены в положении, при котором средние линии выходных участков профилей направлены вдоль продольной оси турбины....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491426
Дата охранного документа: 27.08.2013
Показаны записи 1-10 из 171.
10.01.2013
№216.012.196f

Выходное устройство турбины авиационного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к элементам конструктивной связи между корпусом турбины авиационного газотурбинного двигателя и ее внутренними элементами, а именно к конструкции выходного устройства турбины. Выходное устройство турбины содержит полые профилированные стойки корпуса, размещенные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472003
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.2078

Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в высокотемпературных газовых турбинах. Сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением содержит профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания, в виде углубления с внутренней стороны полок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473813
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.23ed

Выходное устройство турбины

Выходное устройство турбины содержит профилированные стойки корпуса, размещенные в проточной части за рабочим колесом последней ступени турбины. У стоек средние линии выходных участков профилей направлены вдоль продольной оси турбины. Средние линии входных участков профилей стоек повернуты к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474699
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b93

Лопатка турбомашины

Изобретение относится к охлаждению осевой турбомашины и, в частности, к усовершенствованию охлаждения профильной части лопатки турбины высокого давления. Лопатка турбомашины содержит газодинамический профиль, ограниченный внешними выпуклой и вогнутой поверхностями, канал вдоль входной кромки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476682
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.04.2013
№216.012.375d

Элемент охлаждаемой лопатки турбомашины

Изобретение относится к охлаждению газотурбинного двигателя и, в частности, к усовершенствованию охлаждения профильной части и полок лопатки турбины высокого давления. Элемент охлаждаемой лопатки турбомашины содержит канал для охлаждающего воздуха, выполненный внутри лопатки в направлении вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479726
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.05.2013
№216.012.4148

Турбомашина

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей. Турбомашина содержит ротор высокого давления, ротор низкого давления, подшипник, опору с втулкой уплотнения, систему подачи и отвода масла в масляную емкость опоры....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482282
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.08.2013
№216.012.5da1

Турбомашина

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей. Турбомашина содержит ротор высокого давления, ротор низкого давления, подшипник, расположенный между роторами, опору с втулкой уплотнения и систему подачи и отвода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489590
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.611a

Двухконтурный газотурбинный двигатель

Двухконтурный газотурбинный двигатель содержит компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления с охлаждаемыми рабочими лопатками, турбину низкого давления. Думисная полость компрессора отделена от проточной части компрессора лабиринтным уплотнением. Магистраль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490490
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6120

Выходное устройство двухконтурного газотурбинного двигателя

Выходное устройство содержит наружный корпус двигателя, внутренний корпус турбины, хвостовой обтекатель, элементы их крепления, расположенные за рабочим колесом последней ступени турбины, и смеситель. Элементы крепления выполнены в виде полых стоек. Смеситель выполнен в виде кольцевого элемента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490496
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.64bd

Выходное устройство турбины

Выходное устройство турбины содержит полые аэродинамические профилированные стойки. Стойки размещены в проточной части турбины за рабочим колесом последней ступени турбины и закреплены в положении, при котором средние линии выходных участков профилей направлены вдоль продольной оси турбины....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491426
Дата охранного документа: 27.08.2013
+ добавить свой РИД