RU117976U1

RU117976U1 - COOLED TURBINE TURBIN SHOVEL OF GAS TURBINE ENGINE

Info

Publication number: RU117976U1
Application number: RU2012107349/06U
Authority: RU
Inventors: Светлана Евгеньевна Белова
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-07-10

Abstract

Охлаждаемая лопатка турбины газотурбинного двигателя, содержащая полое перо и бандажную полку с уплотнительными гребешками, отличающаяся тем, что перед первым уплотнительным гребешком расположено дополнительно отверстие для выдува охладителя под углом, обеспечивающее натекание на переднюю поверхность уплотнительного гребешка. A cooled turbine blade of a gas turbine engine, containing a hollow blade and a shroud shelf with sealing ridges, characterized in that an additional opening is located in front of the first sealing ridge for blowing out the coolant at an angle, which ensures leakage onto the front surface of the sealing ridge.

Description

Полезная модель относится к области энергетического машиностроения, в частности к охлаждаемым лопаткам турбины газотурбинного двигателя. Одним из самых проблемных элементов рабочей лопатки турбины газотурбинного двигателя является ее бандажная полка с уплотнительными гребешками. Она имеет малую толщину и поэтому наиболее подвержена действию высоких температур. Для защиты бандажной полки рабочей лопатки турбины от действия горячего трактового газа, как правило, организуется выдув охладителя в бандажную полку. Выдуваемый охладитель не только снижает температуру бандажной полки, но и препятствует перетеканию через зазор между гребешками полки надроторной вставкой.The utility model relates to the field of power engineering, in particular to cooled turbine blades of a gas turbine engine. One of the most problematic elements of the turbine blades of a gas turbine engine is its retaining shelf with sealing scallops. It has a small thickness and is therefore most susceptible to high temperatures. To protect the retaining band of the turbine blade from the action of hot path gas, as a rule, a cooler is blown into the retaining band. The blown cooler not only reduces the temperature of the retaining shelf, but also prevents overflow through the gap between the combs of the shelf over the rotor insert.

Известна конструкция рабочей лопатки турбины газотурбинного двигателя с выдувом охладителя в отверстия, расположенные между гребешками на бандажной полке (Скубачевский Г.Н. Авиационные газотурбинные двигатели. - М: Машиностроение, 1974, С.125).A known design of the working blades of a turbine of a gas turbine engine with a cooler blowing into the holes located between the combs on the retaining shelf (Skubachevsky G.N. Aircraft gas turbine engines. - M: Mechanical Engineering, 1974, p.125).

Данная конструкция имеет недостаток: передняя часть первого гребешка не подлежит охлаждению притом, что именно она наиболее всего испытывает действие горячего газа. Повышение температуры гребешка и, как следствие, прогар, резко снижают эффективность работы полки как уплотнителя.This design has a drawback: the front of the first scallop is not subject to cooling despite the fact that it is it that most experiences the action of hot gas. An increase in the temperature of the scallop and, as a consequence, burnout, sharply reduce the efficiency of the shelf as a sealant.

Прототипом предполагаемой полезной модели является охлаждаемая лопатка турбины газотурбинного двигателя, содержащая полое перо и бандажную полку с уплотнительными гребешками. Уплотнительные гребешки установлены на периферийной стенке бандажной полки, образующей ее внутреннюю полость. На радиальное ребро внутренней полости пера установлена перемычка, скрепленная с периферийной стенкой полости полки. Каналы выхода воздуха из этой полости расположены за уплотнительными гребешками бандажной полки у ее выходной кромки. Патент №RU 2369748.The prototype of the proposed utility model is a cooled turbine blade of a gas turbine engine containing a hollow feather and a retaining shelf with sealing scallops. Sealing combs are mounted on the peripheral wall of the retaining shelf forming its internal cavity. A jumper is mounted on the radial edge of the inner cavity of the pen, fastened to the peripheral wall of the cavity of the shelf. The air outlet channels from this cavity are located behind the sealing combs of the retaining shelf at its outlet edge. Patent No.RU 2369748.

Недостаток данной конструкции: выдув охладителя в радиальный зазор за вторым гребешком не позволяет охладить более теплонапряженный первый гребешок, из-за чего его температура резко повышается, он может выйти из строя и лабиринт свои функции не выполняет.The disadvantage of this design: blowing the cooler into the radial clearance behind the second scallop does not allow cooling the more heat-stressed first scallop, because of which its temperature rises sharply, it can fail and the maze does not perform its functions.

Для устранения вышеописанного недостатка предлагается охлаждаемая рабочая лопатка газотурбинного двигателя, содержащая полое перо и бандажную полку с уплотнительными гребешками, перед первым из которых организовано дополнительно отверстие для выдува охладителя, причем оно расположено под углом, обеспечивающим натекание на переднюю поверхность уплотнительного гребешка. Предлагаемая конструкция лопатки позволит охладить самое теплонапряженное место бандажной полки - первый гребешок, а также «запереть» зазор между гребешком и надроторной вставкой выдуваемым охладителем, который из-за стесненности пространства над полкой в соответствии с законами газодинамики неизбежно будет образовывать застойную зону.To eliminate the aforementioned drawback, a cooled working blade of a gas turbine engine is proposed, comprising a hollow feather and a retaining shelf with sealing scallops, in front of the first of which an additional opening for blowing the cooler is arranged, and it is located at an angle that allows leakage to the front surface of the sealing scallop. The proposed blade design will allow cooling the most heat-stressed place of the retaining shelf - the first scallop, as well as "locking" the gap between the scallop and the rotor insert with a blown cooler, which, due to the tightness of the space above the shelf, will inevitably form a stagnant zone.

Таким образом, преимущество предполагаемой полезной модели заключается в достижении более интенсивного охлаждения бандажной полки и ее самого теплонапряженного элемента - первого уплотнительного гребешка, а также в более эффективном снижении перетекания через гребешки полки из-за образующегося перед первым гребешком застойной зоны.Thus, the advantage of the proposed utility model is to achieve more intensive cooling of the retaining shelf and its most heat-stressed element, the first sealing scallop, as well as to more effectively reduce the flow through the scallops of the shelf due to the stagnation zone formed in front of the first scallop.

Технический результат при этом выражается в снижении температуры полки в целом, в достижении эффективной защиты первого уплотнительного гребешка, за счет чего повышается ресурс лопатки, а также достигается более эффективное снижение перетекания через гребешки.The technical result in this case is expressed in lowering the temperature of the shelf as a whole, in achieving effective protection of the first sealing scallop, thereby increasing the resource of the blade, and also achieving a more effective reduction in flow through the scallops.

Технический результат достигается тем, что в передней части бандажной полки охлаждаемой турбинной лопатки перед первым уплотнительным гребешком дополнительно располагается отверстие для выдува охладителя под углом, обеспечивающий натекание на переднюю поверхность гребешка.The technical result is achieved by the fact that in the front part of the retaining shelf of the cooled turbine blade in front of the first sealing comb, there is additionally an opening for blowing the cooler at an angle, which ensures leakage to the front surface of the comb.

На фиг.1 представлена предлагаемая конструкция охлаждаемой лопатки турбины газотурбинного двигателя, содержащая полое перо (1), замок (2) бандажную полку (3), в которой перед первым гребешком (4) располагается отверстие (5) под таким углом, чтобы обеспечивалось натекание на переднюю поверхность гребешка. Между гребешками тоже располагается отверстие (6) для охлаждения полки и второго гребешка (7).Figure 1 shows the proposed design of a cooled blade of a turbine of a gas turbine engine, containing a hollow feather (1), a lock (2) a retaining shelf (3), in which a hole (5) is located in front of the first scallop (4) so that leakage is possible on the front surface of the scallop. Between the scallops there is also an opening (6) for cooling the shelf and the second scallop (7).

Принцип действия предлагаемой лопатки следующий. Выдуваемый в отверстие перед первым гребешком воздух будет натекать непосредственно на переднюю поверхность гребешка, а также из-за стесненности пространства над полкой в соответствии с законами газодинамики неизбежно будет образовывать застойную зону, что позволит «запереть» зазор между гребешком и надроторной вставкой выдуваемым охладителем.The principle of operation of the proposed blades is as follows. The air blown into the opening in front of the first scallop will flow directly onto the front surface of the scallop, and, due to the tightness of the space above the shelf, in accordance with the laws of gas dynamics, it will inevitably form a stagnant zone, which will allow you to "lock" the gap between the scallop and the rotor insert with a blown cooler.

Claims

Cooled turbine blade of a gas turbine engine containing a hollow feather and a retaining shelf with sealing scallops, characterized in that in front of the first sealing scallop there is an additional hole for blowing the cooler at an angle, which ensures leakage to the front surface of the sealing scallop.