RU2204020C2 - Gas turbine cooled ceramet blades - Google Patents
Gas turbine cooled ceramet blades Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204020C2 RU2204020C2 RU99100216/06A RU99100216A RU2204020C2 RU 2204020 C2 RU2204020 C2 RU 2204020C2 RU 99100216/06 A RU99100216/06 A RU 99100216/06A RU 99100216 A RU99100216 A RU 99100216A RU 2204020 C2 RU2204020 C2 RU 2204020C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thread
- shank
- lock
- blade according
- threaded
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению, в частности к охлаждаемым рабочим лопаткам газовых турбин. The invention relates to power and transport engineering, in particular to a cooled working blades of gas turbines.
Известна охлаждаемая металлокерамическая рабочая лопатка газовой турбины, состоящая из профилированной керамической оболочки, металлического несущего стержня с полкой на периферии и с хвостовиком в корневой части, металлического экрана-дефлектора с "кнопочными" выступами, установленного в зазоре между оболочкой и стержнем [1]. В такой лопатке "Х-образный" хвостовик выполнен в виде замка типа "ласточкин хвост" и припаян к корневому концу несущего стержня. Хвостовик свободно установлен в ответный поперечный паз в диске турбины. Known cooled metal-ceramic working blade of a gas turbine, consisting of a profiled ceramic shell, a metal supporting rod with a shelf on the periphery and with a shank in the root part, a metal shield-deflector with "button" protrusions installed in the gap between the shell and the rod [1]. In such a blade, the “X-shaped" shank is made in the form of a dovetail lock and soldered to the root end of the supporting rod. The shank is freely installed in the reciprocal transverse groove in the turbine disk.
Хвостовик, несущий стержень, и полка содержат каналы для охлаждающего воздуха. The shank supporting the rod and the shelf contain channels for cooling air.
Недостатком такой конструкции является ее неразборность, исключающая простоту сборки-разборки рабочей лопатки без запаивания-распаивания Х-образного хвостовика. The disadvantage of this design is its inseparability, which excludes the simplicity of assembly-disassembly of the working blade without soldering-unsoldering the X-shaped shank.
Конструкция [1] принята в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения. Design [1] adopted as the closest analogue of the present invention.
Целью изобретения является достижение разборности конструкции, обеспечивающей простоту сборки-разборки рабочей лопатки. The aim of the invention is to achieve collapsible design, providing ease of assembly-disassembly of the working blades.
Эта цель достигается тем, что
во-первых, хвостовик несущего стержня выполнен в виде "резьбового" замка с его окружением со стороны диска турбины теплозащитными керамическими накладками;
во-вторых, "резьбовой" замок выполнен с коническим пояском и со специальной цилиндрической резьбой;
в-третьих, "резьбовой" замок выполнен с коническим пояском и с конической резьбой;
в-четвертых, хвостовик выполнен в виде стержня с "серповидными" поперечными сечениями, с коническим пояском и резьбой на выпуклой поверхности - "спинке" и с гладкой вогнутой поверхностью - "корытцем";
в-пятых, "резьбовой" замок выполнен со съемной накладкой в виде керамического "сухаря" с коническим пояском и резьбой на его наружной поверхности, идентичными коническому пояску и резьбе на "спинке" хвостовика;
в-шестых, "резьбовой" замок выполнен со съемной накладкой в виде металлического "сухаря" с коническим пояском и резьбой на его наружной поверхности, идентичными коническому пояску и резьбе на "спинке" хвостовика;
в-седьмых, хвостовик и "сухарь" выполнены с сопряжением по поверхности "корытца" хвостовика, причем их совокупность образует стержень с поперечными сечениями в виде круга;
в-восьмых, "резьбовой" замок выполнен с фиксатором в виде штока-пистона с его установкой со стороны "корытца" хвостовика, под "сухарем", в отверстия диска;
в-девятых, теплозащитные керамические накладки выполнены в виде совокупности разборных центральных и промежуточных элементов с их установкой на ограничивающей поверхности вращения диска турбины и с закреплением посредством разъемных замков типа "ласточкин хвост";
в-десятых, "резьбовой" замок выполнен с галтелями в резьбе, с шагом резьбы, отличным от шага резьбы резьбового отверстия в диске, с многозаходной резьбой;
в-одиннадцатых, металлический "сухарь" выполнен с теплозащитной керамической накладкой с ее закреплением посредством разъемного замка типа "ласточкин хвост";
в-двенадцатых, хвостовик несущего стержня выполнен с лыской на стороне спинки;
в-тринадцатых, шток-пистон выполнен с центральным и радиальными каналами.This goal is achieved by the fact that
firstly, the shank of the supporting rod is made in the form of a "threaded" lock with its surroundings on the side of the turbine disk with heat-protective ceramic plates;
secondly, the "threaded" lock is made with a tapered girdle and with a special cylindrical thread;
thirdly, the "threaded" lock is made with a tapered girdle and with a tapered thread;
fourthly, the shank is made in the form of a rod with "crescent" cross-sections, with a conical girdle and thread on a convex surface - the "back" and with a smooth concave surface - a "trough";
fifthly, the "threaded" lock is made with a removable cover in the form of a ceramic "cracker" with a conical girdle and thread on its outer surface, identical to the conical girdle and thread on the "back" of the shank;
sixth, the "threaded" lock is made with a removable cover in the form of a metal "cracker" with a conical girdle and a thread on its outer surface, identical to the conical girdle and thread on the "back" of the shank;
seventh, the shank and the “cracker” are made with mating on the surface of the “trough” of the shank, and their combination forms a rod with cross sections in the form of a circle;
eighth, the "threaded" lock is made with a lock in the form of a piston rod with its installation on the side of the "trough" of the shank, under the "cracker", in the holes of the disk;
ninth, heat-insulating ceramic linings are made in the form of a set of collapsible central and intermediate elements with their installation on the limiting surface of the rotation of the turbine disk and secured by dovetail locks;
tenth, the "threaded" lock is made with fillets in the thread, with a thread pitch other than the thread pitch of the threaded hole in the disk, with multi-thread;
eleventh, the metal “cracker” is made with a heat-protective ceramic overlay with its fastening by means of a dovetail lock;
twelfth, the shank of the supporting rod is made with a flat on the back side;
thirteenth, the piston rod is made with central and radial channels.
На фиг.1 показана лопатка, продольный разрез в плоскости вращения диска турбины; на фиг.2 - поперечный разрез А-А; на фиг.3 - поперечный разрез Б-Б; на фиг.4 - поперечный разрез В-В. Figure 1 shows a blade, a longitudinal section in the plane of rotation of the turbine disk; figure 2 is a transverse section aa; figure 3 is a transverse section bB; figure 4 is a transverse section bb.
Охлаждаемая металлокерамическая рабочая лопатка газовой турбины содержит профилированную керамическую оболочку 1, металлический несущий стержень 2 с полкой 3 на периферии и с хвостовиком 4 в корневой части, металлический экран-дефлектор 5 с "кнопочными" полусферическими выступами 6, установленный в зазоре 7. The cooled metal-ceramic working blade of a gas turbine contains a profiled ceramic shell 1, a
Хвостовик 4 выполнен в виде "резьбового" замка и окружен со стороны диска 8 теплозащитными промежуточными 9 и центральными 10 керамическими накладками, укрепленными посредством замков типа "ласточкин хвост" на ограничивающей поверхности вращения диска турбины. The
Хвостовик 4 содержит конический поясок 11, резьбу 12, лыску 13 на выпуклой поверхности - "спинке" 14, съемную накладку - "сухарь" 15 с резьбой 16 и коническим пояском 17. The
"Сухарь" 15 сопряжен с хвостовиком 4 по вогнутой поверхности "корытца" 18. Металлическая модификация "сухаря" содержит теплозащитную керамическую накладку 19, закрепленную на "сухаре" посредством замка типа "ласточкин хвост". The “cracker” 15 is mated to the
Лопатка содержит также шток-пистон 20 с центральным 21 и радиальными 22 каналами, вставленный в отверстия в диске 8 со стороны "корытца" 18, под "сухарем" 15. The blade also contains a
При работе газовой турбины рабочая лопатка и диск воспринимают силовые воздействия, которым противостоит "резьбовой" замок, и тепловые воздействия, которым противостоят керамические оболочка 1 и теплозащитные накладки 9, 10 и 19. During the operation of a gas turbine, the working blade and the disk perceive the force effects that the “threaded” lock resists, and the heat effects that the ceramic shell 1 and heat-
"Резьбовой" замок 4 воспринимает и уравновешивает главным образом растягивающие силы инерции и силы затяжки резьбового соединения. Конический поясок воспринимает и уравновешивает в основном поперечные газовые силы и частично, за счет трения, - растягивающие силы инерции. The "threaded"
Несущий стержень 2 окружен профилированной оболочкой 1, имеющей специфический "турбинный" профиль своих поперечных сечений, и экраном-дефлектором 5. Поэтому для достижения цели изобретения поперечные сечения стержня по всей его длине, включая хвостовик, выполнены "серповидными" с тем, чтобы экран-дефлектор 5 и керамическую оболочку 1 можно было легко "надевать" на стержень 2 через его хвостовик 4 и "раздевать" их со стержня в обратном порядке. Именно таким путем достигнута простота сборки-разборки рабочей лопатки. The supporting
По условиям длительной прочности и с целью достижения простоты сборки-разборки замок лопатки выполнен с резьбовым соединением хвостовика 4 и диска 8. При этом преобразование "серповидного" сечения хвостовика 4 в "круглое" сечение, которое наиболее полно удовлетворяет резьбовому соединению, выполнено посредством легкосъемной накладки - "сухаря" 15. Поскольку верхняя часть накладки контактирует с потоком горячих газов, "сухарь" выполнен керамическим. Металлическая модификация "сухаря" содержит теплозащитную керамическую накладку 19. According to the conditions of long-term strength and in order to achieve ease of assembly-disassembly, the blade lock is made with a threaded connection of the
С целью снижения отрицательного воздействия на длительную прочность "резьбового" замка фактора концентрации напряжений, присущего резьбовому соединению, в конструкции рабочей лопатки предусмотрены альтернативная коническая резьба, специальная цилиндрическая резьба, галтели в резьбе, разные шаги резьбы 12 и резьбы резьбового отверстия в диске 8. In order to reduce the negative impact on the long-term strength of the "threaded" lock, the stress concentration factor inherent in the threaded connection, the design of the working blade provides an alternative conical thread, a special cylindrical thread, fillets in the thread, different steps of the
Шток-пистон 20 предотвращает самопроизвольное развинчивание резьбового соединения хвостовика 4 и диска 8, а также подводит к хвостовику 4 охлаждающий воздух посредством центрального 21 и радиальных 22 каналов. The
Лыска 13 на хвостовике 4 обеспечивает смещение центра массы несущего стержня 2 в сторону центра масс рабочей лопатки в сборе. The flat 13 on the
Многозаходность резьбы "резьбового" хвостовика обеспечивает уменьшение угла поворота лопатки при закручивании "резьбового" замка в резьбовое отверстие в диске. Multi-threading the "threaded" shank provides a reduction in the angle of rotation of the blade when the "threaded" lock is twisted into the threaded hole in the disk.
Источник информации
1. Патент Российской Федерации RU 2095579, C 16 F 01 D 5/28 от 18.10.95. Охлаждаемая металлокерамическая рабочая лопатка газовой турбины.Sourse of information
1. Patent of the Russian Federation RU 2095579, C 16 F 01 D 5/28 from 10/18/95. Cooled metal-ceramic working blade of a gas turbine.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99100216/06A RU2204020C2 (en) | 1999-01-10 | 1999-01-10 | Gas turbine cooled ceramet blades |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99100216/06A RU2204020C2 (en) | 1999-01-10 | 1999-01-10 | Gas turbine cooled ceramet blades |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99100216A RU99100216A (en) | 2000-10-27 |
| RU2204020C2 true RU2204020C2 (en) | 2003-05-10 |
Family
ID=20214397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99100216/06A RU2204020C2 (en) | 1999-01-10 | 1999-01-10 | Gas turbine cooled ceramet blades |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2204020C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563046C2 (en) * | 2012-08-30 | 2015-09-20 | Альстом Текнолоджи Лтд | Modular vane or blade for gas turbine and gas turbine with such vane or blade |
| US10605086B2 (en) | 2012-11-20 | 2020-03-31 | Honeywell International Inc. | Turbine engines with ceramic vanes and methods for manufacturing the same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1075975A (en) * | 1964-08-19 | 1967-07-19 | Director Of The Nat Aerospace | Improvements in gas turbine rotors |
| US3748060A (en) * | 1971-09-14 | 1973-07-24 | Westinghouse Electric Corp | Sideplate for turbine blade |
| US4439107A (en) * | 1982-09-16 | 1984-03-27 | United Technologies Corporation | Rotor blade cooling air chamber |
| US5538394A (en) * | 1993-12-28 | 1996-07-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooled turbine blade for a gas turbine |
| RU2095579C1 (en) * | 1995-10-18 | 1997-11-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТАРК" | Gas turbine cooled cermet working blade |
-
1999
- 1999-01-10 RU RU99100216/06A patent/RU2204020C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1075975A (en) * | 1964-08-19 | 1967-07-19 | Director Of The Nat Aerospace | Improvements in gas turbine rotors |
| US3748060A (en) * | 1971-09-14 | 1973-07-24 | Westinghouse Electric Corp | Sideplate for turbine blade |
| US4439107A (en) * | 1982-09-16 | 1984-03-27 | United Technologies Corporation | Rotor blade cooling air chamber |
| US5538394A (en) * | 1993-12-28 | 1996-07-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooled turbine blade for a gas turbine |
| RU2095579C1 (en) * | 1995-10-18 | 1997-11-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТАРК" | Gas turbine cooled cermet working blade |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563046C2 (en) * | 2012-08-30 | 2015-09-20 | Альстом Текнолоджи Лтд | Modular vane or blade for gas turbine and gas turbine with such vane or blade |
| US10605086B2 (en) | 2012-11-20 | 2020-03-31 | Honeywell International Inc. | Turbine engines with ceramic vanes and methods for manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8727730B2 (en) | Composite turbine bucket assembly | |
| EP2527556B1 (en) | Bolt Connection for a Wind Tower Lattice Structure | |
| US20140102838A1 (en) | Turbo Drum for Drum Brakes | |
| CN100516645C (en) | Electrical lamp, in particular for kitchen appliances | |
| US5174720A (en) | Arrangement for attaching blades on the wheel of a rotor | |
| JPS5846642B2 (en) | Support structure for fixedly mounted ceramic elements of gas turbine engines | |
| US20100147252A1 (en) | Piston, Cylinder and Piston Assembly and Piston Ring for a Piston | |
| EP2853816B1 (en) | Component for attaching to a wall | |
| RU2696177C2 (en) | Axial turbomachine | |
| RU2204020C2 (en) | Gas turbine cooled ceramet blades | |
| US5580219A (en) | Ceramic blade attachment system | |
| US3443792A (en) | Gas-turbine rotors | |
| CN109537790A (en) | A kind of multidirectional nodal connection device for CFRP rope suspended-dome structure | |
| CA2893720A1 (en) | A root bushing for a blade root of a wind turbine rotor blade, a blade root, a wind turbine rotor blade and a wind turbine | |
| US5431541A (en) | Ceramic blade attachment system | |
| US10215041B2 (en) | Sealing ring segment for a stator of a turbine | |
| EP0447452A1 (en) | High temperature turbine engine structure. | |
| US5634768A (en) | Airfoil nozzle and shroud assembly | |
| RU2300670C2 (en) | Improved flange for connecting axial compressor and high pressure step rotor disk unit in gas turbine | |
| RU2656052C1 (en) | Working blade of the gas turbine | |
| US12270371B2 (en) | Pitch system for a wind turbine blade | |
| CN213717094U (en) | Wedge-shaped parallel groove clamp | |
| RU99100216A (en) | COOLED METAL-CERAMIC WORKING BLADE OF A GAS TURBINE | |
| RU2118462C1 (en) | Turbomachine rotating blade | |
| US2618463A (en) | Multistage axial compressor and turbine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050627 |