Рабочие лопатки, элементы, на которых закрепляются лопатки: ...специально оформленные концы лопаток для уплотнения зазора между концами лопаток и статором – F01D 5/20

абочая лопатка турбины газотурбинного двигателя содержит верхнюю торцевую бандажную полку, с размещенными на ней зубцами лабиринтного уплотнения. Бандажная полка имеет сквозную полость для охлаждающего воздуха и выполнена в виде параллелограмма, две стороны которого ориентированы в направлении вращения, а две другие имеют противоположно направленные вырезы с контактными поверхностями и охватывающими их компенсаторами напряжений. Бандажная полка снабжена подпорным и управляющим ребрами. Подпорное ребро выполнено между компенсаторами напряжений длиной (0,7 0,9)H и на расстоянии (0,1 0,9)L от вершины выреза. Управляющее ребро выполнено по боковой кромке бандажной полки со стороны выпуклой поверхности профильной части между компенсатором напряжения и зубцом лабиринтного уплотнения высотой (0,7 0,85)h высоты зубца уплотнения. Высота компенсаторов напряжения и подпорного ребра соответственно составляет (1 2)d и (1,5 3)d, где H - расстояние между компенсаторами напряжений; L - расстояние от вершины выреза до задней стороны бандажной полки, ориентированной в направлении вращения; h - высота зубца уплотнения; d - толщина бандажной полки. Увеличивается ресурс работы лопатки турбины двигателя при сохранении потребного расхода воздуха через систему охлаждения рабочей лопатки и несущественном увеличении массы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Осевая турбомашина (1) включает рабочую лопаточную решетку, которая образована рабочими лопатками (3), у каждой из которых имеется передняя кромка (8) и расположенная в радиальном направлении снаружи свободная вершина (15) лопатки. Рабочую лопаточную решетку охватывают стенки (13) кольцевого пространства. Стенки (13) кольцевого пространства расположены непосредственно вблизи вершин (15) лопаток, образуя радиальный зазор (16) между огибающей вершин (15) лопаток и внутренней стороной (14) кольцевого пространства. У рабочих лопаток (3) на вершине (15) лопатки в области их передних кромок (8) соответственно имеется радиальное возвышение (18). У стенок (13) кольцевого пространства с внутренней стороны (14) кольцевого пространства имеется окружное радиальное углубление (17), которое расположено на радиальном расстоянии (16) от огибающей вершин (15) лопаток. В направлении основного потока через осевую турбомашину (1) форма радиальных возвышений на их обращенных к радиальному зазору (16) сторонах повторяет форму радиального углубления. В направлении основного потока осевой турбомашины (1) форма на внутренней стороне (14) кольцевого пространства имеет, по меньшей мере, четыре криволинейных участка, разделенных точками перегиба. Кривизна соседних криволинейных участков (19, 21, 23, 24) имеет различные знаки. Достигается уменьшение утечек через радиальный зазор. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вращающаяся лопатка для паровой турбины содержит корневой участок, участок аэродинамического профиля, смежный с корневым участком, верхушечный участок и крышку. Участок аэродинамического профиля, смежный с корневым участком, имеет такую форму, чтобы оптимизировать аэродинамическую характеристику с обеспечением при этом оптимального распределения потока и минимальных центробежных и изгибающих напряжений. Верхушечный участок, смежный с участком аэродинамического профиля, имеет ширину верхушки. Крышка выполнена в виде части верхушечного участка и образует радиальное уплотнение, которое доводит до минимума верхушечные потери. Ширина крышки превышает ширину верхушки, так что на скорости крышка взаимодействует со смежной крышкой смежной лопатки. Выходная кольцевая площадь лопатки составляет 0,143 м². Диапазон рабочих скоростей лопатки составляет от 5625 до 11250 оборотов в минуту. Максимальный массовый расход для лопатки составляет 30,9 кг/с. В результате лопатки турбины могут эффективно функционировать при повышенных рабочих скоростях. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Вращающаяся лопатка для паровой турбины содержит: участок хвостовика, участок аэродинамической поверхности, примыкающий к участку хвостовика, участок венца, непрерывный с участком аэродинамической поверхности и имеющий ширину венца, и крышку. Участок аэродинамической поверхности, примыкающий к участку хвостовика, имеет такую форму, чтобы оптимизировать аэродинамическую характеристику, обеспечивая при этом оптимизированное распределение потока и минимальные центробежные и изгибающие напряжения. Крышка выполнена в виде части участка венца. Крышка образует радиальное уплотнение, которое минимизирует потери у венца. Крышка шире, чем ширина венца, так что на скорости крышка входит в зацепление с расположенной рядом крышкой соседней лопатки. Площадь выходного кольцевого канала лопатки составляет 0,461 м². Диапазон рабочих скоростей лопатки составляет от 5625 до 11250 оборотов в минуту. Максимальный массовый расход лопатки - 30,9 кг/с. Лопатки турбины могут быть эффективно использованы в работе при более высоких рабочих скоростях. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство турбины выполнено с ротором и статором, окружающим ротор для образования протока между ротором и статором для образованных в результате сгорания горячих газов под давлением. Ротор определяет радиальное направление и круговое направление и содержит лопатки турбины, проходящие в радиальном направлении через проток по направлению к статору и имеющие бандажи, расположенные на их кромках. Статор содержит секцию стенки, вдоль которой бандажи перемещаются при вращении ротора. По меньшей мере, одно сверхзвуковое сопло расположено в секции стенки и соединено с источником охлаждающей текучей среды и расположено с возможностью обеспечения сверхзвукового потока охлаждающей текучей среды по направлению к бандажу. По меньшей мере, одно сверхзвуковое сопло наклонено относительно радиального направления к круговому направлению в такой ориентации, что сверхзвуковой поток охлаждающей текучей среды имеет составляющую потока, параллельную направлению перемещения бандажа. Изобретение направлено на повышение эффективности охлаждения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Подвижная лопатка газотурбинного двигателя содержит корневую часть крепления, поверх которой располагается лопасть, имеющая концевую поверхность и боковые поверхности, а именно корыто и спинку. Лопасть имеет на верхнем краю корыта выступающую кромку, расположенную между частью концевой поверхности этой лопасти и верхней частью корыта. Концевая поверхность и верхняя часть корыта образуют между собой средний угол кромки менее 90°, способствующий, на уровне упомянутой кромки, отрыву потока текучей среды, проходящей через газотурбинный двигатель. Верхняя часть корыта выполнена волнистой таким образом, что в любой плоскости сечения, перпендикулярной главной оси лопатки и пересекающей верхнюю часть ее корыта, верхняя часть корыта имеет волнистый контур, образованный последовательностью вогнутых и выпуклых кривых. Другие изобретения группы относятся к турбине, содержащей вышеуказанную лопатку, и газотурбинному двигателю, включающему такую турбину. Изобретение позволяют повысить коэффициент полезного действия газотурбинного двигателя за счет снижения потерь, связанных с утечками в зазоре на концевой части лопаток. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретения могут быть использованы при обработке турбинных лопаток. На поверхности вершины лопатки закрепляют частицы карбида кремния (SiC) с получением притирочного слоя. На SiC-частицах выполняют самовосстанавливающийся предохранительный слой из металла или сплава, обеспечивающего образование термодинамически более стабильных карбидов, чем SiC. Упомянутый металл или сплав выбирают из группы, состоящей из хрома (Cr), циркония (Zr), титана (Ti), тантала (Та), ниобия (Nb), гафния (Hf), иттрия (Y), скандия (Sc), тория (Th), урана (U), молибдена (Мо), а также сплавов упомянутых элементов. SiC-частицы закрепляют посредством внедрения в металлическую матрицу или посредством высокотемпературной пайки твердым припоем или посредством лазерной сварки. Полученный самовосстанавливающийся притирочный слой имеет высокое сопротивление против деструкции SiC-частиц при хороших режущих и шлифовальных качествах. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к торцевым уплотнениям рабочих лопаток паровых турбин, газотурбинных двигателей и установок, а также лопаток других роторных машин. Рабочая лопатка турбомашины выполнена с щеточным уплотнением, размещенным в периферийной зоне пера, причем щеточное уплотнение выполнено из монолитного материала. Изобретение может быть осуществлено по следующим вариантам: лопатка и щеточное уплотнение выполнены из одного монолитного материала; щеточное уплотнение выполнено на торцевой крышке лопатки; основа щеточного уплотнения имеет каналы охлаждения, щеточное уплотнение имеет слой износостойкого покрытия, содержащего дисульфид молибдена; щеточное уплотнение имеет модифицированный поверхностный слой, полученный имплантацией ионов легирующих элементов при энергии ионов 0,2-300 кэВ и дозе имплантации ионов от 10¹⁰ до 5·10²⁰ ион/см², причем в качестве ионов для имплантации используют ионы Cr, Y, Yb, С, В, Zr, N, La, Ti или их комбинацию, перо лопатки имеет защитное покрытие, причем в качестве материала покрытия используют нитриды Me-N,

карбиды Ме-С и карбонитриды Me-NC, где Ме - Ti, Zr, Al, W, Mo, TiZr, TiAl, TiAlZr, TiAlZrMo

или их сочетание, N - азот, С - углерод, в щеточном уплотнении в качестве контактных элементов использованы гибкие щетины, размеры которых составляют: длина щетины от 5 мм до 20 мм, толщина - от 0,1 мм до 1,5 мм, при величинах зазоров между щетинами от 0,5 мкм до 300 мкм. 19 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Полая лопатка ротора для турбины газотурбинного двигателя содержит внутренний проход охлаждения, открытую полость, опоясывающий выступ и каналы охлаждения, связывающие внутренний проход охлаждения с наружной поверхностью внутренней стенки. Открытая полость расположена на свободном конце лопатки и ограничена донной стенкой, проходящей по всему концу лопатки. Опоясывающий выступ проходит между передней кромкой и задней кромкой лопатки вдоль наружной и внутренней стенок лопатки. Каналы охлаждения наклонены по отношению к этой внутренней стенке лопатки с возможностью их открывания на наружной поверхности внутренней стенки в направлении вершины опоясывающего выступа. Опоясывающий выступ образует тонкую стенку. Утолщение материала предусмотрено между опоясывающим выступом и донной стенкой полости вдоль, по меньшей мере, части внутренней стенки лопатки. Поверхность опоясывающего выступа, обращенная в сторону полости, является, по существу, плоской, в результате чего опоясывающий выступ расширяется в своем основании в зоне примыкания к донной стенке с возможностью открывания каналов охлаждения в непосредственной близости от вершины опоясывающего выступа без снижения механической прочности конца лопатки. Изобретение направлено на повышение надежности лопатки без снижения ее аэродинамических характеристик. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Лопатка ротора турбины содержит внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, расположенные по разные стороны оси лопатки, наконечник, расположенный на ее вершине, и, по меньшей мере, один уплотнительный элемент, установленный на наконечнике. Уплотнительный элемент расположен перпендикулярно внутренней и внешней поверхностям и содержит первую оконечность со стороны внешней поверхности и вторую оконечность со стороны внутренней поверхности. Первая оконечность имеет большую высоту, чем указанная вторая оконечность. Уплотнительный элемент содержит наружную контактную поверхность, выполненную в виде выпуклой поверхности, расположенную между указанными первой и второй оконечностями и проходящую между ними. Изобретение позволяет повысить производительность турбины и сократить удельный расход топлива. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.