сопловая лопатка турбомашины
Классы МПК: | F01D9/00 Статоры (корпуса без направляющих устройств, а также регулирующие, управляющие и предохранительные устройства см в соответствующих группах) |
Автор(ы): | Тихоплав В.Ю., Федотов А.И., Сударев А.В., Шевченко В.С., Тихоплав Т.С., Подгорец В.Я., Шмарин И.С. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "КТС" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-10-26 публикация патента:
27.10.1998 |
На полом пере-стержне, внутри которого расположен дефлектор, установлена свободно без закрепления не охлаждаемая принудительно металлическая профильная оболочка, обтекаемая рабочим телом. Между оболочкой и стержнем образован зазор, в котором размещен по меньшей мере один экран, имеющий выступы на обеих его поверхностях. На поверхностях оболочки, экрана и стержня могут быть нанесены защитное и термобарьерное покрытия. Использование изобретения позволит уменьшить расход охлаждающего воздуха без нарушения аэродинамики лопаточной решетки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1. Сопловая лопатка турбомашины, состоящая из корневой и периферийной опорных полок, охлаждаемого изнутри полого профильного несущего пера-стержня и дефлектора, отличающаяся тем, что она снабжена не охлаждаемой принудительно металлической профильной оболочкой, обтекаемой рабочим телом и свободно без закрепления установленной с образованием зазора между оболочкой и стержнем, и по меньшей мере одним экраном, выполненным с размещенными на его обеих поверхностях выступами и установленным в зазоре. 2. Лопатка по п. 1, отличающаяся тем, что на поверхностях оболочки, экрана и несущего стержня нанесены защитные и термобарьерные покрытия.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в осевых турбомашинах - газовых и паровых турбинах и компрессорах, лопаточный аппарат которых работает при высоких температурах и напряжениях, а также в условиях коррозионно-эрозионного воздействия рабочего тела на сопловую лопатку турбомашины. Наиболее близким аналогом заявленного устройства является сопловая лопатка, представленная в ав.св. СССР N 1531557, F 01 D 5/18, 1994, состоящая из корневой и периферийной опорных полок, охлаждаемого изнутри полого профильного несущего пера-стержня и дефлектора. Однако использование такого устройства требует расхода большого количества охлаждающего воздуха. Известна металлокерамическая (гибридная) сопловая лопатка, на несущем металлическом стержне которой установлена керамическая неохлаждаемая профильная супероболочка, обтекаемая рабочим телом и свободно сидящая на стержне. При этом между супероболочкой и стержнем образован зазор, в котором размещен по меньшей мере один экран. Однако это техническое решение обладает тем существенным недостатком, что применение в газотурбостроении конструктивных керамических материалов пока весьма проблематично и не вышло за пределы создания отдельных маломощных экспериментальных образцов, предназначенных для отработки технологий и конструкций керамического газотурбостроения, основной проблемой которого была и по-прежнему остается недостаточная надежность деталей и узлов, изготовленных из конструкционной керамики (см. патент США N 4396349, F 01 D 11/02, 1983). Цель изобретения - значительное уменьшение расхода охлаждающего воздуха без нарушения аэродинамики лопаточной решетки. Эта цель достигается тем, что супероболочка выполнена металлической не охлаждаемой принудительно и нигде не закрепленной, свободно сидящей на пере, причем между супероболочкой и пером установлен щелевой зазор, образующий замкнутую полость с ограниченным пространством, не сообщающимся с потоком рабочего тела; в зазоре между супероболочкой и пером установлен по меньшей мере один тепловой экран с дискретными выступами на обеих его поверхностях; несущий стержень, супероболочка и экраны на своих поверхностях содержат защитные и термобарьерные покрытия. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 и 2 представлена конструктивная схема сопловой лопатки газовой турбины; на фиг. 3 - пример сопловой лопатки с полым пером, экраном и супероболочкой, на фиг. 4 - расчетная схема. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 и 2 представлены конструктивная схема сопловой лопатки газовой турбины; на фиг. 3 пример сопловой лопатки с полым пером, экраном и супероболочкой, на фиг. 4 - расчетная схема. Сопловая лопатка турбомашины содержит дефлектор 1, полое профильное охлаждаемое перо 2, корневую несущую полку с теплоизолирующей накладкой 3, не охлаждаемую принудительно профильную супероболочку 4, периферийную несущую полку с теплоизолирующей накладкой 7, скользящие боковые опоры 8 и 9 супероболочки, тонкие слои защитных и термобарьерных покрытий 10, 12 и 14, например две миниоболочки 11 и 13, вставленные одна в другую, причем 11 - тепловой экран, а 13 - не охлаждаемая принудительно наружная профильная миниоболочка, обтекаемая потоком рабочего тела, замкнутые полости 15, 16, не сообщающиеся с потоком рабочего тела и имеющие ограниченное пространство, образованные воздушными зазорами. На фиг. 1 - 4 обозначены: Tг= T*o и Tв - температуры газа и охлаждающего воздуха соответственно; О, В, Л - супероболочка, воздушный зазор, перо лопатки соответственно; О1, О2, Л1, Л2 - расчетные точки на графике температур;

Класс F01D9/00 Статоры (корпуса без направляющих устройств, а также регулирующие, управляющие и предохранительные устройства см в соответствующих группах)