RU2015125465A

RU2015125465A - "крыло ангела" лопатки турбины с нагнетающими элементами

Info

Publication number: RU2015125465A
Application number: RU2015125465A
Authority: RU
Inventors: Чин-Пан ЛИ; Кок-Мун ТХАМ; Пол Х. ВИТТ; Эрик ШРЕДЕР
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2017-01-10
Also published as: WO2014085464A1; RU2628135C2; CN104903545B; JP2016501341A; IN2015DN03859A; JP6254181B2; SA515360472B1; US8926283B2; EP2925969A1; US20140147250A1; CN104903545A

Claims

1. Газотурбинный двигатель, содержащий:

множество лопаток, собранных в кольцеобразный ряд лопаток вокруг продольной оси газотурбинного двигателя и частично образующих как путь горячего газа, так и путь охлаждающей текучей среды, причем путь охлаждающей текучей среды проходит из полости ротора мимо стороны направленного радиально внутрь основания ряда лопаток, где сторона является верхней по потоку относительно потока горячих газов в пути горячего газа, и приводит к пути горячего газа;

узел "крыла ангела", расположенный на стороне основания ряда лопаток; и

множество нагнетающих элементов, распределенных вокруг узла "крыла ангела", выполненных с возможностью придавать в наиболее узком зазоре пути охлаждающей текучей среды, образованном "крылом ангела", движение потоку охлаждающей текучей среды, текущей через него,

при этом множество нагнетающих элементов, узел "крыла ангела" и основание ряда лопаток являются эффективными для придания спиралеобразного движения вокруг продольной оси газотурбинного двигателя потоку охлаждающей текучей среды, когда он входит в путь горячего газа.

2. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором относительно продольной оси газотурбинного двигателя множество нагнетающих элементов выполнены за одно целое с участком узла "крыла ангела" радиально внутрь и аксиально смежно противоположной поверхности, причем участок узла "крыла ангела" и противоположная поверхность вместе образуют наиболее узкий изогнутый зазор в пути охлаждающей текучей среды.

3. Газотурбинный двигатель по п. 2, в котором каждый нагнетающий элемент содержит нагнетающую поверхность, которая обращена радиально наружу и тангенциально вперед относительно направления вращения ряда лопаток во время работы.

4. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором каждый путь потока нагнетающего элемента содержит впуск, ориентированный радиально внутрь относительно продольной оси газотурбинного

двигателя и вперед относительно направления вращения ряда лопаток, и выпуск, ориентированный радиально наружу относительно продольной оси газотурбинного двигателя и вперед относительно направления вращения ряда лопаток.

5. Газотурбинный двигатель по п. 4, в котором по меньшей мере один путь потока нагнетающего элемента дополнительно содержит выемку.

6. Газотурбинный двигатель по п. 4, в котором по меньшей мере один путь потока нагнетающего элемента проходит через узел "крыла ангела" от направленной радиально внутрь стороны к направленной радиально наружу стороне узла "крыла ангела".

7. Газотурбинный двигатель по п. 6, в котором по меньшей мере один путь потока нагнетающего элемента не ограничен на аксиальном заднем конце относительно продольной оси газотурбинного двигателя.

8. Газотурбинный двигатель по п. 7, в котором узел "крыла ангела" дополнительно содержит скос между каждым путем потока нагнетающего элемента, причем каждый скос сужается в соответственный путь потока нагнетающего элемента и является эффективным для направления части потока охлаждающей текучей среды в путь потока нагнетающего элемента.

9. Лопатка газотурбинного двигателя, содержащая:

основание лопатки;

"крыло ангела", образованное в стороне основания лопатки, причем "крыло ангела" содержит аксиальную платформу и радиально приподнятый выступ; и

нагнетающий элемент, содержащий нагнетающую поверхность, расположенную полностью внутри периферийного изгиба "крыла ангела".

10. Лопатка по п. 9, в которой нагнетающая поверхность расположена полностью внутри периферийного изгиба радиально приподнятой платформы.

11. Лопатка по п. 9, в которой в собранном состоянии в газотурбинном двигателе и относительно продольной оси газотурбинного двигателя нагнетающие элементы расположены радиально внутрь и аксиально выровнены с противоположной

поверхностью, и нагнетающие элементы и противоположная поверхность образуют зазор препятствующего потоку уплотнения в пути охлаждающей текучей среды.

12. Лопатка по п. 11, в которой в собранном состоянии в газотурбинном двигателе каждый нагнетающий элемент содержит нагнетающую поверхность, которая обращена радиально наружу относительно продольной оси газотурбинного двигателя и тангенциально вперед относительно направления вращения собранного кольцеобразного ряда лопаток.

13. Лопатка по п. 9, в которой в собранном состоянии в газотурбинном двигателе каждый нагнетающий элемент содержит путь потока нагнетающего элемента, охватывающий узел "крыла ангела" от направленной радиально внутрь стороны к направленной радиально наружу стороне относительно продольной оси газотурбинного двигателя.

14. Лопатка по п. 13, в которой путь потока нагнетающего элемента содержит вогнутую форму.

15. Лопатка по п. 14, в которой направленный радиально внутрь конец пути потока нагнетающего элемента представляет собой впускной конец, эффективный для зачерпывания по меньшей мере части потока текущей охлаждающей текучей среды, и в котором направленный радиально наружу конец пути потока нагнетающего элемента представляет собой выпускной конец, эффективный для выпуска зачерпываемой охлаждающей текучей среды и радиально наружу относительно продольной оси газотурбинного двигателя, и в направлении вращения ряда вращающихся лопаток, тем самым соединяя зачерпываемую охлаждающую текучую среду с незачерпываемой частью потока охлаждающей текучей среды, обходящей нагнетающие элементы.

16. Лопатка по п. 14, в которой относительно продольной оси газотурбинного двигателя путь потока нагнетающего элемента является открытым на задней стороне, и в котором "крыло ангела" дополнительно содержит скос, начинающийся относительно направления вращения ряда лопаток перед открытой стороной нагнетающего элемента и заканчивающийся на пути потока нагнетающего элемента, и является эффективным для направления

части потока охлаждающей текучей среды в открытую сторону.

17. Лопатка газотурбинного двигателя, содержащая:

основание лопатки; и

"крыло ангела", образованное в стороне основания лопатки, которая находится впереди относительно горячих газов, текущих мимо лопатки в пути горячего газа в газотурбинном двигателе во время работы, причем "крыло ангела" содержит: аксиальную платформу; радиально приподнятый выступ; и нагнетающие элементы, образующие нагнетающий путь потока, содержащий выпускной конец, аксиально смежный или расположенный выше по потоку нижней по потоку кромки радиально приподнятого выступа относительно продольной оси газовой турбины.

18. Лопатка по п. 17, в которой нагнетающий элемент дополнительно содержит нагнетающую поверхность, ориентированную радиально наружу относительно продольной оси газотурбинного двигателя, тангенциально вперед относительно направления вращения лопатки газотурбинного двигателя и углубленную между уплотнительными поверхностями радиально приподнятого выступа, расположенного наиболее далеко от продольной оси газотурбинного двигателя.

19. Лопатка по п. 17, в которой каждый нагнетающий элемент содержит впуск на радиально внутренней стороне аксиальной платформы, выпуск на радиально внешней стороне радиально приподнятого выступа и путь потока нагнетающего элемента через "крыло ангела".

20. Лопатка по п. 19, в которой нагнетающий элемент является эффективным для выпуска охлаждающей текучей среды тангенциально вперед относительно направления вращения лопатки газотурбинного двигателя.