RU209660U1 - Device for cooling sectors of the over-rotary turbine seal - Google Patents
Device for cooling sectors of the over-rotary turbine seal Download PDFInfo
- Publication number
- RU209660U1 RU209660U1 RU2021135533U RU2021135533U RU209660U1 RU 209660 U1 RU209660 U1 RU 209660U1 RU 2021135533 U RU2021135533 U RU 2021135533U RU 2021135533 U RU2021135533 U RU 2021135533U RU 209660 U1 RU209660 U1 RU 209660U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- over
- rotary seal
- sector
- cooling
- air supply
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области турбостроения, в частности к устройствам охлаждения секторов надроторного уплотнения в газотурбинном двигателе, и может быть использована в статорах высокотемпературных турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение объема охлаждающего воздуха, необходимого для обеспечения охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины и выравнивание температурного поля во всем секторе надроторного уплотнения, тем самым повышая работоспособность всего сектора надроторного уплотнения за счет устранения деформации в секторе, и, как следствие, увеличение интенсивности теплообмена и охлаждения всей турбины, связанное с наличием входного отверстия подвода воздуха секторов надроторного уплотнения, сообщенного с полостью подвода воздуха корпуса через внутреннюю полость промежуточного корпуса.Технический результат достигается тем, что в устройстве для охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины, содержащем корпус с полостью подвода воздуха, в который вмонтирован по потоку промежуточный корпус с отверстием для соединения с полостью подвода воздуха в корпус, причем в промежуточном корпусе установлены сектора надроторного уплотнения по средством соединения шип-паз с образованием радиальных зазоров между ними, в каждом секторе надроторного уплотнения имеется внутренняя полость с интенсификаторами охлаждения и отверстия выхода воздуха в радиальные зазоры между промежуточным корпусом и сектором надроторного уплотнения к входной кромке лопатки турбины, а также каналы выхода воздуха из внутренней полости надроторного уплотнения по потоку за выходной кромкой лопатки турбины, в отличие от известного интенсификаторы охлаждения выполнены в виде матрицы компланарных каналов во внутренней полости сектора надроторного уплотнения, внутренняя полость соединена с входным отверстием подвода воздуха сектора надроторного уплотнения, при этом полость подвода воздуха в корпусе сообщена с внутренней полостью промежуточного корпуса, которая, в свою очередь, сообщена с входным отверстием подвода воздуха к секторам надроторного уплотнения. 1 ил.The utility model relates to the field of turbine construction, in particular to devices for cooling the over-rotary seal sectors in a gas turbine engine, and can be used in the stators of high-temperature turbines of gas turbine engines for aviation and ground applications. of the over-rotary seal of the turbine and equalization of the temperature field in the entire sector of the over-rotary seal, thereby increasing the efficiency of the entire sector of the over-rotary seal by eliminating deformation in the sector, and, as a result, an increase in the intensity of heat transfer and cooling of the entire turbine, associated with the presence of an air inlet for supplying air to the sectors of the over-rotary seal communicated with the air supply cavity of the housing through the internal cavity of the intermediate housing. The technical result is achieved by the fact that in the device for cooling the sectors, the turbine seal, containing a housing with an air supply cavity, in which an intermediate housing is mounted along the flow with an opening for connection with the air supply cavity to the housing, and in the intermediate housing there are sectors of the over-rotary seal by means of a tenon-groove connection with the formation of radial gaps between them, Each sector of the over-rotary seal has an internal cavity with cooling intensifiers and air outlets into the radial gaps between the intermediate housing and the over-rotary seal sector to the leading edge of the turbine blade, as well as air outlet channels from the internal cavity of the over-rotary seal downstream of the outlet edge of the turbine blade, in unlike the known cooling intensifiers are made in the form of a matrix of coplanar channels in the internal cavity of the over-rotary seal sector, the inner cavity is connected to the air supply inlet of the over-rotary seal sector, while the air supply cavity into the body it is in communication with the internal cavity of the intermediate housing, which, in turn, is in communication with the inlet for supplying air to the sectors of the over-rotary seal. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области турбостроения, в частности к устройствам охлаждения секторов надроторного уплотнения в газотурбинном двигателе, и может быть использована в статорах высокотемпературных турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.The utility model relates to the field of turbine construction, in particular to cooling devices for the over-rotary seal sectors in a gas turbine engine, and can be used in stators of high-temperature turbines of gas turbine engines for aircraft and ground applications.
Наиболее близким является устройство для охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины, содержащее корпус с полостью подвода воздуха, в который вмонтирован по потоку промежуточный корпус с отверстием для соединения с полостью подвода воздуха корпуса, причем в промежуточном корпусе установлены сектора надроторного уплотнения посредством соединения шип-паз с образованием радиальных зазоров между ними, в каждом секторе надроторного уплотнения имеется внутренняя полость с интенсификаторами охлаждения и отверстия выхода воздуха в радиальные зазоры между промежуточным корпусом и сектором надроторного уплотнения к входной кромке лопатки турбины, а так же каналы выхода воздуха из внутренней полости надроторного уплотнения по потоку за выходной кромкой лопатки турбины (Патент на изобретение РФ №2538985 от 20.12.2013, МПК F01D 25/14, F01D 25/24, опубл. 10.01.2015 бюл. №1).The closest is a device for cooling sectors of the over-rotary seal of the turbine, containing a housing with an air supply cavity, in which an intermediate housing is mounted along the flow with an opening for connection with the air supply cavity of the housing, and in the intermediate housing sectors of the over-rotary seal are installed by means of a tenon-groove connection to form radial gaps between them, in each sector of the over-rotary seal there is an internal cavity with cooling intensifiers and air outlet holes in the radial gaps between the intermediate housing and the over-rotary seal sector to the leading edge of the turbine blade, as well as channels for air outlet from the internal cavity of the over-rotary seal downstream exit edge of the turbine blade (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2538985 dated 12/20/2013, IPC F01D 25/14, F01D 25/24, publ. 10.01.2015 Bull. No. 1).
Недостатком данного устройства является то, что сектор надроторного уплотнения снабжен полым патрубком подвода охлаждающего воздуха, в результате чего центральная часть сектора охлаждается намного сильнее, чем периферийная, что приводит к большому градиенту температур в секторе надроторного уплотнения и тем самым вызывая деформацию и напряжения в секторах надроторных уплотнений, а так же большой объем охлаждающего воздуха, необходимый для обеспечения оптимальной рабочей температуры сектора надроторного уплотнения.The disadvantage of this device is that the over-rotary seal sector is provided with a hollow cooling air supply pipe, as a result of which the central part of the sector is cooled much more strongly than the peripheral part, which leads to a large temperature gradient in the over-rotary seal sector and thereby causing deformation and stress in the over-rotary sectors. seals, as well as the large amount of cooling air needed to ensure the optimum operating temperature of the rotary seal sector.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение объема охлаждающего воздуха, необходимого для обеспечения охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины и выравнивание температурного поля во всем секторе надроторного уплотнения, позволяющее повысить работоспособность всего сектора надроторного уплотнения за счет устранения деформации в секторе, и, как следствие, увеличение интенсивности теплообмена и охлаждения всей турбины, связанное с наличием входного отверстия подвода воздуха секторов надроторного уплотнения, сообщенного с полостью подвода воздуха корпуса через внутреннюю полость промежуточного корпуса.The technical result of the proposed utility model is to reduce the volume of cooling air required to ensure cooling of the sectors of the over-rotary seal of the turbine and to equalize the temperature field in the entire sector of the over-rotary seal, which makes it possible to increase the performance of the entire sector of the over-rotary seal by eliminating deformation in the sector, and, as a result, increasing the intensity heat exchange and cooling of the entire turbine, associated with the presence of an inlet for supplying air to the sectors of the over-rotary seal, communicated with the air supply cavity of the housing through the internal cavity of the intermediate housing.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины, содержащем корпус с полостью подвода воздуха, в который вмонтирован по потоку промежуточный корпус с отверстием для соединения с полостью подвода воздуха в корпус, причем в промежуточном корпусе установлены сектора надроторного уплотнения посредством соединения шип-паз с образованием радиальных зазоров между ними, в каждом секторе надроторного уплотнения имеется внутренняя полость с интенсификаторами охлаждения и отверстия выхода воздуха в радиальные зазоры между промежуточным корпусом и сектором надроторного уплотнения к входной кромке лопатки турбины, а так же каналы выхода воздуха из внутренней полости надроторного уплотнения по потоку за выходной кромкой лопатки турбины, в отличие от известного интенсификаторы охлаждения выполнены в виде матрицы компланарных каналов во внутренней полости сектора надроторного уплотнения, внутренняя полость соединена с входным отверстием подвода воздуха сектора надроторного уплотнения, при этом полость подвода воздуха в корпусе сообщена с внутренней полостью промежуточного корпуса, которая, в свою очередь, сообщена с входным отверстием подвода воздуха к секторам надроторного уплотнения.The technical result is achieved by the fact that in the device for cooling the sectors of the over-rotary seal of the turbine, containing a housing with an air supply cavity, in which an intermediate housing is mounted downstream with an opening for connection with the cavity for air supply to the housing, and in the intermediate housing sectors of the over-rotary seal are installed by means of a connection tenon-groove with the formation of radial gaps between them, in each sector of the over-rotary seal there is an internal cavity with cooling intensifiers and air outlet holes in the radial gaps between the intermediate housing and the over-rotary seal sector to the input edge of the turbine blade, as well as air outlet channels from the internal cavity of the over-rotary seal along the flow behind the outlet edge of the turbine blade, in contrast to the known cooling intensifiers are made in the form of a matrix of coplanar channels in the internal cavity of the over-rotary seal sector, the inner cavity is connected to air inlet of the over-rotary seal sector, while the air supply cavity in the housing is in communication with the internal cavity of the intermediate housing, which, in turn, is in communication with the inlet for air supply to the over-rotary seal sectors.
На фигуре показано устройство для охлаждения секторов надроторного уплотнения.The figure shows a device for cooling the sectors of the rotary seal.
Устройство для охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины содержит корпус 1 с полостью 2 подвода воздуха, промежуточный корпус 3 с отверстием 4 для соединения с полостью 2 подвода воздуха корпуса 1.The device for cooling the sectors of the over-rotary seal of the turbine comprises a housing 1 with an
Промежуточный корпус 3 вмонтирован по потоку в корпус 1.The
В промежуточном корпусе 3 установлены сектора надроторного уплотнения 5 по средствам соединения шип-паз с образованием радиальных зазоров 6 между ними. Промежуточный корпус 3 содержит внутреннюю полость 7, сообщенную с одной стороны с полостью 2 подвода воздуха корпуса 1 с помощью отверстия 4, с другой стороны с внутренней полостью 8 сектора надроторного уплотнения 5.In the
В каждом секторе надроторного уплотнения 5 внутренняя полость имеет интенсификаторы охлаждения, выполненные в виде матрицы компланарных каналов 9. Каждый сектор надроторного уплотнения 5 содержит отверстия 10 выхода воздуха в радиальные зазоры 6 между промежуточным корпусом 3 и сектором надроторного уплотнения 5 к входной кромке 11 лопатки 12 турбины. Внутренняя полость 8 сектора надроторного уплотнения 5 сообщена с внутренней полостью 7 промежуточного корпуса 3 через входное отверстие 13 подвода воздуха, которое выполнено в секторе надроторнорго уплотнения 5. Сектор надроторного уплотнения 5 содержит каналы 14 выхода воздуха из внутренней полости 8 сектора надроторного уплотнения 5 по потоку за выходной кромкой 15 лопатки 12.In each sector of the
При этом входное отверстие 13 подвода воздуха сектора надроторного уплотнения 5 сообщено с полостью 2 подвода воздуха корпуса 1 через отверстие 4 и внутреннюю полость 7 промежуточного корпуса 3.At the same time, the
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Поток охлаждающего воздуха из полости 2 подвода воздуха через отверстие 4 в промежуточном корпусе 3 и входное отверстие 13 подвода воздуха сектора надроторного уплотнения 5, попадает во внутреннюю полость 8 сектора надроторного уплотнения 5. Затем воздух разворачивается и проходит через матрицу компланарных каналов 9 и выбрасывается через отверстия 10 выхода воздуха к входной кромке 11 лопатки 12 и через каналы 14 выхода воздуха за выходной кромкой 15 лопатки 12.The flow of cooling air from the
В каналах 14 и отверстиях 10 происходит разворот воздушного потока на 180° и далее происходит его подмешивание к основному потоку газа.In the
Подвод воздуха к матрице компланарных каналов 9 осуществляется через входное отверстие 13 подвода воздуха, расположенное перпендикулярно направлению каналов матрицы 9 напротив наиболее горячей части сектора 5.The air supply to the matrix of
Это позволяет повысить интенсивность теплообмена и охлаждения поверхности сектора надроторного уплотнения 5, за счет комбинации ударного охлаждения при натекании на сектор надроторного уплотнения, интенсификации теплообмена при повороте на 90° при заходе в матрицу компланарных каналов 9, а также за счет поворотов при прохождении матрицы компланарных каналов 9 внутри сектора надроторного уплотнения.This makes it possible to increase the intensity of heat transfer and cooling of the surface of the over-rotary
Предложенная полезная модель позволяет более эффективно использовать охлаждающий воздух для охлаждения сектора надроторного уплотнения, что позволяет снизить его потребное количество, а также, за счет сброса основного количества воздуха после охлаждения сектора надроторного уплотнения в область проточной части, расположенную до рабочей лопатки, использовать данное количество воздуха для совершения полезной работы в турбине.The proposed utility model allows more efficient use of cooling air for cooling the over-roller seal sector, which allows to reduce its required amount, and also, by discharging the main amount of air after cooling of the over-rotary seal sector into the area of the flow path located upstream of the rotor blade, to use this amount of air to do useful work in the turbine.
Благодаря тому, что в устройстве для охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины, содержащем корпус с полостью подвода воздуха, в который вмонтирован по потоку промежуточный корпус с отверстием для соединения с полостью подвода воздуха в корпус, причем в промежуточном корпусе установлены сектора надроторного уплотнения по средствам соединения шип-паз с образованием радиальных зазоров между ними, в каждом секторе надроторного уплотнения имеется внутренняя полость с интенсификаторами охлаждения и отверстия выхода воздуха в радиальные зазоры между промежуточным корпусом и сектором надроторного уплотнения к входной кромке лопатки турбины, а так же каналы выхода воздуха из внутренней полости надроторного уплотнения по потоку за выходной кромкой лопатки турбины, в отличие от известного интенсификаторы охлаждения выполнены в виде матрицы компланарных каналов во внутренней полости сектора надроторного уплотнения, внутренняя полость соединена с входным отверстием подвода воздуха сектора надроторного уплотнения, при этом полость подвода воздуха в корпусе сообщена с внутренней полостью промежуточного корпуса, которая, в свою очередь, сообщена с входным отверстием подвода воздуха к секторам надроторного уплотнения, достигается снижение объема охлаждающего воздуха, необходимого для обеспечения охлаждения секторов надроторного уплотнения турбины и выравнивание температурного поля во всем секторе надроторного уплотнения, и следовательно повышение работоспособности всего сектора надроторного уплотнения за счет устранения деформации в секторе, и, как следствие, увеличение интенсивности теплообмена и охлаждения всей турбины.Due to the fact that in the device for cooling the over-rotary seal sectors of the turbine, which contains a housing with an air supply cavity, in which an intermediate housing is mounted along the flow with an opening for connection with the air supply cavity into the housing, and in the intermediate housing there are sectors of the over-rotary seal by means of connecting the spike - a groove with the formation of radial gaps between them, in each sector of the over-rotary seal there is an internal cavity with cooling intensifiers and air outlet holes in the radial gaps between the intermediate housing and the over-rotary seal sector to the input edge of the turbine blade, as well as air outlet channels from the internal cavity of the over-rotary seals along the flow behind the trailing edge of the turbine blade, in contrast to the known cooling intensifiers are made in the form of a matrix of coplanar channels in the internal cavity of the over-rotary seal sector, the internal cavity is connected to the sector air inlet of the over-rotary seal, while the air supply cavity in the housing communicates with the internal cavity of the intermediate housing, which, in turn, communicates with the inlet of the air supply to the over-rotary seal sectors, a reduction in the volume of cooling air necessary to ensure cooling of the turbine over-rotary seal sectors and alignment temperature field in the entire sector of the over-rotary seal, and consequently, an increase in the efficiency of the entire sector of the over-rotary seal due to the elimination of deformation in the sector, and, as a result, an increase in the intensity of heat transfer and cooling of the entire turbine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021135533U RU209660U1 (en) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | Device for cooling sectors of the over-rotary turbine seal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021135533U RU209660U1 (en) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | Device for cooling sectors of the over-rotary turbine seal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU209660U1 true RU209660U1 (en) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021135533U RU209660U1 (en) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | Device for cooling sectors of the over-rotary turbine seal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU209660U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU222426U1 (en) * | 2023-06-30 | 2023-12-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | DEVICE FOR SUPPLYING COOLING AIR TO ABOVE ROTOR INSERTS |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US382536A (en) * | 1888-05-08 | William l | ||
US4526226A (en) * | 1981-08-31 | 1985-07-02 | General Electric Company | Multiple-impingement cooled structure |
RU2271454C2 (en) * | 2000-12-28 | 2006-03-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Making of platforms in straight-flow axial gas turbine with improved cooling of wall sections and method of decreasing losses through clearances |
RU2538985C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | High-temperature turbine stator |
RU184419U1 (en) * | 2018-05-18 | 2018-10-25 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Nudotor insert gas turbine engine |
-
2021
- 2021-12-03 RU RU2021135533U patent/RU209660U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US382536A (en) * | 1888-05-08 | William l | ||
US4526226A (en) * | 1981-08-31 | 1985-07-02 | General Electric Company | Multiple-impingement cooled structure |
RU2271454C2 (en) * | 2000-12-28 | 2006-03-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Making of platforms in straight-flow axial gas turbine with improved cooling of wall sections and method of decreasing losses through clearances |
RU2538985C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | High-temperature turbine stator |
RU184419U1 (en) * | 2018-05-18 | 2018-10-25 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Nudotor insert gas turbine engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU222426U1 (en) * | 2023-06-30 | 2023-12-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | DEVICE FOR SUPPLYING COOLING AIR TO ABOVE ROTOR INSERTS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11421598B2 (en) | Staggered heat exchanger array with side curtains | |
CN106014493B (en) | System for cooling a turbine engine | |
US9797310B2 (en) | Heat pipe temperature management system for a turbomachine | |
US20170234154A1 (en) | Turbine stator vane with closed-loop sequential impingement cooling insert | |
RU2387846C1 (en) | Method to cool by-pass gas turbine engine vanes and device to this end | |
US6735956B2 (en) | High pressure turbine blade cooling scoop | |
US20160290235A1 (en) | Heat pipe temperature management system for a turbomachine | |
JP2017120080A (en) | Method and system for combined air-oil cooler and fuel-oil cooler heat exchanger | |
US20170037730A1 (en) | Gas turbine | |
GB825967A (en) | Improvements in turbines and in particular gas turbines | |
JPH02233802A (en) | Cooling type turbine blade | |
US20170234218A1 (en) | Turbine Stator Vane with Multiple Outer Diameter Pressure Feeds | |
JP2017145824A (en) | Airfoil having crossover holes | |
RU2459967C1 (en) | Double-flow gas turbine engine | |
US10563518B2 (en) | Gas turbine engine trailing edge ejection holes | |
RU2519678C1 (en) | Gas turbine engine cooled turbine | |
US10385727B2 (en) | Turbine nozzle with cooling channel coolant distribution plenum | |
US9995172B2 (en) | Turbine nozzle with cooling channel coolant discharge plenum | |
RU2347091C1 (en) | Gas-turbine engine | |
RU209660U1 (en) | Device for cooling sectors of the over-rotary turbine seal | |
US10704395B2 (en) | Airfoil with cooling circuit | |
CN111350549A (en) | Cooling structure suitable for be rich in and fire working medium turbine high temperature quiet leaf | |
CN107448243B (en) | Airfoil with cooling circuit | |
US10352182B2 (en) | Internal cooling of stator vanes | |
RU2735040C1 (en) | Gas transfer unit |