RU2554397C2 - Лопатка с внутренним вентилированием - Google Patents
Лопатка с внутренним вентилированием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554397C2 RU2554397C2 RU2012132632/06A RU2012132632A RU2554397C2 RU 2554397 C2 RU2554397 C2 RU 2554397C2 RU 2012132632/06 A RU2012132632/06 A RU 2012132632/06A RU 2012132632 A RU2012132632 A RU 2012132632A RU 2554397 C2 RU2554397 C2 RU 2554397C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- edge
- trailing edge
- cavities
- closest
- 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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
- F01D5/187—Convection cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/122—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the trailing edge of a stator vane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/20—Rotors
- F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/60—Fluid transfer
- F05D2260/607—Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Лопатка содержит внутренние полости для циркуляции охлаждающего газа. Полости разделены перегородками, проходящими в радиальном направлении. Одна из перегородок, наиболее близкая к задней кромке лопатки, отклонена от радиального направления в направлении к задней кромке, начиная, по меньшей мере, с 70% высоты лопатки, считая от полки лопатки до радиуса внешней кромки. Одна из полостей, ограниченная в направлении задней кромки лопатки указанной перегородкой, наиболее близкой к задней кромке лопатки, содержит ряд просверленных каналов, ведущих к боковой стороне лопатки. Просверленные каналы открываются в указанную полость через отверстия, расположенные по линии, параллельной указанной перегородке. Изобретение направлено на повышение эффективности охлаждения в верхней части лопаток в углу между задней кромкой и внешней кромкой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Объектом настоящего изобретения является лопатка с внутренним вентилированием.
Подвергаемые часто очень высоким температурам лопатки турбомашины могут быть оборудованы устройствами охлаждения посредством вентилирования газами, такими как относительно прохладный газ, поступающий из основного потока циркуляции в направлении компрессора; он протекает, таким образом, до полых полостей внутри лопаток и выходит из них через просверленные отверстия, которые открываются, в частности, на внутренней поверхности и на задней кромке, где циркуляции газа способствует более слабое внешнее давление. Эти устройства хорошо опробованы и дают в целом хорошие результаты, но требуют доработки, если вентиляция оказывается недостаточной по причине особенно тяжелых условий (например, для лопаток турбины высокого давления, которые подвергаются воздействию более высоких температур) или, например, на некоторых особенных областях лопаток. Французские патенты 2833298 и 2834015 раскрывают вентиляцию задней кромки.
На вершине некоторых лопаток, таким образом, констатируют недостатки охлаждения, источники очень высоких температур и некоторых повреждений (прижегов), а более конкретно в углу между задней кромкой и внешней кромкой. Целью изобретения является разрешение этой конкретной проблемы.
В целом настоящее изобретение относится к лопатке, содержащей внутренние полости для циркуляции охлаждающего газа, при этом полости отделены друг от друга перегородками, причем одна из перегородок, наиболее близкая к задней кромке, имеет больший наклон в направлении к задней кромке, начиная, по меньшей мере, с 70% высоты лопатки, если считать от полки до вершины лопатки до радиуса внешней кромки (такой размер благоприятствует охлаждению угла лопатки путем лучшего вентилирования задней кромки по причинам, которые будут описаны далее), отличающейся тем, что одна из полостей, ограниченная в направлении задней кромки лопатки указанной перегородкой, наиболее близкой к задней кромке лопатки, содержит ряд просверленных отверстий, ведущих к боковой стороне лопатки, причем указанные просверленные отверстия открываются в указанную полость через отверстия, расположенные на линии, параллельной указанной перегородке. Это усовершенствование способствует также охлаждению угла лопатки, на этот раз лучшим вентилированием боковых поверхностей (внутренней поверхности и спинки).
Больший наклон преимущественно выполнен постепенным, придавая перегородке в целом скругленную форму.
Далее настоящее изобретение будет описано более детально со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 и фиг.2 показывают общие виды лопатки согласно настоящему изобретению;
фиг.3 показывает детально концепцию согласно предшествующему уровню техники, улучшенную в результате настоящего изобретения;
фиг.4 показывает детально концепцию согласно настоящему изобретению.
На фиг.1 и 2 показана лопатка (1), которая соединена с хвостовиком (2), расположенным в диске, здесь не представленном, и имеет полку (3). Лопатка (1) является полой, и в ней просверлено множество полостей (4), отделенных друг от друга перегородками (5), проходящими в направлении, по существу радиальном от хвостовика (2) до вершины (11) лопатки (1). Далее будут различаться полости (6), наиболее близкие к задней кромке (7) лопатки (1), и полости (8), примыкающие к последней, а также перегородка (9), их разделяющая, которая, таким образом, является перегородкой, наиболее близкой к задней кромке (7).
Вентилирующий газ поступает в полости (4) (и (6), и (8)) от их начала в хвостовике (2) из другой зоны машины, к которой относится лопатка (1), и поднимается к вершине (11) лопатки (1); он постепенно выходит из полостей через просверленные отверстия (12), которые открываются на внутренней поверхности (13) и/или на спинке (22) лопатки (1), при этом другие просверленные отверстия (14) (показаны на фиг.3 и 4) открываются на вершине (11), и, наконец, через другие отверстия (15), выполненные только в полости (6), которые выходят к задней кромке (7).
Вентилирование вершины (11) лопатки (1) является наиболее сложным, так как просверленные отверстия (14) расположены по краю полостей (4), и расход вентилирующего газа является наименьшим и имеет меньшее давление; другие неблагоприятные обстоятельства возникают в результате того, что вершина (11) состоит из тонкого внешнего ребра (16), проходящего со стороны спинки и со стороны внутренней поверхности лопатки, образуя, таким образом, полость, называемую «ванной» (17). Ребро (16) позволяет ограничить ток горячего газа между противолежащими вершиной лопатки и корпусом и образует зону износа, когда лопатка под совместным действием термического расширения и центробежным действием удлиняется и касается корпуса. Ванна (17) и ребро (16) представляют собой трудно охлаждаемые зоны; ситуация является особо критичной в верхнем углу (18) лопатки (1), смежном с задней кромкой (7), где полость (6) наиболее узкая.
Теперь рассмотрим фиг.3. В обычных концепциях наиболее близкая к задней кромке (7) перегородка (здесь 9') является прямолинейной, так же как и другие, для упрощения изготовления лопатки, и в целом она имеет полностью радиальное направление. Изобретателями было отмечено существование зоны (19) повторной циркуляции с малой скоростью в полости (6) в месте сопряжения между перегородкой (9') и стенкой дна ванны (17). Малое динамическое давление вентилирующего газа в этом месте делает бесполезным создание просверленных отверстий наверху для вентиляции вершины (11), так что край ванны (17) совсем не вентилируется; было отмечено, что через просверленные отверстия (15), ведущие к задней кромке (7) и наиболее близкие к вершине (11), обычно три или четыре наиболее близких, проходит особенно малый расход газа по причине слабого давления газа.
Особенность устройства согласно настоящему изобретению видна на фиг.4 и заключается в том, что предусматривают перегородку (9), наиболее близкую к задней кромке (7), с верхней частью (20), более наклонной к задней кромке (7), чем оставшаяся часть перегородки (9), и предпочтительно все более наклонной со скругленной формой и почти равномерным сопряжением со стенкой дна ванны (17). Верхняя часть (20) может начинаться от 80%, при необходимости 70%, от высоты лопатки (1), считая от полки (3) до наружной кромки, то есть до стенки дна ванны (17). Другие перегородки остаются прямолинейными. Технический результат заключается в следующем: зона (19) повторной циркуляции с малой скоростью исчезает; вентилирующий газ лучше подводится к просверленным отверстиям (15), близким к вершине (11), и его давление возрастает, что также увеличивает расход через эти верхние просверленные отверстия (15); просверленные отверстия (12), ведущие к внутренней поверхности (13) (или к спинке), начиная от второй полости (8), могут быть смещены к задней кромке (7), при этом их отверстия во второй полости (8) занимают линию, параллельную верхней части (20); по меньшей мере, одно дополнительное просверленное отверстие (14') вершины можно выполнить благодаря расширению второй полости (8) на вершине (первая полость (6), в представленной здесь в качестве предшествующего уровня техники концепции, обычно лишена просверленных отверстий (12) и (14) на вершине из-за больших трудностей вентилирования). Любые модификации приводят к лучшему вентилированию и охлаждению верхнего угла (18) лопатки (1), задней кромки (7) посредством просверленных отверстий (15), боковых поверхностей внутренней поверхности (13) или спинки посредством смещенных просверленных отверстий (12) или ванны (17) посредством одного или нескольких дополнительных просверленных отверстий вершины (14').
Claims (2)
1. Лопатка (1), содержащая внутренние полости (4, 6, 8) для циркуляции охлаждающего газа, при этом полости разделены перегородками (5, 9), проходящими в радиальном направлении, причем одна из перегородок (9), наиболее близкая к задней кромке (7) лопатки, отклонена от радиального направления в направлении к задней кромке, начиная, по меньшей мере, с 70% высоты лопатки, считая от полки (3) лопатки до радиуса внешней кромки, отличающаяся тем, что одна из полостей (8), ограниченная в направлении задней кромки лопатки указанной перегородкой (9), наиболее близкой к задней кромке лопатки, содержит ряд просверленных каналов, ведущих к боковой стороне лопатки, причем указанные просверленные каналы открываются в указанную полость (8) через отверстия (21), расположенные по линии, параллельной указанной перегородке (9).
2. Лопатка по п. 1, отличающаяся тем, что отклонение перегородки к задней кромке является более значительным в верхней части перегородки.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0959698 | 2009-12-31 | ||
FR0959698A FR2954798B1 (fr) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | Aube a ventilation interieure |
PCT/EP2010/070933 WO2011080319A1 (fr) | 2009-12-31 | 2010-12-30 | Aube a ventilation interieure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012132632A RU2012132632A (ru) | 2014-02-10 |
RU2554397C2 true RU2554397C2 (ru) | 2015-06-27 |
Family
ID=42133483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012132632/06A RU2554397C2 (ru) | 2009-12-31 | 2010-12-30 | Лопатка с внутренним вентилированием |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120282110A1 (ru) |
EP (1) | EP2519713B1 (ru) |
JP (1) | JP5661798B2 (ru) |
CN (1) | CN102713160B (ru) |
BR (1) | BR112012015844A2 (ru) |
CA (1) | CA2785377C (ru) |
FR (1) | FR2954798B1 (ru) |
RU (1) | RU2554397C2 (ru) |
WO (1) | WO2011080319A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150361798A1 (en) * | 2013-02-12 | 2015-12-17 | United Technologies Corporation | Fan blade including external cavities |
US9771816B2 (en) * | 2014-05-07 | 2017-09-26 | General Electric Company | Blade cooling circuit feed duct, exhaust duct, and related cooling structure |
JP6353131B1 (ja) | 2017-06-29 | 2018-07-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | タービン翼及びガスタービン |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU444888A1 (ru) * | 1973-01-03 | 1974-09-30 | Предприятие П/Я В-2504 | Охлаждаема лопатка турбины |
EP0034961A1 (fr) * | 1980-02-19 | 1981-09-02 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." | Perfectionnement aux aubes de turbines refroidies |
US4515526A (en) * | 1981-12-28 | 1985-05-07 | United Technologies Corporation | Coolable airfoil for a rotary machine |
SU1228559A1 (ru) * | 1981-11-13 | 1996-10-10 | Г.П. Нагога | Рабочая лопатка газовой турбины |
RU2263791C1 (ru) * | 2004-03-19 | 2005-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Охлаждаемая рабочая лопатка турбины |
EP1918522A2 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-07 | United Technologies Corporation | Turbine component |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6001A (en) * | 1849-01-02 | Manufacture of lampblack and colophane | ||
BE794194A (fr) * | 1972-01-18 | 1973-07-18 | Bbc Sulzer Turbomaschinen | Aube mobile refroidie pour des turbines a gaz |
US4173120A (en) * | 1977-09-09 | 1979-11-06 | International Harvester Company | Turbine nozzle and rotor cooling systems |
US4416585A (en) * | 1980-01-17 | 1983-11-22 | Pratt & Whitney Aircraft Of Canada Limited | Blade cooling for gas turbine engine |
GB2165315B (en) * | 1984-10-04 | 1987-12-31 | Rolls Royce | Improvements in or relating to hollow fluid cooled turbine blades |
DE4443696A1 (de) * | 1994-12-08 | 1996-06-13 | Abb Management Ag | Gekühlte Turbinenschaufel |
DE19921644B4 (de) * | 1999-05-10 | 2012-01-05 | Alstom | Kühlbare Schaufel für eine Gasturbine |
EP1167689A1 (de) * | 2000-06-21 | 2002-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Konfiguration einer kühlbaren Turbinenschaufel |
US6471479B2 (en) * | 2001-02-23 | 2002-10-29 | General Electric Company | Turbine airfoil with single aft flowing three pass serpentine cooling circuit |
US6554575B2 (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-29 | General Electric Company | Ramped tip shelf blade |
FR2833298B1 (fr) | 2001-12-10 | 2004-08-06 | Snecma Moteurs | Perfectionnements apportes au comportement thermique du bord de fuite d'une aube de turbine haute-pression |
FR2834015B1 (fr) | 2001-12-20 | 2004-08-13 | Danfoss Maneurop S A | Clapet pour compresseur a spirale |
US6942449B2 (en) * | 2003-01-13 | 2005-09-13 | United Technologies Corporation | Trailing edge cooling |
US7014424B2 (en) * | 2003-04-08 | 2006-03-21 | United Technologies Corporation | Turbine element |
US7008179B2 (en) * | 2003-12-16 | 2006-03-07 | General Electric Co. | Turbine blade frequency tuned pin bank |
US7198468B2 (en) * | 2004-07-15 | 2007-04-03 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Internally cooled turbine blade |
US7431562B2 (en) * | 2005-12-21 | 2008-10-07 | General Electric Company | Method and apparatus for cooling gas turbine rotor blades |
EP1895096A1 (de) * | 2006-09-04 | 2008-03-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Gekühlte Turbinenlaufschaufel |
US8079814B1 (en) * | 2009-04-04 | 2011-12-20 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine blade with serpentine flow cooling |
-
2009
- 2009-12-31 FR FR0959698A patent/FR2954798B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-12-30 CA CA2785377A patent/CA2785377C/fr active Active
- 2010-12-30 US US13/519,339 patent/US20120282110A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-30 BR BR112012015844A patent/BR112012015844A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-12-30 JP JP2012546450A patent/JP5661798B2/ja active Active
- 2010-12-30 CN CN201080060268.4A patent/CN102713160B/zh active Active
- 2010-12-30 EP EP10798151.6A patent/EP2519713B1/fr active Active
- 2010-12-30 RU RU2012132632/06A patent/RU2554397C2/ru active
- 2010-12-30 WO PCT/EP2010/070933 patent/WO2011080319A1/fr active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU444888A1 (ru) * | 1973-01-03 | 1974-09-30 | Предприятие П/Я В-2504 | Охлаждаема лопатка турбины |
EP0034961A1 (fr) * | 1980-02-19 | 1981-09-02 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." | Perfectionnement aux aubes de turbines refroidies |
SU1228559A1 (ru) * | 1981-11-13 | 1996-10-10 | Г.П. Нагога | Рабочая лопатка газовой турбины |
US4515526A (en) * | 1981-12-28 | 1985-05-07 | United Technologies Corporation | Coolable airfoil for a rotary machine |
RU2263791C1 (ru) * | 2004-03-19 | 2005-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Охлаждаемая рабочая лопатка турбины |
EP1918522A2 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-07 | United Technologies Corporation | Turbine component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2954798B1 (fr) | 2012-03-30 |
CN102713160A (zh) | 2012-10-03 |
JP5661798B2 (ja) | 2015-01-28 |
CA2785377C (fr) | 2017-02-21 |
EP2519713A1 (fr) | 2012-11-07 |
JP2013516563A (ja) | 2013-05-13 |
WO2011080319A1 (fr) | 2011-07-07 |
CN102713160B (zh) | 2016-05-18 |
US20120282110A1 (en) | 2012-11-08 |
EP2519713B1 (fr) | 2013-11-06 |
FR2954798A1 (fr) | 2011-07-01 |
BR112012015844A2 (pt) | 2019-09-24 |
RU2012132632A (ru) | 2014-02-10 |
CA2785377A1 (fr) | 2011-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7513739B2 (en) | Cooling circuits for a turbomachine moving blade | |
JP2007056875A (ja) | 斜め先端孔タービンブレード | |
JP4688758B2 (ja) | パターン冷却式タービン翼形部 | |
CA2528724C (en) | Internally cooled airfoil for a gas turbine engine and method | |
JP4823872B2 (ja) | ターボ機械の移動ブレードのための中央冷却回路 | |
CN104364581B (zh) | 燃气涡轮发动机壁 | |
CA2668605C (en) | Crossflow turbine airfoil | |
US5842829A (en) | Cooling circuits for trailing edge cavities in airfoils | |
JP5977884B2 (ja) | 非対称形状の後縁冷却孔 | |
JP5848019B2 (ja) | 半径方向冷却孔を有するタービンバケット | |
CN109538304B (zh) | 一种微型交错肋与气膜孔相结合的涡轮叶片混合冷却结构 | |
US20010018024A1 (en) | Internal cooling circuit for gas turbine bucket | |
RU2503820C2 (ru) | Полая лопатка для ротора турбины, при этом лопатка включает в себя ребро | |
KR20040071045A (ko) | 터빈 블레이드 팁을 위한 마이크로 회로 냉각 | |
CN106761951A (zh) | 一种涡轮转子叶片的前缘冷却结构及具有其的发动机 | |
BR112014020620B1 (pt) | Conjunto formando macho de fundição para fabricação de uma pá de turbina de uma turbomáquina | |
JP2006077767A (ja) | オフセットされたコリオリタービュレータブレード | |
JP2005337258A5 (ru) | ||
US20130302177A1 (en) | Turbine airfoil trailing edge bifurcated cooling holes | |
RU2554397C2 (ru) | Лопатка с внутренним вентилированием | |
JP2015516538A5 (ru) | ||
CN104930790B (zh) | 风冷冰箱的机壳、风冷冰箱和风道设计方法 | |
CN210289846U (zh) | 一种带冠有冷涡轮转子叶片前缘冷却结构 | |
CN205135723U (zh) | 一种劈缝出气式双层层板冷却结构 | |
CN108167026B (zh) | 一种带有凹陷的隔板和涡轮叶片内部冷却通道 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |