RU2564741C2 - Turbine blade and turbine rotor - Google Patents
Turbine blade and turbine rotor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564741C2 RU2564741C2 RU2011127159/06A RU2011127159A RU2564741C2 RU 2564741 C2 RU2564741 C2 RU 2564741C2 RU 2011127159/06 A RU2011127159/06 A RU 2011127159/06A RU 2011127159 A RU2011127159 A RU 2011127159A RU 2564741 C2 RU2564741 C2 RU 2564741C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- sealing
- blade
- front wall
- transition section
- 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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
-
- 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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
-
- 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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
- F01D11/008—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor by spacer elements between the blades, e.g. independent interblade platforms
-
- 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
- F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к лопатке, в частности, к охлаждаемой лопатке турбины, а также к ротору турбины, оснащенному, по меньшей мере, одной подобной лопаткой.The present invention relates to a blade, in particular, to a cooled turbine blade, as well as to a turbine rotor equipped with at least one similar blade.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Турбина, в частности газовая турбина, обычно содержит ротор и статор, причем ротор оснащен вращающимися лопатками, расположенными радиально вокруг вала. Непосредственно сама лопатка содержит бандажную полку, причем аэродинамический профиль лопатки закреплен внутренним торцом в верхней плите полки. С противоположной стороны, т.е. у нижней плиты, бандажная полка выполнена с возможностью соединения с валом. Таким образом, вращение лопаток приводит к вращению вала, причем подобное вращение используется для соответствующих целей, например, для выработки электроэнергии. Для достижения упомянутого вращения лопаток и вала используется энергия расширения текучей среды. Расширяющаяся текучая среда, таким образом, проходит через лопатки, в направлении потока, причем направляющие лопатки статора создают предпочтительное направление потока для текучей среды. В предпочтительной компоновке турбины, лопатки расположены смежно в направлении вдоль окружности относительно вращения ротора, причем лопатки расположены по направлению потока рядом с направляющими лопатками. То есть, в частности, лопатки обращены в сторону смежных направляющих лопаток, расположенных выше по потоку в направлении потока текучей среды. Для уменьшения потерь энергии текучей среды бандажная полка упомянутой лопатки содержит изогнутую переднюю стенку, обращенную в сторону смежной, расположенной выше по потоку направляющей лопатки. Передняя стенка дополнительно содержит уплотнительный участок, обеспечивающий уплотнение между упомянутой лопаткой и смежной, расположенной выше по потоку направляющей лопаткой, упомянутый уплотнительный участок, по меньшей мере, частично установлен снизу смежной направляющей лопатки, причем низ считается относительно радиального направления вала. Уплотнительный участок, таким образом, по меньшей мере, частично расположен снизу направляющей лопатки, в частности, у нижнего торца направляющей лопатки.A turbine, in particular a gas turbine, typically comprises a rotor and a stator, the rotor being equipped with rotating blades located radially around the shaft. Directly, the blade itself contains a retaining shelf, and the aerodynamic profile of the blade is fixed by the inner end in the upper plate of the shelf. On the opposite side, i.e. at the bottom plate, the retaining shelf is made with the possibility of connection with the shaft. Thus, the rotation of the blades leads to the rotation of the shaft, and such rotation is used for appropriate purposes, for example, to generate electricity. To achieve the said rotation of the blades and the shaft, the expansion energy of the fluid is used. The expanding fluid thus passes through the vanes in the flow direction, with the stator guide vanes creating a preferred flow direction for the fluid. In a preferred turbine arrangement, the blades are adjacent adjacent in a circumferential direction with respect to the rotation of the rotor, the blades being located in the flow direction next to the guide vanes. That is, in particular, the blades face toward adjacent guide vanes located upstream in the direction of fluid flow. To reduce the energy loss of the fluid, the retaining shelf of the said blade contains a curved front wall facing the adjacent upstream guide vanes. The front wall further comprises a sealing portion providing a seal between said blade and an adjacent upstream guide vane, said sealing portion being at least partially mounted below the adjacent guide vane, the bottom being considered relative to the radial direction of the shaft. The sealing portion is thus at least partially located below the guide vane, in particular at the lower end of the guide vane.
Уменьшение ширины линии тока является известным, проверенным способом повышения эффективности турбины упомянуто типа, в частности, при модернизации. То есть, траектория текучей среды ограничивается в направлении, поперечном направлению линии тока, в частности, в радиальном направлении, что увеличивает скорость текучей среды, проходящей вдоль линии тока и, соответственно, эффективность турбины. Для этого, в частности, при модернизации, как правило, вносятся соответствующие изменения в и направляющие лопатки, а остальные части турбины, такие как вал, остаются в прежнем виде. Подобная модификация лопаток заключается, в частности, в увеличении размера бандажных полок. То есть, размер бандажных полок увеличивается в радиальном направлении относительно вала. В результате подобного увеличения увеличивается размер бандажных полок соответствующих направляющих лопаток. Сохранение в прежнем виде остальных частей турбины, в частности, вала, вызывает необходимость выравнивания и улучшения уплотнения между лопатками и соседними направляющими лопатками.Reducing the width of the streamline is a well-known, proven way to increase the efficiency of the turbines mentioned type, in particular, when upgrading. That is, the path of the fluid is limited in the direction transverse to the direction of the streamline, in particular in the radial direction, which increases the speed of the fluid passing along the streamline and, accordingly, the efficiency of the turbine. For this, in particular, during modernization, as a rule, appropriate changes are made to and guide vanes, and the remaining parts of the turbine, such as the shaft, remain unchanged. Such a modification of the blades consists, in particular, in increasing the size of the retaining shelves. That is, the size of the retaining shelves increases in the radial direction relative to the shaft. As a result of such an increase, the size of the retaining shelves of the respective guide vanes increases. Keeping the remaining parts of the turbine, in particular, the shaft, as it is, makes it necessary to align and improve the seal between the blades and adjacent guide vanes.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить усовершенствованный или, по меньшей мере, альтернативный вариант осуществления лопатки упомянутого типа, которая, в частности, отличается усовершенствованным уплотнением.An object of the present invention is to provide an improved or at least alternative embodiment of a blade of the type mentioned, which, in particular, has an improved seal.
Согласно изобретению решение данной проблемы описано в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления лопатки по изобретению можно найти в зависимых пунктах формулы изобретения.According to the invention, a solution to this problem is described in the independent claims. Preferred embodiments of the blades of the invention can be found in the dependent claims.
Настоящее изобретение основано на общей идее обеспечения соответствующего уплотнения между лопаткой и смежной, расположенной выше по потоку, направляющей лопаткой турбины за счет оборудования передней стенки бандажной полки лопатки плоским участком, проходящим перпендикулярно верхней плите бандажной полки, в которой закреплен аэродинамический профиль лопатки, у внутреннего торца лопатки, упомянутая передняя стенка обращена в сторону смежной, расположенной выше по потоку, направляющей лопатки и содержит изогнутый участок, на котором установлен уплотнительный участок. Уплотнительный участок обеспечивает уплотнение между лопаткой и смежной, расположенной выше по потоку, направляющей лопаткой и, по меньшей мере, частично расположен снизу упомянутой направляющей лопатки. Указанные направления, например, верх или низ, таким образом, определяются относительно радиального направления соответствующего вала, с которым соединена лопатка. Таким образом, верхняя плита бандажной полки является плитой бандажной полки, наиболее удаленной от вала и, частности, проходит параллельно валу. Соответственно, уплотнительный участок, расположенный снизу направляющей лопатки, установлен таким образом, что уплотнительный участок находится ближе к валу, чем к направляющей лопатке. Аналогичным образом, внутренний торец аэродинамического профиля является торцом аэродинамического профиля, который расположен ближе к валу и/или обращен в сторону вала.The present invention is based on the general idea of providing an appropriate seal between the blade and the adjacent upstream guide blade of the turbine by equipping the front wall of the retaining shelf of the blade with a flat section extending perpendicular to the upper plate of the retaining shelf at which the aerodynamic profile of the blade is fixed at the inner end vanes, said front wall is facing the adjacent, upstream, guide vanes and contains a curved section on which a seal portion is set. The sealing portion provides a seal between the blade and the adjacent upstream guide blade and at least partially located below said guide blade. The indicated directions, for example, top or bottom, are thus determined relative to the radial direction of the corresponding shaft to which the blade is connected. Thus, the upper plate of the retaining shelf is a plate of the retaining shelf farthest from the shaft and, in particular, runs parallel to the shaft. Accordingly, the sealing portion located below the guide vane is mounted so that the sealing portion is closer to the shaft than to the guide vane. Similarly, the inner end of the aerodynamic profile is the end of the aerodynamic profile, which is located closer to the shaft and / or facing the shaft.
Изобретение, таким образом, основано на идее, что минимальное расстояние между лопаткой и смежной, расположенной выше по потоку, направляющей лопаткой, необходимое для установки уплотнительного участка снизу упомянутой направляющей лопатки, уменьшается за счет использования передней стенки с уплотнительным участком. Это, в частности, дает наибольший эффект в том случае, если высота бандажной полки увеличилась, а расстояние между направляющей полкой и смежной, расположенной выше по потоку, направляющей лопаткой, осталось прежним, причем высота считается относительно радиального направления, как это соответственно показано на виде в продольном сечении лопатки. Подобное увеличение высоты бандажной полки, в частности, происходит при модернизации турбины, причем направляющая лопатка модифицируется соответствующим образом для уменьшения ширины линии тока и соответственно имеющегося радиального объема для повышения эффективности турбины за счет увеличения скорости текучей среды в турбине.The invention, therefore, is based on the idea that the minimum distance between the blade and the adjacent upstream guide blade required to install the sealing portion below the guide blade is reduced by using the front wall with the sealing portion. This, in particular, gives the greatest effect if the height of the retaining shelf has increased, and the distance between the guide shelf and the adjacent upstream guide vanes remains the same, and the height is considered relative to the radial direction, as shown in the view in longitudinal section of the scapula. A similar increase in the height of the retaining flange, in particular, occurs during the modernization of the turbine, and the guide vane is modified accordingly to reduce the width of the streamline and accordingly the available radial volume to increase the efficiency of the turbine by increasing the speed of the fluid in the turbine.
Согласно общей идее изобретения передняя стенка бандажной полки лопатки содержит плоский участок, причем плоский участок расположен между верхней плитой бандажной полки и изогнутым участком передней стенки. Таким образом, при виде в продольном сечении изогнутый участок расположен снизу плоского участка, а плоский участок расположен снизу верхней плиты, причем низ считается относительно радиального направления.According to the general idea of the invention, the front wall of the shroud band of the blade contains a flat section, the flat section being located between the upper plate of the shroud shelf and the curved section of the front wall. Thus, when viewed in longitudinal section, the curved section is located below the flat section, and the flat section is located below the upper plate, and the bottom is considered relative to the radial direction.
По другому варианту осуществления переход между перпендикулярно расположенной верхней плитой и плоским участком осуществлен посредством верхнего переходного участка, расположенного между верхней плитой и плоским участком. Таким образом, во избежание резкого перехода или края между верхней плитой и передней стенкой, верхний переходный участок предпочтительно имеет изогнутую форму. То есть, верхний переходный участок, в частности, изогнут на радиус кривизны R3, причем направление изгиба предпочтительно проходит в сторону от бандажной полки. Подобная изогнутость верхнего переходного участка и соответствующий выбор радиуса кривизны R3 дополнительно способствуют обеспечению требуемых аэродинамических свойств лопатки.According to another embodiment, the transition between the perpendicularly arranged upper plate and the flat section is made by means of the upper transition section located between the upper plate and the flat section. Thus, in order to avoid a sharp transition or edge between the upper plate and the front wall, the upper transition section preferably has a curved shape. That is, the upper transition section, in particular, is bent by the radius of curvature R3, and the direction of bending preferably extends away from the retaining shelf. Such curvature of the upper transition section and the corresponding choice of the radius of curvature R3 further contribute to the required aerodynamic properties of the blade.
По дополнительному варианту осуществления, соответствующий переход между плоским участком и изогнутым участком, на котором установлен уплотнительный участок, может быть осуществлен посредством нижнего переходного участка, расположенного между плоским участком и изогнутым участком. Нижний переход, таким образом, в частности, содержит радиус кривизны R4, который отличается от радиуса кривизны R5 изогнутого участка. Помимо этого, направление кривизны нижнего изогнутого участка проходит противоположно направлению кривизны верхнего переходного участка. То есть, по предпочтительному варианту осуществления верхний переходный участок изогнут в сторону от бандажной полки, тогда как изогнутость нижнего переходного участка направлена в сторону бандажной полки. Подобный вариант осуществления, в частности, позволяет располагать уплотнительный участок, по существу, параллельно верхней плите.In a further embodiment, the corresponding transition between the flat portion and the curved portion on which the sealing portion is mounted can be effected by means of a lower transition portion located between the flat portion and the curved portion. The lower transition, in particular, therefore contains a radius of curvature R4, which differs from a radius of curvature R5 of the curved portion. In addition, the direction of curvature of the lower curved portion extends opposite to the direction of curvature of the upper transition portion. That is, in a preferred embodiment, the upper transition section is curved away from the retaining shelf, while the curvature of the lower transition section is directed toward the retaining shelf. Such an embodiment, in particular, allows the sealing portion to be arranged substantially parallel to the top plate.
По другому варианту осуществления аэродинамический профиль направляющей лопатки соприкасается с верхним переходным участком посредством переходного участка аэродинамического профиля. Переходный участок аэродинамического профиля, таким образом, расположен на верхней по потоку стороне, у внутреннего торца аэродинамического профиля. Переходный участок аэродинамического профиля, с его верхней стороны, обращенной в сторону аэродинамического профиля, предпочтительно дополнительно имеет взаимодополняющую форму, обеспечивающую плавный переход между аэродинамическим профилем и переходным участком аэродинамического профиля. С его нижней стороны, расположенной оппозитно аэродинамическому профилю, переходный участок аэродинамического профиля содержит два различных радиуса кривизны, причем один из этих радиусов, R1, расположен с одного края упомянутой стороны, соприкасающейся с верхним переходным участком, а другой радиус, R2, расположен с противоположного края, пересекающего верхний переходный участок. Упомянутая нижняя сторона переходного участка аэродинамического профиля, таким образом, предпочтительно содержит плавный переход между двумя радиусами кривизны, вдоль линии между обоими упомянутыми краями. По предпочтительному варианту осуществления переходный участок аэродинамического профиля и верхний переходный участок имеют взаимодополняющую форму у их соприкасающихся сторон, что, в частности, обеспечивает плавный переход между переходным участком аэродинамического профиля и верхним переходным участком и, соответственно, плавный переход между аэродинамическим профилем, передней стенкой и верхней плитой, в частности, из аэродинамических соображений.In another embodiment, the aerodynamic profile of the guide vane is in contact with the upper transition portion through the transition portion of the aerodynamic profile. The transition section of the aerodynamic profile is thus located on the upstream side, at the inner end of the aerodynamic profile. The transition section of the aerodynamic profile, with its upper side facing the side of the aerodynamic profile, preferably additionally has a complementary shape that provides a smooth transition between the aerodynamic profile and the transition section of the aerodynamic profile. On its lower side, which is opposite the aerodynamic profile, the transition section of the aerodynamic profile contains two different radii of curvature, one of these radii, R1, located on one edge of the said side in contact with the upper transition section, and the other radius, R2, located on the opposite side edge crossing the upper transition section. Said lower side of the transition section of the aerodynamic profile, thus preferably contains a smooth transition between two radii of curvature, along the line between the two mentioned edges. According to a preferred embodiment, the transition section of the aerodynamic profile and the upper transition section have a complementary shape at their contacting sides, which, in particular, provides a smooth transition between the transition section of the aerodynamic profile and the upper transition section and, accordingly, a smooth transition between the aerodynamic profile, the front wall and top plate, in particular for aerodynamic reasons.
По дополнительному варианту осуществления уплотнительный участок, установленный на изогнутом участке передней стенки, содержит, по меньшей мере, одно ребро. Ребро, таким образом, расположено со стороны уплотнительного участка лопатки, обращенной в сторону аэродинамического профиля, снизу сопряженной смежной, расположенной выше по потоку, направляющей лопатки. Ребро, соответственно, выступает в радиальном направлении и выполнено с возможностью сопряжения со смежным ребром для создания уплотнения по текучей среде между лопаткой и упомянутой направляющей лопаткой, в частности, для предотвращения попадания текучей среды турбины в область снизу бандажных полок. Для создания подобного уплотнения, ребро обычно сопрягается с противоположной частью направляющей лопатки, причем сопрягающаяся противоположная часть, в частности, образована и/или изготовлена таким образом, чтобы она создавала лабиринтное уплотнение с ребром. Предпочтительные варианты осуществления, таким образом, содержат несколько ребер, выполненных с возможностью сопряжения с взаимодополняющей частью направляющей лопатки для создания уплотнения.In a further embodiment, the sealing portion mounted on the curved portion of the front wall comprises at least one rib. The rib is thus located on the side of the sealing portion of the blade, facing the side of the aerodynamic profile, below the conjugate adjacent upstream guide vanes. The rib, respectively, protrudes in a radial direction and is adapted to mate with an adjacent rib to create a fluid seal between the blade and said guide blade, in particular, to prevent the turbine fluid from entering the region below the shroud shelves. To create such a seal, the rib is usually mated with the opposite part of the guide vane, and the mating opposite part, in particular, is formed and / or made so that it creates a labyrinth seal with the rib. Preferred embodiments thus comprise several ribs adapted to mate with the complementary part of the guide vane to create a seal.
По предпочтительному варианту осуществления, уплотнительный участок содержит, по меньшей мере, одно ребро, которое наклонено в сторону от плоского участка лопатки. То есть, упомянутое ребро наклонено в сторону от бандажной полки, в направлении смежной, расположенной выше по потоку направляющей лопатки, соответственно, против направления потока. Подобный наклон, в частности, обеспечивает улучшенный уплотняющий эффект уплотнительного участка при взаимодействии с соответствующей частью направляющей лопатки. По другому предпочтительному варианту осуществления, по меньшей мере, одно ребро наклонено в направлении плоского участка передней стенки, соответственно, в направлении бандажной полки, в сторону от упомянутой направляющей лопатки. Варианты осуществления, содержащие комбинацию с наклоном и без наклона, а также с разной степенью наклона также допустимы и поэтому являются частью настоящего изобретения.In a preferred embodiment, the sealing portion comprises at least one rib that is inclined away from the flat portion of the blade. That is, the said rib is inclined away from the retaining shelf, in the direction of the adjacent upstream guide vane, respectively, against the direction of flow. Such an inclination, in particular, provides an improved sealing effect of the sealing portion when interacting with the corresponding part of the guide vane. According to another preferred embodiment, at least one rib is inclined in the direction of the flat portion of the front wall, respectively, in the direction of the retaining shelf, away from said guide vane. Embodiments comprising a combination with and without tilt, as well as with varying degrees of tilt, are also acceptable and therefore are part of the present invention.
По предпочтительному варианту осуществления лопатка содержит несколько ребер, расположенных на уплотнительном участке, причем различные ребра отличаются по форме и/или по размеру. То есть, одно из нескольких ребер имеет иной размер и/или форму по сравнению с одним или более другим ребрами. По особо предпочтительному варианту осуществления уплотнительный участок содержит четыре ребра, обращенные в сторону аэродинамического профиля. Все четыре ребра дополнительно имеют одинаковый наклон, в сторону от бандажной полки направляющей лопатки и, соответственно, против направления потока. Кроме этого, первые три смежных ребра бандажной полки имеют одинаковый размер и форму, а четвертое ребро, т.е. ребро, наиболее удаленное от бандажной полки, имеет иную форму, отличающуюся от трех остальных, в частности, оно крупнее остальных. То есть, первые три ребра, расположенные выше по потоку от бандажной полки, имеют одинаковый размер и форму, тогда как четвертое и, соответственно, последнее ребро, имеет другую форму и более крупный размер. Четвертое и, соответственно, последнее, более крупное ребро, таким образом, предпочтительно образует край уплотнительного участка и, соответственно, край передней стенки. Соответственно, в частности, на виде в продольном сечении лопатки первые три ребра имеют высоту Н2, а четвертое ребро имеет другую высоту, Н3, причем Н3 больше Н2.In a preferred embodiment, the blade comprises several ribs located on the sealing portion, the different ribs being different in shape and / or size. That is, one of several ribs has a different size and / or shape compared to one or more other ribs. In a particularly preferred embodiment, the sealing portion comprises four ribs facing the aerodynamic profile. All four ribs additionally have the same slope, away from the retaining flange of the guide vanes and, accordingly, against the direction of flow. In addition, the first three adjacent ribs of the retaining shelf have the same size and shape, and the fourth rib, i.e. the edge farthest from the retaining shelf has a different shape that differs from the other three, in particular, it is larger than the rest. That is, the first three ribs located upstream of the retaining shelf have the same size and shape, while the fourth and, accordingly, the last rib has a different shape and a larger size. The fourth and, accordingly, the last, larger rib, thus preferably forms the edge of the sealing portion and, accordingly, the edge of the front wall. Accordingly, in particular, in the longitudinal sectional view of the blade, the first three ribs have a height of H2, and the fourth rib has a different height, H3, moreover, H3 is greater than H2.
Для лучшего уплотнения лопатка может быть оснащена уплотнительными плитами. Таким образом, плита содержит, по меньшей мере, одни направляющие уплотнительных плит, используемые для установки, по меньшей мере, одной уплотнительной плиты. Направляющие уплотнительных плит, соответственно, образуют углубление, в которое устанавливается соответствующая уплотнительная плита для создания уплотнения. Направляющие уплотнительных плит, таким образом, не обязательно имеют непрерывную форму. То есть, направляющие уплотнительных плит могут быть выполнены в виде секций, проходящих вдоль определенной линии, в частности, в виде сегментов. Кроме этого, крепление уплотнительной плиты предпочтительно осуществляется посредством крепежной части направляющих уплотнительных плит, причем упомянутая крепежная часть выполнена с возможностью сопряжения с взаимодополняющей крепежной частью соответствующей уплотнительной плиты. То есть, направляющие уплотнительных плит, в частности, содержат, по меньшей мере, одну крепежную часть, выполненную с возможностью взаимодействия, вмещения или зацепления с соответствующей крепежной частью уплотнительной плиты.For better sealing, the blade can be equipped with sealing plates. Thus, the plate contains at least one guide of the sealing plates used to install at least one sealing plate. The guides of the sealing plates, respectively, form a recess in which a corresponding sealing plate is mounted to create a seal. The guides of the sealing plates, therefore, do not necessarily have a continuous shape. That is, the guides of the sealing plates can be made in the form of sections passing along a certain line, in particular in the form of segments. In addition, the fastening of the sealing plate is preferably carried out by means of the fastening part of the guide sealing plates, said fastening part being adapted to mate with the complementary fixing part of the corresponding sealing plate. That is, the guide plates of the sealing plates, in particular, comprise at least one fixing part adapted to interact, fit or engage with the corresponding fixing part of the sealing plate.
По дополнительному варианту осуществления, по меньшей мере, одни направляющие уплотнительных плит выполнены криволинейно для установки взаимодополняющей по форме уплотнительной плиты. Подобные направляющие уплотнительных плит, в частности, расположены снизу передней стенки лопатки. По одной из предпочтительных разновидностей данного варианта осуществления, упомянутые направляющие уплотнительной плиты дополнительно проходят снизу всей передней стенки, заходя за уплотнительный участок. То есть, в частности, упомянутые направляющие уплотнительных плит проходят снизу уплотнительного участка, плоского участка и верхнего переходного участка. Упомянутые направляющие уплотнительных плит, таким образом, предпочтительно, расположены снизу одного из окружных краев передней стенки. Подобное расположение, в частности, упрощает сборку соответствующей уплотнительной плиты.According to a further embodiment, at least one guide of the sealing plates is made curved to install a complementary shape of the sealing plate. Such guides of the sealing plates, in particular, are located below the front wall of the blade. According to one of the preferred varieties of this embodiment, said sealing plate guides further extend from below the entire front wall, extending beyond the sealing section. That is, in particular, said guide plates of the sealing plates extend from the bottom of the sealing section, the flat section and the upper transition section. Said guides of the sealing plates are thus preferably located below one of the circumferential edges of the front wall. This arrangement, in particular, simplifies the assembly of the corresponding sealing plate.
По дополнительному варианту осуществления, по меньшей мере, одни направляющие уплотнительных плит расположены снизу верхней плиты бандажной полки. Упомянутые направляющие уплотнительных плит, таким образом, в частности, расположены параллельно верхней плите и, необязательно, могут проходить вдоль всей верхней плиты. Упомянутые направляющие уплотнительных плит, таким образом, предпочтительно, расположены снизу одного из окружных краев верхней плиты. Подобное расположение, в частности, помогает упростить сборку соответствующей уплотнительной плиты.In a further embodiment, at least one guide of the sealing plates is located below the upper plate of the retaining shelf. Said guide plates of the sealing plates are thus in particular arranged parallel to the upper plate and, optionally, can extend along the entire upper plate. Said guide plates of the sealing plates are thus preferably located below one of the circumferential edges of the upper plate. This arrangement, in particular, helps to simplify the assembly of the corresponding sealing plate.
По особо предпочтительному варианту осуществления, направляющие уплотнительных плит, расположенные снизу передней стенки, соприкасаются с направляющими уплотнительных плит, расположенными снизу верхней плиты. В этом случае соприкосновение, в частности, происходит между краем направляющих уплотнительных плит, расположенных снизу передней стенки, и нижней стороной направляющих уплотнительных плит, расположенных снизу верхней плиты, т.е. со стороной направляющих уплотнительных плит, расположенной напротив верхней плиты. Соприкосновение может дополнительно происходить в месте, удаленном от края направляющих уплотнительных плит, расположенных снизу верхней плиты, упомянутый край, в частности, обращен в сторону передней стенки.In a particularly preferred embodiment, the guides of the sealing plates located below the front wall are in contact with the guides of the sealing plates located below the upper plate. In this case, the contact, in particular, occurs between the edge of the guide sealing plates located below the front wall and the lower side of the guide sealing plates located below the upper plate, i.e. with the side of the guide sealing plates located opposite the top plate. Contact may additionally occur at a location remote from the edge of the guide sealing plates located below the upper plate, said edge, in particular, facing the front wall.
По дополнительному варианту осуществления изобретения лопатка содержит, по меньшей мере, одни направляющие уплотнительных плит, расположенные у задней стенки бандажной полки, в которые устанавливается уплотнительная плита, причем упомянутая задняя стенка расположена напротив передней стенки, т.е. в частности, задняя стенка расположена на нижней по потоку стороне лопатки. Упомянутые направляющие уплотнительных плит могут быть дополнительно выполнены с возможностью выравнивания с направляющими уплотнительных плит у задней стенки смежной в направлении вдоль окружности лопатки. То есть, направляющие уплотнительных плит, расположенные у задней стенки, в частности проходят через заднюю стенку, в частности, через всю заднюю стенку, и могут быть выровнены с аналогичными направляющими уплотнительных плит смежной лопатки, причем одна и та же уплотнительная плита предпочтительно установлена в обоих упомянутых направляющих уплотнительных плит. Упомянутые направляющие уплотнительных плит, таким образом, не обязательно соприкасаются друг с другом.According to a further embodiment of the invention, the blade comprises at least one guide of the sealing plates located at the rear wall of the retaining shelf into which the sealing plate is installed, said rear wall being located opposite the front wall, i.e. in particular, the back wall is located on the downstream side of the scapula. Said guide plates of the sealing plates may be further adapted to align with the guide of the sealing plates at the rear wall adjacent to the circumferential direction of the blade. That is, the guide rails of the sealing plates located at the rear wall, in particular, pass through the rear wall, in particular, through the entire rear wall, and can be aligned with similar guides of the sealing plates of the adjacent vanes, the same sealing plate being preferably installed in both mentioned guide sealing plates. Said sealing plate guides are thus not necessarily in contact with each other.
По дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения задняя стенка плиты содержит выступ, причем выступ выполнен с возможностью установки во взаимодополняющем по форме углублении в задней стенке смежной в направлении вдоль окружности лопатки. Подобная компоновка, в частности, предотвращает или, по меньшей мере, сокращает прохождение текучей среды через зазор, который может создаваться между упомянутыми лопатками. Кроме этого, или как вариант, лопатка содержит углубление, причем углубление выполнено с возможностью установки в нем взаимодополняющего по форме выступа на задней стенке смежной в направлении вдоль окружности лопатки. Соответствующие выступы и углубления, таким образом, расположены с противоположных краев соответствующих задних стенок, лопатка может дополнительно содержать произвольную комбинацию из упомянутых углублений и выступов, взаимодействующих с соответствующими углублениями и выступами на задней стенке смежных в направлении вдоль окружности лопаток. Между тем, по предпочтительному варианту осуществления задняя стенка содержит выступ у одного из ее краев, обращенных в сторону задней стенки смежной в направлении вдоль окружности лопатки, а также углубление у другого ее края, обращенного в сторону задней стенки другой смежной в направлении вдоль окружности лопатки. Подобная компоновка, в частности, упрощает установку лопатки, соответственно, в роторе и турбине и дополнительно позволяет получить лопатки одного типа для соответствующего ротора турбины.According to a further preferred embodiment of the invention, the rear wall of the plate comprises a protrusion, the protrusion being configured to be mounted in a complementary recess in the rear wall adjacent to the circumference of the blade. Such an arrangement, in particular, prevents or at least reduces the passage of fluid through a gap that may be created between said vanes. In addition, or alternatively, the blade contains a recess, and the recess is made with the possibility of installing it complementary in shape of the protrusion on the rear wall adjacent in the direction along the circumference of the blade. The corresponding protrusions and recesses are thus located at opposite edges of the respective rear walls, the blade may further comprise an arbitrary combination of the said recesses and protrusions interacting with the corresponding recesses and protrusions on the rear wall of the adjacent adjacent circumferentially blades. Meanwhile, in a preferred embodiment, the rear wall comprises a protrusion at one of its edges facing the rear wall adjacent in a circumferential direction of the blade, as well as a recess at its other edge facing the rear wall of another adjacent circumferential blade. This arrangement, in particular, simplifies the installation of the blades, respectively, in the rotor and turbine and additionally allows you to get the same type of blades for the corresponding rotor of the turbine.
На виде в продольном сечении лопатки, т.е. на виде в сечении в радиальном направлении, передняя стенка лопатки имеет высоту Н, которая определяется как разница высот между верхней плитой и уплотнительным участком лопатки. Другим параметром передней стенки является высота H1 плоского участка при упомянутом виде в продольном сечении, причем высота H1 плоского участка определяется как разница высот между верхней плитой и сочленением между плоским участком и нижним переходным участком. По предпочтительному варианту осуществления коэффициент между этими двумя высотами составляет 0,57, т.е. Н1/Н = 0,57.In the longitudinal section of the scapula, i.e. in a cross-sectional view in a radial direction, the front wall of the blade has a height H, which is defined as the height difference between the upper plate and the sealing portion of the blade. Another parameter of the front wall is the height H1 of the flat section with the aforementioned longitudinal section, wherein the height H1 of the flat section is defined as the height difference between the upper plate and the joint between the flat section and the lower transition section. In a preferred embodiment, the coefficient between these two heights is 0.57, i.e. H1 / H = 0.57.
По другому предпочтительному варианту осуществления используются, по меньшей мере, следующие коэффициенты относительно высоты передней стенки Н:In another preferred embodiment, at least the following factors are used with respect to the height of the front wall H:
R1/H = 0,33, т.е. коэффициент между первым радиусом R1 кривизны переходного участка аэродинамического профиля и высотой передней стенки Н равен 0,33, и/илиR1 / H = 0.33, i.e. the coefficient between the first radius R1 of curvature of the transition section of the aerodynamic profile and the height of the front wall H is 0.33, and / or
R2/H = 0,317, т.е. коэффициент между вторым радиусом R2 кривизны переходного участка аэродинамического профиля и высотой передней стенки Н равен 0,317, и/илиR2 / H = 0.317, i.e. the coefficient between the second radius R2 of curvature of the transition section of the aerodynamic profile and the height of the front wall H is 0.317, and / or
R3/H = 0,265, т.е. коэффициент между радиусом R3 кривизны верхнегоR3 / H = 0.265, i.e. coefficient between the radius R3 of the curvature of the upper
переходного участка и высотой передней стенки Н равен 0,265, и/илиtransition section and the height of the front wall H is equal to 0.265, and / or
R4/H = 0,21, т.е. коэффициент между радиусом R4 кривизны нижнего переходногоR4 / H = 0.21, i.e. coefficient between the radius R4 of the lower transitional curvature
участка и высотой передней стенки Н равен 0,21, и/илиplot and the height of the front wall H is 0.21, and / or
R5/H = 1,026, т.е. коэффициент между радиусом R5 кривизны изогнутого участка и высотой передней стенки Н равен 1.026.R5 / H = 1.026, i.e. the coefficient between the radius R5 of curvature of the curved section and the height of the front wall H is 1.026.
По дополнительному предпочтительному варианту осуществления используется, по меньшей мере, один из следующих коэффициентов в дополнение или как вариант к вышеупомянутым коэффициентам:In a further preferred embodiment, at least one of the following coefficients is used in addition to or as an option to the above coefficients:
Н2/Н = 0,11, т.е. коэффициент между высотой трех ребер уплотнительного участка, имеющих одинаковый размер, и высотой передней стенки Н равен 0,11, и/или Н3/Н = 0,235, т.е. коэффициент между высотой четвертого ребра уплотнительного участка, имеющего больший размер, и высотой передней стенки Н равен 0,235. Следует отметить, что все указанные коэффициенту допускают погрешность ±20%. Также следует дополнительно отметить, что особо предпочтительный вариант осуществления соответствует всем указанным коэффициентам в пределах допустимой погрешности.H2 / H = 0.11, i.e. the coefficient between the height of the three ribs of the sealing portion having the same size and the height of the front wall H is 0.11 and / or H3 / H = 0.235, i.e. the coefficient between the height of the fourth rib of the sealing portion having a larger size and the height of the front wall H is 0.235. It should be noted that all of the specified coefficient allow an error of ± 20%. It should also be further noted that a particularly preferred embodiment corresponds to all of the indicated coefficients within the margin of error.
По дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, ротор, в частности, ротор турбины, содержит, по меньшей мере, одну лопатку по изобретению. Подобный ротор предпочтительно содержит несколько лопаток по изобретению, упомянутые лопатки расположены смежно в направлении вдоль окружности. Ротор может дополнительно содержать, по меньшей мере, одну уплотнительную плиту, расположенную в соответствующих направляющих уплотнительных плит, по меньшей мере, одной лопатки, причем упомянутая уплотнительная плита может иметь двухслойную конструкцию и быть, дополнительно или как вариант, упругой.According to a further preferred embodiment of the invention, the rotor, in particular the turbine rotor, comprises at least one blade according to the invention. Such a rotor preferably contains several vanes according to the invention, said vanes being adjacent adjacent in a circumferential direction. The rotor may further comprise at least one sealing plate located in the respective guide sealing plates of the at least one blade, said sealing plate may have a two-layer structure and be, additionally or alternatively, resilient.
Следует заметить, что упомянутый ротор соответственно расположен внутри турбины, причем передние стенки лопаток обращены в сторону расположенной выше по потоку смежной направляющей лопатки статора турбины. Таким образом, турбина также является частью изобретения.It should be noted that the said rotor is respectively located inside the turbine, with the front walls of the blades facing the upstream adjacent guide vane of the turbine stator. Thus, the turbine is also part of the invention.
Подразумевается, что вышеупомянутые признаки, а также упоминаемые далее признаки применимы не только в соответствующей комбинации, но также и в других комбинациях, равно как и по отдельности, не выходя за объем изобретения.It is understood that the aforementioned features, as well as the features mentioned below, are applicable not only in the corresponding combination, but also in other combinations, as well as individually, without departing from the scope of the invention.
Описанные выше, а также другие цели, признаки и преимущества изобретения станут более понятны из следующего описания его отдельных предпочтительных вариантов осуществления совместно с прилагаемыми чертежами.The above described, as well as other objectives, features and advantages of the invention will become more apparent from the following description of its individual preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение будет рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления, схематично изображенного на чертежах, а также будет рассмотрено более подробно со ссылкой на чертежи. На чертежах схематически показано:The invention will be considered on the example of one of the options for its implementation, schematically depicted in the drawings, and will also be considered in more detail with reference to the drawings. The drawings schematically show:
На фиг. 1 - вид в перспективе лопатки;In FIG. 1 is a perspective view of a scapula;
На фиг. 2 - укрупненный вид части вида в перспективе по фиг. 1;In FIG. 2 is an enlarged perspective view of part of the view of FIG. one;
На фиг. 3 - вид в продольном сечении лопатки и укрупненный вид ее части;In FIG. 3 is a view in longitudinal section of a blade and an enlarged view of a part thereof;
На фиг. 4 и 5 - виды в перспективе ротора;In FIG. 4 and 5 are perspective views of the rotor;
На фиг. 6 - вид в продольном сечении турбины.In FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a turbine.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments
Лопатка 1 по фиг. 1 содержит бандажную полку 2, причем бандажная полка содержит верхнюю плиту 3, в которой нижним торцом установлен аэродинамический профиль 4. Внутренний торец считается относительно направления, обозначенного стрелкой 5, причем стрелкой 5 обозначено радиальное направление вала, на котором установлена лопатка, после его соединения, соответственно, с ротором 6 и турбиной 7. Стрелкой 5, таким образом, обозначено радиальное направление относительно направления вращения лопатки 1. Бандажная полка 2 лопатки 1 дополнительно содержит боковые, относительно направления вдоль окружности, обозначенного стрелкой 9, стенки 8, причем упомянутые боковые стенки 8 образуют полость бандажной полки, закрытую передней стенкой 10 и задней стенкой 11, относительно направления потока, обозначенного стрелкой 12, бандажной полки 2. Направление вдоль окружности, таким образом, относится к направлению вращения лопатки 1 после установки, соответственно, в роторе 6 или турбине 7. Мимо лопатки 1 турбины 7 проходит поток текучей среды, упомянутое направление потока текучей среды определят направление потока, обозначенное стрелкой 12. Таким образом, передняя стенка 10 расположена на верхней по потоку стороне лопатки 1 относительно направления потока, обозначенного стрелкой 12 в правой части вида, показанного на фиг. 1. Задняя стенка, соответственно, расположена на нижней по потоку стороне, которая находится в левой части вида, показанного на фиг. 1. Помимо этого, лопатка 1 содержит елочный элемент 13, расположенный на нижней плите 14 бандажной полки 2, причем термин «нижний» понимается применительно к радиальному направлению, обозначенному стрелкой 5. Елочный элемент 13, в частности, имеет форму, позволяющую ему образовать соединение между лопаткой 1, валом ротора 6 и турбиной 7. Аэродинамический профиль 4 содержит каналы 15 системы каналов, используемые для охлаждения.The
Передняя стенка 10 содержит изогнутый участок 16, на котором установлен уплотнительный участок 17 передней стенки 10. Изогнутый участок 16, имеющий радиус R5 кривизны, соединен на верхней по потоку стороне с уплотнительным участком 17, причем радиус кривизны изогнутого участка 16 проходит, в целом, в направлении бандажной полки 2. Уплотнительный участок 17 содержит плоскую верхнюю сторону 18, причем верхняя сторона обращена в сторону аэродинамического профиля 4. Верхняя сторона 18 уплотнительного участка 17, таким образом, повернута в направлении стрелки 5, соответственно, в радиальном направлении и проходит параллельно верхней плите 3 бандажной полки 2. Уплотнительный участок 17 дополнительно содержит четыре ребра 19,20, расположенные на его верхней стороне 18. Первые три ребра 19 имеют одинаковый размер и форму, причем отсчет ребер 19, 20 ведется в направлении, противоположном направлению 12 потока и, следовательно, на показанном виде слева направо. Четвертое ребро 20 уплотнительного участка 17, на показанном виде, расположено у наиболее удаленного, выше по потоку, края уплотнительного участка 17 и, соответственно, с крайней правой стороны уплотнительного участка 17. Ребро 20, соответственно, образует хвостовик уплотнительного участка 17 на верхней по потоку стороне и является более крупным, чем остальные ребра 19. Все четыре ребра 19, 20 наклонены в сторону от бандажной полки 2, соответственно, в направлении, противоположном направлению потока, обозначенного стрелкой 12. Первые три ребра 19 содержат наклонные и плоские стенки 21, которые проходят от верхней стороны 18 уплотнительного участка 17, каждое ребро 19 также содержит у его дистального торца плоскую поверхность 22, причем плоские поверхности 22 проходят параллельно верхней стороне 18 уплотнительного участка 17. Четвертое ребро 20 содержит две стенки 23, 24, причем одна из упомянутых стенок 23, обращенная в сторону бандажной полки 2, имеет изогнутую форму, тогда как другая стенка 24, обращенная в сторону от бандажной полки 2, имеет плоскую поверхность. Переход между верхней стороной 18 уплотнительного участка 17 и ребром 20, со стороны, обращенной к бандажной полке 2, таким образом, имеет изогнутую форму, тогда как остальные переходные области между верхней стороной 18 и ребрами 19, 20 являются угловыми. Стенки 23, 24 ребра 20 проходят к плоской поверхности 22 у дистального торца упомянутого ребра 20, причем упомянутая плоская поверхность 22 проходит параллельно верхней стороне 18 уплотнительного участка 17 и, соответственно, верхней плите 3 бандажной полки 2.The
Как показано на фиг. 1, 2 и 3 изогнутый участок 16 примыкает к нижнему переходному участку 25 со стороны изогнутого участка 16, противоположной уплотнительному участку 17. Нижний переходный участок 25 имеет изогнутую форму с таким же направлением изгиба, как и у изогнутого участка, т.е. в направлении бандажной полки, но с другим радиусом R4 кривизны. Изогнутый участок 16, таким образом, расположен между уплотнительным участком 17 и нижним переходным участком 25. Нижний переходный участок 25, следовательно, выступает в качестве перехода между изогнутым участком 16 и плоским участком 26 передней стенки 10. Плоский участок 26, таким образом, расположен со стороны нижнего переходного участка 25, противоположной изогнутому участку 16. Плоский участок 26, таким образом, проходит перпендикулярно верхней плите 3 бандажной полки 2 и, соответственно, также перпендикулярно верхней стороне 18 уплотнительного участка 17. Верхний переходный участок 27 расположен со стороны плоского участка 26, противоположной нижнему переходному участку 25. Верхний переходный участок 27 имеет изогнутую форму, причем изогнутость проходит в сторону от бандажной полки 2 и, соответственно, в направлении, противоположном изогнутости изогнутого участка 16 и нижнего переходного участка 25. Верхний переходный участок 27, помимо этого, содержит радиус R3 кривизны и выступает в качестве перехода между перпендикулярно расположенной верхней плитой 3 и плоским участком 26. Таким образом, высота Н передней стенки 10 определяется расстоянием вдоль радиального направления 5 между верхней плитой 3 и верхней стороной 18 уплотнительного участка 17, которые расположены параллельно.As shown in FIG. 1, 2 and 3, the
Все участки - изогнутый участок 16, нижний переходный участок 25, плоский участок 26 и верхний переходный участок 27, имеют прямоугольную форму, а длинные стороны соответствующих участков 16, 25, 26, 27 образуют границы между смежными участками. Между тем, на прямоугольную форму верхней переходной части 27 нахлестывается изогнутый кончик 28 переходного участка 29 аэродинамического профиля, как это показано на фиг. 2, причем переходный участок 29 аэродинамического профиля служит в качестве перехода между верхней по потоку стороной аэродинамического профиля 4 и бандажной полкой 2. Изогнутый кончик 28 переходного участка 29 аэродинамического профиля, таким образом, разграничен двумя разными радиусами Rl, R2 кривизны у окружных краев переходного участка 29 аэродинамического профиля и, соответственно, у его краев вдоль направления, обозначенного стрелкой 9, причем один из упомянутых радиусов R1 кривизны соприкасается с верхним, длинным краем верхнего переходного участка 27 и больше другого упомянутого радиуса R2 кривизны, при этом последний проходит через верхний переходный участок 27.All sections — the
При виде лопатки 1 в продольном сечении, показанном на фиг. 3, высоту H1 плоского участка можно определить как разницу между высотой верхней плиты 3 и сочленением между плоским участком 26 и нижним переходным участком 25. Также можно дополнительно определить соответствующие высоты Н2, Н3 ребер 19,20 как это показано на укрупненном виде по фиг. 3. Так высота Н2 ребер 19 определяется их радиальной длиной и, соответственно, их размером в радиальном направлении, обозначенном стрелкой 5. Высота Н3 более крупного ребра 20 аналогичным образом определяется его соответствующим размером в радиальном направлении.At the view of the
Лопатка 1 дополнительно содержит три направляющих 30, 31, 32 уплотнительных плит, показанных на фиг. 1, фиг. 4 и фиг. 6, причем отдельные направляющие 30, 31, 32 уплотнительных плит имеют разные размеры и форму, но крепежные части 33 у всех одинаковые. Упомянутые крепежные части 33, таким образом, выполнены с возможностью взаимодействия, зацепления или установки взаимодополняющих крепежных частей 34 соответствующих уплотнительных плит 35, 36, 37, расположенных в соответствующих направляющих 30, 31, 32 уплотнительных плит. Одни из направляющих 30 уплотнительных плит имеют криволинейную форму и расположены снизу края передней стенки 10, противоположно направлению вдоль окружности. Направляющие 30 уплотнительных плит состоят из трех сегментов 38, сопрягающихся с нижней стороной 39 передней стенки 10, упомянутая нижняя сторона имеет криволинейную форму. Стенки 40 сегментов 38, таким образом, сопрягаются со стороной 39, обращенной вниз, передней стенки 10, образуя направляющие 30 уплотнительных плит криволинейной формы, причем стенки 40 имеют форму, взаимодополняющую соответствующую область нижней стороны 39 передней стенки 10. Кроме этого, два сегмента 38, расположенные снизу изогнутого участка 16 и/или уплотнительного участка 17 передней стенки 10, образ уют крепежные части 33, взаимодействующие с соответствующими крепежными частями 34 соответствующей уплотнительной плиты 35 для соединения уплотнительной плиты 35 с направляющими 30 уплотнительной плиты. Третий сегмент 38 расположен смежно с плоским участком 26 передней стенки 10 и снизу плоской плиты 3 бандажной полки 2. Подобный сегмент 38, таким образом, содержит две стенки 40, одна из которых имеет криволинейную форму, взаимодополняющую нижнюю сторону 39 передней стенки, и соединяется с другой стенкой 40, которая имеет плоскую форму и обращена в сторону нижней стороны 39 верхней плиты 3 бандажной полки. Последняя стенка 40, соответственно, является частью направляющих 31 уплотнительных плит, расположенных снизу верхней плиты 3. Другой сегмент 38 расположен снизу верхней плиты 3, в области, расположенной ближе к задней стенке 11 бандажной полки 2. Упомянутый сегмент 38 образует крепежную часть 33 направляющих 31 уплотнительной плиты, расположенных снизу верхней плиты 3, совместно с другим сегментом 38, который соприкасается и образует часть задней стенки 11 и расположен перпендикулярно задней стенке 11. Направляющие 31 уплотнительных плит, таким образом, заходят на некоторое расстояние за заднюю стенку 11. Упомянутые направляющие 31 уплотнительных плит также заходят на некоторое расстояние за переднюю стенку 10 посредством паза 41, упомянутый паз 41 проходит параллельно верхней плите 3. Следовательно, соответствующая уплотнительная плита 36, расположенная в направляющих 31 уплотнительных плит, снизу верхней плиты 3, соприкасается с уплотнительной плитой 35, расположенной в направляющих 30 уплотнительных плит, снизу передней стенки 10, со стороны уплотнительной плиты 36, обращенной в сторону от верхней плиты 3, как это показано на фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 6. Упомянутое соприкосновение, кроме этого, происходит в районе уплотнительной плиты 36, снизу верхней плиты 3, которая разнесена от края упомянутой уплотнительной плиты 36, упомянутый край обращен в сторону передней стенки 10. Это позволяет создать замкнутое уплотнение в переходной области между передней стенкой 10 и верхней плитой 3.The
Другие направляющие 32 уплотнительных плит расположены в центральной части задней стенки И бандажной полки 2 и установлены в задней стенке 11 посредством канавки 42. Помимо этого, упомянутые направляющие 32 уплотнительной плиты проходят по всей ширине задней стенки 11, позволяя устанавливать одну и ту же уплотнительную плиту 37 в упомянутых направляющих 32 уплотнительной плиты, а также в аналогичных направляющих 32 уплотнительной плиты, расположенных у задней стенки смежной в направлении вдоль окружности плиты 1, как это показано на фиг. 4, причем на фиг. 4 показаны две смежные в направлении вдоль окружности плиты 1 ротора 6. Показанные лопатки дополнительно содержат кругообразные отверстия 43, расположенные снизу направляющих 32 уплотнительной плиты соответствующих плит 1. Подобные отверстия предназначены, в частности, для охлаждения. Между двумя лопатками 1, показанными на фиг. 4, имеется зазор, создающий соответствующий зазор между направляющими 32 уплотнительных плит, расположенными в задней стенке 11 лопаток, причем упомянутый зазор пересекается уплотнительной плитой 37. Уплотнительные плиты 35, 36, 37, показанные на фиг. 4, имеют двухслойную конструкцию, причем одиночные слои проходят вдоль соответствующих плит 35, 36, 37. Помимо этого, упомянутые уплотнительные плиты 35, 36, 37 обладают пружинящими/упругими свойствами, что, в частности, обеспечивает лучшее уплотнение.The other guides 32 of the sealing plates are located in the central part of the rear wall AND of the
На фиг. 5 показан вид ротора сверху, в перспективе, на котором видно, что задняя стенка 11 передней лопатки 1 содержит у края упомянутой задней стенки 11 уступообразное углубление 44, обращенное в сторону задней стенки 11 смежной лопатки 1. Данная задняя стенка 11 содержит взаимодополняющий по форме уступообразный выступ 45, обращенный в сторону задней стенки 11 передней лопатки 1, причем в углубление задней стенки 11 передней лопатки 1 входит выступ 45 на задней стенке 11 другой лопатки 1. Это создает плоскостное зацепление 46 обращенных в сторону друг друга стенок углубления 44 и выступа 45, соответственно. Упомянутое плоскостное зацепление 46, таким образом, обеспечивает, в частности, лучшее уплотнение текучей среды, проходящей в направлении, обозначенном стрелкой 12.In FIG. 5 shows a top view of the rotor in perspective, which shows that the
На фиг. 6 показана лопатка 1, установленная в турбине 7. Лопатка, таким образом, обращена в сторону смежной, расположенной выше по потоку, относительно направления потока текучей среды, обозначенного стрелкой 12, направляющей лопатки 47, причем уплотнительный участок 17 расположен снизу направляющей лопатки 47 относительно радиального направления, обозначенного стрелкой 5, как это показано на фиг. 6. Уплотнительный участок и ребра 19, 20, соответственно, образуют лабиринтное уплотнение 48 с сопрягаемой частью 49 направляющей лопатки 47, упомянутая сопрягаемая часть 49 расположена снизу направляющей лопатки 47, относительно радиального направления, обозначенного стрелкой 5. Сопрягаемая часть 49 на изображенном виде в продольном сечении имеет ступенчатую форму, причем ступенька, выступающая дальше всего в сторону противоположного уплотнительного участка 17, сопрягается с меньшими по размеру ребрами 19, тогда как другая ступенька сопрягаемой части 49 взаимодействует с более крупным ребром 20.In FIG. 6 shows a
Claims (10)
задняя стенка (11) бандажной полки (2) содержит выступ (45), выполненный с возможностью расположения во взаимодополняющем по форме углублении (44) в задней стенке (11), смежной в направлении вдоль окружности лопатки (1), и/или задняя стенка (11) содержит углубление (44), выполненное с возможностью установки в нем взаимодополняющего по форме выступа (45) в задней стенке (11), смежной в направлении вдоль окружности лопатки (1), причем
между плоским участком (26) и изогнутым участком (16) передней стенки (10) расположен нижний переходный участок (25),
между верхней плитой (3) и плоским участком (26) передней стенки (10) расположен верхний переходный участок (27) передней стенки (10), и
аэродинамический профиль (4) сопряжен с верхним переходным участком (27) на верхней по потоку стороне посредством переходного участка (29) аэродинамического профиля, при этом переходный участок (29) аэродинамического профиля, граничащий с одним концом верхнего переходного участка (27), имеет первый внешний радиус R1, а переходный участок (29) аэродинамического профиля, граничащий с другим концом верхнего переходного участка (27), имеет второй внешний радиус R2, причем первый радиус R1 больше второго радиуса R2, при этом
- верхний переходный участок (27) имеет радиус кривизны R3,
- нижний переходный участок (25) имеет радиус кривизны R4,
- изогнутый участок (16) имеет радиус кривизны R5, и в продольном сечении
- высота H передней стенки лопатки (1) представляет собой разницу высот между верхней плитой (3) и уплотнительным участком (17) лопатки (1),
- высота H1 плоского участка лопатки (1) представляет собой разницу высот между верхней плитой (3) и местом сочленения между плоским участком (26) и нижним переходным участком (25),
причем лопатка (1) характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих соотношений:
R1/H=0,33±20%,
R2/H=0,317±20%,
R3/H=0,265±20%,
R4/H=0,21±20%,
R5/H=1,026±20%,
H1/H=0,57±20%.1. The blade (1) of the turbine (7) containing the blades (1) and the guide blades (47) having an aerodynamic profile (4) and a retaining shelf (2) located at the inner end of the aerodynamic profile (4), characterized in that the retaining shelf (2) contains an upper plate (3) in which an aerodynamic profile (4) is installed, and a front wall (10) facing the upstream adjacent adjacent guide vane (47), while the front wall (10) contains the curved section (16), on which the sealing section (17) is installed, are intended to create a seal between the blade (1) and the upstream adjacent guide vane (47), as well as a flat section (26) directed perpendicular to the upper plate (3) and located between the upper plate (3) and the curved section (16), wherein
the rear wall (11) of the retaining shelf (2) comprises a protrusion (45) configured to be arranged in a complementary recess (44) in the rear wall (11) adjacent in the direction along the circumference of the blade (1), and / or the rear wall (11) comprises a recess (44) configured to mount a protrusion (45) complementary in shape in the rear wall (11) adjacent in the circumferential direction of the blade (1), wherein
between the flat section (26) and the curved section (16) of the front wall (10) there is a lower transition section (25),
between the upper plate (3) and the flat section (26) of the front wall (10) is located the upper transition section (27) of the front wall (10), and
the aerodynamic profile (4) is coupled to the upper transition section (27) on the upstream side by means of the transition section (29) of the aerodynamic profile, while the transition section (29) of the aerodynamic profile bordering one end of the upper transition section (27) has a first the outer radius R1, and the transition section (29) of the aerodynamic profile, bordering the other end of the upper transition section (27), has a second outer radius R2, and the first radius R1 is greater than the second radius R2, while
- the upper transition section (27) has a radius of curvature R3,
- the lower transition section (25) has a radius of curvature R4,
- the curved section (16) has a radius of curvature R5, and in longitudinal section
- the height H of the front wall of the blade (1) is the height difference between the upper plate (3) and the sealing section (17) of the blade (1),
- the height H1 of the flat portion of the blade (1) is the height difference between the upper plate (3) and the joint between the flat portion (26) and the lower transition section (25),
moreover, the blade (1) is characterized by at least one of the following relations:
R1 / H = 0.33 ± 20%,
R2 / H = 0.317 ± 20%,
R3 / H = 0.265 ± 20%,
R4 / H = 0.21 ± 20%,
R5 / H = 1.026 ± 20%,
H1 / H = 0.57 ± 20%.
- три из четырех ребер (19) уплотнительного участка (17) имеют высоту H2,
- четвертое ребро (20) уплотнительного участка имеет высоту H3,
причем лопатка (1) характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих соотношений:
H2/H=0,11±20%,
H3/H=0,235±20%.9. The blade according to claim 1, characterized in that when viewed in longitudinal section
- three of the four ribs (19) of the sealing section (17) have a height of H2,
- the fourth rib (20) of the sealing portion has a height H3,
moreover, the blade (1) is characterized by at least one of the following relations:
H2 / H = 0.11 ± 20%,
H3 / H = 0.235 ± 20%.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127159/06A RU2564741C2 (en) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Turbine blade and turbine rotor |
| EP12174450.2A EP2540986A3 (en) | 2011-07-01 | 2012-06-29 | Turbine blade |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127159/06A RU2564741C2 (en) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Turbine blade and turbine rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011127159A RU2011127159A (en) | 2013-01-10 |
| RU2564741C2 true RU2564741C2 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=46395531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011127159/06A RU2564741C2 (en) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Turbine blade and turbine rotor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2540986A3 (en) |
| RU (1) | RU2564741C2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160061048A1 (en) * | 2013-03-25 | 2016-03-03 | United Technologies Corporation | Rotor blade with l-shaped feather seal |
| EP2986823B1 (en) * | 2013-04-18 | 2017-11-08 | United Technologies Corporation | Airfoil component |
| DE102013220467A1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-05-07 | MTU Aero Engines AG | Rotor having a rotor body and a plurality of blades mounted thereon |
| EP3438410B1 (en) | 2017-08-01 | 2021-09-29 | General Electric Company | Sealing system for a rotary machine |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3801220A (en) * | 1970-12-18 | 1974-04-02 | Bbc Sulzer Turbomaschinen | Sealing element for a turbo-machine |
| US4714410A (en) * | 1986-08-18 | 1987-12-22 | Westinghouse Electric Corp. | Trailing edge support for control stage steam turbine blade |
| US6506016B1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-01-14 | General Electric Company | Angel wing seals for blades of a gas turbine and methods for determining angel wing seal profiles |
| RU2331777C2 (en) * | 2002-10-31 | 2008-08-20 | Дженерал Электрик Компани | Turbine with flow path configuration providing for sealing and laminar stream |
| US7465152B2 (en) * | 2005-09-16 | 2008-12-16 | General Electric Company | Angel wing seals for turbine blades and methods for selecting stator, rotor and wing seal profiles |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5827047A (en) * | 1996-06-27 | 1998-10-27 | United Technologies Corporation | Turbine blade damper and seal |
| JP2002201913A (en) * | 2001-01-09 | 2002-07-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Split wall of gas turbine and shroud |
| DE102004023130A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-12-01 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Sealing and damping system for turbine blades |
| GB0808206D0 (en) * | 2008-05-07 | 2008-06-11 | Rolls Royce Plc | A blade arrangement |
-
2011
- 2011-07-01 RU RU2011127159/06A patent/RU2564741C2/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-06-29 EP EP12174450.2A patent/EP2540986A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3801220A (en) * | 1970-12-18 | 1974-04-02 | Bbc Sulzer Turbomaschinen | Sealing element for a turbo-machine |
| US4714410A (en) * | 1986-08-18 | 1987-12-22 | Westinghouse Electric Corp. | Trailing edge support for control stage steam turbine blade |
| US6506016B1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-01-14 | General Electric Company | Angel wing seals for blades of a gas turbine and methods for determining angel wing seal profiles |
| RU2331777C2 (en) * | 2002-10-31 | 2008-08-20 | Дженерал Электрик Компани | Turbine with flow path configuration providing for sealing and laminar stream |
| US7465152B2 (en) * | 2005-09-16 | 2008-12-16 | General Electric Company | Angel wing seals for turbine blades and methods for selecting stator, rotor and wing seal profiles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2540986A3 (en) | 2017-05-31 |
| RU2011127159A (en) | 2013-01-10 |
| EP2540986A2 (en) | 2013-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10132169B2 (en) | Shrouded turbine rotor blades | |
| US8888459B2 (en) | Coupled blade platforms and methods of sealing | |
| US9347325B2 (en) | Damper for a turbine rotor assembly | |
| CN101529052B (en) | Turbine blade assembly | |
| US10221699B2 (en) | Shrouded turbine rotor blades | |
| US8740573B2 (en) | Adaptor assembly for coupling turbine blades to rotor disks | |
| CN102132047B (en) | Turbine blade and gas turbine | |
| US9303519B2 (en) | Damper for a turbine rotor assembly | |
| US9228443B2 (en) | Turbine rotor assembly | |
| US20120121423A1 (en) | Turbine blade assembly | |
| CN205744003U (en) | Combustion gas turbine | |
| RU2617635C2 (en) | Linear laying for interscapular shelf | |
| US20140044526A1 (en) | Stationary blade ring, assembly method and turbomachine | |
| RU2564741C2 (en) | Turbine blade and turbine rotor | |
| CN101529054A (en) | Turbine blade assembly | |
| EP2984293B1 (en) | Impingement ring element attachment and sealing | |
| US20110299977A1 (en) | Patch ring segment for a turbomachine compressor | |
| KR101522829B1 (en) | Structure for retaining turbine rotor blade, and rotary machine with same | |
| JP2016125493A (en) | Flow path boundary and rotor assemblies in gas turbines | |
| RU2602322C2 (en) | Rotor assembly, turbine engine and method for assembling rotor assembly | |
| RU2553049C2 (en) | Turbine rotor blade, turbine rotor and turbine | |
| KR101838837B1 (en) | Shroud, moving blade element, and rotary machine | |
| CN111412178B (en) | Improved inter-vane platform seal | |
| US20180119567A1 (en) | Ellipsoidal inner central blade storage space | |
| JP7246959B2 (en) | Turbine blades and steam turbines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180702 |