SE439801B - Kylbar statorplattekonstruktion - Google Patents

Description

l5 8006405-8 2 inläggets ihåliga inre. Båda konstruktionerna är styva former, vilket kan inducera höga mekaniska påkänningar och/eller allvarliga värmedeformationer i inläggen. Även om dessa kända konstruktioner kan förhindra läckage av kylfluid mellan röret eller inlägget och .airfoil-väggen söker forskare och ingenjörer inom industrin efter mindre styva konstruktioner, som har reducerad benägenhet till påkänningar och värmedeformation.

Enligt föreliggande uppfinning är inlägget hos den kylbara plattan' stadigt fäst vid ena änden av plattan och är glidbart kring ett kyllufttillförselrör med små dimensionstoleranser vid den yttre änden därav för att möjliggöra kontroll av läckaget mellan inlägget och plattan vid den glidbara änden utan att inducera nämndvärda mekaniska pâkänningar eller deformation i inlägget.

Ett primärt särdrag hos uppfinningen är inlägget för fördelning av kylluft kring plattans inre. Inlägget är stadigt fäst vid ena änden och är glidbart vid den motstående änden med avseende på plattans innervägg. Den glidbara änden har en tillslutningsplatta, som 'penetreras av ett rör med cirkulär tvärsektion för att tillföra kylluft till inläggets inre.

Ett huvudsärdrag hos föreliggande uppfinning är förmågan hos konstruk- tionen att tillföra adekvata, men ändå noggranna mängder kylfluid till det inre av inlägget utan att framkalla mekaniska påkänningar på inlägget. Potentiellt läckage av betydande mängder kylfluid mellan inlägget och plattans innervägg elimineras genom att man anordnar en anpassning med små toleranser mellan -inläggets ändplatta och röret för tillförsel av kylluft. Påkänníngar och deforma- tion av inlägget som följd av olika värmeutvidgning undviks genom att man anordnar en lös anpassning mellan inlägget och plattornas innerväggar.

De ovanstående och andra särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå närmare i ljuset av följande beskrivning och den bifogade ritningen, där Figur l är en förenklad tvärsektionsvy av en statorplatta konstruerad i enlighet med uppfinningstanken, och Figur 2 är en sektionsvy tagen längs linjen 2-2 i Figur l, vilken illustrerar minskningen i potentiell läckageyta som kan uppnås genom att utnyttja tankegångarna med tillförselrör enligt föreliggande uppfinning.

Apparaten enligt föreliggande uppfinning är känd för att vara mycket användbar inom gasturbinmotoromrâdet, och den beskrivs med avseende pâ utföringsformer därav för gasturbinmotorer. Som visas i Figur l innefattar en statorplatta eller fast ledskovel av den typ, som används i en gasturbinmotor, en airfoil-sektion 10, en yttre plattformsektion 12 och en inre plattformsektion 14. I moderna maskiner kan drivgaser med temperaturer överstigande l370°C (Z5OOOF) strömma över ytterytan 16 på airfoil-sektionen och över ändytorna 18 på Ponti omtalat? 8006405-8 3 plattformsektionerna. I sådana omgivningar kyls väggen 20 på airfoilsektionen och väggarna 22 på plattformsektionerna för att förhindra förstöring av det material de är bildade av.

Varje platta eller ledskovel har ett inre hälrum 24, till vilket luft kan strömma för att kyla airfoilsektionsväggen 20. Ett rörformigt inlägg 26 är anordnat på nära avstånd från innerytan 28 hos väggen 22, och det är försett med en mångfald hål 30 för fördelning av kylluft mot innerytan. Det rörformiga inlägget är vid sin ena ände fäst vid den inre plattformsänden 32, t.ex. genom svetsning eller lödning. Den motsatta änden 34 av det förformade inlägget är fritt att glida längs ytterytan 28 på airfoilsektionsväggen, och den är företrädes- vis anordnad med lös anpassning därvid för att möjliggöra påkänningsfri glidning av inlägget med avseende på väggen. Ett lämpligt spelrum finns mellan inlägget och ytan 28, och det kan tas till frikostigt utan hänsyn till kylluftläckage såsom var fallet vid tidigare konstruktioner. Änden 34 på inlägget har en tillslutnings- platta 36, genom vilket ett kyllufttillförselrör 38 löper. Både röret 38 och öppningen 40 i tlllslutningsplattan, genom vilken röret löper, har cirkulär geometri. En lös anpassning finns mellan tillslutningsplattan och kyllufttillförsel- röret. Detta är stadigt fäst, t.ex. genom svetsning eller lödning, vid en andra ändplatta 42, som i sin tur är fäst vid plattans yttre plattform genom svetsning eller lödning, Resultatet blir att ingen kylluft kan läcka in i utrymmet mellan inlägget och innnerväggen hos airfoilen annat än genom spelet vid kyltillförsel- röret 36.

Vid den illustrerade utföringsformen har den inre plattformssektionen 14 ett hâlrum 44 i förbindelse med airfoilsektionens hâlrum 24. En mångfald kylningshâl 46 penetrerar väggen 22 från hålrummet 44 för att möjliggöra kylning av väggen.

Vid drift av den roterande maskin, i vilken statorplattan används, fâr drivgaser strömma över airíoilens ytterytor. Kylluft kan strömma genom röret till hålrummet i det inre av inlägget. Delar av kylluften kan strömma genom vart och ett av hålen 30 för att kyla den närliggande airfoilsektionsväggen. En betydande tryckskillnad över inlägget krävs för att tillförsäkra tillräckligt kylflöde och, vid utföringsformer med direktverkanskylning, för att möjliggöra tillräcklig acceleration av kylluften till direktverkningshastigheter. En tillräcklig tryckskillnad över inlägget upprätthålls genom att man förhindrar allt för stort och oförutsett läckage av kylluft runt änden 34 av inlägget mellan inlägget och innerytan 28 på väggen 20. Den precisa läckningsgraden däremellan begränsas inte av den otäckta tvärsektionsarean A mellan inlägget och väggen, utan snarare av den otäckta tvärsektionsarean B mellan kyltillförselröret 28 och tillslutnings- plattan 36, såsom visas i Figur 2. Följaktligen görs spelet mellan inlägget och veefleam~~~-- 8006405-8 4 väggen 20 tillräckligt för att undvika glidningshinder utan fara för allt för stort läckage. Inlägget förblir väsentligen fritt från mekaniska påkänningar och deformation. Även om uppfinningen visats och beskrivits med avseende på detaljerade utföringsíormer därav torde det för fackmannen stå klart att olika ändringar och utelämnanden i form och detalj kan göras utan att man avviker från upp- finningens grundtanke och omfattning. <1

Claims (5)

10 15 20 25 8006405-8 PATENTKRAV

1. Kylbar statorplattekonstruktion av den typ, som är anordnad tvärs banan för högtemperaturdrivgaser i en rotationsmaskin, innefattande en airfoil- sektion (lO) med ett hålrum (24) som sträcker sig däröver och inbegriper en inneryta (28), som avgränsar hålrummet, och ett rörformigt inlägg (26) placerat i nämnda hâlrum, k ä n n e t e c k n a d av att insatsen vid den ena änden (32) är stadigt fäst vid innerytan (28) och vid den motstående änden (34) är glidbar relativt plattans inneryta, och att plattkonstruktionen vidare innefattar en tillslutningsplatta (36), som är_ fäst vid den glidbara änden (34) av inlägget och är försedd med en öppning (40) däri, och ett rör (38), som löper genom öppningen (40)i tillslutningsplattan, genom vilket kylluft kan strömma till hålrummet (24) i airfoilsektionen.

2. Statorplattekonstruktion enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att den stadigt fästa änden (32) på. inlägget (26) är fastsvetsad vid airfoilsektionens inneryta (28).

3. Statorplattekonstruktion enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att den stadigt fästa änden (32) av inlägget (26) är fast vid airfoilsektionens inneryta (28) genom hârdlödning.

4. Statorplattekonstruktion enligt patentkravet l, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda rör (38) har cirkulär tvärsektionsgeometri, och att nämnda öppning (40) i tillslutningsplattan har motsvarande geometri, så att nära dimensionsmotsvarighet mellan öppningen och röret möjliggörs för att minimera läckage av kylluft däremellan.

5. Statorplattekonstruktion enligt patentkravet 1, 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att den vidare innefattar en kylbar inre plattformsektion (14) med ett däri anordnat hålrum (44), och att hålrummet (24) i airfollsektionen och nämnda hålrum (44) i den inre plattformsektionen är kommuniceringsmässigt förenade för att möjliggöra flöde av kylluft från röret (38) till hålrummet (44) i plattformsektionen (14).