Устройство для охлаждения рабочих лопаток газовой турбины газотурбинного двигателя

Устройство для охлаждения рабочих лопаток газовой турбины газотурбинного двигателя

Реферат

 

Изобретение относится к турбостроению. Цель изобретения - повышение экономичности. Устройство снабжено пластинчатой решеткой в виде радиальных и окружных пластин, установленной между форсунками жидкостного коллектора и рабочими лопатками турбины и закрепленной на жидкостном коллекторе. Радиальные пластины выполнены в виде соплового закручивающего аппарата с возможностью регулирования угла их остановки. Корпус устройства снабжен теплоизоляцией на наружной поверхности, а поверхности корпуса и пластин, обращенные к проточной части турбины, выполнены с малой степенью черноты, например, отполированы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к турбостроению и может найти применение в охлаждаемых высокотемпературных газовых турбинах двигателей летательных аппаратов и газотурбинных установках. Известно устройство для охлаждения лопаток турбин, содержащее корпус с расположенным на входе в него генератором капель. Известно устройство для газожидкостного охлаждения лопаток турбины газотурбинного двигателя (ГТД), содержащее корпус и расположенный в нем жидкостный коллектор с форсунками. Недостатками указанного устройства являются низкая экономичность, обусловленная попаданием части жидкости на горячий корпус, не нуждающийся в дополнительном охлаждении, и большая длина, обусловленная значительной длиной пути, необходимой для полного испарения капель жидкости. Цель изобретения повышение экономичности и уменьшение длины устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения рабочих лопаток газовой турбины ГТД оно снабжено пластинчатой решеткой, выполненной в виде контактирующих между собой радиальных и окружных пластин и установленной между форсунками и рабочими лопатками турбины, при этом решетка может быть закреплена на жидкостном коллекторе, при этом радиальные пластины могут быть выполнены в виде соплового закручивающего аппарата, при этом корпус может быть снабжен теплоизоляцией, расположенной на его наружной поверхности со стороны проточной части турбины, а поверхности корпуса и пластин, обращенные к проточной части турбины, могут быть выполнены с малой степенью черноты, например отполированы, при этом радиальные пластины могут быть выполнены с возможностью регулирования угла их установки. На фиг. 1 дана принципиальная конструкция устройства для охлаждения рабочих лопаток газовой турбины ГТД; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1 для случая, когда радиальные пластины имеют осевое направление и не закручивают поток; на фиг. 3 -сечения А-А на фиг. 1 для случая, когда радиальные пластины выполнены в виде соплового закручивающего аппарата; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 1. Устройство для охлаждения рабочих лопаток газовой турбины ГТД содержит корпус 1, в котором расположен жидкостный коллектор 2 с форсунками 3. Во внутренней полости корпуса 1 выполнены радиальные 4 и окружные 5 пластины. На выходе из устройства расположен канал 6 в диске 7, соединенном с лопаткой 8. На наружной поверхности корпуса 1 выполнена теплоизоляция 9. Выполнение устройства с пластинчатой решеткой в виде контактирующих между собой радиальных и окружных пластин, установленной между форсунками и рабочими лопатками, позволяет уменьшить оседание капель жидкости на корпус и интенсифицировать испарение в полости корпуса. Расположение пластинчатой решетки на жидкостном коллекторе позволяет избежать контакта между ней и корпусом и снизить потери хладоресурса охлаждающего воздуха. Выполнение радиальных пластин в виде соплового закручивающего аппарата позволяет закрутить поток в камере, увеличить длину траектории капель и скорость их обдува, т.е. уменьшить длину камеры. Расположение теплоизолятора на наружной поверхности корпуса со стороны проточной части турбины и выполнение с малой степенью черноты поверхностей корпуса и пластин, обращенных к проточной части турбины, позволяет снизить потери хладоресурса охлаждающего воздуха. Обеспечение возможности регулирования угла установки радиальных пластин позволяет изменить угол закрутки потока и расширить диапазон работы устройства. Устройство для охлаждения рабочих лопаток газовой турбины ГТД работает следующим образом. Во внутренней полости корпуса 1 движется воздушный поток, в который из форсунок 3, расположенных на жидкостном коллекторе 2, впрыскивается жидкость. Испарение капель жидкости происходит как с окружных 5 и радиальных 4 пластин, так и в движущемся воздухе. Охлажденный за счет испарения воздух далее по каналу 6 в диске 7 поступает в лопатку 8. Заявляемое устройство позволяет повысить экономичность работы при уменьшении его длины и расширить диапазон работы.

Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения рабочих лопаток газовой турбины газотурбинного двигателя, содержащее корпус и расположенный в нем жидкостный коллектор с форсунками, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и уменьшения длины устройства, оно снабжено пластинчатой решеткой, выполненной в виде контактирующих между собой радиальных и окружных пластин и установленной между форсунками и рабочими лопатками турбины. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что решетка закреплена на жидкостном коллекторе. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что радиальные пластины выполнены в виде соплового закручивающего аппарата. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что корпус снабжен теплоизоляцией, расположенной на его наружной поверхности со стороны проточной части турбины, а поверхности корпуса и пластин, обращенные к проточной части турбины, выполнены с малой степенью черноты, например отполированы. 5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона работы устройства, радиальные пластины выполнены с возможностью регулирования угла их установки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4