ОХЛАЖДАЕМАЯ ЛОПАТКА ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к двигателестроению, и может быть использована в конструкции газотурбинного двигателя (ГТД) для авиационного и наземного (в составе энергоустановки) применения.
Известна охлаждаемая лопатка турбины, содержащая наружную оболочку и стержень с внутренним каналом, сообщающимся со сквозными отверстиями, выполненными в его стенке. На наружной поверхности стержня расположены ребра, контактирующие с внутренней поверхностью оболочки («Новые технологические процессы и надежность ГТД» 2(18) ЦИАМ 1979 г., стр. 78…81). Ребра стержня лопатки и соединенная с ними оболочка образуют систему пустотелых каналов, по которым проходит воздух охлаждающий перо лопатки.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции является охлаждаемая лопатка турбины (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1815334, опубл. 15.05.93), содержащая наружную оболочку с отверстиями, выполненными в области выходной кромки, и стержень с внутренними каналами, сообщающимися со сквозными отверстиями, выполненными в его стенках со стороны спинки и корыта лопатки, при этом на наружных поверхностях этих стенок расположены ребра, контактирующие с внутренней поверхностью оболочки. Охлаждающий воздух из внутренних каналов стержня через отверстия в его стенках поступает в систему пустотелых каналов, и далее вытекает в проточную часть через отверстия, выполненные в области выходной кромки оболочки. Выдув воздуха в выходную кромку ухудшает аэродинамическое качество лопатки, что приводит к снижению КПД турбины.
Недостатком обеих конструкций является недостаточно высокая эффективность охлаждения лопатки, ввиду отсутствия с ее наружной стороны заградительной пленки.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности охлаждения лопатки и, как следствие, за счет повышения температуры газа на входе в турбину, повышение КПД двигателя.
Технический результат достигается тем, что охлаждаемая лопатка турбины, содержащая наружную оболочку с отверстиями, выполненными в области выходной кромки, и стержень с внутренними каналами, сообщающимися со сквозными отверстиями, выполненными в его стенках со стороны спинки и корыта лопатки, при этом на наружных поверхностях этих стенок расположены ребра, контактирующие с внутренней поверхностью оболочки, в отличие от известной дополнительно содержит в оболочке ряды перфорационных отверстий.
Заявляемая конструкция поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - вид охлаждаемой лопатки турбины со стороны спинки, фиг. 2 - вид охлаждаемой лопатки турбины со стороны корыта, фиг. 3 - сечение пера охлаждаемой лопатки, фиг. 4 - наружная оболочка лопатки, фиг. 5 - стержень со стороны спинки, фиг. 6 - стержень со стороны корыта.
Охлаждаемая лопатка турбины содержит стержень 1 с внутренними каналами 2, сообщающимися со сквозными отверстиями 3, выполненными в его стенках со стороны спинки и корыта лопатки и наружную оболочку 4 с отверстиями 5, которые выполнены в области выходной кромки лопатки. На наружных стенках стержня 1 со стороны спинки и корыта расположены ребра 6, которые соединены, например, при помощи пайки с внутренней поверхностью 7 оболочки 4. При этом дополнительно в оболочке 4 выполнены ряды перфорационных отверстий 8.
Охлаждающий воздух из внутренних каналов 2 стержня 1 через отверстия 3 в его стенках, попадает в систему пустотелых каналов, образованных ребрами 6 и внутренней поверхностью 7 оболочки 4, и далее через отверстия 5 и 8 в оболочке 4 вытекает в проточную часть турбины, создавая заградительное (пленочное) охлаждение пера лопатки. При этом двигаясь через отверстия 3, охлаждающий воздух обеспечивает внутреннее конвективное охлаждение лопатки.
Таким образом, совокупность внутреннего конвективного и внешнего пленочного охлаждения лопатки позволяет повысить эффективность ее охлаждения, что дает возможность повышения температуры газа перед турбиной и, следовательно, повышения КПД двигателя.