СОПЛОВОЙ АППАРАТ ТУРБОМАШИНЫ С КОНВЕКТИВНО-ПЛЕНОЧНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
NOZZLE DIAPHRAGM OF TURBINE WITH CONVECTIVE-FILM COOLING

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в высокотемпературных газовых турбинах. Более конкретно предлагаемое изобретение относится к элементам охлаждения стенки сопла ячейки при помощи холодного воздуха.
Известен охлаждаемый сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением пера и полок путем подачи воздуха по поверхности полок и лопаток непосредственно через отверстия в полках.
(Теплообменные аппараты и системы охлаждения комбинированных установок. М.: Издательство МГТУ им. Э.Баумана., 2003 г. Рис.5.22, с.296) /1/
Такое охлаждение недостаточно эффективно, так как приводит к размыванию пелены охлаждающего воздуха и появлению трещин из-за высоких градиентов на полках.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный из описания патента сопловой аппарат турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением, содержащий профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания в виде углубления с внутренней стороны полок, ограниченного заглубленной передней стенкой и стенкой, проходящей в толще полки, наклоненной от передней стенки в направлении течения потока газа до поверхности полки, каналы подачи воздуха в направлении движения газа, соединенные с передней стенкой.
/RU №2418174 C2 МПК F01D 5/18, B23P 15/02 опубл. 10.05.2011 г. / /2/
Однако использование точечных участков охлаждения не позволяет эффективно достигать равномерного охлаждения всей поверхности полки сопла ячейки.
Задачей изобретения является повышение эффективности охлаждения сопла.
Ожидаемый технический результат - повышение равномерности охлаждения полок сопла ячейки по всей поверхности.
Технический результат достигается тем, что в известном сопловом аппарате турбомашины с конвективно-пленочным охлаждением, содержащем профили лопаток, соединенные полками, участок рассеивания в виде углубления с внутренней стороны полок, ограниченного заглубленной передней стенкой и стенкой, проходящей в толще полки, наклоненной от передней стенки в направлении течения потока газа до поверхности полки, каналы подачи воздуха в направлении движения газа, соединенные с передней стенкой, согласно изобретению углубление выполнено в виде паза со стороны заглубленной передней стенки в форме треугольной призмы и размещено в межлопаточном канале, а каналы подачи воздуха в заглубленной передней стенке выполнены в виде щели длиной по ширине паза.
Выполнение углубления на полках лопаток с горячей стороны в виде треугольной призмы позволяет подвести охлаждаемый воздух на места, которые требуют максимального охлаждения и увеличивают длину охлаждаемой зоны полки.
Выполнение каналов подачи воздуха в заглубленной передней стенке в виде паза длиной по ширине полки позволяет подвести охлаждаемый воздух равномерным потоком в одном направлении с потоком газа и уменьшить размывание пелены охлаждающего воздуха.
Фиг.1 - продольный разрез по каналу между лопатками.
Фиг.2 - поперечный разрез по лопаткам.
Сопловой агрегат 1 турбомашины содержит профили 2, полки 3 и 4. На внутренней поверхности полок 3 и 4 выполнено углубление 5 в виде треугольной призмы, ограниченной заглубленной передней стенкой 6 и наклоненной стенкой, проходящей в толще полки 7, и одной открытой стороной 8. В заглубленной передней стенке 6 выполнены пазы 9 для подачи воздуха.
При работе соплового агрегата 1 в наиболее горячую часть внутренних полок 3 и наружных полок 4 подается воздух, который через паз 9, в заглубленной передней стенке 6, попадает в углубление 5 и накрывает пеленой полки лопатки.
Использование изобретения позволяет увеличить продолжительность службы соплового агрегата вследствие уменьшения высокотемпературных градиентов на полках соплового агрегата и уменьшения дефекта трещинообразования.