RU2272151C2

RU2272151C2 - Лопатка статора осевой турбины

Info

Publication number: RU2272151C2
Application number: RU2000133223/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь БЕКРЕНЕВ (RU); Игорь БЕКРЕНЕВ
Original assignee: Альстом Текнолоджи Лтд
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2006-03-20
Also published as: DE60115377D1; DE60115377T2; EP1219783A2; US6655911B2; US20020127101A1; EP1219783A3; EP1219783B1

Abstract

Лопатка статора осевой турбины имеет канал, предназначенный для пропускания потока газов через турбину и выполненный расширяющимся на конус. Лопатка имеет на своем хвосте площадку, которая соединена с обеспечением при этом тугой посадки и надежного блокирования образующегося соединения с корпусом статора. Хвост лопатки статора выполнен в виде полого профиля, содержащего внутреннюю в радиальном направлении площадку хвоста лопатки, которая приведена в соответствие с контуром канала, для пропускания потока газов через турбину и расположенную на некотором расстоянии от нее наружную в радиальном направлении площадку хвоста лопатки, приведенную в соответствие с контуром корпуса статора, а также одну боковую стенку или же две, по существу, параллельные боковые стенки. Наружная площадка снабжена, по меньшей мере, одним отверстием для размещения в нем соответствующей крепежной детали, при помощи которой указанная лопатка закреплена на корпусе статора. Изобретение упрощает крепление лопатки к корпусу статора. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к конструкции лопатки статора турбомашины. Более конкретно оно относится к конструкции хвоста лопатки, обеспечивающей разъемное соединение между телом лопатки, и корпусом статора этой машины при помощи крепежных деталей, предпочтительно винтов, которые вворачиваются с обеспечением тугой посадки.

В описании изобретения к патенту RU 2038487 С1 раскрывается широко распространенный тип крепления, применяемый для соединения лопаток статора с корпусом статора многоступенчатой турбины. Статор, внутри которого заключен канал для пропускания потока, выполненный расширяющимся на конус, состоит из множества отдельных участков. Внутренняя оболочка корпуса статора имеет кольцевые углубления, в зацепление с которыми находятся выступы, предусмотренные на хвосте лопатки, образуя при этом надежное блокированное соединение между лопаткой статора и корпусом статора. Это техническое решение вызывает определенные сложности в производстве при изготовлении такого корпуса статора, возникающие в связи с усложненной его конструкцией из-за многочисленных выступов и углублений.

Для того чтобы избежать эти недостатки, применяется известное техническое решение, в котором корпус статора и лопатка статора соединяются между собой при помощи крепежных винтов /А.В.Штода и др., "Конструкция авиационных двигателей". Военно-инженерная авиационная академия им. Жуковского, 1958, с.141/. Хвост лопатки статора оснащен с этой целью расширенной зоной, выполненной в виде пластины. Лопатка крепится к корпусу при помощи двух винтов. По сравнению с рассмотренным здесь выше техническим решением, такое предложение позволяет в значительной мере упростить конструкцию корпуса статора, благодаря чему существенно снижается себестоимость его производства, потому что при этом возникает возможность отказаться от применения усложненной внутренней конструкции. При проектировании можно в этом случае задавать более узкий зазор в лабиринтном уплотнении, потому что при этом отпадает необходимость в обеспечении соответствующего люфта, который по технологическим соображением требуется, чтобы обеспечить между входящими во взаимное зацепление друг с другом выступами и углублениями, выполняемыми в корпусе статора и на лопатке статора.

Однако это техническое решение имеет свой недостаток, который заключается в том, что для надежного крепленая лопатки требуется предусмотреть два болта. Пластина хвоста лопатки закреплена на корпусе статора таким образом, что один болт расположен перед телом лопатки в направлении потока через турбину, а другой - позади ее тела. Для размещения крепежных болтов требуется предусмотреть наличие дополнительного места, что приводит, в конечном итоге, к нежелательному увеличению общей длины турбины. Разность в температурах нагрева для хвоста лопатки и корпуса статора, возникающая на отдельных стадиях неустановившегося процесса, в результате приводит к разному тепловому расширению материалов. Вследствие этого в материале возникают нежелательные механические напряжения в пределах той зоны, которая расположена на участке между болтами. И наконец, весь хвост лопатки в целом, включая также и ее крепежные детали, подвергается при этом воздействию горячих газов, образующихся в процессе работы турбины, не имея при этом какой-либо защиты против такого воздействия. Это обстоятельство, с одной стороны, приводит к увеличению количества тепла, передаваемого статору, а с другой стороны - к тому, что имеющиеся в этом случае на поверхности соответствующие зоны шероховатости вызывают возмущения в потоке, проходящем через канал.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании такой лопатки статора, конструкция которой позволила бы обеспечить простое и надежное соединение ее с корпусом статора, но избежав при этом упомянутых недостатков, присущих техническим решениям, известным из существующего уровня в данной области техники.

Указанная задача решается в соответствии с настоящим изобретением благодаря проектированию лопатки статора с обеспечением при этом признаков, раскрываемых в пункте 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены варианты его осуществления, развивающие данное изобретение с обеспечением при этом особых преимуществ.

Основная идея настоящего изобретения заключается в том, чтобы спроектировать хвост лопатки в виде полого профиля, содержащего две площадки хвоста, которые расположены на некотором расстоянии одна от другой, и первая из которых, представляющая собой внутреннюю в радиальном направлении площадку, приведена в соответствие с коническим контуром канала для пропускания потока через турбину, а вторая, представляющая собой наружную в радиальном направлении площадку, приведена в соответствие с контуром той части стенки корпуса, у которой она расположена. Две боковые стенки, расположенные взаимно напротив одна относительно другой, соединяют площадки хвоста лопатки между собой, образуя замкнутую полость. Предпочтительно, чтобы наружная площадка хвоста лопатки, оснащена была отверстием, предназначенным для размещения в нем соответствующей крепежной детали, которой предпочтительно является крепежный болт, обеспечивающий крепление лопатки статора к стенке корпуса статора.

Замкнутая полость, образованная между упомянутыми площадками и боковыми стенками хвоста лопатки, обеспечивают наличие места, необходимого для размещения соответствующих крепежных деталей, что будет рассмотрено более подробно в приведенном здесь ниже пояснении.

Поверхность наружной пластины хвоста лопатки снабжена выполненными в ней углублениями. При размещении ее впритык к корпусу статора образуются вследствие этого еще дополнительные полости, что в еще большей степени затрудняет передачу тепла. В альтернативном выполнении или же в дополнение к этому внутренняя стенка корпуса статора также может иметь соответствующие углубления.

В одном из альтернативных вариантов исполнения, согласно настоящему изобретению, наружная площадка хвоста лопатки не является составной частью, выполняемой за одно целое с хвостом лопатки, а представляет собой съемную деталь, присоединяемую к хвосту лопатки. В этом случае, хвост лопатки образован только лишь уширенной внутренней зоной, которая обращена к телу лопатки и выполнена в виде пластины, а также двумя стенками, ориентированными в радиальном направлении, которые расположены напротив одна относительно другой, и концы которых отогнуты внутрь под прямыми углами. Уступы, выполненные таким образом, используются в качестве контактных кромок, соприкасающихся с наружной пластиной.

В другом альтернативном варианте выполнения, согласно настоящему изобретению, боковые стенки взаимно соединена между собой при помощи двух перегородок, благодаря чему эти две боковые стенки вместе с указанными двумя перегородками, внутренней площадкой хвоста лопатки, его наружной площадкой и цилиндрической поверхностью корпуса статора образуют полость. В этом случав, если боковые стенки и перегородки будут плотно пригнаны к цилиндрической поверхности корпуса статора, и при этом такой узел будет стянут при помощи винтового соединения, то тогда в данном узле может быть обеспечено в достаточной степени уплотненное соединение.

В этом случае, может быть обеспечена подача охлаждающего газа с любой возможной величиной секундного массового расхода по потоку внутрь указанной полости по соответствующему каналу, выполненному в корпусе статора, а также по каналу, выполненному в наружной площадке хвоста лопатки, без каких-либо при этом опасений относительно чрезмерно больших потерь, связанных с просачиванием указанного газа в канал для пропускания потока через турбину. В данном случае, может быть также выполнен еще один канал, проходящий как через наружную площадку хвоста лопатки, так и сквозь корпус статора, и который предназначен будет для выпуска охлаждающего газа из этой полости.

В третьем альтернативном варианте выполнения, согласно настоящему изобретению, несущие поверхности каждой лопатки выполнены на различных радиальных уровнях и стыкуются с разными цилиндрическими поверхностями корпуса статора; в этом случае, две несущие поверхности двух соседних друг относительно друга лопаток расположены на одной и той же цилиндрической поверхности корпуса статора.

Такая схема расположения несущих площадок для лопаток, обеспечивает возможность уменьшить нагревание одной стенки хвоста лопатки благодаря выводу этой стенки из горячей зоны, взаимосвязанной с каналом для пропускания потока через турбину, а также уменьшить нагревание соответствующей торцовой стенки корпуса статора, сопряженной с указанной стенкой хвоста лопатки.

В четвертом альтернативном варианте выполнения, согласно настоящему изобретению, предусмотрено располагать боковые стенки в направлении, параллельном продольной осевой линии статора, с обеспечением при этом прилегания несущих поверхностей к соответствующей цилиндрической поверхности и к торцовой поверхности корпуса статора. Концы внутренней площадки хвоста лопатки также примыкают к вышеупомянутым поверхностям корпуса статора. В этом случае, соответствующая крепежная деталь расположена наклонно по отношению к цилиндрической поверхности и к торцовой поверхности корпуса статора, а ориентирована она по своему направлению таким образом, чтобы обеспечить одновременное прижатие к вышеупомянутым несущим поверхностям корпуса статора. В данном случае, между торцевой поверхностью корпуса статора, его цилиндрической поверхностью внутренней площадкой хвоста лопатки и двумя стенками этого хвоста образуется в достаточной степени уплотненная полость, изолированная от горячих газов, проходящих по каналу для пропускания потока газов через турбину.

При такой конструкции обеспечивается возможность охлаждения внутренних стенок этой полости при помощи охлаждающего газа с любым массовым секундным расходом по величине потока без каких-либо при этом опасений относительно чрезмерно больших потерь, связанных с просачиванием указанного охлаждающего газа в канал для пропускания потока через турбину. В этом случае, выпускной канал, предназначенный для выпуска охлаждающего газа из этой полости, может быть также выполнен в корпусе статора. При такой конструкции охлаждение указанной полости в хвосте лопатки и даже внутренней полости /в случае, если таковая имеется/ профиля лопатки происходит без каких-либо потерь охлаждающего газа, и при этом появляется, следовательно, возможность добиться соответствующего повышения коэффициента полезного действия установки.

Важным преимуществом данного варианта осуществления настоящего изобретения является также обеспечение возможности монтажа лопатки без применения каких-либо уплотняющих средств между указанными площадками и другими частями хвоста лопаток, потому что предлагаемая конструкция соединений между соответствующей частью хвоста лопатки и корпусом статора позволяет получить практически полную защиту внутренней поверхности статора против воздействия на нее горячих газов, находящихся в тракте, по которому направляется поток газов через турбину.

К преимуществам конструкции хвоста лопатки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, относится, в частности, также и то, что количество тепла, передаваемого статору от канала, предназначенного для пропускания потока через турбину, в значительной мере уменьшается. Наполненная газом полость, заключенная внутри полого профиля, ограничивает прохождение тепла. Площадка хвоста лопатки, которая опирается непосредственно на корпус статора, подвергается воздействию меньшего теплового напряжения. Это способствует уменьшению теплопроводности как через поверхность соприкосновения, так и через соответствующую крепежную деталь. В общем итоге, в результате всего этого температура нагрева корпуса статора становится ниже. Размещение соответствующей крепежной детали или деталей в указанной полости обеспечивает, кроме того, также, и защиту этих деталей против непосредственного воздействия на них горячих газов, образующихся в процессе работы турбины, что также, и это имеет немаловажное значение, способствует повышению надежности соединения и, следовательно, большей безопасности. Поскольку в случае применения данного технического решения соответствующая крепежная деталь не требует для своего размещения какого-нибудь дополнительного места как спереди, так и сзади тела лопатки, протяженность рассматриваемой площадки хвоста лопатки в осевом направлении ограничивается размером, определяемым телом лопатки. Таким образом, настоящее изобретение не страдает от такого недостатка, как увеличение размера турбин по длине, присущего турбинам с креплением лопаток статора при помощи винтов, если сравнивать их с турбинами, лопатки статора в которых удерживаются при помощи соединения, выполненного с использованием соответствующих направляющих элементов.

Кроме того, рассматриваемые площадки хвоста лопатки и крепежные детали не оказывают никакого влияния на поток в основном канале турбины.

И наконец, появляется реальная возможность обеспечить преднамеренный подвод охлаждающей среды в рассматриваемую полость, обеспечив тем самым дополнительную защиту корпуса статора и соответствующих крепежных деталей от тепловых напряжений.

На прилагаемых чертежах показано весьма приближенно в схематическом виде множество различных вариантов осуществления настоящего изобретения. На этих чертежах воспроизведены только лишь те особенности заявленной конструкции, которые необходимы для понимания настоящего изобретения. Одинаковые элементы конструкции, либо те ее элементы, которые соответствуют один другому, обозначаются на данных чертежах одними и теми же номерами позиций. На этих чертежах:

фигура 1 представляет собой продольный разрез, проведенный через соответствующее средство, предназначенное для крепления лопатки статора и выполненное в соответствии с настоящим изобретением;

фигура 2 представляет собой поперечное сечение, проведенное по линии А-А, показанной на фигуре 1;

фигура 3 представляет собой продольный разрез альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения;

фигура 4 представляет собой поперечное сечение, проведенное по линии А-А, показанной на фигуре 1, но построенное для другого альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения;

фигура 5 представляет собой продольный разрез, построенный для третьего альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения, и на котором показано соответствующее средство, предназначенное для крепления лопатки статора;

фигура 6 представляет собой продольный разрез, построенный для четвертого альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения;

фигура 7 представляет собой поперечное сечение, проведенное по линии В-В, показанной на фигуре 6.

Система лопаток, показанная на фигуре 1, содержит расположенные чередующимися рядами лопатки 14 рабочего колеса и лопатки 3 статора, которые находятся внутри канала 19, предназначенного для пропускания потока через турбину и выполненного расширяющимся на конус, причем указанный канал ограничен корпусом 1 статора. Лопатки 14, которые закреплены на рабочем колесе турбины /не показано/, снабжены соответствующими элементами 15 конструкции, расположенными по вершинам указанных лопаток и образующими наружный обод. С верхней своей стороны эти элементы 15 конструкции, образующие обод имеют уплотнительные ребра 16, которые проходят параллельно направлению вращения рабочего колеса и при своем движении почти соприкасаются с уплотнительными полосками 17, установленными на тепловом экране 12, который соединен с корпусом 1 статора.

Корпус 1 статора, выполненный расширяющимся на конус, имеет конструкцию ступенчатого типа, содержащую множество цилиндрических участков 2, диаметр которых возрастает с переходом от одного такого участка к другому. Эти цилиндрические участки 2 соответствуют по своей радиальной и осевой протяженности отдельным рядам лопаток 3 и 14. Каждый из этих участков 2 снабжен с соблюдением соответствующей очередности либо лопаткой 3 статора, либо тепловым экраном 12, благодаря чему и образуется, по существу, непрерывный внутренний контур конического канала. Хвост лопатки 3 статора образует собой полый профиль, содержащий внутреннюю в радиальном направлении площадку 4 хвоста лопатки и наружную в радиальном направлении площадку 5 хвоста лопатки, соединенные между собой параллельными боковыми стенками 6 и 7, проходящими в поперечном направления по отношению к направлению потока. Внутренняя в радиальном направлении площадка 4 имеет наклон, который соответствует конусности канала 19, предназначенного для пропускания потока через турбину. Таким образом, расположенная сзади в направлении потока боковая стенка 6, обычно короче, чем боковая стенка 7, благодаря чему полость 18, которая образована в каждом ряду лопаток статора, имеет более или менее четко выраженную трапецеидальную, или приблизительно треугольную форму своего поперечного сечения. Площадки 4 хвоста лопатка плотно примыкают одна к другой, образуют при этом сплошную, приблизительно замкнутую стенку канала в каждом ряду лопаток 3, как показано на фигуре 2. Наружная в радиальном направлении площадка 5 хвоста лопатки опирается на цилиндрический участок 2 корпуса 1 статора. Углубления 11, выполненные на поверхности этой площадки 5 и/или на поверхности корпуса 1 статора, способствуют уменьшению количества передаваемого тепла. В корпусе 1 статора и в площадке 5 выполнены соосные друг относительно друга сквозные отверстия под крепежный болт 9. Тело болта, которое пропускается сквозь корпус 1 статора с наружной его стороны, выступает внутрь полости 18, заключенной в полом профиле, где на его резьбу навинчивается гайка 10. Под термином "резьбовая гайка" 10 в данном контексте не следует понимать собственно гайку в узком значении этого слова. Например, она может быть также выполнена в данном случае в виде вставки, образующей собой одно целое с указанной площадкой хвоста лопатки, имеющей сквозное резьбовое отверстие. Когда производится затягивание болта 9, 10, происходит соединение лопатки 3 статора с корпусом 1 статора с обеспечением при этом тугой посадки и надежной блокировки соединения. Помимо фиксации ее с помощью крепежного болта 9, лопатка 3 удерживается также за счет надежного блокирования ее относительно корпуса 1 статора в зоне контактной поверхности 8 соприкосновения их друг с другом. Защищенное расположение внутри полости 18 означает, что тело болта 9 и резьбовая гайка 10 в значительной степени выведены из-под влияния, оказываемого газами, образующимися в процессе работы турбины. В то же самое время указанные детали не могут при этом оказывать отрицательное воздействие на условия, создающиеся в потоке, проходящем по каналу 19. Внутренняя стенка этого канала в данном случае имеет, по существу, гладкий контур. Охлаждающая среда может подаваться внутрь полости 18 по впускным каналам 23, выполненным в корпусе 1 статора, и по впускным каналам 24, выполненным в наружной площадке 5 хвоста лопатки.

Вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фигуре 3, отличается от конструкции, показанной на фигуре 1, тем, что площадка 5 уже более не является здесь неотъемлемым элементом, составляющим одно целое с хвостом лопатки статора, а изготавливается отдельно от хвоста и выполняется в виде самостоятельного элемента конструкции, который вставляется в профиль этого хвоста во время сборки. Этот вариант осуществления настоящего изобретения имеет определенные преимущества, проявляющиеся особенно заметно в процессе производства, и в частности, когда эта особенность конструкции дополняется применением лопаток с внутренним охлаждением. Указанная особенность позволяет упростить процесс отливки и установки таких лопаток.

В этом случае, наружные концы боковых стенок 6 и 7 отогнуты внутрь под прямыми углами для того, чтобы образовались контактные поверхности 20, 21, лежащие в одной и той же плоскости и соприкасающиеся с площадкой 5, которая выполнена в виде пластины, которая вставляется внутрь. В данном случае, между корпусом 1 статора и площадкой 5 хвоста лопатки образуется зазор 22, который способствует уменьшению передачи тепла, и величина которого зависит от толщины стенок над контактными поверхностями 20 и 21. Затем во время сборочного процесса внутрь полого профиля хвоста лопатки вставляется наружная площадка 5, либо если рассматривать эту операцию с точки зрения кинематики в обратном порядке полый профиль насаживается на площадку 5, которая с обеспечением достаточной свободы взаимного перемещения соединена с крепежным болтом 9. Площадка 5 хвоста лопатки может быть закреплена внутри полого профиля с использованием для этой цели соответствующего установочного штифта 13.

В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фигуре 4, хвост лопатки 3 имеет такую конструкцию, в которой предусматривается наличие поперечин 25 и 26, соединяющих боковые стенки 6 и 7 хвоста лопатки /фиг.1/ одну с другой, примыкая при этом к внутренней площадке 4 хвоста лопатки. Таким образом, отграничивается полость 31, которая при этом образуется между двумя боковыми стенками 6 и 7, двумя поперечинами 25 и 26, внутренней площадкой 4 хвоста лопатки и поверхностью цилиндрического участка 2 корпуса статора. Благодаря обеспечению плотного прилегания боковых стенок 6 и 7, а также поперечин 25 и 26 к поверхности указанного цилиндрического участка 2 корпуса статора, а также за счет стягивания образовавшегося при этом узла при помощи резьбового соединения, расположенного на площадке 5 и состоящего из болта 9 и резьбового отверстия 27, может быть в данном узле обеспечено в достаточной степени уплотненное соединение. Это позволяет осуществить охлаждение стенок полости 31 практически без каких-либо потерь охлаждающей среды. Для того чтобы обеспечить подачу этой охлаждающей среды внутрь полости 31, предусматривается выполнение впускных каналов 23 в корпусе 1 статора, а также соответствующих впускных каналов 24 в площадке 5. Кроме того, предусматривается также наличие соответствующих каналов 29 и 30, предназначенных для выпуска охлаждающей среды.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фигуре 5, хвост лопатки 3 имеет такую конструкцию, в которой предусмотрено выполнение несущих поверхностей 32 и 33 на разных радиальных уровнях. Каждая из этих поверхностей, выполненных на одной и той же лопатке, сопряжена с разными цилиндрическими поверхностями отдельных участков корпуса статора. Кроме того, как несущие поверхности 33 лопатки 3, так и несущие поверхности 32 лопатки 34 расположены на одной и той же цилиндрической поверхности соответствующего участка корпуса статора. Это позволяет вывести стенку 35 хвоста лопатки и расположенную напротив нее стенку корпуса 1 статора из горячей зоны, образующейся в канале 19, предназначенном для пропускания потока газов через турбину, благодаря чему обеспечивается меньшее нагревание этих стенок.

В следующем варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фигуре 6, хвост лопатки 3 имеет такую конструкцию, в которой боковые стенки 6 и 7 /фиг.7/ расположены параллельно продольной осевой линии статора 1. При этом несущие поверхности 37 и 38 боковых стенок 6 и 7 прилегают одновременно к соответствующей цилиндрической поверхности 39 и к торцовой поверхности 40 корпуса 1 статора. Кроме того, внутренняя площадка 4 хвоста лопатки также прилегает к вышеупомянутым поверхностям соответствующего участка корпуса статора по контактным поверхностям 36 и 28. Таким образом, стенки 6 и 7 при этом вместе со стенкой внутренней площадки 4 хвоста лопатки цилиндрической поверхностью 39 и торцовой поверхностью 40, образуют в достаточной степени уплотненную полость 31, которая практически полностью отделена от горячих газов, проходящих по каналу 19, предназначенному для пропускания потока газов через турбину. Соответствующая крепежная деталь 9 может быть расположена в этом случае вблизи от линии пересечения цилиндрической поверхности 39 и торцевой поверхности 40 корпуса 1 статора и наклонена под углом к торцовой поверхности 40, что позволяет обеспечить одновременное прижатие вышеупомянутых несущих поверхностей 37 и 38, а также контактных поверхностей 36 и 28 к поверхностям 39 и 40 корпуса статора. Резьбовое отверстие 27 под этот крепежный элемент расположены непосредственно в наружной площадке 5 хвоста лопатки. В этом варианте осуществления настоящего изобретения также предусмотрена возможность выполнения впускного канала 23 и выпускного канала 30 в корпусе 1 статора, предназначенных соответственно для подачи и выпуска охлаждающей среды, обеспечивающей охлаждение внутренних поверхностей стенок статора и соответствующих частей хвоста лопатки. В этом случае не наблюдается практически потерь охлаждающей среды из полости 31, просачивающейся в канал 19, предназначенный для пропускания потока газов через турбину.

Само собой разумеется, что настоящее изобретение не огранивается только лишь теми вариантами его осуществления, которые рассмотрены в приведенном здесь выше описании. В частности, специалисту в данной области техники должно быть очевидно из описания данного изобретения, что имеются возможности для внесения различных изменений в конструкцию хвоста лопатки статора, выполненную в соответствии с настоящим изобретением, для дополнительной проработки рассмотренного полого профиля, для применения различных других схем расположения соответствующих крепежных деталей, а также для использования изложенных выше принципов применительно к другим деталям, находящимся в сопоставимых рабочих условиях, а более конкретно, имеющих применение в области турбомашиностроения. Например, не выходя за пределы существа и объема изобретения, можно по аналогии с предложенным здесь выше разработать также и конструкцию теплового защитного экрана, закрепленного при помощи винтов к стенке статора и имеющего такой же полый профиль, с внутренней площадкой, приведенной в соответствие с контуром канала турбины, и с наружной площадкой профиля, закрепленной в корпусе статора при помощи соответствующей крепежной детали.

Перечень номеров позиций:

1 - корпус статора;

2 - цилиндрические участки корпуса;

3 - лопатка статора;

4 - внутренняя в радиальном направлении площадка;

5 - наружная в радиальном направлении площадка;

6 - боковая стенка на хвосте лопатки;

7 - боковая стенка на хвосте лопатки;

8 - контактная поверхность;

9 - винт;

10 - резьбовая гайка;

11 - углубления;

12 - тепловой экран;

13 -штифт;

14 - лопатка рабочего колеса;

15 - элемент наружного обода;

16 - уплотнительные ребра;

17 - уплотнительные полоски;

18 - полость;

19 - канал для пропускания потока;

20 - контактная поверхность;

21 - контактная поверхность;

22 - зазор;

23 - впускной канал в корпусе статора;

24 - впускной канал в наружной площадке хвоста лопатки;

25 - поперечина;

26 - поперечина;

27 - резьбовое отверстие;

28 - контактная поверхность;

29 - канал для выпуска охлаждающей среды в наружной площадке хвоста лопатки;

30 - канал для выпуска охлаждающей среды в корпусе статора;

31 - полость в хвосте лопатки;

32 - несущая поверхность;

33 - несущая поверхность;

34 - лопатка статора;

35 - стенка хвоста лопатки;

36 - контактная поверхность;

37 - несущая поверхность;

38 - несущая поверхность;

39 - цилиндрическая поверхность участка корпуса;

40 - торцовая поверхность участка корпуса.

Claims

1. Лопатка (3) статора осевой турбины, имеющей канал (19), предназначенный для пропускания потока газов через турбину и выполненный расширяющимся на конус, причем указанная лопатка имеет на своем хвосте площадку, которая соединена с обеспечением при этом тугой посадки и надежного блокирования образующегося соединения с корпусом (1) статора, отличающаяся тем, что указанный хвост лопатки статора выполнен в виде полого профиля, содержащего внутреннюю в радиальном направлении площадку (4) хвоста лопатки, которая приведена в соответствие с контуром канала (19), предназначенного для пропускания потока газов через турбину, и расположенную на некотором расстоянии от нее наружную в радиальном направлении площадку (5) хвоста лопатки, приведенную в соответствие с контуром корпуса (1) статора, а также одну боковую стенку или же две, по существу, параллельные боковые стенки (6) и (7), при этом указанная наружная площадка (5) снабжена, по меньшей мере, одним отверстием для размещения в нем соответствующей крепежной детали (9), при помощи которой указанная лопатка закреплена на корпусе (1) статора.

2. Лопатка (3) статора по п.1, отличающаяся тем, что контактная поверхность между площадкой (5) хвоста лопатки и корпусом (1) статора имеет углубления (11).

3. Лопатка (3) статора по п.2, отличающаяся тем, что поверхность площадки (5) хвоста лопатки снабжена выполненными в ней углублениями (11).

4. Лопатка (3) статора по п.3, отличающаяся тем, что несущие поверхности (32) и (33) одной и той же лопатки (3) статора выполнены на различных радиальных уровнях и стыкуются с разными поверхностями цилиндрических участков (2) корпуса, причем несущая поверхность (32) одной лопатки статора и несущая поверхность (33) соседней с ней другой лопатки статора расположены на одном и том же цилиндрическом участке (2) корпуса.

5. Лопатка (3) статора по п.1, отличающаяся тем, что наружная площадка (5) представляет собой съемную деталь, присоединяемую к хвосту лопатки.

6. Лопатка (3) статора по п.5, отличающаяся тем, что наружные в радиальном направлении концы боковых стенок (6) и (7) хвоста лопатки отогнуты, по меньшей мере, приблизительно под прямыми углами внутрь и образуют собой две контактные поверхности (20) и (21), лежащие в параллельных плоскостях и предназначенные для контакта с наружной площадкой (5) хвоста лопатки.

7. Лопатка (3) статора по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрены соответствующие средства, предназначенные для подвода охлаждающей среды в полость (18) в смонтированном ее виде.

8. Лопатка (3) статора по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрено наличие двух поперечин (25) и (26) между боковыми стенками (6) и (7).

9. Лопатка статора по п.8, отличающаяся тем, что торцевые поверхности боковых стенок (6) и (7), а также поперечин (25) и (26), обращенные к поверхности цилиндрического участка (2) корпуса, плотно примыкают к упомянутой поверхности цилиндрического участка (2) корпуса, и вместе с внутренней площадкой (4) они образуют полость (31), которая, по существу, с уплотнением отделена от канала (19), предназначенного для пропускания потока газов через турбину.

10. Лопатка статора по п.1, отличающаяся тем, что боковые стенки (6) и (7) с несущими поверхностями (37) и (38) расположены параллельно продольной осевой линии статора (1), несущие поверхности (37) и (38) примыкают одновременно к цилиндрической поверхности (39) и к торцевой поверхности (40) корпуса (1) статора вместе с внутренней площадкой (4) хвоста лопатки, имеющей контактные поверхности (36) и (28) и также примыкающей к упомянутым поверхностям корпуса (1) статора, они образуют полость (31), которая, по существу, с уплотнением отделена от канала (19), предназначенного для пропускания потока газов через турбину, а крепежная деталь (9) наклонена к торцевой поверхности (40) корпуса (1) статора под таким углом, при котором может быть обеспечено одновременное прижатие к вышеупомянутым поверхностям.

11. Лопатка статора по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрены соответствующие средства (23), предназначенные для подвода охлаждающей среды в полость (18) или (31) в смонтированном их виде.

12. Лопатка статора по п.11, отличающаяся тем, что предусмотрены соответствующие средства (30), предназначенные для выпуска охлаждающей среды из полости (31) в смонтированном ее виде.