RS64375B1 - Pokretna lopatica strujne mašine - Google Patents

Pokretna lopatica strujne mašine

Info

Publication number
RS64375B1
RS64375B1 RS20230575A RSP20230575A RS64375B1 RS 64375 B1 RS64375 B1 RS 64375B1 RS 20230575 A RS20230575 A RS 20230575A RS P20230575 A RSP20230575 A RS P20230575A RS 64375 B1 RS64375 B1 RS 64375B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
channel
blade
root
inlet channel
radially
Prior art date
Application number
RS20230575A
Other languages
English (en)
Inventor
Thorsten Pöhler
Dirk Frank
Original Assignee
Man Energy Solutions Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Man Energy Solutions Se filed Critical Man Energy Solutions Se
Publication of RS64375B1 publication Critical patent/RS64375B1/sr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
    • F01D5/046—Heating, heat insulation or cooling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/94—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF]
    • F05D2260/941—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF] particularly aimed at mechanical or thermal stress reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Opis
[0001] Pronalazak se odnosi na pokretnu lopaticu strujne mašine.
[0002] Strujne mašine, kao što su turbine ili kompresori, sadrže sklopove na strani statora, kao i sklopove na strani rotora. Sklopovima na strani rotora strujne mašine pripadaju takozvani rotor strujne mašine, telo glavčine i pokretne lopatice koje se pružaju polazeći od tela glavčine radijalno prema spoljašnjosti. Pokretna lopatica strujne mašine sadrži strujni vodeći list lopatice, kao i koren lopatice, preko koga pokretna lopatica može biti pričvršćena u telu glavčine strujne mašine. List lopatice strujne mašine ima strujnu ulaznu ivicu, strujnu izlaznu ivicu, kao i strujne vodeće površine za procesni medijum koje se pružaju između strujne ulazne ivice i strujne izlazne ivice, a koje se takođe nazivaju usisnom stranom i potisnom stranom. Koren lopatice, preko koga pokretna lopatica može biti pričvršćena u telu glavčine strujne mašine, tipično je izveden u obliku jelke sa najmanje dva međusobno razmaknuta ispusta, posmatrano u radijalnom smeru pokretne lopatice. Pokretna lopatica takođe ima takozvanu unutrašnju pokrivnu traku, koja je smeštena, posmatrano u radijalnom smeru pokretne lopatice, između lista lopatice i korena lopatice. Radijalno prema spoljašnjosti na list lopatice može se eventualno nastavljati spoljašnja pokrivna traka. Naročito se u području turbina, u kojima vreli procesni medijum struji preko strujne mašine, upotrebljavaju pokretne lopatice u kojima je integrisan rashladni kanal. Rashladni kanal se pri tome pruža kako preko korena lopatice, tako i preko lista lopatice. Uvod rashladnog kanala je izveden radijalno prema unutrašnjosti na korenu lopatice. Izvod rashladnog kanala može biti izveden radijalno prema spoljašnjosti na listu lopatice ili na radijalno spoljnoj spoljašnjoj pokrivnoj traci ili takođe na nekom drugom mestu.
[0003] US2014/321961 A1, US2012/171046 A1, US2014/096538 A1, US2012/0163995 A1, EP2489838 A2 i EP2489838 A2 opisuju turbinske lopatice gasne turbine sa rashladnim kanalom.
[0004] Mada su hlađene pokretne lopatice sa rashladnim kanalom, koji je integrisan u pokretnoj lopatici, generalno već poznate, postoji potreba za daljim poboljšanjem hlađenja pokretne lopatice i to upravo uz istovremenu veću čvrstoću pokretne lopatice.
[0005] Polazeći od ovoga, predmetni pronalazak ima zadatak da se realizuje pokretna lopatica strujne mašine novog tipa, koja bi uprkos rashladnom kanalu imala visoku čvrstoću.
[0006] Ovaj zadatak je rešen pomoću pokretne lopatice prema zahtevu 1.
[0007] Prema pronalasku uvod rashladnog kanala je izveden iz prvog dela ulaznog kanala i drugog dela ulaznog kanala, koji je smešten, posmatrano u aksijalnom smeru korena lopatice, iza prvog dela ulaznog kanala, između kojih se pruža lamela od materijala. Prvi deo ulaznog kanala rashladnog kanala i drugi deo ulaznog kanala rashladnog kanala se sjedinjuju u sjedinjeni deo rashladnog kanala, koji je smešten, posmatrano u radijalnom smeru, radijalno prema spoljašnjosti ili radijalno iznad najvišeg ili radijalno najudaljenijeg ispusta korena lopatice i radijalno prema unutrašnjosti ili radijalno ispod unutrašnje pokrivne trake. Ovo služi za efikasno hlađenje pokretne lopatice uz istovremenu veću čvrstoću pokretne lopatice.
[0008] Prvenstveno se prvi deo ulaznog kanala i drugi deo ulaznog kanala pružaju od radijalno prema unutrašnjosti ka radijalno prema spoljašnjosti prvo pravolinijski u radijalnom smeru. U onom području korena lopatice u kome se prvi deo ulaznog kanala i drugi deo ulaznog kanala pružaju pravolinijski u radijalnom smeru aksijalna debljina lamele od materijala je konstantna. Ovo služi za efikasno hlađenje pokretne lopatice uz istovremenu veću čvrstoću pokretne lopatice.
[0009] I prvi deo ulaznog kanala i drugi deo ulaznog kanala u njegovom nastavku se pružaju u smeru prema sjedinjenom delu kanala savijeno ili zakrivljeno i to upravo u smeru prema uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena lopatice, u odnosu na strujanje procesnog medijuma. U onom području korena lopatice u kome se i prvi deo ulaznog kanala i drugi deo ulaznog kanala pružaju savijeno ili zakrivljeno aksijalna debljina lamele od materijala u smeru prema sjedinjenom delu kanala se prvenstveno smanjuje. Ovo takođe služi za efikasno hlađenje pokretne lopatice uz istovremenu veću čvrstoću pokretne lopatice.
[0010] Prema jednom poželjnom narednom izvođenju prvi deo ulaznog kanala je zakrivljen u smeru prema uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena lopatice sa prvim radijusom krivine. Drugi deo ulaznog kanala je zakrivljen u smeru prema uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena lopatice sa drugim radijusom krivine. Prvi radijus krivine je bar toliko velik, a prvenstveno je veći, od drugog radijusa krivine. Ove karakteristike takođe služe za obezbeđivanje efikasnog hlađenje pokretnih lopatica uz istovremenu veću čvrstoću pokretne lopatice.
[0011] Prema jednom poželjnom narednom izvođenju u nastavku na sjedinjeni deo kanala rashladni kanal se pruža prvo radijalno prema spoljašnjosti u smeru prema radijalno spoljašnjem skretnom delu kanala. U nastavku na radijalno spoljašnji skretni deo kanala rashladni kanal se pruža radijalno prema unutrašnjosti u smeru prema radijalno unutrašnjem skretnom delu kanala. U nastavku na radijalno unutrašnji skretni deo kanala rashladni kanal se pruža radijalno prema spoljašnjosti u smeru prema izlazu rashladnog kanala. Radijalno unutrašnji skretni deo kanala je smešten u radijalnom smeru iznad ili radijalno prema spoljašnjosti gornjeg ili radijalno najudaljenijeg ispusta korena lopatice i ispod ili radijalno prema unutrašnjosti unutrašnje pokrivne trake. Ovo takođe služi za efikasno hlađenje pokretne lopatice uz istovremenu veću čvrstoću pokretne lopatice.
[0012] Prema jednom poželjnom narednom izvođenju prvi deo ulaznog kanala i drugi deo ulaznog kanala imaju iste strujne poprečne preseke. Ovo obezbeđuje efikasno hlađenje pokretne lopatice.
[0013] Poželjna dalja izvođenja pronalaska proizilaze iz zavisnih zahteva i narednog opisa. Primeri izvođenja pronalaska su detaljnije objašnjeni na osnovu nacrta, bez ograničavanja na njih. Pri tome prikazuje:
slika 1 bočni izgled pokretne lopatice strujne mašine prema pronalasku;
slika 2 aksonometrijski izgled spreda pokretne lopatice prema pronalasku;
slika 3 detalj pokretne lopatice prema pronalasku u području korena lopatice;
slika 4 konture rashladnog kanala pokretne lopatice prema pronalasku;
slika 5 isečak V sa slike 4;
slika 6 isečak V sa slike 4 sa geometrijskim veličinama;
slika 7 isečak V sa slike 4 sa narednim geometrijskim veličinama.
[0014] Slike 1 i 2 prikazuju izglede pokretne lopatice 10, pri čemu pokretna lopatica 10 obuhvata strujni vodeći list 11 lopatice i koren 12 lopatice. Strujni vodeći list 11 lopatice služi za vođenje strujanja procesnog medijuma, a naročito procesnog gasa, koji struji kroz strujnu mašinu, pri čemu list 11 lopatice sadrži strujnu ulaznu ivicu 13 za procesni medijum, strujnu izlaznu ivicu 14 za procesni medijum i strujne vodeće površine 15, 16 za procesni medijum koje se pružaju između strujne ulazne ivice 13 i strujne izlazne ivice 14. Strujne vodeće površine 15, 16 obrazuju usisnu stranu i potisnu stranu.
[0015] Koren 12 lopatice služi za pričvršćivanje pokretne lopatice 10 u telu glavčine strujne mašine koje nije prikazano. Koren 12 lopatice je pri tome izveden u obliku jelke sa najmanje dva međusobno razmaknuta ispusta 17 posmatrano u radijalnom smeru pokretne lopatice 10. U prikazanom primeru izvođenja su tri takva ispusta 17 međusobno razmaknuta u radijalnom smeru pokretne lopatice 10. Između susednih ispusta 17 odgovarajući profil u obliku jelke korena 12 lopatice se sužava. Odgovarajući ispust 17 i deo profila u obliku jelke koji se sužava i smešten je neposredno iznad odgovarajućeg ispusta 17 definišu odgovarajući takozvani zubac profila u obliku jelke.
[0016] Pokretna lopatica 10 dalje sadrži unutrašnju pokrivnu traku 18, koja je postavljena, posmatrano u radijalnom smeru pokretne lopatice 10, između lista 11 lopatice i korena 12 lopatice pokretne lopatice 10. Unutrašnja pokrivna traka 18 ograničava radijalno prema unutrašnjosti strujni vodeći kanal za procesni medijum. U prikazanom primeru izvođenja pokretna lopatica 10 dalje sadrži spoljašnju pokrivnu traku 19. Spoljašnja pokrivna traka 19 ograničava radijalno prema spoljašnjosti strujni vodeći kanal za procesni medijum.
[0017] U pokretnu lopaticu 10 je integrisan rashladni kanal 20 za rashladni medijum, a naročito rashladni vazduh. Na slici 1 konture rashladnog kanala 20 su prikazane isprekidanim linijama. Takođe su na slici 3 konture rashladnog kanala 20 na izvesnim delovima prikazane isprekidanim linijama. Slike 4, 5, 6 i 7 prikazuju samo konture rashladnog kanala 20 bez aktuelne pokretne lopatice 10.
[0018] Rashladni kanal 20 sadrži uvod ili ulaz 21 rashladnog kanala, koji je izveden radijalno prema unutrašnjosti na korenu 12 lopatice. Dalje, rashladni kanal 20 sadrži izvod ili izlaz 31 rashladnog kanala, koji je naročito izveden radijalno prema spoljašnjosti na listu 11 lopatice ili na spoljašnjoj pokrivnoj traci 19. Izlaz 31 rashladnog kanala takođe može biti pozicioniran na nekom drugom mestu.
[0019] Slike 3, 5, 6 i 7 prikazuju detalje uvoda ili ulaza 21 rashladnog kanala 20.
[0020] Uvod ili ulaz 21 rashladnog kanala rashladnog kanala 20 obuhvata prvi deo 22 ulaznog kanala i drugi deo 23 ulaznog kanala. Kao što se najbolje može videti na slici 1, prvi deo 22 ulaznog kanala, posmatrano u aksijalnom smeru, u odnosu na strujanje procesnog medijuma je pozicioniran napred, dakle bliže, u odnosu na strujanje procesnog medijuma, uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena 12 lopatice od drugog dela 23 ulaznog kanala.
[0021] Drugi deo 23 ulaznog kanala je smešten, posmatrano u aksijalnom smeru korena 12 lopatice, iza prvog dela 22 ulaznog kanala.
[0022] Kao što je već objašnjeno, koren 12 lopatice ne služi za vođenje procesnog medijuma, nego samo za pričvršćivanje ili montažu pokretne lopatice 10 na telo glavčine. Nezavisno od toga, koren 12 lopatice ipak ima dva aksijalna kraja koji su locirani jedan nasuprot drugog i to, u odnosu na strujanje procesnog medijuma, uzvodni ili aksijalni prednji kraj i, u odnosu na strujanje procesnog medijuma, nizvodni ili aksijalni zadnji kraj.
[0023] Prvi deo 22 ulaznog kanala je smešten između uzvodnog ili aksijalnog prednjeg kraja korena 12 lopatice i drugog dela 23 ulaznog kanala.
[0024] Drugi deo 23 ulaznog kanala je smešten između prvog dela 22 ulaznog kanala i strujno nizvodnog ili aksijalnog zadnjeg kraja korena 12 lopatice.
[0025] Između oba dela 22 i 23 ulaznog kanala, koji su međusobno razmaknuti u aksijalnom smeru korena 12 lopatice, pruža se lamela 24 od materijala. Ova lamela 24 od materijala ukrućuje pokretnu lopaticu 10 u području njenog korena 12 lopatice.
[0026] Prvi deo 22 ulaznog kanala i drugi deo 23 ulaznog kanala rashladnog kanala 20 sjedinjuju se u spojni deo 25 kanala.
[0027] Ovaj spojni deo 25 kanala pri tome je smešten ili je izveden, posmatrano u radijalnom smeru pokretne lopatice 10, iznad ili radijalno prema spoljašnjosti najvišeg ili radijalno najudaljenijeg ispusta 17 i ispod ili radijalno prema unutrašnjosti unutrašnje pokrivne trake 18.
[0028] Iz ovoga sledi da se lamela 24 od materijala pruža od radijalno prema unutrašnjosti ka radijalno prema spoljašnjosti sve do dela korena 12 lopatice koji je smešten iznad ili radijalno prema spoljašnjosti radijalno najudaljenijeg i zbog toga najvišeg ispusta 17 korena 12 lopatice, zahvaljujući čemu se posebno podesno može podesiti čvrstoća pokretne lopatice 10 u području korena 12 lopatice. Lamela 24 od materijala prvenstveno se pruža do područja najužeg poprečnog preseka radijalno najudaljenijeg i zbog toga najvišeg zupca profila u obliku jelke korena 12 lopatice.
[0029] Prvi deo 22 ulaznog kanala definiše radijalno prema unutrašnjosti na korenu 12 lopatice prvi strujni ulazni otvor, a drugi deo 23 ulaznog kanala definiše radijalno prema unutrašnjosti na korenu 12 lopatice drugi strujni ulazni otvor. Oni su, isto kao i sami delovi 22, 23 ulaznog kanala, posmatrano u aksijalnom smeru korena 12 lopatice, pozicionirani jedan iza drugog i međusobno su razmaknuti pomoću lamele 24 od materijala.
[0030] Prvi strujni ulazni otvor i zbog toga prvi deo 22 ulaznog kanala imaju definisano aksijalno rastojanje Δx, u odnosu na strujanje procesnog medijuma, od uzvodnog ili aksijalnog prednjeg kraja korena 12 lopatice. Prvenstveno definisano aksijalno rastojanje Δx između prvog dela 22 ulaznog kanala i zbog toga prvog strujnog ulaznog otvora i uzvodnog ili aksijalnog prednjeg kraja korena 12 lopatice iznosi između 10% i 30%, a naročito između 15% i 25%, aksijalne dužine L korena 12 lopatice.
[0031] Kao što se najbolje može videti na slikama 4, 5, 6 i 7, prvi deo 22 ulaznog kanala i drugi deo 23 ulaznog kanala se pružaju polazeći od svog odgovarajućeg strujnog ulaznog otvora, dakle polazeći od radijalno prema unutrašnjosti, prvo pravolinijski u radijalnom smeru ka radijalno prema spoljašnjosti. U ovom području u kome se oba dela 22, 23 ulaznog kanala pružaju pravolinijski u radijalnom smeru, lamela 24 od materijala ima konstantnu debljinu u aksijalnom smeru. Gore definisano aksijalno rastojanje Δx između prvog dela 22 ulaznog kanala i uzvodnog kraja korena 12 lopatice odnosi se na područje prvog dela 22 ulaznog kanala koje se pruža pravolinijski u radijalnom smeru ka radijalno prema spoljašnjosti. U nastavku tog područja, u kome se oba dela 22, 23 ulaznog kanala pružaju pravolinijski u radijalnom smeru, pružaju se oba dela 22, 23 ulaznog kanala u smeru prema spojnom delu 25 kanala savijeno ili zakrivljeno. U području ovog zakrivljenja menja se gore definisano rastojanje Δx. Zakrivljenje delova 22, 23 ulaznog kanala između samih područja koja se pružaju pravolinijski u radijalnom smeru i spojnog dela 25 kanala pri tome je usmereno u smeru prema uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena 12 lopatice ili u smeru prema strujnoj ulaznoj ivici 13 pokretne lopatice 11. U ovom području, u kome se oba dela 22, 23 ulaznog kanala koji su međusobno razdvojeni pomoću lamele 24 od materijala pružaju savijeno ili zakrivljeno, aksijalna debljina lamele 24 od materijala prvenstveno se smanjuje u smeru prema sjedinjenom delu 25 kanala. U ovom području lamela 24 od materijala se sužava. Alternativno tome, u ovom području aksijalna debljina lamele 24 od materijala takođe može biti konstantna.
[0032] U nastavku spojnog dela 25 kanala rashladni kanal 20 se u prikazanom primeru izvođenja pruža narednim delom 26 prvo radijalno prema spoljašnjosti u smeru prema radijalno spoljašnjem skretnom delu 27 kanala, koji se nastavlja na radijalno spoljašnji skretni deo 27 kanala narednim delom 28 radijalno prema unutrašnjosti u smeru prema unutrašnjem skretnom delu kanala 29 i koji se nastavlja na ovaj radijalno unutrašnji skretni deo 29 kanala narednim delom 30 radijalno prema spoljašnjosti u smeru prema izlazu 31 rashladnog kanala. Delovi 26, 28 i 30 rashladnog kanala 20 se pri tome pružaju unutar lista 11 lopatice. Takođe su mogući drugačiji oblici pružanja rashladnog kanala 20 nizvodno od spojnog dela 25 kanala.
[0033] Radijalni unutrašnji skretni deo 29 kanala smešten je u radijalnom smeru posmatrano iznad ili radijalno prema spoljašnjosti najvišeg ili radijalno najudaljenijeg ispusta 17 korena 12 lopatice i ispod ili radijalno prema unutrašnjosti unutrašnje pokrivne trake 18 i to upravo u aksijalnom smeru nasuprot dela 22, 23 ulaznog kanala pomerenog aksijalno unazad u smeru prema nizvodnom ili aksijalnom zadnjem kraju korena 12 lopatice.
[0034] Gornji ili radijalni spoljašnji skretni deo 27 kanala može se pružati u području spoljašnje pokrivne trake 19.
[0035] Shodno tome, kod pokretne lopatice 10 prema pronalasku rashladni medijum struji preko strujnih ulaznih otvora delova 22, 23 ulaznog kanala u rashladni kanal 20, pri čemu se ovo rashladno sredstvo koje struji preko oba dela 22, 23 ulaznog kanala sjedinjuje u području sjedinjenog dela 25 kanala. Ovo se vrši u području korena 12 lopatice. Posle toga se rashladni medijum vodi preko delova 26, 27, 28, 29 i 30 kanala u smeru izlaza 31 rashladnog kanala.
[0036] Delovi 26, 28 i 30 kanala koji se pružaju u radijalnom smeru pri tome se pružaju duž radijalnog pružanja lista 11 lopatice. Između delova 26, 28 kanala, kao i između delova 28 i 30 kanala vrši se skretanje struje preko skretnih delova 27 i 29 kanala.
[0037] Slike 6 i 7 prikazuju geometrijske karakteristike strujnog kanala 20 u području ulaza 21 rashladnog kanala. Tako se sa slike 6 može videti da je prvi deo 22 ulaznog kanala zakrivljen sa prvim radijusom R1 krivine, a drugi deo 23 ulaznog kanala sa drugim radijusom R2 krivine u smeru prema uzvodnom aksijalnom kraju korena 12 lopatice. Prvi radijus R1 krivine je pri tome velik bar toliko kao drugi radijus R2 krivine, a prvenstveno je R1 veći od R2.
[0038] Slika 7 prikazuje strujne poprečne preseke delova 22 i 23 ulaznog kanala. Sa slike 7 se može videti da oba dela 22 i 23 ulaznog kanala imaju iste strujne poprečne preseke A i to upravo duž svog celog radijalnog pružanja do sjedinjenog dela 25 kanala.
[0039] Kod pokretne lopatice 10 prema pronalasku rashladni medijum u području delova 22, 23 ulaznog kanala može ulaziti u radijalnom smeru direktno u rashladni kanal 20, zahvaljujući čemu je moguće efikasno uvođenje rashladnog medijuma u rashladni kanal 20. Pri tome, posmatrano u aksijalnom smeru, delovi 22, 23 ulaznog kanala koji su međusobno razmaknuti u aksijalnom smeru imaju definisano aksijalno rastojanje od uzvodnog kraja korena 12 lopatice. Dalje su delovi 22, 23 ulaznog kanala međusobno razmaknuti u aksijalnom smeru pomoću lamele 24 od materijala. Ovo služi za obezbeđivanje visoke čvrstoće pokretne lopatice 10 u području korena 12 lopatice. Lamela 24 se pri tome pruža, posmatrano u radijalnom smeru, do gornjeg ili radijalno prema spoljašnjosti najvišeg ili radijalno najudaljenijeg ispusta 17 korena 12 lopatice u obliku jelke. Ovo obezbeđuje optimalnu čvrstoću u području korena 12 lopatice.
[0040] U radijalnom području korena 12 lopatice, u kome oba dela 22 i 23 ulaznog kanala prelaze u sjedinjeni deo 25 kanala, takođe je smešten radijalno unutrašnji skretni deo 29 kanala koji je aksijalno odmaknut od sjedinjenog dela 25 kanala. Ovaj radijalno unutrašnji skretni deo 29 kanala se pruža u koren 12 lopatice, ali se završava na rastojanju od radijalno najudaljenijeg ispusta 17 korena 12 lopatice u obliku jelke radijalno prema spoljašnjosti ili radijalno iznad lamele 24. Pokretna lopatica 10 prema pronalasku omogućava optimalno hlađenje uz visoku čvrstoću. Ona se naročito upotrebljava u gasnim turbinama.
Spisak pozivnih oznaka
10 pokretna lopatica
11 list lopatice
12 koren lopatice
13 strujna ulazna ivica
14 strujna izlazna ivica 15 strujna vodeća površina 16 strujna vodeća površina 17 ispust
18 unutrašnja pokrivna traka 19 spoljašnja pokrivna traka 20 rashladni kanal
21 ulaz rashladnog kanala 22 prvi deo ulaznog kanala 23 drugi deo ulaznog kanala 24 lamela od materijala 25 sjedinjeni deo kanala 26 deo kanala
27 skretni deo kanala
28 deo kanala
29 skretni deo kanala
30 deo kanala
31 izlaz rashladnog kanala

Claims (11)

Patentni zahtevi
1. Pokretna lopatica (10) strujne mašine,
sa listom (11) lopatice, koji ima strujnu ulaznu ivicu (13), strujnu izlaznu ivicu (14) i strujne vodeće površine (15, 16) za procesni medijum koje se pružaju između strujne ulazne ivice (13) i strujne izlazne ivice (14),
sa korenom (12) lopatice za pričvršćivanje pokretne lopatice na telo glavčine strujne mašine, pri čemu je koren (12) lopatice strujne mašine izveden u obliku jelke sa najmanje dva međusobno razmaknuta ispusta (17) posmatrano u radijalnom smeru,
sa unutrašnjom pokrivnom trakom (18), koja je, posmatrano u radijalnom smeru, smeštena između lista (11) lopatice i korena (12) lopatice,
sa rashladnim kanalom (20) za rashladni medijum koji je integrisan u listu (11) lopatice i korenu (12) lopatice, pri čemu je uvod (21) rashladnog kanala (20) izveden radijalno prema unutrašnjosti na korenu (12) lopatice,
uvod rashladnog kanala (20) je izveden iz prvog dela (22) ulaznog kanala i drugog dela (23) ulaznog kanala, koji je smešten, posmatrano u aksijalnom smeru korena (12) lopatice, iza prvog dela (22) ulaznog kanala, između kojih se pruža lamela (24) od materijala,
prvi deo (22) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) i drugi deo (23) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) sjedinjuju se u sjedinjeni deo (25) kanala rashladnog kanala (20), koji je smešten, posmatrano u radijalnom smeru, radijalno prema spoljašnjosti ili radijalno iznad najvišeg ili radijalno najudaljenijeg ispusta (17) korena (12) lopatice i radijalno prema unutrašnjosti ili radijalno ispod unutrašnje pokrivne trake (18),
prvi deo (22) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) i drugi deo (23) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) se pružaju od radijalno prema unutrašnjosti ka radijalno prema spoljašnjosti pravolinijski u radijalnom smeru,
naznačena time, što
i prvi deo (22) ulaznog kanala i drugi deo (23) ulaznog kanala u njegovom nastavku se pružaju u smeru prema sjedinjenom delu (25) kanala rashladnog kanala (20) savijeno ili zakrivljeno i to upravo u smeru prema uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena (12) lopatice, u odnosu na strujanje procesnog medijuma,
prvi deo (22) ulaznog kanala je zakrivljen u smeru prema uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena (12) lopatice sa prvim radijusom (R1) krivine, drugi deo (23) ulaznog kanala u smeru prema uzvodnom ili aksijalnom prednjem kraju korena (12) lopatice je zakrivljen sa drugim radijusom (R2) krivine, pri čemu je prvi radijus (R1) krivine bar toliko velik, a prvenstveno je veći od drugog radijusa (R2) krivine.
2. Pokretna lopatica prema zahtevu 1, naznačena time, što
prvi deo (22) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) definiše prvi strujni ulazni otvor i drugi deo (23) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) definiše drugi strujni ulazni otvor, koji je, posmatrano u aksijalnom smeru korena (12) lopatice, pozicioniran iza prvog strujnog ulaznog otvora.
3. Pokretna lopatica prema zahtevu 2, naznačena time, što
prvi deo (22) ulaznog kanala i njime definisani prvi strujni ulazni otvor imaju definisano aksijalno rastojanje (Δx), u odnosu na strujanje procesnog medijuma, od uzvodnog ili aksijalnog prednjeg kraja korena (12) lopatice.
4. Pokretna lopatica prema zahtevu 3, naznačena time, što
definisano aksijalno rastojanje (Δx) između prvog dela (22) ulaznog kanala i njime definisanog strujnog ulaznog otvora i uzvodnog ili aksijalnog prednjeg kraja korena (12) lopatice iznosi između 10% i 30% aksijalne dužine (L) korena (12) lopatice.
5. Pokretna lopatica prema zahtevu 4, naznačena time, što
je u onom području u kome se prvi deo (22) ulaznog kanala i drugi deo (23) ulaznog kanala pružaju pravolinijski u radijalnom smeru, aksijalna debljina lamele (24) od materijala konstantna.
6. Pokretna lopatica prema zahtevu 4 ili 5, naznačena time, što
se u onom području u kome se svaki od prvog dela (22) ulaznog kanala i drugog dela (23) ulaznog kanala pruža savijeno ili zakrivljeno, aksijalna debljina lamele (24) od materijala smanjuje u smeru prema sjedinjenom delu (25) kanala.
7. Pokretna lopatica prema zahtevu 4 ili 5, naznačena time, što,
je u onom području u kome se svaki od prvog dela (22) ulaznog kanala i drugog dela (23) ulaznog kanala pruža savijeno ili zakrivljeno, aksijalna debljina lamele (24) od materijala konstantna.
8. Pokretna lopatica prema jednom od zahteva 1 do 7, naznačena time, što
se u nastavku sjedinjenog dela (25) kanala rashladni kanal (20) pruža radijalno prema spoljašnjosti.
9. Pokretna lopatica prema jednom od zahteva 1 do 8, naznačena time, što
se u nastavku sjedinjenog dela (25) kanala rashladni kanal (20) pruža prvo radijalno prema spoljašnjosti u smeru prema radijalnom spoljašnjem skretnom delu (27) kanala,
posle čega se rashladni kanal (20) pruža radijalno prema unutrašnjosti u smeru prema radijalnom unutrašnjem skretnom delu (29) kanala,
posle čega se rashladni kanal pruža radijalno prema spoljašnjosti u smeru prema izlazu (31) rashladnog kanala.
10. Pokretna lopatica prema zahtevu 9, naznačena time, što je radijalni unutrašnji skretni deo (27) kanala smešten u radijalnom smeru radijalno prema spoljašnjosti ili radijalno iznad najvišeg ili radijalno najudaljenijeg ispusta (17) korena (12) lopatice i radijalno prema unutrašnjosti ili radijalno ispod unutrašnje pokrivne trake (18).
11. Pokretna lopatica prema jednom od zahteva 1 do 10,
naznačena time, što prvi deo (22) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) i drugi deo (23) ulaznog kanala rashladnog kanala (20) imaju iste strujne poprečne preseke (A).
RS20230575A 2019-04-04 2020-03-09 Pokretna lopatica strujne mašine RS64375B1 (sr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019108811.9A DE102019108811B4 (de) 2019-04-04 2019-04-04 Laufschaufel einer Strömungsmaschine
EP20161689.3A EP3719258B1 (de) 2019-04-04 2020-03-09 Laufschaufel einer strömungsmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS64375B1 true RS64375B1 (sr) 2023-08-31

Family

ID=69784091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20230575A RS64375B1 (sr) 2019-04-04 2020-03-09 Pokretna lopatica strujne mašine

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11408289B2 (sr)
EP (1) EP3719258B1 (sr)
JP (1) JP7424893B2 (sr)
KR (1) KR102764834B1 (sr)
CN (1) CN111794805A (sr)
DE (1) DE102019108811B4 (sr)
ES (1) ES2950136T3 (sr)
IL (1) IL272567B2 (sr)
RS (1) RS64375B1 (sr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019125779B4 (de) * 2019-09-25 2024-03-21 Man Energy Solutions Se Schaufel einer Strömungsmaschine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6966756B2 (en) * 2004-01-09 2005-11-22 General Electric Company Turbine bucket cooling passages and internal core for producing the passages
US7467922B2 (en) 2005-07-25 2008-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Cooled turbine blade or vane for a gas turbine, and use of a turbine blade or vane of this type
EP1895096A1 (de) * 2006-09-04 2008-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Gekühlte Turbinenlaufschaufel
DE102011121634B4 (de) * 2010-12-27 2019-08-14 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Turbinenschaufel
US8628300B2 (en) * 2010-12-30 2014-01-14 General Electric Company Apparatus and methods for cooling platform regions of turbine rotor blades
GB201102719D0 (en) * 2011-02-17 2011-03-30 Rolls Royce Plc Cooled component for the turbine of a gas turbine engine
US20120269649A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-25 Christopher Rawlings Turbine blade with improved trailing edge cooling
EP2700787B1 (en) 2011-04-22 2018-04-04 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Vane member and rotary machine
EP2535515A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-19 Siemens Aktiengesellschaft Rotor blade root section with cooling passage and method for supplying cooling fluid to a rotor blade
US10180067B2 (en) * 2012-05-31 2019-01-15 United Technologies Corporation Mate face cooling holes for gas turbine engine component
US20140093386A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Solar Turbines Incorporated Cooled turbine blade with inner spar
US20140096538A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 General Electric Company Platform cooling of a turbine blade assembly
US20150308449A1 (en) 2014-03-11 2015-10-29 United Technologies Corporation Gas turbine engine component with brazed cover
FR3020402B1 (fr) * 2014-04-24 2019-06-14 Safran Aircraft Engines Aube pour turbine de turbomachine comprenant un circuit de refroidissement a homogeneite amelioree
US10174622B2 (en) * 2016-04-12 2019-01-08 Solar Turbines Incorporated Wrapped serpentine passages for turbine blade cooling
EP3232001A1 (de) * 2016-04-15 2017-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Laufschaufel für eine turbine
EP3241990A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-08 Siemens Aktiengesellschaft A turbomachine blade or vane having a vortex generating element
EP3421721A1 (en) 2017-06-28 2019-01-02 Siemens Aktiengesellschaft A turbomachine component and method of manufacturing a turbomachine component
US11008873B2 (en) * 2019-02-05 2021-05-18 Raytheon Technologies Corporation Turbine blade tip wall cooling

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019108811A1 (de) 2020-10-08
EP3719258A1 (de) 2020-10-07
JP2020169644A (ja) 2020-10-15
KR20200117866A (ko) 2020-10-14
IL272567B1 (en) 2023-06-01
KR102764834B1 (ko) 2025-02-06
JP7424893B2 (ja) 2024-01-30
DE102019108811B4 (de) 2024-02-29
EP3719258B1 (de) 2023-05-03
CN111794805A (zh) 2020-10-20
ES2950136T3 (es) 2023-10-05
US11408289B2 (en) 2022-08-09
IL272567A (en) 2020-10-29
IL272567B2 (en) 2023-10-01
US20200318485A1 (en) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10196895B2 (en) Cooled turbine runner for an aircraft engine
EP2256299B1 (en) Deflector for a gas turbine strut and vane assembly
US10577955B2 (en) Airfoil assembly with a scalloped flow surface
US9732617B2 (en) Cooled airfoil trailing edge and method of cooling the airfoil trailing edge
US20180230815A1 (en) Turbine airfoil with thin trailing edge cooling circuit
CN106224011B (zh) 涡轮燕尾槽隔热罩
EP0709550A1 (en) Cooled shroud
EP1930550A3 (en) Systems for cooling integral turbine nozzle and shroud assemblies
CA2647764A1 (en) Duplex turbine nozzle
EP2411629B1 (en) Gas turbine
US20170138200A1 (en) Cooled turbine runner, in particular for an aircraft engine
CA2927037C (en) Rotor assembly with scoop
RS64375B1 (sr) Pokretna lopatica strujne mašine
EP3489467A2 (en) Cooling arrangement for a turbine casing of a gas turbine engine
US10718217B2 (en) Engine component with cooling passages
US9765629B2 (en) Method and cooling system for cooling blades of at least one blade row in a rotary flow machine
US9163515B2 (en) Gas turbine arrangement and method for operating a gas turbine arrangement
EP3561228B1 (de) Schaufel, schaufelsegment und baugruppe für eine turbomaschine und turbomaschine
US8322972B2 (en) Steampath flow separation reduction system
CN105074132A (zh) 用于冷却涡轮机零件的平台的根部侧的技术