CH243684A - Device for keeping the impeller of a gas turbine cool. - Google Patents

Device for keeping the impeller of a gas turbine cool.

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Publication number
CH243684A
CH243684A CH243684DA CH243684A CH 243684 A CH243684 A CH 243684A CH 243684D A CH243684D A CH 243684DA CH 243684 A CH243684 A CH 243684A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
impeller
flank
insert
dependent
wheel
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Pilsen Aktiengesellschaft V In
Original Assignee
Skoda Kp
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 Skoda Kp filed Critical Skoda Kp
Publication of CH243684A publication Critical patent/CH243684A/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • F01D5/082Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc

Landscapes

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

Description

  

  Einrichtung     zum,    Kühlhalten des Laufrades einer Gasturbine.    Das Laufrad einer     Gasturbine    ist     einer     hohen Temperatur ausgesetzt. Demzufolge  stellt dieses Rad grosse Anforderungen an das  Material, wenn auch noch grosse mechanische  Beanspruchungen     auftreten.     



  Um die Wirkung der hohen Temperatur       abzuschwächen,    sind verschiedene Massnah  men getroffen worden. So     ist    vorgeschlagen  worden, den Strom der heissen Gase z. B.  durch kühle, von der Nabe zum Kranz des  Rades geblasene Luft von der Flanke des  Rades fernzuhalten. Bekannt ist ferner, neben  den Radflanken     Kühlwände        aufzustellen.    Das  Führen des Kühlmittels von der Nabe zum  Radkranz längs der Flanke des Rades hat  einen Temperaturunterschied     zwischen    dem  Radkranz und der Nabe und Wärmespannun  gen zur Folge.  



  Dieser     Nachteil        wird    bei der     Einrichtung     nach der     vorliegenden        Erfindung    dadurch ver  mindert, dass der Strom der heissen Gase von  der     austrittseitigen    Flanke des Laufrades  durch eine Schutzwand ferngehalten wird.    Eine beispielsweise Ausführungsform des       Erfindungsgegenstandes    ist in der beiliegen  den Zeichnung dargestellt.  



  1 ist das Laufrad, das auf     seinem    Umfang       Schaufeln    2 trägt. Die den Schaufelkranz     be-          aufschlagenden        heissen    Gase nehmen den  durch Pfeile angedeuteten Weg. Die Flanke  des Laufrades auf der     Austrittseite    des  Rades ist durch     eine    Schutzwand 3 abge  deckt.

   Auf der dem Laufrad zugekehrten  Seite ist in die Wand 3 eine hohle Einlage  5     eingebaut,        in    deren Hohlraum 6 Kühlluft  durch     einen        Krümmer    7     bezw.    eine in diesem  liegende biegsame     Rohrleitung    8 zugeführt  wird. Der     Hohlraum    9 zwischen der Wand 3  und der Einlage 5 ist mit einem wärmeisolie  renden Stoff ausgefüllt.  



  Die in den     Hohlraum    6- der     Einlage    5  zugeführte Kühlluft strömt durch Öffnungen  10, 11     in.    den engen Spalt 12 zwischen der       Einlage    5 und der     Radflanke        bezw.        zwischen     der Einlage 5 der     Rotorwelle.    Auf diese  Weise wird das     Eindringen    von     aus    dem      Schaufelkranz     ausströmenden    und nach den  Kanälen 4 strömenden heissen Gasen in den  Spalt 12 verhindert.

   Diese Wirkung wird  durch Dichtungsvorsprünge 13 an der Flanke  des Rades 1     unterstützt.    Solche ringförmige  Vorsprünge können auch an der dem Laufrad  zugekehrten Seite der Einlage 5 oder sowohl  am Laufrad als auch an der Einlage angeord  net sein.  



  Die mit     Wärmeschutzmasse    ausgefüllte  Schutzwand und die von Kühlluft durch  strömte Einlage 5 halten die heissen Gase von  der     austrittseitigen    Flanke des Laufrades  fern. Die Kühlluft wird nur zur Welle und  zum äussern Teil der Radflanke geführt, wo  bei die Teile der Radflanke zwischen Welle  und der von dem Kühlmittel angeblasenen  Stelle unter dem Radkranz nicht gekühlt  sind. Diese Ausführung erlaubt die wirk  samste Ausnützung des Kühlmittels, denn die  vom     Laufrade    abgewandte Oberfläche der  Schutzwand wird nicht gekühlt.

   Das Aus  blasen der Kühlluft in den Spalt bei der  Welle und gegen den     äussern    Teil der Rad  flanke hat einen kleineren Temperaturunter  schied zwischen Welle und Radkranz zur  Folge als die Führung des Kühlmittels von  der Nabe längs der Radflanke, da die von der  Kühlung praktisch ausgeschlossene Seiten  fläche des Rades durch die     Ventilierungs-          arbeit    erwärmt wird. Die Schutzwand mit  Einlage wird vorteilhaft aus legiertem Stahl  hergestellt, welcher der Wirkung der Gase  hoher Temperatur widersteht. Dabei wird auf  vorteilhafte Weise die geringe Wärmeleit  fähigkeit dieses Stahls ausgenützt.  



  Ausser einer solchen Schutzwand zum Kühl  halten des Laufrades kann die     Schaufelung     noch durch Zuführen von Luft durch die  hohle Welle und das mit Bohrungen ver  sehene Laufrad hindurch gekühlt werden.



  Device for keeping the impeller of a gas turbine cool. The impeller of a gas turbine is exposed to high temperatures. As a result, this wheel makes great demands on the material, even if there are still great mechanical loads.



  Various measures have been taken to reduce the effects of the high temperature. It has been proposed that the flow of hot gases z. B. keep away from the edge of the wheel by cool air blown from the hub to the rim of the wheel. It is also known to set up cooling walls next to the wheel flanks. The passage of the coolant from the hub to the wheel rim along the flank of the wheel results in a temperature difference between the wheel rim and the hub and thermal stresses.



  In the device according to the present invention, this disadvantage is reduced in that the flow of hot gases is kept away from the outlet-side flank of the impeller by a protective wall. An example embodiment of the subject invention is shown in the accompanying drawings.



  1 is the impeller with blades 2 on its circumference. The hot gases impacting the blade ring take the path indicated by arrows. The flank of the impeller on the exit side of the wheel is covered by a protective wall 3 abge.

   On the side facing the impeller, a hollow insert 5 is built into the wall 3, in the cavity 6 cooling air through a manifold 7 respectively. a flexible pipe 8 lying in this is supplied. The cavity 9 between the wall 3 and the insert 5 is filled with a heat-insulating substance.



  The cooling air fed into the cavity 6 of the insert 5 flows through openings 10, 11 in. The narrow gap 12 between the insert 5 and the wheel flank, respectively. between the insert 5 of the rotor shaft. In this way, the penetration of hot gases flowing out of the blade ring and flowing towards the channels 4 into the gap 12 is prevented.

   This effect is supported by sealing projections 13 on the flank of the wheel 1. Such annular projections can also be net angeord on the side of the insert 5 facing the impeller or both on the impeller and on the insert.



  The protective wall filled with heat protection compound and the insert 5 that has flowed cooling air through it keep the hot gases away from the flank of the impeller on the outlet side. The cooling air is only directed to the shaft and to the outer part of the wheel flank, where the parts of the wheel flank between the shaft and the point under the wheel rim blown by the coolant are not cooled. This design allows the most effective use of the coolant, because the surface of the protective wall facing away from the impeller is not cooled.

   Blowing out the cooling air into the gap on the shaft and against the outer part of the wheel flank has a smaller temperature difference between the shaft and the wheel rim than the guidance of the coolant from the hub along the wheel flank, since the sides are practically excluded from cooling surface of the wheel is heated by the ventilation work. The protective wall with insert is advantageously made of alloy steel, which withstands the effects of high temperature gases. The low thermal conductivity of this steel is used in an advantageous manner.



  In addition to such a protective wall to keep the impeller cool, the blades can still be cooled by supplying air through the hollow shaft and the impeller provided with bores.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Einriehtung zum Kühlhalten des Lauf rades einer Gasturbine, dadurch gekennzeich net, dass der Strom der heissen Gase von der austrittseitigen Flanke des Laufrades (1) durch eine Schutzwand (3) ferngehalten wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Device for keeping the impeller of a gas turbine cooler, characterized in that the flow of hot gases is kept away from the outlet side of the impeller (1) by a protective wall (3). SUBCLAIMS: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Schutzwand (3) an ihrer dem Laufrade und der Rotor welle zugekehrten Seite mit einer hohlen Ein lage (5) versehen ist, in deren Innenraum (6) ein Kühlmittel zugeführt wird und aus dem. es durch Öffnungen (10, 11) in einen Spalt (12) zwischen der Einlage und der Rad flanke bezw. der Rotoiwelle ausströmt. 2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (9) zwischen der Schutzwand (3) und der hohlen Einlage (5) durch einen wärmeisolierenden Stoff ausgefüllt ist. 3. Device according to patent claim, characterized in that the protective wall (3) is provided on its side facing the impeller and the rotor shaft with a hollow layer (5), into the interior (6) of which a coolant is supplied and from which. it through openings (10, 11) in a gap (12) between the insert and the wheel flank respectively. the Rotoiwelle flows out. 2. Device according to claim and dependent claim 1, characterized in that the space (9) between the protective wall (3) and the hollow insert (5) is filled with a heat-insulating material. 3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch bekennzeichnet, dass die Flanke des Laufrades -(1.) mit Dich tungsvorsprüngen (13) versehen ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Laufrad zugekehrte Wand der hohlen Einlage mit Diehtungsvorsprüngen versehen ist. 5. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanke des Laufrades (1) sowie die Wand der hohlen Einlage mit Dichtungsvor sprüngen versehen sind. Device according to claim and dependent claim 1, characterized in that the flank of the impeller - (1.) is provided with you device projections (13). 4. Device according to claim and dependent claim 1, characterized in that the wall of the hollow insert facing the impeller is provided with die-cut projections. 5. Device according to claim and dependent claim 1, characterized in that the flank of the impeller (1) and the wall of the hollow insert are provided with Dichtungsvor jumps.
CH243684D 1943-07-06 1944-06-28 Device for keeping the impeller of a gas turbine cool. CH243684A (en)

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CH (1) CH243684A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4830575A (en) * 1988-02-08 1989-05-16 Dresser-Rand Company Spiral grooves in a turbine rotor
FR2732405A1 (en) * 1982-03-23 1996-10-04 Snecma Cooling circuit for rotors of gas turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2732405A1 (en) * 1982-03-23 1996-10-04 Snecma Cooling circuit for rotors of gas turbine
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