CH615729A5

CH615729A5 -

Info

Publication number: CH615729A5
Application number: CH1511676A
Authority: CH
Inventors: Svante Bengt Goesta Stenfors
Original assignee: Stal Laval Turbin Ab
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1980-02-15
Also published as: GB1565743A; SE395934B; SE7600473L; US4086021A

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Gekühlte, hohle Leitschaufel (1) für eine Gasturbine, welche Schaufel für die Zufuhr von Kühlluft wenigstens an dem einen Ende (2) offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel auf der Innenseite mit Rillen (11), die parallel mit der Strömungsrichtung auf der Aussenseite der Schaufel laufen, und an der Hinterkante mit Öffnungen (4) zum Ablass der Kühlluft und ausserdem mit einem Einsatz versehen ist, der die Innenseite der Schaufel bedeckt und aus zwei einander überlappenden Blechen besteht, von denen das innere (5) perforiert (9) und mit Öffnungen (10) für die Kühlluft an der Vorderkante der Schaufel versehen ist, während das äussere (6), das am nächsten an der gerillten Innenseite der Schaufel liegt, durchgehend und zur Vorderkante der Schaufel hin offen ist.

2. Leitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Blech (5) mit einer herausbiegbaren Kante (7) an beiden Enden (2) der Schaufel (1) zur Dichtung des Raumes zwischen diesem Blech und der Innenseite der Schaufel versehen ist.

3. Leitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Blech (5) als Abstützblech kräftiger ist als das äussere Blech (6), das unmittelbar an der Innenseite der Schaufel (1) liegt und den Charakter einer elastischen Membran hat.

4. Leitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte innere Blech (5) zur Hinterkante der Schaufel hin offen und mit Öffnungen (10) zum Herausblasen von Kühlluft auf die Vorderkante der Schaufel versehen ist.

5. Leitschaufel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkanten des äusseren Blechs (6) von einem dünnen, gebogenen Blech (8) überlappt werden, das mit Öffnungen (10) versehen ist, die den Öffnungen im Abstützblech (5) an der Vorderkante der Schaufel entsprechen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gekühlte, hohle Leitschaufel gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Gasturbinen sind besonders die Leitschaufeln in der oder den ersten Stufen einer hohen Temperatur ausgesetzt, weshalb eine wirksame Kühlung sichergestellt werden muss. Hier gilt es vor allem, die Kühlluft in dem begrenzten Raum in der Leitschaufel richtig zu steuern, so dass eine wirksame Kühlung der am stärksten beanspruchten Teile der Schaufel, also der Vorderkante der Schaufel und des vorderen Teils ihrer Seiten, gesichert wird. Gemäss der Erfindung erzielt man dies mit Hilfe eines Einsatzes aus sich überlappenden Blechen, wie es aus dem Patentanspruch 1 hervorgeht.

Die Erfindung soll im übrigen an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben werden, welche die einzelnen Teile der Leitschaufel mit Einsatz in verschiedenen Ansichten zeigt.

Es zeigen:

Fig. 1 die Leitschaufel von der Seite gesehen Fig. 2 einen Querschnitt A-A— durch die Schaufel, Fig. 3 eine entsprechende Endansicht C-C der Schaufel, Fig. 4 das innere Abstützblech für den Einsatz der Schaufel, von der Seite gesehen,

Fig. 5 den Schnitt B-B nach Fig. 4,

Fig. 6 die Membran des Einsatzes von der Seite gesehen, Fig. 7 den Schnitt D-D nach Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt durch den zusammenmontierten Einsatz entsprechend Fig. 5 und 7, und

Fig. 9 den Schnitt E-E durch die Schaufelwand gemäss Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den eigentlichen Schaufelkörper 1, der in der gezeigten Ausführungsform an den Enden mit runden Flanschen 2 versehen ist, wobei die Leitschaufel zur Einstellung des Einlaufwinkels drehbar in einem Schaufelring angeordnet werden kann. Die Schaufel ist hohl mit einer Öffnung zu den beiden Endflanschen 2 hin, von denen jedoch der eine, z.B. der obere, eventuell mit einer Scheibe 3 abgedeckt sein kann. Die Kühlluft wird dann durch den unteren Flansch der Schaufel gemäss Fig. 1 hineingeblasen und durch Öffnungen 4 in der Hinterkante der Schaufel herausgeblasen, so wie es aus Fig. 2 hervorgeht.

Um eine gute Verteilung der Kühlluft und damit eine wirksame Kühlung der ausgesetzten Teile zu erhalten, ist die Schaufel mit einem Einsatz versehen, der aus einem kräftigeren, perforierten, inneren Abstützblech 5, das in den Fig. 4 und 5 gezeigt wird, und einem darüber liegenden, dünneren Blech 6 besteht, das den Charakter einer elastischen Membran hat und in den Fig. 6 und 7 gezeigt wird.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist das Abstützblech 5 im wesentlichen zu demselben Profil gebogen wie die Innenseite der Schaufel und ist hinten offen. Die Höhe des Abstützbleches ist etwas grösser als die Schaufelhöhe, so dass sowohl oben wie unten Streifen 7 gebildet werden, wie es in Fig. 4 angedeutet ist. Bei der Montage in der Schaufel werden diese Streifen zur Seite gebogen, wie es in Fig. 3 gezeigt wird, und bilden auf diese Weise Dichtungsflansche für den Zwischenraum zwischen dem Einsatz und der Innenseite der Schaufel.

Die Membran 6 ist zu einem ähnlichen Profil wie das Abstützblech 5 gebogen, wie es in Fig. 7 gezeigt wird. Die Membran 6 hat dieselbe Höhe wie das Innere der Schaufel und ist vorn offen. Dadurch, dass die Bleche 5 und 6 hinten bzw. vorn offen sind, können sie aneinander gleiten und sich damit durch den Druck der Kühlluft dicht an die Innenseite der Schaufel anlegen.

Um das Anschliessen und die Dichtigkeit zwischen dem Abstützblech 5 und den Vorderkanten der Membran 6 zu verbessern, kann das Abstützblech an der Vorderkante mit einem festgeschweissten, dünnen Blech 8 versehen sein, welches die Vorderkanten der Membran 6 abdeckt.

Ein Querschnitt durch den fertigen Einsatz wird in Fig. 8 gezeigt. Das Abstützblech 5 ist mit Perforierungen 9 versehen, und die Bleche 5 und 8 sind an ihren Vorderkanten mit durchgehenden Öffnungen 10 zum Hinausblasen von Kühlluft auf die Vorderkante der Schaufel versehen.

Die Kühlfunktion geht am besten aus Fig. 9 hervor, die einen Schnitt E-E durch die Schaufelwand und den Einsatz zeigt. Die Schaufelwand ist auf der Innenseite mit Rillen 11 versehen, die parallel mit der Strömungsrichtung auf der Aussenseite der Schaufel laufen, d. h. winkelrecht zur Längsrichtung der Schaufel.

Die Kühlluft wird in die Schaufel von deren unterem Ende aus hineingeblasen, und aufgrund der Perforierungen 9 im Abstützblech 5 wird die Membran 6 gegen die Oberkante der Rillen 11 auf der Innenseite der Schaufel gepresst. Das quer zu dieser Strömung gehende Saugen verstärkt das Festpressen der Membran 6 an der Innenseite der Schaufel. Man erhält also einen Luftstrom, der dicht an der Innenseite der Schaufel entlanggeht und eine effektive Kühlung derselben ergibt. Schliesslich strömt die Kühlluft durch die Öffnungen 4 in der Hinterkante der Schaufel hinaus, wo die Luft mit dem Arbeitsmittel der Turbine gemischt wird.

Der Einsatz nach der Erfindung ergibt daher eine effektive Kühlung der am meisten ausgesetzten Stellen der Leitschaufel, d. h. der Vorderkante und des vorderen Teils ihrer Seiten.

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2 Blatt Zeichnungen