DE1027013B - Gasturbine mit Kuehlluftansaugung an der offenen, vorderen Stirnseite eines mehrkraenzigen Hohltrommellaeufers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit Kühlluftansaugung an der offenen, vorderen Stirnseite eines mehrkränzigen Hohltrommelläufers, bei der die Kühlluft durch im Hohltrommelläufer angeordneten Verdichter gefördert wird und über das Innere von auf dem Läufer befestigten Hohlschaufeln unter Kühlung derselben nach außen in den Arbeitsmittelkanal abströmt.

Es ist eine Anordnung zur Kühlung von einkränzigen Gasturbinenläufern bekannt, bei denen für Kühlzwecke ein mit dem Turbinenläufer umlaufender Schleuderlader angeordnet ist, dessen geförderte Luft in Richtung des Treibgasstromes abströmt, insbesondere für Anordnungen mit innen gekühlten Hohlschaufeln (deutsche Patentschrift 855 021). Nachteilig ist hierbei, daß der Rotor fliegend gelagert ist, so daß die Kühlung in dieser Form für mehrkränzige Gasturbinenläufer nicht vertretbar ist.

Es ist auch schon die Kühlung einer mehrkränzigen Gasturbine bekannt, bei welcher die Frischluft durch den Rotor angesaugt wird. Hierbei ist jedoch kein freier, wirbelloser Eintritt der Kühlluft in das Rotorinnere gegeben, weil die Verdichterschaufeln bis zur durchgehenden Turbinenwelle reichen, so daß also die Kühl wirkung nur gering sein kann (französische Patentschrift 963 823).

Ferner ist eine mehrkränzige Turbine bekannt, bei welcher der Kühlluftstrom zentral angesaugt wird, sich aber spätestens vor dem Brennkammereinlaß in zwei parallele Ströme gabelt, von denen der eine außerhalb und der andere innerhalb der Trommel weiterfließt. Der von dem durch gebläseförmige Schaufeln im Inneren der Hohltrommel geförderte Kühlstrom tritt durch Löcher in der Trommel bzw. den Schaufeln ins S chaufel innere ein. Auch hierbei ist jedoch infolge der durchgehenden Rotorwelle kein freier, wirbelloser Lufteintritt in das Innere des Rotors möglich. Außerdem ist die Luftzutrittsmenge verhältnismäßig gering, so daß also der Rotor nicht genügend abgekühlt wird (Patentanmeldung L 5657 I a/46 f).

Bei einer Gasturbine mit Kühlluftansaugung an der offenen, vorderen Stirnseite eines mehrkränzigen Hohltrommelläufers, bei der die Kühlluft durch im Hohl trommelläufer angeordneten Verdichter gefördert wird und über das Innere von auf dem Läufer befestigten Hohlschaufeln unter Kühlung derselben nach außen in den Arbeitsmittelkanal abströmt, wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die vordere Stirnseite des aus Scheibenring, Kreisscheibe und diese fest verbindenden, radialen Kompressorschaufeln aufgebauten Hohltrommelläufers eine durch keinerlei Einbauten beengte, mittige Ansaugöffnung für den Kühllufteintritt aufweist.

Gasturbine mit Kühlluftansaugung an der offenen, vorderen Stirnseite

eines mehrkränzigen Hohltrommelläufers

Anmelder: Franz Olden, München 15, Schillerstr. 18

Franz Olden, München, ist als Erfinder genannt worden

Eine Weiterausgestaltung der Erfindung besteht ferner darin, daß in Ergänzung der an sich bekannten Lagerung der Turbinenwelle der Hohltrommelläufer des Rotors am Außenumfang seiner beiden Enden im Stator gelagert ist.

Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile: Zunächst wird Kühlluft in größtmöglichem Umfange wirbellos und ungehemmt in das Innere des Rotors angesaugt und kühlt hierdurch außerordentlich wirksam den Rotor sowie von innen die hohlen Treibschaufeln. Ferner ist der Bau einer mehrkränzigen Gasturbine mit einem wesentlich höheren Nutzeffekt ermöglicht. Außerdem ist eine schwingungsfreie Lagerung des Rotors in größtem Maße gewährleistet.

In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung beispielsweise und schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der Gesamtturbine und Fig. 2 eine Vorderansicht des Rotors.

Gemäß Fig. 1 besteht die Turbine T aus einem Stator und einem Rotor. Der Stator weist in bekannter Weise die Explosionskammern E auf, in welchen die Gase zur Explosion gebracht werden und dann über die feststehenden hohlen Leitschaufeln α den Rotor antreiben und schließlich durch den Auspuff A die Turbine verlassen. Bei B tritt Kühlluft in bekannter Weise ein, welche gleichfalls durch die feststehenden hohlen Treibschaufeln α strömt, diese abkühlt und

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dann in Richtung des Exploeionsstromes die Turbine gleichfalls durch den Auspuff A verläßt.

Der Rotor besteht vorn aus einem Scheibenring 1 und hinten aus einer Kreisscheibe 2, die durch radial angeordnete Kompressorschaufeln 5" fest miteinander verbunden sind. An die Kreisscheibe 2 schließt sich mittig die Welle W an, welche auf dem Lager L aufruht. Der Scheibenring 1 und die Kreisscheibe 2 des Motors ruhen auf den; Lagern L₂ bzw. L₁.

Mit O ist der zylindrische Hohlraum bezeichnet, der gebildet wird aus der öffnung des Scheibenringes 1 und den inneren Enden der radialen Kompressorschaufeln S. Die hohlen Treibschaufelia b des Rotors werden durch Ringe R festgehalten, welche zwischen den einzelnen S chaufel reihen liegen und auf den äußeren Rändern der Kompressorschaufeln 6* fest angeordnet sind.

Die selbsttätige Kühlung der hohlen Rotorschaufeln b erfolgt in folgender Weise:

Durch die Drehung des Rotors wird von den Kornpressorschaufeln 5 durch den Hohlraum O Kühlluft in verstärktem Maße ungehindert und wirbellos angesaugt und in die hohlen Treibschaufeln b gedrückt, wodurch diese stark abgekühlt werden. Aus den hohlen Treibschaufeln b entweicht dann die Luft in Riehtung des Explosionsstromes, um die Turbine dann ebenfalls durch den Auspuff A zu verlassen.

Der Hohlraum O kann zylindrisch oder auch trichterförmig sein. Ebenso kann die Größenanordnung der hohlen Schaufelreihen α und b von vorn nach hinten gleich groß oder aber von vorn nach hinten größer werdend durchgebildet sein. Entsprechend ändert sich auch die Form der Kompressorflügel S.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasturbine mit Kühlluftansaugung an der offenen, vorderen Stirnseite eines mehrkränzigen Hohltrommelläufers, bei der die Kühlluft durch im Hohltrommelläufer angeordneten Verdichter gefördert wird und über das Innere von auf dem Läufer befestigten Hohlschaufeln unter Kühlung derselben nach außen in den Arbeitsmittelkanal abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnseite des aus Scheibenring (1), Kreisscheibe (2) und diese fest verbindende, radiale Kompressorschaufeln (S) aufgebauten Hohltrommelläufers eine durch keinerlei Einbauten beengte, mittige Ansaugöffnung für den Kühllufteintritt aufweist.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Ergänzung der an sich bekannten Lagerung der Turbinenwelle (W) der Hohltrommelläufer des Rotors am Außenumfang seiner beiden Enden im Stator gelagert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 865 690, 855 021. 209,401282;

deutsche Patentanmeldung L 5657 I a/46 f;
französische Patentschrift Nr. 963 823;
britische Patentschrift Nr. 655 304;
USA-Patentschrift Nr. 2 641 040.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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