DE1476892B2

DE1476892B2 - Doppelwandige Leitschaufel für Gasturbinentriebwerke

Info

Publication number: DE1476892B2
Application number: DE19661476892
Authority: DE
Inventors: Glyn Twiston MiIford Derby Derbyshire Davies (Großbritannien)
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1964-12-02
Filing date: 1966-11-25
Publication date: 1970-11-12
Also published as: US3353351A; MY6800109A; GB1068280A; GB1034260A; FR1454951A; DE1476892A1; DE1280618B

Description

Die Erfindung betrifft eine doppelwandige Leitschaufel zum Einbau in die Brennkammer eines Gasturbinentriebwerks, bestehend aus einer Außenwand und einer im Abstand zu dieser angeordneten Innenhülse, über die ein Kühlmittel zugeführt wird, das über Löcher der Hülse in den Zwischenraum zwischen Hülse und Außenwand zwecks Kühlung der Innenseite der letzteren eintreten und über Öffnungen der Außenwand aus diesem Zwischenraum in die Brennkammer austreten kann, wobei Leitungsabschnitte zwischen Hülse und Schaufelaußenwand einen Teil des in die Hülse eintretenden Kühlmittels über den Zwischenraum hinweg unmittelbar in die Brennkammer leiten, ohne daß sich dieser Teil mit dem innerhalb des Zwischenraumes befindlichen Kühlmittel mischen kann, und stellt eine Verbesserung oder Änderung der in dem Patent 1280 618 beschriebenen Erfindung dar.

Es liegt die Aufgabe vor, die Kühlung der Leitschaufel zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei Leitschaufeln der eingangs •angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Leitmittel zum Leiten des Kühlmittels in dem Zwischenraum vorgesehen sind. Derartige Leitmittel sind aus der USA.-Patentschrift 2 879 028 bekannt.

Die Leitmittel begrenzen vorzugsweise den Fluß des Kühlmittels in diesem Zwischenraum gegen eine Niederdruckzone in demselben.

Vorzugsweise vergrößern die Leitmittel den Fluß des Kühlmittels über einen radial außenliegenden Teil der Leitschaufel.

Die Leitmittel können eine Platte umfassen, die sich zwischen einem Teil der Innenseite der Außenwandung der Leitschaufel und einem gegenüberliegenden Teil der Innenhülse zum Aufnehmen des Kühlmittels erstreckt.

Die Platte kann sich in der axialen Richtung mehr über die eine Seite der Innenfläche erstrecken als über deren andere Seite, wobei die Leitungsabschnitte auf dieser anderen Seite angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen abgebrochenen Querschnitt eines Teils eines Gasturbinentriebwerks mit Leitschaufeln,

F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt einer Leitschaufel entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen abgebrochenen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in F i g. 2 und

F i g. 4 eine abgebrochene, schematische, perspektivische Ansicht einer Leitschaufel.

F i g. 1 zeigt auf einer Seite der Mittellinie 10 eines Gasturbinentriebwerks einen Axialverdichter 11, eine ringförmige Brennkammer 12 und eine Turbine 13, die den Axialverdichter 11 antreibt.

Ein Teil der vom Axialverdichter 11 verdichteten Luft dient zur Verbrennung in der Brennkammer 12 und strömt in axialer Richtung durch deren Einlaß 17. Ein anderer Teil der vom Axialverdichter 11 verdichteten Luft wird als Verdünnungsluft für die Verbrennungsprodukte verwendet, so daß deren Temperatur für die Turbine 13 erträglich ist, wobei diese Verbrennungsluft entlang des durch den Pfeil 18 gekennzeichneten Pfades strömt und in eine ringförmige Verdünnungsluftleitung 19 einfließt.

In der stromabwärtigen Hälfte der Brennkammer 12 ist eine Vielzahl von winkelmäßig versetzten Leitschaufeln angeordnet.

In jeder Leitschaufel 20 ist eine Innenhülse 23 angeordnet, welche durch eine Teilwand 24 in Abteile 25, 26 geteilt ist. Verdünnungsluft wird aus der Verdünnungsluftleitung 19 durch Hutzen 27 bzw. 28 in die Abteile 25,26 geleitet.

Die in das Abteil 25 geleitete Verdünnungsluft strömt aus diesem nach außen und durch die Löcher 30 in einen Raum zwischen der Innenhülse 23 und der Außenwandung 32 der Leitschaufel 20, wobei

ίο die Außenwandung 32 die Innenhülse vollkommen umgibt. Diese in den Zwischenraum 31 einströmende Verdünnungsluft strömt über die Innenseite der Außenwandung 32 und kühlt dieselbe und verläßt diesen Zwischenraum 31 schließlich durch eine radial sich erstreckende Öffnung 33 an der Hinterkante der Außenwandung 32.

Die Hülse 23 hat auf der Seite 34 eine Vielzahl von radial versetzt angeordneten Leitungsabschnitten 35 (von denen nur einer dargestellt ist), die sich

ao durch die Außenwandung 32 nach außen erstrecken. Die Leitungsabschnitte 35 bilden Leitungen7~durch welche VerdünnUngshift aus dem Abteil 26 quer über den Zwischenraum 31 auf die Außenseite der Leitschaufel gelangen kann, ohne sich mit der Luft im Zwischenraum 31 zu vermischen.

Die radiale Ausdehnung der Brennkammer 12 in der Mitte ist wesentlich größer als an ihren beiden Enden. Um dieser Form der Brennkammer zu entsprechen, hat jede Leitschaufel 20 ein radial wesent-Hch größeres stromaufwärtiges Ende als die radiale Abmessung ihres stromabwärtigen Endes. Der radial innenliegende Teil des Zwischenraums 31 bildet daher beim Betrieb eine Niederdruckzone, und es ist wünschenswert zu verhindern, daß die ganze, an den Zwischenraum 31 angelieferte Luft unmittelbar zu dieser Niederdruckzone strömt, da dies zur ungenügenden Kühlung der radial außenliegenden Teile der Leitschaufel 20 führen würde.
Aus diesem Grunde ist eine im wesentlichen L-förmige Platte 40 vorgesehen, die an einen Teil der Innenhülse 23 angeschweißt ist und einen gekrümmten Teil 41 hat, der mit einem benachbarten Teil der Innenseite der Außenwandung 32 im Eingriff steht. Die Platte 40, die einen Teil 42 hat, der sich stromabwärts der Hinterkante der Innenhülse 23 erstreckt, liegt axial über der Seite 34 der Innenhülse 23 mit einem kleineren Teil als über der anderen Seite 43.

Die Platte 40 wirkt daher als Leitplatte, welche die Strömung von Kühlmittel zur Niederdruckzone begrenzt und die Strömung von Kühlmittel über den radial außenliegenden Teil der Leitschaufel verbessert.

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelwandige Leitschaufel zum Einbau in die Brennkammer eines Gasturbinentriebwerks, bestehend aus einer Außenwand und einer im Abstand zu dieser angeordneten Innenhülse, über die ein Kühlmittel zugeführt wird, das über Löcher der Hülse in den Zwischenraum zwischen Hülse und Außenwand zwecks Kühlung der Innenseite der letzteren eintreten und über Öffnungen der Außenwand aus diesem Zwischenraum in die Brennkammer austreten kann, wobei Leitungsabschnitte zwischen Hülse und Schaufelaußenwand einen Teil des in die Hülse eintretenden Kühlmittels über den Zwischenraum hin-

weg unmittelbar in die Brennkammer leiten, ohne daß sich dieser Teil mit dem innerhalb des Zwischenraums befindlichen Kühlmittel mischen kann, nach Patent 1280 618, gekennzeichnet durch Leitmittel (40) zum Leiten des Kühlmittels in dem Zwischenraum (31).

2. Leitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitmittel (40) den Fluß von Kühlmittel gegen eine Niederdruckzone des Zwischenraums (31) begrenzen.

3. Leitschaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitmittel (40) den Fluß von Kühlmittel über einen radial außenliegenden Teil der Leitschaufel vergrößern.

4. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitmittel eine Platte (40) umfassen, die sich zwischen einem Teil der Innenseite der Außenwandung (32) der Leitschaufel und einem gegenüberliegenden Teil der Innenhülse (23) zum Aufnehmen des Kühlmittels erstreckt.

5. Leitschaufel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Platte (40) in axialer Richtung mehr über die eine Seite (43) der Innenhülse (23) erstreckt als über die andere Seite (34), wobei die Leitungsabschnitte (35) auf dieser anderen Seite (34) der Innenhülse (23) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen