DE1601627A1 - Stromlinienfoermige Schaufel fuer Stroemungsmaschinen - Google Patents

Stromlinienfoermige Schaufel fuer Stroemungsmaschinen

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DE1601627A1
DE1601627A1 DE19671601627 DE1601627A DE1601627A1 DE 1601627 A1 DE1601627 A1 DE 1601627A1 DE 19671601627 DE19671601627 DE 19671601627 DE 1601627 A DE1601627 A DE 1601627A DE 1601627 A1 DE1601627 A1 DE 1601627A1
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Malley Harry Hartley
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Rolls Royce PLC
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Rolls Royce PLC
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    • 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
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187Convection cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

RQLLS-ROICE LIMITED, Derby, Derbyshire, Grossbritannien
Stromlinienförmige Schaufel für Strömungsmaschinen
Die Erfindung betrifft eine stromlinienformige Schaufel fur Strömungsmaschinen, wie beispieslweise fur ein Gasturbinentriebwerk·
Der in dieser Beschreibung benutzte Ausdruck "Schaufel" umfasst im weitesten Sinne auch z.B. Dtfsenleitschaufeln.
Die Erfindung schafft eine stromlinienformige Schaufel flir eine Strömungsmaschine, wie beispielsweise fur ein Gasturbinentriebwerk, die innen mit einer sich verjüngenden, radial erstreckenden Auslassleitung versehen ist, die sich gegen den radial innen liegenden Teil verjungt, und die neben einer Kante der Schaufel angeordnet ist? die Schaufel hat auch eine innere, sieh radial erstreckende Einlassleitung, welche sich gegen den radial aussen liegenden Teil verjüngt und mit dem radial innern Teil jeder Auslassleitung kommuniziert, wobei Mittel vorgesehen sind, um ein Kühlmittel in die Einlassleitung radial innerhalb der Zone eineuleiten, in welcher diese mit der oder jeder Auslassleitung in Verbindung steht.
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Vorzugsweise haben die Einlass-und Auslassleitung mindestens eine gemeinsame Wandung.
Die Einlassleitung kann axial zwischen zwei Auslassleitungen liegen, welche an der Vorder— und Hinterkante der Schaufel angeordnet sind. Diese beiden Auslassleitungen können an ihren radial aussen liegenden Enden miteinander verbunden sein.
Mindestens ein Teil des an die Schaufel angelieferten Kühlmittels kann durch die Spitze der Schaufel entweichen. Alternativerweise oder zusatzlich hierzu kann ein Teil des Kühlmittels durch die Hinterkante der Schaufel entweichen.
Die Erfindung umfasst auch ein mit derartigen stromlinienformigen Schaufeln ausgestattetes Gasturbinentriebwerk.
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden,
beispielsweisen Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung hervor. Es zeigt:-
Fig. 1 einen teilweisen schematischen Querschnitt eines Gasturbinentriebwerks mit erfiadungsgeraassen Turbinenlauferschaufeln,
Fig. 2 einen Querschnitt einer TurbinenlSuferschaufei des Triebwerks nach Fig. 1 in vergrößertem Massab und
Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der in Figur 2 einer abgewandelten Bauart der Turbinenlauferschaufel.
Fig. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 1 mit einem Kompressor 2, einer Verbrennungsvorrichtung 3 und einer den Kompressor 2 antreibenden Turbine 4t wobei die Turbinenabgase durch eine Abgasleitung 5 an die Aussenluft abgegeben werden.
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Die turbine 4 hat eine Xäuferscheibe 6 rait einer Vielzahl von wiiskelmässig versetzten, stromlinienförmigen Turbinenläufersehaufeln 10. Jede der Schaufeln 10 hat eine Wurzel mit einem tannenbaumformigen Teil 12, mittels welchen sie in einem entsprechend geformten Schlitz in der Turbinenläuferscheibe 6 befestigt ist. Neben diener Wurzel 11 hat die Schaufel 10 eine Plattform 13. eine Ummantelung 14 an der Spitze 15 der Schaufel, sowie eine Vorder- und eine Hinterkante 16, bzw. 17. An der Vorderkante 16 hat die Ummantelung 14 Dichtungsrippen 20 und 21.
Die Wurzel 11 umfasst eine Kammer 22, die durch nicht dargestellte Mittel vom Verdichter 2 aus mit Kühlluft beliefert werden kann.
Die Schaufel 10 hat innen eine sich radial erstreckende Leitung 23» deren radial innen liegendes Ende mit der Kammer 22 über einen Kanal 24 verbunden ist. Diese Einlassleitung 23 verjüngt sich gegen ihr radial aussen liegendes Ende, wo sie mit einer öffnung 25 in der Ummantelung 14 kommuniziert. Ein Teil der an die Einlassleitung 23 angelieferten Kühlluft kann durch die öffnung 25, und somit durch die "Spitze 15 der Schaufel entweichen.
Ausserdem hat die 'Schaufel 10 innen zwei sich radial erstreckende Auslassleitungen 26 und 27» die neben der Vorderkante» bzw. neben der Hinterkante 16 und 17 der Schaufel angeordnet sind. Die Einlassleitung 23 liegt axial gesehen zwischen den Auslassleitungen 26, 27 und hat mit diesen gemeinsame Wandungen 30, 31. Die Auslassleitungen 26 und 27 verjüngen sich gegen das radial innere ihde bei 32 und 33.
Die Wandungen 30, bzw. 31 haben öffnungen 34, 35, durch welche KUhI-luft aus der Einlassleitung 23 zu den radial inneren Teilen 32, 33 der Auslassleitungen 26, bzw. 27 strömen kann.
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Kühlluft wird in die EinlsBBleitung 23 radial innerhalb der Zone eingeleitet, in welcher diese mit den Auslassleitungen 26 und 27 verbunden ist.
Die Auslässleitungen 26, bzw. 27 kommunizieren an ihren Susseren Ehden mit öffnungen 36 und 37 in der Ummantelung 14· Die Kühlluft kann daher aus den Auslassleitungen 26, 27 durch die öffnungen 36 und 37, und daher durch die Spitze der Schaufel entweichen.
Es ist daher zu ersehen, dassdie Kühlluft in den Auslassleitungen 26 und 27 beim Durchströmen von den öffnungen 34t 35 zu den öffnungen 36, 37 verdünnt wird. Die erhöht ihre Strömungsgeschwindigkeit durch die öffnungen 34i 35 und hebt damit ihre Kuhlwirkung.
Es ist auch zu bemerken, dass die Kühlluft an die Einlassleitung 23 an derea radial inneren Ende angeliefert wird, wo der Querschnitt dieser Leitung 23 am grossten ist, wShrend die Luft duch die radial aussen liegenden Enden der Auslassleitungen 26, 27 entweicht, wo deren Querschnitte am grossten sind. Dadurch werden die DruclfcVerluste beim Anliefern der Luft an die Schaufel 10 und beim Abziehen derselben von derselben verringert, sodass man höhere Stromungsgeschwindigkeiten oder ein höheres Stromungsgefälle erreicht, welche beide wiederum zum besseren Kühlen beitragen. Dies ist besonders bei langen Schaufeln wichtig.
Fig. 3 zeigt eine Turbinenlauferschaufel 40, die im allgemeinen der Schaufel nach Fig.1 und 2 ähnlich ist und daher nicht im Einzelnen beschrieben werden muss. Die Schaufel 40 hat jedoch eine Einlassleitung 41» deren radial Susseres Ende 42 radial innerhalb der Ummantelung 43 der Schaufel angeordnet ist. Die Schaufel hat Auslassleitungen 44· 45* deren radial Sussere Enden miteinander in Verbindung stehen.
0 0 9 S ? 2 / 0 5 3 7 ^5-
_ 5 —
Das radial 'aussere Ende 42 der Einlassleitung 41 hat eine öffnung 46, durch welche ein Teil der Kuhlluft, die an die Einlassleitung 41 angeliefert wird, zu den Auslassleitungen 44, 45 strömen kann.
Die Hinterkante der Schaufel 40 hat eine öffnung 50 durch welche Kühlluft aus der Schaufel entweichen kann, nachdem sie durch die Auslassleitungen geströmt ist und hier verdünnt wurde.
In der Konstruktion nach Fig. 3 hat die Ummantelung 43 ausser den Dichtungsrippen 51« 52, die den Dichtungsrippen 20, bzw. 21 der Schaufel 10 entsprechen, weitere Dichtungsrippen 53» 54·
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Claims (7)

Patentansprüche
1.^Stromlinienförmige Schaufel fur eine Stromungsmaschine, wie beispiels- \_^/ weise für ein Gasturbinentriebwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel (10) mit mindestens einer sich verjüngenden, radial erstreckenden Auslassleitung (26,27) versehen ist, die sich gegen den radial innen liegenden Teil zu verjüngt und neben einer Kante (16,17) der Schaufel angeordnet ist, wobei die Schaufel auch eine innere, sich radial erstreckende Einlassleitung (23) hat, die sich gegen den radial aussen liegenden Teil zu verjüngt und mit dem radial innern Teil (31»32) jeder Auslassleitung (26,27) kommuniziert, wobei Mittel (22,24) vorgesehen sind, um ein Kühlmittel in die Einlassleitung radial innerhalb der Zone einzuleiten, in welcher diese mit der oder jeder Auslassleitung (26,27) in Verbindung steht.
2. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassund Auslassleitung (23«26,27) mindestens eine gemeinsame Wandung haben.
3. Schaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassleitung (23) axial zwischen zwei Auslassleitungen (26,27) liegt, welche an der Vorder- und Hinterkante (16,17) der Schaufel (10) angeordnet sind.
4· Schaufel nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auslassleitungen (44»45) an ihren radial aussen liegenden Enden miteinander verbunden sind.
5· Schaufel nach einem der -vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des an die Schaufel (10) angelieferten Kühlmittels durch die Spitze der Schaufel (15) entweichen kann.
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6. Schaufel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der an die Schaufel angelieferten Left durch die Hinterkante (17) der Schaufel (10) entweichen kann.
7. Schaufel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schaufel in einem Gasturbinentriebwerk angeordnet ist.
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DE1601627A 1966-01-31 1967-01-18 Gekühlte Schaufel fur eine Stromungs maschine Expired DE1601627C3 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB4268/66A GB1070130A (en) 1966-01-31 1966-01-31 Aeofoil shaped blade for a fluid flow machine such as a gas turbine engine

Publications (3)

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DE1601627A1 true DE1601627A1 (de) 1970-05-27
DE1601627B2 DE1601627B2 (de) 1971-03-04
DE1601627C3 DE1601627C3 (de) 1973-09-27

Family

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DE (1) DE1601627C3 (de)
FR (1) FR1508589A (de)
GB (1) GB1070130A (de)

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GB1070130A (en) 1967-05-24
DE1601627C3 (de) 1973-09-27
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