DE1601628B2

DE1601628B2 - Doppelwandige leitschaufel fuer gasturbinentriebwerke

Info

Publication number: DE1601628B2
Application number: DE19671601628
Authority: DE
Inventors: Gordon Allan Davies Glyn Twiston Derby Halls (Großbritannien)
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1966-02-01
Filing date: 1967-01-20
Publication date: 1971-06-16
Also published as: FR1509633A; US3384346A; DE1601628A1; DE1601628C3; GB1070480A

Description

Gegenstand des Hauptpatentes 1 280 618 ist eine doppelwandige Leitschaufel zum Einbau in die Brennkammer eines Gasturbinentriebwerkes, 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 Zwischenraums befindlichen Kühlmittel mischen kann.

Bei dieser Leitschaufel gemäß Hauptpatent sind die Löcher, über die das Kühlmittel in den Zwischenraum einströmt, in Gestalt von Schlitzen ausgebildet und am Vorderrand der Hülse übereinander angeordnet, und das aus den Schlitzen austretende Kühlmittel muß sich aufteilen in zwei Ströme, die auf beiden Seiten der Innenhülse in dem Zwischenraum abfließen. Diese Aufteilung des. Kühlmittels ist von verschiedenen Zufälligkeiten abhängig, die unter gewissen Umständen die angestrebte gleich^ mäßige Aufteilung auf beide Seiten in Frage stellen können.

Es liegt die Aufgabe vor, diese Kühlmittelverteilung in dem Zwischenraum zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Leitschaufel gemäß Hauptpatent dadurch gelöst, daß wenigstens der Hauptteil der Innenhülse mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, durch die das Kühlmittel in den Zwischenraum strömt, um die innere Oberfläche der Außenwand zu kühlen.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß durch Zahl und Anordnung dieser Löcher erreicht wird, daß die Kühlmittelströmung auf beiden Seiten unter allen Betriebsbedingungen gleichförmig ist, und außerdem Vorsorge dafür getroffen wird, daß stark hitzebeanspruchte Stellen der Leitschaufel einer , größeren Kühlwirkung unterworfen werden als andere.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erstrecken sich die Löcher über wenigstens den Hauptteil sowohl der Radiallänge als auch der Axiallänge der Innenhülse.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerkes, wobei die Leitschaufel gemäß der Erfindung erkennbar ist,

F i g. 2 in größerem Maßstab eine Schnittansicht einer Leitschaufel,

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 gemäß F i g. 2.

Fig. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einem Verdichter 11, einer Brennkammer 12 und einer Turbine 13, die den Verdichter 11 antreibt und deren Abgase über eine Abgasleitung 14 an die Außenluft abgegeben werden.

Im stromunterseitigen Abschnitt der ringförmigen Brennkammer 12 sind mehrere Leitschaufeln 15 im Winkelabstand zueinander angeordnet.

Jede Leitschaufel 15 besitzt eine Innenhülse 16, die eine Kammer 17 bildet, die mit Verdichterluft beliefert wird. Die Innenhülse 16 jeder Leitschaufel 15 ist von einer Außenwand 20 umgeben, und zwischen der Außenwand 20 und der Innenhülse 16 besteht ein ringförmiger Zwischenraum 21, der sich an den gegenüberliegenden Seiten 22, 23 der Leitschaufel bis zu deren Hinterkante 24 erstreckt.

Der Hauptteil der Innenhülse 16 ist mit einer Vielzahl von Löchern 25 versehen, durch die Verdünnungsluft aus der Kammer 17 in den Zwischenraum 21 einströmen kann, um die Innenseite der Außenwand 20 zu kühlen. Die die Löcher 25 durchströmende Luft trifft auf die Außenwand 20 in Gestalt von Strahlen auf. An der Hinterkante 24 besitzt die Außenwand 20 eine oder mehrere Öffnungen 26, durch die die Verdünnungsluft aus dem Zwischenraum 21 entweichen kann.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, verlaufen die Löcher 25 über einen Großteil der radialen und axialen Länge der Innenhülse 16. Diese Löcher 25 umfassen auch eine Reihe von Löchern 25 a, "die durch die ganze radiale Länge des Teils der Innenhülse 16 neben der Vorderkante 30 der Leitschaufel durchgehen, so daß diese Vorderkante ebenfalls ausreichend gekühlt wird. An den radial innen und außen liegenden · Enden der Innenhülse 16 befinden sich demgegenüber jedoch nur relativ wenig Löcher 25.

Jede Leitschaufel 15 weist mehrere Leitungsabschnitte 31 zwischen Innenhülse 16 und Außenwand 20 auf, durch, welche ein.TeiL.dez der Kammer 17 zugeführten Verdünnungsluft direkt in die Brennkammer abströmen kann.

Das stromunterseitige Ende der Innenhülse 16 steht von der Hinterkante 24 in einem gewissen Abstand, und die Strömung durctr den Zwischenraum 21 stromunterseitig der Innenhülse 16 wird durch innere Prallbleche 32 in drei Teile geteilt.

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelwandige Leitschaufel zum Einbau in die Brennkammer eines Gasturbinentriebwerkes, 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 Zwischenraums befindlichen Kühlmittel mischen kann, nach Patent 1280 618, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Hauptteil der Innenhülse (16) mit einer Vielzahl von Löchern (25) versehen ist, durch die das Kühlmittel in den Zwischenraum (21) strömt, um die innere Oberfläche der Außenwand (20) zu kühlen.

2. Leitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (25) sich über

wenigstens den Hauptteil sowohl der Radiallänge als auch der Axiallänge der Innenhülse (16) erstrecken.

3. Leitschaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (25) solche Löcher (25 a) aufweisen, die sich über die gesamte radiale Höhe des Abschnitts der Innenhülse (16) in der Nähe des Vorderrandes (30) der Leitschaufel (15) erstrecken.

4. Leitschaufel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des radial inneren und äußeren Endes der Innenhülse (16) nur wenige oder keine Löcher (25) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen