DE190318C

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Publication number: DE190318C
Application number: DENDAT190318D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- te 190318 KLASSE 46 rl. GRUPPE

GOTTFRIED KERKAU in CHARLOTTENBURG.

Verfahren zum Kühlen hohler Gasturbinenschaufeln.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juli 1904 ab.

Bei Gasturbinen ist mit so hohen Temperaturen zu rechnen, daß eine Kühlung der Radschaufeln zur Notwendigkeit wird. Es ist z. B. _ vorgeschlagen worden, die Radschaufeln in der Weise zu kühlen, daß die hohlen Schaufeln mit einem Ende durch eine im Turbinenrade vorgesehene ringförmige Aussparung mit einem Zuführungskanal für das Kühlmittel in Verbindung stehen, während sie mit dem anderen Ende in einen''; Kanal im Turbinengehäuse münden. Durch diese Einrichtung wird ein Wasserstrom"'-durch die hohlen Turbinenschaufeln nach dem Turbinengehäuse hin hindurchgeführt.

Während des Durchfließens des Wassers er-, wärmt sich dasselbe, um dann bei einer gewissen Temperaturzunahme nach außen ab-· geführt zu werden. Diese und ähnliche Vorrichtungen haben den Übelstand, daß das

'■ο Kühlwasser die Geschwindigkeit der Radschaufeln annehmen muß, ■ also eine große Arbeit in sich aufnimmt. Dieses Wasser wird nun mit einer lebendigen Kraft, die der Umfangsgeschwindigkeit des Turbinenrädes entspricht, nach außen hin abgeschleudert, . womit die vom Wasser aufgenommene Arbeit: verloren ist. Wenn man andererseits überlegt', daß die Zeit, während welcher das ! Wasser sich in dem Turbinenrade aufhalten ο kann, wegen der sich entwickelnden gewaltigen Zentrifugalkraft nur sehr kürz sein ' kann, so folgt hieraus, daß die Temperaturzunahme des Wassers eine sehr kleine ist, und daß demnach die Wassermenge, die pro Zeiteinheit durch das Rad hindürchgeführt werden muß, eine sehr große werden muß. Diese große Wassermenge muß nun die vorhin erwähnte große Radumfangsgeschwindigkeit annehmen, woraus sich eine große verlorene mechanische Arbeit ergibt. Mit dieser verlorenen großen Arbeitsenergie geht nun der große Wasserverbrauch Hand in Hand, der durch diesen Prozeß bedingt ist. Dieser große¹ Wasserverbrauch bedingt einen entsprechenden Kostenaufwand.

Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung in folgendem: Man bringt am Gasturbinenräd eine Nut>l an. In diese Nut wird Kühlwasser durch ein Rohr JB eingeführt. In die Nut A münden Bohrungen C oder Kanäle o. dgl., welche durch . die Turbinenschaufeln 'nach den in letzterem angeordneten Hohlräumen D hindurchführen. Wenn nun Wasser in die Ringnut eingeleitet wird, so wird dieses Wasser infolge der Zentrifugalkraft in die erwähnten Bohrungen und Hohlräume eintreten, hier erwärmt weifden und schließlich verdampfen. Der Dampf tritt nach der Ringnut A hin aus, während zugleich das Wasser, da seine Zentrifugalkraft größer ist wie die des Dampfes, in entgegengesetzter Richtung in die Hohlräume der Schaufeln eintritt. Auf die Weise wird das gesamte Kühlwasser in diesen Hohlräumen verdampft. Es ist hierbei nur eine verhältnismäßig geringe Kühhvassermenge erforderlich. Hiermit steht eine ebenfalls verhältnismäßig geringe Übertragung von Arbeit

auf das Wasser im Zusammenhang, die, da ' das Wasser nicht nach außen abgeschleudert wird, auch nicht verloren geht.

Wenn Wärmeübertragung im Zusammenhang mit Aggregatzustandsänderung vor sich geht, wie es hier z.B. der Fall ist, so ist damit eine energischere Kühlung möglich wegen der großen Wärmemenge, die auf diese Weise durch eine Metallwand hindurchgeführt und gebunden werden kann. Es werden deshalb die Turbinenschaufeln wesentlich wirksamer gekühlt werden können, wenn das Wasser verdampft wird. Der sich entwickelnde Dampf wird weiter im Turbinengehäuse kühlend wirken.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung dargestellt. Die Schaufeln E sind mit dem Rad F in einem Stück gedacht. Die Schaufelkanäle G und Hohlräume D werden

ao in das volle Rad eingearbeitet. Zum Verschluß der Kanäle G und der Hohlräume D dient ein übergeschrumpftes Band H.

Das vorliegende Verfahren ist nicht auf die Zuführung des Wassers in die Hohlräume der Schaufeln durch Vermittlung einer· ap Rad angebrachten Nut beschränkt; es gibt vielmehr verschiedene andere Wege, um diese Zuführung zu bewirken.

Das Verfahren kann Anwendung finden auf Gasturbinen aller Art.

Claims

Patent- Anspruch :

Verfahren zum Kühlen hohler Gasturbincnschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser bis zu seiner Verdampfung in der hohlen Schaufel verbleibt und nur das verdampfte Kühlwasser ergänzt wird, der Dampf dagegen entweicht. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDnUCKEnEI.