DE1946535A1 - Stroemungsfilmkuehlung fuer Bauteile von Gasturbinentriebwerken - Google Patents

Stroemungsfilmkuehlung fuer Bauteile von Gasturbinentriebwerken

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DE1946535A1
DE1946535A1 DE19691946535 DE1946535A DE1946535A1 DE 1946535 A1 DE1946535 A1 DE 1946535A1 DE 19691946535 DE19691946535 DE 19691946535 DE 1946535 A DE1946535 A DE 1946535A DE 1946535 A1 DE1946535 A1 DE 1946535A1
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    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Description

Unsor Zeichen: G 1207
StröinungsfilmkUlilung für Bauteile von Gasturbinentriebwerken.
i>ie Erfindung bezieht sielt auf Gasturbinentriebwerke und insbesondere auf verbesserte Küliluzigseinrichtungen für derartige Triebwerke.
Es ist bekannt, daß üer Wirkungsgrad eines Gasturbinentriebwerkes dadurch erhöht werden kann, daß die Turbineneintritts fce:n->eratur des heißen Gasstromes erhöht wird, i)iese Temperatur ist im allgemeinen durch die Fähigkeit der Turbinenschaufein und andei-or Bauteile, die dem heißen Gasstrom ausgesetzt sind, den erhöhten Temperaturen ohne Beschädigung •J.H widerstehen, begrenzt. In den vergangenen Jahren hat die Verwendung von verbesserten Materialien dazu geführt, daß uio i'urbineneintrittstepb eratar des heißen Gasstroms erhöht v/erden iconuLe, so daß eine höhere Triebwerksie istung erzielt werden konnte. Jedoch haben auch bei den Verbesserungen Üer .cteriaitechnologie die höhex-eu Spannungen, die in den Bauteilen auftreten, die den heißen Gasstroinen ausgesetzt sind, insbesondere in den Trubiienschaufeln zu einem Problem geführt, wenn niont eine wirksame Kühlung vorgesehen ist» Es wurde :;ofunden, daß in einigen Gasturbinentriebwerken die Verwendung einer Kombination einer KonvektionskÜhlung und einer Filmkühlung sehr wirksam ist und allgemein praktisch Ge i/K
BAD ORIGINAL
angewendet v/erden kauri. Lm eine Fi^mkühlimg ^u schaffen, sind im allgemeinen iCanLLle in der uaut oder in den Seiteny/andungen der Bauteile aiii, ;ebildet, ms einen Innenraiun mit der Oberfläche der bauteile zu verbinuen, die «ier hoken ~ Temperatur oder dem heißen Gasstrom ί·.*.ό .esetzt sind. Ein verhältnismäßig kühles, unter DrucK stellendes, fluides LiediuEi oder ein anderes Kühlmittel wiru dann in den inneren Hohlraum geführt und lUireh die L.eitemvandunj.skanale hin-iureh, uiii einen Schutz- oder "Isolierfilm an uer iiuücxeu Ojerfliiche des Bauteiles au bilden, jjaiait eine derartige Filnkühiung wirksaia ist, ist es erforuei'lioli, daß das Kühl tue diuri ^εαιζ genau zugemessen v/ird und daß dessen Entweichuiii'.yresciiv.indigkeit ganz genau gesteuert wird. w*e:i:i ein üulicl er innerer ixohlrauiii verwendet wird, um das Kühlmittel cLuberen üborflUchen zuzuführen, au denen verschiedene statische Drucke v/irksam sind, wie ^.B. der konkaven line: konvexen oberfläche, einer Turbinenschaufel, sind eine Volumenzuiuessmi,;,, eiue richtige Stromaugsniocelaustrittugesuln/iiidi^keit uiicl eine optimale Kühlungswirkung nur sehr schwer zu erreici*eii.
Die Erfindung bezieht sieh auf eine neue Sühiuitfcei!:analanbrdnung, mit der die In vorstehenden aufgeführten Pro.jlene in einer wirksamen und wirtschaftlichen v/eise gelöst vezden.
Es ist ein Hauptziel der 3rfiudung, eine Kühlmittellcanalanordnung zur Abgabe eines Filmkühlmediums an die äußere Oberfläche eines Bauteiles zu schaffen, v/elche untarschiedlichen statischen Drucken aasgesetzt ist rad zwei- derart, daß eine wirksame Filmkühlimc der äußeren Oberfläche nöglich ist»
Diese und andere Ziele, die in der folgenden ßesciireiun ig bevorzugter Ausführungsbeiapieie noch dargelegt neiden
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sollen, werden erfindunaSgemäß dadurch erreicht, daß eine Kummer vorgesehen ist, die ein Kühlmedium enthält, wobei diese Kammer mit der äußei~en Überflache eines Bauteiles in Verbindung steht, wobei an dieser äußeren Oberfläche verschiedene statische Drucke einwirken und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, durch die das Kühlmittel den äußeren OberfJ üchon derart zugeführt wird,.daß ein hoher Y/irkungsgrad der Pilmkühlun , erzielt wird. iJie üini"ichi.uugen zur Abgabe des Kühlmittels an die äußere Oberfläche, die den tieferen statischen Druck aufweist, weist einen ersten Absehnit L neben ier Kammer auf, um volumetrisch das Kühlmittel zuzumessen und einen zweiten verbreiterten abschnitt, um liie Aussirömuiigsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu steuern,
,JrfiiTiun.s'iomuß weist ein Bauteil, der eine äußere Oberfläche auf'»'eis ι., >iie einer hohen Temperatur ausgesetzt ist und an der unterschiedliche statische Drucke herrschen, eine Kammer zur Aufnahme eines Kühlmittels auf, eine Anzahl von Kanälen von im atl'en;ei:ien leichfürraigera Querschnitt, um das KUhI-i.iittel aus der XaHier dem Abschnitt nit höheren statischen liruci; der au'Jor^n Oberfläche zuzuführen und eine Anzahl von Kanälen mit nicnt gleichförmigem '<uer«clinitt, um das ICühlmittel dem -vbüchnitt mit niedrigerem Druck der äußeren Oberflüche zuzuführen, um eine Filrakühlung des Bauteiles rait hohem Wirkun^s.jrad zu erreichen. Die Kanäle mit nicht gleichforni λπ ..uerschnitt sind mit einen Stroi.Kai^sraoenzumeßabschnitt neben <ier Vorruüskainner aast.erüstet und nit einem Diffusorabschriiit neben der äußeren ui,erxlUche.
Erfint'uii;- soll unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeiehnuu-, erluui.ii't .orden. Es zeilen:
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Pig« 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Gasturbinentriebwerkes, bei dem die Erfindung verwendet werden kann,
Fig. 2 eine Teillängsschnittansieirfc in vergrößertem Maßstab des Turijinenabsciinittes des Gasturbinentriebwerkes, welches in Fi^. 1 dargestellt ist,
Fig. 3 eine Scimittansiclit«, genommen längs der Linie 3-3 der Fig, 2 im vergrößerten Maßstab, wobei eine üusführungoforiii der Erfindung dargestellt ist,
Fig. 4 eine perspektivische Ansieht tier in Fig. 2 dargestellten TurrjinoHise:i£ii.:fsI und
Fig. 5 eise Teilsehnittnasiclit- im vergrößerten Maßstab einer abgeänderten /msführim.c-si'orfö der iß Fig. 3 dargestellten i'urbineriseiiGUfel«
In Fig. 1 ist ein Gasturbinentriebwerk 10 dargestellt, v/eiclies einen Kompressor 12 aufweist, einen Brennkammer ab schnitt 14 und einen Turbinenantrieb 1(3, der durch die heißen Gase in Drehung versetzt v,rird, die in an sich bekannter V/eise im Brennkaminerabsclinitt i.4 erzeugt werden. Der -iurbiaenantrieb 16 steht in AntriebsverbintLung ffiit dem Kompressor 12 über eine Weile 18.
In Fig. 2 ist ein Abschnitt der Turbine 16 in größerem Maßstab dargestellt und dieser Abschniti?weist eine in Umfangsrichtung verlaufende iieihe von "i'urbinenleitschaufeln 20 auf, die stromab vom üreiinkaiauerabschnitt 14 angeordnet sind und die den heißen Gasstrom aus dein Kanal 22 auf eine Anzahl von Turbinenschaufeln 24 leiten, die an einem Turbinenrotor 26 befestigt sind und sich im allgemeinen radial von diesem aus erstrecken.
Der
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i)er Kanal 22 für das heiße (las durch den Turbinenabschnitt des Triebwerkes wird durch ringförmige Wandungen 28 und 30 begrenzt und ferner sind die Leitschaufeln 30 vorgesehen und ein Plattformabschnitt 32, der an jeder Schaufel vorgesehen ist und ferner ist ein Ringmantel 34 neben den äußeren radialen Enden der Schaufeln 24 vorgesehen. Dichtungen 29 und 31 können vorgesehen sein, um die Leckströmung des heißen Gases aus dem Kanal 22 herabzusetzen.
Geeignete Einrichtungen zur Abgabe eines Kühlmittels an die Leitschaufeln 20 können vorgesehen sein, wie beispielsweise die Kanäle 34 und 36, die teilweise von den Wandungen S8 und 30 begrenzt werden und die mit einer geeigneten Kühlmittelnuelle in Verbindung stehen, wie beispielsweise mit dem Kompressor 12.
/ie Fiü. 2 zeigt, ist wenigstens eine sich radial erstreckende Kammer 38 im Turbinenrotor 26 vorgesehen, um ein Kühlmittel, •welches vorzugsweise vom Kompressor 12 abgezapft wird, jeder Schaufel 24 zuzuführen. Jede Schaufel 24 weist einen Wurzelabdchnitt 44 auf, der so ausgebildet ist, daß er in den Rotor 26 in an sich bekannter Weise eingesetzt v^erden kann. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist wenigstens ein radial sich erstreklcender Kanal 46 im Wurzelabschnitt 44 ausgebildet, um eine .anzahl von Kammern 40, 42, die im Schaufelabschnitt ausgebildet sind, der sich in den heißen Gasstrom 22 hinein erstreckt, mit dem Kühlmittel zu verbinden, welches im Rotorkanal 38 vorhanden ist.
Obwohl die Erfindung ira folgenden in Verbindung mit den Turbinenschaufeln 24 beschrieben werden soll, sei bemerkt, daß die Erfindung auch bei irgendwelchen anderen Bauteilen verwendet werden kann, die eine Oberfläche aufweisen, die
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unterschiedlichen statischen Drucken ausgesetzt ist und die mittels eines Filmes gekühlt werden soll, wobei ein Kühlmittel aus einer gemeinsamen Kammer verwendet werden soll. Beispielsweise kann die Erfindung auch bei den Leitschaufeln 20, bei den Kompressorsohaufeln, bei den Kompressorleitschaufeln und bei den statischen Bauteilen oder dergleichen verwendet werden.
Der heiße Gasstrom, der in dem Brennkammerabschnitt 14 erzeugt wird, strömt durch den Kanal 22 und wird durch die Leitschaufeln 20 auf die Schaufeln 24 gerichtet, um den Türbinenrotor 26 anzutreiben. Beim Antreiben des Botors werden die Schaufeln 24 erheblichen Spannungen ausgesetzt, die teilweise durch die Zentrifugalkräfte erzeugt werden, die sich durch die hohe Drehzahl ergeben und durch die aerodynamische Belastung und durch die hohen Temperaturen. Um die Widerstandsfähigkeit der Schaufeln 24 oder anderer Bauteile, die dem heißen Gasstrom ausgesetzt sind, gegen diese Umwelt zu erhöhen, und zwar ohne daß diese Bauteile beschädigt werden, sind die verbesserten Kühleinrichtungen, die in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt sind, vorgesehen.
Es sei nunmehr auf das in Pig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Die Vorratskammern 40 und 42 erstrecken sich im wesentlichen radial innerhalb der Schaufeln 24. In Sehnenrichtung sich erstreckende Kanäle 48 körinen vorgesehen·sein, um Kühlmittel denjenigen Kammern zuzuführen, die nicht unmittelbar mit den Kanälen 46 in Verbindung stehen. Eine Anzahl von. in Sehnenrichtung sich erstreckenden Kanälen 50, die mit einer der Kammern 40 in Verbindung stehen, können vorgesehen sein, um Kühlmittel zur Hinterkante 52 der Schaufel zu führen. Die in Sehnenrichtung verlaufenden Verbindungskanäle 48 sind vorzugsweise derart bemessen, daß
eine
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ein· voreingeetellte Strb'ii mrsrate des Kühlmittels an die ander· Kanner abgegeben wird, wodurch ein richtiger Druck in der Aufnahaekaiumer eingestellt wird und wodurch das KÜhl- «itt«l «ttf die Kammerwandungen der Aufnahiaekammer derart aufprallt, daß ein hoher Konvektionswüriaeübertragungs-Koeffisient erfcielt wird.
Wie Fig. 3 zeigt, sind eine Anzahl von Kühlmittelausströ- ] nungskan&len 80, 52 und 54 vorgesehen, die sieh durch die Soli auf elhaut oder durch die SoitenwauUuui:; "·-"> erstrecken und 2war in äer Nähe der Schaulelvorderkante 50 und diese Kanäle ' verbinden die vordere Kammer 42 mit der üufieren Oberfläche ; der Schaufel, um einen Film aus Kühlmittel au sz ibilden, dor selbst an der äußeren OuerflUnl.f» uer Sc;ii\;ilei liai'tet und f dor wirke«« iet, um die ScLaufeln ge^en die hohen Tempera- ■ turea de« hei&en Gasstromes zu schützen. Die Kanüle 50 und ■ 34 sind vorzugsweise unter einem spitzen Winkel relativ zur ] konkaven äußeren Oberfläche 58 und zur konvexen äußeren Oborf!Hohe 60 angeordnet, um eine erhöhte innere Konvektion ekttttlung sti erzeugen und zwar durch eine Erhöhung der OberfläOlie dieser Kanäle und um das Kühlmittel so zuzuführen, daß das IQihleittel sich leichter selbst au fixe sen äußeren Oberflächen anlegt. Die Kanäle 5U, 52 und 54" sind vor- ; zu«βweise in radialen ftainftn angeordnet, wobei diese Kanäle die zu kühlenden Oberflächen durchsetzen, wie es in Fig. 4 geaeigt iet. Es sei noch bemerkt, daß diese Anordnung auch abgeändert werden kann und daß mehr oder weniger radiale Reihen, wie dargestellt, verwendet werden können.
De» Faoheann ist klar, daß im Betrieb das Kühlmittel, das aug den Kanälen 50 und 52 austritt, einen höheren statischen Draok überwinden nuß als das Kühlmittel, welches aus dem Kanal 54 austritt und daß der Druck innerhalb der gemeinsamen
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samen Kammer 42 grüßer sein muß als der höchste statische Druck, der überwunden werden muß.
Um eine wirksame und leistungsfähige Filmkü'hlung zu erhalten, insbesondere eine Kühlung der konvexen Oberfläche 60 mit geringem statischen Druck, muß zusätzlich das Kühlmittel aus den yordeiüiaiitenkühlmittel bohrungen 50, 52 und 54 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und Strömungsrate ausströmen, um eine hounwirksame Filmkühlung zu erreichen, d.h. es muß derart ausströmen, daß sich das Kühlmittel über eine weite Fläche der Schaufel verteilt und an dieser weiten Fläche anhaftet, um alle Abschnitte der äußeren Schaufeloberfläche zu schützen.
Venn jedoch die Kühlmittelaustrittskanäle unterschiedlichen statischen Drucken des Gasstromes ausgesetzt sind und von einer gemeinsamen Kaimner aus gespeist werden, so ist es schwierig, eine derartige Geschv/indigkeits-und Ströiriungsrateneinstellung zu erreichen. Eine Lösung, die unter Bezugnahme auf die Schaufeln 24 erläutert werden soll, besteht darin, den durchmesser des Kanals 54 zu vergrößern. Obwohl eine derartige Anpassung zu einer verminderten Kühlmittelausströmungsgeschwindigkeit beiträgt, wobei die anderen Faktoren konstant sind, führt die vergrößerte Strömungsquerschnittsfläche an der Seite der Kammer 42 des Kanals 54 zu einer unerwünscht starken Kühlmittelausströmung. Bine andere Lösung, die in Betracht gezogen werden kam:, ist die, nach außen konisch verlaufende Kühlmittelbohrungen vorzusehen, wobei eine kleine Zumeßöffnung an der der Kammer 42 nächstliegenden Seite des Kanals 34 vorgesehen ist, wodurch eine herabgesetzte Strömungsrate erzielt wird und wobei der verbreiterte oder Diffusor-Abschnitt des Kanals eine verminderte SfcröEiuiigsföittelausflußgeschwindigkeit erzeugt. Diese
zuletzt
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zuletzt genannte Anpassung weist jedoch den Nachteil auf, daß bei einer konischen Bohrung die Größe oder der querschnitt der Zumessungsöffnung sich mit dem Quadrat der Schaufelseitenwandungsdieke verändert. Irgendeine geringfügige Veränderung der Schaufelwandungsstärke fuhrt deshalb zu einer wesentlichen Veränderung der Üinlaß- oder Ztmeßöffnung der konischen Bohrung und dies führt zu unerwünschten Veränderungen der Strömungsmittelrate.
Wie die Fig. 3 und ά zeigen, werden durch die Erfindung Kühlmitte laiujströmimgskanäle 54 durch die Seitenwand mag eier Schaufel hindurch gescha fen, die erste und zweite koaxiale Abschnitte 62 und 64 aufweisen. lJie Surömungsquerüchnitte der Abschnitte 62 und 64 und zwar senkrecht zur Strömung des Kühlmittels durch diese Abschnitte sind vorzugsweise im allgemeinen gleichförmig und Kreisförmig, obwohl uemerut sei, daß andere Formen, wie beispielsweise elliptische Fornen, rechteckige Formen oder dergleichen verwendet werden können. Der Kanalabschnitt 62 mit kleinereu jJurchmesser ist etwa derart bemessen, daß die gewünschte Volamenströmungsrate des Strömungsmittels durch den Kanal öd e -zielt wird, während der Abschnitt 64 mit größerem uurciiuesser dazu dient, einen Diffusionsabschnitt zu biluen, der wirksam ist, um die Ausströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels auf den gewünschten Wert zu vermindern»
Vorzugsweise sind die iSc-ken öö an der Seite der Kammer 42 der Kanalabseimitte 62 scharfe Kanten, damit innerhalb der Kanäle 54 eine sogenannte vena contracta ausgebildet wird, üurch die Ausbildung des verbreiterten Kanalabschnittes 64 v/erden Bedingungen geschaffen, durch die sich eine Stoßwelle stromab von der vena contracta ausbilden kann, die den cresamtdruck am Austritt des Kanalabschnittes 64 mit größerem^
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flereiii Durchmesser herabsetzt, wodurch die Kühlmittelaussfcrömungsgeschwindi&keit vermindert wird. Fur gut abgerundete Eintrittskarten üü imtl für einen Eintritt unter einem spitzen Winkel und/oaer scharfe Eckenkanteu, wobei unter einem s^axiellen Jruolcveriiältnis gearbeitet wird, v.'iru eine Cresf-'iatdiucIiverEiincleriing durch f;ine Untersclu-.lldif i'usion der Kühlluft im Kanal ö4 erzeugt, liine wesentliche Herabsetzung der AusströniuiigBgeschr/iuuij.keit tritt ir* jeden Fall auf und hierdurch wird ganz erheblich nie V.'irksarl;ei ι cor !''ilinkiihlung erhöht.
Der KühlmittelausLri'ütskaual 54· kann in leioufcer v.ivl virtschaftlicjier Weise dadurch hergestellt '„evdc:., ί!:-Γ. :-:uerst ein Kanal hergestellt rird, ie.*· den ^ev.'UnsonCon ,verschnitt des Kanals 62 hat, wobei dieser Kanal νοίχοϋακϋ^ «.urcl die Seitenwandung 60 xiin^urcli verlili. "t und ur.in. T.vj.rd eii:e üinsenkung länj,a uer gleichen AcLse über einen erheblichen Abstand vorgenommen und sv/ai" linieri.alh de^· Jei cen\vc-.nduiiir »30, wobei die Einsenkung nicut bis sur liamuer 42 ciui'ch.'^ei'üLrt wird. Praktisch wird hierdurch der Kanal aui ilen wuerschnitt des Abschnittes 64 mit größerem Jurchmesser aiixgevei tefc.
Die Kanäle 5υ und o2 siiiu vorzugsweise tcreisiürwi^e Kanäle und weisen axial gleichförmige uuei*schnit te auf und iiönueu in der gleichen -V/eise hergestellt -..erden wie tier Anschnitt 62 des Kanals 54 und zwar mittels irgendeines an sich bekannten Verfahrens.
Um zusätzliche Ko nvektionskühli lachen zu erhalten und uia die axiale Länge des Difx'usorkanalabschnitfees 64 mit verbreitertem Querschnitt zu vergrößern, kann der Kanal 54 in radialer Richtung sowie in Sehnenriehtuixg geneigt sein.
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die Schaufel 2-1 ledigliol^nit oi.ier radialen Ileihe von KUliliuitteliiusströnungskanälen 54 dargestellt ist, sei beiaerkt, daß :.iehr als eine ileihe verwendet -..erden kann, Kobei die Kanüle ü4 dieser kehi'fachreihen in .Sehuenriclitung fluchten kinueu oder alternierend versetzt sein können.
Es wurde erl.tUi.orL, daß die likhl kanal anordnung üer -iriiudun/r iuslxisondurc \.-ir!.ö;i!.i is«,, uj. eine verbesserte PilinkiQilung dei' kouvoÄun oij '.rf l.iche vier lurb ι ..eusoliaufei zuzuführen. Es sei bemerkt, d;.j uii:e «derart1 το Anordnuu;i avion in aiiueren Doreic.ien der lurbiiieuüchauiei so'.-ie bei den Turbineuleit- ! s^iiauielu 2.j \or-'en> < ;r:en vc:'i'ii >;auii· oder iiei andöj'en Bauteilen, die Oberfl io;:en arrive· ^eη, aie erhui ten Tonueratu-ren. \
/.us 'Inn vorst«il.eui.cn Aunl'iilir«irren i;->t zu ernennen, daß «lurch din Irfi.viuii'? ''-;ie iii urici:ί,ικυ «eso::.-flcii \.ird, nurch die die ±%'j lmkiihlun·'sloistuuM1 i'tir Bauteile erhöht ν,-ird, uie äußere Oberflächen haben, d,.e ei-er iiohen Te.'iV'eratui' i=us_esetzt S.UW \iiiA an «.enon uu< '»rhehiedliche statische Drucke wirksam s -nd, >,Oi)ei tlas iiimkhhiun.^u-iit tel von einer ^eneinsaia Itr aus zuieiiiUrt wird.
latentanspräche
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Claims (1)

  1. - 12 - '
    P ate n tu n-Sprüche
    1./Bauteil für ein Gasturbinentriebwerk, welches v/enigstens eine äußere Oberfläche aufweist, die einer hohen Temperatur ausgesetzt ist und eine erste S amme lic amme i~ für Aufnanme eines Kühlmittels mit einem vorbestimmten Druck und mit einer ersten und einer zweiten Einrichtung, um das
    Kühlmittel der äußeren Oberfläche zuzuführen, wobei die erste Einrichtung einem geringeren statischen Druck außerhalb des Bauteils ausgesetzt ist als die zweite Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung wenigstens einen Kanal aufweist, der einen ersten Abschnitt in der Mähe er ersten Sammelkammer hat und einen zweiten Abschnitt in der liähe der äußeren Oberfläche, daß der erste Abschnitt einen Querschnitt hat, und zwar senkrecht zur Strömunguriehtung des Kühlmittels, der derart bemessen ist, daß eine vorbestimmte Kühlmittelströmungsrate eingestellt wird und daß der zweite Abschnitt einen größeren Querschnitt aufweist als der erste Abschnitt und derart bemessen ist, daß er die Ausströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels verringern kann, so daß eine hohe Filmkühlungsleistung erzielbar ist.
    2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt des Kanals im wesentlichen gleichförmig ist und einen kreisförmigen Querschnitt hat*
    3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt des Kanals im wesentlichen gleichförmig ist und einen kreisförmigen Querschnitt hat·
    4.
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    4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal relativ zur äußeren Oberfläche geneigt ist,
    ΰ. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammer von de«; Bauteil getragen wird,
    G. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Bauteil teilweise durch eiue Vorderkante, eine hinterkante und konkave und konvexe äußere Oberflächen begrenzt \.rird, die sich zwiscuen diesen Kanten erstrecken, iaß die erste Saiumelkaiamer von dem Bauteil in der Nähe der Vorderkante getragen wird und daß uio vanille derart augeordnet sind, daß diese das Kühlmittel aus der Samnelkammer zur konvexen Oberflächen führen unu daß die zweite Leitungseinriohtung derart angeordnet ist, um dcis Kühlmittel von üer konvexen Oberfläche entlang zuzuführen.
    7. Bauteil nach Anspruch 6, daduxvch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Kanälen in wenigstens einer Reihe vorgesehen sind und daß diese Kanäle die konvexe Oberfläche durchsetzen.
    8. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitungseinrichtung eine Anzahl von Kanälen von im allgemeinen gleichförmigem Querschnitt aufweist und daß die Kanäle in wenigstens einer Reihe angeordnet sind und wenigstens eine Vorderkante und die konkave Ober·* fläche durchsetzen. ■
    9. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Sammelkammer vorgesehen ist, die von dem Bauteil im Abstand von der ersten Sammelkammer getragen wird und
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    daß Einrichtungen vorgesehen sind, um lüuiii-u i,tei aus der zv/eiten Kammer uex ersten Ka:-1: er zuzuführen, so duü dc-s Kühlmittel ge.'on nie (ixe Wandung üildenuc ti,jorx'liicho der ersten Kaiirier ί-.uJ^rallt und den vorboatii.·- ten Jrue.: dann aufbaut.
    BAD ORlOlNi 009817/1322
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GB (1) GB1271819A (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2533262A1 (fr) * 1982-09-16 1984-03-23 Rolls Royce Perfectionnements apportes aux organes aerodynamiques refroidis de turbomachines a gaz
EP0227579A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-01 United Technologies Corporation Kühlkanal mit Wirbelkammer
EP0227582A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-01 United Technologies Corporation Kühlkanäle mit Stufendiffusor
EP0228338A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-08 United Technologies Corporation Kühlkanäle mit abgerundeten Ecken
EP0319758A1 (de) * 1987-12-08 1989-06-14 General Electric Company Diffusionskühlung einer Schaufelspitze
US4992025A (en) * 1988-10-12 1991-02-12 Rolls-Royce Plc Film cooled components
EP0475658A1 (de) * 1990-09-06 1992-03-18 General Electric Company Turbinenschaufel mit serieller Stossstrahlkühlung durch interne kammerformende Rippen

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3635586A (en) * 1970-04-06 1972-01-18 Rolls Royce Method and apparatus for turbine blade cooling
US3697192A (en) * 1970-05-07 1972-10-10 United Aircraft Corp Hollow turbine blade
US3883268A (en) * 1971-11-01 1975-05-13 Gen Electric Blunted leading edge fan blade for noise reduction
US4203706A (en) * 1977-12-28 1980-05-20 United Technologies Corporation Radial wafer airfoil construction
US4775296A (en) * 1981-12-28 1988-10-04 United Technologies Corporation Coolable airfoil for a rotary machine
US4529358A (en) * 1984-02-15 1985-07-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Vortex generating flow passage design for increased film cooling effectiveness
US4791784A (en) * 1985-06-17 1988-12-20 University Of Dayton Internal bypass gas turbine engines with blade cooling
US4770608A (en) * 1985-12-23 1988-09-13 United Technologies Corporation Film cooled vanes and turbines
DE3603350A1 (de) * 1986-02-04 1987-08-06 Walter Prof Dipl Ph Sibbertsen Verfahren zur kuehlung thermisch belasteter bauelemente von stroemungsmaschinen, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens sowie ausbildung thermisch belasteter schaufeln
US4859147A (en) * 1988-01-25 1989-08-22 United Technologies Corporation Cooled gas turbine blade
US5667359A (en) * 1988-08-24 1997-09-16 United Technologies Corp. Clearance control for the turbine of a gas turbine engine
US5097660A (en) * 1988-12-28 1992-03-24 Sundstrand Corporation Coanda effect turbine nozzle vane cooling
US5653110A (en) * 1991-07-22 1997-08-05 General Electric Company Film cooling of jet engine components
US5356265A (en) * 1992-08-25 1994-10-18 General Electric Company Chordally bifurcated turbine blade
US5651662A (en) * 1992-10-29 1997-07-29 General Electric Company Film cooled wall
US5403159A (en) * 1992-11-30 1995-04-04 United Technoligies Corporation Coolable airfoil structure
US5327727A (en) * 1993-04-05 1994-07-12 General Electric Company Micro-grooved heat transfer combustor wall
US5337568A (en) * 1993-04-05 1994-08-16 General Electric Company Micro-grooved heat transfer wall
DE4328401A1 (de) * 1993-08-24 1995-03-02 Abb Management Ag Turbinenschaufel für eine Gasturbine
US5688104A (en) * 1993-11-24 1997-11-18 United Technologies Corporation Airfoil having expanded wall portions to accommodate film cooling holes
US5482435A (en) * 1994-10-26 1996-01-09 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine blade having a cooled shroud
US6287075B1 (en) 1997-10-22 2001-09-11 General Electric Company Spanwise fan diffusion hole airfoil
GB2343486B (en) * 1998-06-19 2000-09-20 Rolls Royce Plc Improvemnts in or relating to cooling systems for gas turbine engine airfoil
US6099251A (en) * 1998-07-06 2000-08-08 United Technologies Corporation Coolable airfoil for a gas turbine engine
US6036441A (en) * 1998-11-16 2000-03-14 General Electric Company Series impingement cooled airfoil
DE10053356A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-08 Alstom Switzerland Ltd Gekühltes Bauteil, Gusskern für die Herstellung eines solchen Bauteils, sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauteils
US7357351B2 (en) * 2002-07-18 2008-04-15 Eric T. Schmidt Linear shock wave absorber
JP4096706B2 (ja) * 2002-11-13 2008-06-04 株式会社Ihi 薄肉軽量冷却タービン翼
GB2402715B (en) * 2003-06-10 2006-06-14 Rolls Royce Plc Gas turbine aerofoil
US20050220618A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 General Electric Company Counter-bored film-cooling holes and related method
GB0424593D0 (en) 2004-11-06 2004-12-08 Rolls Royce Plc A component having a film cooling arrangement
US7413406B2 (en) * 2006-02-15 2008-08-19 United Technologies Corporation Turbine blade with radial cooling channels
US8047790B1 (en) * 2007-01-17 2011-11-01 Florida Turbine Technologies, Inc. Near wall compartment cooled turbine blade
US7722327B1 (en) * 2007-04-03 2010-05-25 Florida Turbine Technologies, Inc. Multiple vortex cooling circuit for a thin airfoil
CN101446311B (zh) * 2008-10-30 2011-09-28 南京航空航天大学 抑制压气机叶背分离的无源脉冲射流器
DE102009007164A1 (de) * 2009-02-03 2010-08-12 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zum Ausbilden einer Kühlluftöffnung in einer Wand einer Gasturbinenbrennkammer sowie nach dem Verfahren hergestellte Brennkammerwand
GB201103176D0 (en) * 2011-02-24 2011-04-06 Rolls Royce Plc Endwall component for a turbine stage of a gas turbine engine
EP2990605A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel
US10808571B2 (en) * 2017-06-22 2020-10-20 Raytheon Technologies Corporation Gaspath component including minicore plenums
US10927682B2 (en) * 2017-11-16 2021-02-23 General Electric Company Engine component with non-diffusing section
US20230243265A1 (en) * 2022-01-28 2023-08-03 Raytheon Technologies Corporation Ceramic matrix composite article and method of making the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2780435A (en) * 1953-01-12 1957-02-05 Jackson Thomas Woodrow Turbine blade cooling structure
FR1422074A (fr) * 1963-06-20 1965-12-24 Rolls Royce Perfectionnements apportés à l'équipement de combustion de moteurs à turbines àgaz
FR1510874A (fr) * 1966-01-19 1968-01-26 Gen Electric Structure de refroidissement, notamment pour chambre de combustion de moteurs à turbines à gaz
FR91324E (fr) * 1963-06-20 1968-05-24 Rolls Royce Perfectionnements apportés à l'équipement de combustion de moteurs à turbines à gaz
US3388888A (en) * 1966-09-14 1968-06-18 Gen Electric Cooled turbine nozzle for high temperature turbine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2780435A (en) * 1953-01-12 1957-02-05 Jackson Thomas Woodrow Turbine blade cooling structure
FR1422074A (fr) * 1963-06-20 1965-12-24 Rolls Royce Perfectionnements apportés à l'équipement de combustion de moteurs à turbines àgaz
FR91324E (fr) * 1963-06-20 1968-05-24 Rolls Royce Perfectionnements apportés à l'équipement de combustion de moteurs à turbines à gaz
FR1510874A (fr) * 1966-01-19 1968-01-26 Gen Electric Structure de refroidissement, notamment pour chambre de combustion de moteurs à turbines à gaz
US3388888A (en) * 1966-09-14 1968-06-18 Gen Electric Cooled turbine nozzle for high temperature turbine

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2533262A1 (fr) * 1982-09-16 1984-03-23 Rolls Royce Perfectionnements apportes aux organes aerodynamiques refroidis de turbomachines a gaz
EP0227579A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-01 United Technologies Corporation Kühlkanal mit Wirbelkammer
EP0227582A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-01 United Technologies Corporation Kühlkanäle mit Stufendiffusor
EP0228338A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-08 United Technologies Corporation Kühlkanäle mit abgerundeten Ecken
EP0227582A3 (en) * 1985-12-23 1989-04-05 United Technologies Corporation Improved film cooling passages with step diffuser
EP0228338B1 (de) * 1985-12-23 1992-01-29 United Technologies Corporation Kühlkanäle mit abgerundeten Ecken
EP0227579B1 (de) * 1985-12-23 1992-01-29 United Technologies Corporation Kühlkanal mit Wirbelkammer
EP0319758A1 (de) * 1987-12-08 1989-06-14 General Electric Company Diffusionskühlung einer Schaufelspitze
US4992025A (en) * 1988-10-12 1991-02-12 Rolls-Royce Plc Film cooled components
EP0475658A1 (de) * 1990-09-06 1992-03-18 General Electric Company Turbinenschaufel mit serieller Stossstrahlkühlung durch interne kammerformende Rippen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2019076A1 (de) 1970-06-26
US3542486A (en) 1970-11-24
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GB1271819A (en) 1972-04-26
DE1946535B2 (de) 1981-04-09
BE739198A (de) 1970-03-02

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