DE2232229B2 - Luftgekühlte Hohlschaufel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekühlte hohle Schaufel eines Gasturbinen.Urahltriebwerkes mit zwei durch eine Zwischenwand getrennten Längskammern, von denen die erste in der Nähe der Eintrittskante der Schaufel und die zweite im Mittelbereich und im Bereich der Austrittskante der Schaufel angeordnet ist, wobei das Kühlmittel aus der ersten Längskammer über Öffnungen im Bereich der Eintrittskante austritt und das Kühlmittel in die zweite Längskammer über ein perforiertes Luftzuführung;* rohr gelangt und über Austrittsöffnungen an der Austrittskante der Schaufel über Strömungshindernisse entweicht.

Bei einer bekannten Schaufelanordnung dieser Bauart (deutsche Offenlegurtgs&chrift 2 042 947) Werden die Strömungshindernisse von Stützrippen und Vorsprüngen gebildet, über die die Kühlluft nach der Austrittskante gelangt, Bei relativ kühl eingelassener Kühlluft wird bei dieser bekannten Schaufel kein ausreichender Wärmeaustausch ermöglicht und die Kühlluft tritt am Austrittsschlitz noch mit einer verhältnismäßig niedriges, Temperatur aus, während aber die Druck- und Saugseite der Schaufel nur einer geringen Kühlwirkung unterworfen ist und auf relativ hohe Temperaturen aufgeheizt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine luftgekühlte Schaufel zu schaffen, bei der das Kühlmittel sowohl für die Oberflächenkühlung der gesamten Schaufelwände als auch für die Innenkühlung der Schaufel nut guter Kühl wirkung ausnutzbar ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer luftgekühlten hohlen Schaufel der eingangs genannten Gattung gelöst durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Im Mittelbereich des Schaufelprofils sind in den Schaufelwänden Austrittsöffnungen der zweiten Längskammer für das Kühlmittel vorgesehen;

b) das Strömungshindernis ist dureh Längswände gebildet, bei denen Durchtrittsöffnungen, die abwechselnd an beiden Enden des Schaufelblattes vorgesehen sind, einen mehrfach gewunde-

nen Kühlkanal ergeben.

Es ist zwar durch die USA.-Patentschrift 3 369 Ih2 bereits eine gekühlte Hohlschaufei bekannt, bei der durch Zwischenwär de ein gewundener Kühlkanal gemäß dem Merkmal b) gebildet wird, jedoch verläuft

to im bekannten Fall dieser Kanal von der Eintnttskante der Schaufel bis zur Austrittskante, so daß die Luft im Mittelbereich der Schaufel bereits stark erwärmt ist, während bei der erfindungsgemäßen Anordnung sine getrennte Kühlluftzuführung nach getrennten

Längskanälen im Bereich der Eintrittskante bzw. des Mittelbereichs erfolgt. Im bekannten Falle ist auch keine Oberflächenkühlung des Schaufelblattes vorgesehen, so daß hierdurch die Kombination nicht nahegelegt ist.

Durch die erfindungsgemäße Kombination wird eine optimale Kühlung der Schaufel von innen her gewährleistet und es wird außerdem eine Filmkühlung auf der Außenseite des Schaufelblattes geschaffen.

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

Fi g. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Turbinenleitschaufel,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß

30 Fig.

Jede Schaufel weist eine innere Plattform und eine äußere Plattform 16 auf. Zwischen den Plattformen liegt das stromlinienförmig gestaltete Schaufelblatt. Dieses ist hohl ausgebildet und durch eine Zwischenwand Ϊ8 in zwei Langskammern 17 und 12 unterteilt. Die Längskammer 17 liegt in der Nähe der Eintrittskante der Schaufel, während die Längskammer 12 sich über den Mittelbereich und den Bereich der Austrittskante der Schaufel erstreckt. Die Längskammer 17 setzt sich durch die äußere Plattform 16 fort und führt nach einer nicht-dargestellten Sammelkammer über dieser Plattform 16. In der Eintrittskante der Schaufel sind Öffnungen 20 angeordnet, die in die Längskammer 17 münden. Durch diese öffnungen 20 kann Kühlluft nach der Außenseite des Schaufelblattes strömen und einen Kühlfilm bilden.

In dem sich über den Mittelbereich der Schaufel erstreckenden Abschnitt der Längskammer 12 ist ein perforiertes Luftzuführungsrohr eingeseift, welches aus zwei mit Lochungen versehenen Blechen 21, 22 besteht. Die Bleche 21 und 22 stoßen auf der einen Seite an die Zwischenwand 18 an und auf der anderen Seite an eine Längswand 19. die den M ittelbereich der Längskammer 12 von deren Austrittskantenbereich trennt und Luftdurchtrittsöffnungen 25 aufweist. Im Bereich der Austrittskante der Längskammer 12 sind weitere Längswände 26, 27, 28 ausgebildet, die an abwechselnden Enden mit Durchtrittsöffnungcn 36, 37. 38 versehen sirtd, die einen mehrfach gewun-

denen Kühlkanal ergeben. Der Austrittsschlitz 29 an der Austrittskante der Schaufel i:t durch stromlinienförmige Streben 30 überbrückt.

Im Schaufelblatt sind Kühlluftaustrittsöffnungen 23 bzw. 24 im Mittelbereich und 31 bzw. 32 im Bereich

6s der Austrittskante vorgesehen.

Im Betrieb wird der Sammelkammer über der Plattform 16 Kühlluft zugeführt, die in die beiden Langskammern 12 und 17 eintritt. Da die Kühlluft

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direkt in die vordere Längskammer 17 eintritt, erfolgt kein merklicher Druckabfall und die Kühlluft kann durch die öffnungen 20 nach der Eintrittskante der Schaufel strömen, wo der Druck des Arbeitsmittels relativ hoch ist und es erfolgt dort eine Filmkühlung der Oberfläche des Schaufelblattes. Die in den Mittelabschnitt der Längskammer 12 durch das perforierte Luftzuführungsrohf ti, ?,2 eintretende kühlluft ge-

<t

langt durch die Perforationsöffnwngen des Rohres und die Austrittsöffnungen 23 bzw. 24 nach der Druckseite bzw. Saugseite des Schaufelblattes und fließt dort ab. Über die Öffnungen 25 tritt ein weiterer Teil der der Längskammer 17 zugefuhrten Kühlluft in den durch die Längswände 26, 27, 28 gebildeten gewundenen Kühlkanal, und aus diesem tritt die Kühlluft mit niedrigem Druck aus dem Austrittsschiitz 29 aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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   Patentanspruch:

   Luftgekühlte hohle Schaufel eines Gasturbinenstrahltriebwerkes mit zwei durch eine Zwischenwand getrennten Längskammern, von denen die erste in der Nähe der Eintrittskante der Schaufel und die zweite im Mittelbereich und im Bereich der Austrittskante der Schaufel angeordnet ist, wobei das Kühlmittel aqs der ersten Längskammer über öffmmgen "itii} Bereich der Eintrittskante austritt tine! das KünTmiftel In die zweite Längskammer über ein perforiertes Luftzuführungsrohr gelangt und über Austrittsöffnungen an der Austrittskante der Schaufel'über Strömüngshihdernisse entweicht,gekennzeichnet durch die kombination folgender Merkmale:

   a) Im Mittelbereich des Schaufelprofils sind in den Schall'elwänden Austrittsöffnungen (23, 24, 31, 32) der zweiten Längskammer (12) für das Kühlmittel vorgesehen;

   b) das Strömungshindernis ist durch Längswände (26, 27, 28) gebildet, bei denen Durchtrittsöffnungen (36, 37, 38), die abwechselnd an beiden Enden des Schaufelblattes vorgesehen sind, einen mehrfach gewundenen Kühlkanal ergeben.