DE2356721C3 - Kühleinrichtung für hohle Laufschaufeln einer axial durchströmten Turbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für hohle Laufschaufeln einer axial durchströmten Turbine mit einem scheibenförmigen Laufrad, das Axialnuten zur Aufnahme der Schaufelfüße aufweist, mit einer dem Laufrad zugeordneten kreisringfÖTnigen Platte, die sich dichtend von einem Bereich radial innerhalb der Schaufelfüße bis zu den Fußplatten der Laufschaufeln hin erstreckt und an dem Laufrad befestigt ist, wobei eine kreisringförmige Kühlluftzuführung über einen drallerzeugenden feststehenden Leitapparat zu einer der Platte axial benachbarten Ringkammer vorgesehen ist, von der aus die Kühlluft durch Öffnungen in der Platte in den von der Platte und dem Laufrad gebildeten Zwischenraum gelangt und von dort radial nach außen den Kühllufteintrittsöffnungen in den Schaufelfüßen zugeführt wird.

Eine derartige Kühleinrichtung ist aus der GB-PS 8 43 278 bekannt.

Die Verwendung einer Kühleinrichtung für hohle Laufschaufeln bedingt Verluste bezüglich des Gesamtwirkungsgrades der Turbine. Dennoch ist eine Kühleinrichtung für Hochleistungs-Gasturbinen unbedingt erforderlich, um hohe Arbeitsmitteltemperaturen überhaupt erzielen zu können.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung für hohle Laufschaufeln der angegebenen Art so zu verbessern, daß bei vergleichbarem Aufwand der Kühleffekt für die Laufschaufeln noch wirksamer wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Kühleinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst, daß an den Schaufelfüßen radial verlaufende Rippen vorgesehen sind, die sich von der Stirnfläche der Schaufelfüße in den Zwischenraum bis zur Platte hin f>5 ax'al erstrecken.

weist.

Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ermöglicht durch eine erhöhte Pumpwirkung eine vergleichsweise intensivere Kühlung der hohlen Laufschaufeln, wodurch eine längere Lebensdauer bei gleichbleibenden Arbeilsparametern oder aber ein erhöhter Wirkungsgrad auf Grund erhöhter Umlaufgeschwindigkeiten bzw. Arbeitsiemperaturen erzielt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Kühlanordnung mit zugeordneten Turhinenteiien,

Fig. 2 eine Endansicht längs der Linie 11-11 nach F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab längs der Linie 111-111 nach F i g. 2, durch einen Schaufelfuß und hierzu radial verlaufende Rippe.

Wie an Hand der F i g. 1 ersichtlich, sind die Laufschaufeln 12 um den Umfang des Laufrades 16 herum angeordnet. Vermittels Schaufelfüßen 18 sind die Laufschaufeln 12 in dem Laufrad 16 befestigt- Die Stromabenden der Laufschaufeln 12 sind axial auf dem Laufrad 16 vermittels ringförmiger Teile 20 festgelegt. Die Stromaufenden der Schaufeln 12 sind an einer kreisförmigen Platte 22 befestigt, die ihrerseits an dem Laufrad 16 befestigt ist. Der äußere Umfang der kreisförmigen Platte 22 erstreckt sich in Ausnehmungen in den Laufschaufeln 12. Die Befestigung der kreisringförmigen Platte 22 an dem Laufrad 16 erfolgt vermittels Bolzen 24. Die Bolzen 24 erstrecken sich durch Stege 28, die als Verlängerungen der kreisringförmigen Platte 22 ausgebildet sind und nach innen von dem inneren Umfang 29 derselben vorspringen. Es ist eine Labyrinthdichtung 56 für eine Ringkammer 60 vorgesehen.

Das Kühlluftsystem weist einen Einlaßkanal 62 auf. der mit einer unter Druck stehenden Kühlluftquelle verbunden ist, vorzugsweise dem Verdichterauslaß des Triebwerks. Der Einlaßkanal 62 mündet in einen mittleren Kanal 66, der sich bis zu Leitschaufeln 69 erstreckt. Durch die Leitschaufeln 69 wird die Kühlluft mit Drall in einer ringförmigen Richtung und mit einer Geschwindigkeit dergestalt geführt, daß die tangentiale Komponente derselben angenähert die Umfangsgeschwindigkeit des benachbarten Teils des Laufrades 16 erreicht. Hierdurch ergibt sich ein Minimum an relativen Bewegungs- oder Reibungsverlusten, wenn die Kühlluft zwischen den Stegen 28 in dem Einlaß, und zwar am Umfang 29 der kreisringförmigen Platte 22, eines radialen Zwischenraums 72 tritt, der durch die kreisringförmige Platte 22 und das Laufrad 16 begrenzt ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der an den Stirnflächen der Schaufelfüße 18 radial verlaufenden Rippen 78, die sich in den Zwischenraum bis zu der kreisringförmigen Platte 22 hin axial erstrecken, wird der Gesamtwirkungsgrad der Kühleinrichtung wesentlich verbessert, da hierdurch ein zusätzlicher Kühlluftfluß durch die Kühlkanäle gepumpt wird. Nach den Rippen 78 fließt die Kühlluft in die Kühlkanäle 74 und 76 der Laufschaufeln 12 und wird dort in den heißen Gasstrom abgegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: ^"^

1. Kühleinrichtung für hohle Laufschaufeln einer axial durchströmten Turbine mit einem scheibenförmigen Laufrad, das Axialnuten zur Aufnahme der Schaufelfüße aufweist, mit einer dem Laufrad zugeordneten kreisringförmigen Platte, die sich dichtend von einem Bereich radial innerhalb der Schaufelfüße bis zu den Fußplatten der Laufschaufeln hin erstreckt und an dem Laufrad befestigt ist, wobei eine kreisringförmige Kühlluftzuführung über einen drallerzeugenden feststehenden Leitapparat zu einer der Platte axial benachbarten Ringkammer vorgesehen ist, von der aus die Kühlluft durch Öffnungen in der Platte in den von üer Platte und dem Laufred gebildeten Zwischenraum gelangt und von dort radial nach außen den Kühllufteintriusöffnungen in den Schaufeifüßen zugeführt wird, d a durch gekennzeichnet, daD· an den Schaufelfüßen (18) radial verlaufende Rippen (78) vorgesehen sind, die sich von der Stirnfläche der Schaufelfüße (18) in den Zwischenraum bis zur Platte (22) hin axial erstrecken.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat in bekannter Weise Leitschaufeln (69) aufweist.

Eine vorteilhafte Fortbildung dieser Kühleinrichtung besteht darin, daß der Leitapparat in an sich aus der DT-OS 20 03 947 bekannter. Weise Leitschaufeln auf-