DE2550100A1 - Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Gasturbinentriebwerk

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DE2550100A1
DE2550100A1 DE19752550100 DE2550100A DE2550100A1 DE 2550100 A1 DE2550100 A1 DE 2550100A1 DE 19752550100 DE19752550100 DE 19752550100 DE 2550100 A DE2550100 A DE 2550100A DE 2550100 A1 DE2550100 A1 DE 2550100A1
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    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • 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
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/201Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

VATXS
Dipl. ing. K. HOLZEB Si»AUGSBURG
-WEI-SEn-STBABS« IA
TKLKFOV
R. 944
Augsburg, den 5. November 1975
Holls-Royce (197D Limited, M or folk tiouse, 3t. James* 3 .Square,
London SwIY 4JS, England
Gas turbinentrieb
Die Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk mit einem Verbrennungsgase führenden Kanal und mit Mitteln zum Kühlen der Kanalwand mittels Kühllufte
Die VJandinnenfläche des Verbrennungsgaskanals ist unmittelbar den heißen Verbrennungsprodukten ausgesetzt«,
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Es ist bekannt, die Kanalwand zu kühlen, indem man Kühlluftstrahlen auf die Wandaußenfläche auftreffen läßte Derartige bekannte Anordnungen weisen den Nachteil auf, daß die Kühlluft, nachdem sie auf die Viand außenfläche aufgetroffen und durch Berührung mit ihr erhitzt worden ist, an dieser Wandaußenfläche entlangströmen muß, bevor sie einen Kühlluftauslaß erreicht. Da die erhitzte Luft an der ■■■landaußenfläche verbleibt und sich außerdem mit friscner Kühlluft vermischt, ist die Wirksamkeit des Kühlvorgangs herabgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur Kühlung der Verbrennungsgaskanalwand zu schaffen.
Zur Lösung, dieser Aufgabe ist ein Gasturbinentriebwerk der eingangs dargelegten Art gemäß der Erfindung dadurcn gekennzeichnet, daß die Mittel zum Kühlen der Kanalwand eine Kühlluftkammer aufweisen, die durch eine gemeinsame Wand vom Verbrennungskanal getrennt ist und die durch eine Trennwand in einen von der gemeinsamen Viand abgelegenen, "lit einer "iühlluftquelle verbundenen Einlaßabschnitt und einen an die gemeinsame Wand angrenzenden, mit einem Kühlluftauslaß versehenen Auslaßabschnitt unterteilt ist, und daß die Trennwand zur geneinsamen '.fand hin vorspringende
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Abschnitte aufweist, die jeweils zwischen sich zum Auslaßöereicn gehörende Zwischenräume bilden und mit zur gemeinsamen wand nin gerichteten Düsenöffnungen versehen sind.
Ir. betrieb der er find ungs geraäßen Kühlanordnung prallt die erhitzte Kühlluft von der gemeinsamen Wand zurück, and indem sie in die zwischen den vorspringenden Bereichen der Trennwand gebildeten Zwischenräume gelangt, kann sie ohne Vermischung mit frischer Kühlluft von der gemeinsamen »Vana weg strömen.
üin Ausfüiirungobeijjiel der Erfindung wird nachstellend mit 3ezu,c auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Ss zeigen:
Fig. 1 einen schematischen üalbscmiitt
durch ein Triebwerk nach der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit aus
Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie IH-IIi
in Fig. 2,
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Fig. H einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch
eine etwas abgewandelte Ausführungsform, und
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V
in Fig. 4.
Das in Fig. 1 dargestellte Triebwerk weist einen Verdichter 1 zum Fördern von Luft in eine Luftkammer 2 auf, aus welcher die Luft in eine Brennkammer 3 eintritt. Die aus der Brennkammer kommenden Verbrennungsprodukte 3trömen durch einen ringförmigen Kanal 10, der einen Laufschaufelkranz 5 einer Turbine 6 enthält, welch letztere den Verdichter antreibt. Der Kanal 10 weist eine durch Fußplatten 7 der Schaufeln 5 gebildete innere Wand und eine feststehende äußere Wand 11 auf. Die Kanalachse ist mit A bezeichnet.
Die Wand 11 (Fig. 2 und 3) weist eine dem heißen Verbrennungsgasstrom zugewandte Innenfläche HA undine dem Inneren einer Kammer 12 zugewandte Außenfläche auf, so daß die Wand 11 der Kammer 12 und dem Kanal 10 gemeinsam ist. Die Kammer 12 enthält Röhren 13, die Trennwandelemente darstellen, welche die Kammer in einen durch das Röhreninhere gebildeten Einlaßbereich 12A und einen die Röhren umgebenden Au3laßbereich 12B unterteilen. Die Röhren sind mit gegen-
_ 4 _
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.ζ r
3eitigen Abständen angeordnet und verlaufen in Richtung der Achse A und zueinander und zur Wandaußenfläche HB parallel. Der Wandaußenfläche HB zugewandte Abschnitte 13A stellen zur Wand 11 hin vorspringende Trennwandabschnitte dar und oilden zwischen sich Zwischenräume 14o An ihren am nächsten zur Wandaußenfläche HB gelegenen Bereichen sind die Abschnitte 13A mit Düsenöffnungen 15 versehen, die Kühlluftstrahlen J zur Wandaußenfläche HB hin richten. Die Kühlluft wird vom Verdienter abgezweigt und gelangt durcn einlasse 16 in den iinlaßbereich 12A„ Der AuslaßDereicn 12B ist mit Auslässen 17 versehen. Nach dem Auftreffen auf die Wandfläche Hd strömt die Luft in die Zwischenräume 14, wie durch die Strömungspfeile F angedeutet ist, und von dort zu den Auslässen IJ, Infolge dieser Anordnung stört der Rückstrom der erhitzten Luft von der "Wandfläche 113 die frischen Kühlluftströmfi aus den Düsenöffnungen, d.h. die Kühlstrahlen J, nicht.
Der Auslaß 17 führt in eine Düsenleitschaufel 8 stromauf der Laufschaufeln 5 und die Luft wird schließlich durch Austrittsöffnungen 9 in der Hinterkante der Leitschaufel ö in den Kanal 10 geleitet. Die Auslässe 17 können jedoch an irgendeiner Stelle der Kanalwand 11 stromauf der Laufschaufeln angeordnet sein, wie beispielsweise bei 17A angedeutet ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausfuhrungsform, bei welcher
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die Kammer 12 mittels einer Trennwand 20 in Form eines gewellten Bleches in den Einlaßbereich 12A und den Auslaßbereich 12B unterteilt ist. Die Trennwand weist vorspringende Bereiche 2OA auf, die durch Zwischenräume 21 voneinander getrennt sind und die Düsenöffnungen 15 enthalten. Durch den Einlaß 16 tritt Kühlluft in den Einlaßbereich 12A ein und strömt von der tfandaußenfläche llß durch die Zwischenräume 21 zu den Auslässen 17 ab.
Bei den beschriebenen Beispielen erstreckt sich die Kammer 12 hauptsächlich über den Bereich der Laufschaufeln 5« Gemäß einer nicht dargestellten Abwandlung erstreckt sich die Kammer über den Bereich der Leitschaufel 8 zur Kühlung desjenigen Teils der Kanalwand 11, von welcher die Leitschaufeln ausgehen.
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Claims (4)

  1. Patentansprüche
    \ 1. 'Gasturbinentriebwerk rait einem Verbrennungsgase führenden Kanal und mit Mitteln zum Kühlen der Kanalwand mittels Kühlluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Kühlen der Kanalwand eine Kühlluftkammer (12) aufweisen, die durch eine gemeinsame Wand (11) vom Verbrennungsgaskanal (10) getrennt ist und die durch eine Trennwand (13; 20) in einen von der gemeinsamen Wand abgelegenen, mit einer Kühlluftquelle (2) verbundenen Einlaßabschnitt (12A) und einen an die gemeinsame Wand angrenzenden, mit einem Kühlluftauslaß (17) versehenen Auslaßabschnitt (12B) unterteilt ist, und daß die Trennwand zur gemeinsamen Wand hin vorspringende Abschnitte (13A; 2OA) aufweist, die jeweils zwischen sich zum Auslaßbereich gehörende Zwischenräume (14; 21) bilden und mit zur gemeinsamen Wand hin gerichteten Düsenöffnungen (15) versehen sind.
  2. 2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die genannten vorspringenden Trennwandabschnitte (13A; 20A) in Reihen und in Richtung der Verbrennungsgaskanalachse angeordnet sind.
  3. 3. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-
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    zeichnet, daß die Trennwand durch eine Anzahl von etwa parallel zur gemeinsamen Wand (11) verlaufende, mit gegenseitigen Abständen angeordnete Röhren (13) gebildet ist und daß das Röhreninnere den genannten Einlaßbereich (12A) und die der gemeinsamen Wand zugewandten Röhrenteile (13A) die genannten vorspringenden, die Düsenöffnungen (15) enthaltenden Trennwandabschnitte darstellen.
  4. 4. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand durch ein gewelltes Blech (20) gebildet ist, und daß die Wellen dieses Bleches die genannten vorspringenden Trennwandabschnitte (2OA) bilden, welch letztere die Düsenöffnungen (15) enthalten,,
    5, Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte gemeinsame Wand (11) einen LaufschaufeIkranζ (5) eines Turbinenrotors (6) umschließt und daß der KühlIuftauslaß (17) durch eine stromauf des Laufschaufelkranzes in der gemeinsamen Wand gebildete, in den Verb rennungs gaskanal (10) ausmündende öffnung gebildet ist.
    - 8 -609821 /0293
    Leerseite
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