DE2735362B2 - Turbinenhohlschaufel für eine Gasturbine - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einer Turbinenhohlschaufel entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Unter einem »Wärmerohr« wird bekanntlich eine Vorrichtung z$r, Übertragung von Wärmeenergie verstanden, die ein geschlossenes Rohr aus hochtemperaturbeständigem Werkstoff aufweist. In diesem Rohr gibt eine durch Wärmezufuhr verdampfte Flüssigkeit, insbesondere flussiges Metall, an einer kahleren Stelle ihre Kondensationswärme an die Umgebung ab. Die Rückleitung der kondensierten Flüsigkeit erfolgt durch Kapillareffekt in feinen Rillen, die in die Rohrinnenwand eingefräst oder auf andere Weise ausgebildet sind, so daß das Wärmerohr unabhängig von seiner Lage im Raum und selbst im schwerelosen Raum in der beschriebenen Wete wirksam ist

Eine Turbinenschaufel gemäß dm Oberbegriff des Patentanspruchs mit einem solchen Wärmerohr ist aus dem DE-GM 71 00 849 bekannt Hier Tstreckt sich der Hohlraum des Wärmerohres über die gesamte Schaufel bis in den Schaufelfuß hinein, damit eine möglichst große Temperaturdifferenz zwischen Gastemperatur und Schaufeltemperatur erhalten wird. Diese Temperaturdifferenz bedingt jedoch eine Abkühlung des 4» gesamten Schaufelblattes, weil eine große Wärmemenge aus den Schaufeln in den Bereich des Schaufelfußes abgezogen wird, der dem Heißgasstrom nicht ausgesetzt ist und daher jenen Bereich bildet in dem die Kondensationswärme abgegeben wird. Diese dem « Heißgasstrom entzogene und Ober den Schaufelfuß in die Umgebung abgeführte Wärmemenge stellt eine Verlustenergie dar, die den Gesamtwirkungsgrad der Turbine erniedrigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine so Turbinenhohlschaufel zu schaffen, die ohne Wärmeabfuhr nach außen eine möglichst gleichmäßig ober den Querschnitt herrschende Temperatur des Schaufelblattes im Betrieb beibehalt, um den Werkstoff für die Schaufel optimal ausnutzen zu können, ohne daß der Arbeitsmittelstrom abgekühlt und damit energieärmer wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.

Dadurch, daß dem Arbeitsmittel keine Wärmeenergie entzogen wird und dennoch das Schaufelblatt durch den Wärmeaustausch auf gleicher Temperatur gehalten wird, und zwar sowohl in Profillängsrichtung als auch in Querrichtung, ergibt sich eine Vergleichsmäßigimg der Wärmeverteilung, dh. der Temperaturgradient wird klein. Dadurch, daß über den Hohlraum verlaufend noch eine weitere Kapillaranordnung vorgesehen ist, wird erreicht daß das Wärmetransportmedium sich nicht über den weiten Weg der Schaufelwand entlang bewegen muß, sondern es wird ein Temperaturausgleich auf direktem Wege von der kalten konvexen Schaufelsaugseite nach der heißen konkaven Schaufeldruckseite bewirkt d. h. das Kondensat strömt über die Kapillarschicht von der Saugseite nach der Druckseite und wird dort verdampft während der Wärmeübergang in umgekehrter Richtung erfolgt Die Temperaturdifferenz zwischen Schaufeldruckseite und Schaufelsaugseite entsteht dadurch, daß die Isothermen zwischen den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Schaufeln in unterschiedlicher Schaufelhöhe auftreffen.

Nachstehend whxl ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Querschnitt einer als Leitschaufel ausgebildeten Turbinenhohlschaufel für eine Gasturbine.

Das Schaufelblatt 18 der Leitschaufel wird von der saugseitigen Schaufelwand 19 und der druckseitigen Schaufelwand 20 gebildet die einen Hohlraum 24 umschließen. Innen sind die Schaurelwände 19 und 20 mit Kapillarschichten 21 bzw. 22 aus rostfreiem Gewebe ausgekleidet wobei das der Schaufelwand anliegende Gewebe 21 eine gröbere Maschenweite besitzt als die innere Schicht 22.

Eine weitere Kapillarschicht 22 aus einem Gewebe aus rostfreiem Stahl mit U-förmigem Querschnitt verbindet die im Hohlraum 24 gegenüberliegenden Abschnitte der inneren Stahlgewebe 22 über den Mittelabschnitt des Schaufelblattes 18. Der Hohlraum 24 des Schaufelblattes 18 steht unter Vakuum und enthält eine geringe Menge Natrium, so daß ein Wärmerohr gebildet ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Turbinenhohlschaufel fjj_r eine Gasturbine, deren Hohlraum ein Wärmerohr bildet, (Jessen Wand mit Kapillaren versehen ist, um das verfl-jssigte Wärmetransportmedium von den Stellen niedriger Temperatur zu den Stellen höherer Temperatur zu fördern, wo es unter Wärmeentzug verdampft, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hohlraum (24) nur im Schaufelblatt (18) befindet, und daß eine iu weitere Kapillarschicht (23) zwischen saug- und druckseitiger Wand (19,20) des Schaufelblattes (18) vorgesehen ist