DE2825801A1

DE2825801A1 - Fluessigkeitsgekuehlte turbinenschaufel mit verbessertem waermeuebertragungsvermoegen

Info

Publication number: DE2825801A1
Application number: DE19782825801
Authority: DE
Inventors: James Thomas Dakin; Kenneth Alonzo Darrow; Myron Clyde Muth
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1979-01-04
Also published as: NO150613B; FR2394679A1; IT7824527A0; DE2825801C2; JPS5416015A; GB1596608A; NO782080L; FR2394679B1; IT1096723B; NO150613C; JPS6131281B2; NL7806396A; US4142831A

Description

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Flüssigkeitsgekühlte Turbinenschaufel mit verbessertem Wärmeübertragungsvermögen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf flüssigkeitsgekühlte Turbinenschaufeln. Die allgemeinen Prinzipien einer einen offenen Kreislauf bildenden Flüssigkeitskühlung für Gasturbinensehaufein sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 i|i}6 UQl₃ 3 619 076, 3 658 ^39, 3 816 022 und 3 856 H33 beschrieben. Demzufolge wird die Kühlung der Schaufeln durch eine große Anzahl von sich unter der Oberfläche entlang der Schaufelspanne erstreckenden Kühlkanälen erreicht.

Die Erfindung Ist auf flüssigkeitsgekühlte Schaufeln gerichtet, bei denen die Kühlkanäle eine zylindrische Konfiguration haben. Somit bilden beispielsweise vorgeformte Röhren, die als Kühlkanäle verwendet werden, einen bevorzugten Anwendungsfall für die vorliegende Erfindung. Die Verwendung von vorgeformten Röhren als unterhalb der Oberfläche liegende Kühlkanäle in den Turbinenschaufeln an sich und auch bestimmte Anordnungen derartiger Röhren in den Schaufeln sind an anderer Stelle angegeben.

Versuche irtit in einem offenen Kreislauf durch Wasser gekühlte Schaufeln, bei denen die Achse von jedem Kühlkanal etwa senkrecht zur Drehachse der Turbine orientiert ist, haben gezeigt, daß unter bevorzugten Betriebsbedingungen (beispielsweise Geschwindigkeit der Wassereinströmung, Drehzahl, Temperatur des Arbeitsmittels etc. ) das Wasser sich in einem dünnen Film durch jeden Kanal bewegt. Das Wasser wird durch Zentrifugalkraft durch jeden Kanal gezogen, wobei eine hohe radiale Geschwindigkeit

gleichen

erzielt wird. Zur Zeit erfährt der Film eine starke Coriolis-Kraft, die bei Betriebsgeschwindigkeiten der Kühlwasserzufuhr den Film in ein<;n begrenzten Bereich entlang der Länge des Kühl 111 i Uelkanales drückt. der am weitesten hinten

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angeordnet ist, wenn der Kühlmittelkanal gedreht wird.

Wenn dies auftritt, überdeckt der Flüssigkeitsfilm nur einen kleinen Bruchteil der Oberfläche des Kühlmittelkanales und das Kühlvermögen der Flüssigkeitsströmung wird somit vermindert. Für eine gegebene Wärmeströmung in jeden Kühlmittelkanal hinein resultiert diese begrenzte Fläche in einer höheren Oberflächentemperatur des Kühlmittelkanales, und dies wiederum hat eine hohe Temperatur der Schaufelhaut und eine verkürzte Lebensdauer der Schaufel zur Folge. Es wäre deshalb wünschenswert, die effektive Kühlfläche innerhalb jedes Kühlmittelkanales bei einer gegebenen Geschwindigkeit der Strömung des flüssigen Kühlmittels zu vergrößern, wodurch die Temperatur der Schaufelhaut gesenkt und die Lebensdauer der Schaufel verlängert werden kann.

In dem Artikel von A.E. Bergles in Progress in Heat and Mass Transfer" Band I, herausgegeben von V. Grigull und E. Hahne (Pergamon Press 1969) sind verschiedene Wirbelstromerzeuger in einem einphasigen stationären System beschrieben. In stationären Systemen wird die Kühlströmung durch einen Druckabfall durch einen Kanal gedruckt, und die Wirbelbildung wird auf Kosten einer erhöhten Pumpleistung herbeigeführt. Dieser Artikel enthält jedoch keine Erläuterung oder einen Hinweis zur Lösung des Problems, die effektive Kühlfläche innerhalb der Kühlmittelkanäle in'einem rotierenden System zu vergrößern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden einzelne Kühlmittelkanäle in dem stromlinienförmigen Abschnitt einer flüssigkeitsgekühlten Turbinenschaufel jeweils mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Kröpfungen oder Vorsprüngen versehen, die an beabstandeten Stellen entlang jedes Kühlmittelkanales angeordnet sind, wobei sich jeder Vorsprung entlang dem inneren Umfang des Kühlmittelkanales über eine Bogenlänge von wenigstens etwa 120° in einer Ebene erstreckt, die im allgemeinen senkrecht zu der Wand des Kühlmittelkanales an dieser Stelle verläuft. Die Strömung des flüssigen Kühlmittels, das sich in einem derartigen Kühlmittelkanal während des Betriebes der Turbine unter dem Ein-

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fluß der Zentrifugalkraft bewegt, wird durch die Vorsprünge aufgebrochen und verteilt, wodurch das Kühlmittel einen größeren Bereich der Innenfläche des Kühlkanales berührt.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte und teilweise weggeschnitte Ansicht und zeigt die Wurzel-, Plattform- und Stromlinieförmigen Abschnitte einer flüssigkeitsgekühlten Turbinenschaufel.

Figur 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2 - 2 in Figur 1, wobei die Plattformhaut teilweise beseitigt ist, um das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung zu zeigen.

Figur 3 ist ein Längsschnitt entlang irgendeinem der Kühlmittelkanäle gemäß Figur 2.

Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Aufbau einer Turbinenschaufel ist lediglich als Beispiel anzusehen, denn die Erfindung ist allgemein auf in einem offenen Kreislauf flüssigkeitsgekühlte Turbinenschaufeln anwendbar, die mit unter der Oberfläche angeordneten Kühlkanälen versehen sind, die einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Die gezeigte Turbinenschaufel 10 besteht aus einer Haut 11, 11a, die vorzugsweise aus einem wärme- und abnutzungsbeständigen Material besteht und an einem einteiligen Schaufelkern 12 (d.h. Wurzel/Plattform/Tragflügel) befestigt ist. Der Wurzel- bzw. Fußabschnitt 13 ist, wie aus Figur 1 zu ersehen ist, mit einem üblichen Schwalbenschwanz versehen, durch den Schaufel 10 in einem Schlitz 14 des JRadrandes 16 gehalten ist. Jede Vertiefung IJ, die in der Oberfläche des Plattformabschnittes 18 versenkt ist, ist mit einem Rohrteil 19 verbunden und steht mit diesem in

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Strömungsverbindung, das in eine metallische MatirLx 21 mit hoher üBrmiseher Leitfähigkeit in einer Vertiefung eingesetzt ist, beispielsweise in einen Schlitz 22 in der Oberfläche des Tragflügelabschnittes 23 des Kernes 12. Der Tragflügelabschnitt 23 bildet zusammen mit der Haut 11 den stromlinienförmigen Teil der Schaufel 10. Auf Wunsch können selbstverständlich unter der Oberfläche liegende Kühlmittelkanäle 19 in der Form vorgeformter Röhren in die vertieften Rillen in der Haut 11 eingesetzt sein. Die allgemeine Anordnung von Kühlmittelkanälen, die in der Tragflügelhaut versenkt sind, ist in der eingangs genannten US-PS 3 619 076 angegeben. Wie bereits ausgeführt wurde, ist die Verwendung und die Anordnung von vorgeformten Röhren als Kühlmittelkanälen ρβφβ an anderer Stelle beschrieben.

Ein flüssiges Kühlmittel wird durch die Kühlkanäle in einem im wesentlichen gleichförmigen Abstand von der äußeren Oberfläche der Schaufel 10 geleitet. An den radial äußeren Enden der Kühlmittelkanäle 19 auf der Druckseite der Schaufel 10 stehen diese Kanäle in Strömungsverbindung mit einem Verteiler 2¹J und enden an diesem, der in den Tragflügelabschnitt 23 eingelassen ist. Auf der Druckseite der Schaufel 10 sind die Kühlmittelkanäle in Strömungsverbindung mit einem ähnlichen, nicht gezeigten Verteiler und enden an diesem, der in den Tragflügelabschnitt 23; eingelassen ist. Nahe der Hinterkante der Schaufel 10 verbindest eine Querleitung (die bei 26 gezeigte öffnung) den Verteiler auf der Druckseite mit dem Verteiler 24. Die Kühlung in einem offenen Kreislauf wird dadurch erreicht, daß Kühlflüssigkeit (gewöhnlich Wasser) unter einem kleinen Druck in einer im allgemeinen radial nach außen gerichteten Richtung aus nicht gezeigten Düsen gespritzt wird, die auf jeder Seite der Rotorscheibe angebracht sind. Das Kühlmittel wird in einer ringförmigen Rinne aufgefangen, die nicht im Detail gezeigt ist. Diese Rinne ist in einem Ring 27 ausgebildet, der zusammen mit der Kühlmittelströmung von und zu der Rinne näher in der eingangs genannten US-PS 3 856 433 beschrieben ist.

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Das in den Rinnen aufgefangene flüssige Kühlmittel wird durch nicht gezeigte Zuführlöcher gerichtet, die die Rinnen mit Vorratsräumen 28 verbinden, die jeweils parallel zur Rotationsachse der Turbinenscheibe verlaufen.

Das flüssige Kühlmittel sammelt sich, um jeden Vorratsraum 28 zu füllen, dessen Enden durch zwei Abdeckplatten 29 verschlossen sind. Wenn weiterhin flüssiges Kühlmittel in den Vorratsraum gelangt, tritt der Überschuß über die Oberkante des Dammes 31 auf dessen Länge und wird dadurch der einen oder anderen Seite der Schaufel 10 zugeführt.

Kühlmittel, welches einen gegebenen Damm 31 überquert hat, strömt in radialer Richtung weiter, um in eine sich longitudinal erstreckende Plattformrinne 32 in einer filmähnlichen Verteilung einzutreten und strömt anschließend durch die Zuführlöcher 33 des KühlmitteIkanales. Das Kühlmittel gelangt von den Löchern über Plattform- und Schaufelkanäle zum Verteiler 2H ( und dem nicht gezeigten Verteiler auf der Saugseite).

Da das Kühlmittel über die unteren Oberflächen des Plattformabschnittes und des stromlinienförmigen Abschnittes strömt, werden diese Abschnitte kalt gehalten, wobei eine gewisse Menge des ' Kühlmittels in den gas- oder dampfförmigen Zustand umgewandelt wird, wenn es Wärme aufnimmt,- wobei diese Menge von den relativen Mengen des verwendeten Kühlmittels und der auftretenden Wärme abhängt. Der Dampf oder das Gas und irgendwelches restliche flüssige Kühlmittel treten durch eine öffnung 3^ aus dem Verteiler 24 aus, um vorzugsweise in einen SammeIschlitz (nicht gezeigt) einzutreten, der in dem Gehäuse für eine evtl. Rezirkulation oder Abfuhr der austretenden Flüssigkeit ausgebildet ist.

Die Menge des in das System eingegebene Kühlmittels für einen Durchfluß durch die Kühlkanäle kann variert werden, und in denjenigen Fällen, in denen eine minimale Kühlmittelströmung und hohe Wärmeflüsse vorherrschen, kann eine nachteilige Austrocknung der Kühlmittelkanäle auftreten.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung (wie sie allgemein in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist), können die Innenräume von allen oder bestimmten Kühlmittelkanälen 19 in einer flüssigkeitsgekühlten Turbinenschaufel 12 mit einer Reihe von ringähnlichen Vorsprüngen versehen sein, die in Abständen angeordnet sind und sich um den offenen Kanal herum erstrecken, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Durch eine Anordnung des Vorsprunges 36 vollständig um den Innenumfang des Kanales 19 herum wird ein Kontakt der Kühlflüssigkeit sichergestellt, wenn sich die Flüssigkeit unter dem Einfluß der Coriolis-Kraft entlang dem Kühlkanal bewegt. Wenn sich also jeder Vorsprung 36 vollständig um den Innenumfang herum erstreckt, wie es gezeigt ist, dann ist es nicht erforderlich, die Vorsprünge in den Kühlkanälen 19 in irgendeiner bestimmten Weise während der Fertigung der Schaufel auszurichten. Eine minimale Ausrichtung ist erforderlich-, wenn die Bogenlänge des Vorsprunges wenigstens etwa 180° beträgt. Eine derartige Ausrichtung ist einfach zu erreichen. Vorsprünge mit einer Bogenlänge von weniger als 180° (aber mehr als etwa 120 ) können so angeordnet werden, daß sie sich in einer gestapelten Anordnung im Abstand entlang eines Elementes des im allgemeinen zylinderförmigen Kühlkanales (und deshalb der Röhre) befinden. Die Ausrichtung bei der Schaufelfertigung beinhaltet lediglich, daß der Stapel der Vorsprünge so angeordnet wird, daß der Stapel entlang des während der Rotation der Schaufel hintersten Abschnittes des Kühlkanales angeordnet ist. Je größer die Bogenlänge der Vorsprünge ist, desto einfacher ist diese Ausrichtung zu erzielen. Wenn die Vorsprünge in dieser Weise angeordnet sind, wird die Kühlflüssigkeit, wenn sie durch den Kühlkanal strömt, auf diese Vorsprünge auftreffen.

Ausgehend von dem radial inneren Ende des Tragflächenabschnittes 23 in jedem Kühlmittelfcanal 19 ist eine Reihe von beabstandeten bogenförmigen Vorsprüngen 36 als deformierte Abschnitte der Wand 37 gezeigt. Diese bogenförmigen Vorsprünge (die als Ringe gezeigt sind) sind in Figur 3 parallel zueinander angeordnet, aber dies ist nicht notwenig. Ihr Abstand ist ebenfalls nicht kritisch und kann beispielsweise in dem Bereich von etwa dem

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zweifachen bis etwa dem sechsfachen des Innendurchmessers der Röhren 19 liegen. Der bevorzugte Bereich der Abstände beträgt 3 bis H Durchmesser. Vorzugsweise sind die Vorsprünge 36 mit der Krümmung der Kröpfung etwa in Halbkreisform versehen (wie es in Figur 3 im Schnitt gezeigt ist), indem die Wand 37 deformiert bzw. verformt wird, wodurch eine halbkreisförmige Vertiefung zurückgelassen wird.

Die in Umfangsrichtung verlaufenden Kröpfungen oder Vorsprünge 36 können entweder durch eine Einwärts- oder Auswärtsdeformation von entsprechenden Wandabschnitten in das Rohr 37 eingepreßt werden, beispielsweise durch eine Explosivformgebung. Alternativ können die Vorsprünge als separate Elemente ausgebildet und später an der Innenfläche der Wand 37 befestigt werden. Die Dicke des Wandmaterials 36 kann in dem Bereich von etwa 0,125 bis 0,25 mm (5 - 10 mils) liegen, wobei die größere Dicke vorzuziehen ist, wenn die Wand verformt werden soll.

Wenn also flüssiges Kühlmittel in jedes Rohrelement 19 eintritt und durch Zentrifugalkraft als ein dünner Film durch diesen Kanal gezogen wird, so muß selbst darm, wenn eine starke Coriolis-Kraft auf den Film einwirkt und diesen zum hintersten (relativ zur Drehrichtung) Bereich des Rohres 19 drückt, der so eingeengte Film bei seiner Strömung nach außen auf jeden in Umfangsrichtung verlaufenden Vorsprung 36 treffen, der gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Die Berührung zwischen dem Flüssigkeitsfilm und jedem Vorsprung 36 erzeugt eine ausreichende kontinuierliche Aufspaltwirkung, um die Coriolis-Segretation von einem Teil der Flüssigkeit in dem Film zu überwinden, wodurch die Berührungsfläche zwischen dem flüssigen Kühlmittel und der Innenwand der Röhre 19 auf ihrer Länge vergrößert wird. Dies führt zu einer signifikanten Vergrößerung der Wirksamkeit des mit eine Flüssigkeit arbeitenden Kühlmechanismus.

Die Ausdehnung von jedem Vorsprung oder Wulst 36 (bei einer Betrachtung von Figur 2) nach innen muß nicht so groß sein,

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daß die Strömung von Dampf entlang dem Kanal 19 beeinträchtig wird. Gewöhnlich wird man nicht mehr als 50 % des Querschnittes des Kanales 19 blockieren wollen. Bei einigen Konstruktionen

die Kanäle 19 auch nicht genau zylinderförmig sein, da es notwendig sein kann, die ansonsten zylindrischen Röhren zu biegen, um den Schaufelkonturen zu entsprechen.

Es wurden Versuche bei einer Reihe von Temperaturen in dem Bereich von etwa 37 - 200⁰C (100 - JjOO⁰F) mit einer rohrförmigen Anordnung durchgeführt, die wie folgt aufgebaut war. Zunächst wurde ein Rohr 37 aus vergütetem rostfreiem Stahl (US.-Nr. 3^7) mit einem Außendurchmesser von 0,318 cm (0,125 Zoll) und einer Wanddicke von 0,25 mm (0,010 Zoll) deformiert, um die nach innen ragenden Ringe 36 in die Rohrwand einzubringen, die im Abstand von etwa 3 Rohrdurchmessern angeordnet waren; dann wurde ein Kupferdraht um das Rohr 37 in jeder Vertiefung hinter dem Vorsprung 36 gewickelt, und das Rohr 37 wurde dann über seiner Außenfläche mit Silber plattiert; weiterhin wurde ein Kupferrohr 38 (ein 1/8 Zoll Innendurchmesser, 1/4 Zoll Außendurchmesser) über das Silber-plattierte Stahlrohr 37 gezogen, wobei die Kupferfülldrähte verformt wurden, um jede Vertiefung auszufüllen; als nächstes wurden die zwei Röhren metallurgisch miteinander verbunden durch Erhitzen in einem Ofen mit trockenen Wasserstoff. Schließlich wurde die so gebildete Einheit in einen Kupferblock gelötet, in dem auch unter dem Handelsnamen Calrod geführte Heizelemente eingebettet waren. Die zusammengesetzte Röhrenstruktur wurde in einem Winkel zur radialen Richtung angeordnet, damit während der im folgenden zu beschreibenden Versuche der Kupferblock bei seiner Drehung die zusammengesetzte Rohrstruktur in zwei unterschiedliche Schwenkorientierungen bringen würde, wenn er in entgegengesetzte Richtungen gedreht wird.

Es wurde eine ähnliche zusammengesetzte Rohrstruktur ohne Vorsprünge 36 (ebene Kanäle) hergestellt und in ähnlicher Weise in einem Kupferblock eingebettet, der mit den entsprechenden Reizeinheiten versehen war, Es wurde noch eine weitere Konfiguration getestet, um Vergleichsdaten zu liefern. Bei dieser

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letzten Konfiguration wurde eine Rohranordnung unter Verwendung der gleichen Materialien und Dimensionen wie in den zwei vorstehend beschriebenen Konstruktionen hergestellt. Anstelle der in Umfangsrichtung verlaufenden Vorsprünge 36, wie in der ersten Rohrstruktur, wurden jedoch zahlreiche punktförmige oder konische Versenkungen in das aus rostfreiem Stahl bestehende Rohr 37 eingearbeitet, die von dem Rohr nach innen ragten und in einem relativ gleichförmigen Abstand um den Umfang herum und auf der Länge des Rohres in einer im allgemeinen schraubenförmigen Konfiguration angeordnet waren. Die punktförmigen Vertiefungen waren im Abstand von etwa einem Rohrdurchmesser angeordnet. Anstelle der Kupferdrähte, die in der ersten Struktur verwendet waren, um die Aussparungen hinter den Vertiefungen auszufüllen, wurde Kupfer durch Plammensprühen in diese Versenkungen auf der Außenseite des deformierten Rohres aus rostfreiem Stahl aufgebracht. Ansonsten war das Pertigungsverfahren identisch mit dem vorstehend für die erste Struktur beschriebenen Verfahren.

Jede Kupferblockanordnung mit ihrer jeweiligen Kühlkanalkonfiguration wurde dann getestet, um ihr Wärmeübertragungsvermögen in einer einer Gasturbine ähnlichen Umgebung zu bestimmen. Jede Blockanordnung wurde in dem Nutzlastabschnitt eines motorisierten Prüfgerätes angeordnet und mit 36OO U/min bei einem Abstand von 56.cm (22 Zoll) von der Rotationsachse rotiert. Das Zentrifugalkraft feld auf die Blockanordnung war vergleichbar mit demjenigen einer Turbinenschaufel in einer industriellen Gasturbine. Jeder Blockanordnung wurde Wärme mit einer genau bemessenenen Geschwindigkeit durch die Calrod-Heizelemente zugeführt. Es wurde während der Rotation Wasser durch die Kühlmittelkanäle geleitet und die Temperatur des Wassers (des Kühlmittels), das in den Block eintrat, um durch den Kühlmittelkanäle zu strömen, wurde gemessen. Weiterhin wurde die Temperatur des Kupferblockes mit Thermoelementen gemessen, um so die Wirksamkeit der Kühlwirkung zu ermitteln.

Die Messungen der Kupferblocktemperaturen wurden koordiniert mit der in den Kupferblock eingeführten Wärmemenge (Calrod-Heiz-

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leistung). Die Ergebnisse dieser Versuche wurden in Kurvenbildern aufgetragen und verglichen. Bei einem typischen Anwendungsfall einer Gasturbine kann angenommen werden, daß ein Kühlmittelkanal mit der in dem Versuch verwendeten Länge (12,5 cm) 2600 Watt an Wärme von der benachbarten Schaufelfläche abführen kann, wobei sich das Kupfer auf einer Temperatur von 110°C (200°F) über der Wassersättigungstemperatur (d. h. 100 C für diese Daten) befindet. Wenn dieses Konstruktionsziel mit dem oben angegebenen Kurvenbild verglichen wurde, so wurde gefunden, daß die Daten für die erste zusammengesetzte Röhrenkonstruktion (d. h. die die Umfangsvorsprünge 36 verwendende Konfiguration) das gewünschte Ziel ziemlich nahe extrapolierten. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Vorsprünge 36 ist die Tatsache, daß die Daten zeigten, daß diese Konfiguration unempfindlich ist gegenüber der Orientierung des Kühlmittelkanales in bezug auf die radiale Richtung (d. h. die jeweilige Schwenkung).

Im Gegensatz dazu war die Leistungsfähigkeit des mit den punktförmigen Versenkungen versehenen Kühlmittelkanales sehr schlecht. Diese schlechte Leistungsfähigkeit könnte entweder an einer schlechten Verbindung zwischen dem Kupfer und dem rostfreien Stahl oder an einem gewissen natürlichen Nachteil dieser bestimmten Konstruktion liegen. Beispielsweise kann die schmale Cöriolis-Strömung des Wassers lediglich um den kleinen Anteil der punktförmigen Versenkungen herumgeleitet worden sein, auf die es auftraf. Die Kupferblockanordnung, die die glatte Kanalkonstruktion verwendete, war wesentlich schlechter als die Konstruktion mit den Vorsprüngen 36. So extrapolierten die Daten für den glatten Kanal höhere Kupfertemperaturen bei der Konstruktionsmäßig vorgesehenen Eingangswärme und die Daten zeigten auch eine wesentliche Schwenk-Empfindlichkeit. Nachfolgende Daten für den glatten Kanal zeigten ein verheerendes Ausbrennverhalten bei einer Eingangs leistung der Heizelemente von 2000 Watt. Eine getrennte Konstruktion, die eine Niekel-Auskleidung anstelle der Auskleidung aus rostfreiem Stahl verwendete, zeigte ein Ausbrennverhalten für die glatte Kanalkonstruktion bei einer

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- 13 Eingangs leistung der Heizelemente von 13OO Watt.

Röhren aus rostfreiem Stahl, die mit den entsprechenden Kröp'fungen 36 versehen sind, können auf einfache Weise gefertigt werden durch Walz- oder Stanzvorgänge oder durch Explosivverformung.

Die Verwendung der oben genannten Materialien, Formen und Größen sind lediglich Ausführungsbeispiele und können vom Fachmann auf einfache Weise abgewandelt werden.

Der Begriff "Schaufel", wie hier verwendet ist, soll alle rotierenden Turbomaschinenschaufeln bzw. Blätter umfassen.

Der für den besten Betrieb vorgeschlagene Aufbau verwendet ringähnliche Vorsprünge 36, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Somit soll die Bogenlänge dieser Vorsprünge die vollen 36O⁰ umfassen oder möglichst viel von 36O⁰, wie es bei dem jeweiligen Verfahren möglich ist, das zur Ausbildung der bogenförmigen Vorsprünge verwendet wird. Die folgenden Materialien können verwendet werden: Rohr 37

Rohr 37 rostfreier Stahl (US-Bezeich

nungen A-286 oder In-718)

Einbettung 21 für

die Röhren An Ort und Stelle verdich

tetes Kupferpulver

Für eine einfache Fertigung wird die Krümmung der Vorsprünge im Querschnitt etwa halbkreisförmig gemacht, und der Abstand zwischen den bogenförmigen Vorsprüngen beträgt den 3- bis 4fachen Rohrdurchmesser.

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e e rs e i ϊ e

Claims

Ansprüche

j Flüssigkeitsgekühlte Turbinenschaufel mit einem Tragflügelabschnitt, einem Plattformabschnitt und einem Wurzelabschnitt, wobei der Wurzelabsehnitt speziell geformt ist für einen Eingriff mit einem Rotor für eine Rotation der Schaufel in einer vorbestimmten planaren Richtung und wobei wenigstens der Tragflüge labs ehnitt zahlreiche unter der Oberfläche liegende Kühlmittelkanäle aufweist, die entlang den Druck- und Saugseiten verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (19) entlang der Spanne des Tragflüge labs chnittes (2 3) verlaufen und eine Mehrzahl von nach innen ragenden, bogenförmigen Vorsprängen (36) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung entlang den: Innenumfang der Wand (37) eines einzelnen Kühlmittelkanales verlaufen und die eine Bogenlänge von wenigstens etwa 120° aufweisen und im Abstand zu benachbarten Vorsprüngen angeordnet sind, wobei jeder der Vorsprünge im wesentlichen in einer getrennten Ebene im allgemeinen senkrecht zu der Wand des Kühlmittelkanales an der gegebenen Station liegt.

2. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorsprünge (36) Bereiche der deformierten Wand des Kühlmittelkanals sind.

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5. Turbinenschaufel nach Anspruch 2, dadurch gekenn s e i c h net, daß der Kühlmittelkanal rohrförmig und irt. Kupfer eingekapselt ist..

^J:. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch g e kenne e i c h η e t , daß die Bogenlänge von jedem

Vorsprung zwischen etwa 120^J und etwa 18O° liegt und alle Vorspriirige in einem ausgerichteten Stapel angeordnet sind.

5. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bogenlänge von jedem Vorsprung wenigstens etwa 130 beträgt.

6. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bogenlänge von jedem Vorsprung im wesentlichen 3θΟ beträgt.

7. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß die Krümmung der Vorsprünge im Querschnitt etwa halbkreisförmig ist.

8. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorsprünge in einem ge-

; gebenen Kühlmittelkanal in einem Abstand des etwa 2 bis etwa 6f achen Durchmessers des Kiihlmittelkanales angeordnet sind.

9. Turbinenschaufel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand der Vorsprünge in dem Bereich des etwa 3 bis ^fachen des Durchmessers des Kühlmittelkanales liegt.

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