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Luftgekühlter Gasturbinenläufer mit Hohlschaufeln und zwei angebauten
Schleuderladern zur Innen- und Fußteilkühlung Die für Gasturbinen mit hohen Eintrittstemperaturen
und Beanspruchungen, wegen der beschränkten Warmfestigkeit der Werkstoffe erforderliche
Kühlung der besonders 'heißen und daher gefährdeten Bauteile (Schaufeln) geschieht
vielfach durch Luft, besonders hei Verwendung in Luftfahrttriebwerken, in der Weise,
daß Rad und Schaufelung hohl ausgebildet sind und beim Umlauf das Kühlmittel durch
die Schleuderwirkung selbst hindurchgepumpt wird.
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Die Betriebssicherheit und Lebensdauer hängt von der erreichbaren
Kühlwirkung ab, für welche neben der Eintrittstemperatur des Kühlmittels, dem Verhältnis
der kühlmittelberührten Oberflächen zur wärmeaufnehmenden Oberfläche an der Lauf-Schaufel
in erster Linie die Kiihlluftmenge maßgebend ist;.dieser Durchsatz ist aber von
den baulichen Abmessungen, von der strömungstechnischen Gestaltung, von Betriebsdrehzahl
und Ansaugdichte abhängig und wird entscheidend von der gleichzeitig auftretenden
Beheizung durch d,ie anliegenden heißen Bauteile, namentlich der Laufschaufel, beeinträchtigt,
und zwar um so stärker, je kleiner der zur Wärmeaufnahme durchgedrückte Kü'hlmittelstrom
ist.
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Nicht zu vernachlässigen ist hierbei die Rufheizung des Läufers durch
die Nac'hbarsc'haft heißer wärmeausstrahlender Gehäuseteile, die sich in einer zusätzlichen
Abnahme des Kühlluftdurchsatzes äußert.
Selbst bei günstigsten Verhältnissen
wind namentlich mit zunehmender Flughöhe, d. h. abnehmender Ansaugdichte, je nach
der Gestaltung des Läufers ein Zustand erreicht, für den selbst bei kürzester zulässiger
Lebensdauer der hochbeanspruchten Bauteile ein weiteres Absinken des Kühlmitteldurchsatzes
ohne Gefahr nicht zugelassen werden kann.
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Die erreichbare Verbesserung der Lebensdauer durch Ansaugen vorverdichteter
Luft, abgezapft aus dem zum Triebwerk gehörigen Lader, beschränkt die mögliche Aufladung
und ist in vielen Fällen nicht wirtschaftlich genug, namentlich bei reinen Durdhflußtriebwerken,
wo die Verdichtereinrichtung einen möglichst geringen Kraftbedarf haben soll.
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Andere Kühlarten, wie z. B. die unterbrochene Außenkühlung der ganzen
Schaufel nach Art eines bestimmten Vorwärmers, dessen Kennzeichen darin besteht,
daß jede einzelne Schaufel nacheinander einen gasbeaufschlagten und einen kühlluftbeaufschlagten
Bogen durchläuft und die Kühlluft z. B. unter Benutzung des Fahrtwindstaus durchströmt,
ergeben grundsätzlich keine besseren Verhältnisse, namentlich dann nicht, wenn das
Gasschluckvermögen der Turbine groß sein soll, weil zu der erhöhten Beanspruchung
durch die größere Schaufellänge die Gefahr von Schwingungen durch die stoßende Beaufschlagung
hinzukommt.
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Für thermisch und mechanisch besonders hochbeanspruchte Gasturbinen
wird man versuchen, durch Überlagerung beider Kühlarten die Wandtemperaturen so,
weit wie irgend möglich zu senken; freilich bleibt selbst bei Anordnung eines noch
so kleinen Kühlteiles im Gasbeaufschlagungsbogen immer der schwingungsanregende
Impuls erhalten, der besonders unangenehm ist, da durch die Verlegung des axialen
Ringquerschnittes für Kühlzwecke die Sdhaufellängen bei gewissen geforderten größeren
Gasdurchsätzen zunehmen und in der Schaufelung keine wesentliche Reaktion wegen
des geringen für den Kühllufbdurchtritt verfügbaren Gefälles zugelassen werden kann.
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Es wurde zwar vorgeschlagen, die Düsen und Leitbleche hohl auszubilden
und durch einen Schlitz am Austrittsende Kühlluft austreten zu lassen, wobei .die
Saugwiderstände von einem besonderen auf der Turbinenwelle sitzenden Schleuderlader
überwunden werden.
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Durch diese Beaufschlagungskühlung für die ganze Höhe der Schaufel
sollen Düsen und Schaufelung unabhängig vom Entspannungsverhältnis gleichbleibende
Temperaturen erhalten. Abgesehen davon, daß das Arbeitsvermögen des Treibgases durch
die eintretende Abkühlung bei der Mischung mit der Kühlluft aus den Leitblechen
herabgesetzt wird, werden auch die Strömungsverhältnisse am Eintritt in das Laufschaufelgitter
erheblich gestört, da die Anströmung des heißen Treibgases und der kalten Luft zu
der mit Umfangsgeschwindigkeit vorbeilaufenden Schaufel infolge der verschiedenen
absoluten Austrittsgeschwindigkeit stark voneinander abweicht. Bei der Vielzahl
der Strömungsquellen dürfte die Güte der Umsetzung der kinetischen Energie in mechanische
Arbeit innerhalb des Laufschaufelgitters stark leiden.
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Das Zusammenlegen der verschiedenen Kühlluftteilströme längs der Leitschaufelenden
in einen zusammenhängenden Kühlluftbeaufschlagebogen führt zu der bekannten Anordnung
der Beaufschlagungskühlung. Es sei daran erinnert, daß bei dem Streben nach kleinen
Bauformen und kleinem Gewicht heute auf Schnelläufigkeit besonderer Wert gelegt
wird. Im Fall der normalen Teilbeaufschlagung wird für großes erforderliches Schluckvermögen
bei einem kleinen Läufer hoher Drehzahl leicht der Fall eintreten, daß die Schaufeln
so lang werden, daß man an die Grenze des üblichen Verhältnisses Laufschaufelbänge
zu mittlerem Beaufschlagungsdurchmesser kommt und durch starkes Fächern des Gitters
oder allzu große Verwindung der Schaufeln, abgesehen von der Gefahr einer niedrigen
Eigenschwingungszahl, ungünstige Ausführungsformen hinsichtlich Umfangswirkungsgrad,
Beanspruchung am Schaftfuß (B2egungskräfte) erhält. Bei der Notwendigkeit der Unterteilung
des inneren Kühlluftströmungsquerschnittes im Schaft (zur Erreichung einer guten
Kühlwirkung in der Schaufelunghochwertiger Gasturbinen) ist eine stark verwundene
Schaufel auch herstellungstechnisch schwierig und teuer. Da die oberen Schaftteile
der Schaufelung wegen ihrer geringen,mechanischen Beanspruchung durch Fliehkraftbiegung
gar nicht einer so intensiven Kühlung bedürfen, für die die vorhandene Innenkühlung
ausreichend wird, liegt daher eine Beschränkung der Außenkühlung auf die Schaufelfußgegend
nahe; denn hierdurch wird auf alle Fälle der Beaufschlagungsringquerschnitt, der
einer gewissen ausführbaren Schaufellänge entspricht, besser ausgenutzt als bei
der normalen Teilbeaufschlagung der ganzen Schaufelhöhe durch Kühlluft auf einen
Teil des Umfangs.
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Daß gerade die zusätzliche Kühlung der Fußgegend der Laufschaufel
im Betrieb mit hohen Gaseintrittstemperaturen auch bei großen mechanischen Beanspruchungen
(infolge großer Schaufellänge) anzustreben ist, sieht man ohne weiteres ein, wenn
man die außer den rechnerisch feststellbaren mittleren Spannungen die wenig bekannten
und zum Teil noch erheblichen Spannungsspitzen, herrührend von der Bauteilform,
Querschnittsfolge, Oberflächenbeschaffenheit, Sitz, Dehnung bei den im Betrieb auftretenden
Temperaturen sowie Biegekräften bei etwa auftretenden Schwingungen der Schaufel,
berücksichtigt, gleichgültig, ob es sich um eine eingesetzte Schaufel mit irgendwie
gestaltetem Fuß oder um eine eingeschweißte Schaufel handelt oder ob die Schaufel
gar mit dem Kranz aus einem Stück hergestellt sein sollte. Durch die Umhüllung des
Radkranzes mit Kühlluft wird außerdem erreicht, daß das Rad auch am Kranz relativ
kälter bleibt, so daß die auftretenden gefährlichen Wärmespannungen infolge des
geringen Temperaturabfalles vorn Kranz zur Nabe kleiner werden.
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Beschränkt man sieh mit Rücksicht auf eine ausführbare Schaufellänge
auf eine gewisse Ringquerschnitts
'höhe bei Beaufschlagung der Schaufelfußgegend
aus einem festen Leitschaufelgitter, so ist auch hier der Kühlluftdurchtritt eingeengt,
wenn hierfür nicht ein besonders hoher Druck zur Verfügung steht. Bei Luftfahrttriebwerken,
wo hochwertige Gasturbinen als Teile von Durchflußtriebwerken oder als Abgasturbinen
vorkommen, steht in der Regel für diese Außenkühlung nur der Fahrtwindstau zur Verfügung,
so daß absolute Austrittsgeschwindigkeit aus den Kiihlluftleitdüsen in den Grenzen
der üblichen Fluggeschwindigkeiten, also ioo bis Zoo m/sec, bleibt; die sich im
Zusammenhang mit dem mit großer Umfangsgeschwindigkeit (etwa 250 m/sec in
Schaufelfußnähe) umlaufenden Schaufelgitter ergehende Relativgeschwindigkeit zur
Schaufel (Größenordnung 3o bis 50°/o der obenerwähnten Umfangsgesdhwindigkeit) hat
aber eine von der Relativgeschwindigkeit des Treibgasstrome.s (für den auch das
Schaufelblatt entworfen ist) stark abweichende Richtung, so daß, wie man sich an
Haiid einer Stromfadenbetrachtung leicht überzeugen kann, vom stationären Außenkühlluftstrom
eine mehr oder weniger große Bremswirkung auf das Laufschaufelgitter ausgeübt wird;
umgekehrt wird der Kühlltiftdurchtritt innerhalb des dafür vorgesehenen Ringstreifens
infolge dieser wenig günstigen strömungstechnischen Bedingungen nicht gerade der
bestmögliche sein.
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Grundsätzlich wird an diesen Schwierigkeiten, einen entsprechend großen
Kühlluftdurchtritt bei dem verfügbaren geringen Druckunterschied des Fährtwindstaues
zu erreichen, wenig geändert, wenn man durch Verlängern des Halses an den Befestigungsfüßen
der Schaufel einen freien Ringraum zwischen den üblichen Fußplatten der Schaufel
und dem Radkranz schafft und unter Benutzung der erwähnten Fußstege als mehr oder
weniger gute axial beaufschlagten Schaufeln den an sich bescheidenen Kü'hlluftdurchsatz
zu lieben sucht. Auch das bekanntgewordene radiale Durchbohren des Kranzes eines
innen hohlen Laufrades (mit einem darin eingebauten Schleuderlader), und zwar jeweils
in Fußnähe, bringt keine besonders wirksame Kühlung, da an eine intensive Bespülung
der ganzen Schaufel durch die kalte Luft, besonders aber der Eintrittskante, nicht
zu denken ist.
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Für äußerst hohe Anforderungen, wie sie art die reine Gasturbine,
deren Wirtschaftlichkeit mit zunehmender Eintrittstemperatur steigt, zu stellen
sind, wird daher die zusätzliche Fußkühlung aus einem feststehenden Leitschaufelgitter
nicht Voraussetzungen schaffen können, die eine hohe Lebensdauer durch weitgehende
Herabsetzung der Bauteiltemperaturen im Betrieb ergeben, und zwar durch die wirtschaftlichste
Ausnutzung einer mit geringem Leistungs- und Energieaufwand an dem Bauteil vorbeizuführenden,
möglichst großen Kühlluftmenge.
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Die vorliegende Erfindung weist in dieser Richtung dadurch neue Möglichkeiten,
daß die zur zusätzlichen Kühlung des Schaufelfußes vorgesehene Kühlluft unter Zuhilfenahme
einer mit dem Turbinenrad umlaufenden, auf der dem Treibgaseintritt zugekehrten
Stirnseite der Laufscheibe angeordneten Fördereinrichtung beschleunigt wird. Dadurch
fallen alle die erwähnten Nachteile weg, die aus einer stationären Zuleitung der
Kühlluft an dem Schaufelfuß entstehen. Bei Vorschlägen für die bessere Beherrschung
der Festigkeitsverhältnisse von Gasturbinenlaufrädern wurde zwar vorgeschlagen,
die für den Leichtbau unangenehmen Wärmespannungen im Rad (hervorgerufen durch große
Unterschiede der Radtemperatur in radialer Richtung) durch allseitige Ummantelung
des eigentlich die Schaufeln tragenden Laufrades und Bespülung des entstehenden
Hohlraumes aibzubauen. Damit das Rad unter gleichmäßigen Betriebstemperaturen bleibt,
wird also eine isolierende Wirkung angestrebt, wobei der vorgesehene Kühlmitteldurchfluß
mit geringer Geschwindigkeit am Kranz lediglich die durch Wärmeleitung an dien Stirnseiten
und an der besonders beheizten Schaufel in den Radkörper einfallende Wärme abführen
soll. Die vorgesehenen Fördereinrichtungen zwischen Rad und Umhüllung für die hierzu
erforderlichen geringen Kühlluftmengen lassen keine wesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit
der sonst ungekühlten vollwandigen Gasturbinenschaufel erkennen. Die vorliegende
Erfindung strebt demgegenüber bewußt in einem an der Stirnseite des Rades angesetzten
Schleuderlader die Förderung einer für die Schaufelfußkü'hlung wirksamen Kühlluftmenge
an, die dann mit erheblicher Geschwindigkeit in gleicher Richtung wie der Treibgasstrom
am unteren Rand des Laufschaufelgitters abströmen soll. Eine nennenswerte Störung
des arbeitleistenden Treibgasstromes innerhalb des Gitters findet kaum statt; außerdem
verbaut diese Anordnung den geringstmöglichen Teil der aus Festigkeits- und Strömungsgesichtspunkten
vorgesehenen Laufschaufelhöhe, so daß derartige Bauarten für hochbeanspruchte Laufräder
mit großem Schluckvermögen und hoher Eintrittstemperatur des Treibmittels besonders
geeignet erscheinen.
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Die Erfindung besteht also darin, daß die Rückwand und Deckscheibe
des Schleuderladers mit zylindrischen Teilen derart versehen sind, daß der vom Schleuderlader
geförderte Luftstrom am Schaufelfuß der Gasturbine mündet.
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In Abb. i ist als Beispiel des grundsätzlichen Aufbaus einer solchen
wirtschaftlichen Vereinigung von Kühlungsarten ein fliegend angeordnetes Hohlschaufelturbinenrad
i mit eingeschweißten, Hohlschaufeln und innerem Verdichter dargestellt, wobei nach
dem Erfindungsgedanken ein weiterer Schleuderlader 2 mit radialen Leitschaufeln
an der dem Gaseintritt zugekehrten Stirnseite des Laufrades vorgesehen ist. Um den
Kühlluftstrom von der radialen Richtung in die axiale, mit dem Treibmittelstrom
gleichlaufende Richtung umzulenken, besitzt die Deckscheibe 3, die die Förderkanäle
abdeckt, am äußeren Rand einen zylindrischen Teil 4. Die Laufschaufelung wird längs
des ganzen Umfangs mittels der Treibgasdlisen 5 beaufschlagt, die innerhalb eines
Gaskastens am Außenring des Tragkörpers 6 mit :der Lagerung des Läufers sitzen;
der Tragkörper weist außerdem einen Ringschacht 7
zum Zutritt der
Fußkühlluft zum Schleuderladersaugmund auf. Das Laufrad besteht aus zwei verschieden
gestalteten Sdheibenlhälften infolge der notwendigen Ansaugöffnung für die Innenkühlluft,
die zusammen mit der für die Kühlung des Gehäusedeckels an der freien Stirnseite
des Läufers vorgesehenen Nabenkü'hlluft mittels des Krümmers 8 aufgefangen wird.
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Als wesentlicher Vorteil ist zu vermerken, daß gegenüber der stationären
Zuleitung von Fußkühlluft die Zuströmung zum umlaufenden Schaufelgitter günstiger
ist, weil sie, aus dem umlaufenden Kanal kommend, stoßfrei erfolgt und durch die
Umlenkung im Laufsohaufelgitter sogar eine Reaktionskraft in gleicher Richtung wie
durch den Treibgasstrom entsteht. Während bei der Kühlluftbeaufsdhlagung aus einem
festen Leitschaufelgitter die Kühlluft den Läufer bremst, kann bei der vorgeschlagenen
Anordnung, namentlich wenn der Schleuderlader nach den neuesten strömungstechnischen
Erfahrungen, wie z. B. auch mit vorgekrümmten axialen Eintrittsschaufeln, gebaut
wird, die zur Verdichtung aufgewendete Arbeit durch die Reaktionswirkung bei der
Umlenkung im Schaufelgitter zum Teil gedeckt werden, um so mehr, als die innere
Energie der Luft beim Durchtritt durch die Fußgegend der Schaufelkanäle infolge
der Wärmeaufnahme zugenommen hat. Außerdem ist die Kühlwirkung bedeutend höher,
da der mögliche Kü'hlluftdurchsatz bei gleicher Beaufschlagungshöhe des Kühlringes
größer ist; dies ist leicht einzusehen, da im bisher üblichen Fall der Kühlluftzuführung
aus einer feststehenden Leitvorrichtung, abgesehen vom störenden Einfiuß des nicht
stoßfreien Eintritts, dieAxialgeschwindigkeit der Kühlluft nur etwa 5o bis
70 m/sec beträgt, während, bei der vorgeschlagenen Anordnung der Schleuderlader
ohne Schwierigkeiten für größere Kühlluftmengen ausgelegt werden kann,
d,. b. mit relativ großer Zuströmgeschwindigkeit am Saugmunid und einer Meridiangeschwindigkeit
am Außenrand in der Größenordnung von ioo bis 140 m/sec, die durch das Deckscheiberndach
in die axiale Richtung umgelenkt wird. Der Kühlluftstrahl am Schleuderladeraustritt
steht entsprechend 50 bis 6o% Reaktion unter einem statischen Überdruck, der bedeutend
größer ist als der Fahrtwindstau und bei der Entspannung auf den Gegendruck im Laufschaufelgitter
die Kühlluft sogar noch erheblich beschleunigen kann. Diese Druckreserve birgt den
entscheidenden Vorteil in sich, auch dann innerhalb des vorgesehenen Kühlringes
hinreichend Kühlluft durchschicken zu können, wenn im Laufsch.aufelgitter mit gegebener
Schaufellänge treibgasseitig Reaktion eintreten muß, um die geforderten großen Treibgasvolumen
zu schlucken. Damit ist auch eine Gewähr gegeben, daß auf keimen Fall das isolierende
Luftpolster durch die bedeutende kinetische Energie der strömenden Treibgase durchschlagen
oder wenigstens erheblich eingedrückt wird. Es bleibt natürlich bei der gewählten
Anordnung je nach Art des Einbaus immer noch die Möglichkeit offen, dien Fahrtwin;dstau
noch zusätzlich auszunutzen. Die erreichbare gesteigerte Kühlwirkung dieser Art
Fußkühlung ist somit durch .den wesentlich höheren möglichen Kü''hlluftdurchsatz
innerhalb des vorgesehenen Kühlringes bestimmter Höhe erklärt. Infolge der angenähert
gleichen Strömungsrichtung von Kühlluft und Treibgas innerhalb des Gitters (im Gegensatz
zur stark voneinander abweichenden bei der Fußkühlung aus einer feststehenden Leitvorrichtung)
wird sich auch die Impulsübertragung in der Berührungszone von Kühlluft und Treibgas
mit besserem Wirkungsgrad abspielen, so daß auch aus diesem Grund ein bedeutend
höherer Kühlluftdurchsatz erwartet werden kann. Darüber hinaus kann auch die Güte
der Wärmeübertragung an dem einzelnen Schaufelfuß dadurch noch gesteigert werden,
ddaß die in Ebenen zwischen den einzelnen Schaufeln an dem Laufrad sitzenden kurzen
Rippen, die insbesondere den zylindrischen Teil der Deckscheibe tragen, durch geeignete
Formgebung den Kühlluftstrom zwingen, sich namentlich im weiten Teil des Strömungsquerschnittes
zwischen den Schaufeln möglichst nahe an das Schaufelblatt, insbesondere an :der
gefährdeten Eintrittskante, anzuschmiegen.
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Wie es in dem Ausführungsbeispiel an Hand eines Hohlschaufelläufers
mit eingesetzten Hohlschaufeln gezeigt wird, erreicht man schon durch eine örtliche
Verdickung der Enden der erwähnten Rippen für den Austrittsquerschnitt des Schleuderladers
eine düsenartige Verengung, welche günstige Verhältnisse für die Entspannung des
Verdichterenddruckes schafft. Auch kann durch wellige Gestaltung des zylindrischen
Decksdheibenrandes in Umfangsrichtung erreicht werden, daß die mit Rücksicht auf
die erforderliche Verdichtungsarbeit möglichst gut auszunutzende Kühlluft den Schaufelfuß
selbst in einer größeren Höhe bespült als die Mitte dies freien Strömungsquerschnittes
zwischen den Schaufeln.
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Das in Abb. 2a und 2b mit zwei Schnitten dargestellte Ausführungsbeispiel
Hohlsdhaufelläufer 9 mit eingesetzten Hohlschaufeln io sowieAnsaugung der Innenkühlluft
von der einen Stirnseite mit aufgeschweißter Deckscheibe i i zur Abdeckung des inneren
Schleuderverdichters 12 zeigt auf der Treibgaseintrittsseite erfindungsgemäß einen
weiteren Schleuderlader für die Schaufelfußkühlung, bestehend aus der ebenfalls
aufgeschweißten Deckscheibe 13, den aus einem Stück mit dem Läufer 9 bestehenden
radialen Leitschaufeln mit vorgekrümmten axialen. Eintrittsenden 14, dazu eine größere
Anzahl von Knacken 15a, 15b an Läufer und Deckscheibe, über welche sich die Deckscheibe
13 radial gegen den Läuferkörper 9 abstützt. Der zylindrische Teil 16 der Deckscheibe
13 wird auf kleinen Rippen 17 verschweißt, die zwischen je zwei Schaufelnuten aus
dem Läuferkranz herausgefräst sind; er greift etwas in das Laufschaufelgitter ein,
muß daher an der Stelle der Schaufeleintrittskanten entsprechend ausgeschnitten
werden.
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In den Abb. 3 a bis 3 c werden weitere Möglichkeiten der Anwendung
des Erfindungsgedankens an eirnem abgewickelten Schaufelgitter erläutert: Die
kurzen
Rippen 1; in den Schaufellücken werden zweckmäßig so gestaltet, daß sie zusammen
mit dem Laufrad und dem zylindrischen Dec'kscheibendach 16, 18 gute Entspannungsdüsen
bilden und im übrigen den Kühlluftstrom an den eigentlich zu kühlenden Schaufelfuß
drängen. Um den geförderten Fußkühlluftstrom noch besser zur Kühlung der Schaufelurig
auszunutzen, wird nach Abb.3c das bisher zylindrisch angenommene Deckscheibendach
dünnwandig und wellenförmig ausgebildet, 18, so daß seine Erhebungen gerade immer
dem Schaufelblatt gegenüberliegen und die Senken auf den. kurzen Rippen 17 aufliegen
und dort verschweißt sind.
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Durch Anwendung aller dieser Maßnahmen ist eine bestmögliche Ausbeute
der Fußkühlluft zur Herabsetzung der Werkstofftemperaturen zu erreichen. Erwähnt
sei noch, daß infolge der großen axialen Durchströmgeschwindigkeit der Kühlluft
bei Anwendung der geschilderten Erfindungsgedanken ein Nachbrennen fetter Brenngase,
wie es bei Abgasturbinen hinter Brennkraftmasdhinen oft auftritt, innerhalb des
Laufschaufelgitters um so eher vermieden wird.
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Gegenüber dem Verfahren der Fußkühlung aus einer feststehenden Leitvorrichtung
unter der Ausnutzung des Staues erscheint die Kühlart nach der Erfindung natürlicher,
weil unabhängig von der Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges den bei großer Drehzahl
auftretenden hoben mechanischen Beanspruchungen eine gesteigerte Kühlluftwirkung
entsprechend dem bei großer Drehzahl vermehrten Kühlluftdurchsatz entgegengesetzt
wird.
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Ein günstiger Einfluß auf die Kühlluftströmung durch das Rad- und
Schaufelinnere und damit auf die dadurch mögliche Kühlwirkung geht daraus hervor,
daß durch den angefügten Schleuderlader das Rad und die Fußgegend auf der Treibgaseintrittsseite
von einem kalten Mittel umgeben sind, die Erwärmung bei der Verdichtung fällt nicht
ins Gewicht, und die den Durchfluß hemmende Wärmezufuhr zur innen strömenden Kühlluft
wesentlich herabgesetzt wird.
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Baulich läßt sich der Schleuderlader für die Fußkühlung leicht verwirklichen,
da sich die Deckscheibe 13 selbst trägt (sie wird auch nur am äußersten Rand heiß),
sich auch über Knacken gegen solche, die fest an dem Laufrad sitzen, gegebenenfalls
unter Vorspannung gegen das Laufrad gut abstützen läßt. Bei Hohlschaufelrädern mit
Ansaugurig der Innenkühlluft auf der freien Stirnseite ist sowieso die Radhälfte
an der Eintrittsseite des Treibgases bedeutend verformungssteifer, weil sie keine
Mittelbohrung aufweist, so daß die Belastung durch die Rippen und den Laderdeckelring
in allen Fällen zulässig ist, um so mehr, als sie auch durch das Anbringen der Fördereinrichtung
gut gekühlt ist, wozu die als Kühlrippen wirkenden Knacken und radialen Leitrippen
wesentlich beitragen. Die Knacken wirken übrigens auch als radiale Leitschaufeln
im Sinne einer Erhöhung der endlichen Schaufelzahl, d. h. im Sinne einer höheren
Verdichtung, höheren Kühlluftdurchsatzes und damit besserer Kühlwirkung.
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Erwähnt sei noch, daß die vom Schleuderlader für die Fußkühlung angesaugte
Luft am Lagerkörper der Turbine vorbeigeführt werden kann und diesen wirksam kühlt,
was sieh bei manchen Einbauten von Gasturbinen, besonders bei Durchflußtriebwerken,
als besonders günstig erweist.