DE904610C - Luftgekuehlte Hohlschaufel fuer Gasturbinen, bei der die Kuehlluft vom Schaufelfuss her in die Schaufel eintritt - Google Patents

Description

• Die hohen Eintrittstemperaturen im Hochdruckteil einer Gasturbine und die hierdurch hervorgerufene Herabsetzung der Dauerstandfestigkeit des Schaufelbaustoffes machen im allgemeinen eine Schaufelkühlung unentbehrlich. Bei der großen Bedeutung der Kühlungsfrage ist es verständlich, daß die Zahl der hierfür vorliegenden Vorschläge sehr groß ist. Im Falle der Erfindung handelt es sich um Luftkühlung der Schaufel, und zwar durch einen Kühlluftstrom, der in Längsrichtung der Schaufel durch deren hohles Inneres in der Weise hindurchströmt, d5.ß er am Fuß eintritt und am Kopf austritt. Die Erfindung macht dabei von einem bekannten Vorschlag Gebrauch, nach dem der sich längs der Schaufel erstreckende Kühlkanal durch eine Zwischenwand unterteilt ist.
• Die in der Zeiteinheit aus einem Körper abzuführende Wärmemenge ist neben anderen Einflüssen durch die vom Kühlmittel berührte Oberfläche bestimmt. Je größer diese ist, um so größer ist unter sonst gleichen Verhältnissen die abgeführte Wärme. Wenn man den die Kühlluft führenden Kanal innerhalb der Schaufel durch einen Steg unterteilt, so wird die wärmeabgebende Oberfläche um die Fläche beiderseits dieses Steges vergrößert. Die Steigerung der wärmeabgebenden Oberfläche ist recht beträchtlich und fällt um so mehr ins Gewicht, als ja die wärmeabgebenden Flächen an sich nicht sehr groß sein können.
• Die Unterteilung des Kühlkanals durch einen Steg wirkt sich aber noch nach anderer Richtung günstig aus. Man kann nämlich auf diese Weise zwei Kühlungsmöglichkeiten verschiedener Wirkung schaffen, wenn man den der angeströmten Schaufelkante benachbarten Kanal mit gegen die Anströmriclitung gerichteten Bohrungen versieht. Auf diese Weise gemäß der Erfindung bildet sich dort, wo infolge des Strömungsstaues ein besonders gefährlicher Temperaturanstieg entstehen könnte, ein kaltes Luftpolster, das längs des Schaufelbauches und Schaufelrückens abfließt- und eine wirksame Isolationsschicht gegenüber dem heißen Treibgas bildet. Die Trennung dieses Teiles der Kühlluft von dem anderen Teil, der die Schaufel, ohne aus ihr auszutreten, durchströmt, bat deshalb Bedeutung, weil auf diese Weise die kältere Luftmenge, die in das heiße Treibgasmittel übertritt, verhältnismäßig klein gehalten werden kann. Durch die Mischung des heißen Treibgasmittels mit der wesentlich kälteren K hlluftmenge tritt eine Temperaturabsenkung ein, die gleichbedeutend mit einer Wirkungsgradverringerung ist. Es muß dafür gesorgt werden, daß diese nachteilige Erscheinung sich möglichst wenig auswirkt. Das wird bei der Anordnung gemäß der Erfindung erreicht.
• Ein Ausführungsbeispiel ist in den Fig. r bis 3, teils in Ansicht, teils im Schnitt dargestellt. Die Schaufel ist, wie insbesondere der Querschnitt nach Fig. 3 erkennen läßt, höhl. Die Höhlung ist durch einen Steg rin die beiden Kammern z und 3 unterteilt. Die Kammer 2 ist geschlossen und führt, wie aus Fig. 2 hervorgeht, von einer Eintrittsöffnung q. im Fuß zu einer Ausströmöffnung 5 im Kopf. Die Kammer 3 dagegen steht durch eine Reihe längs der Vorderkante der Schaufel angebrachter Bohrungen 6 mit dem Treibgasraum in Verbindung. Die hier austretende Luft legt sich, wie bereits auseinandergesetzt wurde, nach Art eines Polsters insbesondere vor die angeströmte Kante 7 und bildet hier einen sehr wirksamen Temperaturschutz.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Luftgekühlte Hohlschaufel für Gasturbinen, bei der die Kühlluft vom Schaufelfuß her in die Schaufel eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine sich über die ganze Schaufelhöhe erstreckende Querwand in einen vorderen und einen hinteren Raum unterteilt ist; von denen der vordere Raum Kühlluftaustrittsöffnungen in der angeströmten Schaufelkante und der hintere eine Kühlluftaustrittsöffnung im Schaufelkopf besitzt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 724 47o, 627 988, 597 556, 369 996.