Die Erfindung hat eine Hohlschaufel für gekühlte Gasturbinen zum Gegenstand.
Es ist an sich bekannt, die Schaufeln von Gasturbinen hohl auszuführen und zum Schutze
gegen Verbrennen. durch die Schaufel ein Kühlmittel strömen zu lassen. Wenn das
Kühlmittel aus einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, besteht, so treten in den
Schaufeln unter dem Einfluß der Fliehkraft, denen die Kühlflüssigkeit unterliegt,
ganz beträchtliche Drücke auf, und es besteht die Gefahr, daß die Schaufeln aufreißen
oder sich verformen. Bisher hat man daher die Schaufeln vielfach voll hergestellt
und dann mit Bohrungen für die Kühlflüssigkeit versehen. Infolge der geringen Innenoberfläche
bei derartigen Schaufeln war die Wärmeabfuhr ungenügend. Bei Luftkühlung hat man
auch zur Vergrößerung der inneren Schaufeloberfläche die Innen- und Außenseite mit
über die ganze Länge der Schaufel durchgehenden festen Stegen verbunden.The subject of the invention is a hollow blade for cooled gas turbines.
It is known per se to make the blades of gas turbines hollow and for protection
against burning. to flow a coolant through the blade. If that
The coolant consists of a liquid, for example water, so enter the
Blades under the influence of centrifugal force to which the cooling liquid is subject,
very considerable pressures, and there is a risk of the blades ripping open
or deform. So far, the blades have therefore often been fully manufactured
and then provided with holes for the coolant. Due to the small internal surface
With such blades the heat dissipation was insufficient. With air cooling you have
also to enlarge the inner blade surface the inside and outside with
Continuous solid webs connected over the entire length of the blade.
In der Erfindung wird nun eine druckfeste Hohlschaufel vorgeschlagen,
bei der die durch den Hohlraum der Schaufel hindurch angebrachten Verbindungen von
der Schaufelinnenseite zur Schaufelaußenseite in der Längsrichtung der Schaufel
eine Verschiebung der Innenseite gegenüber der Außenseite gestatten. Hierdurch soll
erreicht werden, daß einmal zur Kühlung der Schaufel ein unter Druck stehendes Kühlmittel
verwendet werden kann, ohne daß eine Verformung der Schaufel befürchtet werden muß,
und andererseits Wärmespannungen, die durch ungleiche Beheizüng der Innen- und Außenseite
der Schaufel entstehen, durch die in der Längsrichtung der Schaufel nachgiebigen
Verbindungen zwischen den beiden Seiten vermindert werden.In the invention, a pressure-resistant hollow blade is now proposed,
in which the connections made through the cavity of the blade by
the vane inside to the vane outside in the longitudinal direction of the vane
allow a displacement of the inside with respect to the outside. This is supposed to
can be achieved that once a pressurized coolant to cool the blade
can be used without fear of deformation of the blade,
and on the other hand thermal stresses caused by unequal heating of the inside and outside
of the shovel arise through the yielding in the longitudinal direction of the shovel
Connections between the two sides are diminished.
Die Erfindung ist in den Abb. i bis 6, die Beispiele für die Ausbildung
der vorgeschlagenen Hohlschaufel darstellen, näher erläutert.The invention is shown in Figs. I to 6, the examples of the training
represent the proposed hollow blade, explained in more detail.
Die Gasturbinenschaufel nach Abb. i und 2 ist aus den beiden Blechen
i und 2, die bei 3 miteinander verschweißt sind, geformt. An jedem der Bleche i
und 2 sind Stege q. und 5 beispielsweise durch Punktschweißung angebracht. Die Stege
4. und 5 sind so ausgebildet, daß sie ineinandergreifen. Die dargestellte Schaufel
soll durch ein unter Druck stehendes Kühlmittel gekühlt werden, das den Hohlraum
der Schaufel durchströmt. Die ineinandergreifenden Stege q. und 5 dienen dazu, die
quer zur Längsachse auf das Innenblech i und Außenblech 2 der Schaufel wirkenden
Druckkräfte aufzunehmen, während sie in Richtung der Längsachse keine starre Verbindung
bilden, so daß in ihnen Wärmespannungen, die durch die unterschiedliche Beheizung
der Innen- und Außenseite der Schaufel entstehen würden, vermieden werden.The gas turbine blade according to Fig. I and 2 is made of the two sheets
i and 2, which are welded together at 3, formed. On each of the sheets i
and 2 are bars q. and 5 attached for example by spot welding. The bridges
4. and 5 are designed so that they interlock. The illustrated shovel
is intended to be cooled by a pressurized coolant that enters the cavity
the shovel flows through. The interlocking webs q. and 5 are used to make the
acting transversely to the longitudinal axis on the inner sheet i and outer sheet 2 of the blade
To absorb compressive forces, while there is no rigid connection in the direction of the longitudinal axis
form, so that in them thermal stresses caused by the different heating
the inside and outside of the blade would be avoided.
Die Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Gasturbinenschaufel
wiederum durch Verschweißen der beiden Bleche 6 und 7 gebildet ist. Im Gegensatz
zum vorherigen Beispiel sind in diesem Falle die Bleche 6 und 7 gleich so gebogen,
daß sie eine über die ganze Länge der Schaufel reichende Verbindung der Innen- und
Außenseite der Schaufel herstellen. Die beiden nach innen gebogenen Teile 8 und
9 der Bleche 6 und 7 greifen wieder so ineinander, daß in Längsrichtung der Schaufel
ein Verschieben der Innenseite gegenüber der Außenseite möglich ist, ohne daß in
der Querverbindung Spannungen entstehen.Fig. 3 shows an embodiment in which the gas turbine blade
is again formed by welding the two sheets 6 and 7. In contrast
for the previous example, in this case the sheets 6 and 7 are bent in such a way that
that they have a connection of the inner and outer surfaces that extends over the entire length of the blade
Make the outside of the shovel. The two inwardly bent parts 8 and
9 of the sheets 6 and 7 again interlock in such a way that in the longitudinal direction of the blade
a shift of the inside with respect to the outside is possible without in
stresses arise in the cross-connection.
Bei der Ausführung nach Abb. 4. soll die Gasturbinenschaufel ohne
Verschweißung aus einem Rohr geformt sein, wobei im Innern der Schaufel an der Innen-
und Außenseite schwalbenschwanzartige Vorsprünge io und ii vorgesehen sind. Die
Querverbindung der Innen- und Außenseite wird durch ein die Vorsprünge io und ii
umfassendes Profilstück i2 hergestellt. Auch in diesem Falle ist eine Längsverschiebung
der beiden Schaufelseiten möglich. Das Profilstück i2 kann mit einer Bohrung 13
versehen sein, die als Kühlmittelzufuhrleitung dienen kann. Das Kühlmittel würde
dann durch die Bohrung 13 einströmen und durch die beiderseitigen Schaufelhohlräume
wieder abfließen.In the design according to Fig. 4, the gas turbine blade should be without
Be formed from a pipe weld, with the inside of the blade on the inner
and outside dovetail-like projections io and ii are provided. the
Cross-connection of the inside and outside is made by the projections io and ii
Comprehensive profile piece i2 produced. In this case, too, there is a longitudinal shift
both sides of the blade possible. The profile piece i2 can have a bore 13
be provided, which can serve as a coolant supply line. The coolant would
then flow in through the bore 13 and through the vane cavities on both sides
drain again.
In den Abb. 5 und 6 ist als weiteres Beispiel für den Erfindungsgedanken
noch eine Schaufel gezeigt, die auch ungeschweißt aus einem Rohr gepreßt sein soll.
Zur Erhöhung der Festigkeit gegen Innendruck ist die Innen- und Außenseite der Schaufel
durch eingeschweißte Stehbolzen 14 miteinander verbunden. Durch die Elastizität
der Bolzen 14. wird auch hier noch eine genügende Verschiebbarkeit der Innenseite
gegenüber der Außenseite gewährleistet.In Figs. 5 and 6 is a further example of the inventive concept
Another shovel is shown, which is said to be pressed out of a pipe without being welded.
To increase the strength against internal pressure, the inside and outside of the blade is
connected to one another by welded stud bolts 14. Because of the elasticity
the bolt 14 is also here still a sufficient displaceability of the inside
to the outside guaranteed.