DE931508C

DE931508C - Heizflaeche zur Kuehlung von Gasturbinen-Brennkammern

Info

Publication number: DE931508C
Application number: DEV4620A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr-Ing Vorkauf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-05-24
Filing date: 1952-05-24
Publication date: 1955-08-11

Description

Heizfläche zur Kühlung von Gasturbinen@Brennkammern Die Erfinid:un.g bezieht sich auf die Ausbildung von Heizflächen zur Kühlung der Brennkammer von Gasturbinen durch mit dem Turbinenläufer unilaufende, ,in die Brennkammer hineinragende, gekühlte Ansätze, z. B. ringförmige Rippen od. dgl., gemäß Patent 886 675.
An sich ist es nicht neu, die Brennkammer von Gasturbinen zu kühlen. So wurde schon vorgeschlagen, die Bmenn!kammerinnen mit schraubenförmig gewundenen oder achsparallelen, bestifteten oder unbestifteten Rohren auszukleiden. Auch wurde vorgeschlagen, von außen auf den zylindrischen Mantel von druckfesten Brennkammern Kühlkanäle aufzuschweißen.
Aber alle diese Vorschläge haben, feststehende Kühlflächen. zum Gegenstand und sind als Vorbild für die Ausbildung von mit dem Turbinenläufer umlaufenden Heizflächen ungeei@gnet, dia sie keine Fliehkräfte aufnehmen können.
Erfin:dium;gsigemäB wird vorgeschlagen, die auf den beheizten Gastunbinenläufer aufgesetzten Ansätze ,aus einer Rohrheizfläche zu bilden, die aus kiithl#mvttelseitiig unte#reinanderverbundenen, in einer r.a:dialen Ebene liegenden, kouzentriechen Rohrringen zusammengesetzt ist. Solche Heizflächen tragen (seich im wesentlichen selbst, und die radiale Ab:s:tützung :ist gar nicht oder nur in geringem Maße durch die Rohrheizfläche belastet.
Die Erfindung ist durch die Abb. i bis q. näher erläutert.
In der Abb. i ist eine Rohrheizfläche mit Anordinung von Zw;ischen:stücken i .dargestellt. Wie ersichtlich, sind die Zwischenstüdke i versetzt angeordnet. Hierdu Tch soll den Rohrringen :2 eine gewisse Elastizität verliehen und das Streben der Rohrringe nach zentrischem Lauf unterstützt werden. Es ist värteilhaft, die D-urchflu@ßquerschni_tte der Zwischenstücke. i von außen nach innen zu erweitern bzw. die Zahl ,der Zwischenstücke i zu vermehren und der Arbeiltsmittelmenge anzupassen. Dies isst auch dann von Vorteil, wenn die Festigkeit der Ringe 2 allein nicht mehr z,utr Aufnahme der Belastung genügt und eine kraftschlüssige, radial gerichtete Verbindung nötig wird. In diesem Fall sind dgie Zwischenstücke i entsprechend zu. bemessen. Die höchste Beanspruchung trägt natürkeh. der Außenring 2' und ni@mrnt dann von Ring zu Ring ab. In Anpassung an die Belastung kann es zweckmäßig sein, die Rohrdurchmes-sier der Ringe 2 von innen nach außen abnehmen zu lassen, so daß der Außenring 2' den kleinsten Roihrdwrchmess ;er und damit auch den geringsten Waseerinhalt aufweist und entsprechend dem verringerten Gewicht die radiale Verrbindung erheblich. entlastet. Die beschriebene Anordnung der Rohrheizfläche eignet -sich besonders bei axialer Rauchgassträmung. Die Rohrheizflächen können durch unmittelbares Aneinanderlegen der konzentri@schen Rohrringe als geschlossene Sch erben ,usge et werden. Hierbei werden diie eina 'bildL zelnen Rohrringe -am zweckmäßigsten durch Verschweißung miteinander verbunden.
In Abb. 2 Ist eine derartige geschlossene Scheibe dargestellt. Der innerste Ring 2 isst mit dem Ringstück 3 des Läufers verbunden. Nach außen reihen sich unmittelbar ohne Zwischenraum aneinanderliegend weitere Ringe an. Durch eine Bohrung 4 im Ringstück 3 sowie durch Bohrungen 5 zwischen den Ringen wird der Arbeitsmittelumlauf gewährleistet. Durch die radiale Verbindung der Ringe, gegebenenfalls durch Verschweißung am ganzen Umfang, können derartig ausgebildete Scheiben sehr hohe Beanspruchungen aufnehmen. Es kann vorteilhaft sein, statt der Bohrungen g, die eine Minderung der Festigkeit in der Ringphase zur Folge haben, in Längsrichtung verlaufende, schmale 'Sichlitze vorzusehen.
Eine andere Ausbildung geschlossener Scheiben ist in Abb: 3 und 4 darges@te!llt. Die Ringei 2! sind in diesem Falle aus Rohren gefertigt, die erst zu Ringen gebogen und dann plattgedrückt worden sind. Durch diese Maßnahme kann die Anzahl der Rohre für jede Scheibe verringert werden. Die Ringe 2,' 2", 2" sind mehrmals .so gebohrt, daß für die Zu- und Ableitung des Arbeitsmittels Rohre 6 radial hindurchgesteckt werden können. Die Zuflußrohre 6 erhalten tim äußeren Teil eines jeden Rohrringes Bohrungen 7 und die Abflußrohre 9 im inneren Teil Bohrungen 8, so daß ein geregelter Umlauf des Arbeitsmittelis sichergestellt ist. Die beschriebene Herstellung der Seheiben ist unter Umständen nicht mit der für einen ruhigen Lauf des Läufers notwendigen Genauigkeit möglich; es wird daher zur Auswuchtung eines jeden Läuferringes 3 mit der auf-geschweißten Scheibe weiter vorgeschlagen, in dem äußeren Rohrring 2"' von außen Buchsen einzusetzen, die am inneren Ende geschlossen und mit Innengewinde versehen sind. Diese Buchsen werden auf Gien ganzen Umfang verteilt. Zur Auswuchtung können in diese Buchsen je nach Erfordernis Auswuchtgewichte ri mehr oder minder weit eingeschraubt werden, bis eine Erprobung des Ringes einwandfreien Lauf ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Heizflächen zur Kühlung älter Brennkammer von Gasturbinen durch mit dem Turbinenläufer umlaufende, in die Brennkammer hineinragende, gekühlte Ansätze, z. B. ringförmige Rippen od. dgl., gemäß Patent 886 675, dadurch gekennzeichnet,, daß die auf dem beheizten Gasturbinenläufer (3) aufgesetzten Ansätze aus einer Rohrheizfläche bestehen, die aus kühlmittelseitig untereinander verbundenen, in einer radialen Ebene liegenden, konzentrischen Rohrringen (2) zusammengesetzt ist.
2. Heizfläche nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstandhaltung zwischen den einzelnen konzentrischen Ringen (2) hohle Zwischenstücke (i) vorgesehen sind, die auch dem Arbeitsmittelumlauf dienen.
3. Heizfläche nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (i) im Querschnitt oder der Zahl nach von außen nach innen zunehmen und als kraftschlüssige radiale Verbindung dilenen.
4. Heizfläche nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (i) versetzt angeordnet sind.
5. Heizfläche nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der konzentrischen Ringe (2) von außen nach innen zunimmt.
6. Heizfläche nach Anspruch i, dadurch ge.-kennzeichne-t"daß die konzentrischen Ringe ohne Zwischenraum aneinanderliegen und geschlossene, auf den zylindrischen Hohlkörpern aufgesetzte Scheiben, bilden.
7. Heizfläche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß .die einzelnen Ringe auf dem ganzen Umfang miteinander verschweißt sind. B. Heizfläche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für des. Arbeitsmittelumlauf die einzelnen, konzentrischen Rohrringe (2) mit Bohrungen (5) oder schmalem LänggsschLitzen versehen sind. g. Heizfläche nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß .die konzentrischen Rohrringe (2) aus platagiedrückten Rohren gebildet sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 568 o5o; schweizerische Patentschrift Nr. i4o2i2; französische Patentschriften Nr. 963 5'07, 949330.