DE957002C

DE957002C - Gasturbinenlaufrad mit Luftgekuehlten Hohlschaufeln

Info

Publication number: DE957002C
Application number: DEJ2458D
Authority: DE
Inventors: Martin Graalmann
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1944-12-16
Filing date: 1944-12-16
Publication date: 1957-01-24

Description

Die Erfindung betrifft die Kühlung von Gasturbinenhohlschaufeln.

Es ist bekannt, die hohlen Schaufeln von Gasturbinenlaufrädern durch einen Luftstrom zu kühlen, der durch im Laufradkörper angeordnete Zubringerkanäle am Fuße der Hohlschaufel eintritt, diese durchströmt und sie am offenen Kopfende wieder verläßt. Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Zubringerkanäle für die Kühlluft im Schaufelfuß so zu legen, daß der Luftstrom auf die heißesten Stellen der Hohlschaufeln, insbesondere an der inneren Seite der Schaufelkanten, gerichtet ist, um Überhitzungen an diesen Stellen zu vermeiden. Soll die Eintritts- und die Austrittskante der Hohlschaufel gekühlt werden, so müssen zwei Zubringerkanäle, die in verschiedenen Richtungen verlaufen, gebohrt werden, oder der z. B. radial verlaufende Zubringerkanal muß sich vor dem Austritt in das Schaufelinnere in zwei verschieden gerichtete Kanäle verzweigen. Das Bohren solcher Mehrfachkanäle erfordert aber einen erhöhten Arbeitsaufwand. Auch schwächen die mehrfachen. Kanäle den durch Flieh- und Biegungskräfte hochbeanspruchten Schaufelfuß in unerwünschter Weise. Zur Verbesserung der Strahlausbildung ist es erwünscht, die Mündung der Kühlluftzubringerkanäle düsenförmig auszubilden. Die Herstellung der theoretisch richtigen Form ist aber bei in den massiven Schaufelfuß gebohrten Kanälen umständilieh und teuer.

Die Erfindung besteht in einer Anordnung, weiche eine erheblich wirtschaftlichere Herstellung von in der richtigen Richtung verlaufenden düsenförmigen Austrittsöffnungen für die Kühlluft ermöglicht. Hierbei wird eine rationelle Ausnutzung der Kühlluft, also· auch eine Kühlluft- und Leistungsersparnis gegenüber den bisher bekannten Anordnungen erzielt. Die Ausführung nach der Erfindung erlaubt es ferner, den. den Schaufelfuß durchsetzenden Kanal, welcher die Kühlluft zu den eigentlichen AuBtrittsöffnungen führt, unabhängig von der Lage der Austrittsöffnung an eine beliebige Stelle im Schaufelfuß, ζ. B. an die Stelle der geringsten mechanischen Beanspruchung des Fußes zu legen.

Die Erfindung besteht in einer Anordnung, beiwelcher im Inneren jeder Hohlschaufel ein gemeinsamer Zubringerkanal mündet, dessen Mündung durch ein Verteilerblech abgedeckt ist, das mit dem Schaufelfuß mitgefaßt ist und auf die wärmebela- - stend'en Teile gerichtete, düsenförmige Öffnungen enthält.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. ι einen Radialschnitt durch das Laufrad, Abb. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II.

Das Laufrad 1 trägt an seinem Umfang prismatische Zapfen 2, auf welche jeweils der diesen Zapfen angepaßte Schaufelfuß 3 der Turbinenhohlschaufel 4 aufgelötet oder aufgeschweißt ist. Im Bereich jeder Hohlschaufel ist ein Zubringerkanal 5 für die Kühlluft vorgesehen, der den· Radkranz 6 und den Zapfen 2 durchringt. Jeder der Kanäle 5 mündet in einen Hohlraum 7, der durch ein Verteilerblech 8 gebildet wird. Dieses Verteilerblech wird zweckmäßig mit der Schaufel zusammen auf den Schaufelfuß geschoben und mit Schaufel und Fuß verlötet oder verschweißt. Das Verteilerblech 8 enthält zwei düsenförmige Öffnungen 9 und 10, die in das Innere der Schaufel 4 münden.

Die Zuführung der Kühlluft zu den Kanälen 5 erfolgt beispielsweise über einen mit einer Deckscheibe 11 abgedeckten Radialstem 12, der mit dem Turbinenrad 1 au einem Gebläse verbunden ist. Die düsenförmigen Öffnungen 9, 10 sind so gerichtet, daß die Kühlluft direkt auf die Eintrittsund Austrittskante der Hohlschaufel geblasen wird. Innerhalb der Schaufel verteilt sich die Kühlluft derart, daß sich etwa ein Geschwindigkeitsdiagramm 13 ergibt, welches an der Schaufeleintritts- und -austrittskante Spitzen 14 und 15 aufweist. Die Kühlluft fließt also· mit großer Geschwindigkeit an der meist wärmebelasteten Schaufeleintritts- und -austrittskante entlang, wodurch d'ie Entstehung vow schädlichen Temperaturspitzen mit Sicherheit vermieden wird.

Claims

Patentanspruch:

Gasturbinenlaufrad mit luftgekühlten Hohlschaufekr, bei dem der Radkranz im Bereich der Hohlschaufeln mit Zubringerkanälen für die Kühlluft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren jeder Hohlschaufel ein gemeinsamer Zubringerkanal (5) mündet, dessen Mündung durch ein Verteilerblech (8) abgedeckt ist, das mit dem Schaufelfuß (3) mitgefaßt ist und auf die wärmebelasteten Teile gerichtete, düsenförmige Öffnungen (9, 10) enthält.