DE976186C

DE976186C - Turbomaschine, insbesondere Gasturbine

Info

Publication number: DE976186C
Application number: DES48301A
Authority: DE
Inventors: Marcel Kadosch
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1952-01-01
Filing date: 1952-01-01
Publication date: 1963-04-18

Description

Es ist eine Einrichtung bekannt, bei der in einen durch eine Rohrleitung hindurchgehenden Strom senkrecht zu seiner Strömungsrichtung aus einer in die Rohrleitung mündenden düsenartigen zweiten Leitung ein Hilfsstrahl eingeführt wird, um mittels der dadurch erzeugten aerodynamischen Einschnürung eine Regelung des Stromes in der Rohrleitung zu bewirken.

Es ist ferner eine Turbomaschine in Form eines Luftgebläses bekannt, das eine Beschaufelung aus hohlen Schaufeln enthält, die etwa in der Mitte ihrer nach innen gekrümmten Flächen mit düsenartigen Öffnungen versehen sind, die mit einer dem Strömungsverlauf des Luftstromes nahe kommenden Richtung gegen die Eintrittsfläche der nach außen gekrümmten Flächen der benachbarten Schaufeln gerichtet und in ihrer Größe mittels mechanischer Organe verstellbar sind. Durch diese düsenartigen Öffnungen wird in den zwischen den Schaufeln hindurchgehenden Luftstrom durch Ejektorwirkung aus dem Gebläseeingang zusätzliche Luft eingesaugt, die sich mit dem Hauptluftstrom vermischt und dazu dient, das Druckniveau am Ausgang des Gebläses zu ändern.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Turbomaschine, insbesondere Gasturbine, deren Leitschaufeln an der nach innen gekrümmten Fläche Kanäle mit düsenartigen Öffnungen aufweisen,

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wobei letztere gegen die nach außen gekrümmte Fläche der benachbarten Leitschaufeln gerichtet sind.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Turbomaschine der vorgenannten Art, die ohne Anwendung mechanischer Organe in der Beschaufelung eine Ablösung des durch die Maschine hindurchströmenden Arbeitsmittels von der nach außen gekrümmten Fläche der Leitschaufeln verhindert ίο und neben einer Mengenregelung eine Führung des Arbeitsmittelstromes am Ausgang des Schaufelgitters in einer bestimmten Richtung herbeizuführen gestattet.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, is daß bei einer Turbomaschine der vorgenannten Art durch die düsenartigen Öffnungen unter Überdruck stehendes zusätzliches Arbeitsmittel etwa senkrecht zu der durch die Leitschaufeln bedingten Strömungsrichtung des Hauptarbeitsmittels, im wesentliehen gegen die Austrittsfläche der benachbarten Leitschaufeln eingeblasen wird und in der Zuführungsleitung für das zusätzliche Arbeitsmittel eine Druckregel vor richtung vorgesehen ist.

Durch die Erfindung wird es möglich, bei Turbomaschinen, insbesondere bei Gasturbinen, die Ablösung der Strömung vom Rücken der Leitschaufeln zu verhindern. Dies führt zu dem Vorteil, daß Leitschaufeln verwendet werden können, die stärker als bisher-gekrümmt sind. Durch, die Verwendung solcher stark gekrümmten Leitschaufeln wird es möglich, unter der Voraussetzung gleicher Betriebsbedingungen, d. h. gleicher Leistung, die axiale Baulänge einer Turbinenstufe und damit auch der gesamten Turbine zu verringern. Diese Verringerung der axialen Baulänge führt zu weiteren erwünschten Vorteilen, nämlich einem geringeren Lagerabstand, wodurch ein ruhigerer Lauf und eine größere Stabilität der Turbine erzielt werden, und einem geringeren Gewicht der Turbine. Diese Merkmale sind insbesondere bei Luftfahrzeugantriebsturbinen von größter Bedeutung.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die düsenartigen öffnungen durch Schlitze gebildet, die in Querrichtung der Leitschaufeln verlaufen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispied näher erläutert.

Fig. ι veranschaulicht in schematischer Weise die Beschaufelung einer Turbine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein axialer Schnitt durch die Turbine. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, strömt das Hauptarbeitsmittel aus dem Einlaßraum b durch die Zwischenräume zwischen stark gebogenen Leitschaufeln 21 hindurch in den Außenraum C₁ in dem sich die Laufradschaufeln 21 a der Turbine befinden. Der durch die Zwischenräume zwischen den Leitschaufeln 21 hindurchgehende Strom des Hauptarbeitsmittels hat das Bestreben, sich von den nach außen gekrümmten Flächen 18 der stark gebogenen Leitschaufeln 21 an deren Austrittsteil abzulösen. Um dieses nachteilige Ablösen zu verhindern, sind die Leitschaufeln 21, die in der Nähe der Austrittsfläche an der nach innen gekrümmten Fläche Kanäle 19 aufweisen, an diesen Kanälen mit düsenartigen Öffnungen 20 in Form von in Querrichtung der Leitschaufeln verlaufenden und mit den Kanälen 19 in Verbindung stehenden Schlitzen versehen, die gegen die Austrittsfläche der benachbarten Leitschaufeln gerichtet sind und aus denen unter Überdruck stehendes zusätzliches Arbeitsmittel in den zwischen den Leitschaufeln hindurchgehenden Hauptarbeitsmittelstrom im wesentlichen senkrecht zu diesem eingeblasen wird.

Durch Ändern der Stärke der aus den düsenartigen Öffnungen 20' ausgeblasenen Strahlen des zusätzlichen Arbeitsmittels kann weiterhin dem Hauptarbeitsmittelstrom eine bestimmte Richtung am Ausgang des Schaufelgitters gegeben bzw. der Querschnitt der Zwischenräume zwischen den Leitschaufeln 21 mehr oder weniger verkleinert und dadurch die Menge des durch die Turbine gehenden Hauptarbeitsmittels zwecks Regelung der Leistung der Turbine geändert werden.

Die düsenartigen Blasöffnungen 20 sind über die Kanäle 19 der Leitschaufeln 21, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht, an eine gemeinsame Zuführungsleitung 22 für das unter Überdruck stehende zusätzliche Arbeitsmittel (Luft oder Dampf, je nachdem, ob es sich um eine Gasturbine oder um eine Dampfturbine handelt) angeschlossen, wobei in der Zuführungsleitung 22 eine Vorrichtung 23 zum Regeln des Druckes des die düsenartigen Blasöffnungen 20 speisenden zusätzlichen Arbeitsmittels vorgesehen ist.

Die Grundsätze der Erfindung sind auch auf einen Verdichter anwendbar.

In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, die Menge des aus den düsenartigen Öffnungen auszublasenden zusätzlichen Arbeitsmittels sich periodisch ändern zu lassen, statt das zusätzliche Arbeitsmittel kontinuierlich zuzuführen. Dies gilt insbesondere für Turbinen, die mit einem pulsierenden Hauptarbeitsmittel betrieben werden, wie dies z. B. bei Turbinen der Fall ist, die durch die Auspuffgase eines Explosions- oder Verbrennungsmotors gespeist werden. Die periodische Änderung der Menge des durch die düsenartigen Öffnungen auszublasenden zusätzlichen Arbeitsmittels läßt sich leicht dadurch verwirklichen, daß die Vorrichtung 23 synchron mit den Pulsationen der Antriebsgase periodisch betätigt wird.

Claims

PATENTANSPKÜCHE:

ι. Turbomaschine, insbesondere Gasturbine, deren Leitschaufeln an der nach innen gekrümmten Fläche Kanäle mit düsenartigen Öffnungen aufweisen, welch letztere gegen die nach außen gekrümmte Fläche der benachbarten Leitschaufeln gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch die düsenartigen Öffnungen (20) unter Überdruck stehendes zusätzliches Arbeitsmittel etwa senkrecht zu der durch die

Leitschaufeln bedingten Strömungsrichtung des Hauptarbeitsmittels im wesentlichen gegen die Austrittsfläche der benachbarten Leitschaufeln (21) eingeblasen wird und daß in der Zuführungsleitung (22) für das zusätzliche Arbeitsmittel eine Druckregelvorrichtung (23) vorgesehen ist.
2. Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die düsenartigen öffnungen

(20) durch Schlitze gebildet werden, die in Querrichtung der Leitschaufeln (21) verlaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 586010, 659 211,

733642; britische Patentschriften Nr. 27615 aus dem

Jahre 1906, 444103;

USA.-Patentschrift Nr. 2 487 588.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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