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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 15. Mai 1941 Bekanntgemacht am 19. Januar 1956Registration date: May 15, 1941. Advertised on January 19, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Ein bekanntes und einfaches Verfahren zur Kühlung der heißen Bauteile von Gasturbinen mit hoher Treibmitteleintrittstemperatur und hohen mechanischen Beanspruchungen von Rad und Schaufelung, wie sie insbesondere bei Luftfahrttriebwerken und anderen Fahrzeugtriebswerken vorkommen, besteht darin, Rad und Schaufelung hohl auszubilden und durch die Schleuderwirkung beim Umlauf Kühlluft vom Umgebungszustand durchzupumpen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß es bei geeigneter Ausbildung der Fördereinrichtung in dem Turbinenrad sowie der Kühlluftkanäle im hohlen Schaufelschaft gelingt, solche Hohlschaufel-.läufer mit genügender Lebensdauer auch für große Gasschluckvermögen zu bauen, ohne daß vorverdichtete Kühlluft vom Turbinenrad angesaugt zu werden braucht.A well-known and simple method for cooling the hot components of gas turbines with high propellant inlet temperature and high mechanical loads on the wheel and Blading, as it is in particular in aircraft engines and other vehicle engines occur, consists in making the wheel and blades hollow and through the centrifugal effect to pump through cooling air from the ambient condition during circulation. Experience has shown that it is with a suitable design of the conveyor in the turbine wheel and the cooling air ducts in the hollow blade shaft succeeds in creating such hollow blade runners with sufficient service life even for large ones Build gas-absorbing capacity without pre-compressed cooling air being sucked in by the turbine wheel needs to become.

Bei Verwendung für Luftfahrttriebwerke sinkt mit steigender Flughöhe die Ansaugdichte der Kühlluft solcher innengekühlter Läufer und daher auch bei vorgegebener Drehzahl (bedingt durch den jeweiligen Ladedruck der von der Turbine angetriebenen Ladeeinrichtung) der Kühlluftdurchsatz, welcher ein Maß für die spezifische Wärme- aufnahmefähigkeit der Kühlluft in der vom Treibgas außen beheizten Schaufel darstellt. Da die erreichbaren Kühlwirkungen bei Betrieb der Hohlschaufelturbinen in größeren Höhen ohne Vorver-When used for aircraft engines, the suction density of the cooling air decreases with increasing flight altitude such internally cooled rotor and therefore also at a given speed (due to the respective Boost pressure of the charging device driven by the turbine) the cooling air flow rate, which is a measure of the specific heat absorption capacity of the cooling air in that of the propellant gas represents externally heated shovel. Since the achievable cooling effects when operating the hollow blade turbines at greater heights without prior notice

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dichtung beschränkt sind, sind also für die Beaufschlagung solcher Gasturbinen hoher, durch lange Schaufeln und hohe Drehzahlen bedingter mechanischer Belastung mit derselben Gastemperatur, wie sie in mittleren Höhen noch zulässig war, Grenzen gesetzt. Andererseits steigt das Interesse der Luftfahrt für immer größere Betriebsflughöhen. seal are limited, so are for exposure such gas turbines are more mechanical due to long blades and high speeds Exposure to the same gas temperature as was still permissible at medium altitudes, limits set. On the other hand, aviation is becoming increasingly interested in ever higher operating altitudes.

Beim Betrieb von Gasturbinen am Boden, z. B. in Fahrzeugen, treten wegen der dort erforderlichenWhen operating gas turbines on the ground, e.g. B. in vehicles, occur because of the necessary there

ίο höheren Lebensdauer der Bauteile ähnliche Schwierigkeiten auf, wenn aus Gründen der Einfachheit und AVirtschaftlichkeit der Anlage keine vorverdichtete· Luft für Kühlzwecke angesaugt werden soll. Außerdem ist durch den vielfach weniger belüftungsfähigen Einbau die Ansaugtemperatur der Kühlluft oft recht hoch im Vergleich zu den schon geschilderten Bedingungen bei hoher Fluggeschwindigkeit. ίο longer component life similar difficulties if, for reasons of simplicity and economy of the system, no pre-compressed Air is to be sucked in for cooling purposes. In addition, it is often less ventilable Install the intake temperature of the cooling air often quite high compared to the already described conditions at high airspeed.

Nun ist normalerweise aus Gründen der Treibmittelführung das deckbandlose Laufschaufelgitter ' nach außen durch eine als Gehäusewand oder eingesetzter Blechring ausgebildete Mantelfläche abgedeckt, allerdings mit einem genügend großen Spalt gegenüber den Schaufelspitzen, damit die aus den hohlen Schaufeln zuströmende Kühlluft möglichst ungedrosselt entweichen kann. Ein ausreichendes Spiel an den Schaufelspitzen erhöht zwar die Sicherheit gegen das Streifen, vermindert aber auch die Arbeitsausbeute aus der verfügbaren Treibgasenergie, namentlich bei Auslegung der Strömungsquerschnitte mit Reaktion oder wegen der bei den kleinen Raddurchmessern und größen Stufengefällen als Folge des Dralles vorhandenen Druckverteilung im Spalt zwischen Düse und Laufschaufelung. Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf eine besondere Ausbildung dieses Mantelteiles als Ringspalt, in dem Treibgas aus dem an sich vorhandenen vor der Düse angeordneten Gaskasten expandiert und durch das so entstandene schnell strömende Treibmittelband am äußersten Umfang eine beschleunigende Wirkung auf die aus der Schaufel austretende Kühlluft ausgeübt wird. Gleichzeitig kann damit auch das Spiel zwischen Schaufelspitze und der Abdeckung auf einen günstigen Wert herabgesetzt werden. Da durch diese Maßnahme ein erhöhter Kühlluftdurchsatz durch den Hohlschaufelläufer zu erwarten ist, wird auch in großen Höhen noch eine ausreichende Absenkung der Wandtemperaturen der heißen hochbeanspruchten Bauteile unter die Stautemperatur des Treibmittelstromes erfolgen können! Diese Erhöhung der Betriebssicherheit ist allerdings nur durch Abzweigung eines kleinen Bruchteiles der sonst zur Arbeitsleistung oder vorzugsweise bei Luftfahrttriebwerken zum unmittelbaren Strahlvortrieb einsetzbaren Treibgasmenge für diese Zwecke möglich. Der Querschnitt des Ringspaltes kann aber im einzelnen Fall zur Ereichung einer gewissen Lebensdauer des Läufers mittels Beschleunigung des durch den Läufer hindurchtretenden Kühlluftstromes an die dazu erforderliche Mindesttreibgastne'nge entweder durch ent-. sprechende Bemessung der Höhe des Ringspaltes oder seiner Länge längs des Umfanges angepaßt werden, damit der Gesamtwirkungsgrad der Gasturbine genügend hoch bleibt. Bei geeigneter Gestaltung kann sogar der Durchsatz einer verhältnismäßig kleinen Treibgasmenge durch den Ringspalt eine derartige Durchsatzsteigerung der Kühlluft hervorzurufen, daß eine weitere Zunahme der Treibmitteleintrittstemperatur im Rahmen der gewünschten Lebensdauer ins Auge gefaßt werden kann und der Leistungsverlust durch das ohne Arbeitsleistung abblasende Ringspalttreibgas durch das zulässige höhere Wärmegefälle bei weitem ausgeglichen wird. Unter Umständen kann durch einen gewissen Drall des für» die Kühlluftbeschleunigung vorgesehenen Treibgases beim Ausströmen aus dem Ringspalt eine weitere Absenkung der erforderlichen Ringspalttreibgasmenge sowie eine zusatzliehe Steigerung des Kühlluftdurchsatzes durch den Läufer eintreten. Auch kann ein nachgeschalteter Diffusor zur Umsetzung der beim Impulsaustausch von Kühlluft und Ringspalttreibgas entstandenen Mittelgeschwindigkeit eine gewisse örtliche Ab-Senkung des.Druckes zur Folge haben, die sich günstig auf den Kühlluftdurchsatz durch den Läufer auswirkt.Now, for reasons of propellant management, it is usually the blade grille without a shroud '' covered to the outside by a casing surface designed as a housing wall or an inserted sheet metal ring, however, with a sufficiently large gap opposite the blade tips, so that the out the cooling air flowing into the hollow blades can escape as unthrottled as possible. A sufficient one Play at the blade tips increases the security against grazing, but reduces it but also the working yield from the available propellant gas energy, especially when designing the Flow cross-sections with reaction or because of the small wheel diameters and sizes Gradient gradient as a result of the swirl existing pressure distribution in the gap between nozzle and rotor blade. The subject matter of the invention relates to a special design of this shell part as an annular gap in the propellant gas from the gas box located in front of the nozzle expands and through the resulting fast-flowing propellant band at the outermost circumference an accelerating effect is exerted on the cooling air emerging from the blade. At the same time, the play between the blade tip and the cover can be reduced to one favorable value. Because this measure increases the cooling air throughput is to be expected due to the hollow blade rotor, sufficient lowering is still achieved even at great heights the wall temperatures of the hot, highly stressed components below the storage temperature of the propellant flow can take place! However, this increase in operational safety is only by diverting a small fraction of what would otherwise be part of the work performance or, preferably, to contribute Aviation engines for direct jet propulsion usable propellant gas for this Purposes possible. The cross-section of the annular gap can, however, be used in individual cases to achieve a certain service life of the runner by means of acceleration of the runner passing through Cooling air flow to the required minimum propellant gas volume either by ent. Speaking dimensioning adapted to the height of the annular gap or its length along the circumference so that the overall efficiency of the gas turbine remains high enough. With suitable design can even the throughput of a relatively small amount of propellant gas through the annular gap to cause such an increase in the flow rate of the cooling air that a further increase in Propellant inlet temperature should be considered within the scope of the desired service life can and the loss of performance due to the annular gap propellant gas blowing off without any work performance the permissible higher heat gradient is well balanced will. Under certain circumstances, due to a certain swirl, the »cooling air acceleration provided propellant gas as it flows out of the annular gap a further lowering of the required Annular gap propellant gas as well as an additional increase in the cooling air throughput through the Enter runners. A downstream diffuser can also be used to implement the momentum exchange A certain local lowering of the mean velocity caused by cooling air and annular gap propellant gas des.Druckes have a positive effect on the cooling air throughput through the Runner Impacts.

Beim Antrieb von Aufladeeinrichtungen von gemischverdichtenden Flugzeugbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung durch Gasturbinen, die mit dem ungekühlten Abgas beaufschlagt werden, ist in der Regel auch bei Auslegung mit großem Austrittsverlust zur Verwertung in einer wirtschaftlich arbeitenden Vortriebsstrahldüse immer noch ein beträchtlicher Energieüberschuß vorhanden, der am bequemsten durch Abblasen von Abgas vor der Turbine beherrscht wird. Da schon mit Rücksicht auf die Stabilität der Regelung die Auslegung so zu treffen ist, daß immer etwas Abgas abbläst, kann also ein Teil dieser abzublasenden Menge ohne weiteres zur Beschleunigung des Kühlluftstromes benutzt werden, zumal ihre Energie für den Strahlvorschub keineswegs verloren ist. Da die kinetische Energie der Kühlluft am Schaufelaustritt hauptsächlich in der Scheibenebene wirksam ist, wird durch die axiale Beeinflussung durch die Ringspalttreibgasmenge diese Energie gut für Rückstoßzwecke ausgerichtet. Falls für die Regelung der verbleibende Rest der Abgasmenge, der durch die normal vom Turbinenregler gesteuerten Abblaseventile strömt, nicht ausreichen sollte, kann der 'Zutritt von Treibgas zum Beschleunigungsringspalt durch einen Ringschieber begrenzt oder sonstwie gesteuert werden.When driving the charging devices of mixture-compressing aircraft internal combustion engines with spark ignition by gas turbines, which are exposed to the uncooled exhaust gas, is in the Usually also in the case of a design with a large leakage loss for recycling in an economical manner working propulsion jet nozzle still a considerable Excess energy available, which is most conveniently managed by blowing off exhaust gas in front of the turbine. Since with consideration on the stability of the regulation, the interpretation is to be made in such a way that always some exhaust gas blows off, can So a part of this amount to be blown off easily to accelerate the cooling air flow can be used, especially since their energy for the beam advance is by no means lost. Since the kinetic Energy of the cooling air at the blade outlet is mainly effective in the plane of the disk Due to the axial influence of the amount of fuel gas in the annular gap, this energy is good for recoil purposes aligned. If for the regulation of the remaining remainder of the exhaust gas quantity, which is caused by the If the blow-off valves controlled normally by the turbine regulator are not sufficient, the 'access limited by propellant gas to the acceleration ring gap by a ring slide or otherwise being controlled.

Wenn ferner bei Verwendung einer Abgasturbine mit anschließender Strahldüse für Flugzeuge sehr hoher Geschwindigkeit zur Regelung der Ausnutzung der Abgasenergie auf höchste Wirtschaftlichkeit die Gasturbine als Gegendruckturbine ausgelegt wird, d. h. die anschließende Strahldüse auch noch etwas Druckgefälle verarbeiten soll, können beim Ansaugen von nicht vorverdichteter Luft von Umgebungsdruck hinter der Strahldüse Schwierigkeiten in der Erreichung einer genügenden Kühlwirkung entstehen, da die Kühlluftfördereinrich-If, furthermore, when using an exhaust gas turbine with a subsequent jet nozzle for aircraft very much high speed to regulate the utilization of the exhaust gas energy for maximum economy the gas turbine is designed as a back pressure turbine, d. H. the subsequent jet nozzle too should still process a little pressure gradient, when sucking in non-pre-compressed air from Ambient pressure behind the jet nozzle Difficulties in achieving a sufficient cooling effect arise because the cooling air conveyor

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tung in der Turbinenscheibe gegen einen höheren Gegendruck fördern muß. In diesen Fällen kann der Erfindungsgegenstand erhebliche Verbesserungen erzielen.tion in the turbine disk against a higher one Must promote counter pressure. In these cases, the subject invention can make significant improvements achieve.

Bei mehrstufigen Gasturbinen mit hoher Eintrittstemperatur und großem Treibgasdurchsatz wird man versuchen, durch starke Expansion in den ersten Stufen die Treibgastemperatur soweit abzusenken, daß der größte Teil des Gefälles in bewährten ungekühlten Bauarten verarbeitet werden kann und die einigen Bauaufwand erforderndeFor multi-stage gas turbines with a high inlet temperature and a large propellant gas throughput one will try to increase the propellant gas temperature by strong expansion in the first stages lower that most of the slope can be processed in tried and tested uncooled types can and which require some construction effort

' lebenswichtige Innenkühlung auf wenige Stufen im oberen Expansionsbereich beschränkt bleibt. Nach den bisherigen Erfahrungen können hoch beanspruchte innenverrippte Hohlschaufeln bei Beaufschlagungstemperaturen von looo⁰ und Verwendung der besten metallischen Werkstoffe für die Schaufelung durch die bekannten Maßnahmen der Innenkühlung beherrscht werden, wenn die Kühlluft am Eintritt in das Laufrad etwa eine Temperatur gleich der Raumtemperatur oder weniger und einen Druck ungefähr gleich dem Expansionsdruck der Stufe aufweist. Vielfach verbietet die Wirtschaftlichkeit der Anlage den naheliegenden Weg, für diese meist zwei bis vier innengekühlten Stufen den Lader bei einem Druck, der dem Expansionsenddruck der ersten Stufe entspricht, anzuzapfen, die gesamte für diese Hohlschaufelläufergruppe erforderliche Kühlluft entsprechend zurückzukühlen ■ und die Kühlluftzufuhr zu den Stufen mit geringerem Expansionsenddruck entsprechend zu drosseln, da die Verlustleistung für die Verdichtung der Kühlluft klein zu halten ist und die Drossetong wegen der notwendigen Verteilung .35 der Kühlluft auf eine gewisse Mindestoberfläche zur Kühlung der Schaufelwand sich nicht vermeiden läßt. Die Möglichkeit, die Kühlluft für die verschiedenen Turbihenstufen durch getrennte Abzapfung aus entsprechend günstig liegenden Druckstufen des mehrstufigen Laders zu entnehmen, gibt in vielen Fällen verwickelte Verhältnisse für die Zuleitung der Kühlluft zum umlaufenden, vielstufigen Turbinenläufer. Soll die Kühlluftversorgung des Hohlschaufelläuferteiles durch diesen selbst erfolgen, so müßten andererseits die Kühlluftfördereinrichtungen der einzelnen Turbinenstufen hinter-, einandergeschaltet werden, die Kühlluft aus der vorhergehenden Stufe nach ihrer Wärmeaufnahme in der Schaufel rückgekühlt und ihre am Radaustritt vorhandene Geschwindigkeit erst wieder in Druck umgesetzt werden. Dies bedingt bekanntlich sehr umständliche und wenig betriebssichere Konstruktionen, die namentlich bei der Auslegung für große Gasschluckvermögen Schwierigkeiten machen.'Vital internal cooling remains limited to a few levels in the upper expansion range. According to previous experiences high stress innenverrippte hollow blades can at Beaufschlagungstemperaturen of looo ⁰ and use are dominated the best metallic materials for the blading by the known action of the internal cooling, when the cooling air at the inlet to the impeller as a temperature equal to room temperature or less and a Has pressure approximately equal to the expansion pressure of the stage. In many cases, the cost-effectiveness of the system forbids the obvious way to tap the charger for these mostly two to four internally cooled stages at a pressure that corresponds to the final expansion pressure of the first stage, to cool back all of the cooling air required for this group of hollow vane blades and the supply of cooling air to the stages to throttle accordingly with lower expansion pressure, since the power loss for the compression of the cooling air must be kept small and the throttle tone cannot be avoided because of the necessary distribution of the cooling air over a certain minimum surface for cooling the blade wall. The possibility of drawing the cooling air for the various turbine stages by separate tapping from suitably located pressure stages of the multi-stage supercharger in many cases results in complicated conditions for the supply of cooling air to the rotating, multi-stage turbine rotor. If the hollow vane part is to be supplied with cooling air by the latter itself, then on the other hand the cooling air conveying devices of the individual turbine stages would have to be connected one behind the other, the cooling air from the previous stage would have to be recooled after its heat absorption in the blade and its speed at the wheel outlet would first have to be converted into pressure again. As is well known, this requires very cumbersome and not very reliable constructions, which make difficulties in particular when designing for large gas absorption capacities.

In solchen Fällen kann die erfindungsgemäße Gestaltungsvorschrift gewisse Vorteile schaffen. So kann z. B. die Kühlluftfördereinrichtung für zwei .aufeinanderfolgende Stufen zumindest am Kühlluftansaugestutzen zusammengelegt werden, welche dann die kalte Kühlluft vom Druck des Expansionsenddruckes der zweiten Stufe oder etwas darüber ansaugt. Die erste Stufe dieser Gruppe läuft hinsichtlich des Kühlluftdurchtrittes unter ähnlichen Verhältnissen wie beim oben beschriebenen Fall der Gasturbine als Gegendruckturbine mit nachgeschalteter Ausnutzung einer gewissen Druckdifferenz in einer Strahldüse. Durch geeignete Gestaltung einer Ringspaltabdeckung des Laufschaufelgitters dieser ersteh Stufe, wie sie oben vorgeschlagen ist, kann trotz des erhöhten Gegendruckes ein für die Bauteilkühlung ausreichender Kühlluftdurchsatz gewährleistet werden. Um einfache konstruktive Ergebnisse zu bekommen, wird man bei drei bis vier innen zu kühlenden Stufen zweckmäßig eine Zweiwellenanordnung wählen, bei der infolge des verhältnismäßig hohen Druckes der angesaugten Kühlluft ohne weiteres das Ansaugen durch die hohle Welle ins Auge, gefaßt werden kann. Damit wird der bauliche Aufwand genau so einfach wie bei einem einzelnen Hohlschaufelrad. Es ist ferner bemerkenswert, daß der Leistungsverlust bei mehrstufigen Turbinen durch das Abzweigen einer an sich zur Arbeitsleistung geeigneten Treibgasmenge für die Absaugzwecke der Kühlluft an den Schaufelspitzen nicht so erheblich ist, weil die in einer Stufe höheren Druckes an der Ringspaltabdeckung zugesetzte Treibgasmenge in sämtlichen folgenden Stufen zur Erzeugung mechanischer Arbeit herangezogen werden kann. Die im Laufrad an die Kühlluft übertragene Energie kann zwar durch Rückstoßdüsen am Schaufelaustritt wieder gewonnen werden, wie bereits vorgeschlagen wurde. Ihre Verwertung in der folgenden Stufe ist wegen ihrer Wirksamkeit in der Radebene sonst recht schwierig. Durch die Zufuhr der zum großen Teil axial orientierten Treibgasenergie am Ringspalt ist aber die Möglichkeit einer ähnlichen Rückstoßwirkung für die Kühlluft nicht ausgeschlossen, auf alle Fälle erfolgt eine Umlenkung dieser tangentialen Kühlluftenergie in Richtung zur nächsten Stufe, wodurch die Verwertung sehr erleichtert wird.In such cases, the design rule according to the invention can create certain advantages. So can e.g. B. the cooling air conveying device for two. Successive stages at least on the cooling air intake be put together, which then the cold cooling air from the pressure of the expansion pressure the second stage or something above it sucks. The first stage of this group runs regarding of the cooling air passage under similar conditions as in the case described above Gas turbine as a back pressure turbine with downstream utilization of a certain pressure difference in a jet nozzle. By suitably designing an annular gap cover for the rotor blade grille this first stage, as suggested above, can despite the increased counter pressure a sufficient cooling air flow rate for component cooling can be guaranteed. To simple To get constructive results, one becomes with three to four internal cooling stages expediently choose a two-shaft arrangement in which, due to the relatively high pressure sucked in cooling air can easily be considered the suction through the hollow shaft can. This makes the structural effort just as simple as with a single hollow impeller. It is also noteworthy that the power loss in multi-stage turbines due to the branching an amount of propellant gas suitable for the work performed for the purpose of extracting the cooling air at the blade tips is not so significant, because the higher pressure in a stage at the Amount of propellant gas added to the annular gap cover in all subsequent stages to generate mechanical Work can be used. The energy transferred to the cooling air in the impeller can can be recovered by recoil nozzles at the blade outlet, as already proposed would. Their utilization in the following stage is otherwise due to their effectiveness in the wheel plane quite difficult. By supplying the largely axially oriented propellant gas energy to the annular gap but the possibility of a similar recoil effect for the cooling air is not excluded, In any case, this tangential cooling air energy is deflected in the direction of next level, which makes recycling much easier.

Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Abb. 1. bis 4. Abb. ι zeigt das Grundsätzliche des Anmeldungsgegenstandes: Teil ι stellt das Hohlschaufelrad, Teil 2 die längs des ganzen oder eines Teiles des Umfanges sich erstreckende Leitvorrichtung dar. Außerhalb davon ist, über die Löcher 3 mit dem Innern des Gaskastens 4 verbunden, ein Ringraum angeordnet, von dem aus der Ringspalts mit Treibgas versorgt werden kann. Die innere Wand der den Ringspalt bildenden Teile überdeckt den Laufschaufelkanal auf etwa die halbe Profilbreite. Embodiments illustrate the Fig. 1. to 4. Fig. Ι shows the fundamentals of the subject of the application: Part ι represents the hollow impeller, part 2 along the whole or one Part of the circumference is extending guide device. Outside of this is, via the holes 3 connected to the interior of the gas box 4, an annular space is arranged from which the annular gap can be supplied with propellant gas. The inner wall of the parts forming the annular gap is covered the blade channel to about half the profile width.

Abb. 2 zeigt als Beispiel eine Möglichkeit der Regelung der Zufuhr von Ringspalttreibgas durch einen Ringschieber 6, der mittels eines außenliegenden Zahnsegmenttriebes 7 eingestellt werden kann. Innerhalb des Ringspaltes können ferner Leitbleche 8 angeordnet sein, die einen gewissen Drall des im Ringspalt austretenden Treibgases verursachen, um günstige Bedingungen für das Entweichen der Kühlluft aus der umlaufenden Schaufel zu erreichen. Im gegebenenfalls anzuschließenden diffusorartig sich erweiternden Ringraum 9, der auch entsprechend geneigte Leit-As an example, Fig. 2 shows one way of regulating the supply of annular gap propellant gas a ring slide 6, which can be adjusted by means of an external toothed segment drive 7 can. Guide plates 8 can also be arranged within the annular gap, which have a certain Swirl of the propellant gas escaping in the annular gap to create favorable conditions for the To achieve the escape of the cooling air from the rotating blade. Im to be connected if necessary diffuser-like widening annular space 9, the also correspondingly inclined guide

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schaufeln besitzen kann, um namentlich an axialerblades may have to be named at axial

. Baulänge zu sparen, kann die beim Impulsaustausch der Ringspalttreibgasmenge mit der erwärmten Kühlluft entstandene. Mittelgeschwindigkeit teilweise wieder in Druck umgesetzt werden.. Saving overall length can be achieved by exchanging the momentum of the annular gap propellant gas with the heated Cooling air created. Medium speed can be partially converted back into pressure.

. Wie Abb. 3 als Beispiel zeigt, kann außer dem erwähnten Ringspalt 5 noch ein weiterer Ringspalt 10 für den Zutritt von Treibgas vorgesehen sein mit der Zielsetzung, die durch Impulsaustausch entstandene Mittelgeschwindigkeit des obenerwähnten Kühlluft-Treibgas-Gemisches erneut· zu beschleunigen. Der auf diese Art und Weise entstandene örtliche Unterdruck an der Schaufelspitze wird in vielen Fällen sehr wertvoll für den Kühlluftdurchsatz sein.. As Fig. 3 shows as an example, besides the mentioned Annular gap 5 can be provided with a further annular gap 10 for the admission of propellant gas the objective, the mean speed of the above-mentioned caused by momentum exchange To accelerate the cooling air / propellant mixture again. The one created in this way Local negative pressure at the blade tip is in many cases very valuable for the cooling air throughput being.

Abb. 4 soll einen Hinweite für die Anwendungen möglichkeiten des Erfindungsgegenstandes auf vielstufige Gasturbinen geben. Der aus zwei Scheiben ιi_a und H₆ entstehende Hohlschaufelläufer etwa einer Gasturbinenanlage in Zweiwellenanordnung erhält seine Kühlluft aus einer Kühlluftleitung, deren Druckniveau dem Gegendruck der Stufe n_& entspricht. Für die, heißere und in einem höheren Druckbereich arbeitende Stufe n_a geben die vorstehend beschriebenen Maßnahmen in Form der treibgasbeschickten Ringspaltabdeckung 12 mit den geschilderten vielseitigen Möglichkeiten die Gewähr für eine ausreichende Versorgung mit Kühlluft trotz des höheren Gegendruckes der Stufe ii_ß.Fig. 4 is intended to give an indication of the possible uses of the subject matter of the invention on multi-stage gas turbines. The hollow blade rotor formed from two disks ιi _a and H ₆ , for example of a gas turbine system in a two-shaft arrangement, receives its cooling air from a cooling air line, the pressure level of which corresponds to _{the counterpressure of stage n &.} _{For the hotter stage n a} , which operates in a higher pressure range, the measures described above in the form of the propellant gas-loaded annular gap cover 12 with the diverse possibilities described guarantee a sufficient supply of cooling air despite the higher back pressure of stage ii _ß .

Es sei noch erwähnt, daß diese Maßnahmen auch für Dampfturbinen mit äußerst hoher Dampfeintrittstemperatur Anwendung finden können, wobei die Kühlung der Bauteile nicht durch Kühlluft, sondern durch Sattdampf von entsprechendem Druck bewerkstelligt wird.It should also be mentioned that these measures also apply to steam turbines with an extremely high steam inlet temperature Can be used, with the cooling of the components not by cooling air, but by saturated steam of the appropriate Pressure is accomplished.

Claims

Patent claims:

i. Installation on gas turbines with internally cooled hollow blades open at the tip with cooling air supply through the centrifugal effect occurring during circulation, characterized in that that the rotor blade grille at the blade tips through one wall of a fixed Annular gap is partially covered, in the propellant to the counter pressure of the stage expands. ,

2. Device according to claim 1, characterized in that that the supply of propellant gas to the annular gap od by an annular slide. Like. Regulated will.

3. Device according to claim 1, characterized in that that baffles are arranged in front of or in the annular gap in such a way that the propellant gas flows off at the annular gap with a swirl.

4. Device according to claim 1, characterized in that that a diffuser-like annular space is arranged behind the annular gap, the can also be provided with guide vanes.

5. Device according to claim 1 and 4, characterized in that in the axial direction offset radially outward between the annular gap and the diffuser-like annular space a second annular gap is arranged for propellant gas outlet. .

6. Application of the device according to claim ι to 5 for gas turbines whose back pressure is higher than the suction pressure of the coolant.

7. Application of the device according to claim ι to 5 in multi-stage gas turbines, such that the cooling air conveying device inside two stages of the same Pressure level sucks and the higher pressure stage a device according to claims 1 to 5 having.

8. Application of the device according to claim 1 to 5 in steam turbines with cooling by saturated steam.

1 sheet of drawings