EP0698725A2 - Prallgekühltes Wandteil - Google Patents

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EP0698725A2
EP0698725A2 EP95810500A EP95810500A EP0698725A2 EP 0698725 A2 EP0698725 A2 EP 0698725A2 EP 95810500 A EP95810500 A EP 95810500A EP 95810500 A EP95810500 A EP 95810500A EP 0698725 A2 EP0698725 A2 EP 0698725A2
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EP
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impingement
impact
cooling according
wall part
tubes
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ABB AG Germany
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ABB Management AG
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Publication date
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection cooling
    • F01D5/188—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
    • F01D5/189—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall the insert having a tubular cross-section, e.g. airfoil shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03044—Impingement cooled combustion chamber walls or subassemblies

Definitions

  • the invention relates to impingement cooling for wall parts, for example hot turbomachine components such as gas turbine blades or combustion chamber walls.
  • cooling air jets are generally generated via a perforated plate and directed against the wall to be cooled. Arrangements in which the distance from perforated plate to wall is in the ratio 1 to 2 to the hole diameter are considered optimal.
  • Such cooling methods are known, for example from DE-C2-25 26 277.
  • actual baffle chambers are provided on the blade tip and on the suction side adjoining it.
  • inserts - corresponding to the shape of the blade - which are provided with a large number of cooling air through openings.
  • a big The problem with such arrangements is the flow transverse to the beam direction, which deflects the beams and can render them ineffective before they hit the wall to be cooled.
  • Such cross currents are unavoidable if not just a line, ie only a row of holes, but an area is to be cooled.
  • the cooling air in the above-mentioned blade is discharged into the hot flow as film air after the impact through suitably arranged hole patterns in the wall to be cooled.
  • the disadvantage of this solution is that the cooling air must have a higher pressure than the hot flow into which it is discharged through the cooling air outlet openings. This relative overpressure can often only be generated by an additional fan.
  • closed or cascaded use of cooling air is only possible to a limited extent because the film air is lost as cooling air.
  • the invention is therefore based on the object of providing impingement cooling for wall parts in which the outflow of the cooling medium transverse to the jet direction does not impair the jet effect.
  • this is achieved by a plurality of impingement tubes which are arranged with their inlets flat on a flat or curved support and with their mouths are directed towards the wall part to be cooled, the support being arranged at a distance from the wall part.
  • the impact jets deflected after the impact can now flow unhindered in the free space between the mouth of the impact tube and the carrier, which is spaced apart by the length of the impact tubes.
  • the carrier with the impingement tubes is arranged as an insert in the hollow interior of the blade, and if a plurality of such inserts are provided. This means that the same cooling medium can flow through the inserts in series. Closed impingement cooling systems can also be implemented with increased impingement jet speed. There is also the possibility of carrying out the outflow of the cooling medium at points of low pressure, for example on the rear edge of gas turbine blades
  • cooling medium circulates in a closed circuit, higher cooling pressures can be achieved, which can increase the heat transfer coefficient.
  • this is the case when using steam as the cooling medium, which is the case with Combined systems is made possible.
  • the advantage here is that the higher pressure of the cooling medium is then generated in an energetically favorable manner in the feed pump instead of in the compressor.
  • the invention offers the advantage of freely designing the ratio of the jet spacing to the jet diameter. This can extend over a range from 0.1 to 4.
  • the wall part to be cooled for example by means of cooling air, is designated by 10. It is a flat wall, which on the outside of one through the Arrows 19 designated hot medium flows around.
  • the support 13 on the cooling air side is also of flat design. In the case shown, it is attached to the wall at a constant distance 20 by means of suitable means, not shown.
  • the carrier is provided with a large number of baffles 11, here equidistant and arranged in rows. Its inlet 12 is flush with the support surface.
  • the baffle tubes have a conical inner channel with a constant narrowing in the direction of flow. The narrowest cross section of the impingement tubes is thus at the mouth 14. With its mouth 14, the impingement tubes are directed perpendicularly against the wall part to be cooled. The mouth is at an impact distance 15 to the wall. In the example, the ratio of this baffle distance to the narrowest diameter of the baffle tubes is approximately 1. It can be seen that the cooling air deflected after the impact can flow into the free spaces 21 between the baffle tubes without disturbing adjacent baffle jets. The light-free dimension of the space is given by the length of the baffle tubes in the vertical orientation.
  • impingement tubes 11 run obliquely and are directed towards a limited surface area of the wall part 10. This allows the cooling effect to be concentrated in particularly exposed areas.
  • the impact surface of the wall part 10 to be cooled is designed as a relief, the rays hitting the protruding humps. In this way, the inhomogeneous heat transfer in the impact jets can be compensated and a homogeneous temperature distribution is achieved on the hot side of the wall part.
  • FIG. 4 shows a wall part 10 ribbed on the cooling air side.
  • the increased jet length and jet thickness in relation to the thickness of the wall to be cooled compensate for the cooling effect on the ribbed wall.
  • FIG. 5 shows an example with a variable baffle tube length increasing in a certain direction.
  • the carrier 13 With a constant distance 15 of the respective impact mouth 14 to the wall part 10, the carrier 13 extends obliquely to the wall part.
  • this variant aims to achieve a constant cross-flow speed between the impingement tubes.
  • the wall part to be cooled is a gas turbine blade 16.
  • the supports with the impingement tubes are designed as more or less tubular inserts 17A, 17B and 17C and are arranged in the hollow interior of the blade.
  • These inserts with the baffle tubes 11 can be designed as cast parts or as deep-drawn parts. They can also be designed as a pressure-bearing structure for internal pressures that can be up to twice the pressure in the actual impact zone.
  • the coolant flows into the inserts 17A-C as a rule from the blade root against the blade tip.
  • the impingement tubes 11 are staggered over the blade height and the blade circumference at a required distance from one another and are directed with their mouth against the inner wall of the hollow blade.
  • the inserts 17A-C can be flowed through individually or in series by the coolant.
  • the gaseous or vaporous cooling medium can be circulated in a closed circuit in the multiple inserts, ie it is drawn off again via the blade root after the cooling activity has been completed.
  • the one flowing off the cooled wall parts Cooling medium can, however, also escape the blade into the flow channel. This is preferably done at the point on the blade where the lowest external pressure prevails. As a rule, the coolant will thus be let out at the rear edge 18 of the blade.
  • the invention is not limited to the examples shown and described. It goes without saying that, depending on the requirements, the baffle tube arrangement, the number and division of the baffle tubes, and their length and shape, tapered or cylindrical, can be optimized in each case.
  • the invention also does not set any limits in the choice of the coolant, its pressure and its further use after the cooling operation.

Abstract

Eine Prallkühlung für Wandteile (10) zeichnet sich durch eine Mehrzahl von Prallrohren (11) aus, die mit ihrem Einlauf (12) flächenförmig auf einem ebenen oder gekrümmtem Träger (13) angeordnet sind und mit ihrer Mündung (14) gegen den zu kühlenden Wandteil (10) gerichtet sind, wobei der Träger mit Abstand (20) zum Wandteil angeordnet ist. <IMAGE>

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Prallkühlung für Wandteile, beispielsweise von umströmten heissen Turbomaschinen-Komponenten wie Gasturbinenschaufeln oder Brennkammerwandungen.
  • Unter den konvektiven Kühlungsverfahren können mit Prallkühlung die höchsten Wärmeübergangszahlen erreicht werden. Dabei werden im Fall von Gasturbinen in der Regel Kühlluftstrahlen über ein Lochblech erzeugt und gegen die zu kühlende Wand gerichtet. Als optimal gelten Anordnungen, bei welchen der Abstand von Lochblech zu Wand im Verhältnis 1 bis 2 zum Lochdurchmesser steht.
    • Stand der Technik
  • Derartige Kühlungsverfahren sind bekannt, beispielsweise aus DE-C2-25 26 277. Bei der dort dargestellten Schaufel sind an der Schaufelspitze sowie an der daran anschliessenden Saugseite eigentliche Prallkammern vorgesehen. Im hohlen Schaufelinnern werden sie begrenzt durch - der Schaufelform entsprechende - Einsätze, die mit einer Vielzahl von Kühlluft-Durchtrittsöffnungen versehen sind. Ein grosses Problem stellt bei derartigen Anordnungen die Strömung quer zur Strahlrichtung dar, welche die Strahlen ablenkt und unwirksam machen kann, bevor diese auf die zu kühlende Wand auftreffen. Solche Querströmungen sind dann unvermeidlich, wenn nicht bloss eine Linie, d.h. nur eine Lochreihe, sondern eine Fläche zu kühlen ist. Zur Abhilfe wird bei der genannten Schaufel die Kühlluft nach dem Aufprall durch geeignet angeordnete Lochmuster in der zu kühlenden Wand in die heisse Strömung als Filmluft abgeleitet. Von Nachteil ist bei dieser Lösung, dass die Kühlluft einen höheren Druck aufweisen muss als die heisse Strömung, in welche sie durch die Kühlluft-Austrittsöffnungen abgeleitet wird. Dieser relative Überdruck kann oftmals nur durch ein Zusatzgebläse erzeugt werden. Darüberhinaus sind geschlossene oder hintereinandergeschaltete Kühlluft-Nutzungen nur bedingt möglich, weil die Filmluft als Kühlluft verloren geht.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Prallkühlung für Wandteile zu schaffen, bei welcher die Abströmung des Kühlmediums quer zur Strahlrichtung die Strahlwirkung nicht beeinträchtigt.
  • Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch eine Mehrzahl von Prallrohren, die mit ihrem Einlauf flächenförmig auf einem ebenen oder gekrümmtem Träger angeordnet sind und mit ihrer Mündung gegen den zu kühlenden Wandteil gerichtet sind, wobei der Träger mit Abstand zum Wandteil angeordnet ist.
  • Die nach dem Aufprall abgelenkten Prallstrahlen können nunmehr ungehindert im freien Zwischenraum zwischen der Prallrohrmündung und dem - um die Länge der Prallrohre beabstandeten - Träger abströmen.
  • Zwar ist es bereits aus der US 2,973,937 bekannt, über Prallrohre, dort Düsen genannt, ein Kühlmittel gegen eine Wand aufprallen zu lassen. Jedoch handelt es sich dort um die bereits eingangs erwähnte einreihige Anordnung von Düsen, bei welcher das Ableiten der Kühlstrahlen nach dem Aufprall problemlos ist. Überdies handelt es sich beim zum kühlenden Element um die vertikale Wandung eines rotierenden Turbinenrades, bei welchem sich eine radial strömende Grenzschicht aufbaut, die den Wärmeübergang erschwert. Der Sinn der dort angewandten Prallkühlung ist unter anderm im Aufplatzen dieser Grenzschicht zu sehen.
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass nunmehr eine intensive Kühlung mit möglichst geringer Kühlmedium-Menge und kleinem Druckabfall erreicht wird. Dies wiederum schafft die Möglichkeit der Verwirklichung der klassischen Prall-Film-Anordnungen mit vergrössertem Filmbereich. Die Filmlochreihen können dann im Falle von umströmten Komponenten an den Stellen mit tieferem Aussendruck angeordnet werden.
  • Es ist besonders zweckmässig, wenn im Falle von zu kühlenden Gasturbinenschaufeln der Träger mit den Prallrohren als Einsatz im hohlen Innern der Schaufel angeordnet ist, und wenn eine Mehrzahl von solchen Einsätzen vorgesehen sind. Dadurch können die Einsätze vom gleichen Kühlmedium in Serie durchströmt werden. Es können auch geschlossene Prallkühlsysteme verwirklicht werden mit erhöhter Prallstrahlgeschwindigkeit. Ferner besteht die Möglichkeit, die Abströmung des Kühlmediums an Stellen tiefen Druckes vorzunehmen, beispielweise an der Hinterkante von Gasturbinenschaufeln
  • Wenn das Kühlmedium im geschlossenen Kreis zirkuliert, können höhere Kühlungsdrücke realisiert werden, wodurch die Wärmeübergangszahl gesteigert werden kann. Dies ist unter anderm der Fall bei Verwendung von Dampf als Kühlmedium, was bei Kombianlagen ermöglicht wird. Von Vorteil ist hierbei, dass der höhere Druck des Kühlmediums dann energetisch günstig in der Speisepumpe erzeugt wird statt im Verdichter.
  • Schliesslich bietet die Erfindung - im Gegensatz zu den eingangs bechriebenen Kühlluftstrahlen, die über ein Lochblech erzeugt werden - den Vorteil der freien Gestaltung des Verhältnisses von Strahlabstand zum Strahldurchmesser. Dieses kann sich durchaus über einen Bereich von 0.1 bis 4 erstrecken.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines prallgekühlten Elementes;
    Fig. 2-5
    ausschnittsweise vier verschiedene Varianten eines prallgekühlten Elementes;
    Fig. 6
    eine prallgekühlte Gasturbinenschaufel.
  • Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. In den verschiedenen Figuren sind die funktionsgleichen Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung des Kühlmediums ist mit Pfeilen bezeichnet.
    • Weg zur Ausführung der Erfindung
  • In Fig. 1 ist das beispielsweise mittels Kühlluft zu kühlende Wandteil mit 10 bezeichnet. Es handelt sich hier um eine ebene Wand, welche auf der Aussenseite von einem durch die Pfeile 19 bezeichneten heissen Medium umströmt wird. Entsprechend ist auch der kühlluftseitige Träger 13 eben ausgebildet. Er ist im gezeigten Fall mit gleichbleibendem Abstand 20 mittels geeigneter, nicht dargestellter Mittel an der Wand befestigt.
  • Der Träger ist fllächenförmig mit einer Vielzahl, hier äquidistanter und in Reihen angeordneter Prallrohre 11 versehen. Deren Einlauf 12 ist bündig mit der Trägeroberfläche. Die Prallrohre weisen einen konischen Innenkanal mit stetiger Verengung in Strömungsrichtung auf. Der engste Querschnitt der Prallrohre liegt damit an der Mündung 14. Mit ihrer Mündung 14 sind die Prallrohre senkrecht gegen das zu kühlende Wandteil gerichtet. Die Mündung befindet sich im Prallabstand 15 zur Wand. Im Beispielsfall beträgt das Verhältnis dieses Prallabstandes zum engsten Durchmesser der Prallrohre etwa 1. Es ist ersichtlich, dass die nach dem Aufprall abgelenkte Kühlluft in die freien Zwischenräume 21 zwischen den Prallrohren abströmen kann, ohne dabei benachbarte Prallstrahlen zu stören. Das lichtfreie Mass des Zwischenraumes ist bei senkrechter Ausrichtung der Prallrohre durch deren Länge gegeben.
  • Gemäss Fig. 2 verlaufen bei einer Ausführungsvariante mehrere benachbarte Prallrohre 11 schräg und sind auf einen begrenzten Flächenbereich des Wandteiles 10 gerichtet. Dadurch kann die Kühlwirkung auf besonders exponierte Zonen konzentriert werden.
  • In Fig. 3 ist die Prallfläche des zu kühlenden Wandteiles 10 als Relief ausgebildet, wobei die Strahlen auf die hervorstehenden Buckel auftreffen. Damit kann die inhomogene Wärmeübertragung in den Prallstrahlen ausgeglichen werden und es wird eine homogene Temperaturverteilung auf der heissen Seite des Wandteiles erzielt.
  • Fig. 4 zeigt ein kühlluftseitig verripptes Wandteil 10. Durch erhöhte Strahllänge und Strahldicke im Verhältnis zur Stärke der zu kühlenden Wand wird ein Ausgleich der Kühlwirkung an der verrippten Wand erzielt.
  • Fig. 5 zeigt ein Beispiel mit variabler, in einer bestimmten Richtung zunehemenden Prallrohrlänge. Bei gleichbleibendem Abstand 15 der jeweiligen Prallmündung 14 zum Wandteil 10 verläuft der Träger 13 schräg zum Wandteil. Bei Abströmung der Kühlluft in eine gezielte Richtung wird mit dieser Variante eine konstante Querströmgeschwindigkeit zwischen den Prallrohren angestrebt.
  • In Fig. 6 ist das zu kühlende Wandteil eine Gasturbinenschaufel 16. Die Träger mit den Prallrohren sind als mehr oder weniger rohrförmige Einsätze 17A, 17B und 17C konzipiert und im hohlen Innern der Schaufel angeordnet. Diese Einsätze mit den Prallrohren 11 können als Gussteil oder als Tiefziehteil ausgeführt sein. Sie können desgleichen als drucktragendes Gebilde konzipiert sein für Innnendrücke, die bis zum doppelten des in der eigentlichen Prallzone herrschenden Druckes betragen können.
  • Im Fall einer Leitschaufel erfolgt die Einströmung des Kühlmittels in die Einsätze 17A-C in der Regel vom Schaufelfuss her gegen die Schaufelspitze hin. Die Prallrohre 11 sind über die Schaufelhöhe und den Schaufelumfang in erforderlichem Abstand zueinander gestaffelt und mit ihrer Mündung gegen die Innenwandung der hohlen Schaufel gerichtet. Die Einsätze 17A-C können einzeln oder in Serie vom Kühlmittel durchströmt werden.
  • Das gas- oder dampfförmige Kühlmedium kann in den mehreren Einsätzen im geschlossenem Kreis zirkuliert werden, d.h. es wird nach vollzogener Kühltätigkeit wieder über den Schaufelfuss abgezogen. Das von den gekühlten Wandteilen abströmende Kühlmedium kann jedoch auch der Schaufel in den Strömungskanal austreten. Dies geschieht vorzugsweise an jener Stelle der Schaufel, an welcher der tiefste Aussendruck vorherrscht. In der Regel wird man das Kühlmittel somit an der Hinterkante 18 der Schaufel austreten lassen.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Beispiele beschränkt. Es versteht sich, dass je nach Erfordernissen die Prallrohranordnung, die Anzahl und Teilung der Prallrohre, sowie deren Länge und Form, verjüngt oder zylindrisch, fallweise optimiert werden können. Auch in der Wahl des Kühlmittels, dessen Druckes und dessen Weiterverwendung nach der Kühltätigleit setzt die Erfindung keine Schranken.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Wandteil
    11
    Prallrohr
    12
    Einlauf
    13
    Träger
    14
    Mündung
    15
    Prallabstand
    16
    Gasturbinenschaufel
    17A,B,C
    Einsatz
    18
    Hinterkante
    19
    heisses Medium
    20
    Trägerabstand
    21
    Zwischenraum

Claims (13)

  1. Prallkühlung für Wandteile (10), gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Prallrohren (11), die mit ihrem Einlauf (12) flächenförmig auf einem ebenen oder gekrümmtem Träger (13) angeordnet sind und mit ihrer Mündung (14) gegen den zu kühlenden Wandteil (10) gerichtet sind, wobei der Träger mit Abstand (20) zum Wandteil angeordnet ist.
  2. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallrohre (11) einen konischen Innenkanal aufweisen mit einem engsten Querschnitt, der zumindest annähernd in der Nähe der Mündung (14) liegt.
  3. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Prallabstand (15) zum engsten Querschnitt des Prallrohres (11) zwischen 0,1 und 4 beträgt.
  4. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere benachbarte Prallrohre (11) schräg verlaufen und auf einen begrenzten Flächenbereich des Wandteiles (10) gerichtet sind. (Fig. 2)
  5. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu kühlende Prallfläche des Wandteiles (10) als Relief ausgebildet ist. (Fig. 3 und 4)
  6. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichbleibendem Abstand (15) der Prallmündung (14) zum Wandteil (10) der Träger (13) schräg zum Wandteil verläuft. (Fig. 5)
  7. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13) mit den Prallrohren (11) als Gussteil ausgeführt ist.
  8. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit den Prallrohren als Tiefziehteil ausgeführt ist.
  9. Prallkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu kühlende Wandteil eine Gasturbinenschaufel (16) ist, dass der Träger mit den Prallrohren als Einsatz (17) im hohlen Innern der Schaufel angeordnet ist. (Fig. 6)
  10. Prallkühlung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Einsätzen (17) im hohlen Innern der Schaufel (16) angeordnet ist.
  11. Prallkühlung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Einsätze vom Kühlmedium in Serie durchströmt werden.
  12. Prallkühlung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das gas- oder dampfförmige Kühlmedium in den mehreren Einsätze im geschlossenen Kreis zirkuliert.
  13. Prallkühlung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das von den gekühlten Wandteilen abströmende Kühlmedium aus der Hinterkante (18) der Schaufel abgeführt wird.
EP95810500A 1994-08-26 1995-08-08 Prallgekühltes Wandteil Withdrawn EP0698725A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4430302A DE4430302A1 (de) 1994-08-26 1994-08-26 Prallgekühltes Wandteil
DE4430302 1994-08-26

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EP0698725A2 true EP0698725A2 (de) 1996-02-28
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DE (1) DE4430302A1 (de)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19727407A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-07 Siemens Ag Hitzeschild
EP0905353A1 (de) * 1997-09-30 1999-03-31 Abb Research Ltd. Mit einer Prallströmung gekühltes Wandteil
DE19860787A1 (de) * 1998-12-30 2000-07-06 Abb Research Ltd Turbinenschaufel mit Kühlkanälen
EP1500880A2 (de) * 2003-07-22 2005-01-26 The Boeing Company Vorrichtung für Transpirationskühlung
DE102007008319A1 (de) * 2007-02-16 2008-08-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Prallluftkühlung für Gasturbinen
WO2015017078A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Siemens Energy, Inc. Transition duct with convection cooled upstream portion and impingement cooled downstream portion
WO2015109040A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Internal cooling system with corrugated insert forming nearwall cooling channels for gas turbine airfoil
EP3098386A1 (de) * 2015-05-29 2016-11-30 General Electric Company Prallkühleinsatz
EP3203022A1 (de) * 2016-02-05 2017-08-09 General Electric Company Gekühlte turbinenleitschaufeln und deren herstellungsverfahren
US9849510B2 (en) 2015-04-16 2017-12-26 General Electric Company Article and method of forming an article
US10087776B2 (en) 2015-09-08 2018-10-02 General Electric Company Article and method of forming an article
US10253986B2 (en) 2015-09-08 2019-04-09 General Electric Company Article and method of forming an article
EP3477063A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-01 MAN Energy Solutions SE Strömungsmaschine mit einer spezifischen prallkühlunganordnung
EP3680452A1 (de) * 2019-01-14 2020-07-15 Rolls-Royce plc Doppelwandgeometrie
US10739087B2 (en) 2015-09-08 2020-08-11 General Electric Company Article, component, and method of forming an article
EP4033070A1 (de) * 2021-01-11 2022-07-27 Honeywell International Inc. Prallblech für einen gasturbinenmotor

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6000908A (en) * 1996-11-05 1999-12-14 General Electric Company Cooling for double-wall structures
US5975850A (en) * 1996-12-23 1999-11-02 General Electric Company Turbulated cooling passages for turbine blades
GB2326706A (en) * 1997-06-25 1998-12-30 Europ Gas Turbines Ltd Heat transfer structure
EP0889201B1 (de) * 1997-07-03 2003-01-15 ALSTOM (Switzerland) Ltd Prallanordnung für ein konvektives Kühl-oder Heizverfahren
US6577350B1 (en) 1998-12-21 2003-06-10 Sony Corporation Method and apparatus for displaying an electronic program guide
US6142734A (en) * 1999-04-06 2000-11-07 General Electric Company Internally grooved turbine wall
DE59910200D1 (de) 1999-04-21 2004-09-16 Alstom Technology Ltd Baden Kühlbares Bauteil
WO2001046869A2 (en) * 1999-12-10 2001-06-28 United Video Properties, Inc. Systems and methods for coordinating interactive and passive advertisement and merchandising opportunities
US6688110B2 (en) * 2000-01-18 2004-02-10 Rolls-Royce Plc Air impingement cooling system
WO2001071164A1 (de) * 2000-03-22 2001-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Versteifungs- und kühlstruktur einer turbinenschaufel
US20070201980A1 (en) * 2005-10-11 2007-08-30 Honeywell International, Inc. Method to augment heat transfer using chamfered cylindrical depressions in cast internal cooling passages
US7992625B1 (en) * 2006-08-18 2011-08-09 United States Thermoelectric Consortium Fluid-operated heat transfer device
US8127553B2 (en) * 2007-03-01 2012-03-06 Solar Turbines Inc. Zero-cross-flow impingement via an array of differing length, extended ports
KR101799485B1 (ko) * 2007-12-07 2017-11-20 필립스 라이팅 홀딩 비.브이. 내부 합성 제트를 이용한 냉각 장치
JP2009162119A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Ihi Corp タービン翼の冷却構造
US8166764B2 (en) * 2008-07-21 2012-05-01 United Technologies Corporation Flow sleeve impingement cooling using a plenum ring
US8291711B2 (en) 2008-07-25 2012-10-23 United Technologies Corporation Flow sleeve impingement cooling baffles
US8348613B2 (en) * 2009-03-30 2013-01-08 United Technologies Corporation Airflow influencing airfoil feature array
JP2011085084A (ja) * 2009-10-16 2011-04-28 Ihi Corp タービン翼
US8305755B2 (en) * 2010-03-04 2012-11-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Power modules, cooling devices and methods thereof
US9347324B2 (en) 2010-09-20 2016-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Turbine airfoil vane with an impingement insert having a plurality of impingement nozzles
US8764394B2 (en) 2011-01-06 2014-07-01 Siemens Energy, Inc. Component cooling channel
US9017027B2 (en) 2011-01-06 2015-04-28 Siemens Energy, Inc. Component having cooling channel with hourglass cross section
JP2012202335A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インピンジメント冷却構造、及び、それを用いたガスタービン静翼
JP5804741B2 (ja) * 2011-03-25 2015-11-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン翼、及び、インピンジメント冷却構造
US8667682B2 (en) 2011-04-27 2014-03-11 Siemens Energy, Inc. Method of fabricating a nearwall nozzle impingement cooled component for an internal combustion engine
GB2492374A (en) * 2011-06-30 2013-01-02 Rolls Royce Plc Gas turbine engine impingement cooling
US9353631B2 (en) * 2011-08-22 2016-05-31 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil baffle
US20130081401A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Solar Turbines Incorporated Impingement cooling of combustor liners
US9719372B2 (en) 2012-05-01 2017-08-01 General Electric Company Gas turbomachine including a counter-flow cooling system and method
US10006295B2 (en) 2013-05-24 2018-06-26 United Technologies Corporation Gas turbine engine component having trip strips
WO2015095253A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Turbine airfoil vane with an impingement insert having a plurality of impingement nozzles
US10370981B2 (en) * 2014-02-13 2019-08-06 United Technologies Corporation Gas turbine engine component cooling circuit with respirating pedestal
US10001013B2 (en) * 2014-03-06 2018-06-19 General Electric Company Turbine rotor blades with platform cooling arrangements
US10119404B2 (en) 2014-10-15 2018-11-06 Honeywell International Inc. Gas turbine engines with improved leading edge airfoil cooling
US10746403B2 (en) * 2014-12-12 2020-08-18 Raytheon Technologies Corporation Cooled wall assembly for a combustor and method of design
JP5940686B2 (ja) * 2015-01-05 2016-06-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン翼
US10408073B2 (en) * 2016-01-20 2019-09-10 General Electric Company Cooled CMC wall contouring
PL232314B1 (pl) 2016-05-06 2019-06-28 Gen Electric Maszyna przepływowa zawierająca system regulacji luzu
US10309246B2 (en) 2016-06-07 2019-06-04 General Electric Company Passive clearance control system for gas turbomachine
US10605093B2 (en) 2016-07-12 2020-03-31 General Electric Company Heat transfer device and related turbine airfoil
US10392944B2 (en) 2016-07-12 2019-08-27 General Electric Company Turbomachine component having impingement heat transfer feature, related turbomachine and storage medium
US20180149028A1 (en) * 2016-11-30 2018-05-31 General Electric Company Impingement insert for a gas turbine engine
US10494948B2 (en) * 2017-05-09 2019-12-03 General Electric Company Impingement insert
US20190024520A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Micro Cooling Concepts, Inc. Turbine blade cooling
CN107503801A (zh) * 2017-08-18 2017-12-22 沈阳航空航天大学 一种高效阵列射流冷却结构
US11572801B2 (en) * 2019-09-12 2023-02-07 General Electric Company Turbine engine component with baffle
DE102020103648A1 (de) 2020-02-12 2021-08-12 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Pralleinsatz zur Wiederverwendung von Prallluft in einem Schaufelblatt, Schaufelblatt, das einen Pralleinsatz umfasst, Turbomaschinenkomponente und damit versehende Gasturbine
KR102502652B1 (ko) * 2020-10-23 2023-02-21 두산에너빌리티 주식회사 물결 형태 유로를 구비한 배열 충돌제트 냉각구조

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2973937A (en) 1958-03-31 1961-03-07 Gen Electric Cooling structure
DE2526277A1 (de) 1975-05-16 1976-11-25 Bbc Brown Boveri & Cie Gekuehlte turbinenschaufel

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB849255A (en) * 1956-11-01 1960-09-21 Josef Cermak Method of and arrangements for cooling the walls of combustion spaces and other spaces subject to high thermal stresses
US3606572A (en) * 1969-08-25 1971-09-20 Gen Motors Corp Airfoil with porous leading edge
BE767972A (fr) * 1970-06-04 1971-12-02 Westinghouse Electric Corp Piece encastree pour le refroidissement d'une aube de turbine
US3781129A (en) * 1972-09-15 1973-12-25 Gen Motors Corp Cooled airfoil
US3846041A (en) * 1972-10-31 1974-11-05 Avco Corp Impingement cooled turbine blades and method of making same
FR2221020A5 (de) * 1973-03-09 1974-10-04 Gen Electric
US3864199A (en) * 1973-07-26 1975-02-04 Gen Motors Corp Angular discharge porous sheet
US4168348A (en) * 1974-12-13 1979-09-18 Rolls-Royce Limited Perforated laminated material
US4042162A (en) * 1975-07-11 1977-08-16 General Motors Corporation Airfoil fabrication
US4026659A (en) * 1975-10-16 1977-05-31 Avco Corporation Cooled composite vanes for turbine nozzles
US4118146A (en) * 1976-08-11 1978-10-03 United Technologies Corporation Coolable wall
CH633347A5 (de) * 1978-08-03 1982-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie Gasturbine.
US4269032A (en) * 1979-06-13 1981-05-26 General Motors Corporation Waffle pattern porous material
IE861475L (en) * 1985-07-03 1987-01-03 Tsnii Kozhevenno Obuvnoi Ptomy Improved coolant passage structure especially for cast rotor¹blades in a combustion turbine
US4637456A (en) * 1985-12-23 1987-01-20 Sundstrand Corporation Heat exchanger
US4705455A (en) * 1985-12-23 1987-11-10 United Technologies Corporation Convergent-divergent film coolant passage
US4768700A (en) * 1987-08-17 1988-09-06 General Motors Corporation Diffusion bonding method
US5370499A (en) * 1992-02-03 1994-12-06 General Electric Company Film cooling of turbine airfoil wall using mesh cooling hole arrangement
US5352091A (en) * 1994-01-05 1994-10-04 United Technologies Corporation Gas turbine airfoil

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2973937A (en) 1958-03-31 1961-03-07 Gen Electric Cooling structure
DE2526277A1 (de) 1975-05-16 1976-11-25 Bbc Brown Boveri & Cie Gekuehlte turbinenschaufel

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19727407A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-07 Siemens Ag Hitzeschild
EP0905353A1 (de) * 1997-09-30 1999-03-31 Abb Research Ltd. Mit einer Prallströmung gekühltes Wandteil
DE19860787A1 (de) * 1998-12-30 2000-07-06 Abb Research Ltd Turbinenschaufel mit Kühlkanälen
DE19860787B4 (de) * 1998-12-30 2007-02-22 Alstom Turbinenschaufel mit Kühlkanälen
EP1500880A2 (de) * 2003-07-22 2005-01-26 The Boeing Company Vorrichtung für Transpirationskühlung
EP1500880A3 (de) * 2003-07-22 2009-12-30 The Boeing Company Vorrichtung für Transpirationskühlung
DE102007008319A1 (de) * 2007-02-16 2008-08-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Prallluftkühlung für Gasturbinen
US8152463B2 (en) 2007-02-16 2012-04-10 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Method for impingement air cooling for gas turbines
WO2015017078A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Siemens Energy, Inc. Transition duct with convection cooled upstream portion and impingement cooled downstream portion
US9010125B2 (en) 2013-08-01 2015-04-21 Siemens Energy, Inc. Regeneratively cooled transition duct with transversely buffered impingement nozzles
WO2015109040A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Internal cooling system with corrugated insert forming nearwall cooling channels for gas turbine airfoil
US9849510B2 (en) 2015-04-16 2017-12-26 General Electric Company Article and method of forming an article
EP3098386A1 (de) * 2015-05-29 2016-11-30 General Electric Company Prallkühleinsatz
US9976441B2 (en) 2015-05-29 2018-05-22 General Electric Company Article, component, and method of forming an article
US10087776B2 (en) 2015-09-08 2018-10-02 General Electric Company Article and method of forming an article
US10253986B2 (en) 2015-09-08 2019-04-09 General Electric Company Article and method of forming an article
US10739087B2 (en) 2015-09-08 2020-08-11 General Electric Company Article, component, and method of forming an article
EP3203022A1 (de) * 2016-02-05 2017-08-09 General Electric Company Gekühlte turbinenleitschaufeln und deren herstellungsverfahren
JP2017141826A (ja) * 2016-02-05 2017-08-17 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービンノズルの冷却のためのシステムおよび方法
US10184343B2 (en) 2016-02-05 2019-01-22 General Electric Company System and method for turbine nozzle cooling
EP3477063A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-01 MAN Energy Solutions SE Strömungsmaschine mit einer spezifischen prallkühlunganordnung
EP3680452A1 (de) * 2019-01-14 2020-07-15 Rolls-Royce plc Doppelwandgeometrie
EP4033070A1 (de) * 2021-01-11 2022-07-27 Honeywell International Inc. Prallblech für einen gasturbinenmotor

Also Published As

Publication number Publication date
CN1126795A (zh) 1996-07-17
JPH0874503A (ja) 1996-03-19
US5586866A (en) 1996-12-24
EP0698725A3 (de) 1998-03-25
CN1083051C (zh) 2002-04-17
DE4430302A1 (de) 1996-02-29

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