DE1476892A1

DE1476892A1 - Stromlinienfoermige Schaufel fuer Stroemungsmaschinen

Info

Publication number: DE1476892A1
Application number: DE19661476892
Authority: DE
Inventors: Davies Glyn Twiston
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1964-12-02
Filing date: 1966-11-25
Publication date: 1970-07-16
Also published as: US3353351A; FR1454951A; DE1476892B2; GB1034260A; MY6800109A; DE1280618B; GB1068280A

Description

Patentanwälte
toi.mc.C.^aHadh
bio». Ur. G. Koch /cfofe

Dr.T.Hs&ach

^2 2 5. NOV. 1966

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ROLLS-HOYCE UMITED Nightingale Road, Derby, Derbyshire, England

Stroralinienforraige Schaufel ftfr Strömungsmaschinen Zusatz zu Patent ....... (Patentanmeldung R 42 097 Ia/4of)

Die Erfindimg betrifft stromlinienförmige Schaufeln für Strömungsmaschinen, wie beispielsweise Gasturbinen oder Dampfturbinen, und stellt eine Verbesserung oder änderung der in der gleichlaufenden Patentanmeldung R 42 097 Ia/46f beschriebenen und offenbarten Erfindung dar.

Die Erfindung betrifft eine stromlinienformige Schaufel mit einer Susseren Wandung und innerhalb dieser ausseren Wandung im Abstand von derselben angeordnete Mittel zum Aufnehmen eines Kühlmittels» wobei diese Mittel so beschaffen sind, dass sie einen Teil des Kühlmittels ü*ber die inneren Oberflächen der Susseren Wandung leiten, um diese zu kühlen, und wobei die Sussex« Wandung «dndeitene eine öffnung hat, durch welche das Kühlmittel aus dee Zwischenraum zwieohen den das Kühlmittel aufnehmenden Anordnung« und die««r Kursoren Wandung ausströmen kann, naoh Patent ········ (Patintanmeldung R 42 09? Ia/46f) uafaseend Leitnittel ium Leiten d·· K9hl«#diu«8 in dl··*» Bau« und Mitttl, welche aindeetine eine Leitung bilden, durch wtlohe tin T«il

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des einströmenden Stromungsmittels unmittelbar quer über diesen Raum zur Aussenseite der Schaufel strömt« ohne sich mit dem Strömungsmittel in diesem Raum zu vermischen·

Die Leitmittel begrenzen vorzugsweise den ELuss des Kuhlmittels in diesem Raum gegen eine Niederdruckzone in demselben.

Vorzugsweise vergrossern die Leitmittel den fluss des Kühlmittels über einen radial aussen liegenden Teil der Schaufel,

Die Leitmittel können eine Platte umfassen, die sich zwischen einem Teil der Innenfläche der Aussenwandung der Schaufel und einem gegenüber liegenden Teil der Mittel zum Aufnehmen des Kühlmittels erstreckt.

Die Platte kann sich in der axialen Richtung mehr über die eine Seite der das Kühlmittel aufnehmenden Mittel erstrecken, als über deren andere Seite, wobei die genannte Leitungen oder diese Leitungen auf dieser anderen Seite angeordnet sind·

Die radiale Abmessung der Schaufel kanten ihrem stromaufwartigen Ende wesentlich grosser sein als an ihrem stroraabwartigen Ende.

Vorzugsweise sind die das Kühlmittel aufnehmenden Mittel eine Hülse· Ausserdem kann eine Teilwand vorgesehen sein, welche die Hülse in zwei Abteile trennt, n&lich in ein erstes Abteil, in welchem Lo*oher vorgesehen sind, um das Kühlmittel in den genannten Rapn tu leiten, und ein zweites Abteil, aus welohem das Kühlmedium durch eine Leitung oder duroh Leitungen nach auasen strSMtn kann· Hut sen kShnen vorgesehen sein, welche da· Kühlmittel in die·· Abteile leiten*

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Die Erfindung umfasst auch eine ringförmige Brennkammer fur ein Gasturbinentriebwerk mit einer Vielzahl von winkelmassig versetzten Duaenleitschaufeln, welche auf die im Vorangehenden beschriebene Art und Weise ausgebildet sind· Die radiale Abmessung der Brennkammer in der Mitte kann wesentlich grosser sein als an ihren Enden.

Weitere Vorteile und Kennzeichen der Erfindung gehen aus der folgenden, beispielsweisen Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung hervor·

Fig. 1 ist ein abgebrochener Querschnitt eines Teils eines Gasturbinentriebwerks mit erfiddungsgeraassen Düs6nleitschaufeln,

Fig· 2 ist ein vergrosserter Querschnitt einer Dusenleitschaufel entlang der linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 ist ein abgebrochener Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und

Fig. 4 ist eine abgebrochene, schwa ti sehe, perspektivische Ansicht einer solchen Dusenleitschaufel.

Fig. 1 zeigt auf einer Seite der Mittellinie 10 eines Gasturbinentriebwerks einen Axialverdichter 11, eine ringförmige Brennkammer 12 und eine Turbine 13, die den Verdichter 11 antreibt.

Die Brennkammer 12 wird mit Brennstoff durch eine Vielzahl von winkelmassig versetzten Bohren 14, von denen nur eines dargestellt ist, beliefert, wobei der Brennstoff aus jedem der Rohre 14 auf eine SpritBplatte 15 aufgespritzt wird, die ein gekrümmtes stromabwartiges Ende 16 hat.

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Ein Teil der vom Verdichter 11 verdichteten Luft dient zur Verbrämung in der Brennkammer 12 und strömt in axialer Richtung durch deren Einlass 17· Ein anderer Teil der vom Verdichter 11 erzeugten Druckluft wird Jedoch als Verdünnungsluft für die Verbrennungsprodukte verwendet, sodass deren Temperatur fur die Turbine 13 ertraglich ist,wobei diese Verdünnungsluft entlang des durch den Pfeil 18 gekennzeichneten Pfads strömt und in eine ringförmige Verdünnungsluftleitung 19 einfliesst.

der stromabwartigen HaLfte der Brennkammer 12 ist eine Vielzahl von winkelmassig versetzten Düsenleitschaufein angeordnet** -

In jeder Eüsenleitschaufel 20 ist eine Hülse 23 angeordnet, welche durch eine Teilwand 24 in Abteile 25, 26 geteilt ist. Verdunnungsluft wird aus der Verdühnungsluftleitung 19 durch Hutzen 27, bzw. in die Abteile 25, 2β geleitet.

Die in das Abteil 25 geleitete Verdunnungsluft strömt aus diesem nach aussen und durch die Öffnungen 30 in einen Raum zwischen der Hülse 23 und der Aussenwandung 32 der BÜsenleitschaufel 20, welche Aussenwandung 32 die Hülse vollkommen umgibt· Diese in den Raum 31 einströmende Verdünnungeluft strömt über die Innenflache der Aussenwandung 32 und kühlt dieselbe und verlasst diesen Raum schliesslich durch eine radiale öffnung 33 an der Hinterkante der ausseren Wandung 32·

Die Hülse 23 hat auf der Seite 34 eine Vielzahl von radial versetzt angeordneten Stummelrohren (35) (von denen nur eines dargestellt i«t) und die sich durch die Aussenwandung 32 nach ausien erstrecken· Die

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Stummelrohre 35 bilden Leitungen, durch welche VerduVinungsluft aus dem Abteil 26 quer fiber den Raum 31 auf die Aussenseite der Düsenleitsbhaufel gelangen kann« ohne sich mit der Luft im Raum 31 zu vermischen.

Die radiale Ausdehnung der Brennkammer 12 in der Mitte ist wesentlich grosser als an ihren beiden Enden· Um dieser Form der Brennkammer zu entsprechen» hat jede Dusenleitschaufel 20 ein radial wesentlich grosseres stromaufwartiges Ende, als die radiale Abmessung ihres stroraabwärtigen Endes. Per radial innen liegende Teil des Raums 31 bildet daher beim Betrieb ein Niederdruckzone und es ist wünschenswert zu verhindern, dass die ganze, an den Raum 31 angelieferte Luft unmittelbar zu dieser Niederdruckzone strömt, da dies zur ungenügenden Kühlung der radial aussen liegenden Teile der Schaufel 20 ftthren wSrde.

Aus diesen Grunde ist eine im wesentlichen L-fSrmige Platte 40 vorgesehen, die an einen Teil der Holse 23 angesehweisst ist und einen gekrümmten Teil 41 hat, der mit einem benachbarten Teil der Innenseite der Aussenwandung 32 im Eingriff steht. Die Platte 40, die einen Teil 42 hat, der sich stromabwärts der Hinterkante der · Hülse 23 erstreckt, liegt axial Über der Seite 34 der Hülse 23 mit eine« kleineren Teil als über der andern Seite 43·

Pie Platte 40 wirkt daher als Leitplatte, welche die Strömung von Kflhliaittel zur Niederdruckzone begrenzt und die Strömung von KBhL-* mittel Ober den radial ausaen liegenden Teil der Döeenleiteohaufel verbessert·

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Claims

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Pat en t a η ρ s r u c:h e

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1·!Stromlinienförmige Schaufel fur Strömungsmaschinen, umfassend eine aussere Wandung und innerhalb dieser ausseren Wandung angeordnete Mittel im Abstand von der ausseren Wandung zum Aufnehmen eines Kuhlmittels, wobei diese Mittel so beschaffen sind, dass sie einen Teil des Kühlmittels ttber die innere Wandung der Aüssenwandüng leiten um diese zu kühlen, und wobei die Sussere Wandung mindestens ine öffnung hat, durch welche das Kühlmittel aus dem Zwischenraum zwischen den das Kühlmittel aufnehmenden Anordnungen und dieser Sasseren Wandung ausströmen kann, nach Patent ..... (Patentanmeldung R 4² °97 Ia/46fJ, gekennzeichnet durch Leitmittel (40) zum Leiten des Ktihlmediums in diesem Raum (42) und ^ttel,'welche mindestens eine Leitung (35) bilden, durch welche ein Teil des einströmenden Ströraungsmitters unmittelbar quer öbör diesen Raiutt (42) zur Aussenseite der Schaufel strömt, ohne sich mit demΓ Strömungsmittel in diesen Raum (42) zu Vermischen·
2. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet, dass die Leitmittel (40) den Fluss von Kühlmittel gegen eine Hiederdruckzone des Raums (42) begrenzen.
3. Schaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitmittel-(40) den Fluss von Kühlmittel Über einen radial aussen liegenden Teil der Schaufel vergro"ssem.
4· Schaufel nach einem der vorangehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitmittel eine Platte (40) umfassen, die sioh zwischen einem Teil der InnenflSohe der Auseenvandung (32) der Sohaafel und eine« gegenüber liegenden Teil der Mittel (23) bus Aufnehmen des Kühlmittel» erstreckt·

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5· Schaufel nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichBt, dass sich die Platte (40) in axialer Richtung mehr Über die eine Seite (34) der dtbaK^hl-' mittel aufnehnenden Vorrichtungen (23) erstreckt» als über die andere Seite (43) ■ wobei die genannten Leitungen auf dieser anderen Seite

angeordnet sind.
6. Schaufel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Abmessung der Schaufel (20) an ihren stromaufwärtigen Ende wesentlich grosser ist als an ihrem stroraabwSrtigen Ende.
7· Schaufel noch einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die <3as Kühlmittel aufnehmenden Vorrichtungen eine Hülse (23) sind.
8. Schaufel nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilwand vorgesehen ist, welche die Hülse (23) in zwei Abteile (25,26) teilt, nämlich in ein erstes Ibteil (25), in welchem locher vorgesehen sind um das Kühlmittel in den genannten Raum zu leiten, und ein zweites Abteil (26), aus welchem das Kühlmittel durch eine Leitung oder durch Leitungen (36) nach aussen strömen kann.

9· Schaufel nach Anspruch δ, gekennzeichnet durch Hutzen (27,28), welche,-das Kühlmittel in diese Abteile (25,26) leiten·

10· Ringförmige Brennkammer fur Gasturbinentriebwerke, gekennzeichnet durch eine VftaLzahl von winkelmassig versetzten Dttsenleitschaufein nach einen der vorangehenden Ansprüche·

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