DE1848451U - Axiale stroemungsmaschine, insbesondere gasturbine. - Google Patents

Description

• Axiale Strömungsmaschine. insbesondere Gasturbine.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine axiale Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbine, bei der die Labyrinthe zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Rotor von einem Kühlmittel durchströmt sind.
• Es ist bekannt, die Labyrinthdichtungen mit einem Kühlmittel zu beschicken, um auf diese Weise das Eindringen des Arbeitsmediums in die Dichtung und amit eine'zu starke Erhitzung des Rotorkörpers zu verhindern. So wurde bereits vorgeschlagen, die Leitschaufeln zu durchbohren und den Kühlmittelstrom durch diese Oeffnungen in die Labyrinthe zu leiten. Der Nachteil besteht

  hierbei darin, dass infolge der konstruktiven Abmessungen der

  ,

  Leitschaufeln die Bohrungen einen nur verhältnismässig kleinen

  Durchmesser besitzen können, wodurch die Gefahr der Verstopfung

  gegeben ist. Ferner tritt eine an sich unerwünschte Kühlung der Leitschaufeln und damit eine Erwärmung des Kühlmittels ein. Andererseits wurde schon vorgeschlagen, das Kühlmedium der Laufschaufeln den Labyrinthen zuzuführen. In diesem Falle ist jedoch auf dem Strömungsweg stets ein Spalt vorhanden, in den das Arbeitsmedium eindringen und das Kühlmittel durch teilweise Vermischung unzulässig erwärmen kann. Ferner lassen sich auch hier an den Austrittsöffnungen der Laufschaufeln Verstopfungen kaum vermeiden.
• Eine wesentliche Verbesserung der KUhlverhältnisse tritt dann ein, wenn erfindungsgemäss die Mündungen von Rotor-Kühlmittelbohrungen innerhalb der Labyrinthe liegen, sodass darin zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufende Kühlmittelströmungen auftreten.
• Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass irgendwelche Verunreinigungen nicht mehr die Kihlmittelströmung unterbrechen können, da sie infolge der Fliehkraft herausgeschleudert werden. Die Kühlung ist sehr intensiv, weil das Arbeitsmedium mit dem Kühlmittel erst nach dessen Austritt aus den Labyrinthen in Berührung kommt. Ferner ist die einfache Einstellbarkeit der Kühlmittelmenge hervorzuheben, die sich insbesondere durch die gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung vorzusehenden Drosselorganen erreichen lässt, welche in den Rotor-Kühlmittelbohrungen angeordnet sind.
• Die Zeichnung gibt Ausführungsbeispiele des Erfindunggegenstandes vereinfacht wieder. Fig. 1 entspricht einem Längsschnitt einer axialen Strömungsmaschine, während die Fig. 2 und 3 einen Schnitt in Richtung A von Fig. l darstellen. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform des Drosselorganes.
• In Fig. 1 ist mit 1 der Rotorkörper, mit 2 eine Umfangsnut, mit 3 der Hammerkopf und mit 4 das Schaufelblatt einer Laufschaufel bezeichnet. Der axiale Kuhlkanal 5 steht mit den Kühlmittelbohrungen 6 in Verbindung, welche entweder kalibriert oder mit Drosselorganen versehen sein können und in die unter den Leitschaufeln 7 befindlichen Labyrinthe 8 einmünden. Diese Labyrinthe sind aus Lamellen aufgebaut, die am Rotorkörper oder an der Leitschaufelplatte 9 befestigt werden.
• In den Fig. 2 und 3 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Anzahl und der Lage der KUhlmittelbohrunger.. Gemäss Fig. 2 verlaufen diese Bohrungen radial.
• Fig. 4 zeigt ein Drosselorgan im Schnitt, Fig. 5 entspricht der zugehörigen Draufsicht. Durch die Schlitze 10 wird eine gewisse Elastizität erreicht. Mit dem Vorsprung 11 greift das Element in entsprechende Vertiefungen der Kühlmittelbohrung ein, während es mit dem Teil 12 an der Wandung des Kühlkanales 5 anliegt. Infolge der Verwendung von Drosselorganen brauchen die Rotor-Kühlmittelbohrungen nicht unterschiedlich bemessen zu werden, sondern können gleiche Dimensionen erhalten. Ferner lässt sich durch Einsatz von Elementen mit verschiedenem Drosseldurchmesser die Kühlmittelmenge den jeweiligen Verhältnissen in einfachster Weise anpassen.
• Der Strömungsweg des Kihlmediums lasst sich der Fig. 1 entnehmen. Der Hauptstrom a teilt sich in Teilströme b auf und diese wiederum in Zwiegströme c und d. Durch den Strom c lässt sich mit Sicherheit das eindringen des Arbeitsmediums in den Dichtungsraum vermeiden. Da es nicht erforderlich ist, die Leitschaufelplatte zu kühlen, kann die Zweigströmung c sehr klein gehalten werden und im Grenzfall gleich 0 sein. Die Zweigströmung d ist durch die gewünschte Kühlung des Rotors und die Grösse des Schutzfilmes über den Laufschaufelplatten vorgeschrieben. Bei kleinen Maschinen sind die Labyrinthspalte im Vergleich zu den Maschinenab@esungen verhältnismässig gross, sodass der Schutzschleier relativ stark wird. Nun kann in diesem Fall die Temperatur des Arbeitsmediums unter sonst gleichen Bedingungen höher gewählt werden als bei Grossturbinen, sodass eine Verbesserung des Wirkungsgrades eintritt.
• Für das erste Leitrad der erfindungsgemssen Maschine brauchen keine besonderen Kühlmittelbohrungen vorgesehen zu werden, da hier die Kühlung vom Gehause aus leicht durchführbar ist.
• Auch die letzten Stufen können unter Umstanden ohne Labyrinthkühlung gebaut werden, wenn sich ergibt, dass die dort herrschende Temperatur des Arbeitsmittels für die Konstruktionsteile zulässig ist. Hinsichtlich der Lage der Kühlmittelbohrungen für die gekühlten Stufen ist es zweckm-lissig, dass in der Strömungsrichtung des Arbeitsmediums, gesehen vor der Bohrung, weniger Labyrinthkammern vorhanden sind als nach ihr.
• In der Zeichnung ist eine @aschine dargestellt, bei der die Laufschaufeln in Umfangsnuten befestigt sind. Die erfindungsgemässe Ausführung kann selbstverständlich auch bei axialer Nutung sinngemäss angewandt werden.

Claims (5)

1. /b- ansprüche 1. Axiale Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbine, bei der die Labyrinthe zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Rotor von einem Kühlmittel durchströmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungen von Rotor-Kühlmittelbohrungen innerhalb der . Labyrinthe liegen, sodass darin zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufende Kühlmittelströmungen auftreten.
2. 2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Kühlmittelbohrungen näherungsweise radial verlaufen.
3. 3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rotor-Kühlmittelbohrungen auswechselbare Drosselorgane angeordnet sind.
4. 4. Strömungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 4 dass die Drosselorgane elastisch ausgebildet sind, sodass ein fester Sitz in den Kühlmittelbohrungen gewährleistet ist.
5. 5. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Strömungsricntung des Arbeitsmediums, gesehen vor der Kühlmittelbohrung, weniger Labyrinthkammern, vorhanden sind als nach ihr.