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DE1932000B2 - Cooled hollow blade for flow machines - Google Patents

Cooled hollow blade for flow machines

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Publication number
DE1932000B2
DE1932000B2 DE19691932000 DE1932000A DE1932000B2 DE 1932000 B2 DE1932000 B2 DE 1932000B2 DE 19691932000 DE19691932000 DE 19691932000 DE 1932000 A DE1932000 A DE 1932000A DE 1932000 B2 DE1932000 B2 DE 1932000B2
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DE
Germany
Prior art keywords
sheet
cooling air
hollow blade
blade according
sheets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19691932000
Other languages
German (de)
Other versions
DE1932000A1 (en
Inventor
John Windsor Skipton Yorkshire Jones (Großbritannien)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce PLC filed Critical Rolls Royce PLC
Publication of DE1932000A1 publication Critical patent/DE1932000A1/en
Publication of DE1932000B2 publication Critical patent/DE1932000B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/182Transpiration cooling
    • F01D5/184Blade walls being made of perforated sheet laminae
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

22. Das .Zwischenblech 22 weist entgegengesetzte Oberflächen 23, 24 auf, wobei die Fläche 23, in der Nähe einer genuteten Oberfläche 25 des inneren Bleches 20 liegt, während die Oberfläche 24 in der S Nähe einer genuteten Oberfläche 26 des äußeren Bleches 21 liegt. Jede der Oberflächen 25, 26 ist mit einer ersten Gruppe paralleler Kühllüftkanäle 30 versehen, die sich im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlschaufel erstrecken und diese Gruppe wird von22. The intermediate plate 22 has opposite Surfaces 23, 24, the surface 23, in the Sew a grooved surface 25 of the inner Sheet metal 20 is, while the surface 24 is in the vicinity of a grooved surface 26 of the outer Sheet 21 lies. Each of the surfaces 25, 26 is provided with a first group of parallel cooling air ducts 30, which extend essentially in the longitudinal direction of the hollow blade and this group is made up of

einem gewundenen Kanal in der Ebene der Schaüfelwandung folgen muß.a winding channel in the plane of the Schaüfelwandung must follow.

Eine derartige Hohlschaufel ist aus der USA.-Patentschrift 3 246 469 bekannt.Such a hollow blade is known from US Pat. No. 3,246,469.

Bei der bekannten Hohlschaufel bestehen die Schaufeln aus Wellblechen, deren Kühlluftkanäle durch die Wellungen gebildet werden. Dieser Wellblechaufbau ist kompliziert und festigkeitsmäßig un-In the case of the known hollow blade, the blades consist of corrugated metal sheets and their cooling air ducts are formed by the corrugations. This corrugated iron structure is complicated and in terms of strength

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Hohlschaufel
für Strömungsmaschinen, bestehend aus mehreren
Blechen, die miteinander so verbunden sind, daß sich
zwischen einem, inneren Blech und einem äußeren
Blech Kühlluftkanäle befinden, wobei die inneren
und äußeren Bleche mit Öffnungen versehen sind;
die so angeordnet sind, daß ein direkter Durchgang
der Kühlluft von einer Öffnung in dem inneren Blech
zu einer Öffnung in dem äußeren Blech dadurch vermieden wird, daß die Kühlluft beim Durchtritt vom io einer weiteren Gruppe paralleler Kühlluftkanäle 31 Inneren der Schaufel nach dem Äußeren der Schaufel gekreuzt. Die Kühlluftkanäle 30, 31 leiten die Kühlluftströmung zwischen benachbarte Oberflächen 23, 25 bzw. 24, 26.
The invention relates to a cooled hollow blade
for fluid flow machines, consisting of several
Sheets that are connected to each other in such a way that
between an inner sheet metal and an outer one
Sheet metal cooling air ducts are located, with the inner
and outer sheets are provided with openings;
which are arranged so that a direct passage
the cooling air from an opening in the inner panel
to an opening in the outer sheet is avoided in that the cooling air when passing from another group of parallel cooling air channels 31 crosses the inside of the blade to the outside of the blade. The cooling air channels 30, 31 guide the cooling air flow between adjacent surfaces 23, 25 and 24, 26, respectively.

' Das äußere Blech 21 ist mit mehreren Löchern 32 15 versehen, wobei jeder zweite Schnittpunkt der Kühlluftkanäle 30, 31 mit einem solchen Loch 32 ausgestattet ist, so daß diese Löcher mit den Kühlluftkanälen in Verbindung stehen. Das innere Blech 20 ist mit durchgehenden Lochern 33 versehen, derenThe outer plate 21 has a plurality of holes 32 15 provided, with every second point of intersection of the cooling air ducts 30, 31 is equipped with such a hole 32, so that these holes with the cooling air channels stay in contact. The inner plate 20 is provided with through holes 33, whose

günstig, so daß derartige Schaufeln nur als Leit- 20 Abstand gleich ist dem Abstand zwischen den schaufeln benutzt werden können^ nicht aber als Lauf- Löchern 32. Die Löcher 33 stehen jedoch mit den schaufeln. ' Kühlluftkanälen 31 des inneren Bleches 20 an Punk-favorable, so that such blades only as a guide 20 distance is equal to the distance between the Shovels can be used ^ but not as running holes 32. The holes 33 are, however, with the shovel. 'Cooling air channels 31 of the inner plate 20 at point

Es liegt die Aufgabe vor, eine aus Blechen ge- ten in Verbindung, die zwischen den Kühlluftkanälen schichtete Hohlschaufel so auszubilden, daß sie bei 30.liegen und sie sind daher nicht auf die Löcher 32 ausreichender Kühlung aller Stellen günstige Festig- 25 ausgerichtet.The task at hand is to make a connection between the cooling air ducts made of sheet metal layered hollow blades so that they are at 30. and they are therefore not on the holes 32 adequate cooling of all places favorable strength 25 aligned.

keitseigenschaften besitzt, die ihre Anwendung auch Das Zwischenblech 22 ist mit Löchern 34 aus-The intermediate plate 22 is equipped with holes 34.

als Laufschaufel ermöglicht, wobei der Zusammen- gestattet, deren Abstand jenem der Löcher 33 entbau der Bleche zu einer Hohlschaufel einfach sein spricht und ebenso dem Abstand der Löcher 32, jesoll. , . ' . "'■ doch sind die Löcher34 weder auf die Löcher33made possible as a rotor blade, the assembly allowing the spacing of which removes that of the holes 33 the sheet metal to be a hollow blade speaks simply and also the distance between the holes 32, jesoll. ,. '. "'■ but the holes34 are neither on the holes33

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer 30 noch auf die Löcher 32 ausgerichtet. Die Löcher 34 Hohlschaufel der eingangs genannten Bauart dadurch stehen mit jeweils jedem zweiten Kühlluftkanal 31 in gelöst, daß die Öffnungen in dem inneren Blech und Verbindung. ,According to the invention, this task is still directed to the holes 32 in the case of a 30. The holes 34 Hollow blades of the type mentioned at the beginning thereby stand in each case with every second cooling air duct 31 solved that the openings in the inner sheet and connection. ,

dem äußeren Blech Löcher sind und ein zwischen Demgemäß kann Kühlluft,-die dem Inneren derthe outer sheet are holes and a between. Accordingly, cooling air, -the inside of the

diesen Blechen gelegenes glattes gelochtes Zwischen- Hohlschaufel zugeführt wird, wie dies durch den Pfeil blech vorgesehen ist, und daß die Kühlluftkanäle je- 35 35 in Fig. 3 angedeutet ist, durch die Löcher 33 und weils in der dem Zwischenblech zugekehrten Ober- die Kühlluftkanäle30, 31 in dem inneren Blech20 fläche des inneren und äußeren Bleches eingearbeitet und dann über die Löcher 34 in dem Zwischenblechthese plates located smooth perforated intermediate hollow blade is fed, as indicated by the arrow sheet metal is provided, and that the cooling air ducts each 35 35 is indicated in Fig. 3, through the holes 33 and because the cooling air ducts 30, 31 in the inner sheet 20 are in the upper sheet facing the intermediate sheet surface of the inner and outer sheet incorporated and then through the holes 34 in the intermediate sheet

sind. 22 und schließlich durch Kühlluftkanäle 30, 31 imare. 22 and finally through cooling air channels 30, 31 in the

Die hierbei verwendeten glatten bzw. genuteten äußeren Blech 21 abströmen, so daß diese nach demThe smooth or grooved outer sheet 21 used here flow off, so that this after the

Bleche mit ihren Kühlluftdurchtrittsöffnungen ermög- 40 Äußeren der Hohlschaufel. über die Löcher 32 ge- * liehen einen einfachen Zusammenbau, wobei eine langt. Die Kühlluft, die auf diese Weise vom Inneren wirksame Kühlung über die gesamte Oberfläche er- nach dem Äußeren der Hohlschaufel fließt, muß da-Sheets with their cooling air passage openings allow the hollow blade to be exter- nated. through the holes 32 * Borrowed a simple assembly, one of which is enough. The cooling air coming in this way from the inside effective cooling over the entire surface after the outside of the hollow blade flows,

Iangt werden kann. ' - her einem gewundenen Pfad durch die Kühlluft-Can be reached. '- a winding path through the cooling air -

Eine weiterhin vereinfachte Bearbeitung ergibt . kanäle folgen, wodurch die Kühlung der HohlschaufelA further simplified processing results. channels follow, thereby cooling the hollow blade

sich, wenn jeweils nur eine der einander gegenüber- 45 wirksam fortschreitet.if only one of the opposing 45 effectively advances.

liegenden Oberflächen mit Nuten versehen wird, wan- Die Kühlluftkanäle 30, 31 und die Löcher 32, 33,lying surfaces is provided with grooves, if the cooling air ducts 30, 31 and the holes 32, 33,

rend "die andere glatt bleibt. Hierbei sind zweck- 34 können in den Blechen durch Fuhkenerosionsmäßigerweise wei Gruppen parallel zueinander ver- bearbeitung hergestellt werden, laufender Kühlluftkanäle einander schneidend an- Die Bleche 20, 21 und das Zwischenblech 22 sindrend "the other remains smooth because groups are processed parallel to each other, running cooling air ducts intersecting one another. The sheets 20, 21 and the intermediate sheet 22 are

geordnet: Die Bearbeitung der Bleche zur Herstellung 5° z. B. durch Diffusionsverlötung miteinander verder Kühlluftkanäle und der Löcher geschieht vor- bunden.
zugsweise durch Funkenerosion. '
orderly: The processing of the sheets to produce 5 ° z. B. by diffusion soldering together verder the cooling air channels and the holes is done pre-connected.
preferably by spark erosion. '

Die erfinduhgsgemäße Hohlschaufel kann als Turbinenlaufschaufel für ein Gasturbinenstrahltriebwerk benutzt werden, da sie festigkeitsmäßig alle An- 55 Sprüche erfüllt. ..:.,-The hollow blade according to the invention can be used as a turbine rotor blade for a gas turbine jet engine, since in terms of strength it has all connections Proverbs fulfilled. ..:., -

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen '.'■■.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. It show '.' ■■.

Fig. 1 und 2 eine abgebrochene perspektivische 60 Darstellung bzw. eine abgebrochene, auseinandergezogene Darstellung, - :1 and 2 a broken away perspective 60 Representation or a broken, exploded representation, -:

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie3-3 gemäßFig. 3 shows a section along the line 3-3 according to

Claims (7)

Patentansprüche: Wie aus den Fig. Γ bis 3 ersichtlich, ist jede 65 Turbinenlaufschaufel eine hohle Schaufel mit einer Begrenzung, bestehend aus einem inneren Blech 20, einem äußeren Blech 21 und einem ZwischenblechClaims: As can be seen from FIGS. 3 to 3, each turbine blade is a hollow blade with a boundary, consisting of an inner sheet 20, an outer sheet 21 and an intermediate sheet 1. Gekühlte Hohlschaufel für Strömungsmaschinen, bestehend aus mehreren Blechen, die miteinander so verbunden sind, daß sich zwischen einem inneren Blech und einem äußeren Blech Kühlluftkanäle befinden, wobei die inneren und äußeren Bleche mit Öffnungen versehen sind, die so angeordnet sind, daß ein direkter Durchgang der Kühlluft von einer Öffnung in dem inneren Blech zu einer Öffnung in dem äußeren Blech dadurch vermieden wird, daß die Kühlluft beim Durchtritt vom Inneren der Schaufel nach dem Äußeren der Schaufel einem gewundenen Kanal in der Ebene der Schaufelwandung folgen muß,1. Cooled hollow blade for turbo machines, consisting of several metal sheets, the are connected to each other so that there is between an inner sheet and an outer sheet Cooling air ducts are located, the inner and outer sheets are provided with openings that are arranged so that a direct passage of the cooling air from an opening in the interior Sheet to an opening in the outer sheet is avoided in that the cooling air when Passage from the inside of the shovel to the The outside of the blade must follow a winding channel in the plane of the blade wall, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in dem inneren Blech (20) und dem äußeren Blech (21) Löcher (33, 32) sind und ein zwischen diesen Blechen (20, 21) gelegenes glattes gelochtes Zwischenblech (22) vorgesehen ist, und daß die Kühlluftkanäle (30, 31) jeweils in der dem Zwischenblech (22) zugekehrten Oberfläche (25, 26) des inneren und äußeren Bleches eingearbeitet sind.characterized in that the openings in the inner sheet (20) and the outer sheet (21) are holes (33, 32) and an between these sheets (20, 21) located smooth perforated intermediate sheet (22) is provided, and that the cooling air ducts (30, 31) each in the surface (25, 26) of the inner and outer sheet are incorporated. 2. Hohlschaufel nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die einander zugekehrten Oberflächen (24,26 bzw. 23,25) je aus einer mit Nuten versehenen Oberfläche (25, 26) und einer glatten Oberfläche (23,24) des Zwischenblechs (22) bestehen. ,2. hollow blade according to claim 1, characterized ge ίο indicates that the facing surfaces (24,26 and 23,25) each consist of one with Grooved surface (25, 26) and a smooth surface (23,24) of the intermediate plate (22) exist. , 3. Hohlschaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Nuten versehene Oberfläche (25, 26) mit einer ersten Gruppe paralleler Kühlluftkanäle (30) ausgestattet ist, die eine zweite Gruppe paralleler Kühlluftkanäle (31) schneidet.3. Hollow blade according to claim 2, characterized in that the grooved surface (25, 26) is equipped with a first group of parallel cooling air channels (30), the one second group of parallel cooling air channels (31) intersects. 4. Hohlschaufel nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftkanäle (30,31) in den Oberflächen (25,26) durch Funkenerosion eingeformt sind.4. Hollow blade according to claims 2 or 3, characterized in that the cooling air channels (30,31) in the surfaces (25,26) through Spark erosion are molded. 5. Hohlschaufel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftkanäle 34) in dem inneren Blech (20) und dem äußeren Blech (21), sowie dem Zwischenbleeh (22) durch Funkenerosion hergestellt sind.5. hollow blade according to claims 1 to 4, characterized in that the cooling air channels 34) in the inner sheet (20) and the outer sheet (21), as well as the intermediate sheet (22) Spark erosion. 6. Hohlschaufel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (20, 21) und das Zwischenbleeh (22) durch Diffusionsverlötung miteinander verbunden sind.6. hollow blade according to claims 1 to 5, characterized in that the sheets (20, 21) and the intermediate sheet (22) are made by diffusion soldering are connected to each other. 7. Hohlschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Turbinenlaufschaufel eines Gasturbinenstrahltriebwerks ausgebildet ist.7. Hollow blade according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a turbine blade of a gas turbine jet engine. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DE19691932000 1968-06-24 1969-06-24 Cooled hollow blade for flow machines Withdrawn DE1932000B2 (en)

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Legal Events

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EGA New person/name/address of the applicant
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