DE4018316A1 - Vorrichtung zum versorgen von turbinenlaufschaufeln mit hochdruckkuehlluft und verfahren zum verringern von druckverlusten - Google Patents
Vorrichtung zum versorgen von turbinenlaufschaufeln mit hochdruckkuehlluft und verfahren zum verringern von druckverlustenInfo
- Publication number
- DE4018316A1 DE4018316A1 DE4018316A DE4018316A DE4018316A1 DE 4018316 A1 DE4018316 A1 DE 4018316A1 DE 4018316 A DE4018316 A DE 4018316A DE 4018316 A DE4018316 A DE 4018316A DE 4018316 A1 DE4018316 A1 DE 4018316A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- combustion chamber
- wall
- channel
- annular
- chamber inner
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 2
- RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N flonicamid Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=NC=C1C(=O)NCC#N RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 93
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
-
- 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
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Strömungsmaschinen und ins
besondere auf ein Gasturbinentriebwerk mit einem Brennkam
merinnenkanal, der mit einer Anzahl von gegenseitigen Um
fangsabstand aufweisenden, vorderen Abzapföffnungen verse
hen ist, welche Druckverluste innerhalb des Brennkammerin
nenkanals reduzieren und eine Strömung von Kühlluft relativ
hohen Druckes den Laufschaufeln der Turbine des Triebwerks
zuführen.
Der Luftstrom, der aus der Hochdruckstufe des Verdichters
einer Strömungsmaschine, zum Beispiel eines Gasturbinen
triebwerks, abgegeben wird, wird durch einen Vordiffusor
dem Verbrennungssystem des Triebwerks zugeleitet. Ein Teil
dieses Hochdruckluftstroms tritt in die Brennkammer des
Triebwerks ein, und ein weiterer Teil dieses Stroms wird
durch den Vordiffusor in einen ringförmigen Brennkammerin
nenkanal geleitet, der durch das Brennkammerinnengehäuse
und das innere Flammrohr gebildet wird. Dieser Teil des
Hochdruckluftstroms, der durch den Brennkammerinnenkanal
strömt, wird zum Kühlen der Brennkammer benutzt, um Verdün
nungsluft in die Brennkammer stromabwärts von deren Brenn
stoffeinspritzvorrichtung zu leiten und Kühlluft für die
Laufschaufeln der Turbine des Triebwerks zur Verfügung zu
stellen.
In vielen Gasturbinentriebwerkskonstruktionen sind Abzapf
öffnungen in dem hinteren Teil des Brennkammerinnenkanals
gebildet, das heißt im wesentlichen stromabwärts von dem
Eingang des Brennkammerinnenkanals, und diese hinteren Ab
zapföffnungen bilden einen Weg für den Strom von Hochdruck
luft zu den Laufschaufeln der Turbine, um dieselben zu küh
len. Es ist beobachtet worden, daß Druckverluste innerhalb
der Brennkammerinnenkanäle, die hintere Abzapföffnungen ha
ben, aufgrund der Bildung eines beträchtlichen Ausmaßes an
Turbulenz innerhalb des Brennkammerinnenkanals nahe des
Eingangs oder Einlasses desselben erzeugt werden. Es wird
angenommen, daß der Hochdruckluftstrom aus dem Verdichter
in den Einlaß des Brennkammerinnenkanals eintritt und in
einen Strom relativ hoher Geschwindigkeit längs des inneren
Flammrohres, welches die äußere Wand des Brennkammerinnen
kanals bildet, und in einen umlaufenden, turbulenten Luft
strom längs des Brennkammerinnengehäuses, das die innere
Wand des Brennkammerinnenkanals bildet, aufgeteilt wird.
Diese Aufteilung oder Trennung des Luftstroms und die Er
zeugung eines beträchtlichen Bereiches turbulenter Strömung
hindert den Luftstrom daran, die gesamte Querschnittsabmes
sung zwischen der inneren und der äußeren Wand des Brenn
kammerinnenkanals zu überspannen, bis sich der Luftstrom
relativ weit stromabwärts von dem Eingang des Brennkamme
rinnenkanals bewegt hat. Zu der Zeit, zu der der Luftstrom
sich "aufgefüllt" oder zwischen der inneren und der äußeren
Wand des Brennkammerinnenkanals ausgedehnt hat, sind in
diesem Hochdruckstrom Druckverluste erzeugt worden. Infol
gedessen sind die Diffusionsluft aus dem Brennkammerinnen
kanal, die in die Brennkammer strömt, und die Kühlluft, die
aus den hinteren Abzapföffnungen in dem Brennkammerinnenka
nal zu den Turbinenlaufschaufeln strömt, beide auf Druck
werten, die niedriger als erwünscht sind und den spezifi
schen Brennstoffverbrauch des Gasturbinentriebwerks nach
teilig beeinflussen können.
Es gehört deshalb zu den Zielen der Erfindung, eine Strö
mungsmaschine zu schaffen, die einen Brennkammerinnenkanal
hat, in welchem Druckverluste wesentlich reduziert sind, um
Verdünnungsluft vergleichsweise hohen Druckes der Brennkam
mer und Hochdruckkühlluft den Turbinenlaufschaufeln der
Strömungsmaschine zuzuführen.
Diese Ziele werden bei einem Brennkammerinnenkanal er
reicht, der durch das Brennkammerinnengehäuse und das in
nere Flammrohr gebildet wird, wobei das Brennkammerinnenge
häuse oder die innere Wand des Brennkammerinnenkanals mit
einer Anzahl von gegenseitigen Umfangsabstand aufweisenden,
vorderen Abzapföffnungen versehen ist, die unmittelbar
stromabwärts von dem Eingang des Brennkammerinnenkanals an
geordnet sind. Diese vorderen Abzapföffnungen bewirken, daß
sich die Hochdruckluftströmung, die aus dem Verdichter und
dem Vordiffusor in den Brennkammerinnenkanal abgegeben
wird, wieder an die innere Wand des Brennkammerinnenkanals
"anlegt", das heißt sich im wesentlichen über die gesamte
Querschnittsabmessung oder -höhe des Brennkammerinnenkanals
an einer vorderen Stelle längs desselben erstreckt. Dadurch
wird die Größe des Bereiches von Turbulenz oder Wirbeln in
nerhalb des Brennkammerinnenkanals wesentlich verringert,
wodurch Druckverluste innerhalb des Brennkammerinnenkanals
reduziert werden.
In der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ist ein
ringförmiger, nach hinten weisender stufen- oder L-förmi
ger Wandabschnitt in der inneren Wand des
Brennkammerinnenkanals gebildet, der den vorderen Teil je
der der gegenseitigen Umfangsabstand aufweisenden, vorderen
Abzapföffnungen bildet. Diese L-förmige Stufe ist vorgese
hen, dabei zu helfen, die Strömung von Hochdruckluft in den
Bereichen der inneren Wand des Brennkammerinnenkanals zwi
schen benachbarten Abzapföffnungen auszugleichen. Darüber
hinaus reduziert der vertikale Teil der L-förmigen Stufe
jeder Abzapföffnung die Höhe oder Querabmessung des Brenn
kammerinnenkanals in Richtung vorderhalb derselben, das
heißt dieser Teil des Brennkammerinnenkanals stromaufwärts
von den vorderen Abzapföffnungen ist in der Höhe oder Quer
abmessung kleiner als der Teil des Brennkammerinnenkanals
stromabwärts von oder hinter den vorderen Abzapföffnungen.
Diese Reduktion der Höhe oder Querabmessung des Brennkamme
rinnenkanals stromaufwärts von den vorderen Abzapföffnungen
tendiert hier auch dazu, den Hochdruckluftstrom zu veran
lassen, sich schneller an die innere Wand des Brennkamme
rinnenkanals anzulegen oder sich schneller zu derselben zu
erstrecken und so Turbulenz und Druckverluste innerhalb des
Brennkammerinnenkanals zu reduzieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden un
ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer
Strömungsmaschine mit vorderen Ab
zapföffnungen in dem Brennkammer
innenkanal, und
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines
Teils des Brennkammerinnenkanals,
die die Auswirkung auf die hin
durchgehende Luftströmung durch
die Plazierung der Abzapföffnungen
am vorderen Ende desselben veran
schaulicht.
In Fig. 1 ist eine stark vereinfachte schematische Ansicht
eines Teils eines Gasturbinentriebwerks 10 gezeigt, um die
Umgebung zu veranschaulichen, in welcher die vorliegende
Erfindung benutzt wird. Viele Einzelheiten des Aufbaus des
Triebwerks 10 bilden keinen Teil der Erfindung an sich und
sind in der US-PS 37 77 489 der Anmelderin beschrieben, auf
die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung weist das
Gasturbinentriebwerk 10 einen Verdichter 12, ein Verbren
nungssystem 14 und eine Turbine 16 auf, welche den Verdich
ter 12 antreibt. Außenluft, die in das Triebwerk 10 ein
tritt, wird am Anfang durch die Drehung der Fanschaufeln
verdichtet, die mit einem Fanrotor (nicht dargestellt) ver
bunden sind, welcher eine Niederdruckluftströmung erzeugt,
die in zwei Ströme aufgeteilt wird, und zwar in einen Man
telstrom und in einen Grundtriebwerksstrom. Der Grundtrieb
werksstrom wird in dem Verdichter 12 unter Druck gesetzt
und anschließend in dem Verbrennungssystem 14 zusammen mit
Brennstoff hoher Energie gezündet. Dieser Gasstrom hoher
Energie strömt dann durch die Turbine 16, um den Verdichter
12 anzutreiben.
Der Verdichter 12 weist einen Rotor 18 auf, der eine Anzahl
von Rotorstufen 20 hat, die eine Anzahl von einzelnen Lauf
schaufeln 22 tragen. Der Verdichter 12 hat eine Gehäusekon
struktion 24, die die äußeren Begrenzungen des Verdichter
luftströmungsweges bildet, und enthält eine Konstruktion
zum Befestigen einer Anzahl von Leitschaufeln 26, die in
einzelnen Stufen zwischen jeder Stufe der Laufschaufeln 22
ausgerichtet sind.
Die Verdichtergehäusekonstruktion 24 bildet eine ringför
mige Öffnung 28 unmittelbar stromaufwärts von einer der
Zwischenstufen der Laufschaufeln 22 zum Abzapfen von Zwi
schenstufenluft aus dem Inneren des Verdichters 12. Diese
Zwischenstufenabzapfluft wird einem ringförmigen Sammelraum
30 zugeführt, der die Verdichtergehäusekonstruktion 24 um
gibt. Eine ausführliche Beschreibung des ringförmigen Sam
melraums 30 und der Verdichtergehäusekonstruktion 24 findet
sich in der US-PS 35 97 106 der Anmelderin.
Unmittelbar stromabwärts von der letzten Stufe der Verdich
terlaufschaufeln 22 ist ein Diffusor-Auslaßleitschaufelguß
stück 32 vorgesehen, das eine Kaskade von Verdichterauslaß
leitschaufeln 34 aufweist, um die Verdichteraustrittsströ
mung einem Vordiffusor 36 zuzuführen, der eine innere und
eine äußere Diffusorwand 38 bzw. 40 hat. Die innere und die
äußere Diffusorwand 38, 40 bilden den stromabwärtigen Strö
mungsteil des Diffusorgußstücks 32, das weiter insgesamt
konisch geformte, abstehende Arme 42 und 44 aufweist. Der
Arm 42 ist durch Schrauben 46 mit dem stromabwärtigen Ende
der Verdichtergehäusekonstruktion 24 verbunden, und der Arm
44 ist durch Schrauben 48 mit dem Brennkammeraußengehäuse
50 verbunden, das Abstand von dem äußeren Flammrohr 53 hat,
um einen äußeren Brennkammerkanal 52 zu bilden. Das Brenn
kammeraußengehäuse 50 trägt einen Befestigungsblock 54 für
eine Zündvorrichtung 56 des Verbrennungssystems 14 und au
ßerdem einen Brennstoffeinspritzvorrichtungsblock 58, der
durch eine Brennstoffleitung 60 mit der Brennstoffein
spritzvorrichtung 62 des Verbrennungssystems 14 verbunden
ist.
Gemäß dem unteren Teil von Fig. 1 weist das Diffusorguß
stück 32 außerdem einen insgesamt konisch geformten Arm 64
auf, der durch Schrauben 66 an einem stationären Ummante
lungsteil 68 einer Dichtung 70 befestigt ist. Dieser Arm 64
bildet einen Teil eines Brennkammerinnenkanals 72, der
durch ein Brennkammerinnengehäuse oder eine innere Wand 74
und durch ein inneres Flammrohr oder eine äußere Wand 76
gebildet wird. Die innere Wand 74 ist durch die Schrauben
66 an ihrem vorderen Ende mit der stationären Ummantelung
68 und dem Arm 64 verbunden. Das hintere Ende der inneren
Wand 74 ist durch den stationären Ummantelungsteil 77 einer
Dichtung 78 gehaltert, welche an dem inneren Triebwerksge
häuse 80 befestigt ist. Die äußere Wand 76 des Brennkammer
innenkanals 72 ist mit einer Brennkammerverkleidung 82 an
ihrem vorderen Ende verbunden und mittels Schrauben 84 an
ihrem hinteren Ende an einem Tragarm 86 befestigt, der
durch die innere Wand 74 des Brennkammerinnenkanals 72 ge
haltert ist.
Ein Luftstrom relativ hohen Druckes wird von der Hochdruck
stufe des Verdichters 12 über den Vordiffusor 36 abgegeben,
wo er auf drei separate Strömungswege aufgeteilt wird. Ein
Teil des Luftstroms tritt in die Brennkammer 88 ein, und
der übrige Teil des Stroms wird in zwei Luftströme aufge
teilt. Ein Luftstrom 92 tritt in den Brennkammerinnenkanal
72 ein, und der andere Luftstrom strömt durch den äußeren
Brennkammerkanal 52.
Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 2 strömt der
einen hohen Druck aufweisende Luftstrom 92, der in den
Brennkammerinnenkanal 72 geleitet wird, durch eine Mündung
oder einen Einlaß 94, welcher durch die Brennkammerverklei
dung 82 und die innere Wand 38 des Vordiffusors 36 gebildet
wird. Der Brennkammerinnenkanal 72 nach der Erfindung ist
besonders so ausgelegt, daß ein glatter und relativ turbu
lenzfreier Strömungsweg für den Hochdruckstrom 92 erzeugt
wird, um die Ablösung dieses Luftstroms 92 zu reduzieren
und so Druckverluste innerhalb des Brennkammerinnenkanals
72 zu minimieren. Das wird erfindungsgemäß durch das Vorse
hen von mehreren gegenseitigen Umfangsabstand aufweisenden,
vorderen Abzapföffnungen 96 erreicht, die in der inneren
Wand 74 des Brennkammerinnenkanals 72 gebildet sind und von
denen eine in Fig. 2 gezeigt ist. Eine ringförmige, L-för
mige Stufe 98 ist in der inneren Wand 74 des Brennkammerin
nenkanals 72 gebildet und hat eine sich vertikal erstrec
kende Wand 100 und eine diese schneidende horizontale Wand
102. Die L-förmige Stufe 98 bildet den vorderen Rand jeder
Abzapföffnung 96 und weist in Richtung nach hinten.
Der Hochdruckluftstrom 92, der durch den Brennkammerinnen
kanal 72 strömt, ist in Fig. 2 schematisch als eine Reihe
von Druck/Geschwindigkeit-Profilen 92a, 92b und 92c in auf
einanderfolgenden stromabwärtigen Positionen innerhalb des
Brennkammerinnenkanals 72 dargestellt. Der Hochdruckluft
strom aus dem Verdichter 12 tritt am Anfang in den Brenn
kammerinnenkanal 72 über dessen Einlaß 94 ein und bildet
einen Luftstrom 92a, der in einem Bereich zwischen einer
Teilungsstromlinie 104 und der äußeren Wand 76 des Brenn
kammerinnenkanals 72 konzentriert ist. Diese Teilungsstrom
linie 104 erstreckt sich von dem Einlaß 94 des Brennkamme
rinnenkanals 72 zu dem hinteren Rand 105 der vorderen Ab
zapföffnungen 96. Die Teilungsstromlinie 104 hat Abstand
von einer Vermischungsgrenzlinie 106, die sich von dem Ein
laß 94 des Brennkammerinnenkanals 72 zu einem Anlegepunkt
108 erstreckt, der an der inneren Wand 74 des Brennkamme
rinnenkanals 72 zwischen den vorderen Abzapföffnungen 96 und
seinem Einlaß 94 angeordnet ist. Der schraffierte Bereich
110 zwischen der Teilungsstromlinie 104 und der Vermi
schungsgrenzlinie 106 repräsentiert denjenigen Teil des
Luftstroms 92, der in die Abzapföffnungen 96 gesaugt und
anschließend zu den Laufschaufeln 112 der Turbine 16 zur
Kühlung geleitet wird (vgl. die Pfeile in Fig. 1). Ein wei
terer Teil des Luftstroms 92, der in den Brenn
kammerinnenkanal 72 eintritt, bildet einen Bereich 114 tur
bulenter Luftströmung, der sich zwischen der Vermischungs
grenzlinie 106 und der inneren Wand 74 des Brennkammerin
nenkanals 72 am vorderen Ende desselben erstreckt.
Die Erfindung basiert auf dem Prinzip der Plazierung der
Abzapföffnungen 96, welche den Laufschaufeln 112 der Tur
bine 16 Hochdruckluft zuführen, in einer vorderen Position
in bezug auf den Einlaß 94 des Brennkammerinnenkanals 72.
Die Auswirkung des Anordnens der Abzapföffnungen 96 in die
ser Position besteht darin, daß die Größe des Niederdruck
turbulenzbereiches 114 begrenzt wird und somit Druckverlu
ste innerhalb des Brennkammerinnenkanals 72 reduziert wer
den, indem der Hochdruckluftstrom 92 gezwungen wird, sich
wieder an die innere Wand 74 des Brennkammerinnenkanals 72
an einem Anlegepunkt 108 anzulegen, der so nahe wie möglich
bei dem Einlaß 94 des Brennkammerinnenkanals 72 ist. Gemäß
der Darstellung in Fig. 2 hat der Hochdruckluftstrom 92a an
einer Stelle, die dem Einlaß 94 des Brennkammerinnenkanals
72 am nächsten ist, eine relativ hohe Geschwindigkeit, was
durch die Länge der Pfeile 122 dargestellt ist, und einen
reduzierten Druck aufgrund des Kontakts mit dem Turbulenz
bereich 114. Zum Verringern der Druckverluste ist es wich
tig, daß sich der Hochdruckluftstrom 92 vollständig zwi
schen der inneren und der äußeren Wand 74, 76 des Brennkam
merinnenkanals 72 in einer Entfernung stromabwärts von des
sen Einlaß 94 erstreckt, die so kurz wie möglich ist.
Der innere Teil des Hochdruckstroms 92a ist in Kontakt mit
dem Turbulenzbereich 114, legt sich dann aber wieder an die
innere Wand 74 in dem Anlegepunkt 108 an und bildet einen
Strom 92b mit verringerter Geschwindigkeit und erhöhtem
Druck. Dieses Wiederanlegen des Hochdruckstroms 92b erfolgt
in dem Anlegepunkt 108 wegen des Vorhandenseins der Abzapf
öffnungen 96 an dem vorderen Ende des Brennkammerinnenka
nals 72. Wenn die Abzapföffnungen 96 an dem hinteren Ende
des Brennkammerinnenkanals 72 angeordnet wären, wie es bei
anderen Strömungsmaschinenkonstruktionen der Fall ist,
würde sich der Anlegepunkt 108 beträchtlich stromabwärts
von der in Fig. 2 gezeigten Stelle befinden und einen viel
größeren Turbulenzbereich 114 erzeugen und daher beträcht
lich größere Druckverluste in dem Hochdruckstrom 92 verur
sachen. Die Luftströmung geht weiter stromabwärts und bil
det einen Strom 92c, der einen höheren Druck und eine nied
rigere Geschwindigkeit als der Strom 92a oder der Strom 92b
hat. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 nimmt die Geschwindig
keit des Luftstroms ab und der Druck zu, wenn der Luftstrom
gezwungen wird, sich an die innere Wand 74 des Brennkamme
rinnenkanals 72 in dem Punkt 108 anzulegen.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 tritt der Hochdruckstrom
92, der durch den Brennkammerinnenkanal 72 strömt, durch
die Abzapföffnungen 96 aus und strömt durch eine Öffnung
124 in der Dichtung 78 zu den Laufschaufeln 112 der Turbine
16. Ein Teil des Stroms 92 tritt außerdem aus dem Brennkam
merinnenkanal 72 über Verdünnungsöffnungen (nicht darge
stellt) in der äußeren Wand 76 aus, um innerhalb der Brenn
kammer 88 Verdünnungsluft zur Vereinigung mit dem durch die
Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 gelieferten Brennstoff
zur Verfügung zu stellen.
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Versorgen der Laufschaufeln einer Tur
bine (16) einer Strömungsmaschine mit Hochdruckkühlluft,
wobei die Strömungsmaschine einen Verdichter (12) mit einem
hinteren Auslaßende und eine zwischen dem Verdichter (12)
und der Turbine (16) angeordnete Brennkammer (88) hat,
gekennzeichnet durch eine ringförmige innere Wand (74) und
eine ringförmige äußere Wand (76) mit Abstand von der ring
förmigen inneren Wand (74), so daß diese zwischen sich
einen Brennkammerinnenkanal (72) bilden, der ein vorderes
Ende hat, das mit einem Einlaß versehen ist, der mit dem
hinteren Auslaßende des Verdichters (12) in Verbindung
steht, um einen Hochdruckluftstrom (92) aus diesem zu emp
fangen, wobei der Luftstrom am Anfang mit der ringförmigen
äußeren Wand (76) des Brennkammerinnenkanals (72) in Kon
takt ist, aber von der inneren Wand (74) desselben unmit
telbar stromabwärts von dem Einlaß des Brennkammerinnenka
nals (72) getrennt wird;
wobei die ringförmige innere Wand (74) des Brennkammerin nenkanals (72) mit einer Anzahl von gegenseitigen Umfangs abstand aufweisenden, vorderen Abzapföffnungen (96) an dem vorderen Ende desselben stromabwärts von dem Einlaß des Brennkammerinnenkanals (72) versehen ist, wobei die vorde ren Abzapföffnungen (96) bewirken, daß wenigstens ein Teil des Luftstroms aus dem Brennkammerinnenkanal (72) herausge saugt und der Luftstrom veranlaßt wird, von der ringförmi gen äußeren Wand (76) aus mit der ringförmigen inneren Wand (74) des Brennkammerinnenkanals (72) an einem Anlegepunkt (108) an der ringförmigen inneren Wand (74) in Kontakt zu kommen, der sich zwischen den vorderen Abzapföffnungen (96) und dem Einlaß des Brennkammerinnenkanals (72) befindet, so daß Turbulenz und Druckverluste innerhalb des Brennkamme rinnenkanals (72) reduziert werden; und
durch eine Einrichtung, die mit den vorderen Abzapföffnun gen (96) in der ringförmigen inneren Wand (74) des Brenn kammerinnenkanals (72) in Verbindung steht, um den Teil des Luftstroms, der durch diesen hindurchströmt, zur Kühlung zu den Laufschaufeln (112) der Turbine (16) zu leiten.
wobei die ringförmige innere Wand (74) des Brennkammerin nenkanals (72) mit einer Anzahl von gegenseitigen Umfangs abstand aufweisenden, vorderen Abzapföffnungen (96) an dem vorderen Ende desselben stromabwärts von dem Einlaß des Brennkammerinnenkanals (72) versehen ist, wobei die vorde ren Abzapföffnungen (96) bewirken, daß wenigstens ein Teil des Luftstroms aus dem Brennkammerinnenkanal (72) herausge saugt und der Luftstrom veranlaßt wird, von der ringförmi gen äußeren Wand (76) aus mit der ringförmigen inneren Wand (74) des Brennkammerinnenkanals (72) an einem Anlegepunkt (108) an der ringförmigen inneren Wand (74) in Kontakt zu kommen, der sich zwischen den vorderen Abzapföffnungen (96) und dem Einlaß des Brennkammerinnenkanals (72) befindet, so daß Turbulenz und Druckverluste innerhalb des Brennkamme rinnenkanals (72) reduziert werden; und
durch eine Einrichtung, die mit den vorderen Abzapföffnun gen (96) in der ringförmigen inneren Wand (74) des Brenn kammerinnenkanals (72) in Verbindung steht, um den Teil des Luftstroms, der durch diesen hindurchströmt, zur Kühlung zu den Laufschaufeln (112) der Turbine (16) zu leiten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die ringförmige innere Wand (74) des Brennkammerinnen
kanals (72) mit einer ringförmigen, nach hinten weisenden
Stufe (98) versehen ist, die den vorderen Teil jeder der
umfangsmäßigen Abstand aufweisenden, vorderen Abzapföffnun
gen (96) bildet, wobei die Querabmessung des Brennkammerin
nenkanals (72) stromaufwärts der nach hinten weisenden
Stufe (98) kleiner ist als stromabwärts derselben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die ringförmige, nach hinten weisende Stufe (98) L-för
mig ist und eine sich im wesentlichen vertikal erstreckende
Wand (100) sowie eine sich im wesentlichen horizontal er
streckende Wand (102), die mit der vertikalen Wand (100)
verbunden ist, aufweist.
4. Verfahren zum Verringern von Druckverlusten in dem
Brennkammerinnenkanal einer Strömungsmaschine, gekennzeich
net durch folgende Schritte:
Leiten eines Stroms von Luft relativ hohen Druckes aus dem Auslaßende eines Verdichters in den Einlaß des Brennkammer innenkanals, der durch eine innere Wand und durch eine Ab stand von der inneren Wand aufweisende äußere Wand gebildet ist; und
Abzapfen wenigstens eines Teils des Luftstroms durch Ab zapföffnungen, die in der inneren Wand des Brennkammerin nenkanals an dem vorderen Ende desselben gebildet sind, um zu bewirken, daß sich der Luftstrom von der äußeren Wand aus bis in Kontakt mit der inneren Wand des Brennkammerin nenkanals an einem Anlegepunkt längs der inneren Wand, der sich in dem vorderen Teil des Brennkammerinnenkanals zwi schen den Abzapföffnungen und dem Einlaß desselben befin det, erstreckt, so daß Turbulenz und Druckverluste inner halb des Brennkammerinnenkanals verringert werden.
Leiten eines Stroms von Luft relativ hohen Druckes aus dem Auslaßende eines Verdichters in den Einlaß des Brennkammer innenkanals, der durch eine innere Wand und durch eine Ab stand von der inneren Wand aufweisende äußere Wand gebildet ist; und
Abzapfen wenigstens eines Teils des Luftstroms durch Ab zapföffnungen, die in der inneren Wand des Brennkammerin nenkanals an dem vorderen Ende desselben gebildet sind, um zu bewirken, daß sich der Luftstrom von der äußeren Wand aus bis in Kontakt mit der inneren Wand des Brennkammerin nenkanals an einem Anlegepunkt längs der inneren Wand, der sich in dem vorderen Teil des Brennkammerinnenkanals zwi schen den Abzapföffnungen und dem Einlaß desselben befin det, erstreckt, so daß Turbulenz und Druckverluste inner halb des Brennkammerinnenkanals verringert werden.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/422,165 US5187931A (en) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | Combustor inner passage with forward bleed openings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4018316A1 true DE4018316A1 (de) | 1991-04-25 |
| DE4018316C2 DE4018316C2 (de) | 1994-05-05 |
Family
ID=23673666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4018316A Expired - Fee Related DE4018316C2 (de) | 1989-10-16 | 1990-06-08 | Vorrichtung zum Zuführen von Hochdruck-Kühlluft zu den Laufschaufeln einer Turbine |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5187931A (de) |
| JP (1) | JPH076629B2 (de) |
| DE (1) | DE4018316C2 (de) |
| FR (1) | FR2653170A1 (de) |
| GB (1) | GB2237068B (de) |
| IT (1) | IT1248843B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4300275A1 (de) * | 1993-01-08 | 1994-07-14 | Abb Management Ag | Verfahren zum Betrieb eines Turboverdichters |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2076120A1 (en) * | 1991-09-11 | 1993-03-12 | Adam Nelson Pope | System and method for improved engine cooling |
| US5211003A (en) * | 1992-02-05 | 1993-05-18 | General Electric Company | Diffuser clean air bleed assembly |
| US5279126A (en) * | 1992-12-18 | 1994-01-18 | United Technologies Corporation | Diffuser-combustor |
| US5632141A (en) * | 1994-09-09 | 1997-05-27 | United Technologies Corporation | Diffuser with controlled diffused air discharge |
| US5555721A (en) * | 1994-09-28 | 1996-09-17 | General Electric Company | Gas turbine engine cooling supply circuit |
| US6035627A (en) * | 1998-04-21 | 2000-03-14 | Pratt & Whitney Canada Inc. | Turbine engine with cooled P3 air to impeller rear cavity |
| US6227801B1 (en) | 1999-04-27 | 2001-05-08 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Turbine engine having improved high pressure turbine cooling |
| US6327844B1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-12-11 | General Electric Company | Methods and apparatus for retaining flow restrictors within turbine engines |
| US6398487B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-06-04 | General Electric Company | Methods and apparatus for supplying cooling airflow in turbine engines |
| US20090217669A1 (en) * | 2003-02-05 | 2009-09-03 | Young Kenneth J | Fuel nozzles |
| US8448416B2 (en) * | 2009-03-30 | 2013-05-28 | General Electric Company | Combustor liner |
| US8474266B2 (en) | 2009-07-24 | 2013-07-02 | General Electric Company | System and method for a gas turbine combustor having a bleed duct from a diffuser to a fuel nozzle |
| US8387358B2 (en) * | 2010-01-29 | 2013-03-05 | General Electric Company | Gas turbine engine steam injection manifold |
| US20120027578A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | General Electric Company | Systems and apparatus relating to diffusers in combustion turbine engines |
| US8935926B2 (en) | 2010-10-28 | 2015-01-20 | United Technologies Corporation | Centrifugal compressor with bleed flow splitter for a gas turbine engine |
| US8893512B2 (en) * | 2011-10-25 | 2014-11-25 | Siemens Energy, Inc. | Compressor bleed cooling fluid feed system |
| US20140202160A1 (en) * | 2013-01-24 | 2014-07-24 | General Electric Company | Gas turbine system with manifold |
| US9617917B2 (en) | 2013-07-31 | 2017-04-11 | General Electric Company | Flow control assembly and methods of assembling the same |
| WO2015038374A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | United Technologies Corporation | Flow splitting first vane support for gas turbine engine |
| US10208668B2 (en) * | 2015-09-30 | 2019-02-19 | Rolls-Royce Corporation | Turbine engine advanced cooling system |
| US20170292532A1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | United Technologies Corporation | Compressor secondary flow aft cone cooling scheme |
| CN108131203A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-06-08 | 北京动力机械研究所 | 一种发动机轴承座冷却方法 |
| JP6978976B2 (ja) * | 2018-04-18 | 2021-12-08 | 三菱重工業株式会社 | 圧縮機ディフューザ、ガスタービン |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2712770A1 (de) * | 1976-03-24 | 1977-10-13 | Rolls Royce | Stroemungsdiffusor |
| GB2018362A (en) * | 1978-04-06 | 1979-10-17 | Rolls Royce | Gas turbine engine cooling |
| DE3023900A1 (de) * | 1979-06-28 | 1981-01-22 | Gen Electric | Diffusorvorrichtung und damit ausgeruestetes gasturbinentriebwerk |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US377489A (en) * | 1888-02-07 | Method of making watch-springs | ||
| GB1152331A (en) * | 1966-05-18 | 1969-05-14 | Rolls Royce | Improvements in Gas Turbine Blade Cooling |
| US3452542A (en) * | 1966-09-30 | 1969-07-01 | Gen Electric | Gas turbine engine cooling system |
| GB1217807A (en) * | 1969-07-19 | 1970-12-31 | Rolls Royce | Gas turbine engine |
| US3742706A (en) * | 1971-12-20 | 1973-07-03 | Gen Electric | Dual flow cooled turbine arrangement for gas turbine engines |
| US3777489A (en) * | 1972-06-01 | 1973-12-11 | Gen Electric | Combustor casing and concentric air bleed structure |
| US3910035A (en) * | 1973-05-24 | 1975-10-07 | Nasa | Controlled separation combustor |
| DE2606704A1 (de) * | 1976-02-19 | 1977-09-01 | Motoren Turbinen Union | Brennkammer fuer gasturbinentriebwerke |
| US4296599A (en) * | 1979-03-30 | 1981-10-27 | General Electric Company | Turbine cooling air modulation apparatus |
| GB2108202B (en) * | 1980-10-10 | 1984-05-10 | Rolls Royce | Air cooling systems for gas turbine engines |
| GB2103289A (en) * | 1981-08-07 | 1983-02-16 | Gen Electric | Fluid modulation apparatus |
| US4807433A (en) * | 1983-05-05 | 1989-02-28 | General Electric Company | Turbine cooling air modulation |
| GB2220034B (en) * | 1988-06-22 | 1992-12-02 | Rolls Royce Plc | Aerodynamic loading in gas turbine engines |
-
1989
- 1989-10-16 US US07/422,165 patent/US5187931A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-08 DE DE4018316A patent/DE4018316C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-11 JP JP2150110A patent/JPH076629B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-13 FR FR9007354A patent/FR2653170A1/fr active Granted
- 1990-06-13 IT IT02063690A patent/IT1248843B/it active IP Right Grant
- 1990-06-13 GB GB9013235A patent/GB2237068B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2712770A1 (de) * | 1976-03-24 | 1977-10-13 | Rolls Royce | Stroemungsdiffusor |
| GB2018362A (en) * | 1978-04-06 | 1979-10-17 | Rolls Royce | Gas turbine engine cooling |
| DE3023900A1 (de) * | 1979-06-28 | 1981-01-22 | Gen Electric | Diffusorvorrichtung und damit ausgeruestetes gasturbinentriebwerk |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4300275A1 (de) * | 1993-01-08 | 1994-07-14 | Abb Management Ag | Verfahren zum Betrieb eines Turboverdichters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9013235D0 (en) | 1990-08-01 |
| FR2653170B1 (de) | 1995-01-20 |
| IT9020636A1 (it) | 1991-12-13 |
| US5187931A (en) | 1993-02-23 |
| FR2653170A1 (fr) | 1991-04-19 |
| GB2237068A (en) | 1991-04-24 |
| JPH03137423A (ja) | 1991-06-12 |
| IT1248843B (it) | 1995-01-30 |
| DE4018316C2 (de) | 1994-05-05 |
| IT9020636A0 (it) | 1990-06-13 |
| JPH076629B2 (ja) | 1995-01-30 |
| GB2237068B (en) | 1994-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4018316C2 (de) | Vorrichtung zum Zuführen von Hochdruck-Kühlluft zu den Laufschaufeln einer Turbine | |
| DE69932688T2 (de) | Kühlungsöffnungen für Gasturbinenkomponenten | |
| DE2903656C2 (de) | Vorrichtung zur Aufprallkühlung der Dichtsegmente einer Turbine eines Turbinenstrahltriebwerks | |
| DE69831109T2 (de) | Kühlluftzufuhrsystem für die Schaufeln einer Gasturbine | |
| DE60031077T2 (de) | Turbinenschaufel mit unterschiedlich geneigten Filmkühlungsöffnungen | |
| DE112009000780B4 (de) | Brennstoffdüse | |
| DE69503628T2 (de) | Leitschaufelkühlung mit doppelquelle | |
| DE60031744T2 (de) | Turbinenbrennkammeranordnung | |
| DE69205576T2 (de) | Gasturbinenbrennkammer. | |
| DE102009044585B4 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Turbinentriebwerks und Anordnung in einem Turbinentriebwerk | |
| DE2147537A1 (de) | Kühleinrichtung für die Enden von Turbinenlaufschaufeln mit Luftexpansion | |
| DE112009000820T5 (de) | Brennstoffverteiler und Verfahren zur Herstellung | |
| DE3116923C2 (de) | ||
| DE112009000830T5 (de) | Verfahren zum Zusammenbau einer Brennstoffdüse | |
| CH709993A2 (de) | Stromabwärtige Düse in einer Brennkammer einer Verbrennungsturbine. | |
| WO2001065095A1 (de) | Kühlluftsystem | |
| DE3003169A1 (de) | Messvorrichtung fuer eine stroemungsmaschine | |
| DE102011053405A1 (de) | Turbinenabgasraum | |
| EP0489193A1 (de) | Gasturbinen-Brennkammer | |
| DE102010036349A1 (de) | Systeme und Verfahren für Gasturbinenbrennkammern | |
| DE3317722C2 (de) | Ringförmige Diffusoreinrichtung für ein Gasturbinentriebwerk | |
| DE1155941B (de) | Triebwerk | |
| DE3023900A1 (de) | Diffusorvorrichtung und damit ausgeruestetes gasturbinentriebwerk | |
| DE19629191C2 (de) | Verfahren zur Kühlung einer Gasturbine | |
| DE2422362B2 (de) | Ringbrennkammer für ein Gasturbinentriebwerk |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: VOIGT, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 6232 BAD SODEN |
|
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |