DE2040981C - Oberflächengekühlte Wandung für Strömungsmaschinen - Google Patents

Description

2. Oberflächengekühlte Wandung nach An- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei

spruch 1 mit mindestens einer Stützschicht, da- einer oberflächengekühlten Wandung mit mindestens durch gekennzeichnet, daß die für die Kühlmittel- einer Stützschicht vorgesehen, daß die für die Kühl· zuführung zur Wandung (7) -. jrgesehenen Durch- mittelzuführung zur Wandung vorgesehenen Durchtrittsöffnungen (31,32; 54) in der der Wandung 30 trittsöSnungen in der der Wandung benachbarten benachbarten Stützschicht (18; ST) so angeordnet Stützschicht so angeordnet sind, daß das Kühlmittel sind, daß das Kühlmittel zu den Grübchen (28; zu den Grübchen auf dei kalten Seite der Wandung 51) auf der kalten Seite der Wandung entweder entweder senkrecht oder etwa in Richtung des gesenkrecht oder etwa in Richtung des gegebenen gebenen Kühlmittelaustritts zugeführt ist.
Kühlmittelaustritts zugeführt wird. 35 In der Zeichnung sind Ausfihrungsbeispiele der

Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Hohlschaufel

einer Strömungsmaschine mit einer Wandung mit

mehreren zusätzlichen Stützschichten,
40 Fig. 2 einen Teilquerschnitt in vergrößertem Maßstab und

Die Erfindung bezieht sich auf eine oberflächen- F i g. 3 einen Teilquerschnitt einer zweiten Ausgekühlte Wandung für Strömungsmaschinen mit führungsform.

Poren in der Wandung, die so gerichtet sind, daß In Fig. 1 ist eine Hohlschaufel dargestellt, die

das von der kalten Seite der Wandung zugeführte 45 eine äußere Wandung 7 mit zahlreichen dicht beiKühlmittel in einem spitzen Winkel zur Wandungs- einander liegenden kleinen Poren 8 aufweist,
oberfläche in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels Die Hohlschaufel hat eine Eintrittskante 10, eine

austritt, wobei die Wandung an der kalten Seite Austrittskante 11 und zwischen diesen eine konvexe durch Stützschichten versteift sein kann. Fläche 12 und eine konkave Fläche 14, die in

Eine derartige Wandung ist durch die USA.- 50 Strömungsrichtung A vom Arbeitsmittel umströmt Patentschrift 3 246 469 bekannt. Bei der bekannten sind. Dem Hohlraum 15 der Hohlschaufel wird Kühl-Wandung wird die äußere Fläche einer oberflächen- luft zugeleitet.

gekühlten Hohlschaufel aus in Strömungsrichtung Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, wird die Wandung 7

zum Hohlraum zu gestaffelten Abschnitten gebildet, der Hohlschaufel durch drei Stützschichten 18, 19 wobei in den abgesetzten Bereichen in Strömungs- 55. und 20 verstärkt. Die Dicke der Wandung und der richtung liegende Auslaßschlitze für das Kühlmittel Stützschichten ist in der Zeichnung übertrieben groß vorgesehen sind. Das Kühlmittel tritt hierdurch in dargestellt.

günstiger Richtung zum Arbeitsmittelstrom aus der Der allgemeine Aufbau wird an Hand der F i g. 2

Hohlschaufel aus. Durch die abgesetzten Teile wird näher beschrieben. Das Kühlmittel, beispielsweise aber die Strömung des Arbeitsmittels selbst ungünstig 60 Kühlluft, tritt durch ein Loch 22 in der innersten beeinflußt, da sich an den Absätzen der Schaufel- Stützschicht 20 in einen in dieser gebildeten Raum wandung Ablösungswirbel bilden können. Außerdem 23, der über ein zum Loch 22 versetztes Loch 24 in ist die Herstellung einer solchen Hohlschaufel auf- der Stützschicht 19 mit einem Raum 26 verbunden wendig. Zudem ist eine derartige Hohlschaufel durch ist. Aus dem Raum 26 strömt die Kühlluft durch ihren Aufbau gegen Verformungen durch unter- 65 eine Durchtrittsöffnung 32 in eine Durchtrittsöffnung schiedliche Temperatureinflüsse anfällig. 3.1, die in der Stützschicht 18 gebildet sind, und ge-

Gencigt zum Arbeitsmittelstrom ausgerichtete langt aus dieser über die in der Wandung 7 gels u.'.alftfrmige Poren sind hei Hohlschaufeln von Strö- bildeten Poren 8 in den Bereich der zu kühlenden

, WandungsobttfliietHs. Di« Stiitescbjchten 18,19 und M haben im Zusammenhang mit der Erfindung lediglich die Aufgabe, eine zusätzliche Verstärkung der Wandung 7 zu bilden und die Zuleitung der Kühlluft zu den Poren? zu ermöglichen.

Zur Bildung einer Pore 8 in der Wandung 1 wird an deren Süßerer Fläche ein Grübchen 27 und an ihrer inneren Fläche ein Grübchen 28 «ebildet. Die Tiefe dieser Grübchen betragt etwa die Hälfte der Dicke der Wandung 7. Zur Bildung der Pore 3 schneiden sich die beiden Grübchen 27 und 28 gegenseitig an. Im Ausführungsbeispiel nach der F ι g. 2 überschneiden vieh dl« beiden Grübchen um ein Drittel ihrer Breite, » daß sich im Bereich des Anschneiden« eine öffnung 30 ergibt. Die DurchtnttsöfTnung 32 in der Stülzschicht 18 befindet sich hierbei on einer gegenüber den Grübchen 28 beiriichtlich versetzten Stelle der Durchtrittsöffnung 31. Das Ende 34 der Durchtrittsöffnung 31 endet im Ben ich des Grübchens 28 so, daL der die öffnung 30 bildende Teil der Grübchen von der Kühlluftzufuhr aus der Durchtrittsöffnung 31 frei bleibt. Durch diese Ausbildung der Durchtrittsöffnungen 31,32 wird die Ablenkung der ausströmenden Kühlluft von der

Senkrechten zur Außenfläche der Wandung beträchtlich vergrößert.

Fig.3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser ist die Wandung 7

s mit einer darunterliegenden Stützschicht 47 verbunden. Gegebenenfalls können innen noch weitere Stützschichten vorgesehen werden wie bei der anderen Bauform. Die in der Wandung 7 gebildeten Poren 8 bestehen aus zueinander versetzten Grübchen

« 50 an der äuaeren Fläche und 51 an der inneren Räche, die sich über etwa die halbe Stärke der Wandung 7 erstrecken und sich über etwa ihre halbe Breite gegenseitig anschneiden, um eine Öffnung 52 zu bilden. Die Durchtrittsöffnung 54 in der Stütz-

t5 schicht 47 ist in diesem Fälle unterhalb des Grübchens 51 vorgesehen, wobei sie jedoch außerhalb des Bereichs der Öffnung 5?. luj». Da die Durchtrittsöffnung 54 senkrecht durch die Stützschicht 47 geführt ist, trifft die Kühlluft gegen den Boden 55 des

ao Grübchens 51 und wird an diesem gemäß dem Pfeil 56 kräftig in die zur Wandungsoberfläche geneigte Richtung umgelenkt. Hierdurch ergibt sich ein Austritt der Kühlluft aus der Pore 8 als Strahl, der durch die Linien 58 angedeutet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ::■ «- mungsmascfciaee mit durchgehender glatter Außen-

   ■ * i * Patentansprüche: " fläche durch die britische Patentschrift 1164847 be-

   *·" kannt. Da die kanalförmigen Poren hierbei eine er-

   • 1. Oberflächengekühlte Wandung für Strö- hebliche Länge aufweisen, ist ihre Herstellung eben-

   ' roungsmaschinen mit Poren in der Wandung, die S falls aufwendig.

   so gerichtet sind, daß das von der kalten Seite Es liegt die Aufgabe vor, eine oberfiachengekühlte

   der Wandung zugeführte Kühlmittel in einem Wandung so zu gestalten, daß bei einfacher Herspitzen Winkel zur Wandungsoberfläche in Stellungsmöglichkeit der Wandung ein günstiger Ein-

   % Strömungsrichtung des Arbeitsmittels austritt, wo- tritt des Kühlmittels in den an der Wandungs-

   \f bei die Wandung an der kalten Seite durch Stütz- io oberfläche vorbeigefübrten Arbeitsmittelstrom erzielt

   ,v schichten versteift se« kann, gekennzeich- wird, ohne daß der Arbeitsraittelstrom durch die

   ■. net durch die Kombination folgender Merk- Form der Wandung ungünstig beeinflußt wird.

   :^; male: Diese Aufgabe wird bei einer Wandung der ein-

   u a) Die Wandung (7) ist als nicht unterteilte, gangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die

   R glatte Blechwand ausgeführt; 15 Kombination folgender Merkmale gelöst:

   b) jede der Poren (8) ist durch zwei sich an- a) Die Außenfläche der Wandung ist als nicht schneii'-nde Grübchen (27,28; 50,51) ge- unterteilte, glatte Biechwand ausgeführt;

   bildet, uie sich von je einer Oberfläche der b) jede der Poren ist durch zwei sich anschneidende Wandung (7) in diese erstrecken, wobei das Grübchen gebildet, die sich von je einer Ober-

   Grübchen an der kalten Seite entgegen der an fläche der Wandung in diese erstrecken, wobei

   Strömungsrichtung (A) des Arbeitsmittels das Grübchen an der kalten Seite entgegen

   zum anderen Grübchen so versetzt ist, daß der Strömungsrichtung des Arbeitsmittels zum

   das Kühlmittel mit einem spitzen Winkel anderen Grübchen so versetzt »st, daß das Kühl-

   von weniger als 30° zur WandLngsoberfläche mittel mit einem spitzen Winkel von weniger als

   austritt. »5 30 zur Wandungsfläche austritt.