DE2550100A1 - Gasturbinentriebwerk - Google Patents
GasturbinentriebwerkInfo
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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Description
VATXS
Dipl. ing. K. HOLZEB Si»AUGSBURG
-WEI-SEn-STBABS« IA
TKLKFOV
R. 944
Augsburg, den 5. November 1975
Holls-Royce (197D Limited, M or folk tiouse, 3t. James* 3 .Square,
London SwIY 4JS, England
Gas turbinentrieb
Die Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk mit einem Verbrennungsgase führenden Kanal und mit Mitteln zum Kühlen
der Kanalwand mittels Kühllufte
Die VJandinnenfläche des Verbrennungsgaskanals ist unmittelbar
den heißen Verbrennungsprodukten ausgesetzt«,
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Es ist bekannt, die Kanalwand zu kühlen, indem man Kühlluftstrahlen auf die Wandaußenfläche auftreffen läßte
Derartige bekannte Anordnungen weisen den Nachteil auf, daß die Kühlluft, nachdem sie auf die Viand außenfläche aufgetroffen
und durch Berührung mit ihr erhitzt worden ist, an dieser Wandaußenfläche entlangströmen muß, bevor sie
einen Kühlluftauslaß erreicht. Da die erhitzte Luft an der
■■■landaußenfläche verbleibt und sich außerdem mit friscner
Kühlluft vermischt, ist die Wirksamkeit des Kühlvorgangs herabgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur Kühlung der Verbrennungsgaskanalwand
zu schaffen.
Zur Lösung, dieser Aufgabe ist ein Gasturbinentriebwerk
der eingangs dargelegten Art gemäß der Erfindung dadurcn gekennzeichnet, daß die Mittel zum Kühlen der Kanalwand eine
Kühlluftkammer aufweisen, die durch eine gemeinsame Wand vom Verbrennungskanal getrennt ist und die durch eine
Trennwand in einen von der gemeinsamen Viand abgelegenen, "lit einer "iühlluftquelle verbundenen Einlaßabschnitt und
einen an die gemeinsame Wand angrenzenden, mit einem Kühlluftauslaß versehenen Auslaßabschnitt unterteilt ist, und
daß die Trennwand zur geneinsamen '.fand hin vorspringende
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Abschnitte aufweist, die jeweils zwischen sich zum Auslaßöereicn
gehörende Zwischenräume bilden und mit zur gemeinsamen wand nin
gerichteten Düsenöffnungen versehen sind.
Ir. betrieb der er find ungs geraäßen Kühlanordnung prallt
die erhitzte Kühlluft von der gemeinsamen Wand zurück, and indem sie in die zwischen den vorspringenden Bereichen der
Trennwand gebildeten Zwischenräume gelangt, kann sie ohne
Vermischung mit frischer Kühlluft von der gemeinsamen »Vana weg strömen.
üin Ausfüiirungobeijjiel der Erfindung wird nachstellend
mit 3ezu,c auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Ss zeigen:
Fig. 1 einen schematischen üalbscmiitt
durch ein Triebwerk nach der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit aus
Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie IH-IIi
in Fig. 2,
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Fig. H einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch
eine etwas abgewandelte Ausführungsform,
und
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V
in Fig. 4.
Das in Fig. 1 dargestellte Triebwerk weist einen Verdichter 1 zum Fördern von Luft in eine Luftkammer 2 auf, aus
welcher die Luft in eine Brennkammer 3 eintritt. Die aus der Brennkammer kommenden Verbrennungsprodukte 3trömen durch einen
ringförmigen Kanal 10, der einen Laufschaufelkranz 5 einer
Turbine 6 enthält, welch letztere den Verdichter antreibt. Der Kanal 10 weist eine durch Fußplatten 7 der Schaufeln 5
gebildete innere Wand und eine feststehende äußere Wand 11 auf. Die Kanalachse ist mit A bezeichnet.
Die Wand 11 (Fig. 2 und 3) weist eine dem heißen Verbrennungsgasstrom
zugewandte Innenfläche HA undine dem Inneren einer Kammer 12 zugewandte Außenfläche auf, so daß
die Wand 11 der Kammer 12 und dem Kanal 10 gemeinsam ist. Die Kammer 12 enthält Röhren 13, die Trennwandelemente darstellen,
welche die Kammer in einen durch das Röhreninhere gebildeten Einlaßbereich 12A und einen die Röhren umgebenden
Au3laßbereich 12B unterteilen. Die Röhren sind mit gegen-
_ 4 _
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.ζ r
3eitigen Abständen angeordnet und verlaufen in Richtung der
Achse A und zueinander und zur Wandaußenfläche HB parallel. Der Wandaußenfläche HB zugewandte Abschnitte 13A stellen
zur Wand 11 hin vorspringende Trennwandabschnitte dar und oilden
zwischen sich Zwischenräume 14o An ihren am nächsten zur
Wandaußenfläche HB gelegenen Bereichen sind die Abschnitte 13A mit Düsenöffnungen 15 versehen, die Kühlluftstrahlen J zur Wandaußenfläche
HB hin richten. Die Kühlluft wird vom Verdienter
abgezweigt und gelangt durcn einlasse 16 in den iinlaßbereich
12A„ Der AuslaßDereicn 12B ist mit Auslässen 17 versehen.
Nach dem Auftreffen auf die Wandfläche Hd strömt die
Luft in die Zwischenräume 14, wie durch die Strömungspfeile F angedeutet ist, und von dort zu den Auslässen IJ, Infolge
dieser Anordnung stört der Rückstrom der erhitzten Luft von der "Wandfläche 113 die frischen Kühlluftströmfi aus den
Düsenöffnungen, d.h. die Kühlstrahlen J, nicht.
Der Auslaß 17 führt in eine Düsenleitschaufel 8 stromauf
der Laufschaufeln 5 und die Luft wird schließlich durch Austrittsöffnungen
9 in der Hinterkante der Leitschaufel ö in den Kanal 10 geleitet. Die Auslässe 17 können jedoch an
irgendeiner Stelle der Kanalwand 11 stromauf der Laufschaufeln angeordnet sein, wie beispielsweise bei 17A angedeutet ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausfuhrungsform, bei welcher
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die Kammer 12 mittels einer Trennwand 20 in Form eines gewellten Bleches in den Einlaßbereich 12A und den Auslaßbereich
12B unterteilt ist. Die Trennwand weist vorspringende Bereiche 2OA auf, die durch Zwischenräume 21
voneinander getrennt sind und die Düsenöffnungen 15 enthalten. Durch den Einlaß 16 tritt Kühlluft in den Einlaßbereich
12A ein und strömt von der tfandaußenfläche llß durch
die Zwischenräume 21 zu den Auslässen 17 ab.
Bei den beschriebenen Beispielen erstreckt sich die Kammer 12 hauptsächlich über den Bereich der Laufschaufeln 5«
Gemäß einer nicht dargestellten Abwandlung erstreckt sich die Kammer über den Bereich der Leitschaufel 8 zur Kühlung
desjenigen Teils der Kanalwand 11, von welcher die Leitschaufeln ausgehen.
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Claims (4)
- Patentansprüche\ 1. 'Gasturbinentriebwerk rait einem Verbrennungsgase führenden Kanal und mit Mitteln zum Kühlen der Kanalwand mittels Kühlluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Kühlen der Kanalwand eine Kühlluftkammer (12) aufweisen, die durch eine gemeinsame Wand (11) vom Verbrennungsgaskanal (10) getrennt ist und die durch eine Trennwand (13; 20) in einen von der gemeinsamen Wand abgelegenen, mit einer Kühlluftquelle (2) verbundenen Einlaßabschnitt (12A) und einen an die gemeinsame Wand angrenzenden, mit einem Kühlluftauslaß (17) versehenen Auslaßabschnitt (12B) unterteilt ist, und daß die Trennwand zur gemeinsamen Wand hin vorspringende Abschnitte (13A; 2OA) aufweist, die jeweils zwischen sich zum Auslaßbereich gehörende Zwischenräume (14; 21) bilden und mit zur gemeinsamen Wand hin gerichteten Düsenöffnungen (15) versehen sind.
- 2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die genannten vorspringenden Trennwandabschnitte (13A; 20A) in Reihen und in Richtung der Verbrennungsgaskanalachse angeordnet sind.
- 3. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-- 7 -609821 /0293zeichnet, daß die Trennwand durch eine Anzahl von etwa parallel zur gemeinsamen Wand (11) verlaufende, mit gegenseitigen Abständen angeordnete Röhren (13) gebildet ist und daß das Röhreninnere den genannten Einlaßbereich (12A) und die der gemeinsamen Wand zugewandten Röhrenteile (13A) die genannten vorspringenden, die Düsenöffnungen (15) enthaltenden Trennwandabschnitte darstellen.
- 4. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand durch ein gewelltes Blech (20) gebildet ist, und daß die Wellen dieses Bleches die genannten vorspringenden Trennwandabschnitte (2OA) bilden, welch letztere die Düsenöffnungen (15) enthalten,,5, Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte gemeinsame Wand (11) einen LaufschaufeIkranζ (5) eines Turbinenrotors (6) umschließt und daß der KühlIuftauslaß (17) durch eine stromauf des Laufschaufelkranzes in der gemeinsamen Wand gebildete, in den Verb rennungs gaskanal (10) ausmündende öffnung gebildet ist.- 8 -609821 /0293Leerseite
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