DE3248163A1 - Kuehlbare schaufel - Google Patents
Kuehlbare schaufelInfo
- Publication number
- DE3248163A1 DE3248163A1 DE19823248163 DE3248163A DE3248163A1 DE 3248163 A1 DE3248163 A1 DE 3248163A1 DE 19823248163 DE19823248163 DE 19823248163 DE 3248163 A DE3248163 A DE 3248163A DE 3248163 A1 DE3248163 A1 DE 3248163A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wall
- trigger
- rib
- leading edge
- vortex generator
- 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
Classifications
-
- 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
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
- F01D5/187—Convection cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/221—Improvement of heat transfer
- F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf kühlbare Schaufeln, die in auf hoher Temperatur arbeitenden umlaufenden Maschinen benutzt
werden, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Kühlen von solchen Schaufeln. Die beschriebenen Konzepte
gelten sowohl für Turbinenleitschaufein als auch für Turbinenlaufschaufeln.
In einer umlaufenden Maschine oder Strömungsmaschine wird Brennstoff in Brennkammern verbrannt, um der Maschine Energie
in Form von heißen Arbeitsmediumgasen zu liefern. Die heißen Arbeitsmediumgase strömen zu dem Turbinenabschnitt
der Maschine. In dem Turbinenabschnitt bilden die Schaufeln feststehende Kränze von Leitschaufeln und umlaufende Kränze
von Laufschaufeln. Diese Schaufeln werden benutzt, um die strömenden Gase zu lenken und den Gasen Energie zu entziehen.
Infolgedessen sind die Schaufeln im Betrieb des Triebwerks von heißen Arbeitsmediumgasen umströmt, wodurch Wär-
ORIGfNAL INSPECTED
-x-L
mespannungen in den Schaufeln verursacht werden, die den
Festigkeitsverband und die Dauerfestigkeit der Schaufel nachteilig beeinflussen. Diese Wärmespannungen bilden ein
ständiges Problem seit dem Aufkommen von auf hoher Temperatur
arbeitenden umlaufenden Maschinen, wie beispielsweise Gasturbinentriebwerken,, weil es erforderlich ist, das
Triebwerk bei hohen Temperaturen zu betreiben„ um den Triebwerkswirkungsgrad
zu maximieren» Beispielsweise können
die Schaufeln in den Turbinen von solchen Triebwerken Temperaturen in den Arbeitsgasen von bis zu 1371 0C ausgesetzt sein. Die Laufschaufeln und die Leitschaufeln dieser
Triebwerke werden typisch gekühlt,, um den Festigkeitsverband und die Dauerfestigkeit der Schaufel durch Verringern
der Größe der Wärmespannungen in der Schaufel zu bewahren.
Eine ältere Lösung für die Schaufelkühlung ist in der US-PS
3 171 631 beschrieben. Gemäß dieser US-Patentschrift wird die Kühlluft in den Hohlraum zwischen der saugseitigen
Wand und der druckseitigen Wand der Schaufel geleitet und durch die Verwendung von Umlenksockeln oder Leitschaufel]*
zu verschiedenen Stellen in dem Hohlraum gelenkt. Die Sockel dienen außerdem als tragende Teile zum Verstärken
der Laufschaufel.
Mit der Zeit sind ausgeklügeltere Lösungen entwickelt worden, bei denen gewundene Durchlässe benutzt werden, wie
es beispielsweise in der US-PS 3 533 712 beschrieben ist. Diese US-Patentschrift beschreibt die Verwendung von
schlangenförmigen Durchlässen, die sich durch den gesamten
Hohlraum in der Laufschaufel erstrecken, um eine maßgeschneiderte Kühlung der verschiedenen Teile der Schaufel
KU erreichen. Das Schaufelmaterial, das die Durchlässe begrenzt,
sorgt für die notwendige bauliche Festigkeit der Schaufel.
Spätere Patentschriften, wie die US-PS 4 073 599, beschreiben die Verwendung von verwickelten Kühldurchlässen in Verbindung
mit anderen Techniken zum Kühlen der Schaufel. Beispielsweise wird das Vorderkantengebiet gemäß dieser US-Patentschrift
durch Aufprallkühlung gekühlt, woran sich das
Abgeben der Kühlluft über einen sich in Richtung der Spannweite erstreckenden Durchlaß in dem Vorderkantengebiet der
Laufschaufel anschließt. Die in dem Durchlaß strömende Luft bewirkt außerdem eine Konvektionskühlung des Vorderkantengebietes,
wie es bei dem Durchlaß gemäß der US-PS 3 171 631 der Fall ist.
Das Kühlen von Turbinenschaufel·! unter Verwendung von verwickelten
Kühldurchlässen und Filmkühllöchern allein oder in Verbindung mit Auslöserippen (trip strips) zum Fördern
der Kühlung des Vorderkantengebietes bildet den Gegenstand von vielen jüngeren Patentschriften, wie den US-PSen
4 177 010, 4 180 373, 4 224 011 und 4 278 400. Die aus diesen US-Patentschriften bekannten Laufschaufeln sind
durch große Kühlluf tdurchlässe im Verhältnis zur Dicke der
Wände in dem Vorderkantengebiet der Laufschaufel gekennzeichnet.
Jüngere aerodynamische Untersuchungen zeigen, daß eine elliptische Vorderkante Vorteile hinsichtlich der Leistung
im Betrieb des Gasturbinentriebwerks hat. Die elliptische Vorderkante wird in Verbindung mit einer Schaufel benutzt,
die eine dünnere Querschnittsform (Dicke zu Profilsehnenlänge) im Vergleich zu früheren Schaufeln hat. Trotz
des dünnen Profils ist eine. Mindestdicke der Wände erforderlich, damit die Schaufel eine ausreichende bauliche
Festigkeit erhält und ein gewisses Ausmaß an statistisch zu erwartender Beschädigung durch Fremdobjekte aushalten
kann. Das Ergebnis ist das Aufkommen einer neuen Schaufel gewesen, die für aerodynamische Zwecke eine elliptische
Vorderkante hat und dickere Wände relativ zu der Größe der Kühlluftdurchlässe im Vergleich zu dem Verhältnis zwischen den
Wänden und der Größe der Durchlässe in früheren Schaufeln hat. Darüber hinaus ist es mit Rücksicht auf die Ausnutzung des
Brennstoffes unerwünscht, in gewissen Stufen der Turbine
die Filmkühlung für das Vorderkantengebiet der Schaufel anzuwenden»
Demgemäß suchen Wissenschaftler und Ingenieure, kühlbare
Schaufeln zur Verwendung in Hochtemperaturturbinen zu entwickeln, bei denen die Kühlluft wirksam ausgenutzt wird
und das Vorderkantengebiet der Schaufeln mit schmalen Durchlässen im Vergleich zur Dicke der Schaufelwände ausreichend
gekühlt und trotzdem die Abgabe der Kühlluft durch Filmkühlung aus dem Vorderkantengebiet der Schaufel vermieden
wird.
Gemäß der Erfindung weist eine kühlbare Schaufel, die einen
Durchlaß für Kühlmittel an einer Wand in dem Vorderkantengebiet hat, wenigstens eine Auslöserippe auf, die sich durch
den Durchlaß erstreckt und zu der sich nähernden Strömung und der Wand abgewinkelt ist und einen Wirbelerzeuger hat, der
von einem Teil der Auslöserippe ausgeht.
Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist eine Schaufel mit einem
Kühldurchlaß in dem Schaufelvorderkantengebiet. Eine Wand in dem Vorderkantengebiet begrenzt den Durchlaß. Mehrere Auslöserippen
erstrecken sich durch den Durchlaß und in das Vorderkantengebiet der Schaufel. Die Auslöserippen sind gegen
die Wand abgewinkelt und zu der sich nähernden Strömung hin schräg angeordnet. Wenigstens eine Auslöserippe hat
einen Wirbelerzeuger, der von einem Teil der Auslöserippe ausgeht. Der Wirbelerzeuger ist in Richtung der
Profilsehne mit Abstand von der Wand in dem Vorderkantengebiet angeordnet. In einer Ausführungsform erstrecken
sich die Auslöserippen von der druckseitigen Wand zu der saugseitigen Wand durch das Vorderkantengebiet der Schaufel.
In einer Ausführungsform hat eine zweite Auslöserippe einen Wirbelerzeuger. Die kombinierte Höhe der zweiten Auslöserippe
und des Wirbelerzeugers ist größer als die kombinierte Höhe der ersten Auslöserippe und des Wirbelerzeugers.
Ein Hauptvorteil der Erfindung ist die Lebensdauer der Schaufel, die aus der Dicke der Wände in dem Vorderkantengebiet
resultiert, welche die Schaufel vor einer Beschädigung durch Fremdobjekte schützt, und aus der Kühlung der
verdickten Wände, die übermäßige Wärmespannungen in den Wänden verhindert. Ein weiterer Vorteil ist die Vergrößerung
des Wirkungsgrades der umlaufenden Maschine, die daraus resultiert, daß ein Teil der Kühlströmung kanalisiert
wird und daß in der Kühlströmung Turbulenz hervorgerufen wird, um die Kühlwirkung der Strömung zu vergrößern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Ansicht einer Laufschaufel,
die teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen dargestellt ist,
um die saugseitige Wand der Laufschaufel sichtbar zu machen,
Fig. 2 eine Querschnittansicht nach der
Linie 2-2 in Fig. 1 und
Fig« 3 in. perspektivischer Darstellung
teilweise "im Schnitt und teilweise weggebrochen das Vorderkantengebiet,
. das in Fig. 2 gezeigt ist, zur Veranschaulichung eines Teils der Strömung
in dem Vorderkantengebiet der Laufschaufel»
-y-
Fig. 1 zeigt eine Laufschaufel 10 für eine umlaufende Maschine
oder Strömungsmaschine. Die Laufschaufel hat einen Wurzelabschnitt 12, einen Plattformabschnitt 14 und einen
Flügelprofilabschnitt 16. Der Wurzelabschnitt faßt in den Rotor der Maschine ein. Der Plattformabschnitt bildet einen
Teil der Innenwand des Strömungsweges für Arbeitsmediumgase in der Maschine. Der Flügelprofilabschnitt erstreckt sich
durch den Strömungsweg der Arbeitsmediumgase nach außen und hat eine Spitze 18 an seinem äußersten Ende. Die Laufschaufel
10 hat Bezugsrichtungen, wie die Spannweitenrichtung S und die Profilsehnenrichtung C.
Der Wurzelabschnitt 12 hat eine sich in Richtung der Profilsehne erstreckende Wurzelwand 20. Ein erster Kanal 22 steht
über die Wurzelwand mit einer Kühlluftquelle, wie beispielsweise
einem Verdichter (nicht dargestellt^ in Strömungsverbindung. Ein zweiter Kanal 24 erstreckt sich durch die
Wurzelwand. Eine Platte 25 erstreckt sich über den zweiten Kanal 24 und blockiert eine Strömungsverbindung mit einer
Kühlluftquelle (nicht dargestellt). In einer anderen Ausführungsform
steht der zweite Kanal in Strömungsverbindung mit der Kühlluftquelle.
Der Flügelprofilabschnitt 16 hat eine Vorderkante 26 und eine Hinterkante 28. Eine saugseitige Wand 30 und eine
druckseitige Wand 32 (in Fig. 1 der Übersichtlichkeit hai-
'/Μ
ber weggebrochen und in Fig. 2 gezeigt) sind an der Vorderkante
und an der Hinterkante miteinander verbunden. Die druckseitige Wand 32 ist mit Abstand von der saugseitigen
Wand 30 angeordnet, so daß zwischen ihnen ein Hohlraum 34 vorhanden ist. Eine Spitzenwand 36 und die Wurzelwand 20
begrenzen den Hohlraum in der Richtung der Spannweite» Eine erste Leitwand 38 erstreckt sich in Richtung der Spannweite
von der Spitzenwand 36 aus und unterteilt den Hohlraum 34
in einen hinteren Teil 40 und einen vorderen Teil 42. Die
erste Leitwand 38 hat Abstand von der Wurzelwand 20, so daß ein erster Umlenkdurchlaß 44 zwischen ihnen verbleibt, über
den der hintere Teil 4 0 der Laufschaufel mit dem vorderen
Teil 42 und mit dem sich durch den Wurzelabschnitt der Laufschaufel erstreckenden zweiten Kanal 24 in Strömungsverbindung
ist. Der hintere Teil 4 0 der Laufschaufel enthält ein Hinterkantengebiet 46. Das Hinterkantengebiet 46 steht mit
dem ArbeitsmediumströniungswBg über die Zwischenräume von in gegenseitigem
Abstand angeordneten Sockeln 48 in Strömungsverbindung. Jeder Sockel 48 erstreckt sich zwischen der saugseitigen Wand
und der druckseitigen.Wand 32, um die Strömungs örtlich zu
blockieren, und begrenzt mit der ersten Leitwand 38 einen sich in Richtung der Spannweite erstreckenden Durchlaß 50
für Kühlluft. Mehrere Auslöserippen 52 sind rechtwinkelig zu der sich nähernden Strömung angeordnet und stören die
Bildung einer laminaren Grenzschicht, indem sie in der Grenzschicht eine turbulente Strömung auslösen, wenn die
Strömung über die Auslöserippen hinweggeht.
Eine zweite Leitwand 53 erstreckt sich in Richtung der Spannweite von der Wurzelwand 20 aus und unterteilt den vorderen
Teil 4 2 der Laufschaufel in einen ersten Durchlaß 54 und einen zweiten Durchlaß 56. Der erste Durchlaß 54
ist einer dritten Wand 58 in dem Vorderkantengebiet der Laufschaufel benachbart. Der erste Durchlaß 54 hat ein
stromaufwärtiges Ende 60 in Strömungsverbindung mit dem
ersten Kanal 22 und ein stromabwärtiges Ende 62, das über einen Umlenkdurchlaß 64 mit dem zweiten Durchlaß 56 in
Strömungsverbindung ist.
Mehrere erste Auslöserippen 66 erstrecken sich von der saugseitigen Wand 30 aus über die dritte Wand in dem Vorderkantengebiet
zu der druckseitigen Wand 32. Diese Auslöserippen haben eine konstante Höhe h. Die Auslöserippen
sind schräg gegen die sich nähernde Strömung angeordnet und unter einem spitzen Winkel zu der dritten Wand angeordnet.
Mehrere zweite Auslöserippen 68 sind schräg zu der sich nähernden Strömung angeordnet und unter einem
spitzen Winkel von ungefähr 30° zu der dritten Wand angeordnet. Es wird angenommen, daß spitze Winkel3 in einem Bereich
zwischen 25° und 50° zum Ausrichten der1Auslöserippen
zufriedenstellende Ergebnisse erbringen, wobei ein Bereich von 30° bis 45° die zufriedenstellendsten
Ergebnisse erbringen dürfte. Die zweiten Auslöserippen 68 haben jeweils ein Ende, das zu der sich nähernden Strömung hin
gekrümmt ist.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht eines Tails der in Fig. 1 gezeigten Laufschaufel nach der Linie 2-2 in
Fig. 1. Die Auslöserippe 66 hat die Höhe h und erstreckt sich längs der saugseitigen Wand 30, längs der
druckseitigen Wand 32 und über die dritte Wand 58 in dem Vorderkantengebiet 26. Ein Wirbelerzeuger 70a ist
einstückig mit der ersten Auslöse rippe 68a gebildet. Der Wirbelerzeuger vergrößert die Höhe der Auslöserippe.
Die kombinierte Höhe der Auslöserippe 68a und des Wirbelerzeugers 70a ist eine Höhe h , die größer als
die Größe h ist. Die zweite Auslöserippe 68b hat einen Wirbelerzeuger 70b, der einstückig mit der zweiten Aus-
löserippe gebildet ist und die Höhe der Auslöserippe auf eine Höhe hfo vergrößert,'die größer als die Höhe h ist.
Die Wirbelerzeuger 70a, 70b sind jeweils in Profilsehnen-.
richtung mit Abstand von der dritten Wand 58 in dem Vor·»
derkantengebiet angeordnete Der Wirbelerzeuger- 70b hat eine Länge in Richtung der Profilsehne? die größer-ist als
die Länge des Wirbelerzeugers 70a in Richtung der Profilsehne. Durch Vergrößern der Höhe und der Länge des Wirbel- erzeugers
wird dessen Wärmeabfuhrvermögen vergrößert..Demgemäß
werden die längeren, höheren Wirbelerseuger in Gebieten der Laufschaufel benutzt, in denen der größte WärmefluS
auftritt.
Im Betrieb der Maschine strömen heiße Arbeitsmediumgase
über die Außenseite der Schaufel hinweg. Energie in Form
von Wärme wird von den heißen Arbeitsmediumgasen auf das Vorderkantengebiet 26, die saügseitige Wand 30 und die
druckseitige Wand 32 übertragen. Kühlluft aus dem Kanal 22 strömt längs des Vorderkantengebietes über den Durchlaß 54
zu dem Umlenkdurchlaß 64. Wenn die Strömung den ersten Durchlaß verläßt und sich durch die Umlenkschaufeln bewegt,
wird die Strömung durch die Umlenkschaufeln teilweise von Teilen der Schaufel ferngehalten. Wegen des dünnen Spitzengebietes
ist das Fernhalten der Strömung nicht von starken Wärmespannungen begleitet, wie es bei der Blockierung die~
ser Strömung in dem in der Mitte der Spannweite gelegenen Gebiet des Flügelprofilteils der Laufschaufel der Fall Wäre.
Die Kühlluft strömt durch den Umlenlcdurchlaß 64, durch
den zweiten Durchlaß 56 und durch den ersten Umlenkdurchlaß 44 zn dem Durchlaß 50 in dem hinteren Teil der Laufschaufel. Die Strömung wird über die Zwischenräume zwischen den
Sockeln 48 in dem Hinterkantengebiet abgegeben.
Fig. 3 veranschaulicht die Wechselwirkung zwischen zwei Stromlinien S1 und S2 der Kühlluft, wenn die Kühlluft durch
den Durchlaß 54 und über die Auslöserippe 68b und den
Wirbelerzeuger 70b in dem in der Mitte der Spannweite gelegenen Gebiet der Laufschaufel strömt. Die Stromlinien
S- und S2 sind an der saugseitigen Oberfläche des
Flügelprofilabschnitts, und ihre Bewegung längs des Durchlasses wird nicht blockiert. Wenn die Stromlinie S1
der Strömung über die Auslöserippe 68b hinweggeht, wird ein kleiner Teil der Strömung zu dem Vorderkantengebiet
hin abgelenkt, wie es durch die Linie S1' gezeigt
ist. Darüber hinaus werden kleine Wirbel auf der stromauf wärtigen Seite der Auslöserippe gebildet, wenn
die Stromlinie S1 über die Auslöserippe hinweggeht.
Die Wirbel lösen sich mit einer Geschwindigkeitskomponente ab, die sich in der Richtung der Profilsehne erstreckt,
und zwar aufgrund der Abwinkelung der Auslöserippen bezüglich der Strömung und der Wand 58. Die
Geschwindigkeitskomponente in der Richtung der Profilsehne bewirkt, daß sich die kleinen Wirbel zu dem Vorderkantengebiet
und in das Vorderkantengebiet bewegen, wie es durch die Wirbel V1' gezeigt ist. Diese Wirbel
verursachen Turbulenz in der Grenzschicht an der saugseitigen Fläche des Flügelprofilabschnitts. Die Stromlinie
S~ ist ebenfalls der saugseitigen Fläche des Flügelprofilabschnitts
benachbart. Wenn die Stromlinie S2 über
den Wirbelerzeuger hinweggeht, wird ein größerer Teil der Strömung längs der Stromlinie zu dem Vorderkantengebiet
hin abgelenkt, wie es durch die Linie S«1 gezeigt
ist. Darüber hinaus werden, wenn die Stromlinie S2 über
den Wirbelerzeuger hinweggeht, Wirbel, die viel größer sind als die kleinen Wirbel, die an der Auslöserippe
gebildet werden, auf der stromaufwärtigen Seite des Wirbelerzeugers gebildet. Aufgrund der Abwinkelung des
Wirbelerzeugers lösen sich diese großen Wirbel mit einer Geschwindigkeitskomponente ab, die sich in der Richtung
der Profilsehne und in der Richtung der Spannweite erstreckt. Die Geschwindigkeitskomponente in der Richtung
der Profilsehne bewirkt, daß sich diese großen Wirbel in das Vorderkantengebiet bewegen und längs des Vorder-
kantengebietes die Fläche 72 der Wand 58 in dem Vorderkantengebiet
des Flügelprofilabschnitts tiberstreichen. Die größeren Wirbel drücken kältere Luft aus dem Hauptteil der
Strömung in die Grenzschicht in dem Vorderkantengebiet. Somit wird die Wirkung der kleinen Wirbel durch die Wirkung
der großen Wirbel, die eine längere Lebensdauer als die kleinen Wirbel haben und mit den kleinen Wirbeln zusammenwirken,
stark intensiviert, wodurch die Luft in der Grenzschicht gekühlt, die turbulenten Geschwindigkeiten in der Grenzschicht
vergrößert werden und die Wärmeübertragung zwischen den Wänden
des Flügelprofilabschnitts und der Kühlluft in dem Vorderkantengebiet
vergrößert wird.
Claims (8)
- Patentansprüche?1/ Kühlbare Schaufel für eine umlaufende Maschine, mit einem Kühlluftdurchlaß (54) und einer Wand (58) in dem Vorderkantengebiet (26), die den Kühlluftdurchlaß begrenzt, gekennzeichnet durch wenigstens eine Auslöserippe (68a), die sich von der Wand (58) aus durch den Durchlaß (54) in dem Vorderkantengebiet (26) erstreckt, einen spitzen Winkel mit der Wand (58) bildet und mit einem angeformten Wirbelerzeuger (70a) versehen ist, der die Höhe der Auslöserippe vergrößert und in Richtung der Profilsehne mit Abstand von der Wand (58) in dem Vorderkantengebiet angeordnet ist.
- 2. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Streifen (68a) und der Wirbelerzeuger (70a) eine Höhe h hat, daß weiter eine zweite Auslöserippe (68b) vorgesehen ist, die sich von der Wand (58) aus in dem Vorderkantengebiet durch den Durchlaß (54) erstreckt, schräg gegen die sich nähernde Strömung angeordnet ist, einen spitzen Winkel mit der Wand (58) bildet und mit einem an-geformten Wirbelerzeuger (70b) versehen ist, der die Höhe der zweiten Auslöserippe vergrößert und in Richtung der Profilsehne mit Abstand von der Wand (58) in dem Vorderkantengebiet angeordnet ist, wobei die Höhe der zweiten Auslöserippe und des Wirbelerzeugers H, beträgt und größer als die Höhe h der ersten Rippe und des Wirbelerzeugers ist a
- 3. Schaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Auslöserippe (68a) h ist und daß die Höhe h der ersten Auslöserippe (68a) und des Wirbelerzeugers(70a) größer oder gleich dem Zweifachen der Höhe der Auslöserippe ist (h_ ^ 2h) .
- 4. Schaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelerzeuger (70a) der ersten Auslöserippe (68a) eine erste Länge in Richtung der Profilsehne hat und daß der Wirbelerzeuger (70b) der zweiten Auslöserippe (68b) eine zweite Länge in Richtung der Profilsehne hat, die größer als die erste Länge in Richtung der Profilsehne ist.
- 5. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöserippen und die an ihnen angeformten Wirbelerzeuger ein Ende haben, das zu der sich nähernden Strömung hin gekrümmt ist.
- 6. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel zwischen der Auslöserippe und der Wand (58) in dem Vorderkantengebiet (26) 30° beträgt.
- 7. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel zwischen der Auslöse-rippe und der Wand (58) in dem Vorderkantengebiet in einem Bereich zwischen 25° und 50° liegt.
- 8. Schaufel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens eine der Auslöserippen (68b) von der saugseitigen Wand (30) und der druckseitigen Wand (32) des Durchlasses (54J aus erstreckt und daß sich die Wirbelerzeuger von dem Teil der Äuslöserippe
an der saugseitigen Wand des Durchlasses aus erstrecken.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/334,616 US4515526A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Coolable airfoil for a rotary machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3248163A1 true DE3248163A1 (de) | 1983-07-07 |
DE3248163C2 DE3248163C2 (de) | 1991-12-19 |
Family
ID=23308013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823248163 Granted DE3248163A1 (de) | 1981-12-28 | 1982-12-27 | Kuehlbare schaufel |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4515526A (de) |
JP (1) | JPS58126402A (de) |
DE (1) | DE3248163A1 (de) |
FR (1) | FR2519068B1 (de) |
GB (1) | GB2112868B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3518314A1 (de) * | 1984-05-24 | 1985-11-28 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Turbinenschaufel |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4514144A (en) * | 1983-06-20 | 1985-04-30 | General Electric Company | Angled turbulence promoter |
US4515523A (en) * | 1983-10-28 | 1985-05-07 | Westinghouse Electric Corp. | Cooling arrangement for airfoil stator vane trailing edge |
US5232343A (en) * | 1984-05-24 | 1993-08-03 | General Electric Company | Turbine blade |
JPS611804A (ja) * | 1984-06-12 | 1986-01-07 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 冷却式タ−ビン翼 |
GB2165315B (en) * | 1984-10-04 | 1987-12-31 | Rolls Royce | Improvements in or relating to hollow fluid cooled turbine blades |
US4968216A (en) * | 1984-10-12 | 1990-11-06 | The Boeing Company | Two-stage fluid driven turbine |
GB2189553B (en) * | 1986-04-25 | 1990-05-23 | Rolls Royce | Cooled vane |
US4820122A (en) * | 1988-04-25 | 1989-04-11 | United Technologies Corporation | Dirt removal means for air cooled blades |
US4820123A (en) * | 1988-04-25 | 1989-04-11 | United Technologies Corporation | Dirt removal means for air cooled blades |
US4944152A (en) * | 1988-10-11 | 1990-07-31 | Sundstrand Corporation | Augmented turbine combustor cooling |
US5002460A (en) * | 1989-10-02 | 1991-03-26 | General Electric Company | Internally cooled airfoil blade |
US5197852A (en) * | 1990-05-31 | 1993-03-30 | General Electric Company | Nozzle band overhang cooling |
GB9014762D0 (en) * | 1990-07-03 | 1990-10-17 | Rolls Royce Plc | Cooled aerofoil vane |
US5704763A (en) * | 1990-08-01 | 1998-01-06 | General Electric Company | Shear jet cooling passages for internally cooled machine elements |
GB2250548A (en) * | 1990-12-06 | 1992-06-10 | Rolls Royce Plc | Cooled turbine aerofoil blade |
US5695322A (en) * | 1991-12-17 | 1997-12-09 | General Electric Company | Turbine blade having restart turbulators |
US5695321A (en) * | 1991-12-17 | 1997-12-09 | General Electric Company | Turbine blade having variable configuration turbulators |
US5700132A (en) * | 1991-12-17 | 1997-12-23 | General Electric Company | Turbine blade having opposing wall turbulators |
US5681144A (en) * | 1991-12-17 | 1997-10-28 | General Electric Company | Turbine blade having offset turbulators |
US5695320A (en) * | 1991-12-17 | 1997-12-09 | General Electric Company | Turbine blade having auxiliary turbulators |
GB2270718A (en) * | 1992-09-22 | 1994-03-23 | Rolls Royce Plc | Single crystal turbine blades having pedestals. |
US5361828A (en) * | 1993-02-17 | 1994-11-08 | General Electric Company | Scaled heat transfer surface with protruding ramp surface turbulators |
US5387086A (en) * | 1993-07-19 | 1995-02-07 | General Electric Company | Gas turbine blade with improved cooling |
JP3192854B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2001-07-30 | 株式会社東芝 | タービン冷却翼 |
JPH09507550A (ja) * | 1994-10-24 | 1997-07-29 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション | 冷却効率の高いガスタービン翼 |
US5488825A (en) * | 1994-10-31 | 1996-02-06 | Westinghouse Electric Corporation | Gas turbine vane with enhanced cooling |
US5468125A (en) * | 1994-12-20 | 1995-11-21 | Alliedsignal Inc. | Turbine blade with improved heat transfer surface |
US5645397A (en) * | 1995-10-10 | 1997-07-08 | United Technologies Corporation | Turbine vane assembly with multiple passage cooled vanes |
US5842829A (en) * | 1996-09-26 | 1998-12-01 | General Electric Co. | Cooling circuits for trailing edge cavities in airfoils |
JPH10280905A (ja) * | 1997-04-02 | 1998-10-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン冷却翼のタービュレータ |
JPH11173105A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-06-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン動翼 |
US5967752A (en) * | 1997-12-31 | 1999-10-19 | General Electric Company | Slant-tier turbine airfoil |
US6273682B1 (en) | 1999-08-23 | 2001-08-14 | General Electric Company | Turbine blade with preferentially-cooled trailing edge pressure wall |
US6257831B1 (en) | 1999-10-22 | 2001-07-10 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Cast airfoil structure with openings which do not require plugging |
GB0127902D0 (en) | 2001-11-21 | 2002-01-16 | Rolls Royce Plc | Gas turbine engine aerofoil |
US6964557B2 (en) * | 2003-02-03 | 2005-11-15 | General Electric Company | Methods and apparatus for coupling a component to a turbine engine blade |
US6890153B2 (en) * | 2003-04-29 | 2005-05-10 | General Electric Company | Castellated turbine airfoil |
US6824352B1 (en) * | 2003-09-29 | 2004-11-30 | Power Systems Mfg, Llc | Vane enhanced trailing edge cooling design |
GB2411698A (en) * | 2004-03-03 | 2005-09-07 | Rolls Royce Plc | Coolant flow control in gas turbine engine |
US7217092B2 (en) * | 2004-04-14 | 2007-05-15 | General Electric Company | Method and apparatus for reducing turbine blade temperatures |
US7217094B2 (en) * | 2004-10-18 | 2007-05-15 | United Technologies Corporation | Airfoil with large fillet and micro-circuit cooling |
US7300242B2 (en) * | 2005-12-02 | 2007-11-27 | Siemens Power Generation, Inc. | Turbine airfoil with integral cooling system |
US7520723B2 (en) * | 2006-07-07 | 2009-04-21 | Siemens Energy, Inc. | Turbine airfoil cooling system with near wall vortex cooling chambers |
US7780414B1 (en) | 2007-01-17 | 2010-08-24 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine blade with multiple metering trailing edge cooling holes |
US8083485B2 (en) * | 2007-08-15 | 2011-12-27 | United Technologies Corporation | Angled tripped airfoil peanut cavity |
US7955053B1 (en) | 2007-09-21 | 2011-06-07 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine blade with serpentine cooling circuit |
FR2954798B1 (fr) * | 2009-12-31 | 2012-03-30 | Snecma | Aube a ventilation interieure |
US8807945B2 (en) | 2011-06-22 | 2014-08-19 | United Technologies Corporation | Cooling system for turbine airfoil including ice-cream-cone-shaped pedestals |
US9995148B2 (en) | 2012-10-04 | 2018-06-12 | General Electric Company | Method and apparatus for cooling gas turbine and rotor blades |
US9850762B2 (en) | 2013-03-13 | 2017-12-26 | General Electric Company | Dust mitigation for turbine blade tip turns |
JP6216618B2 (ja) * | 2013-11-12 | 2017-10-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン翼の製造方法 |
US10364684B2 (en) | 2014-05-29 | 2019-07-30 | General Electric Company | Fastback vorticor pin |
WO2015184294A1 (en) | 2014-05-29 | 2015-12-03 | General Electric Company | Fastback turbulator |
US10690055B2 (en) | 2014-05-29 | 2020-06-23 | General Electric Company | Engine components with impingement cooling features |
US10422235B2 (en) | 2014-05-29 | 2019-09-24 | General Electric Company | Angled impingement inserts with cooling features |
US9957816B2 (en) | 2014-05-29 | 2018-05-01 | General Electric Company | Angled impingement insert |
US10233775B2 (en) | 2014-10-31 | 2019-03-19 | General Electric Company | Engine component for a gas turbine engine |
US10280785B2 (en) | 2014-10-31 | 2019-05-07 | General Electric Company | Shroud assembly for a turbine engine |
US9963975B2 (en) | 2015-02-09 | 2018-05-08 | United Technologies Corporation | Trip strip restagger |
JP2023165485A (ja) * | 2022-05-06 | 2023-11-16 | 三菱重工業株式会社 | タービン翼及びガスタービン |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1410014A (en) * | 1971-12-14 | 1975-10-15 | Rolls Royce | Gas turbine engine blade |
US4177010A (en) * | 1977-01-04 | 1979-12-04 | Rolls-Royce Limited | Cooled rotor blade for a gas turbine engine |
US4180373A (en) * | 1977-12-28 | 1979-12-25 | United Technologies Corporation | Turbine blade |
US4224011A (en) * | 1977-10-08 | 1980-09-23 | Rolls-Royce Limited | Cooled rotor blade for a gas turbine engine |
US4278400A (en) * | 1978-09-05 | 1981-07-14 | United Technologies Corporation | Coolable rotor blade |
EP0034961A1 (de) * | 1980-02-19 | 1981-09-02 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." | Gekühlte Gasturbinenschaufeln |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL52254C (de) * | 1952-01-25 | |||
FR1374159A (fr) * | 1962-12-05 | 1964-10-02 | Gen Motors Corp | Pale de turbine |
GB1033759A (en) * | 1965-05-17 | 1966-06-22 | Rolls Royce | Aerofoil-shaped blade |
US3370829A (en) * | 1965-12-20 | 1968-02-27 | Avco Corp | Gas turbine blade construction |
US3628885A (en) * | 1969-10-01 | 1971-12-21 | Gen Electric | Fluid-cooled airfoil |
SU364747A1 (ru) * | 1971-07-08 | 1972-12-28 | Охлаждаемая лопатка турбол1ашины | |
GB1361256A (en) * | 1971-08-25 | 1974-07-24 | Rolls Royce | Gas turbine engine blades |
US3806275A (en) * | 1972-08-30 | 1974-04-23 | Gen Motors Corp | Cooled airfoil |
US4173120A (en) * | 1977-09-09 | 1979-11-06 | International Harvester Company | Turbine nozzle and rotor cooling systems |
-
1981
- 1981-12-28 US US06/334,616 patent/US4515526A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-12-23 GB GB08236605A patent/GB2112868B/en not_active Expired
- 1982-12-24 FR FR8221746A patent/FR2519068B1/fr not_active Expired
- 1982-12-27 DE DE19823248163 patent/DE3248163A1/de active Granted
- 1982-12-28 JP JP57234904A patent/JPS58126402A/ja active Granted
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1410014A (en) * | 1971-12-14 | 1975-10-15 | Rolls Royce | Gas turbine engine blade |
US4177010A (en) * | 1977-01-04 | 1979-12-04 | Rolls-Royce Limited | Cooled rotor blade for a gas turbine engine |
US4224011A (en) * | 1977-10-08 | 1980-09-23 | Rolls-Royce Limited | Cooled rotor blade for a gas turbine engine |
US4180373A (en) * | 1977-12-28 | 1979-12-25 | United Technologies Corporation | Turbine blade |
US4278400A (en) * | 1978-09-05 | 1981-07-14 | United Technologies Corporation | Coolable rotor blade |
EP0034961A1 (de) * | 1980-02-19 | 1981-09-02 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." | Gekühlte Gasturbinenschaufeln |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3518314A1 (de) * | 1984-05-24 | 1985-11-28 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Turbinenschaufel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0370084B2 (de) | 1991-11-06 |
JPS58126402A (ja) | 1983-07-27 |
US4515526A (en) | 1985-05-07 |
GB2112868A (en) | 1983-07-27 |
FR2519068B1 (fr) | 1988-04-29 |
DE3248163C2 (de) | 1991-12-19 |
GB2112868B (en) | 1984-09-19 |
FR2519068A1 (fr) | 1983-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3248163A1 (de) | Kuehlbare schaufel | |
DE3248162C2 (de) | Kühlbare Schaufel | |
DE3248161C2 (de) | ||
DE69714960T3 (de) | Wirbelelementkonstruktion für Kühlkanäle eines Gasturbinenrotorschaufelblattes | |
DE602004000633T2 (de) | Turbinenschaufel | |
DE69723663T2 (de) | Wirbelelementkonstruktion für kühlkanäle einer Gasturbinenschaufel | |
DE60220875T2 (de) | Gekühlte Rotorschaufel für industrielle Gasturbinen | |
DE69320203T2 (de) | Struktur für eine gekühlte schaufel | |
EP0899425B1 (de) | Turbinenschaufel einer Gasturbine | |
DE69414209T2 (de) | Kühlung der Vorderkante einer Schaufel | |
DE69833538T2 (de) | Kühlungskonfiguration für eine Strömungsmaschinenschaufel | |
DE102009003327B4 (de) | Turbinenlaufschaufel-Spitzendeckband | |
DE69828938T2 (de) | Gerippte Turbinenschaufelspitze | |
DE60224339T2 (de) | Kühleinsatz mit tangentialer Ausströmung | |
DE602004012209T2 (de) | Kühlkonfiguration für eine Turbinenschaufel | |
DE60028529T2 (de) | Keramische Turbinenschaufeln mit gekühlter Abströmkante | |
DE60031077T2 (de) | Turbinenschaufel mit unterschiedlich geneigten Filmkühlungsöffnungen | |
DE60017541T2 (de) | Schaufelblatt für eine axiale Turbomaschine | |
DE60015233T2 (de) | Turbinenschaufel mit interner Kühlung | |
DE2358521C2 (de) | Gasturbinenschaufel mit gewelltem Austrittskantenbereich | |
DE3345263C2 (de) | Gekühlte Turbinenschaufel | |
DE602004010965T2 (de) | Hohle Rotorschaufel eines Gasturbinentriebwerks | |
DE69500735T2 (de) | Gasturbinenschaufel | |
EP1614859B1 (de) | Filmgekühlte Turbinenschaufel | |
DE2555049A1 (de) | Gekuehlte turbinenschaufel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |