Gekühlte Tarbomaschine. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine gekühlte Turbomaschine, insbesondere für Arbeitsmittel hoher Temperaturen, bei dereinzelne Teile, wie Schaufeln, Trommeln, Scheiben usw., durcli Kühlmittel vor zu hoher Temperatur geschützt sind.- Dieses Kühlinit- tel kann ausser zu unmittelbaren Kühl zwecken weiterhin ausgenützt werden, indem gemäss vorliegender Erfindung mindestens ein Teil des Kühlmittels zugleich als Sperr mittel gegen das, heisse Arbeitsmittel dient.
Durch das Verhindern des Bestreichens der betreffenden Konstruktionsteile mit dem Ar beitsmittel kann die Kühlwirkung bedeutend er höllt werden, und in vielen Fällen 'können' gleichzeitig auch Undiellt'heitsverluste des Arbeitsmittels verhindert werden.
Besonders bei der Überdruckmaschine kann das aus den Sehaufelköpfen austre tende oder, falls ein Deckband vorhanden ist, durch dasselbe hindurchströmende Kählmit- tel noch als Sperrmittel dienen, um ein Umströmen der Schaufelköpfe bezw. der Deckbandobeiseite- durch das Arbeitsmittel wenigstens -zum Teil zu -verhindern. Beim Vorhandensein eines Deckbandes können da- dürdli Spaltverluste vermieden werden.
Das aus der Sperrkammer austretende Kiffilmit-, tel kann sich am Laufschaufeleintritt und am Laufschaufelaustritt mit dem Arbeitsmittel mischen.' Eine. zweite Möglichk-Ht, Külilluft als Sperrluft zu verwenden, besteht in der Lauf- scheibenkühlung. Um ein Bestreichen der Läufscheiben und Trennböden mit dem Ar beitsmittel zu vermeiden und dieselben gleichzeitig<B>zu</B> kühlen, kann ein Kühlmittel zwischen Trennboden und Laufscheibe ein geführt werden.
Strömt dae Kühlmittel,'von innen nach aussen durch einen umlaufenden Hohlkörper, <B>,so</B> wirkt derselbe als Verdichter. Je nach der Küllimitteimenge und<B>je</B> nach dem Ort ihres Austrittes können beträchtliche Verdichter leistungen erforderlich seein.DiesenLeistung s- aufwand könnte man beispielsweise so kom- pen-sieren, dass das Kühlmittel mit einem um diesen Verdielltungsdruck niedrigeren Druck zugeführt wird.
Will man dagegen das Kühlmittel mit dem gleichen oder mit etwas höherein Druch. als dem Arbeitsmitteldruck zuführen, so kann man dafür sorgen, dass die vom Kühlmittel aufgenommene Leistung -nach Möglichkeit verwertet -wird.
Dies, kann dadurch erreicht werden, dass die Kühlmittäloustrittsöffnun- gen in Schaufel oder Deckband so ange- braclit werden, dass eine gegen die Umfangs- geschwindigkeitsrichtung gerichtete Kompo nente der Relativgeschwindigkeitentsteht.
A-usführungsbeispiele einer Turbomaschine nacli- der- Erfkdung sind in der beiliegenden'- Zeichnung schematisch dargestellt. Das Bei spiel Fig. <B>1</B> zeigt einen Längsschnitt durch eine Turbine. Das Sperr- und Kühlmittel tritt durch eine Leitung<B>1</B> in die Turbine ein und strömt durch eine Verteilkammer 2.
Ein Teil der Scheibensperrluft entweicht -durch eine, Stopfbüchse<B>3</B> in einen Raum 4 zwischen der mit dem Rotor ein Stück bil- denden Deckselieibe <B>9</B> und der Trennwand ,tind mi,
g#ht#sich <B>.</B> Ein weiterer bei Teil 11 mit des dem Külilmittels Arbeitsmittel. <B>-</B> ge- langt aus der Verteilkamme-r 2 durch Uff- nungen <B>6</B> in Räume<B>5,
</B> die durch die Deck- pc'heibe <B>9</B> und die Laufseheibe <B>8_</B> gebildet <U>sind,</U> um den Laufseltaufeln 12 zugeführt zu werden. Durch Öffnungen -7 gelangt<U>ein</U> wei terer Teil des Kühlmittels in einen Raum<B>10</B> zwischen Decksdheibe. <B>9</B> und' Trenn boden. Nacb. Durchströmen der Laufschaufeln 12 und des Deckbandes<B>13</B> tritt das Kühlmittel durch Schlitze 14 in eine Sperrkammer<B>15</B> ein.
Ein Beispiel, bei welchem die Austritts schlitze in einer Ebene senkrecht zur Tur binenachse liegen,<B>Z-</B> eigt im Schnitt durch eine Laufschaufel und Deckband Fig. 2.
Fig. 4- zeigt in einem zylindrischen Schnitt nach Linie A-Ä der Fig. <B>3</B> ein Bei spiel, bei dem die Austrittsschlitze, auf einem Zylindermantel so angeordnet sind, dass die Vektoren -von Umfangsgeschwindigkeil und Relativgeschwindigkeit in einer Ebene par-- allel zur Turbinenübse liegen. Fig. <B>3</B> stellt einen Schnitt durch das Deckband 20 dar.
Die Kühlluft gelangt nach dem Durchströ men der Laufschaufel durch Öffnungen<B>18</B> in Aussparungen<B>19</B> des Deckbandes 20 ein, um durch AustrittsscUlitze 21 in die Sperr kammer<B>15</B> zu strömen.
Der sich zwis#Iien den beiden Laufseliei- ben befindlidlie, Trennboden erhält I#solier- kammern <B>16,</B> welche durch Zwischenlagen<B>17</B> <B>vom</B> Gasraum abgeschirmt werden.
Cooled tarbo machine. The subject matter of the present invention is a cooled turbo machine, especially for working fluids with high temperatures, in which individual parts such as blades, drums, disks etc. are protected from excessively high temperatures by coolant. This coolant can continue to be used for direct cooling purposes by, according to the present invention, at least part of the coolant also serves as a blocking medium against the hot working medium.
By preventing the relevant structural parts from being smeared with the working medium, the cooling effect can be significantly reduced, and in many cases 'can' at the same time also prevent leakage from the working medium.
Particularly in the case of the overpressure machine, the coolant flowing out of the blade heads or, if a shroud is present, through the same flowing through coolant can also serve as a blocking means to prevent flow around the blade heads or. the cover band aside- at least partly -prevented by the work equipment. With the presence of a cover band, gap losses can be avoided.
The Kiffilmittel-, tel emerging from the barrier chamber can mix at the blade inlet and at the blade outlet with the working fluid. A. The second possibility to use cooling air as sealing air is the cooling of the rotor. In order to avoid coating the running disks and partitions with the working medium and at the same time <B> to </B> cool them down, a coolant can be introduced between the partition plate and running disk.
If the coolant flows from the inside to the outside through a circumferential hollow body, <B>, </B> it acts as a compressor. Depending on the amount of refrigerant and <B> depending </B> on the location of its outlet, considerable compressor capacities may be required. This output could be compensated, for example, by supplying the coolant at a pressure lower by this compression pressure becomes.
If, on the other hand, you want the coolant with the same or slightly higher pressure. than the working medium pressure, it can be ensured that the power absorbed by the coolant is used - if possible.
This can be achieved by bracing the coolant outlet openings in the blade or shroud in such a way that a component of the relative speed that is directed against the circumferential speed direction is created.
Exemplary embodiments of a turbo machine according to the invention are shown schematically in the accompanying drawing. The example of Fig. 1 shows a longitudinal section through a turbine. The barrier and coolant enters the turbine through a line 1 and flows through a distribution chamber 2.
Part of the disk sealing air escapes through a stuffing box <B> 3 </B> into a space 4 between the cover plate <B> 9 </B>, which forms one piece with the rotor, and the partition, tind mi,
G # ht # himself <B>. </B> Another part 11 with the coolant work equipment. <B> - </B> comes from the distribution chamber 2 through openings <B> 6 </B> in rooms <B> 5,
</B> which are formed <U> by the cover disk <B> 9 </B> and the running disk <B> 8_ </B>, </U> to be fed to the rotor blades 12. A further part of the coolant passes through openings -7 into a space <B> 10 </B> between the deck pane. <B> 9 </B> and 'dividing shelf. Nacb. When flowing through the rotor blades 12 and the shroud <B> 13 </B>, the coolant enters a barrier chamber <B> 15 </B> through slots 14.
An example in which the outlet slots lie in a plane perpendicular to the turbine axis, <B> Z- </B> inclines in section through a rotor blade and shroud, FIG. 2.
Fig. 4- shows in a cylindrical section along the line A-A of Fig. <B> 3 </B> an example in which the outlet slots are arranged on a cylinder jacket so that the vectors of the circumferential speed and relative speed in one level parallel to the turbine nozzle. FIG. 3 shows a section through the shroud 20.
After flowing through the rotor blade, the cooling air enters through openings <B> 18 </B> in recesses <B> 19 </B> of the shroud 20 in order to enter the locking chamber <B> 15 </B> through exit strands 21 to stream.
The separating floor located between the two loose ends contains insulating chambers <B> 16 </B> which are shielded from the gas space by intermediate layers <B> 17 </B> <B> .