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DE2320581C2 - Gasturbine mit luftgekühlten Turbinenlaufschaufeln - Google Patents

Gasturbine mit luftgekühlten Turbinenlaufschaufeln

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Publication number
DE2320581C2
DE2320581C2 DE2320581A DE2320581A DE2320581C2 DE 2320581 C2 DE2320581 C2 DE 2320581C2 DE 2320581 A DE2320581 A DE 2320581A DE 2320581 A DE2320581 A DE 2320581A DE 2320581 C2 DE2320581 C2 DE 2320581C2
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DE
Germany
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cavity
blade
cooling air
air
turbine
Prior art date
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DE2320581A
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English (en)
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DE2320581A1 (de
Inventor
Thomas Alvin Cincinnati Ohio Auxier
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2320581A1 publication Critical patent/DE2320581A1/de
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Publication of DE2320581C2 publication Critical patent/DE2320581C2/de
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187Convection cooling
    • F01D5/188Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
    • F01D5/189Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall the insert having a tubular cross-section, e.g. airfoil shape
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbine mit luftgekühlten Turbinenlaufschaufeln gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Gasturbine ist bekannt (US-PS 36 28 885). Dabei sind die luftdurchströmten Hohlräume sowie deren Austrittsöffnungen vorgesehen, um für hinreichende Kühlung der Turbinenschaufeln zu sorgen, die bei Hochleistungsturbinen erheblichen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Bei der bekannten Turbine sorgt die aus dem dritten Hohlraum durch dessen Austrittsöffnungen austretende Kühlluft zusammen mit dem an der Turbinenschaufel vorbeiströmenden Arbeitsmittel fur die Entstehung eines Luftfilms auf beiden Seiten der Oberfläche des Schaufelabschnitts, wobei dieser Luftfilm einerseits Wärme von der Oberfläche aufnimmt und dadurch zur Kühlung des Schaufelabschnitts beiträgt und andererseits eine gewisse Wärmesperre zwischen dem Schaufelabschnitt und dem Arbeitsmittel darstellt. Bei der bekannten Turbine ist der zwischen dem ersten Hohlraum und dem dritten Hohlraum angeordnete zweite Hohlraum als Serpentinenkammer bzw. Serpentinenkanal ausgebildet, der aus mehreren aufeinanderfolgenden Kammerabschnitten besteht, die jeweils am äußeren bzw. inneren Schaufelende ineinander übergehen. Der zweite Lufteinlaß mündet in den zweiten Hohlraum, und zwar in dessen dem ersten Hohlraum nächsten Kammerabschnitt Die durch die Serpentinerilcammer geströmte Kühlluft tritt aus dieser durch Öffnungen am Schaufelkopf aus, damit der Arbeitsmittelleckage an den radial äußeren Enden der Turbinenschaufeln vorbei vorgebeugt ist. Der erste
Hohlraum und der zweite Hohlraum sind bei der bekannten Turbine durch eine Wand getrennt in der zahlreiche Öffnungen ausgebildet sind, so daß aus dem dem ersten Hohlraum nächsten Kammerabschnitt des zweiten Hohlraums Kühlluft in den ersten Hohlraum eintreten kann. Diese Kühlluft durchströmt den ersten Hohlraum im wesentlichen in Axialrichtung der Turbine, wobei sie die innere Oberfläche des ersten Hohlraumes kühlt, und strömt schließlich durch die Austrittsöffnungen des ersten Hohlraumes an der Hinterkante aus.
Bei modernen Turbomaschinen kann nun der Gesamtwirkungsgrad dadurch beeinträchtigt werden, daß die Turbinenschaufeln zu ihrer Kühlung eine verhältnismäßig große Kühlluftmenge benötigen, da die Arbeit, die erforderlich ist, um die Kühlluft zur Verfügung zu stellen, die von der Turbomaschine gelieferte Leistung entsprechend vermindert. Demzufolge ist eine solche Ausbildung der Turbinenschaufeln wünschenswert, bei der minimale Mengen an Kühlluft erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Turbine derart auszubilden, daß das Kühlungspotential der zugeführten Kühlluft möglichst weitgehend ausgenutzt wird, damit der Gesamtwirkungsgrad der Turbomaschine, zu der die Turbine gehört, durch die Notwendigkeit, die Turbinenschaufeln zu kühlen, möglichst wenig beeinträchtigt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.
Bei der erfindungr.gemäßen Turbine tritt die gesamte für den ersten und den zweiten Hohlraum vorgesehene Kühlluftmenge in den unmittelbar an der Hinterkante angeordneten ersten Hohlraum an dessen radial innerem Ende ein und durchströmt zunächst diesen Hohlraum in Richtung radial nach außen. Dadurch wird der durch hohe Temperaturen und mechanische Belastungen sehr stark beanspruchte Bereich am radial inneren Ende der Hinterkante mit Kühlluft in großer Menge und mit noch verhältnismäßig niedriger Temperatur versorgt. Erst aus dem ersten Hohlraum gelangt die Kühlluft in den zweiten Hohlraum, für den das verbliebene Kühlpotential der Kühlluft jedoch noch ausreicht, zumal im zweiten Hohlraum der Einsatz vorgesehen ist, der für intensive Nutzung der Kühlluft zur Kühlung der inneren Oberfläche des zweiten Hohlraums sorgt.
Aus der US-PS 29 20 865 ist allerdings bekannt, für drei Turbinenschaufel-Hohlräume einen ersten Lufteinlaß in den dritten und einen zweiten Lufteinlaß in den ersten Hohlraum münden zu lassen und den zweiten
Hohlraum unter anderem aus dem ersten Hohlraum mit Kühlluft zu speisen, indem als Strömungsverbindung zwischen dem ersten und zweiten Hohlraum ein Kanal nahe dem äußeren Schaufelende gebildet ist, wobei dort ein Verschlußteil die drei Turbinenschaufel-Hohlräume nach außen verschließt Diese Anordnung der drei Turbinenschaufel-Hohlräume ist der Ausbildung der zweiten Kammer der gattungsgemäßen Gasturbine gemäß der US-PS 36 28 885 als Serpentinenkammer bzw. Serpentinenkanal vergleichbar. Nicht vorgesehen bei der Gasturbine gemäß der US-PS 29 20 865 ist ein durch mehrere Austrittsöffnungen in der Hinterkante nach außen offener Hohlraum unmittelbar an der Hinterkante. Gerade um die Kühlluftführung im Falle des Vorhandenseins eines solchen Hohlraums geht es aber bei der Erfindung. Ferner nicht vorgesehen bei dieser bekannten Gasturbine sind vom zweiten Hohlraum zur seitlichen Oberfläche führende Austrittsöffnungen sowie ein Einsatz in diesem Hohlraum.
Von einem mittleren Hohlraum ausgehende Austrittsöffnungen, die in der äußeren seitlichen Oberfläche münden, sind allerdings an sich bekannt (Flight international, 13. Juli 1967, Seite 77).
Das noch in der aus dem zweiten Hohlraum, austretenden Kühlluft enthaltene restliche Kühlpotentiai wird schließlich dadurch ausgenutzt, daß diese Kühlluft zur Filmbildung auf der äußeren Oberfläche herangezogen wird. Die durch die erfindungsgemäße Ausbildung bewirkte Kühlluftführung im ersten und zweiten Hohlraum führt dazu, daß mit gleicher Kühlluftmerge eine bessere Kühlwirkung als bei der gattungsgemäßen Turbine bzw. mit geringerer Kühlluftmenge die gleiche Kühlwirkung wie bei der gattungsgemäßen Turbine erreicht wird. Die erfindungsgemäße Turbine ermöglicht somit einen hohen Gesamtwirkungsgrad.
Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine Schnittansicht eines üblichen Strahltriebwerkes, wobei die wesentlichen Teile dieses Strahltriebwerkes dargestellt sind,
F i g. 2 eine Teilschnittansicht des in F i g. 1 dargestellten Strahltriebwerkes, wobei dessen Turbine im Detail gezeigt ist,
Fig.3 einen Schnitt genommen längs der Linie 3-3 der F i g. 2,
Fig.4 ei;;e Schnittansicht der ei'ündungsgemäßen Turbinenschaufeln und
F i g. 5 eine schematische Darstellung des Strömi'ngsweges der Kühlluft in der in F i g. 2 dargestellten Turbinenschaufel.
Das in F i g. 1 dargestellte Strahltriebwerk weist die für ein dera/tiges Triebwerk typischen Grundbauteile auf. Ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse umgibt einen Kompressor 10, Brennkammern Il und eine Turbine 12, die alle um eine drehbare Welle 13 herum angeordnet sind. Wie bekannt, tritt atmosphärische Luft in das Triebwerk von links ein und wird verdichtet und erhitzt und nach rechts ausgestoßen, um einen nutzbaren Schub zu erzeugen. Insbesondere wird Luft, die von links eintritt, vom Kompressor 10 in Zusammenarbeit mit der Form des vorderen Endes der Welle 13 verdichtet und wird zum Teil in die Brennkammern 11 geführt. Wärmeenergie wird der Luft innerhalb der Brennkammern zugeführt und zwar durch die Verbrennung eines entsprechenden Brennstoffs, der diesen Brennkammern ebenfalls zugeführt wird. Ein Arbeitsmittel, welches aus einer Kombination von Ljft und verbranntem Brennstoff besteht, tritt am rechten Ende der Brennkammern aus und trifft auf eine Anzahl von Turbinenschaufeln 14 auf, die von einer Anzahl von benachbarten Scheiben getragen werden und die Turbine 12 bilden. Die Beaufschlagung der Turbinenschaufeln 14 durch das Arbeitsmittel bewirkt, daß die Turbine gedreht wird. Diese Drehung wird auf die Welle 13 übertragen. Durch die Drehung der Welle 13 wird eine Antriebskraft zum Betrieb des Kompressors 10 am vorderen Ende des Triebwerks übertragen.
Die Turbinenschaufeln 14 müssen außerordentlich fest und wärmebeständig sein, um den Kräften und der Wärme zu widerstehen, die von dem auftreffenden Arbeitsmittel ausgehen. Das Kühlsystem, durch das die
Schaufeln 14 gegen eine Überhitzung geschützt werden, ist in den Fig.2 bis 5 dargestellt und arbeitet unter Benutzung eines Teils der Luft, die vom Kompressor 10 verdichtet wird, die jedoch nicht den Brennkammern 11 zugeführt wird.
Fig.2 zeigt eine typische Turbinenschaufel 14 und deren Zusammenwirkung mit der WpVi; 13, und es sind ferner Teile des noch zu beschreibenacn Kühlmittelsystems gezeigt. Die Schaufel 14 weist einen Schaufeiabschnitt 16 in Form eines Tragflächenprofils auf. Weiterhin ist eine Platte 18 vorgesehen, von der der Schaufelfuß ausgeht der mit der Scheibe 19 zusammenwirkt, von der die Schaufeln getragen werden. Der Schaufelabschnitt 16 weist eine äußere Oberfläche 17 auf und eine Anzahl von inneren Hohlräumen, die noch näher beschrieben werden sollen. Am Schaufelkopf (das Schaufelende, das der Platte 18 gegenüberliegt) ist ein Verschlußteil 20 vorgesehen, das die inneren Hohlräume der Schaufel von der Umgebungsatmosphäre abtrennt. Dieses Verschlußteil kann integral mit dem Schaufeiabschnitt 16 ausgebildet sein oder als getrenntes Bauteil an diesem befestigt sein.
Der Schaufelabschnitt 16 weist ferner eine Vorderkante 26 und eine Hinterkante 28 auf.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsfonn ermöglicht eine Öffnung 22 in der Welle 13 den Durchgang von Kühlluft, die von einem Kühlluftexpander 24 korn·nt, der mit einer nicht dargestellten Kammer zusammenarbeitet, um Kühlluft der Schaufel zuzuführen. Schnittansichten der Schaufeln 14 sind in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Der Strömungsweg ist schernatisch in Fig. 5 dargestellt.
Die F i g. 3 und 4 zeigen, daß die dargestellte Ausführungsform der Turbinenschaufel einen ersten, zweiten und dritten Hohlraum 30, 32 und 34 aufweist, die der Reihe nach nebeneinander zwischen der Hinterkante 28 und der Vorderkante 26 des Schaufelabschnitts 16 angeordnet sind. Die Hohlräume werden innerhalb des Mantels durch innere Manteloberflächen 31, 33 und 35 begrenzt. Die drei Hohlräume haben eine Form und eine Große, die dadurch bestimmt sind, daß sie eine optimale Kühlmittelwirkung und eine optimale mechanische Schaufelfestigkeit ergeben. Der Hohlraum 30 ist neben der Hinterkante 28 der Schaufel angeordnet, während der Hohlraum 32 im Abstand von der Hinterkante 28 angeordnet ist. Der Hohlraum 34 ist neben der Vorderkante der Schaufel ausgebildet.
Einsätze 36 und 38 sind innerhalb der Hohlräume 32 und 34 angeordnet und weisen eine Anzahl von Öffnungen 37 und 39 auf, die dazu dienen, die Kühlluft in Strahlen aufzuteilen, die auf die inneren Oberflächen eines jeden Hohlraums aulireffen. Die innere Oberfläche 31 des Hohlraumes 30 weist eine Anzahl von Vorsprüngen 31a auf. die so angeordnet sind, daß sie bei Erzeugung
eines minimalen Druckabfalls die Turbulenz der Strömung verstärken. Wie bekannt, haben die auftreffenden Strahlen in den Hohlräumen 32 und 34 und die turbulente Strömung im Hohlraum 30 bessere Kühlwirkungen als die Ströme, die innerhalb der Hohlräume auftreten wurden, wenn diese die beschriebenen Einrichtungen nicht hätten.
Die Schaufel 14 weist zwei Lufteinlasse 40 und 42 zum Eintritt der Kühlluft aus der Öffnung 22 (F i g. 2) auf. Es sei bemerkt, daß die beiden Einlasse 40 und 42 für die Hohlräume 30 und 34 vorgesehen sind. Einrichtungen zur Leitung der Kühlluft in den Hohlraum 32 umfassen einen Kanal 44 zwischen den Hohlräumen 32 und 30, der dicht neben dem Kopf der Schaufel 14 und vom Einlaß 40 entfernt angeordnet ist. Die beiden Hohlräume 30 und 32 und der Kanal 44 bilden eine serpentinenförmige Strömungsbahn für die Kühlluft, die in den Einlaß 40 eintritt.
Die vorgesehene Anordnung von Auslassen für die Kühlluft sorgt zusammen mit dem im vorstehenden beschriebenen Schaufelaufbau dafür, daß die Ausnutzung des Kühlmittels optimal wird. Ein geringer Teil der Kühlluft, die durch den Lufteinlaß 40 eingeführt wird, wird durch eine Anzahl von Austrittsöffnungen 46 abgegeben, die an der Hinterkante 28 des Schaufelabschnitts 16 vorgesehen sind. Ein Teil der Luft, der in den Hohlraum 34 durch den Lufteinlaß 42 eintritt, wird durch drei Gruppen von Austrittsöffnungen 48, 50 und 52 abgegeben, die so angeordnet und ausgebildet sind, daß das austretende Kühlmittel in Form eines Filmes oder einer dünnen Schicht über verschiedene Abschnitte der äußeren Oberfläche des Schaufelabschnitts 16 strömt.
Es wurde gefunden, daß die Film- oder Schichtkühlung nützlich ist, um die Kühlluft stärker auszunutzen, deren Kühlpotential nicht durch die Berührung mit den inneren Oberflächen des Schaufelabschnitts erschöpft wurde. Wenn die Luft innerhalb des Hohlraums 34.
42 durch die Öffnungen 39 im
Einsatz 38 ausgeströmt und gegen die Oberfläche 35 geströmt ist. eine Temperatur hat. die geringer ist als die, die im Arbeitsmittel in der Nähe der äußeren Oberflächen des Schaufelabschnitts 16 vorhanden ist. kann die Führung dieser Luft aus dem Hohlraum 34 hinaus in Form eines Filmes über diese äußeren Oberflächen hinweg dazu dienen, diese Oberflächen zu kühlen und so die Kühlmitteiströmung weiter auszunutzen.
Es ist eine Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten Austrittsöffnungen 54 vorgesehen, durch die hindurch die Kühlluft auf die äußere Oberfläche des Schaufelabschnitts 16 stromab der Öffnungen 54 geleitet werden kann. Die Öffnungen 54 sind im wesentlichen entlang einer radialen Linie zwischen den Enden des Schaufelabschnitts 16 angeordnet und sind so ausgebildet, daß sie zur Ausbildung eines Kühlmittelfilmes auf der äußeren Schaufeloberfläche geeignet sind. Der so ausgebildete Füm dient als Sperrschicht, um die Schaufel gegen das direkte Aufschlagen des heißen Arbeitsmitteis zu schützen.
Der Film dient ferner dazu, Wärme der Schaufeloberfläche durch eine Konvektionsströmung zu entnehmen. Diese zusätzliche Ausnutzung der Kühlungsleistung der Kühlluft ermöglicht es, daß die Turbinenschaufel im gleichen Ausmaß wie bisher gekühlt wird, jedoch mit dem Unterschied, daß weniger Kühlluft erforderlich ist Hierdurch werden gute Auswirkungen auf den Gesamtwirkür; gsgrad der Turbinenanlage erzielt
Die Arbeitsweise der beschriebenen Turbine soll nun unter Bezugnahme auf die Buchstaben, die in den F i g. 3 und 4 enthalten sind, und unter Bezugnahme auf die schematischc Darstellung in F i g. 5 erläutert werden. Kühlluft aus der Kühlluftkammer gelangt durch den Kanal 22, der in F i g. 2 gezeigt ist, zur Platte 18 der Sehau-IeI 14 und wird zu den Einlassen 40 und 42 geführt, die in F i g. 4 gezeigt sind. Der Teil der Strömung, der in den Einlaß 42 eintritt, gelangt vom Punkt Λ unterhalb des Hohlraumes 34 zum Punkt ß innerhalb des Hohlraumes 34 und ferner in Kontakt mit dem Einsatz 38. Die Luft
to wird durch die Öffnungen 39 hindurchgeführt und gelangt in den Raum, der durch den Punkt Cgekennzeichnet ist. Dieser Raum Cwird durch den Einsat/ 38 und die innere Oberfläche 35 des Schaufelmantcls begrenzt. Das Auftreffen dieser Luft auf die Oberfläche 35 dient dazu.
diese Oberfläche zu kühlen, ehe die Luft durch die Austrittsöffnungen 48,50 und 52 an den Punkten D, ZTund N abgegeben wird. Das Arbeitsmittel, das an den Punkten D und E vorbeiströmt, trifft auf das austretende Kühlmittel auf, und durch die zwischen diesen beiden Strömungen auftretenden viskosen Kräfte werden Filme auf den stromab gelegenen Seiten eines jeden Punktes erzeugt, und diese Filme dienen dazu, die äußeren Oberflächen des Schaufelabschnitts 16 zu kühlen, bis die Filme von den Oberflächen durch Turbulenz abgelöst werden.
Ein zweiter Teil der Kühlluft, der in die Schaufel (durch den Lufteinlaß 40) eintritt, strömt vom Punkt F unterhalb des Schaufelabschnitts zum Punkt G, der am Verschlussteil 20 liegt. Ein geringer Teil dieser Strö-
JO mur.g, die in die Schaufel an der Hinterkante mit ihrer tiefsten Temperatur eintritt, wird aus dem Hohlraum 30 durch die öffnungen 46 in der Hinterkante ausgestoßen. Der Hauptteil des Kühlmittels gelangt vom Punkt C durch den Kanal 44 zum Punkt H innerhalb des Hohlraums 32. Diese Strömung verläuft dann bis zum Punkt / innerhalb des Hohlraums 32 und weiter bis zum Punkt J. Innerhalb des Hohlraums 30 strömt das Kühlmittel als turbulente Strömung zur Kühlung der Oberfläche 3i. Wenn das Kühlmittel in den Hohlraum 32 eintritt, so wird das Kühlmittel durch die Öffnungen 37 des Einsatzes in den Raum geführt, der durch K gekennzeichnet ist. und dieses Kühlmittel trifft auf die Oberfläche 33 auf. um diese zu kühlen. Die Temperatur des Kühlmittels, das bis zu dieser Stelle gelangt ist, hat sich durch den Kontakt mit den Oberflächen 31 und 33 der Wand des Schaufelabschnitts erhöht. Dennoch verbleibt das Kühlmittel auf einer Temperatur, die unterhalb der äußeren Oberflächentemperatur des Schaufelabschnitts liegt. Das Kühlmittel enthält noch nutzbare Kühlleistung. Es sind die Austrittsöffnungen 54 vorgesehen, durch die das Kühlmittel anschließend zum Punkt L außerha!1 des Schaufelabschnitts geführt wird. Die viskosen Kräfte des vorbeiströmenden Arbeitsmittels wirken auf das austretende Kühlmittel ein, um einen Kühlfilm stromab der Austrittsöffnungen 54 zu erzeugen, und zwar auf der äußeren Oberfläche des Schaufelabschnitts in der Nähe der Hinterkante 28. Dieser Film bildet eine Sperrschicht zwischen der äußeren Schaufeloberfläche und dem Arbeitsmittel. Dieser Film kühlt ebenfalls die Schaufeloberfläche durch Wärmekonvektion. Demzufolge dient der Film zur weiteren Kühlung der Schaufel dadurch, daß der Wärmeübergang auf das Kühlmittel erhöht wird, nachdem dieses Kühlmittel aus der Schaufel ausgetreten ist.
Auf diese Weise wird die Ausnutzung der Kühlleistung einer gegebenen Menge Kühlluft erhöht, und zwar dadurch, daß der Kontakt des Teiles der Kühlluft, der in den Hohlraum an der Hinterkante eingeführt
ZV Döl
wird, mit den verschiedenen Turbinenschaufeloberflächen maximal gemacht wird. Wenn das Kühlmittel, welches durch den Einlaß 40 eintritt, in das vorbeigehende Arbeitsmittel entweder vom Kopf oder vom Fuß der Schaufel abgegeben würde, so würde es keinen Film auf ~, der äußeren Oberfläche der Schaufel erzeugen. Die verbleibende Kühlleistung dieses Kühlmittels ginge verloren. Ourch die beschriebene Ausbildung der Turbincnschaufeln kann die Menge von Kühlmittel, die dem ersten und dem zweiten Hohlraum zugeführt werden in muß, vermindert werden und dadurch v-ird der Wirkungsgrad des Triebwerkes erhöht.
Beim dargestellten Ausführungsbeispicl wird ein Kühlfilm lediglich über eine Seite der äußeren Oberfläche des Schaufelabschnitts geführt. Es kann aber auch t-j eine Anzahl von Öffnungen vorgesehen sein, die da/u dienen, die andere Seite des Sehaufelabschnitts mil dem zweiten Hohlraum zu verbinden, um Kühlmittel über diese Seite der Oberfläche zu führen.
20
Hierzu I Blatt Zeichnungen
40
50
60
65

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Gasturbine mit luftgekühlten Turbinenlaufschaufeln mit jeweils einem Schaufelfuß und einem profilierten Schaufelabschnitt, der eine Vorderkante, eine Hinterkante, eine äußere seitliche Oberfläche, ein fußseitiges, erstes Schaufelende und ein radial äußeres, zweites Schaufelende aufweist, wobei im Schaufelabschnitt ein erster, zweiter und dritter, luftdurchströmter und in Schaufellängsrichtung verlaufender Hohlraum ausgebildet sind, wobei der erste Hohlraum unmittelbar an der Hinterkante angeordnet ist und durch mehrere Austrittsöffnungen in der Hinterkante nach außen offen ist, wobei der dritte Hohlraum an der Vorderkante angeordnet ist, durch einen Lufteinlaß am ersten Schaufelende mit Kühlluft gespeist wird und mit der äußeren seitlichen Oberfläche durch mehrere Austrittsöffnungen verbunden ist durch die Kühlluft zur Bildung eines OberflächenSlms austritt, wobei der zweite Hohlraum zwischen dem ersten und dem dritten Hohlraum angeordnet ist, in Strömungsverbindung mit dem ersten Hohlraum steht und Austrittsöffnungen aufweist, durch die Kühlluft aus dem Schaufelabschnitt nach außen austritt, und wobei am ersten Schaufelende ein zweiter Lufc-inlaß vorgesehen ist, durch den die Kühlluft für den ersten und zweiten Hohlraum zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Hohlräume (30,32,34) am zweiten Schaufelende mittels eines Verschlußteils (20) nach aui,en verschlossen sind, daß der zweite Lufteinlaß (40) in den ersten hohlraum (30) mündet und der zweite Hohlraum (32) aus dem ersten Hohlraum (30) mit Kühlluft gespeist ■· jrd, wobei die Strömungsverbindung zwischen diesen Hohlräumen durch einen Kanal (44) nahe dem zweiten Schaufelende gebildet ist, daß die Austrittsöffnungen (54) des zweiten Hohlraums (32) mit der äußeren seitlichen Oberfläche (17) verbunden sind, so daß auch die durch diese Austrittsöffnungen (54) austretende Kühlluft einen Oberflächenfilm bildet, und daß in den zweiten Hohlraum (32) ein Einsatz (36) mit einei Anzahl von Öffnungen (37) eingesetzt ist, durch die der dem zweiten Hohlraum (32) zugeführte Kühlluftstrom in auf die innere Oberfläche (33) des Hohlraums gerichtete Strahlen aufgeteilt wird.
2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (54) des zweiten Hohlraums (32) im wesentlichen längs einer radialen Linie zwischen dem ersten und dem zweiten Schaufelende angeordnet sind.
DE2320581A 1972-04-24 1973-04-24 Gasturbine mit luftgekühlten Turbinenlaufschaufeln Expired DE2320581C2 (de)

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