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Keramische Eintrittskanten bei Gasturbinenleitschaufeln mit Notlaufeigenschaften

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017452D
Original Publication Date: 2001-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 37K

Publishing Venue

Siemens

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Peter Tiemann: AUTHOR

Abstract

Bei intensiv gekühlten Gasturbinen-Leitschaufeln besteht im Eintrittskantenbereich das Problem, dass eine Anhebung der Turbineneintrittstemperatur nur durch eine entsprechende Steigerung der Kühlluftmenge im Nasenbereich der Leitschaufeln realisiert werden kann. Ein wesentlicher Teil der durch die Temperaturerhöhung bedingten Verbesserung des Wirkungsgrades wird dadurch wieder aufgehoben.

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Energie

Keramische Eintrittskanten bei Gasturbinenleitschaufeln mitNotlaufeigenschaften

Idee: Peter Tiemann, Erlangen

Bei intensiv gekühlten Gasturbinen-Leitschaufeln besteht im Eintrittskantenbereich das Problem,dass eine Anhebung der Turbineneintrittstemperatur nur durch eine entsprechende Steigerung derKühlluftmenge im Nasenbereich der Leitschaufeln realisiert werden kann. Ein wesentlicher Teilder durch die Temperaturerhöhung bedingten Verbesserung des Wirkungsgrades wird dadurchwieder aufgehoben.

Gasturbinen-Leitschaufeln werden aus nickel- oder kobaldbasierten Hochtemperatur-legierungenhergestellt. Unter Beibehaltung der gegebenen Kühlmaßnahmen kann die Temperatur nur durchVerwendung hochtemperaturfester Keramikbauteile gesteigert werden. Keramik hat den Nachteilder Sprödheit, die bei nicht auszuschließendem Fremdkörpereinschlag zum vollständigen Zerlegeneinzelnen Turbinenschaufeln mit weitreichenden Folgen für die ganze Turbine führen kann.

Es wird daher vorgeschlagen, nur die Eintrittskante (1) als freistehendes keramisches Bauteilvorzusehen, das innen hohl und von einem metallischen Rohr (2) als Kühleinrichtung mitBohrungen zur Filmkühlung (3) für den Leitschaufelkörper (4) durchzogen ist. Rohr und Keramiksind eng aneinander angepasst und jeweils einseitig fest eingespannt, so dass es beiGegeneinanderbewegungen zu keinem Verklemmen kommen kann. Durch die auf Grund derFormgebung optimierte Kühlluftführung und den Einsatz der Keramik kann...