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Passives Element zur temperaturabhaengigen Durchflusssteuerung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000021416D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 2 (2004-02-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Feb-25
Document File: 2 page(s) / 77K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Tragstruktur von Gasturbinen-Brennkammern ist mit Kuehlluftbohrungen versehen, durch die die Kuehlluft zur Kuehlung der Isolation stroemt. Innerhalb der Brennkammer entstehen grosse Temperaturunterschiede, die sowohl ueber grosse Bereiche als auch lokal auftreten. Ist die lokale Temperatur hoeher als erwartet, so werden die Kuehlluftbohrungen derzeit nachtraeglich erweitert. Eine Idee besteht nun in der Verwendung von passiven Elementen zur temperaturgesteuerten Durchflusssteuerung. Passives Element meint in diesem Zusammenhang, dass es keiner Steuerung von aussen bedarf, sondern dass es auf aeussere Einfluesse gemaess physikalischer Gesetzmaessigkeiten reagiert. Beispielsweise kann es bei einer Temperaturerhoehung aufgrund der Waermeausdehnung den Stroemungsquerschnitt erweitern und so die Kuehlung in diesem Bereich verbessern. Damit sinkt die Umgebungstemperatur und der Stroemungsquerschnitt verringert sich wieder. Die vorgestellte Idee kann wie folgt ausgefuehrt sein: Die als passives Element verwendeten Materialien muessen einen hohen Waermeausdehnungskoeffizienten besitzen. Ebenso ist die Verwendung eines Bi-Metalls denkbar. Herzstueck des Elements ist ein aufgerollter Blechstreifen, der sich bei einer Temperaturerhoehung ausdehnt und somit entrollt, so dass die Stroemungsquerschnittsflaeche vergroessert wird. Dieser ist in einem Gehaeuse untergebracht und an zwei Punkten mit dem Gehaeuse verbunden. Das Gehaeuse besitzt an einer Seite einen Schaft mit einem Gewinde, mit dem das ganze Element in eine Kuehlluftbohrung eingeschraubt werden kann.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J06446.doc page: 1

Passives Element zur temperaturabhaengigen Durchflusssteuerung

Idee: Dr. Heinrich Spruenken, DE-Muelheim

Die Tragstruktur von Gasturbinen-Brennkammern ist mit Kuehlluftbohrungen versehen, durch die die Kuehlluft zur Kuehlung der Isolation stroemt. Innerhalb der Brennkammer entstehen grosse Temperaturunterschiede, die sowohl ueber grosse Bereiche als auch lokal auftreten. Ist die lokale Temperatur hoeher als erwartet, so werden die Kuehlluftbohrungen derzeit nachtraeglich erweitert.

Eine Idee besteht nun in der Verwendung von passiven Elementen zur temperaturgesteuerten Durchflusssteuerung. Passives Element meint in diesem Zusammenhang, dass es keiner Steuerung von aussen bedarf, sondern dass es auf aeussere Einfluesse gemaess physikalischer Gesetzmaessigkeiten reagiert. Beispielsweise kann es bei einer Temperaturerhoehung aufgrund der Waermeausdehnung den Stroemungsquerschnitt erweitern und so die Kuehlung in diesem Bereich verbessern. Damit sinkt die Umgebungstemperatur und der Stroemungsquerschnitt verringert sich wieder.

Die vorgestellte Idee kann wie folgt ausgefuehrt sein: Die als passives Element verwendeten Materialien muessen einen hohen Waermeausdehnungskoeffizienten besitzen. Ebenso ist die Verwendung eines Bi-Metalls denkbar. Herzstueck des Elements ist ein aufgerollter Blechstreifen, der sich bei einer Temperaturerhoehung ausdehnt und somit entrollt, so dass die Stroemungsquerschnittsflaeche vergroesser...