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Kuehlung durch Verwendung luftdurchstroemter poroeser Werkstoffe

IP.com Disclosure Number: IPCOM000033157D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 12 (2004-12-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Dec-25
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Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Turbinenschaufeln, Ringsegmente und diverse andere Bauteile bei Gasturbinen sind im Betrieb hohen Temperaturen ausgesetzt. Um ihre Lebensdauer zu erhoehen, muessen diese gekuehlt werden. Bislang werden dafuer verschiedene Massnahmen wie einzelne Kuehlbohrungen oder Showerheads eingesetzt. Die Idee besteht darin, poroese Materialien fuer derartige Bauteile zu verwenden (siehe Abb. 1). Poroese Materialien koennen die Kuehlluft gleichmaessiger ueber die zu kuehlende Oberflaeche verteilen, beispielsweise als Ersatz fuer Showerheads, bei denen die Bohrungen in groesseren Abstaenden verteilt sind. Anstatt oder in Kombination mit Kuehlluftbohrungen oder Turbulatoren sind poroese Bereiche auch fuer die innere Kuehlung effizient. Die grosse Oberflaeche im Verhaeltnis zum Kuehlluftvolumen beguenstigt die Waermeleitung und den Kuehlungseffekt.

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S

Kuehlung durch Verwendung luftdurchstroemter poroeser Werkstoffe

Idee: Dr. Andreas Kayser, DE-Muelheim

Turbinenschaufeln, Ringsegmente und diverse andere Bauteile bei Gasturbinen sind im Betrieb hohen Temperaturen ausgesetzt. Um ihre Lebensdauer zu erhoehen, muessen diese gekuehlt werden. Bislang werden dafuer verschiedene Massnahmen wie einzelne Kuehlbohrungen oder Showerheads eingesetzt.

Die Idee besteht darin, poroese Materialien fuer derartige Bauteile zu verwenden (siehe Abb. 1). Poroese Materialien koennen die Kuehlluft gleichmaessiger ueber die zu kuehlende Oberflaeche verteilen, beispielsweise als Ersatz fuer Showerheads, bei denen die Bohrungen in groesseren Abstaenden verteilt sind. Anstatt oder in Kombination mit Kuehlluftbohrungen oder Turbulatoren sind poroese Bereiche auch fuer die innere Kuehlung effizient. Die grosse Oberflaeche im Verhaeltnis zum Kuehlluftvolumen beguenstigt die Waermeleitung und den Kuehlungseffekt.

Mit dieser Methode kann neben einer effizienteren und homogeneren Kuehlung auch Sekundaerluft eingespart werden. Zudem werden Spannungskonzentrationen durch bislang verwendete Bohrungen (Kerben) vermieden. Insgesamt kann auf diese Weise die Lebensdauer von Bauteilen verbessert werden, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

Abb. 1

© SIEMENS AG 2004 file: 2003J15572.doc page: 1

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