WO2018007274A1 - Turbinenschaufel mit kühlmittelkanal und auslassöffnung - Google Patents

Turbinenschaufel mit kühlmittelkanal und auslassöffnung Download PDF

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Fathi Ahmad
Nihal Kurt
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/186—Film cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/305—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the pressure side of a rotor blade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/306—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the suction side of a rotor blade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Definitions

  • Turbine blade having coolant channel and the outlet
  • the invention relates to a turbine blade with a blade root and a blade body, in which extends starting from an entry point at least one radial coolant ⁇ channel up to an end point of the cooling channel.
  • An often used in gas turbines cooling medium is air. Part of the compressed air is taken in the compressor and fed to the gas turbine blades, bypassing the combustion chamber.
  • the cooling air is supplied to the turbine blade in one or more cooling channels extending from the blade root in the blade body to an end point of the cooling channel, to which an opening in a surface of the airfoil is arranged, through which the entire guided in the coolant passage cooling air this point is omitted for cooling the turbine blade.
  • a uniform cooling of the turbine blade is possible with such a design only when a large number of cooling channels are driven through the blade body, which then could possibly affect the strength of the turbine blade in large numbers.
  • a turbine blade according to the invention with a sight ⁇ felfuß and a blade has in the blade interior at least one non-cooled cavity, whereby, starting from an element located at the blade root entry point we ⁇ iquess a radial coolant passage in a blade body of the turbine blade up to an end point of the cooling ⁇ center channel extends, wherein the respective coolant channel is formed as a drilled blind hole and at least two outlet channels are provided, which connect the coolant channel for conducting coolant to a respective outlet opening on an outer wall of the airfoil.
  • both a front side and on egg ⁇ ner back side of the airfoil is arranged in each case at least one outlet which is connected by means of an outlet channel to the coolant channel. This allows bilateral cooling of the airfoil, starting from a single coolant channel.
  • the airfoil arranged a plurality of outlet openings, which are each connected by means of an outlet channel with thedemit ⁇ telkanal.
  • the outlet channels are formed with a significantly klei ⁇ lower cross-sectional diameter than the coolant channel, in particular with a diameter ratio of 1: 5, 1:10 or higher.
  • the outlet channel / outlet channels are formed as through-holes. A drilled execution of the coolant channel and / or the off ⁇ let channels allows an easy and cheap production of the turbine blade and in particular its cooling system.
  • the coolant channel can, however, also by means of electrical discharge machining (EDM, in German:
  • spark erosive machining This may allow a greater depth of the coolant channel at ⁇ play, in larger turbine blades.
  • a plurality of coolant channels are arranged in the blade body, in particular two, three, five, ten or a larger plurality.
  • each of these has coolant channels we ⁇ tendonss an outlet port, particularly preferably Wenig ⁇ least two or more outlet channels on.
  • the end points of at least two of these coolant channels are arranged at different radial positions of the turbine blade, in particular with respect to a radial axis of the turbine blade.
  • the coolant channels each have an outlet region, in which a A plurality of outlet channels, in particular all outlet channels, emanating from the coolant channel.
  • the outlet region is preferably limited to a specific radial section of the turbine blade ⁇ .
  • This embodiment allows for a certain order of certain radial sections of the turbine blade to certain coolant channels.
  • a proportion of cooling air for a particular radial section of the turbine blade can be controlled.
  • the outlet regions of at least two of these coolant channels are arranged at different radial positions of the turbine blade in order to allow the most uniform possible cooling (based on the conditions of use).
  • Figure 1 in a partially sectioned oblique view a
  • Turbine blade according to an embodiment of the invention.
  • Figure 2 in a partially sectioned oblique view of a section of a turbine blade according to ei ⁇ ner further embodiment of the invention.
  • the airfoil 4 for weight reduction comprises three cavities 5, which have no connection to a coolant source and thus are not flowed through by the coolant. Thus, these cavities are not used for blade cooling and are thus uncooled.
  • a bucket body 6 of the turbine blade 1 extend next to it and starting from in each case one entry point 8.1, 8.2 and 8.3, three coolant channels 10.
  • the firstdemit ⁇ telkanal 10.1 is arranged in the front edge of the airfoil.
  • the remaining two coolant channels 10.2 and 10.3 are arranged in those ribs 7, which form between the uncooled cavities and connect the side walls of the airfoil together.
  • the coolant channels 10. 1, 10. 2 and 10. 3 run in an at least substantially radial direction as far as an end point 12 of the respective coolant channel 10.
  • the coolant channels 10.1 and 10.2 extend from a - information on any one transverse direction of the blade root 2 central entry point - the way up to their end points 12.
  • the coolant ⁇ channel 10.3 is located laterally away from the center of the blade root 2, and therefore follows the shape of the airfoil 4 in the radially inner region of the airfoil 4 at this axial position.
  • each of the cooling channels 10 a plurality of outlet channels 16 and 18 are arranged, wherein the outlet channels 16 respectively open at an outlet opening 20 in the outer wall 22 of the turbine blade, and thus connect the cooling channel 10 with these outlet openings 20.
  • the outlet channels 16 open onto a front side 24 of the airfoil 4, the outlet channels 18 open into not shown ⁇ outlet openings on the back of the turbine rotor blade first
  • thedeschka ⁇ channels 8 have different cross-sectional diameters xi, X2 and X3, which allow the provision of different cooling air flows.
  • cooling air is introduced into the coolant channels 10, which then distributed in the outlet 14 in the individual outlet channels 16 and 18 and exits at the outlet openings 20 ⁇ .
  • the cooling air can selectively the environment the off ⁇ let cool openings by the relatively cold
  • Cooling air cools the relatively hot outer wall 24 of the turbine ⁇ bucket.
  • FIG. 2 shows a turbine blade 1, in which by means of two exemplary coolant channels 10. 1 and 10. 2 it is illustrated how different regions with respect to the radial axis R of the turbine blade 1 can be supplied with cooling air through different coolant channels.
  • the coolant channel 10.1 extending from its entry point 8.1 ⁇ back up to its end point 12.1 (at the radial posi tion of the end point ⁇ 12.1 is the representation of the shovel blade 4 cut).
  • the cooling channel 10.2 is slightly offset from thedemit ⁇ telkanal 10.1 arranged in the flow ⁇ direction of the working fluid.
  • the coolant channel 10.2 is shorter, so that the distance between the end point 12.2 and the entry point 8.2 is smaller than the distance between the end point 12.1 and the entry point 8.1.
  • Both cooling channels have an off ⁇ passband 14, wherein the outlet 14.1 of the first Cooling channel 10.1 is disposed at a radial position which is farther outward than the radial position of the outlet portion 14.2 of the second coolant channel 10.2.
  • the outlet openings 20.1, at which by the connection with the cooling channel 10.1 by means of the outlet channels 16.1 cooling air can flow in the direction of arrow, arranged radially further outward than the outlet openings 20.2 of the second cooling channel 10.2.
  • the cooling mechanism according to this embodiment is due to the possibility of both the coolant channels 10 and the ⁇ lasskanäle 16 and 18 straight form - and thus as Boh ⁇ ments to produce - manufacturing technology relatively simple and thus inexpensive to manufacture.

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

Abstract

Turbinenlaufschaufel mit Kühlmittelkanal und Auslassöffnung Die Erfindung betrifft eine Turbinenlaufschaufel (1) mit einem Schaufelfuß (2) und einem Schaufelblatt (4), wobei sichausgehend von einem Eintrittspunkt (8), insbesondere an dem Schaufelfuß – wenigstens ein radialer Kühlmittelkanal (6) in einem Schaufelkörper der Turbinenlaufschaufel bis hin zu einem Endpunkt (12) des Kühlmittelkanals erstreckt, wobei an dem Schaufelblatt wenigstens zwei Auslasskanäle (16, 18) angeordnet sind, die den Kühlmittelkanal zur Leitung von Kühlmittel mit einer Auslassöffnung (20) an einer Außenwand (22) des Schaufelblatts verbinden.

Description

Beschreibung
Turbinenlaufschaufel mit Kühlmittelkanal und Auslassöffnung Die Erfindung betrifft eine Turbinenlaufschaufel mit einem Schaufelfuß und einem Schaufelblatt, bei der sich ausgehend von einem Eintrittspunkt wenigstens ein radialer Kühlmittel¬ kanal bis hin zu einem Endpunkt des Kühlkanals erstreckt. Die Leistungserwartungen an Gasturbinen sind in den letzten Jahren immer weiter angestiegen. Die Erwartungen werden bedient, indem man die entscheidenden Faktoren beim Betrieb von Gasturbinen, nämlich die Anströmtemperatur und den Anströmdruck des Arbeitsfluids immer weiter steigert. Dies ist nur mit Hilfe immer weiter optimierter Technologien zur Kühlung der einzelnen Turbinenschaufeln einer Gasturbine möglich.
Ein häufig in Gasturbinen eingesetztes Kühlmedium ist Luft. Ein Teil der verdichteten Luft wird im Verdichter entnommen und unter Umgehung der Brennkammer den Gasturbinenschaufeln zugeführt .
Bei bekannten Turbinenschaufeln wird die Kühlluft der Turbinenschaufel in einem oder mehreren Kühlkanälen zugeführt, die vom Schaufelfuß weg im Schaufelkörper bis zu einem Endpunkt des Kühlkanals verlaufen, an welchem eine Öffnung in einer Oberfläche des Schaufelblattes angeordnet ist, durch die die gesamte im Kühlmittelkanal geführte Kühlluft an dieser Stelle zur Kühlung der Turbinenschaufel ausgelassen wird.
Eine gleichmäßige Kühlung der Turbinenschaufel ist mit einer derartigen Gestaltung nur dann möglich, wenn sehr viele Kühlkanäle durch den Schaufelkörper getrieben werden, die dann in der großen Anzahl gegebenenfalls die Festigkeit der Turbinen- schaufei beeinträchtigen könnten.
Daneben ist es bekannt, große Turbinenlaufschaufeln, so wie sie in hinteren Stufen von Gasturbinen angeordnet werden, mit ungekühlten Hohlräumen auszustatten, um die während des Betriebs von ihnen ausgehende Fliehkraftbelastung vergleichs¬ weise gering zu halten. Dennoch kann aufgrund gesteigerter Anforderungen an die abgegebene Leistung der Gasturbine und/oder an die Lebensdauer der Lauschaufeln eine lokale Kühlung erforderlich sein.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach herstellbare Turbinenlaufschaufel bereitzustellen, die mit einer verhält- nismäßig geringen Anzahl an Kühlmittelkanälen eine lokal hinreichende Kühlung der Turbinenschaufel ermöglicht.
Eine erfindungsgemäße Turbinenlaufschaufel mit einem Schau¬ felfuß und einem Schaufelblatt weist im Schaufelblattinneren zumindest ein ungekühlter Hohlraum auf, wobei sich ausgehend von einem an dem Schaufelfuß angeordneten Eintrittspunkt we¬ nigstens ein radialer Kühlmittelkanal in einem Schaufelkörper der Turbinenlaufschaufel bis hin zu einem Endpunkt des Kühl¬ mittelkanals erstreckt, wobei der betreffende Kühlmittelkanal als gebohrtes Sackloch ausgebildet ist und wenigstens zwei Auslasskanäle vorgesehen sind, die den Kühlmittelkanal zur Leitung von Kühlmittel zu je einer Auslassöffnung an einer Außenwand des Schaufelblatts verbinden. Dadurch wird es möglich, mit einem zentralen Kühlmittelkanal der Turbinenlaufschaufel an mehreren Stellen des Schaufel¬ blattes Kühlluft auszulassen und damit das Schaufelblatt gleichmäßiger zu kühlen. Vorzugsweise ist sowohl an einer Vorderseite als auch an ei¬ ner Rückseite des Schaufelblattes jeweils wenigstens eine Auslassöffnung angeordnet, die mittels eines Auslasskanals mit dem Kühlmittelkanal verbunden ist. Dies ermöglicht eine beidseitige Kühlung des Schaufelblattes, ausgehend aus einem einzigen Kühlmittelkanal.
Um eine noch gleichmäßigere Kühlung der Turbinenlaufschaufel zu ermöglichen, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung an dem Schaufelblatt eine Mehrzahl von Auslassöffnungen angeordnet, die jeweils mittels eines Auslasskanals mit dem Kühlmit¬ telkanal verbunden sind. Vorzugsweise sind die Auslasskanäle mit einem deutlich klei¬ neren Querschnittsdurchmesser ausgebildet als der Kühlmittelkanal, insbesondere mit einem Durchmesserverhältnis von 1:5, 1:10 oder höher . Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der Auslasskanal/die Auslasskanäle sind als Durchgangsbohrungen ausgebildet. Eine gebohrte Ausführung des Kühlmittelkanals und/oder der Aus¬ lasskanäle ermöglicht eine einfache und günstige Fertigung der Turbinenlaufschaufel und insbesondere ihres Kühlsystems.
Insbesondere der Kühlmittelkanal kann jedoch auch mittels electrical discharge machining (EDM, zu Deutsch:
funkenerosives Bearbeiten) gefertigt werden. Dies kann bei¬ spielsweise bei größeren Turbinenlaufschaufeln eine größere Tiefe des Kühlmittelkanals ermöglichen.
Um eine höhere Kühlleistung realisieren zu können, ist in einer bevorzugten Ausführung in dem Schaufelkörper eine Mehrzahl von Kühlmittelkanälen angeordnet, insbesondere zwei, drei, fünf, zehn oder eine größere Vielzahl.
Vorzugsweise weist dabei jeder dieser Kühlmittelkanäle we¬ nigstens einen Auslasskanal, insbesondere bevorzugt wenigs¬ tens zwei oder mehrere Auslasskanäle, auf. Um eine bessere Verteilung der Kühlleistung entlang der Turbinenlaufschaufel zu gewährleisten, sind gemäß einer bevorzugten Ausführung die Endpunkte von wenigstens zweien dieser Kühlmittelkanäle an unterschiedlichen Radialpositionen der Turbinenlaufschaufel, insbesondere bezüglich einer Radialachse der Turbinenlauf- schaufei, angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weisen die Kühlmittelkanäle jeweils einen Auslassbereich auf, in welchem eine Mehrzahl von Auslasskanälen, insbesondere alle Auslasskanäle, von dem Kühlmittelkanal ausgehen. Der Auslassbereich ist vorzugsweise auf einen bestimmten Radialabschnitt der Turbinen¬ laufschaufel begrenzt. Diese Ausführung ermöglicht eine Zu- Ordnung von bestimmten Radialabschnitten der Turbinenlaufschaufel zu bestimmten Kühlmittelkanälen. Darüber kann wiederum ein Kühlluftanteil für einen bestimmten Radialabschnitt der Turbinenlaufschaufel gesteuert werden. Vorzugsweise sind die Auslassbereiche von wenigstens zweien dieser Kühlmittelkanäle an unterschiedlichen Radialpositionen der Turbinenlaufschaufel angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Kühlung (bezogen auf die Einsatzbedingungen) zu ermöglichen .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei zeigt:
Figur 1: in einer teilweise geschnittenen Schrägansicht eine
Turbinenlaufschaufel nach einer Ausführung der Er- findung; und
Figur 2: in einer teilweise geschnittenen Schrägansicht einen Ausschnitt einer Turbinenlaufschaufel nach ei¬ ner weiteren Ausführung der Erfindung.
In Figur 1 ist eine Turbinenlaufschaufel 1 mit einem Schau¬ felfuß 2 und einem Schaufelblatt 4 dargestellt. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Schaufelblatt 4 zur Gewichtsreduzierung drei Hohlräume 5, die keine Verbindung zu einer Kühlmittelquelle besitzen und somit nicht vom Kühlmittel durchströmt sind. Damit dienen diese Hohlräume nicht zur Schaufelblattkühlung und sind somit ungekühlt. In einem Schaufelkörper 6 der Turbinenlaufschaufel 1 erstrecken sich daneben und ausgehend von jeweils einem Eintrittspunkt 8.1, 8.2 und 8.3 drei Kühlmittelkanäle 10. Der erste Kühlmit¬ telkanal 10.1 ist in der Vorderkante des Schaufelblatts ange- ordnet. Die restlichen beiden Kühlmittelkanäle 10.2 und 10.3 sind in denjenigen Rippen 7 angeordnet, die sich zwischen den ungekühlten Hohlräumen ausbilden und die Seitenwände des Schaufelblatts miteinander verbinden. Die Kühlmittelkanäle 10.1, 10.2 und 10.3 verlaufen dabei in einer zumindest im Wesentlichen radialen Richtung hin bis zu einem Endpunkt 12 des jeweiligen Kühlmittelkanals 10.
Die Kühlmittelkanäle 10.1 und 10.2 verlaufen von einem - be- züglich einer Querrichtung des Schaufelfußes 2 zentralen Eintrittspunkt - weg bis zu ihren Endpunkten 12. Der Kühlmittel¬ kanal 10.3 ist seitlich von der Mitte des Schaufelfußes 2 weg angeordnet, und folgt damit der Form des Schaufelblatts 4 im radial inneren Bereich des Schaufelblatts 4 an dieser Axial- position.
In einem Auslassbereich 14 jedes der Kühlkanäle 10 ist eine Mehrzahl von Auslasskanälen 16 und 18 angeordnet, wobei die Auslasskanäle 16 jeweils an einer Auslassöffnung 20 in der Außenwand 22 der Turbinenlaufschaufel münden, und damit den Kühlkanal 10 mit diesen Auslassöffnungen 20 verbinden. Die Auslasskanäle 16 münden derart auf eine Vorderseite 24 des Schaufelblattes 4, die Auslasskanäle 18 münden in nicht dar¬ gestellte Auslassöffnungen auf der Rückseite der Turbinen- laufschaufei 1.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Kühlmittelka¬ näle 8 unterschiedliche Querschnittsdurchmesser xi , X2 und X3 auf, die die Bereitstellung unterschiedlicher Kühlluftströme ermöglichen.
Zur Kühlung der Turbinenlaufschaufel 1, die im Betrieb an ih¬ rem Schaufelfuß im Turbinenrotor befestigt ist und (in der Darstellung) im Wesentlichen von links nach rechts durch ein heißes und druckbeaufschlagtes Arbeitsmedium angeströmt wird, wird Kühlluft in die Kühlmittelkanäle 10 eingeleitet, das dann in den Auslassbereichen 14 in die einzelnen Auslasskanä- le 16 und 18 verteilt und an den Auslassöffnungen 20 aus¬ tritt. Hier kann die Kühlluft punktuell die Umgebung der Aus¬ lassöffnungen kühlen, indem die verhältnismäßig kalte
Kühlluft die verhältnismäßig heiße Außenwand 24 der Turbinen¬ laufschaufel kühlt.
Bei einer geeigneten Anordnung einer ausreichenden Menge von Auslassöffnungen 20 auf der Außenwand des Schaufelblatts 4 kann auch eine Filmkühlung realisiert werden, bei welcher die aus den Auslassöffnungen 20 ausströmende Luft einen "Film" auf der Vorderseite 22 und/oder der Rückseite des Schaufel¬ blatts 4 ausbildet und damit einen direkten Kontakt zwischen der Außenwand 24 und dem vorbeiströmenden, heißen Arbeits- fluid verhindert oder zumindest minimiert. In Fig. 2 ist eine Turbinenlaufschaufel 1 dargestellt, bei welcher mittels zwei exemplarisch eingezeichneten Kühlmittelkanälen 10.1 und 10.2 dargestellt wird, wie unterschiedliche Bereiche bezüglich der Radialachse R der Turbinenlaufschaufel 1 durch unterschiedliche Kühlmittelkanäle mit Kühlluft ver- sorgt werden können.
Der Kühlmittelkanal 10.1 erstreckt sich von seinem Eintritts¬ punkt 8.1 hin bis zu seinem Endpunkt 12.1 (an der Radialposi¬ tion des Endpunkts 12.1 ist die Darstellung des Schaufel- blatts 4 geschnitten) . Der Kühlkanal 10.2 ist in Strömungs¬ richtung des Arbeitsfluids S leicht versetzt zu dem Kühlmit¬ telkanal 10.1 angeordnet.
Der Kühlmittelkanal 10.2 ist kürzer ausgebildet, so dass der Abstand zwischen dem Endpunkt 12.2 und dem Eintrittspunkt 8.2 kleiner ist als der Abstand zwischen dem Endpunkt 12.1 und dem Eintrittspunkt 8.1. Beide Kühlkanäle weisen einen Aus¬ lassbereich 14 auf, wobei der Auslassbereich 14.1 des ersten Kühlkanals 10.1 an einer Radialposition angeordnet ist, die weiter außen ist als die Radialposition des Auslassbereichs 14.2 des zweiten Kühlmittelkanals 10.2. Damit sind die Auslassöffnungen 20.1, an denen durch die Verbindung mit dem Kühlkanal 10.1 mittels der Auslasskanäle 16.1 Kühlluft in Pfeilrichtung ausströmen kann, radial weiter außen angeordnet als die Auslassöffnungen 20.2 des zweiten Kühlkanals 10.2.
Wenn man davon ausgeht, dass der Abstand in S-Richtung zwischen den Kühlkanälen 10.1 und 10.2 nur aufgrund der besseren Darstellung überzeichnet ist, wird ersichtlich, dass mit ei¬ ner derartigen Anordnung ein verhältnismäßig großer Anteil der Vorderseite des Schaufelblatts 4 mit einer Filmkühlung überzogen werden kann, wenn der Abstand zwischen den einzelnen Auslassöffnungen 20 klein genug gewählt ist.
Der Kühlmechanismus gemäß dieser Ausführung ist aufgrund der Möglichkeit, sowohl die Kühlmittelkanäle 10 als auch die Aus¬ lasskanäle 16 und 18 gerade auszubilden - und damit als Boh¬ rungen zu fertigen - fertigungstechnisch verhältnismäßig einfach und damit günstig herzustellen.

Claims

Turbinenlaufschaufel (1) mit einem Schaufelfuß (2) und einem Schaufelblatt (4),
wobei im Schaufelblattinneren zumindest ein ungekühlter Hohlraum (5) vorhanden ist und wobei sich ausgehend von einem an dem Schaufelfuß angeordneten Eintrittspunkt (8) wenigstens ein radialer Kühlmittelkanal (6) in einem Schaufelkörper der Turbinenlaufschaufel bis hin zu einem Endpunkt (12) des Kühlmittelkanals (10) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass
der betreffende Kühlmittelkanal als gebohrtes Sackloch ausgebildet ist und wenigstens zwei Auslasskanäle (16, 18) vorgesehen sind, die den Kühlmittelkanal zur Leitung von Kühlmittel zu je einer Auslassöffnung (20) an einer Außenwand (22) des Schaufelblatts verbinden.
Turbinenlaufschaufel gemäß Anspruch 1,
wobei an einer Vorderseite (24) und an einer Rückseite (25) des Schaufelblattes jeweils wenigstens eine mittels eines Auslasskanals mit dem Kühlmittelkanal verbundene Auslassöffnung angeordnet ist.
Turbinenlaufschaufel gemäß einem der vorherigen Ansprü¬ che, wobei an dem Schaufelblatt eine Mehrzahl von mittels eines Auslasskanals mit dem Kühlmittelkanal verbundenen Auslassöffnungen angeordnet ist.
Turbinenlaufschaufel gemäß einem der vorherigen Ansprü¬ che, wobei der/die Auslasskanal/-kanäle als Durchgangs¬ bohrungen ausgebildet sind.
Turbinenlaufschaufel gemäß einem der vorherigen Ansprü¬ che, wobei in dem Schaufelkörper eine Mehrzahl von Kühlmittelkanälen angeordnet ist.
Turbinenlaufschaufel gemäß Anspruch 5,
wobei jeder der Kühlmittelkanäle wenigstens zwei Auslass- kanäle aufweist.
7. Turbinenlaufschaufel gemäß einem der vorherigen Ansprüche 5 oder 6,
wobei die Endpunkte von wenigstens zweien dieser Kühlmit¬ telkanäle an unterschiedlichen Radialpositionen (R) der Turbinenlaufschaufel angeordnet sind.
8. Turbinenlaufschaufel gemäß einem der vorherigen Ansprüche 5 bis 7,
wobei die Kühlmittelkanäle jeweils einen Auslassbereich (14) aufweisen, in welchem eine Mehrzahl von Auslasskanälen von dem Kühlmittelkanal ausgehen.
9. Turbinenlaufschaufel gemäß einem der vorherigen Ansprüche 5 bis 8,
wobei die Auslassbereiche von wenigstens zweien dieser Kühlmittelkanäle an unterschiedlichen Radialpositionen der Turbinenlaufschaufel angeordnet sind.
PCT/EP2017/066414 2016-07-06 2017-07-03 Turbinenschaufel mit kühlmittelkanal und auslassöffnung WO2018007274A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598522A1 (de) * 2004-05-21 2005-11-23 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbinen-Komponente und Verfahren zum Kühlen einer Dampfturbine sowie Verwendung
DE102005044182A1 (de) * 2004-09-15 2006-03-16 General Electric Co. Kühlsystem für die Hinterkanten von Turbinenschaufelblättern
EP2284364A2 (de) * 2009-08-13 2011-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Erosionsschutzvorrichtung für Dampfturbinenstufen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2349187A (en) * 1941-03-08 1944-05-16 Westinghouse Electric & Mfg Co Vibration dampener

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598522A1 (de) * 2004-05-21 2005-11-23 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbinen-Komponente und Verfahren zum Kühlen einer Dampfturbine sowie Verwendung
DE102005044182A1 (de) * 2004-09-15 2006-03-16 General Electric Co. Kühlsystem für die Hinterkanten von Turbinenschaufelblättern
EP2284364A2 (de) * 2009-08-13 2011-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Erosionsschutzvorrichtung für Dampfturbinenstufen

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