BAUTEILWAND EINES HEISSGASBAUTEILS

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Bauteilwand (10) eines Heißgasbauteils für eine Gasturbine, welche doppelwandig ausgestaltet eine im Betrieb heißere Außenwand (12) und eine im Betrieb kältere Innenwand (14) umfasst und dessen dazwischen angeordneter Innenraum durch sich zwischen der Innenwand und der Außenwand erstreckende Trennwände (16) grundsätzlich unterteilt ist, wobei durch in der Innenwand (14) angeordnete Einlassöffnungen (18) ein Kühlmittel (KM) in den Innenraum einströmbar und durch in der Außenwand (12) angeordnete Auslassöffnungen (20) aus dem Innenraum ausströmbar ist. Um eine Bauteilwand mit einer verlängerten Lebensdauer und geringeren Temperaturgradienten anzugeben, wird vorgeschlagen, welcher als Einlass-Hohlraum (22) lediglich mit zumindest einer der Einlassöffnungen (18) direkt verbunden ist ohne direkt mit Auslassöffnungen (20) verbunden zu sein und dass unmittelbar neben dem zumindest einem Einlass-Hohlraum (22) zumindest ein zweiter Hohlraum vorgesehen ist, welcher als Auslass-Hohlraum (24) lediglich mit zumindest einer der Auslassöffnungen (20) direkt verbunden ist ohne direkt mit Einlassöffnungen (18) verbunden zu sein, und dass die den betreffenden Einlass-Hohlraum und dem dazu benachbarten Auslass-Hohlraum (24) unterteilende Trennwand (16) zumindest eine Durchgangsöffnung (26) zur Durchleitung des Kühlmittels (KM) aus dem betreffenden Einlass-Hohlraum (22) in den Auslass-Hohlraum (24) aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bauteilwand eines Heißgasbauteils für eine Gasturbine, welche doppelwandig ausgestaltet eine im Betrieb heißere Außenwand und eine im Betrieb kältere Innenwand umfasst und dessen dazwischen angeordneter Innenraum durch sich zwischen der Innenwand und der Außenwand erstreckende Trennwände grundsätzlich unterteilt ist, wobei durch in der Innenwand angeordnete Einlassöffnungen ein Kühlmittel in den Innenraum einströmbar und durch in der Außenwand angeordnete Auslassöffnungen aus dem Innenraum ausströmbar ist.

[0002] Eine derartige Bauteilwand kommt beispielsweise gemäß der EP 0 954 680 B1 in einer Turbinenschaufel zum Einsatz. Insbesondere handelt es sich bei der Bauteilwand um die eines Schaufelblatts, welches aerodynamisch gekrümmt zur Umlenkung eines in einer Gasturbine strömenden Heißgases vorgesehen ist. Im Inneren der hohlen Bauteilwand sind sogenannte Wärmeübertragungselemente vorgesehen, mit denen die im Betrieb aufgeheizte Außenwand aufgrund der Durchströmung der hohlen Bauteilwand mit Kühlluft gekühlt werden kann.

[0003] Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine derartige Turbinenschaufel, deren äußere Wand einer signifikant höheren Temperatur ausgesetzt ist als die innere und somit kühlere Wand, sehr hohe Temperaturgradienten zwischen außen und innen aufweisen kann. Diese Temperaturgradienten im Material der Bauteilwand führen zu thermisch bedingten Spannungen, die die Lebensdauer der Turbinenschaufel signifikant reduzieren oder deren maximal zulässige Startzahlen signifikant begrenzen können.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauteilwand eines Heißgasbauteils für eine Gasturbine anzugeben, die eine höhere Standzeit aufweist.

[0005] Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch eine solche Bauteilwand gelöst, die im Innenraum zumindest einen ersten Hohlraum aufweist, welcher als Einlass-Hohlraum lediglich mit zumindest einer der Einlassöffnungen direkt verbunden ist ohne direkt mit Auslassöffnungen verbunden zu sein und das unmittelbar neben dem zumindest einen Einlass-Hohlraum zumindest ein zweiter Hohlraum vorgesehen ist, welcher als Auslass-Hohlraum lediglich mit zumindest einer der Auslassöffnungen direkt verbunden ist ohne direkt mit Einlassöffnungen verbunden zu sein und dass unter Ausbildung eines Strömungspfad die den betreffenden Einlass-Hohlraum von dem dazu benachbarten Auslass-Hohlraum unterteilende Trennwand zumindest eine Durchgangsöffnung zur Durchleitung des Kühlmittels aus dem betreffenden Einlass-Hohlraum in den Auslass-Hohlraum aufweist.

[0006] Mithin wird der Innenraum in zumindest einen Einlass-Hohlraum, vorzugsweise mehrere Einlass-Hohlräume, und in zumindest einen Auslass-Hohlraum, vorzugsweise mehrere Auslass-Hohlräume, unterteilt, denen jeweils bestimmte Öffnungen zugeordnet sind: an den Einlass-Hohlraum grenzen lediglich Einlassöffnungen, aber keine Auslassöffnungen an und an dem Auslass-Hohlraum grenzen lediglich Auslassöffnungen, aber keine Einlassöffnungen an. Mit Hilfe der Trennwände kann eine verbesserte Wärmeleitung von der Außenwand zur Innenwand erfolgen, so dass hierdurch der Temperaturgradient gesenkt werden kann.

[0007] Die Einlassöffnung ist bevorzugt zur Prallkühlung der im Betrieb heißeren Außenwand ausgestaltet, wodurch eine besonders wirksame Reduzierung der Temperatur der Außenwand hervorgerufen wird. Weiter ist vorzugsweise die zumindest eine Durchgangsöffnung aufweisende Trennwand zur Prallbestrahlung der im Betrieb kühleren Innenwand im Bereich des Auslass-Hohlraums mit im Betrieb aufgeheiztem Kühlmittel ausgestaltet.

[0008] Mithin verfolgt die Erfindung den Ansatz, nicht nur die Temperatur der Außenwand weitestmöglich zu reduzieren, um den Temperaturgradienten zwischen Innenwand und Außenwand zu reduzieren. Die Erfindung verfolgt darüber hinaus den Ansatz, die Temperatur der Innenwand zu erhöhen, um auch von der geringeren Materialtemperatur her den Temperaturgradienten der gesamten Bauteilwand zu reduzieren und somit insgesamt die Temperaturen von Innenwand und Außenwand soweit anzunähern, dass lebensdauerverkürzende Spannungen aus thermischen Dehnungen reduziert werden. Mithin wendet sich die Erfindung von dem Gedanken ab, die Aufheizung der Innenwand zu vermeiden.

[0009] In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.

[0010] Der Temperaturgradient zwischen Innenwand und Außenwand kann weiter reduziert werden, wenn an einer den Auslass-Hohlraum begrenzenden Innenfläche der Innenwand Elemente zur Anfachung des Wärmeübergangs vorgesehen sind.

[0011] Selbstverständlich umfasst die Bauteilwand nicht lediglich einen einzigen Einlass-Hohlraum und einen einzigen Auslass-Hohlraum, sondern mehreren Einlass-Hohlräume und mehrere Auslass-Hohlräume sowie mehrere, den Innenraum demgemäß unterteilende Trennwände und auch mehrere Einlassöffnungen und mehrere Auslassöffnungen, derart, dass entlang einer Quererstreckung der Bauteilwand Einlass-Hohlräume und Auslass-Hohlräume stets einander abwechselnd angeordnet sind, wobei zumindest jede zweite den Innenraum demgemäß unterteilende Trennwand jeweils mindestens eine Durchgangsöffnung, vorzugsweise mehrere Durchgangsöffnungen zur Weiterleitung von Kühlmittel aus dem betreffenden Einlass-Hohlraum in den unmittelbar benachbarten Auslass-Hohlraum aufweist. Diese Ausgestaltung dient einer großflächigen Angleichung der Temperaturen von Innenwand und Außenwand unter gleichzeitiger Erreichung einer hinreichend gekühlten Außenwand. Weiter bevorzugt ist der Auslass-Hohlraum durch zwei Trennwände von zwei beidseitig benachbarten Einlass-Hohlräumen begrenzt und in lediglich einem der beiden betreffenden Trennwände Durchgangsöffnungen angeordnet. Hierdurch kann eine Zusammenführung von Kühlmittelströmungen aus zwei einen betreffenden Auslass-Hohlraum flankierenden Einlass-Hohlräumen vermieden werden, sofern zweckdienlich. Somit ergibt sich für jede Paarung von einem Auslass-Hohlraum mit einem Einlass-Hohlraum ein dezidierter Strömungspfad für Kühlmittel.

[0012] Um in einer zweiten Dimension, beispielsweise in einer Längserstreckung der Bauteilwand, eine flächige Kühlung der Außenwand und eine flächige Reduzierung des Temperaturgradienten zwischen Außenwand und Innenwand zu erreichen, ist jeder der Einlass-Hohlräume mit jeweils mehreren Einlassöffnungen und jeder der Auslass-Hohlräume mit jeweils mehreren Auslassöffnungen direkt verbunden und in den betreffenden Trennwänden dazwischen jeweils mehrere Durchgangsöffnungen angeordnet. Vorzugsweise sind entlang dieser Längserstreckung der Bauteilwand die Einlassöffnungen bzw. die Auslassöffnungen versetzt zu den im Strömungspfad liegenden Durchgangsöffnungen angeordnet. Dies ermöglicht einerseits eine Prallbestrahlung der Außenwand mithilfe der Eingangsöffnungen und andererseits eine Prallbestrahlung der Innenwand mithilfe der Durchgangsöffnung sowie eine abschnittsweise konvektive Kühlung der betreffenden Flächen entlang der Längserstreckung der Hohlräume.

[0013] Besonders bevorzugt ist diejenige Ausgestaltung, bei der die alternierend angeordneten Einlass-Hohlräume und Auslass-Hohlräume unter Ausbildung mehrerer Strömungspfade jeweils dreieckig ausgestaltet und zugleich einander überlappend angeordnet sind. Darunter wird verstanden, dass die Einlass-Hohlräume mit einer Ecke ihrer dreieckförmigen Kontur an der Innenwand anliegen, wohingegen ihre dieser Ecke gegenüberliegende Kante Teil der Außenwand ist. Gleichzeitig ist der oder sind die Auslass-Hohlräume umgekehrt orientiert: eine Ecke der dreieckigen Auslass-Hohlräume liegt an der Außenwand an, wohingegen eine dieser Ecke gegenüberliegende Kante des dreieckig ausgestalteten Auslass-Hohlraums dann Teil der Innenwand darstellen. Mit anderen Worten: die Innenwand begrenzt größtenteils die Auslass-Hohlräume und die Außenwand begrenzt größtenteils die Einlass-Hohlräume, so dass die Einlass-Hohlräume eher punktuell an die Innenwand und die Auslass-Hohlräume eher punktuell an die Außenwand angrenzen. Diese Anordnung, insbesondere wenn sie wiederholend vorgesehen ist, besitzt den Vorteil, dass die Außenwand durch die Einlass-Hohlräume großflächig prallgekühlt werden kann. Gleichzeitig kann die Innenwand durch die vorzugsweise Prallbestrahlung der Innenwand aufgrund der in der Trennwand angeordneten Durchgangsöffnungen mit einem bereits aufgrund der Prallkühlung der Außenwand aufgeheiztem Kühlmittel derart temperiert werden, dass sich die Temperatur der Innenwand an die Temperatur der Außenwand annähert. Damit wird die Lebensdauer der Bauteilwand eines Heißgasbauteiles für eine Gasturbine verlängert. Darüber hinaus erhöht diese Geometrie die Steifigkeit der Bauteilwand.

[0014] Besonders bevorzugt weist ein Heißgasbauteil eine dementsprechende Bauteilwand auf. Bei dem Heißgasbauteil kann es sich beispielsweise um eine Turbinenschaufel, ausgestaltet als Leitschaufel oder als Laufschaufel, handeln. Die Bauteilwand kann dabei Teil des Schaufelblatts und oder auch Teil der Plattform sein. Selbstverständlich kann das Heißgasbauteil auch als Ringsegment oder als ein Hitzeschild einer Brennkammer ausgestaltet sein. Weitere Anwendungsfälle sind darüber hinaus denkbar.

[0015] Vorzugsweise ist die Bauteilwand monolithisch. Eine derartige Bauteilwand kann durch additive Fertigungsverfahren, und insbesondere durch selektives Laserschmelzen gefertigt werden. Im Gegensatz zu bisherigen prallgekühlten Bauteilwänden werden Außenwand und Prallkühlwand simultan hergestellt.

[0016] Nachfolgend werden weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

in perspektivischer Darstellung einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Bauteilwand eines Heißgasbauteils für eine Gasturbine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2

einen Querschnitt durch die Bauteilwand gemäß Figur 1,

Fig. 3

in perspektivischer Darstellung den Schnitt durch eine Bauteilwand gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4

in perspektivischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Bauteilwand gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5

einen Querschnitt durch das Schaufelblatt einer Turbinenschaufel als drittes Ausführungsbeispiel einer Bauteilwand, wobei der Schnitt längs durch den Einlass-Hohlraum erfolgt und

Fig. 6

die Turbinenschaufel gemäß Figur 5 als drittes Ausführungsbeispiel einer Bauteilwand, mit einem durch den Auslass-Hohlraum angeordneten Schnitt.

[0017] In allen Figuren sind identisch wirkende Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

[0018] Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Bauteilwand 10. Die Bauteilwand 10 ist Teil eines nicht weiter dargestellten Heißgasbauteils, welches in einer Gasturbine in deren Heißgaspfad oder zu dessen Begrenzung eingesetzt werden kann. Die Bauteilwand 10 ist doppelwandig ausgestaltet und weist eine im Betrieb heißere Außenwand 12 und eine im Betrieb kältere Innenwand 14 auf. Die Begriffe "heißer" und "kälter" beziehen sich jeweils auf die andere Wand: die Außenwand weist im Betrieb eine höhere Temperatur auf als die Innenwand und ist somit heißer, wohingegen im Betrieb die Innenwand eine niedrigere Temperatur aufweist als die Außenwand. Folglich ist die Innenwand die kältere. Zwischen der Außenwand 12 und der Innenwand 14 ist ein Innenraum angeordnet, welcher durch sich zwischen der Innenwand 14 und der Außenwand 12 erstreckende Trennwände 16 grundsätzlich unterteilt ist. Mit grundsätzlich ist gemeint, dass in einigen oder allen Trennwänden jeweils zumindest eine Durchgangsöffnung 26, vorzugweise mehrere Durchgangsöffnungen 26 vorgesehen sind. Darüber hinaus sind in der Innenwand 14 eine Vielzahl von Einlassöffnungen 18 und in der Außenwand 12 eine Vielzahl von Auslassöffnungen 20 vorgesehen. Insgesamt ist die Bauteilwand 10 in Sandwich-Bauweise ausgeführt.

[0019] Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die im Innenraum angeordneten Trennwände 16 schräg angeordnet, so dass sich ein zickzackartiger Verlauf einstellt. Dies führt zu im Querschnitt dreieckförmigen Hohlräumen 22, 24. Die mit den Einlassöffnungen 18 direkt verbundenen Hohlräume 22 werden als Einlass-Hohlräume bezeichnet, wohingegen die direkt mit den Auslassöffnungen 20 verbundenen Hohlräume 24 als Auslass-Hohlräume bezeichnet werden. Die Einlass-Hohlräume 22 stehen direkt nur mit den Einlassöffnungen 18 und den Durchgangsöffnungen 26 in Strömungsverbindung. Ebenso stehen die Auslass-Hohlräume 24 direkt nur mit den Auslassöffnungen 20 und den Durchgangsöffnungen 26 in Verbindung. Der Begriff "direkt" bedeutet unmittelbar aneinander angrenzend.

[0020] Die Form der Einlass-Hohlräume 22 und Auslass-Hohlräume 24 entsprechen der Form eines gleichschenkligen Dreiecks, so dass diese komplementär angeordnet sein können.

[0021] Während des bestimmungsgemäßen Einsatzes des Heißgasbauteils mit der gezeigten Bauteilwand 10 strömt an der nach außen weisenden Fläche 13 der Außenwand 12 ein heißes Arbeitsmedium AM entlang. Gleichzeitig steht währenddessen ein Kühlmittel KM an einer dem Innenraum der Bauteilwand 10 abgewandten Oberfläche 15 der Innenwand 14 an. Im Betrieb strömt das an der Oberfläche 15 anstehende Kühlmittel KM über die Einlassöffnungen 18 unter Ausbildung einzelner Kühlmittelstrahlen in den Einlass-Hohlraum 22. Die Außenwand 12 wird sodann prallgekühlt, was das Temperaturniveau der Außenwand 12 großflächig absenkt und das Kühlmittel KM aufheizt. Anschließend strömt das Kühlmittel KM zu den versetzt angeordneten Durchgangsöffnungen 26 und strömt durch diese in einen der unmittelbar benachbarten Auslass-Hohlräume 24 ein. Unter Ausbildung weiterer Kühlmittelstrahlen trifft es danach auf eine den Auslass-Hohlraum 24 begrenzende Innenfläche 17 der Innenwand 14. Das aufgeheizte Kühlmittel KM wärmt sodann die Innenwand 14, so dass dessen Temperatur ansteigt. Die Temperaturdifferenz zwischen Innenwand 14 und Außenwand 12 wird damit reduziert, so dass thermobedingte Spannungen im Bauteil bzw. in der Bauteilwand 10 reduziert werden. Anschließend strömt das Kühlmittel KM hin zu den Auslasssöffnungen 20 und verlässt die doppelwandige Bauteilwand 10 durch diese.

[0022] Figur 2 zeigt den Schnitt durch das Heißgasbauteil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie II-II. Ergänzend zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind an der die Auslass-Hohlräume 24 begrenzenden Innenflächen 17 der Innenwand 14 Elemente 28 zur Anfachung des Wärmeübergangs vorgesehene. Diese Elemente 28 können beispielsweise in Form von Turbulatoren, rippenförmigen Erhebungen oder auch von Sockeln vorliegen. Die Anwendung dieser Elemente trägt weiter zur Reduzierung des Temperaturgradienten zwischen innen und außen bei.

[0023] Figur 3 zeigt eine zu Figur 1 analoge Darstellung einer Bauteilwand 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Nicht jede der die Einlass-Hohlräume 22 von den Auslass-Hohlräumen 24 unterteilende Trennwände 16 erstreckt sich in schräger Richtung von der Innenwand 14 zur Außenwand 12. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel steht jede zweite Trennwand 16 senkrecht von den Innenwänden 14 und Außenwänden 12 ab, während die restlichen schräg angeordnet sind. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel mit gleichschenkligen Dreiecksformen weisen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Figur 3 die paarweise zusammenfassbaren Einlass-Hohlräume 22 und Auslass-Hohlräume 24 jeweils eine im wesentlichen rechtwinklige Dreiecksgestalt auf, die paarweise zusammengefasst eine Rechteckform ausbilden. Beiden Ausführungsbeispielen ist gemein, dass die Einlassöffnungen 18 bzw. die Auslassöffnungen 20 in einem Eckbereich der Dreiecke angeordnet sind, wohingegen die prallbestrahlten Flächen der Einlass-Hohlräume 22 dann Teile der Außenwand 12 und die die prallbestrahlten Flächen der Auslass-Hohlräume 22 dann Teile der Innenwand 14 sind. Damit lässt sich jeweils eine größtmögliche Fläche zur Prallbestrahlung von Außenwand 12 bzw. Innenwand 14 herbeiführen und so Temperaturgradienten längs der Innenwand 14 bzw. längs der Außenwand 12 weitestgehend vermeiden.

[0024] Figur 4 zeigt die Anordnung von rippenförmigen Turbulatoren 28 an der den Auslass-Hohlraum 24 begrenzenden Innenflächen 17 der Innenwand 14.

[0025] Die Figuren 5 und 6 zeigen einen Teil eines aerodynamisch gekrümmten Schaufelblatts 30 einer Turbinenschaufel 32 in einer perspektivischen Darstellung mit einem Schnitt durch das Schaufelprofil. Dargestellt ist einerseits die Druckseitenwand 34 des Schaufelblatts 30 sowie dessen Vorderkante 36. Das Schaufelblatt 30 umfasst des Weiteren eine Saugseitenwand sowie eine Hinterkante (beides nicht dargestellt).

[0026] Gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel einer doppelwandigen Bauteilwand 10 erstrecken sich die Einlass-Hohlräume 22 und die Auslass-Hohlräume 24 entlang einer nicht dargestellten Profilmittenlinie. Die Druckseitenwand 34 und die Saugseitenwand umschließen einen im Inneren des Schaufelblatts 30 angeordneten Versorgungshohlraum 38, dem über einen nicht dargestellten Schaufelfuß das Kühlmittel KM zugeführt wird. Dieses kann, wie bereits oben stehend beschrieben, über Einlassöffnungen 18 prallkühlend in den Innenraum der Bauteilwand 10 bzw. der Druckseitenwand 34 einströmen. Anschließend strömt das Kühlmittel KM zu den Durchgangsöffnungen 26 und tritt sodann in den Auslass-Hohlraum 24 über, von wo aus es zu den Auslassöffnungen 20 strömt. Durch diese verlässt das Kühlmittel KM die Bauteilwand 10 bzw. die Turbinenschaufel und vermischt sich anschließend mit dem das Schaufelblatt 30 umströmenden Arbeitsmedium AM.

[0027] Von besonderem Vorteil ist, dass mithilfe des additiven Verfahrens des selektiven Laserschmelzens eine vergleichsweise dünne Bauteilwand 10 bereitgestellt werden kann. Wandstärken in einer Größenordnung von 0,5 mm sind denkbar. Zudem können die Wände derart hohl ausgestaltet eine flächige Prallkühlung der Außenwand 12 ermöglichen, ohne dass gleichzeitig die Lebensdauer verkürzende thermo-mechanische Spannungen aufgrund von einem unzulässig hohen Temperaturgradienten auftreten. Es lassen sich somit Wandstärken in einer Größenordnung von etwa 2,5 mm für die erfindungsgemäße Bauteilwand 10 realisieren. Im Unterschied zu konventionell gefertigten prallgekühlten Turbinen-Bauteilen, bei denen eine zumeist durch Gießen hergestellte Außenwand und ein separat gefertigtes Prallkühlblech miteinander gepaart werden, führt die in monolithischer Sandwich-Bauweise ausgeführte Bauteilwand 10 neben einer insgesamt geringeren Metalldurchschnittstemperatur zu einer homogeneren Temperaturverteilung über die komplette Struktur und somit zu geringeren thermischen Spannungen. Darüber hinaus versteift die Sandwich-Geometrie das Bauteil effektiv und reduziert dessen Gewicht.

[0028] Abschließend sei erwähnt, dass die dargestellten Ausführungsbeispiele hinsichtlich ihrer Größe und Dichte an Öffnungen und Hohlräumen lediglich beispielhafter Natur sind.

[0029] Insgesamt betrifft die Erfindung eine Bauteilwand 10 eines Heißgasbauteils für eine Gasturbine, welche doppelwandig ausgestaltet eine im Betrieb heißere Außenwand 12 und eine im Betrieb kältere Innenwand 14 umfasst und dessen dazwischen angeordneter Innenraum durch sich zwischen der Innenwand und der Außenwand erstreckende Trennwände 16 grundsätzlich unterteilt ist, wobei durch in der Innenwand 14 angeordnete Einlassöffnungen 18 ein Kühlmittel KM in den Innenraum einströmbar und durch in der Außenwand 12 angeordnete Auslassöffnungen 20 aus dem Innenraum ausströmbar ist. Um eine Bauteilwand mit einer verlängerten Lebensdauer und geringeren Temperaturgradienten anzugeben, wird vorgeschlagen, welcher als Einlass-Hohlraum 22 lediglich mit zumindest einer der Einlassöffnungen 18 direkt verbunden ist ohne direkt mit Auslassöffnungen 20 verbunden zu sein und dass unmittelbar neben dem zumindest einem Einlass-Hohlraum 22 zumindest ein zweiter Hohlraum vorgesehen ist, welcher als Auslass-Hohlraum 24 lediglich mit zumindest einer der Auslassöffnungen 20 direkt verbunden ist ohne direkt mit Einlassöffnungen 18 verbunden zu sein, und dass die den betreffenden Einlass-Hohlraum und dem dazu benachbarten Auslass-Hohlraum 24 unterteilende Trennwand 16 zumindest eine Durchgangsöffnung 26 zur Durchleitung des Kühlmittels KM aus dem betreffenden Einlass-Hohlraum 22 in den Auslass-Hohlraum 24 aufweist.

Ansprüche

1. Bauteilwand (10) eines Heißgasbauteils für eine Gasturbine,
welche doppelwandig ausgestaltet eine im Betrieb heißere Außenwand (12) und eine im Betrieb kältere Innenwand (14) umfasst und dessen dazwischen angeordneter Innenraum durch sich zwischen der Innenwand und der Außenwand erstreckende Trennwände (16) grundsätzlich unterteilt ist,
wobei durch in der Innenwand (14) angeordnete Einlassöffnungen (18) ein Kühlmittel (KM) in den Innenraum einströmbar und durch in der Außenwand (12) angeordnete Auslassöffnungen (20) aus dem Innenraum ausströmbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Innenraum zumindest ein erster Hohlraum vorgesehen ist, welcher als Einlass-Hohlraum (22) lediglich mit zumindest einer der Einlassöffnungen (18) direkt verbunden ist ohne direkt mit Auslassöffnungen (20) verbunden zu sein und
dass unmittelbar neben dem zumindest einem Einlass-Hohlraum (22) zumindest ein zweiter Hohlraum vorgesehen ist, welcher als Auslass-Hohlraum (24) lediglich mit zumindest einer der Auslassöffnungen (20) direkt verbunden ist ohne direkt mit Einlassöffnungen (18) verbunden zu sein, und
dass die den betreffenden Einlass-Hohlraum von dem dazu benachbarten Auslass-Hohlraum (24) unterteilende Trennwand (16) zumindest eine Durchgangsöffnung (26) zur Durchleitung des Kühlmittels (KM) aus dem betreffenden Einlass-Hohlraum (22) in den Auslass-Hohlraum (24) aufweist.

2. Bauteilwand (10) nach Anspruch 1,
welche mehrere Einlass-Hohlräume (22) und mehrere Auslass-Hohlräume (24) sowie mehrere, den Innenraum demgemäß unterteilende Trennwände (16) als auch mehrere Einlassöffnungen (18) und mehrere Auslassöffnungen (20) umfasst, derart, dass
entlang einer Quererstreckung der Bauteilwand Einlass-Hohlräume (22) und Auslass-Hohlräume (24) einander abwechselnd angeordnet sind und zumindest jede zweite den Innenraum demgemäß unterteilende Trennwand (16) jeweils zumindest eine Durchgangsöffnung (26) zur Weiterleitung von Kühlmittel (KM) aus dem betreffenden Einlass-Hohlraum (22) in den unmittelbar benachbarten Auslass-Hohlraum (24) aufweist.

3. Bauteilwand (10) nach Anspruch 1 oder 2,
bei der der betreffende Einlass-Hohlraum (22) und die ihm zugeordnete zumindest eine Einlassöffnung (18) zur Prallkühlung der im Betrieb heißeren Außenwand (12) ausgestaltet sind.

4. Bauteilwand (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3,
bei der die zumindest eine Durchgangsöffnung (26) aufweisende Trennwand (16) zur Prallbestrahlung der im Betrieb kühleren Innenwand (14) im Bereich des Auslass-Hohlraums (24) mit im Betrieb aufgeheiztem Kühlmittel (KM) ausgestaltet ist.

5. Bauteilwand (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei der an einer den Auslass-Hohlraum (24) begrenzenden Innenfläche der Innenwand (14) Elemente (28) zur Anfachung des Wärmeübergangs vorgesehen sind.

6. Bauteilwand (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei der der Auslass-Hohlraum (24) durch zwei Trennwände (16) von zwei beidseitig benachbarten Einlass-Hohlräumen getrennt ist und dass in lediglich einem der beiden betreffenden Trennwände (16) Durchgangsöffnungen (26) angeordnet sind.

7. Bauteilwand (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei der jeder der Einlass-Hohlräume (22) mit jeweils mehreren Einlassöffnungen (18) und jeder der Auslass-Hohlräume (22) mit jeweils mehreren Auslassöffnungen (20) direkt verbunden ist und bei dem in den betreffenden Trennwände (16) jeweils mehrere Durchgangsöffnungen (26) angeordnet sind.

8. Bauteilwand (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei der die alternierend angeordneten Einlass-Hohlräume (22) und Auslass-Hohlräume (24) unter Ausbildung mehrere Strömungspfade jeweils im Wandschnitt dreieckig ausgestaltet und einander zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.

9. Bauteilwand (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
die monolithisch ausgestaltet und vorzugsweise durch ein additives Verfahren hergestellt ist.

10. Heißgasbauteil mit einer Bauteilwand (10),
die nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgestaltet ist.

Zeichnung