(19)
(11) EP 1 008 723 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
14.06.2000  Patentblatt  2000/24

(21) Anmeldenummer: 98811219.9

(22) Anmeldetag:  10.12.1998
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F01D 5/18, F01D 11/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(71) Anmelder: ABB ALSTOM POWER (Schweiz) AG
5401 Baden (CH)

(72) Erfinder:
  • Hähnle, Hartmut
    79790 Küssaberg (DE)
  • Hall, Kenneth
    Gainsville, Georgia 30506 (US)
  • Harasgama, Sriwickrama Prithiviraj, Dr.
    5444 Künten (CH)
  • Vogeler, Konrad, Dr.
    79790 Küssaberg (DE)

(74) Vertreter: Pöpper, Evamaria 
ABB Business Services Ltd Intellectual Property (SLE-I), Haselstrasse 16 Bldg. 699
5401 Baden
5401 Baden (CH)

   


(54) Plattformkühlung in Turbomaschinen


(57) Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und das erfindungsgemäße Verfahren dienen der Kühlung von Plattformen in Turbomaschinen. Hierzu ist in zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Plattformen 210, 210' mit einer zwischen den Plattformen verlaufenden Trennfuge 211 zumindest ein Kühlkanal 230 längs der Trennfuge 211 angeordnet. Der Kühlkanal 230 verläuft hierbei näherungsweise parallel zur Oberfläche der Plattformen 210, 210'. Bevorzugt ist der Kühlkanal 230 als schlitzförmige Vertiefung in zumindest einer an die Trennfuge 211 angrenzenden Seitenwand ausgebildet. Im Falle der Anordnung von Schaufeln 220, 220' auf den Plattformen 210, 210' verläuft der Kühlkanal 230 zweckmäßig näherungsweise mittig zwischen den Schaufeln. Darüber hinaus weist der Kühlkanal 230 bevorzugt einen dem Schaufelprofilverlauf ähnlichen Verlauf auf.




Beschreibung

Technisches Gebiet



[0001] Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Kühlung von Plattformen in Turbomaschinen, insbesondere in Gasturbinen.

Stand der Technik



[0002] Der Wirkungsgrad von Turbomaschinen, insbesondere von Gasturbinen, kann über eine Erhöhung der Kreisprozeßparameter der Turbomaschine erhöht werden. Die relevanten Kreisprozeßparamter sind hierbei der Druck und die Temperatur des Fluides.
Die im Betrieb von Turbomaschinen heutzutage üblicherweise auftretenden Fluidtemperaturen liegen insbesondere im Turbineneintrittsbereich bereits deutlich über den zulässigen Materialtemperaturen der Bauteile. Speziell die den Strömungskanal bildenden oder in den Strömungskanal ragenden Bauteile sind hierbei unmittelbar der heißen Fluidströmung ausgesetzt. Die durch die Wärmeleitung des Werkstoffs bedingte Wärmeabfuhr der Bauteile ist hier in der Regel nicht ausreichend, um eine Übertemperatur der Bauteile zu vermeiden. Zu hohe Materialtemperaturen führen zunächst zu einem Rückgang der Festigkeitswerte des Werkstoffs. Hierbei kommt es oftmals zur Rißbildung in Bauteilen. Im Falles des Überschreitens der Schmelztemperatur des Werkstoffs kommt es darüber hinaus zu einer lokalen oder auch vollständigen Zerstörung des Bauteils. Um diese fatalen Folgen zu vermeiden, ist dafür Sorge zu tragen, daß die Bauteiltemperaturen die maximal zulässigen Materialtemperaturen nicht überschreiten.
Der Strömungskanal einer Turbomaschine ist oftmals aus ringförmig aneinandergereihten Plattformen aufgebaut. Die Schaufeln der Turbomaschine sind häufig auf derartigen Plattformen angeordnet. Zumeist ist je eine Schaufel einteilig mit je einer Plattform ausgeführt. Insbesondere bei Statoren sind derartige Plattformen aber auch oftmals in Form eines Deckbandes der Beschaufelung an den Schaufelspitzen der Schaufeln angeordnet. Diese Plattformen sind somit unmittelbar der heißen Fluidströmung ausgesetzt.
Um die maximal zulässige Materialtemperatur der Plattformen nicht zu überschreiten, wurde bisher üblicherweise über der Kanalhöhe ein Temperaturprofil des aus der Brennkammer austretenden Fluides, meist Luft, im Turbineneintrittsbereich angestrebt. Dieses Temperaturprofil ließ sich über eine Beimischung von Kühlfluid in die Randbereiche der heißen Fluidströmung im Austrittsbereich der Brennkammer erzielen. Das unmittelbar an die Seitenwände und somit an die Plattformen angrenzende Fluid wies daher eine im Vergleich zur Temperatur der Kernströmung deutlich verminderte Temperatur auf. Somit konnte eine Übertemperatur der Plattformen vermieden werden. Als Nachteile dieses Verfahrens ergeben sich hieraus einerseits ein über die Kanalhöhe variierender Energiegehalt der Fluidströmung. Dieser über die Kanalhöhe variierende Energiegehalt der Fluidströmung führt wiederum zu einer uneinheitlichen Energieumsetzung in einem nachfolgenden Rotor und somit zu einer uneinheitlichen Belastung der Beschaufelung über der Kanalhöhe. Als ein weiterer Nachteil dieser Zumischung von Kühlfluid zur Hauptströmung resultiert hieraus eine Verminderung des erzielbaren Wirkungsgrades und somit auch der Leistungsdichte der Turbomaschine. Aus diesen Gründen wird heutzutage ein gleichmäßiges Temperaturprofil über der Kanalhöhe angestrebt. Darüber hinaus werden moderne Brennkammern heutzutage unter dem Aspekt der NOX-Reduktion so ausgelegt, daß keine oder nur eine geringe Beimischung von Sekundärverbrennungsluft mehr erfolgt. Hieraus resultiert ein sehr gleichmäßiges Temperaturprofil über der Kanalhöhe. Dies wiederum führt zu einer Erhöhung der thermischen Belastung der Bauteile, die der Brennkammer nachgeordnet sind, insbesondere der Seitenwände und somit der Plattformen.
Hier wurde bisher versucht, die Plattformen durch Ausblasung eines Kühlfluides zumeist unmittelbar stromauf der Plattformen zu kühlen. Das Kühlfluid soll hierbei einen Kühlfilm auf den Oberseite der Plattformen ausbilden, wodurch es zu einer fluidmechanischen Trennung zwischen dem heißen Fluid und der jeweiligen Plattform kommt. Die Wirkung derartiger Kühlfilme ist aber aufgrund der Durchmischung mit dem Heißgas oftmals räumlich eng begrenzt. Sich ändernde Druckverhältnisse der Heißgasströmung oder auch des Kühlfluides über den Lastbereich einer Turbomaschine führen ebenso zu einem veränderten Kühlfilm. Um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten, ist darüber hinaus ein relativ großer Kühlfluidmassenstrom erforderlich. Dies wiederum führt zu einer Verminderung des Wirkungsgrades der Turbomaschine.

Darstellung der Erfindung



[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Plattformen effizient und zuverlässig zu kühlen.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Kühlung mittels eines Kühlfluides zumindest in einem Abschnitt längs einer zwischen zwei nebeneinander angeordneten Plattformen verlaufenden Trennfuge ein Kühlkanal angeordnet ist. Der Kühlkanal verläuft hierbei in zumindest einer der beiden Plattform. Zweckmäßig weist das in dem Kühlkanal geführte Kühlfluid eine niedrigere Temperatur auf als die angrenzenden Plattformen. Hierdurch kommt es zu einem konvektiv bedingten Wärmeübergang zwischen den an den Kühlkanal angrenzenden Plattformen und dem Kühlfluid und infolgedessen zu einer Kühlung der Plattformen. Es stellte sich heraus, daß die in dieser Weise realisierte Kühlung nahezu unabhängig von Schwankungen des Betriebszustandes der Turbomaschine ist. Ferner ist im Vergleich zu den anderen, oben beschriebenen Kühlverfahren ein wesentlich kleinerer Kühlfluidmassenstrom zur Kühlung der Plattformen erforderlich.

[0005] Die Erfindung ist hier zumeist in Anordnungen dargestellt und beschrieben, die in Turbomaschinen zur Anwendung kommen. Dieser Bezug auf Anordnungen in Turbomaschinen stellt hierbei aber keine Einschränkung der Erfindung auf diesen Anwendungsbereich dar, sondern stellt nur beispielhaft einen konkreten Bezug zu einem technischen Anwendungsgebiet her. Grundsätzlich bezieht sich die Erfindung auf alle Anordnungen von zwei oder mehr Plattformen.

[0006] Zweckmäßig verläuft der Kühlkanal hierbei zumindest in Teilabschnitten näherungsweise parallel zur Plattformoberfläche. Hierdurch ist sichergestellt, daß ein großer Bereich der Plattform gleichmäßig gekühlt wird. Es wurde gefunden, daß sich somit eine weitestgehend gleichmäßige Temperaturverteilung in den gekühlten Bereichen der Plattform einstellt. Sogenannte 'Hot-Spots' in Form lokaler Überhitzungen der Plattformen werden hierdurch vermieden.

[0007] Oftmals sind die Plattformen einteilig oder mehrteilig mit auf den Plattformen angeordneten Schaufeln ausgeführt. Die Plattformen können am Schaufelfuß oder am Schaufelkopf der Schaufeln angeordnet sein. Aneinandergereiht bilden die Plattformen eine oder beide Seitenwände des Strömungskanals. Hierbei ist es vorteilhaft, den Kühlkanal näherungsweise mittig zwischen den Schaufeln anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist der Kühlkanal mit einem dem Schaufelprofilverlauf näherungsweise ähnlichen Verlauf ausgeführt. Es stellte sich heraus, daß eine Übertemperatur häufig in den Randbereichen und den freien Bereichen der Plattformen auftritt. Die freien Bereiche einer Plattform sind die Bereiche, die in der Draufsicht oder der Untersicht nicht von einer auf der Plattform angeordneten Schaufel überdeckt werden. Diese besondere Gefährdung der Randbereiche und freien Bereiche hinsichtlich Übertemperatur ist darauf zurückzuführen, daß hier aufgrund geringer Wanddicken der Plattformen eine nur geringe Wärmeabfuhr durch Wärmeleitung in der Plattform selbst stattfindet. Darüber hinaus verlaufen Kühlfluidzuleitungen zur Schaufelkühlung, sofern es sich um eine fluidgekühlte Schaufel handelt, oftmals nur in der Mitte der Plattformen durch die Plattformen in die Schaufeln. Diese Kühlfluidzuleitungen in die Schaufeln führen aber nur in ihrer unmittelbaren Umgebung zu einer Kühlung der jeweiligen Plattform. Die Randbereiche der Plattform verbleiben somit ungekühlt. Es wurde gefunden, daß ein bevorzugt näherungsweise mittig zwischen den Schaufeln angeordneter Kühlkanal hier zu einer optimalen Kühlung insbesondere der Randbereiche der Plattformen führt. Infolge des gekrümmten Profilverlaufs der Schaufeln, ist es darüber hinaus zweckmäßig, den Kühlkanal mit einem näherungsweise dem Schaufelprofilverlauf ähnlichen Verlauf in den Plattformen anzuordnen.

[0008] Vorteilhaft weist der Kühlkanalverlauf zumindest einen S-Schlag dergestalt auf, daß zumindest ein Teil des in dem Kühlkanal geführten Kühlfluides die Trennfuge überströmt. Hierdurch ist es möglich, zumindest Teilbereiche beider Plattformen mit nur einem Kühlkanal zu kühlen. Insbesondere im Falle der Anordnung von Schaufeln auf den Plattformen, ist somit lediglich ein Kühlkanal zur Kühlung der Bereiche zwischen jeweils zwei Schaufeln erforderlich.

[0009] In einer fertigungstechnisch einfach zu realisierenden Ausgestaltung, ist der Kühlkanal bevorzugt als schlitzförmige Vertiefung in zumindest einer an die Trennfuge angrenzenden Seitenwand der Plattform ausgeführt. Der Kühlkanal ist somit nicht als geschlossener Kühlkanal sondern gegenüber der Trennfuge hin offen ausgeführt. Das Kühlfluid kann demgemäß auch in die Trennfuge einströmen. Dies führt vorteilhaft auch zu einer Kühlung der Seitenwände der Trennfuge. Ferner kann das Kühlfluid dem Kühlkanal in einfacher Weise über die Trennfuge zugeführt werden.
Besonders bevorzugt wird der Kühlkanal aus schlitzförmigen Vertiefungen in beiden an die Trennfuge angrenzenden Seitenwänden der Plattformen gebildet.

[0010] Verläuft der Kühlkanal zur Trennfuge hin offen, so ist es zweckmäßig, den Kühlkanal mittels zumindest eines in dem Kühlkanal angeordneten Dichtelements, bevorzugt eines in den Kühlkanal eingelegten Dichtstreifens, gegenüber einem auf der Oberseite der Plattformen anliegenden Fluides, in der Regel dem heißen Fluid, abzudichten. Hierdurch wird ein Ausströmen des Kühlfluides aus dem Kühlkanal verhindert.

[0011] Ferner ist ein zur Trennfuge hin offener Kühlkanal vorteilhaft zumindest in einem Abschnitt längs der Trennfuge in eine Dichtkammer und eine Kühlkammer unterteilt. Bevorzugt erfolgt diese Unterteilung des Kühlkanals über eine Stufung der Kanalhöhe. Die Dichtkammer ist zur Anordnung eines Dichtelements zweckmäßig mit einer größeren Kanalhöhe ausgeführt. Die Kühlkammer weist hingegen vorteilhaft eine kleinere Kanalhöhe bei gleichzeitig größerer Eindringtiefe auf

[0012] Zweckmäßig erfolgt die Zuführung des Kühlfluides zum Kühlkanal in Bezug zu einer die Plattformen überströmenden Hauptströmung stromauf, wohingegen der Auslaß zweckmäßig stromab erfolgt. Hierbei kann das Kühlfluid in die Hauptströmung oder aber auch in einen nachgeordneten Spalt entweichen. In einigen Fällen wird es darüber hinaus sinnvoll sein, das Kühlfluid weiterhin zur Kühlung in einem Kühlkanal einzusetzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen



[0013] In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Erfindung ist hierbei aber nicht nur auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch von diesen Ausführungsbeispielen abweichend realisiert werden.

[0014] Es zeigen:
Fig. 1
eine Plattform mit einem in der Plattform angeordneten Kühlkanal in der Seitenansicht
Fig. 2
zwei aneinandergereihte Plattformen mit auf den Plattformen angeordneten Schaufeln und einem längs der Trennfuge zwischen den Plattformen angeordneten Kühlkanal in der Draufsicht
Fig. 3
einen Schnitt durch zwei nebeneinander angeordnete Plattformen mit einem in den Plattformen angeordneten Kühlkanal

Wege zur Ausführung der Erfindung



[0015] In Figur 1 ist eine Plattform 110 in einer für den Einsatz in einer Turbomaschine typischen Ausführung in einer Seitenansicht dargestellt. Die Schraffur wurde hier nicht, wie üblicherweise, zur Kennzeichnung von Schnittflächen verwendet, sondern dient lediglich der Veranschaulichung der Darstellung. Gemäß der Darstellung ist die Plattform 110 hier einteilig mit einer auf der Plattform angeordneten Schaufel 120 ausgeführt. Ferner ist die Plattform 110 in einer Anordnung mit einer Läuferscheibe 121 der Turbomaschine dargestellt. Diese Anordnung entspricht dem typischen Aufbau eines beschaufelten Turbinenrotors einer Turbomaschine. Dargestellt ist jedoch nur eine der am Umfang der Läuferscheibe aufgereihten, jeweils mit Plattformen ausgeführten Schaufeln. Die am Umfang des Läufers aneinandergereihten Plattformen bilden hierbei die nabenseitige Seitenwand des Strömungskanals der Turbomaschine. Zwischen der dargestellten Plattform 110 und der nächsten, unmittelbar angrenzend angeordneten Plattform verläuft eine Trennfuge zwischen den Plattformen. Die heiße Fluidströmung 125 als die Hauptströmung der Turbomaschine strömt in der Darstellung von rechts nach links entlang der Oberseite der Plattform 110. Hierdurch kommt es zu einem unmittelbaren Wärmeaustausch zwischen dem heißen Fluid 125 und der Plattform 110. Die Temperatur des heißen Fluides 125 liegt hierbei zumindest im Volllastbereich der Turbomaschine über der maximal zulässigen Materialtemperatur der Plattform. Um eine Übertemperatur der Plattform 110 zu verhindern, ist in der dargestellten Plattform 110 erfindungsgemäß ein Kühlkanal 130 angeordnet. Der Kühlkanal 130 verläuft hier näherungsweise parallel zu der der heißen Fluidströmung zugewandten Oberseite der Plattform 110. Gemäß der Darstellung ist der Kühlkanal 130 hier als schlitzförmige Vertiefung in der Seitenwand der Plattform 110 ausgeführt. Zu berücksichtigen ist hierbei, daß in Figur 1 nur eine der beiden an den Trennspalt angrenzenden Plattformen dargestellt ist. Der vollständige Kühlkanal kann sich jedoch anteilig auf beide Plattformen erstrecken. In gleicher Weise ist es aber auch möglich, daß der Kühlkanal in nur einer Seitenwand verläuft. Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Beschreibung davon ausgegangen, daß sich der Kühlkanal nur in die dargestellte Plattform erstreckt. Über eine Stufung der Kanalhöhe ist der hier dargestellte Kühlkanal 130 in zwei zur Trennfuge hin offene Kammern unterteilt. Die vordere Kammer ist als Dichtkammer 135 mit einer großen Kanalhöhe ausgeführt. Mit einer tieferen Eindringtiefe in die Plattform als die Dichtkammer ist hinter der Dichtkammer ferner eine Kühlkammer 136 angeordnet. Diese Kühlkammer 136 weist eine geringere Kanalhöhe auf als die Dichtkammer 135 und erstreckt sich auch in ihrer Länge auch nur über einen Abschnitt der Dichtkammer 135. Der Kühlkanal 130 wird hier aus zwei Reservoirs mit Kühlfluid gespeist. Einerseits strömt Kühlfluid 126 aus einem zwischen der Plattform und der Läuferscheibe angeordneten Kühlfluidreservoir 155 über eine Öffnung 150 in den Kühlkanal 130. Eine weitere Möglichkeit der Zuführung von Kühlfluid zu dem Kühlkanal 130 ergibt sich hier über die seitliche Öffnung 151 des Kühlkanals. In der zusammengebauten Anordnung der Turbomaschine mündet die seitliche Öffnung 151 des Kühlkanals in den Bauteilspalt zwischen dem Rotor und dem in Bezug zur Hauptströmung 125 stromauf angeordneten Bauteil. Die Speisung des Kühlkanals 130 mit Kühlfluid 126 erfolgt hier somit in Bezug zu der Hauptströmung 125 stromauf. Die Abströmung findet hingegen in Bezug zu der Hauptströmung am stromabwärtigen Ende des Kühlkanals statt. Der in Figur 1 dargestellte Kühlkanal 130 endet ohne speziell ausgeformten Auslaß in der Plattform 110. Das Kühlfluid 126 entweicht über die Trennfuge.

[0016] Figur 2 zeigt zwei nebeneinander angeordnete Plattformen 210, 210' in der Draufsicht. Auf jeder Plattform ist jeweils eine Schaufel 220, 220' angeordnet. Die Plattformen 210, 210' sind ist hierbei jeweils einteilig mit den Schaufeln 220, 220' ausgeführt. Die dreidimensional geformten Schaufeln 220, 220' sind über Schnitte am Schaufelfuß sowie in der Mittelschnittsebene des Strömungskanals als auch in der Draufsicht dargestellt. Ferner sind die Schaufeln 220, 220' hier als gekühlte Turbinenschaufeln ausgeführt. Zwischen den Plattformen 210, 210' verläuft eine Trennfuge 211. Erfindungsgemäß ist in den an die Trennfuge 211 angrenzenden Seitenwänden der Plattformen 210, 210' längs der Trennfuge 211 ein Kühlkanal 230 angeordnet. Der Kühlkanal 230 besteht hier aus schlitzförmigen Vertiefungen in den Seitenwänden beider Plattformen 210, 210'. Die Anordnung des Kühlkanals 230 wurde in der dargestellten Ausführung so gewählt, daß der Kühlkanal 230 näherungsweise mittig zwischen den Schaufeln 220, 220' verläuft und hierbei einen dem Schaufelprofil ähnlichen Verlauf aufweist. Dieser dem Schaufelprofil ähnliche Verlauf des Kühlkanals 230 wird dadurch erzielt, daß der Verlauf des Kühlkanals 230 längs der Trennfuge 211 zwei S-Schläge aufweist. Diese S-Schläge sind so angeordnet sind, daß jeweils zumindest ein Teil des in dem Kühlkanal 230 geführten Kühlfluids 226 die Trennfuge 211 überströmt. Infolge des Verlaufs des Kühlkanals 230 entsprechend Figur 2 wird eine optimale Kühlung der Randbereiche und der freien Bereiche der Plattformen 210, 210' erzielt. Die freien Bereiche einer Plattform sind hierbei diejenigen Bereiche, die in der Draufsicht nicht von einer auf der Plattform angeordneten Schaufel überdeckt werden. Der Kühlkanal 230 weist hierzu entsprechend dem zu kühlenden Bereich eine sich längs der Trennfuge 211 verändernde Eindringtiefe in der jeweiligen Plattform 210, 210' auf.

[0017] Der in Figur 2 dargestellte Kühlkanal 230 weist zusätzlich eine Unterteilung des Kühlkanals 230 in eine Dichtkammer 235 und eine Kühlkammer 236 auf. Die Dichtkammer 235 besteht hierbei aus schlitzförmigen Vertiefungen, die in beiden an die Trennfuge 211 angrenzenden Seitenwänden mit annähernd gleicher und längs der Trennfuge 211 konstanter Eindringtiefe angeordnet sind. Ferner weist die Dichtkammer 235 im Vergleich zu der Kühlkammer 236 eine größere Kanalhöhe auf. Dieses Merkmal ist aufgrund der Darstellungsperspektive der Figur 2 nicht zu entnehmen. Ebenso ist in Figur 2 das in der Dichtkammer zweckmäßig anzuordnende Dichtelement nicht abgebildet. Dieses Dichtelement dichtet den Kühlkanal gegenüber der heißen Fluidströmung auf der Oberseite der Plattformen ab. Die Kühlkammer 236 ist in gleicher Weise wie die Dichtkammer 235 als schlitzförmige Vertiefung mit jedoch einer kleineren Kanalhöhe ausgeführt. Im Vergleich zur Dichtkammer weist die Kühlkammer 236 hingegen, wie in Figur 2 dargestellt, eine größere Eindringtiefe in die Plattformen 210, 210' ein.
Die Speisung des Kühlkanals 230 mit Kühlfluid 226 erfolgt in Bezug zu der heißen Fluidströmung 225 an dem stromaufwärtigen Ende des Kühlkanals 230 über einen Längsschlitz 250 aus einem unterseitigen Reservoir. Am Ende des Kühlkanals 230 entströmt das Kühlfluid 226 dem Kühlkanal 230 über eine Austrittsöffnung 252 in einen nachgeordneten, in Figur 2 nicht dargestellten Bauteilspalt.

[0018] Eine Abdichtung des Kühlkanals 330 ist in Figur 3 als Schnitt durch zwei nebeneinander angeordnete Plattformen 310, 310' dargestellt. Der Kühlkanal 330 wird hier aus schlitzförmigen Vertiefungen in beiden an die Trennfuge angrenzenden Seitenwänden der Plattformen 310, 310' gebildet. Die erste Plattform 310 ist wiederum einteilig mit einer auf der Plattform angeordneten Schaufel 320 ausgeführt. Der Kühlkanal 330 ist über eine Stufung der Kanalhöhe in eine Dichtkammer 335 und eine Kühlkammer 336 unterteilt. In die Dichtkammer 335 ist hier ein Dichtstreifen 340 so eingelegt, daß er das in dem Kühlkanal 330 strömende Kühlfluid gegenüber einem auf den Oberseiten der Plattformen anliegenden Fluid abdichtet. Der Dichtstreifen 340 weist an seinem hinteren Ende eine Bördelung 341 auf Diese Bördelung 341 dient hier der Führung des Dichtfluids bei dem Überströmen der Trennfuge 311.

Bezugszeichenliste



[0019] 
110,210,310
(erste) Plattform
210',310'
zweite Plattform
211,311
Trennfuge
120,220,220',320
Schaufel
121
Läuferscheibe
125,225
Strömung des heißen Fluides (Hauptströmung durch die Turbomaschine)
126,226
Kühlfluid
130,230,330
Kühlkanal
135,235,335
Dichtkammer
136,236,336
Kühlkammer
340
Dichtstreifen
341
Bördelung
150,151,250
Zuströmöffnung
252
Austrittsöffnung
155
Kühlfluidreservoir



Ansprüche

1. Plattformen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine,
wobei zumindest zwei Plattformen (210, 210') nebeneinander angeordnet sind und
zwischen den Plattformen (210, 210') eine Trennfuge (211) verläuft,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Kühlung der Plattformen (210, 210') mittels eines Kühlfluides (226) zumindest in einem Abschnitt längs der Trennfuge (211) ein Kühlkanal (230) in zumindest einer Plattform angeordnet ist.
 
2. Plattformen nach Anspruch 1,
bei denen der Kühlkanal (230) zumindest in Teilabschnitten näherungsweise parallel zur Plattformoberfläche verläuft.
 
3. Plattformen nach einem der vorigen Ansprüche,
bei denen auf den Plattformen (210, 210') Schaufeln (220, 220') angeordnet sind und der Kühlkanal (230) näherungsweise mittig zwischen den Schaufeln (220, 220') mit einem dem Schaufelprofilverlauf ähnlichen Verlauf angeordnet ist.
 
4. Plattformen nach einem der vorigen Ansprüche,
bei denen der Kühlkanal (230) als schlitzförmige Vertiefung in zumindest einer an die Trennfuge (211) angrenzenden Seitenwand ausgeführt ist.
 
5. Plattformen nach einem der vorigen Ansprüche,
bei denen der Kühlkanal (230) in seinem Verlauf zumindest einen S-Schlag dergestalt aufweist, daß zumindest ein Teil des in dem Kühlkanal (230) geführten Kühlfluids (226) die Trennfuge (211) überströmt.
 
6. Plattformen nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
bei denen der Kühlkanal (330) mittels zumindest eines in dem Kühlkanal (330) angeordneten Dichtelements, bevorzugt eines in den Kühlkanal (330) eingelegten Dichtstreifens (340), gegenüber einem auf der Oberseite der Plattformen (310,310') anliegenden Fluid abgedichtet ist.
 
7. Plattformen nach Anspruch 6,
bei denen der Kühlkanal (330) zumindest in einem Abschnitt längs der Trennfuge (311) bevorzugt über eine Stufung der Kanalhöhe in eine Dichtkammer (335) und eine Kühlkammer (336) unterteilt ist.
 
8. Verfahren zur Kühlung von Plattformen,
wobei zumindest zwei Plattformen (210, 210') mit einer zwischen den Plattformen verlaufenden Trennfuge (211) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kühlfluid (226) längs der Trennfuge (211) in einem sich auf beide Plattformen erstreckenden Kühlkanal (230) geführt wird.
 




Zeichnung













Recherchenbericht