Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel für eine Gasturbine, insbesondere eine Leitschaufel mit einer Deckplatte, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer Gasturbine wird eine Vielzahl von feststehenden Leitschaufeln verwendet, welche in einem Turbinenteil entlang des Umfangs in Reihen angeordnet sind. Da solche Leitschaufeln der Einwirkung des aus dem Verbrennungsteil ausströmenden Heißgases und hohem Druck ausgesetzt sind, kann im Betrieb hohe Spannungen in den Leitschaufeln und in den Deckplatten entstehen. Die Deckplatte befindet sich zwischen einem Heißgasstrom und einem mit Kühlluft gefüllten Raum. Um diesen Raum von dem Heißgasstrom abzudichten, weist üblicherweise die Deckplatte Seitenwände auf, die jeweils mit einer in Längsrichtung der Deckplatte verlaufenden Nut vorgesehen sind. Die Nuten von zwei in Umfangsrichtung benachbarten Deckplatten nehmen eine sich zwischen den Deckplatten erstreckende Dichtungsplatte auf. Eine Solche Anordnung wird in der
Hier setzt die Erfindung an. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leitschaufel für eine Gasturbine mit einer Deckplatte mit einer verbesserten Konstruktion bereitzustellen, die die genannten Probleme vermeidet, das heißt eine Konstruktion, die die Spannungskonzentrationen in der Hinterkante der Leitschaufel und in der Deckplatte im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel vermindert.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Leitschaufel für eine Gasturbine mit einer Deckplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Leitschaufel ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß weist eine Leitschaufel eine Vorderkante und eine Hinterkante und eine zumindest zwischen der Vorderkante und der Hinterkante verlaufenden Deckplatte auf. Die Deckplatte weist in Längsrichtung der Gasturbine sich erstreckende und im Wesentlichen radial verlaufende erste und zweite Seitenwände auf. Die erste Seitenwand ist zumindest im Bereich der Hinterkante mit einer in Längsrichtung der Deckplatte verlaufenden Nut zur Aufnahme einer Dichtungsplatte versehen, wobei die erste Seitenwand der Deckplatte im Bereich der Hinterkante eine sich von der Nut aus erstreckenden Aussparung aufweist. Die Aussparung in der Deckplatte im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel reduziert die Spannungskonzentrationen in der Hinterkante der Leitschaufel und in der Deckplatte im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel. Dadurch werden die Ermüdung des Materials bei niedriger Lastspielzahl und die Kriechgeschwindigkeit in diesen Bereichen reduziert.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung gleicht die Tiefe der Aussparung in Umfangsrichtung der Gasturbine im Wesentlichen der Tiefe der Nut. Dadurch wurde im Betrieb eine beträchtliche Verminderung der Stresskonzentrationen im Hinterkantenbereich der Leitschaufel und in der Deckplatte im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel festgestellt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Es zeigen, jeweils schematisch,
In den
Die Leitschaufel 1 weist eine Vorderkante 12 und eine Hinterkante 8 auf, wobei die Deckplatte 2 zumindest zwischen der Vorderkante 12 und der Hinterkante 8 verläuft. An der radialen Außenseite der Deckplatte 2 sind Halterungselementen 13 angeordnet, die zur Positionierung der Leitschaufel 1 in radialer Richtung und in Umfangsrichtung dienen.
Außerdem weist die Deckplatte 2 sich in Längsrichtung der Gasturbine erstreckende und im Wesentlichen radial verlaufende erste und zweite Seitenwände 5, 6 auf.
Die Deckplatte 2 befindet sich in radialer Richtung zwischen einem Heißgasstrom 3 und einem mit Kühlluft gefüllten Raum 4. Um diesen Raum 4 von dem Heißgasstrom abzudichten, sind die Seitenwände 5, 6 jeweils mit einer in Längsrichtung der Deckplatte 2 verlaufenden Nut 7 versehen. Die Nuten 7 von zwei in Umfangsrichtung benachbarten Deckplatten 2 nehmen eine sich zwischen den Deckplatten 2 erstreckende Dichtungsplatte auf.
Eine Nut 7 erstreckt sich in Längsrichtung der Gasturbine zumindest im Bereich einer Hinterkante 8 der Leitschaufel 1 und der Abstand in Umfangsrichtung der Gasturbine zwischen der Hinterkante 8 der Leitschaufel 1 und der Nut 7 kann sehr klein sein, was aus der
Da die Leitschaufel 1 im Betrieb der Einwirkung des aus dem Verbrennungskammer ausströmenden Heißgases 3 und hohem Druck ausgesetzt sind, entstehen Spannungskonzentrationen im Hinterkantenbereich der Leitschaufel 1 und in der Deckplatte 2 im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel. Durch diese Spannungskonzentrationen im Bereich innerhalb des Kreises 9 in
In der
In der vorteilhaften Ausführungsform liegt die Aussparung 10 in Längsrichtung der Deckplatte 2 im Wesentlichen gegenüber der Hinterkante 8. Vorzugsweise erstreckt sich die Aussparung 10 im Wesentlichen rechtwinkelig zur Nut 7 radial auswärts. Insbesondere weist somit nur die erste Seitenwand 5 eine derartige Aussparung 10 auf.
Die der Aussparung 10 in radialer Richtung gegenüberliegende Seite der Deckplatte 2 kann mit einer Erhöhung 11 versehen sein, wobei die Aussparung 10 in Längsrichtung der Deckplatte 2 im Bereich der Erhöhung 11 vorgesehen ist. Insbesondere kann sich die Aussparung 10 in Längsrichtung der Deckplatte 2 im Bereich des stromabwärtigen Endes der Erhöhung 11 befinden.
Wie aus der
In den
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Insbesondere im Hinblick auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele entnimmt ihr der Fachmann, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in Gestalt und Einzelheiten gemacht werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend sein. Stattdessen soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung den Umfang der Erfindung veranschaulichen, der in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt ist.
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