| (19) |
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(11) |
EP 2 414 640 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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27.05.2020 Patentblatt 2020/22 |
| (22) |
Anmeldetag: 05.03.2010 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2010/052867 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2010/112299 (07.10.2010 Gazette 2010/40) |
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| (54) |
SCHAUFEL FÜR EINE GASTURBINE
BLADE FOR A GAS TURBINE
AUBE POUR UNE TURBINE À GAZ
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO
PL PT RO SE SI SK SM TR |
| (30) |
Priorität: |
30.03.2009 CH 502092009
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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08.02.2012 Patentblatt 2012/06 |
| (73) |
Patentinhaber: Ansaldo Energia IP UK Limited |
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London W1G 9DQ (GB) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- ZAMBETTI, Chiara
CH-5405 Baden (CH)
- RIAZANTSEV, Sergei
CH-5415 Nussbaumen (CH)
- SAXER-FELICI, Héléne
CH-5507 Mellingen (CH)
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| (74) |
Vertreter: Bernotti, Andrea et al |
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Studio Torta S.p.A.
Via Viotti, 9 10121 Torino 10121 Torino (IT) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 1 591 625 DE-A1- 19 601 818
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EP-A2- 1 013 884
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Gasturbinentechnik. Sie
betrifft eine Schaufel für eine Gasturbine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
[0002] Aus der
EP-A1-1591 625 ist eine Gasturbinenschaufel bekannt, die an der Schaufelspitze mit einem Deckbandsegment
ausgestattet ist. Die Deckbandsegmente der Schaufeln einer Schaufelreihe bilden zusammen
ein umlaufendes Deckband. An den Seitenkanten, an denen die benachbarten Deckbandsegmente
eines Deckbandes zusammenstossen, sind die Deckbandsegmente mit an den Seitenkanten
entlang laufenden, nach oben abstehenden Seitenschienen versehen, welche die Dichtigkeit
des Deckbandes gegenüber dem Heissgaskanal der Turbine verbessern. Über die Kühlung
der Deckbandsegmente bzw. des Deckbandes wird keine Aussage gemacht.
[0003] Aus der
DE-A1-196 01 818 ist eine Turbinenschaufelanordnung mit einem Deckband bekannt, bei dem die Deckbandsegmente
mit einer umlaufenden Dichtrippe ausgestattet sind, in der ein ebenfalls umlaufender
Schlitz vorgesehen ist. Ein im Bodenbereich des Schlitzes dort zugeführter Luftstrom
tritt an der Oberkante der Dichtrippe aus und vermischt sich im Spalt zwischen Oberkante
und angrenzender Kanalwand mit einem Leckage-Luftstrom. Der in den Schlitz zugeführte
Luftstrom kann dabei aus einem Kühlluftstrom gewonnen werden, der durch das Deckbandsegment
geführt wird. Im Zentrum der Überlegung steht hier indessen die Reduzierung der Leckageverluste,
nicht jedoch die Kühlung des Deckbandsegments.
[0004] Aus der
EP 1 013 884 A2 ist eine Turbinenschaufel mit einem aktiv gekühlten Deckbandsegment bekannt geworden.
Hierzu ist im Deckbandsegment eine Vielzahl von Kühlkanälen vorgesehen, die ausgehend
von einer Art mittig im Deckbandsegment angeordneten Hauptkühlluftkanal sich in Umlaufrichtung,
d.h. in Richtung des benachbarten Deckbandsegmentes, erstrecken. Eine Ausführungsform
zeigt Kühlkanäle, die in zum Aussenraum offenen Oberflächenvertiefungen enden, die
parallel zu den Seitenkanten verlaufen. In einer anderen Ausführungsform sind in den
Seitenkanten Ausnehmungen vorgesehen, so dass sich zwischen zwei Deckbandsegmenten
ein Spalt befindet, in dem die Kühlluftkanäle enden. Der in dem Spalt eintretende
Kühlluftstrom teilt sich in zwei Luftströme auf, von dem einer die Oberseite und einer
die Unterseite der Deckbandsegmente kühlt. Die Deckbandsegmente gemäss
EP 1 013 884 A2 weisen aber keine Seitenschienen auf. Ausserdem geht aus den signifikanten Figuren
1, 3 und 5 dieser Druckschrift nicht hervor, dass Schlitze in den Seitenschienen vorhanden
sind, aus welchen Kühlluft in den Deckbandhohlraum austritt.
Darstellung der Erfindung
[0005] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine
Gasturbinenschaufel mit gekühltem Deckbandsegment zu schaffen, bei der die Kühlung
der Seitenschienen maximiert wird.
[0006] Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich
für die Erfindung ist, dass zur Verbesserung der Kühlung im Bereich der Seitenschienen
in den Seitenschienen schienenparallele, nach oben offene Schlitze angeordnet sind,
durch welche über das Deckbandsegment aus dem Inneren des Schaufelblattes herangeführte
Kühlluft in den Raum oberhalb des Deckbandsegments austritt.
[0007] Vorzugsweise wird dies gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht,
dass auf der Oberseite des Deckbandsegments eine Mehrzahl von quer zu den Seitenschienen
verlaufenden Kühlrohren angeordnet sind, welche von einem zwischen den Seitenschienen
angeordneten Mittelstück ausgehen und von dort mit Kühlluft beaufschlagbar sind, und
welche in den Seitenschienen enden und mit den Schlitzen in den Seitenschienen in
Verbindung stehen.
[0008] Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelstück
in der Mitte zwischen den Seitenschienen angeordnet ist. Das Mittelstück kann auch
versetzt zur Mitte zwischen den Seitenschienen angeordnet sein. Insbesondere verlaufen
die Kühlrohre parallel zueinander, wobei sich das Mittelstück im wesentlichen parallel
zu den Seitenschienen erstreckt.
[0009] Dabei können die Kühlrohre in Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen. Es ist aber
auch denkbar, dass die Kühlrohre schräg zur Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen.
[0010] Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühlrohre
jeweils eine Kühlbohrung aufweisen und zur konvektiven Kühlung des Deckbandsegments
ausgebildet sind, und dass die Kühlrohre am Deckbandsegment angeformt sind.
[0011] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre
von mit den Deckbandsegmenten aneinander grenzenden Schaufeln auf Lücke angeordnet
sind.
[0012] Gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Deckbandsegment in axialer
Richtung durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandsegmente begrenzt, wobei die
aus den Schlitzen austretende Kühlluft über Kühlbohrungen im Bereich der Wandsegmente
und der Seitenschienen zugeführt wird.
[0013] Eine weitere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Deckbandsegment in
axialer Richtung durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandsegmente begrenzt
ist, dass parallel zu den Wandsegmenten ein in der Mitte zwischen den Wandsegmenten
angeordnetes Zwischenwandsegment vorgesehen ist, und dass zwischen dem Zwischenwandsegment
und den Wandsegmenten in den Seitenschienen jeweils ein Schlitz vorgesehen ist.
[0014] Insbesondere können die Schlitze einer Seitenschiene dabei jeweils durch eine in
der Seitenschiene verlaufende Kühlbohrung miteinander verbunden sein.
[0015] Gemäss einer anderen Ausgestaltung gehen von den die Schlitze versorgenden Kühlbohrungen
Filmkühlungsbohrungen ab und münden auf der Unterseite des Deckbandsegments in den
Heissgaskanal.
Kurze Erläuterung der Figuren
[0016] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit
der Zeichnung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung
nicht erforderlichen Elemente sind weggelassen worden. Gleiche Elemente sind in den
verschiedenen Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer mit einem Dachsegment mit Kühlbohrungen
versehenen Schaufelspitze einer Gasturbinenschaufel;
- Fig. 2
- eine zu Fig. 1 vergleichbare Schaufel mit schräg verlaufenden Kühlbohrungen;
- Fig. 3
- eine gegenüber Fig. 1 vergleichbare Darstellung die mit einem Deckbandsegment mit
Schlitzen versehene Schaufelspitze einer Gasturbinenschaufel gemäss einer bevorzugten
Ausführung der Erfindung;
- Fig. 4
- den Schnitt durch das Deckbandsegment der Schaufel aus Fig. 1 in der Ebene IV-IV,
wobei das Mittelstück, von dem die Kühlbohrungen ausgehen, in der Mitte liegt;
- Fig. 5
- den Schnitt durch das Deckbandsegment der Schaufel aus Fig. 1 in der Ebene IV-IV,
wobei das Mittelstück, von dem die Kühlbohrungen ausgehen, aus der Mitte versetzt
ist;
- Fig. 6
- den Schnitt durch das Deckbandsegment der Schaufel aus Fig. 3 in der Ebene VI-VI,
wobei das Mittelstück, von dem die Kühlbohrungen ausgehen, in der Mitte liegt;
- Fig. 7
- im Detail eine mögliche Verbindung zwischen zwei benachbarten Deckbandsegmenten gemäss
Fig. 6;
- Fig. 8
- eine zu Fig. 3 alternative Art, die Schlitze mit Kühlluft zu versorgen;
- Fig. 9
- eine in der Draufsicht gezeigte spezielle Anordnung der Kühlbohrungen benachbarter
Deckbandsegmente;
- Fig. 10
- eine verbreiterte Nut zwischen benachbarten Deckbandsegmenten für den Austritt von
Kühlluft;
- Fig. 11
- zusätzliche Filmkühlbohrungen, die von den Kühlbohrungen für die Schlitze abgehen;
- Fig. 12
- die Verteilung der Filmkühlbohrungen und
- Fig. 13
- die Aufteilung der Schlitze bei Anwesenheit eines Zwischenwandsegments.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0017] In Fig. 1, 2, 4 und 5 ist in perspektivischer Ansicht bzw. im Querschnitt die mit
einem Deckbandsegment versehene Schaufelspitze einer Gasturbinenschaufel dargestellt.
Die Schaufel 10', von der nur der obere Teil des Schaufelblatts 11 mit dem Deckbandsegment
12' gezeigt ist, hat ein gekühltes Deckbandsegment 12'.
[0018] Das im gezeigten Beispiel in der Grundfläche näherungsweise rechteckige Deckbandsegment
12' ist an zwei gegenüberliegenden Seiten durch vergleichsweise hohe Wandsegmente
14 und 15 begrenzt, die zusammen mit den Wandsegmenten der anderen Schaufeln einer
vollständigen Schaufelreihe ringförmig umlaufende Wände bilden, zwischen denen sich
ein Deckbandhohlraum ausbildet, der gegen das Eindringen von Heissgas aus dem darunter
liegenden Heissgaskanal abgedichtet ist. Hierzu sind an den beiden anderen Seiten
des Deckbandsegments 12' kantenparallele, nach oben abstehende Seitenschienen 16,
17 ausgebildet, mit denen benachbarte Deckbandsegmente der Schaufelreihe aneinander
stossen.
[0019] Zur Kühlung des vom Heissgas beaufschlagten Deckbandsegments 12 sind besondere Massnahmen
vorgesehen: In der Mitte zwischen den beiden Seitenschienen 16, 17 (Fig. 4) oder seitlich
aus der Mitte versetzt (Fig. 5) ist parallel dazu ein rippenartiges, innen hohles
Mittelstück 13 angeordnet, das mit den im Inneren des Schaufelblattes 11 in radialer
Richtung verlaufenden Kühlluftkanälen in Verbindung steht. Von dem Mittelstück 13
aus, das parallel oder quasi-parallel zu den Seitenschienen 16, 17 verläuft, erstrecken
sich quer zu den Seitenschienen 16, 17 zu beiden Seiten des Mittelstücks auf der Oberseite
des Deckbandsegments 12' angeformte Kühlrohre 18 auf die Seitenschienen 16, 17 zu
und enden in einem Abstand vor den Seitenschienen 16, 17. Im Beispiel der Fig. 1 sind
auf beiden Seiten des Mittelstücks 13 je vier parallele Kühlrohre 18 vorgesehen, die
parallel oder quasi-parallel zu den Wandsegmenten 14, 15 verlaufen. Sie können aber
auch schräg zu den Wandsegmenten 14, 15 orientiert sein (Fig. 2).
[0020] Durch den Abstand zwischen dem Rohrende 19 der Kühlrohre 18 und den Seitenschienen
16, 17 entsteht ein Zwischenraum 22. In diesen Zwischenraum 22 strömt die Kühlluft
aus, die durch die Kühlbohrungen 21 im Inneren der Kühlrohre 18 fliesst und so konvektiv
das Deckbandsegment 12' kühlt. Die durch die Kühlrohre 18 strömende Kühlluft stammt
aus der Kühlluftzufuhr 20 im Inneren des Mittelstücks 13, mit der die Kühlbohrungen
21 in Verbindung stehen, und in die von unten ein Kühlluftstrom 25 eintritt.
[0021] Die aus den Kühlrohren 18 in den Zwischenraum 22 austretende Kühlluft strömt von
dort in den darüber liegenden Deckbandhohlraum ein, ohne die Seitenschienen 16, 17
intensiv zu kühlen. Hier werden somit Massnahmen implementiert, durch welche die aus
einem massiven Material bestehenden Seitenschienen noch besser gekühlt werden, um
die thermische Belastung der Seitenschienen zu verringern und thermische Spannungen
zwischen den Seitenschienen und dem übrigen Bereich der Deckbandsegmente abzubauen.
[0022] In den Fig. 3 und 6 sind in einer zu Fig. 1 bzw. 4 vergleichbaren Darstellung die
mit einem Deckbandsegment versehene Schaufelspitze einer Gasturbinenschaufel gemäss
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Schnitt durch das Deckbandsegment
der Schaufel aus Fig. 3 in der Ebene VI-VI wiedergegeben.
[0023] Das Deckbandsegment 12 der Schaufel 10 aus Fig. 3 und 6 ist im Unterschied zur bisherigen
Lösung der Fig. 1 und 4 so ausgestaltet, dass die Seitenschienen 16, 17 nunmehr auch
konvektiv gekühlt werden. Dazu sind die Kühlrohre 18 nunmehr unter Aufgabe des Zwischenraums
direkt bis zu den Seitenschienen 16, 17 geführt. In die Seitenschienen 16, 17 ist
jeweils ein schienenparalleler Schlitz 23, 24 eingebracht, der mit den Kühlbohrungen
21 der Kühlrohre 18 in Verbindung steht. Diese Schlitze können auch quasi-schienenparallel
angeordnet sein, was auch für die Schlitze 23.1, 23.2 aus Fig. 13 gilt.
[0024] Die durch die Kühlbohrungen 21 strömende Kühlluft tritt in die Schlitze 23, 24 aus
und von dort in den Deckbandhohlraum ein. Auf diese Weise werden auch die Seitenschienen
16, 17 auf der Länge der Schlitze 23, 24 auf effektive Weise konvektiv gekühlt, ohne
dass ein zusätzlicher, die Effektivität der Turbine beeinträchtigender Kühlluftmassenstrom,
erforderlich ist. Die verteilt angeordneten Kühlrohre 18 sorgen dabei dafür, dass
die Schlitze 23, 24 über ihre gesamte Länge gleichmässig mit Kühlluft versorgt werden.
[0025] Die Kühlrohre 18 sind bei der in Fig. 3 bzw. 6 gezeigten Ausführungsform auf der
Oberseite des Deckbandsegments 12 (beim Giessen der Schaufel 10) angeformt und haben
so eine enge thermische Ankopplung an den Körper des Deckbandsegments 12. In die Kühlrohre
18 sind von aussen die Kühlbohrungen 21 eingebracht, die nach aussen hin wieder verschlossen
werden. Die Kühlrohre 18 können dabei parallel zu den Wandsegmenten 14, 15 verlaufen,
wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Sie können aber auch gemäss Fig. 2 schräg zu den
Wandsegmenten 14, 15 orientiert sein. Desgleichen kann das Mittelstück - wie in Fig.
6 gezeigt - genau in der Mitte zwischen den Wandsegmenten 14, 15 angeordnet sein.
Es kann aber auch analog zu Fig. 5 aus der Mitte versetzt sein.
[0026] Beim Zusammenbau des Schaufelkranzes wird gemäss Fig. 7 zwischen den aneinander stossenden
Deckbandsegmenten benachbarter Schaufeln 10a und 10b mit ihren Kühlbohrungen 21a und
21 b und ihren Schlitzen 24a und 23b eine streifenförmige Dichtung 26 eingefügt, die
das Eindringen der Heissgase vom Heissgaskanal in den Deckbandhohlraum verhindert
bzw. behindert.
[0027] Anstelle der oder zusätzlich zu den Kühlrohre(n) 18 mit den Kühlbohrungen 21 können
in den Wandsegmenten 14, 15 bzw. den Seitenschienen 16, 17 Kühlbohrungen 27, 28 (siehe
auch Fig. 8) eingebracht sein, durch die Kühlluft zu den Schlitzen gelangt und gleichzeitig
noch eine konvektive Kühlung der verdickten Deckbandbereiche bewirkt. Von diesen Kühlbohrungen
können dann - wie in Fig. 11 gezeigt - Filmkühlungsbohrungen 30 abgehen, die in den
unterhalb des Deckbandsegments liegenden Heissgaskanal münden und dort eine Filmkühlung
der Deckbandunterseite bewirken. Dies gilt gemäss Fig. 12 auch für die Kühlbohrungen
21. Eine in den Seitenschienen 16, 17 verlaufende Kühlbohrung 28 kann gemäss Fig.
13 auch zwei getrennte Schlitze 23.1 und 23.2 untereinander verbinden, wenn das Deckbandsegment
mit einem parallel zwischen den Wandsegmenten 14, 15 angeordneten Zwischenwandsegment
31 versehen ist.
[0028] Weiterhin kann gemäss Fig. 10 zwischen den aneinander grenzenden Deckbandsegmenten
benachbarter Schaufeln 10a und 10b mit ihren Seitenschienen 17a und 16b ein erweiterter
nutförmiger Zwischenraum 29 vorgesehen werden, der mit Kühlluft aus den Kühlbohrungen
21a, 21b aufgefüllt wird und so das Eindringen von Heissgasen unterbindet. Besonders
vorteilhaft ist in diesem Fall für eine gleichmässige Füllung, wenn die Kühlrohre
18a, 18b dann gemäss Fig. 9 "auf Lücke" gegenüber der benachbarten Schaufel angeordnet
sind.
Bezugzeichenliste
[0029]
- 10,10'
- Schaufel (Gasturbine)
- 10a,b
- Schaufel (Gasturbine)
- 11
- Schaufelblatt
- 12,12'
- Deckbandsegment
- 13
- Mittelstück
- 13a,b
- Mittelstück
- 14,15
- Wandsegment
- 16,17
- Seitenschiene
- 17a,16b
- Seitenschiene
- 18,18'
- Kühlrohr
- 19
- Rohrende
- 20
- Kühlluftzufuhr
- 21,27,28
- Kühlbohrung
- 22
- Zwischenraum
- 23,24
- Schlitz
- 23b,24a
- Schlitz
- 23.1,23.2
- Schlitz
- 25
- Kühlluftstrom
- 26
- Dichtung
- 29
- Zwischenraum
- 30
- Filmkühlbohrung
- 31
- Zwischenwandsegment
1. Schaufel (10) für eine Gasturbine, umfassend ein Schaufelblatt (11), an dessen oberem
Ende ein Deckbandsegment (12) angeordnet ist, welches Deckbandsegment (12) zusammen
mit den Deckbandsegmenten der angrenzenden Schaufeln einer Schaufelreihe ein ringförmiges,
den Heissgaskanal der Gasturbine begrenzendes Deckband bildet, und welches Deckbandsegment
(12) an den Seiten, an denen es an die benachbarten Deckbandsegmente des Deckbandes
angrenzt, zur Verbesserung der Abdichtung zum Heissgaskanal mit entlang der Seitenkante
verlaufenden, nach oben abstehenden Seitenschienen (16, 17) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Maximierung der Kühlung im Bereich der Seitenschienen (16, 17) in den Seitenschienen
(16, 17) schienenparallele oder quasi-schienenparallele, nach oben offene Schlitze
(23, 24; 23.1, 23.2) angeordnet sind, durch welche über das Deckbandsegment (12) aus
dem Inneren des Schaufelblattes (11) herangeführte Kühlluft in den Raum oberhalb des
Deckbandsegments (12) austretbar ist.
2. Schaufel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite des Deckbandsegments (12) eine Mehrzahl von quer zu den Seitenschienen
(16, 17) verlaufenden Kühlrohren (18) angeordnet sind, welche von einem zwischen den
Seitenschienen (16, 17) angeordneten Mittelstück (13) ausgehen und von dort mit Kühlluft
beaufschlagbar sind, und welche in den Seitenschienen (16, 17) enden und mit den Schlitzen
(23, 24) in den Seitenschienen (16, 17) in Verbindung stehen.
3. Schaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelstück (13) im Sinne eines geometrischen Ortes in der Mitte zwischen den
Seitenschienen (16, 17) angeordnet ist.
4. Schaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelstück (13) im Sinne eines geometrischen Ortes versetzt zur Mitte zwischen
den Seitenschienen (16, 17) angeordnet ist.
5. Schaufel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) parallel oder quasi-parallel zueinander verlaufen, und dass das
Mittelstück (13) sich im wesentlichen parallel oder quasi-parallel zu den Seitenschienen
(16, 17) erstreckt.
6. Schaufel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) in Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen.
7. Schaufel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) schräg zur Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen.
8. Schaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) jeweils eine Kühlbohrung (21) aufweisen und zur konvektiven Kühlung
des Deckbandsegments (12) ausgebildet sind.
9. Schaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) am Deckbandsegment (12) angeformt sind.
10. Schaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18a, 18b) von mit den Deckbandsegmenten aneinander angrenzenden Schaufeln
10a, 10b) auf Lücke angeordnet sind.
11. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckbandsegment (12) in axialer Richtung durch sich in Umfangsrichtung erstreckende
Wandsegmente (14, 15) begrenzt ist, und dass die aus den Schlitzen (23, 24; 23.1,
23.2) austretende Kühlluft über Kühlbohrungen (27, 28) im Bereich der Wandsegmente
(14, 15) und der Seitenschienen (16, 17) zugeführt wird.
12. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Deckbandsegment (12) in axialer oder quasi-axialer Richtung durch sich in Umfangsrichtung
erstreckende Wandsegmente (14, 15) begrenzt ist, dass parallel oder quasi parallel
zu den Wandsegmenten (14, 15) ein in der Mitte, im Sinne eines geometrischen Ortes,
zwischen den Wandsegmenten (14, 15) angeordnetes Zwischenwandsegment (31) vorgesehen
ist, und dass zwischen dem Zwischenwandsegment (31) und den Wandsegmenten (14, 15)
in den Seitenschienen (16, 17) jeweils ein Schlitz (23.1 , 23.2) vorgesehen ist.
13. Schaufel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (23.1, 23.2) einer Seitenschiene jeweils durch eine in der Seitenschiene
verlaufende Kühlbohrung (28) miteinander verbunden sind.
14. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von den die Schlitze (23, 24) versorgenden Kühlbohrungen (21, 27, 28) Filmkühlungsbohrungen
(30) abgehen und auf der Unterseite des Deckbandsegments (12) in den Heissgaskanal
münden.
1. Blade (10) for a gas turbine, comprising a vane blade (11) with a cover strip segment
(12) arranged on its upper end, which cover strip segment (12) together with the cover
strip segments of the adjacent blades of a blade row forms an annular cover strip
delimiting the hot gas channel of the gas turbine, and which cover strip segment (12),
at the sides at which it adjoins the adjacent cover strip segments of the cover strip,
is provided with upwardly protruding side rails (16, 17) which run along the side
edge to improve the seal against the hot gas channel, characterised in that to maximise cooling in the region of the side rails (16, 17), slots (23, 24; 23.1,
23.2) which are open at the top are arranged in the side rails (16, 17) parallel or
quasi-parallel to the rails, through which cooling air extracted from the interior
of the vane blade (11) can emerge via the cover strip segment (12) into the space
above the cover strip segment (12).
2. Blade according to claim 1, characterised in that on the top of the cover strip segment (12), a plurality of cooling tubes (18) are
arranged which run transversely to the side rails (16, 17), wherein said tubes start
from a centre piece (13) arranged between the side rails (16, 17) from where they
can be loaded with cooling air, terminate in the side rails (16, 17), and are connected
to the slots (23, 24) in the side rails (16, 17).
3. Blade according to claim 2, characterised in that the centre piece (13) is arranged, in the sense of a geometric location, in the middle
between the side rails (16, 17).
4. Blade according to claim 2, characterised in that the centre piece (13) is arranged, in the sense of a geometric location, offset to
the middle between the side rails (16, 17).
5. Blade according to claim 3 or 4, characterised in that the cooling tubes (18) run parallel or quasi-parallel to each other, and that the
centre piece (13) extends substantially parallel or quasi-parallel to the side rails
(16, 17).
6. Blade according to claim 5, characterised in that the cooling tubes (18) run in the circumferential direction of the cover strip.
7. Blade according to claim 5, characterised in that the cooling tubes (18) run obliquely to the circumferential direction of the cover
strip.
8. Blade according to any of claims 2 to 7, characterised in that the cooling tubes (18) each have a cooling bore (21) and are configured for convective
cooling of the cover strip segment (12).
9. Blade according to any of claims 2 to 8, characterised in that the cooling tubes (18) are moulded onto the cover strip segment (12).
10. Blade according to any of claims 2 to 9, characterised in that the cooling tubes (18a, 18b) of blades (10a, 10b) which adjoin each other with their
cover strip segments are arranged with gaps.
11. Blade according to claim 1, characterised in that the cover strip segment (12) is delimited in the axial direction by wall segments
(14, 15) extending in the circumferential direction, and that the cooling air emerging
from the slots (23, 24; 23.1, 23.2) is supplied via cooling bores (27, 28) in the
region of the wall segments (14, 15) and side rails (16, 17).
12. Blade according to any of claims 1 to 11, characterised in that the cover strip segment (12) is delimited in the axial or quasi-axial direction by
wall segments (14, 15) extending in the circumferential direction, and that an intermediate
wall segment (31) is provided which runs parallel or quasi-parallel to the wall segments
(14, 15) and is arranged, in the sense of a geometric location, in the middle between
the wall segments (14, 15), and that a slot (23.1, 23.2) is provided in each side
rail (16, 17) between the intermediate wall segment (31) and the wall segments (14,
15).
13. Blade according to claim 12, characterised in that the slots (23.1, 23.2) of a side rail are connected together by a respective cooling
bore (28) running in the side rail.
14. Blade according to any of claims 1 to 13, characterised in that film cooling bores (30) depart from the cooling bores (21, 27, 28) supplying the
slots (23, 24) and open into the hot gas channel on the underside of the cover strip
segment (12).
1. Aube (10) pour une turbine à gaz, comprenant une pale (11), sur l'extrémité supérieure
de laquelle est disposé un segment de bande de recouvrement (12), ce segment de bande
de recouvrement (12) formant, conjointement avec les segments de bande de recouvrement
des aubes adjacentes d'une série d'aubes, une bande de recouvrement annulaire limitant
le canal de gaz chaud de la turbine à gaz et ce segment de bande de recouvrement (12)
étant muni, pour l'amélioration de l'étanchéité par rapport au canal de gaz chaud,
sur les côtés au niveau desquels il est en contact avec les segments de bande de recouvrement
adjacents, de rails latéraux (16, 17) s'étendant le long de l'arête latérale et vers
le haut, caractérisée en ce que, pour la maximisation du refroidissement au niveau des rails latéraux (16, 17), sont
disposés, dans les rails latéraux (16, 17), des fentes (23, 24 ; 23.1, 23.2) parallèles
aux rails ou quasi-parallèles aux rails, ouvertes vers le haut, à travers lesquelles
l'air de refroidissement guidé par l'intermédiaire du segment de bande de recouvrement
(12) hors de la pale (11) peut sortir vers l'espace au-dessus du segment de bande
de recouvrement (12).
2. Aube selon la revendication 1, caractérisée en ce que, sur le côté supérieur du segment de bande de recouvrement (12) sont disposés une
pluralité de tubes de refroidissement (18) s'étendant transversalement par rapport
aux rails latéraux (16, 17), qui sortent d'une pièce centrale (13) disposée entre
les rails latéraux (16, 17), qui peuvent y être alimentés en air de refroidissement
et qui débouchent dans les rails latéraux (16, 17) et sont en liaison avec les fentes
(23, 24) dans les rails latéraux (16, 17).
3. Aube selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pièce centrale (13) est disposée comme un lieu géométrique au centre entre les
rails latéraux (16, 17).
4. Aube selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pièce centrale (13) est disposée comme un lieu géométrique décalé par rapport
au centre entre les rails latéraux (16, 17).
5. Aube selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les tubes de refroidissement (18) s'étendent parallèlement ou quasi parallèlement
entre eux et en ce que la pièce centrale (13) s'étend globalement parallèlement ou quasi parallèlement aux
rails latéraux (16, 17).
6. Aube selon la revendication 5, caractérisée en ce que les tubes de refroidissement (18) s'étendent dans la direction circonférentielle
de la bande de recouvrement.
7. Aube selon la revendication 5, caractérisée en ce que les tubes de refroidissement (18) s'étendent de manière oblique par rapport à la
direction circonférentielle de la bande de recouvrement.
8. Aube selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que les tubes de refroidissement (18) comprennent chacun un perçage de refroidissement
(21) et sont conçus pour le refroidissement convectif du segment de bande de recouvrement
(12).
9. Aube selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les tubes de refroidissement (18) sont moulés sur le segment de bande de recouvrement
(12).
10. Aube selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisée en ce que les tubes de refroidissement (18a, 18b) sont disposés en chicane avec les pales (10a,
10b) adjacentes entre elles avec les segments de bande recouvrement.
11. Aube selon la revendication 1, caractérisée en ce que le segment de bande de recouvrement (12) est limitée, dans la direction axiale, par
des segments de paroi (14, 15) s'étendant dans la direction circonférentielle et en ce que l'air de refroidissement sortant des fentes (23, 24 ; 23.1, 23.2) est guidé par des
perçages de refroidissement (27, 28) au niveau des segments de paroi (14, 15) et des
rails latéraux (16, 17).
12. Aube selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le segment de bande de recouvrement (12) est limité dans une direction axiale ou
quasi axiale par des segments de paroi (14, 15) s'étendant dans la direction circonférentielle,
en ce que, parallèlement ou quasi parallèlement aux segments de paroi (14, 15), est prévu un
segment de paroi intermédiaire (31) disposé au centre, au sens d'un lieu géométrique,
entre les segments de paroi (14, 15) et en ce que, entre le segment de paroi intermédiaire (31) et les segments de paroi (14, 15),
dans les rails latéraux (16, 17), est prévue une fente (23.1, 23.2).
13. Aube selon la revendication 12, caractérisée en ce que les fentes (23.1, 23.2) d'un rail latéral sont reliées entre elles par un perçage
de refroidissement (28) s'étendant dans le rail latéral.
14. Aube selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que, à partir des perçages de refroidissement (21, 27, 28) alimentant les fentes (23,
24) partent des perçages de refroidissement par film (30) qui débouchent sur le côté
inférieur du segment de bande de recouvrement (12) dans le canal de gaz chaud.
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