CH702605B1

CH702605B1 - Turbinenlaufschaufel mit Schaufelspitzenkühlung.

Info

Publication number: CH702605B1
Application number: CH00094/11A
Authority: CH
Inventors: Luke John Ammann; Randall Richard Good
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2015-09-15
Also published as: DE102011000198A1; JP2011149427A; CN102135017A; DE102011000198B4; US20110176929A1; US8628299B2; CH702605A2; CN102135017B; JP5848876B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbinenlaufschaufel (40) mit einer Schaufelspitze (62). Die Schaufelspitze (62) enthält weiterhin eine Schaufelspitzennut (94), die in der radialen Schaufelspitze (62) ausgebildet ist und sich zu einer Hinterkante (68) der Turbinenlaufschaufel (40) hin erstreckt. Die Schaufelspitzennut (94) enthält weiterhin erste Kühlkanäle, welche sich durch den Nutboden und zur Hinterkante (68) geneigt erstrecken. In Verlängerung der Kühlkanäle können Kühlkanalnuten in den Nutseitenwänden vorgesehen sein.

Description

Hintergrund der Erfindung

[0001] Der hierin offenbarte Gegenstand bezieht sich auf Gasturbinenanlagen und insbesondere auf die Spitzen von Turbinenlaufschaufeln.

[0002] Gasturbinensysteme enthalten typischerweise wenigstens eine Gasturbinenanlage mit einem Verdichter, einer Brennkammer und einer Turbine. Die Brennkammer ist zum Verbrennen eines Gemisches von Brennstoff und verdichteter Luft eingerichtet, um heisse Verbrennungsgase zu erzeugen, die ihrerseits eine oder mehrere Laufschaufeln der Turbine in eine Drehbewegung versetzen. Die Turbinenlaufschaufeln können sich z.B. von einer tragenden Rotorscheibe in Radialrichtung nach aussen erstrecken, und die Drehbewegung der Turbinenlaufschaufeln kann für eine Last und/oder für den Verdichter Energie erzeugen. Leider sind die Turbinenlaufschaufeln während des Betriebs ständig den heissen Verbrennungsgasen ausgesetzt, was dazu führt, dass die Turbinenlaufschaufeln und insbesondere die Turbinenlaufschaufelspitzen schwierig zu kühlen sind. Ohne eine geeignete Kühlung können die Spitzen der Turbinenlaufschaufeln jedoch Oxidation und Rissbildung ausgesetzt sein, wodurch die betriebliche Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit der Turbinenlaufschaufeln verringert wird.

[0003] Die Erfindung sieht eine Turbinenlaufschaufel gemäss Anspruch 1 vor.

[0004] Eine Turbine kann eine solche Turbinenlaufschaufel mit einer Vorderkante und einer Hinterkante aufweisen, wobei die Turbinenlaufschaufel eine Schaufelspitze aufweist. Die Turbinenlaufschaufel weist weiterhin eine Schaufelspitzennut auf, nachstehend auch Hinterkantennut genannt, die sich entlang der radialen Schaufelspitze zu der Hinterkante hin erstreckt. Die Hinterkantennut weist eine Druckseitennutwand, eine Saugseitennutwand, einen Nutboden und eine Anzahl von Kühlkanälen auf, die in einer stromabwärtigen Richtung zu der Hinterkante der Turbinenlaufschaufel hin angewinkelt sind.

[0005] Die Turbinenlaufschaufel kann weiterhin eine Hinterkantennut aufweisen, die sich entlang eines Hinterkantenabschnittes der radialen Schaufelspitze in Sehnenrichtung zu der Hinterkante hin erstreckt, wobei die Länge des Hinterkantenabschnitts zwischen etwa 5% und 40% der Länge der Turbinenschaufel beträgt. Ausserdem weist die Turbinenlaufschaufel eine Anzahl von angewinkelten Kühlkanälen auf, die in dem Hinterkantenabschnitt innerhalb der Hinterkantennut angeordnet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0006] Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Zeichnungen kennzeichnen: <tb>Fig. 1<SEP>ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Gasturbinensystems zeigt, das Turbinenlaufschaufeln mit Spitzen mit einer Hinterkantennut aufweist, die dazu eingerichtet sind, eine verbesserte Kühlung zu bewirken; <tb>Fig. 2<SEP>ist eine seitliche Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Gasturbinensystems, wie es in Fig. 1 gezeigt ist; <tb>Fig. 3<SEP>ist eine isometrische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Turbinenbereiches des Gasturbinensystems, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, das eine an einer Rotorscheibe angebrachte Turbinenlaufschaufel aufweist; <tb>Fig. 4<SEP>ist eine Draufsicht auf die Turbinenlaufschaufel, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, wobei die Ansicht ein Ausführungsbeispiel der Spitze der Turbinenlaufschaufel darstellt; <tb>Fig. 5<SEP>ist eine Teilansicht der Turbinenschaufelspitze von oben, die innerhalb der Bogenlinie 5–5 in Fig. 4 aufgenommen ist und ein Ausführungsbeispiel der Hinterkantennut darstellt; <tb>Fig. 6<SEP>ist eine seitliche Schnittansicht, die entlang der Schnittlinie 6–6 in Fig. 4 aufgenommen ist und ein Ausführungsbeispiel der Hinterkantennut der Turbinenschaufelspitze darstellt; <tb>Fig. 7<SEP>ist eine im Schnitt dargestellte Endansicht, die entlang der Schnittlinie 7–7 in Fig. 5 aufgenommen ist und ein Ausführungsbeispiel der Hinterkantennut der Turbinenschaufelspitze darstellt; und <tb>Fig. 8<SEP>ist eine Teilansicht der Turbinenschaufelspitze von oben, die innerhalb der Bogenlinie 5–5 in Fig. 4 aufgenommen ist und ein anderes Ausführungsbeispiel der Hinterkantennut darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0007] Wenn die Elemente der verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eingeführt werden, ist beabsichtigt, dass die Artikel «ein», «eine», «der», «die» und «das» bedeuten, dass ein oder mehrere dieser Elemente vorhanden sind. Es ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke «aufweisen», «enthalten» und «haben» inklusiv sind und bedeuten, dass über die aufgezählten Elemente hinaus noch weitere Elemente vorhanden sein könnten.

[0008] Wie unten weiter erläutert, schaffen bestimmte Ausführungsbeispiele ein Gasturbinensystem, das Turbinenlaufschaufeln gemäss der Erfindung enthält, die für eine verbesserte Kühlung der Schaufelspitzen eingerichtet sind. Die Spitzen der Turbinenlaufschaufeln weisen Hinterkantennuten auf, in welchen Kühlkanäle ausgebildet sind, um eine verbesserte Kühlung zum Schutz der Spitzen der Turbinenschaufeln zu bewirken. Insbesondere soll der der Hinterkante der Turbinenschaufeln näher liegende Abschnitt der Spitzen gekühlt werden, indem er vor den heissen Verbrennungsgasen, die durch die Turbine strömen, geschützt werden. Wenn hierin der Ausdruck «Hinterkante» oder dergleichen verwendet wird, soll er so verstanden werden, dass er sich auf die Kante der Turbinenlaufschaufel auf der stromabwärtigen Seite, bezogen auf die Strömung der Verbrennungsgase, durch die Turbine hindurch bezieht. Die Region der Schaufelspitze, die sich in der Nähe der Hinterkante der Turbinenlaufschaufel befindet, ist infolge der Aerodynamik von Turbinenschaufeln allgemein schwieriger zu kühlen. Diese Region wird nachstehend als die Hinterkante der Schaufelspitze bezeichnet. Bei bestimmten Turbinenlaufschaufeln, die Filmöffnungen auf der Druckseite und der Saugseite verwenden, wird z.B. das meiste der von der durch die Filmöffnungen abgegebenen Kühlluft über die Saugseitenspitzenwand hinweg geleitet, bevor sie die Hinterkante der Schaufelspitze erreicht.

[0009] Dementsprechend können die in der Hinterkantennut ausgebildeten Kühlkanäle gemäss der vorliegenden Vorgehensweise angewinkelt sein, um ein Kühlmittel stromabwärts durch die Hinterkantennut und zu der Hinterkante der Turbinenschaufel hin zu leiten. Die Kühlkanäle weisen jeweils eine Öffnung auf, die sich durch den Boden der Hinterkantennut hindurch erstreckt und sich als eine Nut oder ein Schlitz entlang einer Seitenwand der Hinterkantennut fortsetzt. In einer Variante können die Kühlkanäle in einer versetzten bzw. gestaffelten Anordnung entlang gegenüberliegender Seitenwände der Hinterkantennut ausgebildet sein. Die der Hinterkante zugeführte Kühlluft isoliert die Hinterkante der Schaufelspitze gegen die heissen Verbrennungsgase. Dies kann die Oxidationsgeschwindigkeiten und die Rissbildung verringern, so dass die betriebliche Lebensdauer der Turbinenlaufschaufel erhöht wird.

[0010] Nun den Figuren zugewandt: Fig. 1 stellt ein Blockdiagramm eines Gasturbinensystems 10 dar. Das Gasturbinensystem 10 enthält Brennstoffdüsen 12, eine Brennstoffzufuhr 14 und eine Brennkammer 16. Wie gezeigt führt die Brennstoffzufuhr 14 dem Gasturbinensystem 10 durch die Brennstoffdüse 12 und in die Brennkammer 16 hinein einen flüssigen Brennstoff und/oder einen gasförmigen Brennstoff, wie z.B. Erdgas oder Synthesegas, zu. Die Brennkammer 16 zündet und verbrennt das Brennstoff-Luft-Gemisch und leitet danach heisse, unter Druck stehende Verbrennungsgase 17 (z.B. Abgas) in eine Turbine 18 hinein. Turbinenlaufschaufeln 40 sind mit einer Welle 19 verbunden, die, wie dargestellt, auch mit einigen weiteren Komponenten des Gasturbinensystems 10 gekoppelt ist. Wenn die Verbrennungsgase 17 zwischen den Turbinenlaufschaufeln 40 in der Turbine 18 hindurchtreten, wird die Turbine 18 in eine Drehbewegung versetzt, die auch bewirkt, dass sich die Welle 19 dreht. Schliesslich kann das Verbrennungsgas 17 durch einen Abgasauslass 20 aus dem Gasturbinensystem 10 austreten.

[0011] In einem Beispiel des Gasturbinensystems 10 sind Verdichterlaufschaufeln als Komponenten des Verdichters 22 enthalten. Die Laufschaufeln in dem Verdichter 22 sind mit der Welle 19 gekoppelt und drehen sich, wenn die Welle 19, wie oben erläutert, durch die Turbine 18 in eine Drehbewegung versetzt wird. Der Verdichter 22 saugt über einen Lufteinlass 24 Luft in das Gasturbinensystem 10 ein. Weiterhin kann die Welle 19 mit einer Last 26 gekoppelt sein, die durch die Drehbewegung der Welle 19 angetrieben werden kann. Die Last 26 kann z.B. eine beliebige geeignete Vorrichtung sein, die durch die Drehbewegungsabgabe des Gasturbinensystems 10 Energie erzeugen kann. Die Last 26 kann z.B. einen elektrischen Generator, einen Propeller eines Flugzeugs usw. enthalten. Der Lufteinlass 24 saugt Luft 30 durch den Lufteinlass, zur anschliessenden Vermischung der Luft 30 mit dem über die Brennstoffdüse 12 zugeführten Brennstoff 14 in das Gasturbinensystem 10 ein. Die durch das Gasturbinensystem 10 eingesaugte Luft 30 wird dem Verdichter 22 zugeführt und durch rotierende Laufschaufeln in dem Verdichter 22 zu unter Druck stehender Luft verdichtet. Die mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnete verdichtete Luft wird danach der Brennstoffdüse 12 zugeführt. Die Brennstoffdüse 12 kann danach die verdichtete Luft und den Brennstoff mischen, wie es durch das Bezugszeichen 34 gezeigt ist, um ein geeignetes Mischungsverhältnis für die Verbrennung zu erzeugen, z.B. für einen Verbrennungsvorgang, der eine vollständigere Verbrennung des Brennstoffs bewirkt, so dass kein Brennstoff verschwendet wird, oder keine übermässigen Emissionen erzeugt werden.

[0012] Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Gasturbinensystems 10. Wie gezeigt, enthält das Ausführungsbeispiel den Verdichter 22, der mit einer ringförmigen Reihe von Brennkammern 16 (z.B. 6, 8, 10, 12 oder mehr Brennkammern 16) verbunden ist. Jede Brennkammer 16 enthält wenigstens eine Brennstoffdüse 12 (z.B. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr), die einer Verbrennungskammer, die innerhalb jeder Brennkammer 16 angeordnet ist, ein Luft-Brennstoff-Gemisch 34 zuführt. Die Verbrennung des Luft-Brennstoff-Gemisches 34 in der Brennkammer 16 bewirkt, dass sich die Turbinenlaufschaufeln 40 in der Turbine 18 um eine in Längsrichtung verlaufende Rotationsachse 38 drehen, wenn die Verbrennungsgase 17 durch die Turbine 18 hindurch zu dem Abgasauslass 20 strömen. Wie unten genauer erläutert, weisen die Turbinenlaufschaufeln 40 in bestimmten Ausführungsformen der Turbine 18 Hinterkantennuten auf, die darin ausgebildete Kanäle aufweisen, um eine verbesserte Kühlung zum Schutz der Turbinenlaufschaufeln 40 und insbesondere der (z.B. radial am weitesten von der Achse 38 entfernten) Spitzen der Turbinenlaufschaufeln 40 vor den heissen Verbrennungsgasen 17 zu bewirken. Es wird z.B. Kühlluft, die aus dem Verdichter oder einer anderen Quelle abgezapft worden ist, durch einen Hohlraum innerhalb jeder Turbinenlaufschaufel 40 geleitet und durch einen oder mehrere angewinkelte Kühlkanäle in die Hinterkantennut hinein abgegeben. Die Kühlluft bildet innerhalb der Hinterkantennut eine isolierende Barriere, die zum Schutz der Spitzen der Turbinenschaufeln 40 vor den heissen Verbrennungsgasen, die durch die Turbine 18 hindurch strömen, beiträgt. Dieses Merkmal ist unten unter Bezug auf die Fig. 3 – 8 genauer dargestellt und beschrieben.

[0013] Fig. 3 stellt einen Ausschnitt der Turbine 18 des in Fig. 2 gezeigten Gasturbinensystems 10 dar. Die Turbine 18, die um die Rotationsachse 38 symmetrisch sein kann, weist eine Anzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten radialen Turbinenlaufschaufeln 40 auf (die manchmal auch als Turbinenrotorschaufeln oder -blätter bezeichnet werden) und die sich von einer Rotorscheibe 42 entlang einer radialen Achse, wie sie durch einen radialen Richtungspfeil 51 gekennzeichnet ist, radial nach aussen erstrecken. Die Turbine 18 weist auch eine ringförmige Turbinenummantelung 44 bzw. ein Gehäuse auf, die die Turbinenlaufschaufeln 40 umgibt. Allgemein ist die Turbinenummantelung 44 dazu eingerichtet, einen relativ schmalen Zwischenraum oder Spalt 46 zu den Turbinenlaufschaufeln 40 herzustellen, wodurch während des Betriebs der Leckstrom von Verbrennungsgasen 17 durch den Spalt hindurch begrenzt wird. Wie gezeigt, kann jede Turbinenlaufschaufel 40 einen Schwalbenschwanz 48, ein Schaufelblatt 54 und eine Plattform 56 aufweisen. Der Schwalbenschwanz 48 weist eine beliebige geeignete Form auf, wie z.B. die eines axialen Schwalbenschwanzes, der dazu eingerichtet ist, in einer zugehörigen Schwalbenschwanznut 49 entlang des Umfangs der Rotorscheibe 42 angebracht zu werden. Das Schaufelblatt 54 kann mit dem Schwalbenschwanz 48 einstückig verbunden sein und sich von diesem radial nach aussen erstrecken. Die Plattform 56 ist an dem Übergang von dem Schaufelblatt 54 zu dem Schwalbenschwanz 48 angeordnet, um einen Abschnitt des Strömungspfades für die Verbrennungsgase 17 zu bilden. Die Turbinenlaufschaufeln 40 können durch eine beliebige geeignete Technik einschliesslich Giessen, spanender Bearbeitung, Formen usw. gebildet sein.

[0014] In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Schaufelblatt 54 eine allgemein konkave Druckseitenwand 58 und eine in Umfangsrichtung oder seitlich gegenüberliegende (über eine verdeckte Linie gezeigte) Saugseitenwand, wobei sich jede von diesen axial zwischen einer Vorderkante 66 und einer Hinterkante 68 erstreckt. Wie oben erwähnt, bezieht sich die Vorderkante 66 auf die Kante auf der stromaufwärtigen Seite (Richtung 52) der Turbinenlaufschaufel 40, und die Hinterkante 68 bezieht sich auf die Kante auf der stromabwärtigen Seite (Richtung 50) der Turbinenlaufschaufel 40 bezogen auf die Richtung, in der die Verbrennungsgase 17 durch die Turbine 18 hindurchströmen. Weiterhin sind die Druckseitenwand 58 und die Saugseitenwand 60 in der Umfangsrichtung 53 voneinander beabstandet, um einen wenigstens teilweise hohlen (durch die verdeckte Linie gezeigten) inneren Hohlraum 55 zu bilden, der wenigstens eine innere Strömungskammer oder einen inneren Strömungskanal zum Leiten von Kühlluft durch das Schaufelblatt 54 bildet, um die Turbinenlaufschaufel 40 zu kühlen. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Innere des Hohlraums 54 eine Anzahl von Strukturen zum Verstärken der Kühlwirkung, wie z.B. Serpentinenströmungskanäle, Turbulatoren oder dergleichen enthalten. Wie oben erläutert, kann die Kühlluft in bestimmten Ausführungsbeispielen dem Verdichter 22 entnommen oder von einer anderen Kühlmittelquelle zugeführt werden.

[0015] Die aus dem Hohlraum 55 abzugebende Kühlluft kann durch Filmkühlöffnungen 70 und Hinterkantenaustrittsöffnungen 72 abgegeben werden. Es kann auch durch weitere Kühlöffnungen 74 nahe bei der Schaufelspitze 62 entlang der Druckseitenwand 58 und/oder durch Kühlöffnungen 78, die an einer auf der Druckseitenwand 58 wie in Fig. 3 gezeigt ausgebildeten Stossfläche bzw. -kante 76 angeordnet sind, Kühlluft abgegeben werden. Wie unten genauer erläutert, weist die Schaufelspitze 62 insbesondere in einer Hinterkantennut 94 weitere Kühlkanäle auf, um die Kühlung der Schaufelspitze 62 weiter zu unterstützen. Die durch die Kühlkanäle in der Hinterkantennut 94 abgegebene Kühlluft kann z.B. in Verbindung mit Kühlluft, die durch die Kühlöffnungen 74 und/oder 76 an der Druckseitenwand 58 abgegeben wird, die Hinterkantennut 94 füllen und/oder isolieren, wodurch eine schützende Luftsperre gebildet wird, die die Schaufelspitze 62 vor den heissen Verbrennungsgasen 17 schützt. Wie unten unter Bezug auf die Fig. 5 – 8 genauer erläutert, umfasst der Begriff Hinterkantennut 94 einen Schlitz, eine Einkerbung, eine Vertiefung oder eine Rille mit einem Boden, der zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden ausgebildet ist, so dass die obere Oberfläche jeder der Seitenwände in Radialrichtung weiter von der Längsachse 38 als der Boden der Hinterkantennut 94 entfernt ist. Die Seitenwände hindern, dass die heissen Verbrennungsgase 17 von der äusseren Umgebung der Schaufelspitz in die Hinterkantennut 94 eintreten (z.B. eindringen). Die verbesserte Kühltechnik verringert z.B. die Oxidationsgeschwindigkeit an der Schaufelspitze 62, wodurch die Lebensdauer der Turbinenlaufschaufel 40 verlängert wird.

[0016] Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einer erfindungsgemässen Turbinenlaufschaufel 40, wobei die Ansicht die Turbinenschaufelspitze 62 genauer darstellt. Die Schaufelspitze 62 weist eine Spitzenplatte oder eine Spitzenkappe 80 auf, die auf den radial äusseren Enden der Druckseitenwand 58 und der Saugseitenwand 60 angeordnet ist. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Spitzenplatte 80 mit der Turbinenlaufschaufel 40 einstückig ausgebildet oder mit dieser verbunden oder gekoppelt (z.B. verschweisst) sein. Wie gezeigt, können eine Druckseitenspitzenwand 84 und eine Saugseitenspitzenwand 86 an der Spitzenplatte 80 ausgebildet sein. Die Druckseitenspitzenwand 84 erstreckt sich von der Druckseite der Spitzenplatte 80 (d.h. die Seite der Spitzenplatte, die zur Druckseite der Turbinenlaufschaufel gerichtet ist) radial nach aussen und erstreckt sich in Axialrichtung von der Vorderkante 66 zu der Hinterkante 68 der Turbinenschaufel 40. In ähnlicher Weise erstreckt sich die Saugseitenspitzenwand 86 von der Saugseite der Spitzenplatte 80 (d.h. die Seite der Spitzenplatte, die zur Saugseite der Turbinenlaufschaufel gerichtet ist) radial nach aussen und in Axialrichtung von der Vorderkante 66 zu der Hinterkante 86 der Turbinenlaufschaufel 40. Die Höhe und die Breite der Druckseitenspitzenwand 84 und der Saugseitenspitzenwand 86 variieren in Abhängigkeit von der Grösse der Turbine 18 und der Laufschaufeln 40.

[0017] Die Druckseitenspitzenwand 84, die Saugseitenspitzenwand 86 und die Spitzenplatte oder Spitzenkappe 80 bilden einen Spitzenhohlraum oder eine Spitzenvertiefung, die hier mit dem Bezugszeichen 82 gekennzeichnet ist. Das bedeutet, der Spitzenhohlraum 82 ist ein vertiefter Bereich (oder eine Vertiefung) der Schaufelspitze 62, der allgemein von der Druckseitenspitzenwand 84 und der Saugseitenspitzenwand 86 umgeben ist. Die Spitzenvertiefung 82 weist weiterhin einen oder mehrere Kühlkanäle 90 auf, durch die Kühlluft aus dem Schaufelblatthohlraum 55 abgegeben werden kann. Demnach füllt die durch die Kanäle 90 abgegebene Kühlluft im Betrieb das Volumen der Spitzenvertiefung 82, wodurch die Schaufelspitze 62 durch wenigstens teilweises Isolieren der Schaufelspitze 62 und Hindern der heissen Verbrennungsgase 17 am Eintreten in die Spitzenvertiefung 82 geschützt wird. Gleichzeitig hilft die von den Filmöffnungen 70 nahe bei der Vorderkante 66, von den Öffnungen 78 auf der Stosskante 76 und von den Filmöffnungen 74 (Fig. 3 ) abgegebene Kühlluft auch beim Isolieren der Schaufelspitze 62 gegen die heissen Verbrennungsgase 17.

[0018] Wie oben erwähnt, sind die Hinterkanten der Schaufelspitzen bei bestimmten Turbinenlaufschaufeln infolge der Aerodynamik der Turbinenschaufeln häufig schwierig zu kühlen (Z.B. wird das meiste der Kühlluft in der Spitzenvertiefung 82 über die Saugseitenspitzenwand 86 hinweggeleitet, bevor sie die Hinterkante 86 erreicht.). Dementsprechend weist die Turbinenschaufelspitze 62 gemäss einer Variante der Erfindung auch eine Hinterkantennut 94 auf, die angewinkelte Kühlkanäle aufweist, um die Kühlung der Schaufelspitze 62 nahe bei der Hinterkante 68 zu verbessern, wie es unten unter Bezug auf die Fig. 5 – 8 genauer erläutert ist. Die Hinterkantennut 94 kann eine Vertiefung, eine Nut, ein Schlitz, eine Einkerbung, eine Rille oder eine andere ähnliche Formation sein, die zwischen dem hinteren Ende (in der Richtung der Hinterkante 68 der Schaufelspitze 62) der Spitzenvertiefung 82 und der Hinterkante 68 der Schaufelspitze 62 in einem Hinterkantenbereich der Schaufelspitze 62 angeordnet ist. Der Hintenkantenbereich grenzt direkt an die Hinterkante 68 an und umfasst weniger als 20, 30, 40 oder 50% der Gesamtlänge 102 der Schaufelspitze umfassen. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann die Hinterkantennut 94 durch eine Saugseitennutwand 96 und eine Druckseitennutwand 98 gebildet sein. Die Hinterkantennut 94 kann sich in einem allgemein linienförmigen Pfad (z.B. in Sehnenrichtung) von dem hinteren Ende der Spitzenvertiefung 82 zu der Hinterkante 68 der Schaufelspitze 62 erstrecken. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Hinterkantennut 94 in Abhängigkeit von der Krümmung der Turbinenlaufschaufel 40 leicht bogenförmig (z.B. gekrümmt) verlaufen. Die Länge 100 der Hinterkantennut 94 beträgt wenigstens etwa 5, 10, 20, 25, 30, 40 oder 50% der Sehnenlänge 102 der Turbinenlaufschaufel 40, gemessen von der Hinterkante 68. Während das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Hinterkantennut 94 zeigt, die direkt zu der Hinterkante führt, sollte erkannt werden, dass die Hinterkantennut in anderen Ausführungsformen auch vor der Hinterkante 68 enden könnte.

[0019] In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform weist die Spitzenvertiefung 82 eine Kühlöffnung 90a auf, die an dem hinteren Ende kurz vor dem vorderen Ende der Hinterkantennut 94 (d.h. an dem Ende der Hinterkantennut, das am weitesten von der Hinterkante 68 entfernt und näher bei der Vorderkante 66 angeordnet ist) angeordnet ist. Durch die Kühlöffnung 90a abgegebene Kühlluft kann entlang der Hinterkantennut 94 zu der Hinterkante 68 hin geführt werden. Wie unten genauer erläutert, weist die Hinterkantennut 94 ausserdem auch Kühlkanäle auf, durch die Kühlluft aus dem Hohlraum 55 abgegeben werden kann. Die Kühlkanäle ermöglichen der Kühlluft, in die Hinterkantennut 94 zu zirkulieren, wodurch der Bereich der Schaufelspitze 62 nahe der Hinterkante 68 geschützt wird, indem auf diese Weise die heissen Verbrennungsgase 17 am Eintreten in die Hinterkantennut 94 gehindert werden. Die Austrittsseite der jeweiligen Kühlkanäle 108 (d.h. die Seite, welche radial nach aussen, bezogen auf den Boden der Hinterkantennut, angeordnet ist, durch die das Kühlmittel austritt) kann zu der Hinterkante 68 hin angewinkelt sein, was beim Leiten der Kühlluft stromabwärts durch die Hinterkantennut 94 zu der Hinterkante 68 hin hilft. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Hinterkantennut 94 mit einer metallischen Bondschicht, einem Oxidationsinhibitor und/oder einer Wärmeschutzbeschichtung versehen sein.

[0020] Die Fig. 5 und 6 sind detaillierte Ansichten eines Ausführungsbeispiels der Hinterkantennut 94 der Turbinenschaufelspitze 62, die eine Vergrösserung des durch die Bogenlinie 5–5 bezeichneten Bereichs bzw. entlang der Schnittlinie 66 aus Fig. 4 aufgenommen sind. Im Einzelnen zeigt Fig. 5 die Hinterkantennut 94 mit einem Nutboden 106 zwischen der Saugseitennutwand 96 und der Druckseitennutwand 98 in einer Aufsicht. An ihrem vorderen Ende 101 kann die Hinterkantennut 94 eine vordere Breite 105 aufweisen; an ihrem hinteren Ende 103 kann die Hinterkantennut 94 eine hintere Breite 107 aufweisen. Die vordere und hintere Breiten 105 und 107 können gleich sein, z.B. wenn die Hinterkantennut 94 eine allgemein konstante Breite hat, oder sie können voneinander verschieden sein. In einem Ausführungsbeispiel, wo sich die Breite der Hinterkantennut 94 zu der Hinterkante 68 hin verringert, kann die Breite 105 grösser als die Breite 107 sein. Alternativ kann sich die Breite der Hinterkantennut 94 in einem anderen Beispiel zu der Hinterkante hin vergrössern, was zu einer Breite 107 führt, die grösser als die Breite 105 ist. Nur beispielhaft kann die Breite der Hinterkantennut 94 (z.B. 105 und 107) in einigen Ausführungsbeispielen wenigstens näherungsweise 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 oder mehr Zentimeter betragen. Als weiteres Beispiel kann die Breite 105 um näherungsweise 5, 10, 15, 20, 25, 30 oder 35% oder einen grösseren Wert grösser als die Breite 107 sein oder umgekehrt. Weiterhin können die Breiten 105 und 107 im Vergleich zu dem breitesten Abschnitt (Breite 99) der Spitzenvertiefung 82 zwischen 1% und 30%, 1% und 20% oder 1% und 10% der Breite 99 betragen.

[0021] Wie oben erläutert, weist die Hinterkantennut 94 auch angewinkelte Kühlkanäle auf, die hier durch das Bezugszeichen 108 gekennzeichnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann jeder Kühlkanal 108 eine Kühlöffnung 110 aufweisen, die sich geneigt durch den Boden 106 der Hinterkantennut 94 hindurch erstreckt. Wie in Fig. 6 deutlicher gezeigt kann sich die Kühlöffnung 110 des Kühlkanals 108 an dem Nutboden 106 in einem Schlitz oder einer Nut 112 des Kühlkanals 108, nachstehend Kühlkanalnut genannt, fortsetzen, die entlang der Saugseitennutwand 96 mit dem im Wesentlichen gleichen Winkel 116 gebildet ist. Der Winkel 116 der Kühlöffnung 110 eines Kühlkanals 108 kann demjenigen der dem Kühlkanal 108 zugehörigen Kühlkanalnut (Schlitz bzw. Nut) 112 gleich sein, oder von diesem abweichen. Der Winkel 116 muss nicht konstant über die Länge des Schlitzes bzw. der Nut 12. Er kann variieren, so dass z.B., bezogen auf die Linie 115, die Kühlkanalnut 112 nach oben oder nach unten geschwenkt ist. Die durch die Kühlkanalnut 112 geschaffene Vertiefung vergrössert die Oberfläche entlang der Nutwände 96 und 98, um die Kühlung zu verbessern, und fördert eine Zirkulation der Kühlluft innerhalb der Hinterkantennut 94. Die Kühlkanäle 108 können unter Verwendung irgendeiner geeigneten Technik, wie z.B. durch Bohren, spanendes Bearbeiten, Laserschneiden usw. ausgebildet sein. Während die in Fig. 6 gegebene Schnittansicht nur die Saugseitennutwand 96 zeigt, sollte erkannt werden, dass Kühlkanäle 108 an der Druckseitennutwand 98 eine ähnliche Anordnung aufweisen können.

[0022] Wieder unter Bezug auf Fig. 5 : Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist Kühlkanäle 108 auf, die an der Saugseitennutwand 96 und der Druckseitennutwand 98 in einer versetzten bzw. gestaffelten Anordnung ausgebildet sind. Die Kühlkanäle 108 können z.B. unterschiedliche Positionen entlang der Nut aufweisen, die von einer Wand (z.B. 96) zu der anderen Wand (z.B. 98) abwechseln. In anderen Ausführungsbeispielen können die Kühlkanäle 108 in einer nicht versetzten Anordnung ausgerichtet sein, so dass jeder Kühlkanal 108 an der Wand 96 einen zugehörigen Kühlkanal 108 an der Wand 98 hat, der an der im Wesentlichen gleichen Position entlang der Länge 100 der Hinterkantennut 94 angeordnet ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Hinterkantennut 94 nur auf der Druckseitenwand 98 oder nur auf der Saugseitenwand 96 Kühlkanäle 108 aufweisen.

[0023] Wieder unter Bezug auf Fig. 6 : Die Kühlkanäle 108 sind entlang jeder Seitenwand (z.B. 96 und 98) der Hinterkantennut 94 durch einen Abstand 113 voneinander beabstandet angeordnet. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Abstand 113 wenigstens etwa 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5 oder 5 cm betragen. Ausserdem kann der Abstand 113 in einigen Ausführungsbeispielen auch als ein prozentualer Anteil der Länge der Hinterkantennut 94 (z.B. der Länge 100) oder der Länge der Turbinenlaufschaufel (z.B. der Länge 102) festgelegt sein. Der Abstand 113 kann z.B. etwa 1% bis 20%, 1% bis 15%, 1% bis 10% oder 1% bis 5% der Nutlänge 100 betragen. Der Abstand 113 kann auch als eine Funktion der Öffnungsdurchmesser ausgedrückt werden. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Verhältnis des Abstandes 113 zu den Öffnungsdurchmessern z.B. zwischen etwa 1,5 und 15 betragen. Der Abstand 113 kann weiterhin zwischen den einzelnen Kühlkanälen 108 variieren. Z.B. kann sich der Abstand 113 in einigen Ausführungsbeispielen zwischen den Kühlkanälen 108 zu der Hinterkante 68 hin allmählich verringern (Also sind die Kühlkanäle 108 nahe bei der Hinterkante 68 näher beieinander angeordnet.). Der Abstand 113 zwischen den einzelnen Kühlkanälen 108 könnte z.B. von einem Kühlkanal 108 zum anderen um etwa 1% bis 50%, 1% bis 25%, 1% bis 10% oder 1% bis 5% abnehmen.

[0024] Wie gezeigt, sind die Kühlkanäle 108 unter einem Winkel 116 ausgebildet, so dass der Austrittsbereich 114 der Kühlkanalnut 112 zu der Hinterkante 68 der Schaufelspitze hin und von der radialen Achse 51 der Vorderkante weg angewinkelt ist. Der Winkel 116 kann unter Bezug auf die Linie 115, die zu der Längsachse 38 (Fig. 2 ) des Gasturbinensystems 10 parallel ist, festgelegt sein. In anderen Varianten könnte die Linie 115 zu einer radial äussersten Kante der Turbinenlaufschaufel 40 parallel sein. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Kühlkanäle 108 zu der Hinterkante 68 hin angewinkelt sein, so dass der Winkel 116 zwischen etwa 10 und 60 Grad oder im Einzelnen zwischen etwa 10 und 45 Grad beträgt. Der Winkel 116 kann jedoch zwischen 5 und 35 Grad betragen oder weniger als etwa 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 oder 60 Grad betragen.

[0025] Während die Öffnungen 110 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als allgemein oval- oder kreisförmig gezeigt sind, sollte weiterhin erkannt werden, dass die Öffnungen 110 auch als andere Formen ausgebildet sein könnten, wie z.B. quadratische, rechteckförmige, dreieckförmige, rautenförmige Öffnungen usw. Die Grössen der Öffnungen 110 können in bestimmten Ausführungsbeispielen zwischen näherungsweise 0,05 und 0,3 cm im Durchmesser betragen. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Durchmesser der Öffnungen weniger als 0,05 cm oder mehr als 0,3 cm betragen. Weiterhin können die Öffnungen 110 entlang der Hinterkantennut 94 auch in der Grösse variieren. Die Öffnungen 110 können z.B. von dem vorderen Ende 101 zu dem hinteren Ender 103 der Hinterkantennut 94 hin in der Grösse zu- oder abnehmen. Jede Öffnung 110 kann auch einen konstanten Durchmesser oder einen variablen (z.B. einen verjüngenden und/oder einen sich ausweitenden) Durchmesser in der Luftströmungsrichtung aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel können die Kühlkanalnuten 112 eine Breite aufweisen, die etwa die gleiche wie die ihrer zugehörigen Öffnungen 110 ist. Ausserdem kann die Breite der Kühlkanalnut 112 in einigen Ausführungsbeispielen von dem Nutboden 106 zu dem Austrittsbereich 114 hin zunehmen oder abnehmen. Weiterhin kann die Kühlkanalnut 112 in einem Ausführungsbeispiel ein Aspektenverhältnis (z.B. ein Verhältnis von Tiefe zu Breite) von etwa 0,5 bis 4,0 aufweisen.

[0026] Wie weiter in Fig. 6 gezeigt, kann die Hinterkantennut 94 an ihrem vorderen Ende 101 eine Tiefe 118 und an ihrem hinteren Ende 103 eine Tiefe 120 aufweisen (wobei die Tiefe zwischen der Oberseite der Nutwände 96 und 98 und dem Nutboden 106 gemessen wird). In bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Tiefe der Hinterkantennut 94 entlang der Länge 100 der Hinterkantennut 94 allgemein konstant sein, so dass die Tiefe 118 und die Tiefe 120 gleich sind. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Tiefe der Hinterkantennut 94 zu der Hinterkante 68 zunehmend flach werden, so dass die Tiefe 118 grösser ist als die Tiefe 120. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Tiefe 120 z.B. etwa 0% bis 80% der Tiefe 118 betragen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Tiefe der Hinterkantennut 94 zu der Hinterkante hin zunehmen, so dass die Tiefe 118 kleiner ist als die Tiefe 120. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Tiefe 118 z.B. etwa 0% bis 80% der Tiefe 120 betragen. Demnach kann die Hinterkantennut 94 eine geneigte bzw. sich ändernde Tiefe in der Stromabwärtsrichtung aufweisen, wobei der Nutboden 106 bezogen auf die Linie 115 in einem Winkel von etwa 1 bis 20, 1 bis 10 oder 1 bis 5 Grad angewinkelt ist.

[0027] Fig. 7 zeigt eine im Schnitt dargestellte Endansicht der Hinterkantennut 94, die entlang der Schnittlinie 7–7 in Fig. 5 aufgenommen ist. Fig. 7 stellt auch die Strömungspfade der Kühlluft durch die Filmöffnungen 74 auf der Druckseite 58 der Turbinenlaufschaufel 40, durch die Kühlkanäle 108a auf der Druckseite (Wand 98) der Hinterkantennut 94 und durch die Kühlkanäle 108b auf der Saugseite (Wand 96) der Hinterkantennut 94 dar. Wie gezeigt wird die Kühlluft 122, die aus dem Verdichter 22 abgezapft und/oder von einer anderen Kühlmittelquelle (z.B. einem Bläser oder einem externen Gebläse) geliefert worden sein kann, in den Hohlraum 55 des Schaufelblattes 54 hineingeleitet. Ein erster Teil der Kühlluft 122 kann durch die Filmöffnungen 74 und die Kühlkanäle 108a und 108b hindurchgeleitet werden. Wie durch den Strömungspfad 124 gekennzeichnet, kann die Kühlluft 122 z.B. durch Filmöffnungen 74 aus der Druckseite 58 des Schaufelblattes 54 heraus und über die Schaufelspitze 62 (z.B. über die Spitzenwände 84 und 86) hinweg strömen. Der zweite Teil der Kühlluft 122 kann auch durch die Kühlkanäle 108a auf der Druckseite der Hinterkantennut 94 (z.B. entlang der Wand 98) strömen und innerhalb der Vertiefung der Hinterkantennut 94 zirkulieren, wie es durch den Strömungspfad 126 dargestellt ist. Weiterhin strömt ein dritter Teil der Kühlluft 122 durch die Kühlkanäle 108b auf der Saugseite der Hinterkantennut 94 (z.B. entlang der Wand 96) und über die Saugseitenspitzenwand 86 hinweg.

[0028] Auf diese Weise ist die Hinterkantennut 94 so eingerichtet, dass Kühlluft 122 während des Betriebs innerhalb der Hinterkantennut 94 zirkuliert (z.B. Strömungspfad 126), wodurch die heissen Verbrennungsgase 17 am Eintreten in die Hinterkantennut 94 gehindert werden. Ausserdem strömt die Kühlluft 122 auch über die Schaufelspitze 62 hinweg, wie es durch die Strömungspfade 124 und 128 bezeichnet ist, um die Schaufelspitze 62 weiter zu isolieren, um nicht den heissen Verbrennungsgasen 17 ausgesetzt zu sein. Demnach wird die Kühlung verglichen mit bestimmten Turbinenlaufschaufeln bezogen auf den Bereich der Turbinenschaufelspitzen 62, der der Hinterkante 68 näher liegt, verbessert. Dies verringert den Verschleiss, die Oxidationsgeschwindigkeit und die Rissbildung und verbessert und erhöht dadurch die betriebliche Lebensdauer der Turbinenlaufschaufel 40. Während die Druck- und die Saugseitennutwand 98 bzw. 96 in Fig. 7 als parallel gezeigt sind, sollte jedoch weiterhin erkannt werden, dass die Nutwände 96 und 98 in anderen Ausführungsbeispielen auch in der Radialrichtung auseinander- oder zusammenlaufen könnten.

[0029] Fig. 8 zeigt eine detailliertere Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Hinterkantennut 94 der Turbinenschaufelspitze 62, wobei die Ansicht eine Vergrösserung des durch die Bogenlinie 5–5 bezeichneten Bereichs in Fig. 4 aufgenommen ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die geneigten Kühlkanäle 130 an dem Nutboden 106 entlang des Zentrums der Hinterkantennut 94 ausgebildet, anstatt entlang der Seitenwände 96 und 98 der Nut ausgebildet zu sein, wie es in den Fig. 5 – 7 gezeigt ist. Das bedeutet, dass die Kühlkanäle 130 nur eine Öffnung ohne die zugehörigen Kühlkanalnuten (Nuten oder Schlitze) 112 entlang der Seitenwände 96 und 98, wie sie in den Fig. 5 – 7 gezeigt sind, aufweisen. Die Öffnungen 130 ähnlich der Anwinklung der Öffnungen 110 (Fig. 6 ) zu der Hinterkante 68 der Hinterkantennut 94 hin geneigt sein. Dies ermöglicht es, dass das aus den Öffnungen 130 austretende Kühlmittel entlang der Hinterkantennut 94 zu der Hinterkante 68 hin gelenkt wird. In einem anderen Beispiel kann die Hinterkantennut 94 weiterhin angewinkelte Kühlkanäle 108 und 130 an den Seitenwänden (z.B. 96 und 98) und dem Nutboden 106 aufweisen.

[0030] In einer Variante enthält ein System 10 eine Turbinenlaufschaufel 40 mit einer radialen Schaufelspitze 62. Das System 10 enthält weiterhin eine Hinterkantennut 94, die in der radialen Schaufelspitze 62 ausgebildet ist und sich zu einer Hinterkante 68 der Turbinenlaufschaufel 40 hin erstreckt. Die Hinterkantennut 94 enthält weiterhin eine erste Gruppe von Kühlkanälen 108, von denen jede eine erste Kühlkanalnut 112 aufweist, die entlang einer ersten Seitenwand 98 der Hinterkantennut 94 ausgebildet ist, wobei die Kühlkanalnut 112 mit einer zugehörigen ersten Öffnung 110 verbunden ist, die sich durch einen Boden 106 der Hinterkantennut 94 hindurch erstreckt.

Bezugszeichenliste

[0031] <tb>10<SEP>Gasturbinensystem <tb>12<SEP>Brennstoffdüse <tb>14<SEP>Brennstoffzufuhr <tb>16<SEP>Brennkammer <tb>17<SEP>Heisse Verbrennungsgase <tb>18<SEP>Turbine <tb>19<SEP>Welle <tb>20<SEP>Auslass <tb>22<SEP>Verdichter <tb>24<SEP>Einlass <tb>26<SEP>Last <tb>30<SEP>Luft <tb>32<SEP>Verdichtete Luft <tb>34<SEP>Verdichtete Luft und Brennstoff <tb>36<SEP>Verbrennungsgase <tb>38<SEP>Längsachse <tb>40<SEP>Turbinenlaufschaufel <tb>42<SEP>Rotorscheibe <tb>44<SEP>Turbinenummantelung <tb>46<SEP>Zwischenraum <tb>48<SEP>Schwalbenschwanz <tb>49<SEP>Schwalbenschwanznut <tb>50<SEP>Stromabwärtsrichtung <tb>51<SEP>Radialachse <tb>52<SEP>Stromaufwärtsrichtung <tb>53<SEP>Umfangsrichtung <tb>54<SEP>Schaufelblatt <tb>55<SEP>Hohlraum <tb>56<SEP>Plattform <tb>58<SEP>Druckseitenwand <tb>60<SEP>Saugseitenwand <tb>62<SEP>Schaufelspitze <tb>66<SEP>Vorderkante <tb>68<SEP>Hinterkante <tb>70<SEP>Filmkühlöffnung <tb>72<SEP>Hinterkantenauslassöffnung <tb>74<SEP>Filmkühlöffnung <tb>76<SEP>Stosskante <tb>78<SEP>Kühlöffnung <tb>80<SEP>Spitzenplatte <tb>82<SEP>Spitzenvertiefung <tb>84<SEP>Druckseitenspitzenwand <tb>86<SEP>Saugseitenspitzenwand <tb>90<SEP>Kühlkanal <tb>94<SEP>Hinterkantennut <tb>96<SEP>Saugseitennutwand <tb>98<SEP>Druckseitennutwand <tb>100<SEP>Nutlänge <tb>101<SEP>Vorderkantenseite <tb>102<SEP>Laufschaufellänge <tb>103<SEP>Hinterkantenseite <tb>105<SEP>Vorderkantenseitenbreite <tb>106<SEP>Boden <tb>107<SEP>Hinterkantenseitenbreite <tb>108<SEP>Kühlkanal <tb>110<SEP>Kühlöffnung <tb>112<SEP>Schlitz/Nut («Kühlkanalnut») <tb>113<SEP>Abstand (zwischen Kühlkanälen) <tb>114<SEP>Austrittsbereich <tb>115<SEP>Linie (parallel zur Längsachse) <tb>116<SEP>Winkel <tb>118<SEP>Vorderkantenseitentiefe <tb>120<SEP>Hinterkantenseitentiefe <tb>122<SEP>Kühlluft <tb>124<SEP>Strömungspfad <tb>126<SEP>Strömungspfad <tb>128<SEP>Strömungspfad <tb>130<SEP>Kühlkanal

Claims

1. Turbinenlaufschaufel (40) für eine Axialturbine, welche Turbinenlaufschaufel eine Vorderkante (66) und eine Hinterkante (68) aufweist, wobei die Turbinenlaufschaufel (40) eine Schaufelspitze (62) und eine Schaufelspitzennut (94) aufweist, die sich in einem Hinterkantenbereich entlang der Schaufelspitze (62) zu der Hinterkante (68) hin erstreckt, wobei die Schaufelspitzennut (94) aufweist: eine erste Nutseitenwand (98), eine zweite Nutseitenwand (96), einen Nutboden (106) und eine Mehrzahl von ersten Kühlkanälen (108), welche sich durch den Nutboden in einer stromabwärtigen Richtung (50) zu der Hinterkante (68) der Turbinenlaufschaufel (40) hin angewinkelt erstrecken.

2. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten Kühlkanäle (108) eine erste Kühlkanalnut (112) aufweist, die entlang der ersten Nutseitenwand (98) der Schaufelspitzennut (94) gebildet und mit einer zur Ausblasung von Kühlmedium dienenden ersten Öffnung (110) des jeweiligen ersten Kühlkanals (108) verbunden ist, die sich durch den Nutboden (106) hindurch erstreckt.

3. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 2, bei der die Schaufelspitzennut (94) eine Mehrzahl von zweiten Kühlkanälen (108) aufweist, von denen jeder eine zweite Kühlkanalnut (112) aufweist, die entlang der zweiten Nutseitenwand (96) der Schaufelspitzennut (94) ausgebildet und mit einer zur Ausblasung von Kühlmedium dienenden zweiten Öffnung (110) des jeweiligen zweiten Kühlkanals (108) verbunden ist, die sich durch den Nutboden (106) der Schaufelspitzennut (94) hindurch erstreckt, wobei die zweite Nutseitenwand (96) der ersten Nutseitenwand (98) gegenüberliegt.

4. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 3, bei der die ersten Kühlkanäle (108) entlang der ersten Nutseitenwand (98) mit Bezug auf die zweiten Kühlkanäle (108) entlang der zweiten Nutseitenwand (96) versetzt angeordnet sind.

5. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 3, bei der die Turbinenlaufschaufel (40) ein Schaufelblatt (54) mit einer Druckseitenwand (58) und einer Saugseitenwand (60) aufweist, wobei die Druckseitenwand (58) und die Saugseitenwand (60) voneinander beabstandet sind, um einen inneren Hohlraum (55) zu bilden, der zur Aufnahme einer Strömung eines Kühlmittels (122) eingerichtet ist, wobei der innere Hohlraum (55) mit den ersten und den zweiten Kühlkanälen (108) in der Schaufelspitzennut (94) verbunden ist.

6. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 3, bei der die ersten Kühlkanäle (108) um einen Abstand (113) von zwischen 1% und 20% einer Länge (100) der Schaufelspitzennut (94) voneinander beabstandet angeordnet sind und bei der die zweiten Kühlkanäle (108) um einen Abstand (113) von zwischen 1% und 20% der Länge (100) der Schaufelspitzennut (94) voneinander beabstandet angeordnet sind.

7. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 6, bei der sich der Abstand (113) zwischen jeweils benachbarten ersten Kühlkanälen (108) und der jeweilige Abstand (113) zwischen benachbarten zweiten Kühlkanälen (108) zu der Hinterkante (68) der Turbinenlaufschaufel (40) hin fortschreitend verkleinern.

8. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 3, bei der ein jeweiliger Abstand (113) zwischen den einzelnen ersten Kühlkanälen (108) an der ersten Nutseitenwand (98) der Schaufelspitzennut (94) zwischen 0,25 cm und 5 cm beträgt und der jeweilige Abstand (113) zwischen den einzelnen zweiten Kühlkanälen (108) an der zweiten Nutseitenwand (96) der Schaufelspitzennut (94) zwischen 0,25 cm und 5 cm beträgt.

9. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 2, bei der die ersten Kühlkanäle (108) an der ersten Nutseitenwand (98) angrenzend an die Druckseite der Turbinenlaufschaufel (40) angeordnet sind.

10. Turbinenlaufschaufel (40) nach Anspruch 2, bei der eine Länge (100) der Schaufelspitzennut (94) zwischen 5% und 40% einer Sehnenlänge (102) der Schaufelspitze (62) der Turbinenlaufschaufel (40) beträgt.