CH708438A2

CH708438A2 - Turbinenschaufel.

Info

Publication number: CH708438A2
Application number: CH01164/14A
Authority: CH
Inventors: Mark Andrew Jones; Bradley Taylor Boyer; Robert Alan Brittingham; Gregory Thomas Foster; Christoph William Kester
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2015-02-13
Also published as: JP6506512B2; CH708438B1; JP2015031284A; US9695696B2; DE102014110331A1; CH708438A8; US20150037165A1

Abstract

Es wird eine Turbinenschaufel (10) geschaffen, die aufweist: Druck- und Saugoberflächen (11, 12), die so verbunden sind, dass sie einen Innenraum definieren, durch den Kühlmittel strömen kann, und erste und zweite Vorsprungsanordnungen (20, 30), wobei jede von den ersten und zweiten Vorsprungsanordnungen (20, 30) Vorsprünge (21, 31) beinhaltet, die jeweils mit radial äusseren Abschnitten jeweiliger Innenflächen (111) der Druck- oder Saugoberfläche (11, 12) verbunden sind. Die Vorsprünge (21) der ersten Vorsprungsanordnung (20) sind von Vorsprüngen (31) der zweiten Vorsprungsanordnung (30) durch Lücken (40) getrennt, die jeweils zwischen ihnen definiert sind.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Gegenstand der vorliegenden Beschreibung sind Turbinenschaufeln, und genauer Turbinenschaufeln mit geteilten Pins.

[0002] Eine Turbinenschaufel kann in einem Turbinenabschnitt einer Gasturbinenmaschine angeordnet sein. Die Turbinenschaufel kann als Teil einer Gruppe von Turbinenschaufeln in einer von mehreren axial angeordneten Stufen des Turbinenabschnitts installiert sein. Da jede Gruppe aerodynamisch mit Verbrennungsgasen interagiert, dreht sich die Gruppe mit einem Rotor, der durch den Turbinenabschnitt verläuft, und bewirkt eine entsprechende Drehung des Rotors, die genutzt werden kann, um einen Verdichter und einen Verbraucher anzutreiben.

[0003] Wenn Eigenfrequenzen einer Turbinenschaufel abgestimmt werden, kann man die Frequenz dadurch erhöhen, dass man die Steifigkeit der Schaufel erhöht und/oder die Masse der Schaufel verringert (umgekehrt, wenn man die Frequenz senken will). Da die Erhöhung der Steifigkeit üblicherweise mit einer Vergrösserung der Masse verbunden ist, kann die Abstimmung wegen der konkurrierenden Natur dieser Faktoren schwierig werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0004] Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird ein Turbinenschaufel geschaffen, die aufweist: Druck- und Saugoberflächen, die so verbunden sind, dass sie einen Innenraum definieren, durch den Kühlmittel strömen kann, und erste und zweite Vorsprungsanordnungen, wobei jede von den ersten und zweiten Vorsprungsanordnungen Vorsprünge beinhaltet, die jeweils mit radial äusseren Abschnitten jeweiliger Innenflächen der Druck- oder Saugoberflächen verbunden sind. Die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung sind von Vorsprüngen der zweiten Vorsprungsanordnung durch Lücken getrennt, die jeweils zwischen ihnen definiert sind.

[0005] Die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils entlang einer gesamten Spanne der Turbinenschaufel mit Abschnitten der Innenfläche der Druckoberfläche verbunden sein, und die Vorsprünge der zweiten Vorsprungsanordnung können jeweils entlang der gesamten Spanne der Turbinenschaufel mit Abschnitten der Innenfläche der Saugoberfläche verbunden sein.

[0006] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können etwa 0,03 Inch breit sein.

[0007] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils entlang einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0008] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils auf einer Seite einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0009] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils auf beiden Seiten oder entlang einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0010] Einander benachbarte Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils auf einander entgegengesetzten Seiten der Wölbungslinie definiert sein.

[0011] Eine Verteilung von Lücken, die jeweils auf den einzelnen Seiten der Wölbungslinie der oben genannten Turbinenschaufel definiert sind, kann zufällig sein.

[0012] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils parallel zu einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0013] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils quer oder nicht-parallel zu einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel ausgerichtet sein.

[0014] Gemäss einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Turbinenschaufel geschaffen, die aufweist: Druck- und Saugoberflächen, die so verbunden sind, dass sie einen Innenraum definieren, durch den Kühlmittel strömen kann, und erste und zweite Vorsprungsanordnungen, wobei jede von den ersten und zweiten Vorsprungsanordnungen verlängerte Vorsprünge, die jeweils mit jeweiligen Innenflächen der Druck- oder Saugoberflächen verbunden sind, und Vorsprünge aufweist, die jeweils mit radial äusseren Abschnitten der jeweiligen Innenflächen der Druck- oder Saugoberflächen verbunden sind. Die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung sind von Vorsprüngen der zweiten Vorsprungsanordnung durch Lücken getrennt, die jeweils zwischen ihnen definiert sind.

[0015] Die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils entlang der gesamten Spanne der Turbinenschaufel mit Abschnitten der Innenfläche der Druckoberfläche verbunden sein, und die Vorsprünge der zweiten Vorsprungsanordnung können jeweils entlang der gesamten Spanne der Turbinenschaufel mit Abschnitten der Innenfläche der Saugoberfläche verbunden sein.

[0016] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufeln können jeweils entlang einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0017] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufeln können jeweils auf einer Seite einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0018] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufeln können jeweils auf beiden Seiten entlang einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0019] Die Turbinenschaufel nach Anspruch 14, wobei aneinander angrenzende Lücken jeweils auf einander entgegengesetzten Seiten der Wölbungslinie definiert sind.

[0020] Eine Verteilung von Lücken, die jeweils auf jeder Seite der Wölbungslinie der oben genannten Turbinenschaufeln definiert sind, kann zufällig sein.

[0021] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils parallel zu einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0022] Die Lücken jeder der oben genannten Turbinenschaufel können jeweils quer oder nicht-parallel zu einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sein.

[0023] Gemäss einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Ausbildung einer Turbinenschaufel geschaffen, welches umfasst: Erzeugen eines hohlraumbildenden Keramikkerns, der ein längliches Element aufweist mit vorsprungbildenden Aussparungen, die durch lückenbildende Kernabschnitte von vorsprungbildenden Aussparungen getrennt sind, Ausbilden von Druck- und Saugseiten der Turbinenschaufel auf jeder Seite des länglichen Elements, so dass die Druck- und Saugseiten Vorsprünge beinhalten, die in den vorsprungbildenden Aussparungen ausgebildet worden sind, und Zusammensetzen der Druck- und Saugseiten der Turbinenschaufel so, dass die druckseitigen Vorsprünge von den saugseitigen Vorsprüngen durch Lücken getrennt sind, die Abmessungen aufweisen, welche den lückenbildenden Kernabschnitten ähnlich sind.

[0024] Diese und andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen deutlicher werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0025] Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird in den Ansprüchen am Ende dieser Beschreibung genau beschrieben und ausdrücklich beansprucht. Die obigen und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, in denen: <tb>Fig. 1<SEP>eine schematische perspektivische Ansicht einer Turbinenschaufel ist; <tb>Fig. 2<SEP>eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Abströmkantenhohlraums einer Turbinenschaufel ist, die Reihen geteilter Vorsprünge gemäss Ausführungsformen aufweist; <tb>Fig. 3<SEP>eine schematische Darstellung von Lücken ist, die zwischen Reihen geteilter Vorsprünge gemäss Ausführungsformen ausgebildet sind; <tb>Fig. 4<SEP>eine schematische Darstellung versetzter Lücken ist, die zwischen Reihen geteilter Vorsprünge gemäss Ausführungsformen ausgebildet sind; <tb>Fig. 5<SEP>eine schematische Darstellung nicht-paralleler Lücken ist, die zwischen Reihen geteilter Vorsprünge gemäss Ausführungsformen ausgebildet sind; <tb>Fig. 6<SEP>eine perspektivische Darstellung eines Keramikkerns gemäss Ausführungsformen ist.

[0026] Die ausführliche Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0027] In Fig. 1 und 2 ist eine Turbinenschaufel 10 dargestellt, die z.B. zur Verwendung in einer Gasturbine geschaffen ist, in der die Turbinenschaufel 10 in einem Turbinenabschnitt installiert ist, wo sich Verbrennungsgase ausdehnen, um Arbeit zu erzeugen. Die Turbinenschaufel 10 kann als Teil einer Gruppe von Turbinenschaufeln in einer von mehreren axial angeordneten Stufen des Turbinenabschnitts installiert sein. Da jede Gruppe aerodynamisch mit den Verbrennungsgasen interagiert, dreht sich die Gruppe mit einem Rotor, der sich durch den Turbinenabschnitt hindurch erstreckt. Die Drehung der Gruppe bewirkt eine entsprechende Drehung des Rotors, die genutzt werden kann, um einen Kompressor und einen Verbraucher drehend anzutreiben.

[0028] Die Turbinenschaufel 10 weist eine Druckoberfläche 11 und eine Saugoberfläche 12 auf, die einander gegenüber angeordnet sind. Die Druckoberfläche 11 und die Saugoberfläche 12 weisen beide eine ähnliche Spanne auf, die sich entlang einer radialen Abmessung des Rotors erstreckt. Die Druckoberfläche 11 und die Saugoberfläche 12 können an einer Anströmkante 13 und einer Abströmkante 14 miteinander verbunden sein, so dass sie einen Innenraum 15 definieren. Die Turbinenschaufel 10 kann ferner Prallelemente 16 (siehe Fig. 2 ) aufweisen, die sich entlang von Abschnitten der Spannen der Druckoberfläche 11 und der Saugoberfläche 12 durch den Innenraum 15 erstrecken. Die Prallelemente 16 definieren Kanäle 17 oder Hohlräume 18, mit denen Kühlmittel durch den Innenraum 15 gelenkt und geleitet werden kann. Der Hohlraum 18 nahe der Abströmkante 14 wird hierin als «Abströmkantenhohlraum» 180 bezeichnet.

[0029] Die Turbinenschaufel 10 weist ferner eine erste Vorsprungsanordnung bzw. -reihe 20 und eine zweite Vorsprungsanordnung bzw. -reihe 30 auf. Die erste Vorsprungsanordnung 20 weist einen Vorsprung 21 auf, der zumindest mit einem radial äusseren Abschnitt einer Innenfläche 111 der Druckoberfläche 11 im Abströmkantenhohlraum 180 verbunden ist. Die zweite Vorsprungsanordnung 30 weist einen Vorsprung 31 auf, der zumindest mit einem radial äusseren Abschnitt einer Innenfläche 121 der Saugoberfläche 12 im Abströmkantenhohlraum 180 verbunden ist. Es sei klargestellt, dass die Vorsprünge 21 und 31, wie in Fig. 2 dargestellt, als erste Mehrzahl von Vorsprüngen 21 und als zweite Mehrzahl von Vorsprüngen 31 vorgesehen sein können. Um der Klarheit und Kürze willen, wird nachstehend der Fall beschrieben, dass die Vorsprünge 21 und 31 als die erste Mehrzahl von Vorsprüngen 21 und die zweite Mehrzahl von Vorsprüngen 31 vorgesehen sind. Es sei ausserdem klargestellt, dass die Vorsprünge 21 und 31 nicht nur im Abströmkantenhohlraum 180 angeordnet sein können.

[0030] Der radial äussere Abschnitt der Innenfläche 111 und der radial äussere Abschnitt der Innenfläche 121 sind an einem radial äusseren Abschnitt ROPSder Spanne definiert. So sind gemäss Ausführungsformen die erste Gruppe von Vorsprüngen 21 und die zweite Gruppe von Vorsprüngen 31 zumindest im radial äusseren Abschnitt ROPSder Spanne vorgesehen (siehe Fig. 6 ). Gemäss anderen Ausführungsformen können jedoch die erste Gruppe von Vorsprüngen 21 und die zweite Gruppe von Vorsprüngen 31 entlang der gesamten Spanne vorgesehen sein.

[0031] Jeder einzelne Vorsprung 22 der ersten Gruppe von Vorsprüngen 21 der ersten Vorsprungsanordnung 20 kann, muss jedoch nicht, lagemässig einem entsprechenden einzelnen Vorsprung 32 der zweiten Gruppe von Vorsprüngen 31 der zweiten Vorsprungsanordnung 30 entsprechen. Das heisst, gemäss alternativen Ausführungsformen können die einzelnen Vorsprünge 22 in Bezug auf die einzelnen Vorsprünge 32 versetzt sein. Ausserdem ist jeder einzelne Vorsprung 22 durch eine Lücke 40 von einem oder mehreren der einzelnen Vorsprünge 32 getrennt. Es sei klargestellt, dass 2 ist eine Lücke 40 zumindest für Paare aus einzelnen Vorsprüngen 22 und 32 dargestellt, und daher ist die Turbinenschaufel 10 mit mehreren Lücken 40 versehen.

[0032] Gemäss Ausführungsformen kann die Lücke 40 etwa 0,03 Zoll breit sein, dies ist jedoch nicht zwingend, und es gibt Ausführungsformen, in denen die Lücke 40 breiter oder schmäler ist und wo die Grösse der Lücke 40 variiert. Allgemeiner gesprochen ist die Lücke 40 grösser als jede Lücke, die normalerweise bei einer herkömmlichen Turbinenschaufel aufgrund von Herstellungstoleranzen zu finden sind, die eine Folge der Form und Grösse des herkömmlichen Keramikkerns und des Spritzgiessens oder Giessens der herkömmlichen Druck- und Saugseiten sind.

[0033] Gemäss anderen Ausführungsformen braucht der Innenraum 15 der Turbinenschaufel 10 keinen Pin aufweisen, der sich über den gesamten Abstand zwischen der Innenfläche 111 der Druckoberfläche 11 und der Innenfläche 121 der Saugoberflächen 12 erstreckt (d.h. die Turbinenschaufel 10 kann so gestaltet sein, dass es keine Stifte bzw. Pins «voller Länge» aufweist). Wo die Turbinenschaufel 10 jedoch Pins voller Länge aufweist, können sich die Prallelemente insofern von solchen Pins voller Länge unterscheiden, dass sich die Prallelemente 16 im Wesentlichen entlang der gesamten Länge der Spannen der Druck- und Saugoberflächen 11 und 12 erstrecken und dadurch insgesamt die Grössen und Formen der Kanäle 17, der Hohlräume 18 im Allgemeinen und des Abströmkantenhohlraums 180 im Besonderen definieren.

[0034] Nun werden mit Bezug auf Fig. 3 – 5 verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, können die Lücken 40 in ihrer Gesamtheit oder zum Teil entlang einer mittleren Wölbungslinie 50 der Turbinenschaufel 10 definiert sein, wobei die mittlere Wölbungslinie 50 von den jeweiligen Formen der Druck- und Saugoberflächen 11 und 12 gemeinsam bestimmt wird. Auch wenn dies in Fig. 3 nicht dargestellten ist, sei klargestellt, dass alternativ dazu alle Lücken 40 oder ein Teil davon auf einer Seite der mittleren Wölbungslinie 50 definiert sein können. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, können alle Lücken 40 oder ein Teil davon auf beiden Seiten der mittleren Wölbungslinie 50 oder entlang derselben definiert sein. In diesen Ausführungsformen können alle Lücken 40 oder ein Teil davon auf einander entgegengesetzten Seiten der mittleren Wölbungslinie 50 definiert sein. Alternativ dazu kann eine Verteilung aller Lücken 40 oder eines Teils davon auf jeder Seite der mittleren Wölbungslinie 50 zufällig definiert sein. Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, können alle Lücken 40 oder ein Teil davon parallel zu der mittleren Wölbungslinie 50 definiert sein. Alternativ dazu können, wie in Fig. 5 dargestellt ist, alle Lücken 40 oder ein Teil davon quer oder nicht-parallel in Bezug auf die mittlere Wölbungslinie 50 ausgerichtet sein.

[0035] Ausserdem können, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, einzelne verlängerte Vorsprünge 220, 320 jeweils mit den entsprechenden Innenflächen 111, 121 der Druck- und Saugoberflächen 11 und 12 verbunden sein. Die einzelnen verlängerten Vorsprünge 220, 230 unterscheiden sich von den einzelnen Vorsprüngen 22 und 32 darin, dass sich die einzelnen verlängerten Vorsprünge 220 von der Innenfläche 111 aus erstrecken und von der Innenfläche 121 durch entsprechende Lücken 40 getrennt sein, während sich die einzelnen verlängerten Vorsprünge 320 von der Innenfläche 212 aus erstrecken und durch entsprechende Lücken 40 von der Innenfläche 111 getrennt sind.

[0036] In jedem Fall können die Ausführungsformen von Fig. 3 – 5 allein oder in verschiedenen Kombinationen miteinander vorgesehen sein. Allgemein können die Grösse, die Form und die Ausrichtung der einzelnen Vorsprünge 22 und 32 und der Lücken 40 gemäss verschiedenen Gestaltungsüberlegungen zur Turbinenschaufel 10 vorgesehen sein. Wenn Eigenfrequenzen einer Turbinenschaufel abgestimmt werden, kann man beispielsweise die Frequenz dadurch erhöhen, dass man die Steifigkeit der Schaufel erhöht und/oder die Masse der Schaufel verringert (umgekehrt, wenn man die Frequenz senken will). Da die Erhöhung der Steifigkeit jedoch eine Vermehrung von Masse mit sich bringen kann, kann die Abstimmung wegen der konkurrierenden Natur dieser Abstimmwirkungen schwierig werden. Das heisst, die Frequenz einer Schaufel mit Abströmkantenbewegung kann geändert werden, wenn die Steifigkeit beeinflusst werden könnte, ohne dass sich dies nennenswert auf die Masse auswirkt. Dies kann gemäss den hierin beschriebenen Ausführungsformen erreicht werden. Durch Bereitstellen der Lücken 40 zwischen den einzelnen Vorsprüngen 22 und 32 (das heisst durch Trennen der einzelnen Vorsprünge 22 und 32 voneinander) kann die Druckseite der Turbinenschaufel 10 von der Saugseite entkoppelt werden, und die Steifigkeit kann verringert werden. Dadurch, dass die einzelnen Vorsprünge 22 und 32 beibehalten werden und die Lücken 40 relativ klein gehalten werden, wird jedoch die Masse der Turbinenschaufel 10 nicht nennenswert beeinflusst.

[0037] Gemäss weiteren Aspekten der Erfindung können die Grösse, die Form und die Ausrichtung der einzelnen Vorsprünge 22 und 32 und der Lücken 40 gemäss verschiedener Gestaltungsüberlegungen zur Turbinenschaufel 10 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann eine effizientere Kühlung relativ wärmerer Regionen an der Druckoberfläche 11 oder der Saugoberfläche 12 dadurch erreicht werden, dass man längere einzelne Vorsprünge 22 in der Nähe der wärmeren Region vorsieht, wodurch der Rippeneffekt in dieser Region verstärkt wird.

[0038] Mit Bezug auf Fig. 6 wird nun ein Verfahren zum Ausbilden der Turbinenschaufel 10 beschrieben. Das Verfahren beinhaltet die Erzeugung eines Keramikkerns 60, der verwendet werden kann, um den Abströmkantenhohlraum 180 auszubilden. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, weist der Keramikkern 60 ein längliches Element 61 mit pinbildenden Aussparungen 62 und lückenbildenden Kernabschnitten 63 zumindest am radial äusseren Abschnitt ROPSder Spanne auf. Die lückenbildenden Kernabschnitte 63 sind zwischen den vorsprungbildenden Aussparungen 62 so angeordnet, dass die einzelnen Vorsprünge 21 und 31 voneinander beabstandet werden. Das längliche Element 61 weist ferner abströmkantenlochbildende Abschnitte 64 auf, die entlang einer Seite des länglichen Elements 61 angeordnet sind und die verwendet werden, um in der Turbinenschaufel 10 Abströmkantenlöcher 640 auszubilden (siehe Fig. 2 ).

[0039] Nachdem der Keramikkern 60 erzeugt worden ist, beinhaltet das Verfahren ferner das Giessen (oder ein anderes ähnliches Herstellungsverfahren oder einen anderen ähnlichen Herstellungsprozess) der Druck- und Saugseiten der Turbinenschaufel 10 auf jeder Seite des länglichen Elements 61, so dass die Druck- und Saugseiten die oben beschriebenen einzelnen Vorsprünge 22 und 32 enthalten, die in den vorsprungbildenden Aussparungen 62 ausgebildet worden sind, und das Zusammensetzen der Druck- und Saugseiten der Turbinenschaufel 10, so dass die einzelnen Vorsprünge 22 auf der Druckseite durch die Lücken 40, die ähnliche Abmessungen aufweisen wie die lückenbildenden Kernabschnitte 63, von den einzelnen Vorsprüngen 32 auf der Saugseite getrennt sind.

[0040] Obwohl das oben beschriebene Verfahren gegossene Bauteile betrifft, sei klargestellt, dass dies nicht notwendig ist und dass andere Herstellungsverfahren und Prozesse für andere Arten von Bauteilen verwendet werden können. Zum Beispiel können die einzelnen Vorsprünge 22 und 32 in einem Teil ausgebildet werden, dass zusammengesetzt oder gefertigt ist. Ein solches Teil kann in Form von Schaufeln, Schaufelblättern, Leitschaufein oder irgendwelche anderen Gasturbinenkomponenten bereitgestellt werden.

[0041] Wie hierin beschrieben, kann ein Herstellungsverfahren des Keramikkerns 60 im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren vereinfacht sein. Gemäss den hierin beschriebenen Ausführungsformen wird der Keramikkern 60 so erzeugt, dass die Lücken 40 direkt ausgebildet und beibehalten werden. Der Kernertrag kann dadurch verbessert werden.

[0042] Obwohl die Erfindung ausführlich in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte klar geworden sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Die Erfindung kann vielmehr modifiziert werden, so dass sie jede Anzahl von Variationen, Abänderungen, Ersetzungen oder Äquivalente aufweist, die hier nicht beschrieben worden sind, die aber mit dem Gedanken und dem Bereich der Erfindung in Einklang stehen. Ausserdem wurden zwar verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, aber es sei klargestellt, dass Aspekte der Erfindung auch nur einige von den beschriebenen Ausführungsformen beinhalten können. Somit darf die Erfindung nicht auf die obige Beschreibung beschränkt verstanden werden, da sie nur durch den Bereich der beigefügten Ansprüche beschränkt wird.

[0043] Es wird eine Turbinenschaufel geschaffen, die aufweist: Druck- und Saugoberflächen, die so verbunden sind, dass sie einen Innenraum definieren, durch den Kühlmittel strömen kann, und erste und zweite Vorsprungsanordnungen, wobei jede von den ersten und zweiten Vorsprungsanordnungen Vorsprünge beinhaltet, die jeweils mit radial äusseren Abschnitten jeweiliger Innenflächen der Druck- oder Saugoberfläche verbunden sind. Die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung sind von Vorsprüngen der zweiten Vorsprungsanordnung durch Lücken getrennt, die jeweils zwischen ihnen definiert sind.

Bezugszeichenliste

[0044] <tb>10<SEP>Turbinenschaufel <tb>11<SEP>Druckoberfläche <tb>111<SEP>Innenfläche <tb>12<SEP>Saugoberfläche <tb>121<SEP>Innenfläche <tb>13<SEP>Anströmkante <tb>14<SEP>Abströmkante <tb>15<SEP>Innenraum <tb>16<SEP>Prallelemente <tb>17<SEP>Kanäle <tb>18<SEP>Hohlräume <tb>180<SEP>Abströmkantenhohlraum <tb>20<SEP>Erste Vorsprungsanordnung <tb>21<SEP>Vorsprung (erste Mehrzahl von Vorsprüngen) <tb>22<SEP>Einzelner Vorsprung <tb>220<SEP>Einzelne verlängerte Vorsprünge <tb>30<SEP>Zweite Vorsprungsanordnung <tb>31<SEP>Vorsprung (zweite Mehrzahl von Vorsprüngen) <tb>32<SEP>Einzelner Vorsprung <tb>320<SEP>Einzelne verlängerte Vorsprünge <tb>40<SEP>Lücke <tb>50<SEP>Mittlere Wölbungslinie

Claims

1. Turbinenschaufel, umfassend: Druck- und Saugoberflächen, die so verbunden sind, dass sie einen Innenraum bilden, durch den ein Kühlmittel strömen kann; und erste und zweite Vorsprungsanordnungen, wobei die ersten und zweiten Vorsprungsanordnungen Vorsprünge beinhalten, die jeweils mit radial äusseren Abschnitten der jeweiligen Innenflächen der Druck- oder der Saugoberfläche verbunden sind, wobei die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung von Vorsprüngen der zweiten Vorsprungsanordnung durch Lücken getrennt sind, die jeweils zwischen ihnen definiert sind.

2. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, wobei die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung jeweils entlang einer gesamten Spanne der Turbinenschaufel mit Abschnitten der Innenfläche der Druckoberfläche verbunden sind und die Vorsprünge der zweiten Vorsprungsanordnung jeweils entlang der gesamten Spanne der Turbinenschaufel mit Abschnitten der Innenfläche der Saugoberfläche verbunden sind.

3. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, wobei die Lücken etwa 0,03 Inch breit sind.

4. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, wobei die Lücken jeweils entlang einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sind; und/oder wobei die Lücken jeweils auf einer Seite einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sind.

5. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, wobei die Lücken jeweils auf beiden Seiten oder entlang einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sind; und/oder wobei einander benachbarte Lücken jeweils auf einander entgegengesetzten Seiten der Wölbungslinie definiert sind.

6. Turbinenschaufel nach Anspruch 5, wobei eine Verteilung von Lücken, die jeweils auf jeder Seite der Wölbungslinie definiert sind, zufällig ist.

7. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, wobei die Lücken jeweils parallel zu einer Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sind.

8. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, wobei die Lücken jeweils quer oder nicht-parallel in Bezug auf eine Wölbungslinie der Turbinenschaufel definiert sind.

9. Turbinenschaufel, umfassend: Druck- und Saugoberflächen, die so verbunden sind, dass sie einen Innenraum bilden, durch den ein Kühlmittel strömen kann; und erste und zweite Vorsprungsanordnungen, wobei jede von den ersten und zweiten Vorsprungsanordnungen aufweist: verlängerte Vorsprünge, die jeweils mit jeweiligen Innenflächen der Druck- oder der Saugoberfläche verbunden sind; und Vorsprünge, die jeweils mit radial äusseren Abschnitten jeweiliger Innenflächen der Druck- oder der Saugoberfläche verbunden sind, wobei die Vorsprünge der ersten Vorsprungsanordnung von Vorsprüngen der zweiten Vorsprungsanordnung durch Lücken getrennt sind, die jeweils zwischen ihnen definiert sind.

10. Verfahren zum Ausbilden einer Turbinenschaufel, umfassend: Erzeugen eines hohlraumbildenden Keramikkerns, der ein längliches Element aufweist, das vorsprungbildende Aussparungen aufweist, die von vorsprungbildenden Aussparungen durch lückenbildende Kernabschnitte getrennt sind; Ausbilden von Druck- und Saugseiten der Turbinenschaufel auf jeder Seite des länglichen Elements, so dass die Druck- und Saugseiten Vorsprünge beinhalten, die in den vorsprungbildenden Aussparungen ausgebildet worden sind; und Zusammensetzen der Druck- und Saugseiten der Turbinenschaufel, so dass die druckseitigen Vorsprünge von den saugseitigen Vorsprüngen durch Lücken getrennt sind, die Abmessungen aufweisen, die den lückenbildenden Kernabschnitten ähnlich sind.