DE102010016620A1

DE102010016620A1 - Turbine nozzle with Seitenwandkühlplenum

Info

Publication number: DE102010016620A1
Application number: DE102010016620A
Authority: DE
Inventors: Gary Michael Itzel; David Richard Johns; Evan Andrew Sewall
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2010-11-18
Also published as: CN101886553A; US20100284800A1; CH701041A2; JP2010261460A

Abstract

Ein Turbinenleitapparatsegment (10) enthält einen Außenbandabschnitt (12), einen Innenbandabschnitt (20) und wenigstens eine Leitschaufel (30), die sich zwischen den Bandabschnitten erstreckt. In einer Fügeseitenfläche (18) wenigstens eines der Bandabschnitte ist ein Kühlplenum (46) definiert, das sich in Querrichtung wenigstens teilweise durch den jeweiligen Bandabschnitt hindurch erstreckt. Erste (48) und zweite (49) Kühlkanäle verlaufen von dem Kühlplenum zu jeweiligen ersten (38) und zweiten (40) Kühlkammern.A turbine nozzle segment (10) includes an outer band portion (12), an inner band portion (20) and at least one vane (30) extending between the band portions. In a joint side surface (18) of at least one of the band sections, a cooling plenum (46) is defined, which extends in the transverse direction at least partially through the respective band section. First (48) and second (49) cooling passages extend from the cooling plenum to respective first (38) and second (40) cooling chambers.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Turbinen und insbesondere eine Einrichtung zur Kühlung bestimmter Regionen eines Leitapparatsegmentes.The The present invention relates generally to turbines, and more particularly a device for cooling certain regions of a Nozzle segment.

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNGBACKGROUND TO THE INVENTION

In einer typischen Gasturbine ist der Turbinenabschnitt an dem Austritt der Brennkammer montiert und folglich Verbrennungsgasen extrem hoher Temperatur ausgesetzt. Um Turbinenkomponenten gegenüber den heißen Verbrennungsgasen zu schützen, werden sie häufig mit einem Kühlmedium gekühlt. Eine übliche Methode zur Kühlung von Turbinenschaufelblattkomponenten (z. B. Rotorlaufschaufeln und Leitschaufeln) besteht darin, einen Teil der komprimierten Luft von dem Verdichter abzuzapfen und diese Zapfluft zu inneren Kanälen in den Komponenten zu leiten. Die Luft zirkuliert durch die inneren Kanäle, um Wärme von der Komponentenstruktur abzuführen. Die Luft kann durch kleine Filmkühllöcher austreten, die in dem Schaufelblatt ausgebildet sind, um eine dünne Kühlluftfilmschicht auf der Oberfläche zu bilden. Eine Filmkühlung kann auch für das innere und das äußere Band verwendet werden. In diesem Fall enthält ein Band Filmkühllöcher, die sich radial durch dieses hindurch erstrecken, und Kühlluft tritt durch die Filmkühllöcher hindurch, um einen Kühlluftfilm auf der heißen Seite des Bandes zu erzeugen.In a typical gas turbine is the turbine section at the exit the combustion chamber mounted and consequently combustion gases extremely high temperature exposed. To turbine components over the hot ones They become more common in protecting combustion gases cooled with a cooling medium. A usual Method of cooling turbine blade components (eg rotor blades and vanes) is a Part of the compressed air from the compressor tap and this To direct bleed air to inner channels in the components. The air circulates through the inner channels to heat dissipate from the component structure. The air can pass through small film cooling holes emerge in the airfoil are formed to a thin cooling air film layer to form on the surface. A movie cooling can also be for the inner and the outer Tape to be used. In this case, a tape contains Film cooling holes extending radially through it extend, and cooling air passes through the film cooling holes through to a cooling air film on the hot Side of the tape.

Bei einer bekannten Turbinenleitapparatkonstruktion enthält jedes von mehreren gegossenen Leitapparatsegmenten einen inneren und einen äußeren Bandabschnitt sowie eine oder mehrere Leitschaufeln. Die Fügeflächen der Bandabschnitte enthalten Dichtungsschlitze, die Dichtungen aufnehmen, die sich zwischen den Bandabschnitten benachbarter Leitapparatsegmente erstrecken. Die Leitschaufeln können gekühlt werden, indem ein Kühlmedium durch ein Plenum in dem Außenbandabschnitt jedes Leitapparatsegmentes, durch eine oder mehrere Kavitäten in den Leitschaufeln hindurch, um die Leitschaufeln zu kühlen, und in ein Plenum in einem zugehörigen Innenbandabschnitt hinein strömen gelassen wird. In einigen Leitapparatsegmenten strömt das Kühlmedium anschließend durch den Innenbandabschnitt hindurch und erneut durch die eine oder die mehreren Leitschaufeln, bevor es ausgegeben wird. In anderen Leitapparatsegmenten strömt das Kühlmedium nur einmal durch jedes Leitapparatsegment.at a known Turbinenleitapparatkonstruktion contains each of a plurality of cast nozzle segments has an inner one and an outer band portion and one or several vanes. The joining surfaces of the band sections contain sealing slots that absorb seals that are extend between the band portions of adjacent nozzle segments. The vanes can be cooled by a cooling medium through a plenum in the outer band portion each nozzle segment, through one or more cavities in the vanes to cool the vanes, and in a plenum in an associated inner band section is poured into it. In some nozzle segments then the cooling medium flows through through the inner band section and again through one or the several vanes before it is output. In other nozzle segments the cooling medium flows through each nozzle segment only once.

Es ist allgemein anerkannt, dass die Kühlung bestimmter Regionen eines Leitapparatsegmentes nicht ausreichend ist und dass derartige Regionen für höhere Wärmebelastungen und Ermüdung anfällig sind. Es werden Anstrengungen unternommen, um die Kühlung in diesen Bereichen zu verbessern. Zum Beispiel beschreibt die US-Patentschrift Nr. 7 029 228 eine Konfiguration, in der ein Kühlkanal sich axial durch wenigstens entweder das Außenband und/oder das Innenband im Wesentlichen parallel zu der Fügefläche des Leitapparatsegmentes erstreckt, um die Fügeflächen zwischen den Dichtungsschlitzen und dem Heißgaspfad zu kühlen.It is generally accepted that the cooling of certain regions of a nozzle segment is not sufficient and that such regions are prone to higher heat loads and fatigue. Efforts are being made to improve cooling in these areas. For example, that describes U.S. Patent No. 7,029,228 a configuration in which a cooling channel extends axially through at least one of the outer band and the inner band substantially parallel to the mating surface of the nozzle segment to cool the mating surfaces between the sealing slots and the hot gas path.

Eine besonders problematische Region zum Kühlen in einem Leitapparatsegment ist der Bereich in den Bandabschnitten, der sich von der Fügefläche aus erstreckt und im Allgemeinen unter einem Schienenelement liegt und der eine Prallplatte auf der Rückseite des Bandabschnitts enthalten kann. Dieser Bereich deckt sich mit der Hinterkante der Leitschaufel auf der gegen überliegenden Seite des Bandabschnitts. Gekühlte Bandabschnitte bestehen häufig aus mehr als einem Strömungskreislauf, wobei Verdichterzapfluft an einer Prallplatte vorbei in jedem Kreislauf geleitet wird, um die Rückseite des Bandabschnitts zu kühlen, bevor diese durch Filmkühllöcher oder Schlitze in den Gaspfad austritt. Diese Kreisläufe werden durch das Schienenelement voneinander getrennt, das gewöhnlich auf der Rückseite der Bandabschnitte gegenüberliegend zu der Hinterkante der Leitschaufel angeordnet ist. Durch diese Schiene wird gewöhnlich eine Reihe von Löchern gebohrt, um Kühlluft zu ermöglichen, von dem Hochdruckkreislauf zu dem Niederdruckkreislauf überzuströmen. Jedoch verhindert die Gegenwart der Schiene an der Rückseite des Bandabschnitts eine Aufprall- und Filmkühlung der Innenfläche der Bandabschnitte um die Hinterkante der Leitschaufel herum. Es besteht ein Bedarf in der Technik, die unzureichende Kühlung dieser Region zu bewältigen.A particularly problematic region for cooling in a nozzle segment is the area in the band sections that extends from the joining surface extends and is generally below a rail element and the one baffle plate on the back of the band section may contain. This area coincides with the trailing edge of the Guide vane on the opposite side of the tape section. Chilled band sections often consist of more as a flow circuit, wherein compressor bleed air passed by a baffle plate in each cycle to to cool the back of the tape section before these through film cooling holes or slots in the Gas path exits. These circuits are separated by the rail element separated, usually on the back of the Band sections opposite to the trailing edge of the Guide vane is arranged. This rail will usually drilled a series of holes to add cooling air allow to flow from the high pressure circuit to the low pressure circuit. However, the presence of the rail at the backside prevents the strip section, an impact and film cooling of the inner surface the band sections around the trailing edge of the vane. It There is a need in the art for insufficient cooling to cope with this region.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung liefert eine Lösung zur Verbesserung der Kühlung der Bandabschnitte eines Leitapparatsegmentes quer zu der fügeseitigen Fläche der Leitschaufelhinterkante. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind zum Teil in der folgenden Beschreibung angegeben oder können sich aus der Beschreibung erschließen oder durch Umsetzen der Erfindung in die Praxis gelernt werden.The The present invention provides a solution for improvement the cooling of the band sections of a nozzle segment transverse to the joining surface of the vane trailing edge. Other aspects and advantages of the invention are in part in the following description given or may differ from the Description or by implementing the invention be learned in the practice.

Gemäß Aspekten der Erfindung ist ein Turbinenleitapparatsegment geschaffen, das einen Außenbandabschnitt, einen Innenbandabschnitt und wenigstens eine Leitschaufel enthält, die sich zwischen dem Innen- und dem Außenbandabschnitt erstreckt. Die Leitschaufel weist eine Vorderkante und eine Hinterkante auf. Jedes von dem Innen- und dem Außenbandabschnitt enthält sich (relativ zu der Achse der Turbine) axial erstreckende Fü geflächen, eine Verbrennungsgasseite und eine entgegengesetzte Rückseite. Eine erste Kühlkammer und eine zweite Kühlkammer sind an der Rückseite der Bandabschnitte definiert und können in einer speziellen Ausführungsform durch ein quer verlaufendes Schienenelement wenigstens teilweise voneinander getrennt sein. In der Fügefläche wenigstens eines von dem Innenbandabschnitt und dem Außenbandabschnitt ist ein Kühlplenum definiert, das sich in Querrichtung wenigstens teilweise durch den jeweiligen Bandabschnitt erstreckt. Das Kühlplenum kann sich so erstrecken, dass es in einer Ausführungsform im Wesentlichen unter dem Schienenelement oder in einer anderen Ausführungsform unter der Hinterkante der Leitschaufel verläuft. In dem Bandabschnitt ist wenigstens ein erster Kühlluftkanal definiert, der von der ersten Kühlkammer in das Kühlplenum verläuft, und es ist wenigstens ein zweiter Kühlluftkanal definiert, der von der zweiten Kühlkammer in das Kühlplenum hinein verläuft. Es können mehrere dieser erster und zweiter Kühlluftkanäle entlang der longitudinalen Längserstreckung des Kühlplenums vorgesehen sein. Die Kanäle dienen dazu, Luft von der einen Kühlkammer über das Kühlplenum zu einer anderen zu befördern. Zum Beispiel kann die erste Kühlkammer eine Hochdruck-Aufprallkühlkammer sein, die mit Verdichterabzapfluft versorgt wird, während die zweite Kühlkammer eine Niederdruckkammer sein kann, wodurch die Kühlluft von der Hochdruckkammer in das Kühlplenum über den ersten Kühlluftkanal und von dem Kühlplenum über den zweiten Kühlluftkanal in die Niederdruckkammer übertritt. Kühlluft, die in das Kühlplenum eingeleitet wird, kühlt somit die Region des Bandabschnitts unter dem Plenum und längsseits dessen sowie benachbart zu den Kühlluftkanälen, wie beispielsweise den Bereich unter dem Schienenelement oder der Hinterkante der Leitschaufel.In accordance with aspects of the invention, there is provided a turbine nozzle segment including an outer band portion, an inner band portion, and at least one vane extending between the inner and outer band portions. The vane has a leading edge and a trailing edge. Each of the inner and outer band portions includes (relative to the axis of the turbine) axially extending joint surfaces, a combustion gas side and an opposite one Back. A first cooling chamber and a second cooling chamber are defined at the rear of the band sections and, in a particular embodiment, may be at least partially separated from each other by a transverse rail member. In the joining surface of at least one of the inner band portion and the outer band portion, a Kühlplenum is defined, which extends in the transverse direction at least partially through the respective band portion. The cooling plenum may extend so that in one embodiment it extends substantially below the rail member or in another embodiment below the trailing edge of the vane. At least one first cooling air passage extending from the first cooling chamber into the cooling plenum is defined in the band section, and at least one second cooling air passage extending from the second cooling chamber into the cooling plenum is defined. Several of these first and second cooling air passages may be provided along the longitudinal longitudinal extent of the cooling plenum. The channels serve to convey air from one cooling chamber via the cooling plenum to another. For example, the first cooling chamber may be a high pressure impingement cooling chamber supplied with compressor bleed air, while the second cooling chamber may be a low pressure chamber, whereby the cooling air from the high pressure chamber into the cooling plenum via the first cooling air passage and from the Kühlplenum via the second cooling air passage in the Low pressure chamber exceeds. Cooling air introduced into the cooling plenum thus cools the region of the band portion below and in the plenum and adjacent to the cooling air passages, such as the area under the rail member or the trailing edge of the vane.

Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung auch eine Gasturbine umfasst, die mehrere Leitapparatstu fen aufweist, wobei jede der Leitapparatstufen ferner mehrere Leitapparatsegmente enthält, wie sie hierin enthalten bzw. beschrieben sind.It It should be understood that the present invention is also a Gas turbine comprising a plurality Leitläatstu fen, wherein each of the nozzle stages further includes a plurality of nozzle segments, as included or described herein.

Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verstanden. Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Offenbarung enthalten sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.These and other features, aspects and advantages of the present invention With reference to the following description and attached Claims better understood. The attached drawings, which are included in this disclosure and a part thereof form embodiments of the invention illustrate and together with the description serve for explanation the principles of the invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Eine vollständige und eine Ausführung ermöglichende Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich deren besten Ausführungsform, die sich an einen Fachmann auf dem Gebiet richtet, ist in der Beschreibung nachstehend angegeben und nimmt auf die beigefügten Figuren Bezug, in denen zeigen:A complete and an execution enabling Disclosure of the present invention, including their best embodiment, which is to a person skilled in the art in the field is indicated in the description below and refers to the attached figures, in which show:

1 eine Perspektivansicht eines Leitapparatsegmentes, das Aspekte der vorliegenden Erfindung enthält; 1 a perspective view of a nozzle segment incorporating aspects of the present invention;

2 eine ausschnittsweise Perspektivansicht eines Leitapparatsegmentabschnitts, die insbesondere ein Kühlplenum in der Fügefläche veranschaulicht; 2 a fragmentary perspective view of a nozzle section segment, which illustrates in particular a Kühlplenum in the joining surface;

3 eine vergrößerte ausschnittsweise Perspektivansicht eines Abschnitts eines Leitapparatsegmentes unter Veranschaulichung einer modifizierten Ausführungsform eines Kühlplenums in der Fügefläche; 3 an enlarged fragmentary perspective view of a portion of a nozzle segment illustrating a modified embodiment of a Kühlplenums in the joining surface;

4 eine schematisierte Ansicht eines Bandabschnitts eines Leitapparatsegmentes unter Veranschaulichung potentiel ler Bereiche höherer Temperatur an der Hinterkante der Leitschaufel und einer relevanten Stelle eines Kühlplenums gemäß Aspekten der Erfindung und 4 a schematic view of a band portion of a nozzle segment illustrating potential higher temperature areas at the trailing edge of the vane and a relevant point of a cooling plenum according to aspects of the invention and

5 eine ausschnittsweise Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform eines Leitapparatsegmentes, das ein Kühlplenum enthält. 5 a fragmentary perspective view of an alternative embodiment of a nozzle segment containing a Kühlplenum.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION

Es wird nun in Einzelheiten auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Jedes Beispiel ist für die Zwecke der Erläuterung der Erfindung und nicht einer Beschränkung der Erfindung angegeben. In der Tat wird es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang oder Rahmen der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können als ein Teil einer einzelnen Ausführungsform veranschaulichte oder beschriebene Merkmale gemeinsam mit einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um zu einer noch weiteren Ausführungsform zu gelangen. Somit besteht die Absicht, dass die vorliegende Erfindung all derartige Modifikationen und Varianten mit umfasst, wie sie sich in dem Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalenten erschließen.It will now be described in more detail on embodiments of the invention Reference is made, of which one or more examples in the drawings are illustrated. Each example is for the purpose of Explanation of the invention and not a limitation of the invention. In fact it will be for professionals be obvious in the field that various modifications and changes may be made to the present invention can, without departing from the scope or scope of the invention departing. For example, as part of a single Embodiment illustrated or described features used together with another embodiment, to arrive at yet another embodiment. Thus, it is intended that the present invention all such Modifications and variants with includes, as they are to the extent of the appended claims and their equivalents tap.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitapparatsegmentes 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Leitapparatsegment 10 enthält einen Außenbandabschnitt 12 mit einer Verbrennungsgasseite 14 und einer Rückseite 16. Das Leitapparatsegment 10 enthält einen Innenbandabschnitt 20 mit einer Verbrennungsgasseite 22 und einer Rückseite 24. Der Außenbandabschnitt weist eine Fügeseitenfläche 18 auf, die in Dichtungsschlitzen 50 angeordnete Dichtungen 52 enthalten kann (2). In gleicher Weise enthält der Innenbandabschnitt 20 eine Fügeseitenfläche 26 mit an dieser entlang angeordneten Dichtungen 52. 1 shows a perspective view of a nozzle segment 10 according to an exemplary embodiment. The nozzle segment 10 contains an outer band section 12 with a combustion gas side 14 and a back 16 , The nozzle segment 10 contains an inner band section 20 with a combustion gas side 22 and a back 24 , The outer band portion has a joint side surface 18 on that in seal slots 50 arranged seals 52 can contain ( 2 ). In the same way contains the inner band section 20 a joint side surface 26 with seals arranged along it 52 ,

Das Leitapparatsegment 10 enthält wenigstens eine Leitschaufel 30, die sich zwischen den Verbrennungsgasseiten der Bandabschnitte 12, 20 erstreckt, wobei die Leitschaufel eine Vorderkante 32 und eine Hinterkante 34 aufweist. Das Leitapparatsegment 10 kann mehrere Leitschaufeln 30 in einem einzelnen Segment enthalten. Die Leitschaufel 30 schneidet die Verbrennungsgasseite 22 des Niederbandabschnitts 20 an einem Fuß 56. Entlang des Fußes 56 ist im Allgemeinen eine Ausrundung 58 ausgebildet, die einen konkaven Krümmungsradius aufweist. Die Verbindungsstelle der Leitschaufel 30 mit der Verbrennungsgasseite 14 des Außenbandabschnitts ist in der gleichen Weise ausgebildet.The nozzle segment 10 contains at least one vane 30 located between the combustion gas sides of the band sections 12 . 20 extends, wherein the vane is a leading edge 32 and a trailing edge 34 having. The nozzle segment 10 can have several vanes 30 contained in a single segment. The vane 30 cuts the combustion gas side 22 of the low band section 20 on one foot 56 , Along the foot 56 is generally a fillet 58 formed, which has a concave radius of curvature. The junction of the vane 30 with the combustion gas side 14 of the outer band portion is formed in the same manner.

Mehrere Leitapparatsegmente 10 sind in Umfangsrichtung rings um die Achse einer (nicht veranschaulichten) Turbine angeordnet und an dem Turbinenmantel gesichert, um eine Leitapparatstufe zu bilden. Gewöhnlich enthält die Turbine mehrere derartiger Leitapparatstufen.Several nozzle segments 10 are circumferentially disposed about the axis of a turbine (not shown) and secured to the turbine shell to form a nozzle stage. Usually, the turbine includes several such nozzle stages.

Durch die Leitschaufel 30 und die Verbrennungsgasflächen 14, 22 des Außenbandabschnitts 12 bzw. des Innenbandabschnitts 20 ist ein durch das Leitapparatsegment 10 führender Strömungspfad für heiße Verbrennungsgase definiert. Die heißen Gase strömen durch die Segmente hindurch und um die Leitschaufeln 30 herum und treffen stromabwärts auf (nicht veranschaulichte) Rotorlaufschaufeln der Turbine auf, um den Turbinenrotor in Drehung zu versetzen, wie dies in der Technik allgemein verstanden wird.Through the vane 30 and the combustion gas surfaces 14 . 22 of the outer band section 12 or of the inner band section 20 is one through the nozzle segment 10 defined leading flow path for hot combustion gases. The hot gases flow through the segments and around the vanes 30 and impinge downstream on (not illustrated) turbine rotor blades to rotate the turbine rotor, as is well understood in the art.

Die Fügeflächen 18, 26 enthalten die Dichtungen 52 in den Schlitzen 50 (2) und sind auf diese Weise in abdichtender Verbindung zwischen benachbarten Leitapparatsegmenten 10 in einer Leitapparatstufe angeordnet. Die Dichtungen 52 hindern Kühlluft daran, zwischen den Verbindungsflächen des Außenbandabschnitts 12 und des Innenbandabschnitts 20 in den Strömungspfad des Verbrennungsgases zu entweichen.The joining surfaces 18 . 26 contain the seals 52 in the slots 50 ( 2 ) and are in this way in sealing connection between adjacent nozzle segments 10 arranged in a Leitapparatstufe. The seals 52 prevent cooling air therefrom, between the connecting surfaces of the outer band section 12 and the inner band section 20 to escape into the flow path of the combustion gas.

Bezugnehmend auf 1, enthält ein Leitapparatsegment 10 eine erste Kühlkammer 38 und eine zweite Kühlkammer 40. Gewöhnlich ist die erste Kühlkammer 38 konfiguriert, um Hochdruck-Kühlluft, z. B. Verdichterabzapfluft, zu empfangen. Diese Hochdruckluft kann über eine Prallplatte 44, Plenumkammern oder beliebige sonstige Leitmittel zu der einen niedrigeren Druck aufweisenden zweiten Kühlkammer 40 geleitet werden. Die Kühlkammern 40, 38 enthalten eine (nicht veranschaulichte) Abdeckplatte, um die Kammern dichtend zu verschließen. Die Leitschaufel 30 weist einen allgemein hohlen Aufbau auf und enthält Kühlkavitäten 36, die mit der Niederdruck-Kühlkammer 38 in Strömungsverbindung stehen. Die Kühlkavitäten 36 können folglich als Kühlkammern betrachtet werden. Zwischen den Fügeseitenflächen 18 des Außenbandabschnitts 12 und zwischen den Fügeflächen 26 des Innenbandabschnitts 20 ist ein Schienenelement 42 angeordnet. Die Schienenelemente an dem Außenbandabschnitt und an dem Innenbandabschnitt können die gleiche oder eine andere Konfiguration haben und können unterschiedlichen Zwecken dienen. Bezugnehmend auf den Außenbandabschnitt 12 kann das strukturelle Schienenelement 42 eine Umlenk- bzw. Prallplatte 44 enthalten, wie in 1 veranschaulicht, und es kann die erste oder Hochdruck-Kühlkammer 38 von der zweiten oder Niederdruck-Kühlkammer 40 trennen. Es sollte verstanden werden, dass die Kühlkammern auch in der Rückseite 24 des Innenbandabschnitts 20 ausgebildet sind.Referring to 1 , contains a nozzle segment 10 a first cooling chamber 38 and a second cooling chamber 40 , Usually the first cooling chamber 38 configured to allow high pressure cooling air, e.g. B. compressor bleed air to receive. This high pressure air can via a baffle plate 44 , Plenumkammern or any other conducting means to the lower pressure having second cooling chamber 40 be directed. The cooling chambers 40 . 38 include a cover plate (not shown) for sealing the chambers. The vane 30 has a generally hollow construction and contains cooling cavities 36 connected to the low-pressure cooling chamber 38 in fluid communication. The cooling cavities 36 can therefore be considered as cooling chambers. Between the joint side surfaces 18 of the outer band section 12 and between the joining surfaces 26 of the inner band section 20 is a rail element 42 arranged. The rail elements on the outer band portion and on the inner band portion may have the same or a different configuration and may serve different purposes. Referring to the outer band portion 12 can be the structural rail element 42 a deflection or baffle plate 44 included, as in 1 illustrates, and it may be the first or high pressure cooling chamber 38 from the second or low pressure cooling chamber 40 separate. It should be understood that the cooling chambers are also in the back 24 of the inner band section 20 are formed.

Durch die verschiedenen Kavitäten und Strukturelemente des Leitapparatsegmentes 10 ist ein Kühlkreislauf definiert. Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht durch irgendeine spezielle Konfiguration eines Kühlkreislaufs beschränkt ist. In der veranschaulichten Ausführungsform erzielt Kühlluft, die in die erste Kühlkammer 38 eingebracht wird, eine Aufprall- und/oder Konvektionskühlung von Strukturkomponenten des Leitapparatsegmentes 10 in dieser Region. Die Kühlluft wird in die zweite oder Niederdruck-Kühlkammer 40 (oder in die Kavitäten 36 oder andere Bereiche, die mit der Kühlkammer 40 in Strömungsverbindung stehen) durch die Prallplatte 44 eingeleitet. Ein Teil der Kühlluft kann sich durch Filmlöcher 54 durch den Bandabschnitt 12 hindurch und in den Verbrennungsgasstrom hinein ausbreiten. Diese begrenzte Kühlluftmenge erzielt eine Filmkühlung an den verbrennungsgasseitigen Oberflächen der jeweiligen Bandabschnitte 12, 20. Es kann jede beliebige Anordnung und Stelle dieser Filmkühllöcher 54 verwendet werden, wie in den Figuren verschiedenartig dargestellt.Due to the different cavities and structural elements of the nozzle segment 10 a cooling circuit is defined. It should be understood that the present invention is not limited by any particular configuration of refrigeration cycle. In the illustrated embodiment, cooling air entering the first cooling chamber achieves 38 is introduced, an impact and / or convection cooling of structural components of the nozzle segment 10 in this region. The cooling air is transferred to the second or low pressure cooling chamber 40 (or in the cavities 36 or other areas associated with the cooling chamber 40 in fluid communication) through the baffle plate 44 initiated. Part of the cooling air can pass through film holes 54 through the band section 12 through and into the combustion gas stream. This limited amount of cooling air achieves film cooling on the combustion gas side surfaces of the respective band sections 12 . 20 , It can be any arrangement and location of these film cooling holes 54 can be used, as shown in the figures variously.

Die Leitschaufel 30 ist im Wesentlichen hohl und enthält eine oder mehrere Kavitäten 36. Die Kühlluft strömt durch die Kavitäten 36, um die Leitschaufel 30 zu kühlen. Die Kavitäten 36 können auch mit der Saugseite und der Druckseite der Leitschaufel 30 über Fluidlöcher 54 in Strömungsverbindung stehen, die durch die Leitschaufel 30 hindurchführend definiert sind. Auf diese Weise wird die Außenfläche der Leitschaufel 30 durch einen auf der Oberfläche induzierten Kühlluftfilm gekühlt. Die Kühlluft strömt durch die Leitschaufel 30 hindurch in die Kavitäten des Innenbandabschnitts 20 hinein und kann sich durch die Filmkühllöcher 54 in dem Band 20 ausbreiten. In Abhängigkeit von der Konfiguration der Leitapparatsegmente 10 kann die Kühlluft durch weitere Abschnitte des Leitapparatsegmentes 10 wieder strömen gelassen werden, bevor sie aus dem Kühlkreislauf ausgegeben wird.The vane 30 is substantially hollow and contains one or more cavities 36 , The cooling air flows through the cavities 36 to the vane 30 to cool. The cavities 36 can also work with the suction side and the pressure side of the vane 30 via fluid holes 54 are in flow communication through the vane 30 are defined passing. In this way, the outer surface of the vane 30 cooled by a surface-induced cooling air film. The cooling air flows through the vane 30 through the cavi the inner band section 20 into it and can get through the film cooling holes 54 in the band 20 spread. Depending on the configuration of the nozzle segments 10 can the cooling air through other sections of the nozzle segment 10 be re-flowed before it is discharged from the refrigeration cycle.

Bezugnehmend auf die verschiedenen Figuren schafft das Schienenelement 42, das sich zwischen den Fügeseitenflächen 18 des Außenbandabschnitts 12 sowie den Fügeseitenflächen 26 des unteren Bandabschnitts 20 erstreckt, einen problematischen Bereich hinsichtlich der Kühlung. Die Gegenwart der Strukturschiene verhindert eine Aufprallkühlung, insbesondere in der Region der Hinterkante der Leitschaufel 30. 4 zeigt eine schematisierte Ansicht, die Regionen potentiell höherer Temperatur oder „heiße Stellen” (mit Strichlinie angedeutete Bereiche) veranschaulicht, die sich an der Hinterkante der Leitschaufel 30 auf der Saugseite der Leitschaufel konzentrieren. Die Lage des Strukturschienenelementes 42 ist in 4 durch die gestrichelten Linien angezeigt. Bezugnehmend auf die 2, 3 und 5 kann ersehen werden, dass sich die Lage des Schienenelementes 42 in diesen speziellen Ausführungsformen entlang der Fügeseitenfläche 18 im Wesentlichen benachbart zu dem Endpunkt der Hinterkante 34 der Leitschaufel 30 relativ zu der Fügeseitenfläche befindet. Wie aus den 1, 4 und 5 ersehen werden kann, teilt das Schienenelement 42 den Hinterkantenabschnitt der Leitschaufel 30, wie sie durch die den Fuß 56 anzeigenden Strichlinien in 5 definiert ist, entzwei. In anderen Worten verläuft oder erstreckt sich das Schienenelement 42 quer über den Hinterkantenabschnitt der Leitschaufel 30, was zu den in 4 veranschaulichten heißen Stellen beiträgt.Referring to the various figures, the rail member provides 42 extending between the joint faces 18 of the outer band section 12 as well as the joint side surfaces 26 of the lower band section 20 extends, a problematic area in terms of cooling. The presence of the structural rail prevents impingement cooling, particularly in the region of the trailing edge of the vane 30 , 4 12 shows a schematic view illustrating regions of potentially higher temperature or "hot spots" (dash-dotted areas) located at the trailing edge of the vane 30 focus on the suction side of the vane. The location of the structural rail element 42 is in 4 indicated by the dashed lines. Referring to the 2 . 3 and 5 can be seen that the location of the rail element 42 in these particular embodiments along the joint side surface 18 substantially adjacent the end point of the trailing edge 34 the vane 30 located relative to the joint side surface. Like from the 1 . 4 and 5 can be seen, divides the rail element 42 the trailing edge portion of the vane 30 as they go by the foot 56 indicating dashed lines in 5 is defined, in half. In other words, the rail element extends or extends 42 across the trailing edge portion of the vane 30 , what the in 4 illustrated hot spots.

Bezugnehmend auf die verschiedenen Figuren und entsprechend Aspekten der Erfindung ist in einer der Fügeflächen 18, 26 von wenigstens entweder dem Außenbandabschnitt 12 und/oder dem Inennbandabschnitt 20 ein Kühlplenum 46 definiert. Es sollte verständlich sein, dass dieses Kühlplenum 46 sowohl in dem Außen- als auch in dem Innenbandabschnitt 12, 20 sowie in beiden Fügeflächen eines jeden jeweiligen Bandabschnitts enthalten sein kann. Für die Zwecke der Erläuterung ist das Kühlplenum 46 hierin unter Bezugnahme auf die Fügeseitenfläche 18 des oberen Bandabschnitts 12 weiter beschrieben.Referring to the various figures and corresponding aspects of the invention, in one of the joining surfaces 18 . 26 at least one of the outer band portion 12 and / or the Inennbandabschnitt 20 a cooling plenum 46 Are defined. It should be understood that this cooling plenum 46 in both the outer and inner band sections 12 . 20 and may be included in both joining surfaces of each respective band section. For the purposes of explanation, the cooling plenum is 46 herein with reference to the joint side surface 18 of the upper band section 12 further described.

Das Kühlplenum 46 ist in der Fügefläche an einer beliebigen gewünschten Stelle derart definiert, dass es sich in Querrichtung in den Bandabschnitt hinein erstreckt, um einen spe ziellen Bereich des Bandabschnitts zu kühlen. In den veranschaulichten Ausführungsformen ist das Kühlplenum 46 an einer zu dem Schienenelement 42 benachbarten Stelle definiert. Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann das Kühlplenum 46 beispielsweise als in einer Linie mit dem Schienenelement 42 innerhalb des oberen Bandabschnitts 12 ausgerichtet oder wenigstens teilweise unter dem Schienenelement 42 innerhalb des oberen Bandabschnitts 12 verlaufend angesehen werden. Das Kühlplenum 46 erstreckt sich quer, wenigstens teilweise durch den jeweiligen Bandabschnitt und kann sich durch den Bandabschnitt vollständig hindurch erstrecken, so dass es von einer Fügeseitenfläche 18 zu der gegenüberliegenden Fügeseitenfläche 18 verläuft. Es wird Kühlluft in das Kühlplenum 46 eingebracht, und diese kühlt somit die Region des Bandabschnitts 12 entlang des Fußes oder der Basis des Schienenelementes 42. Auf diese Weise wird die Region des Bandabschnitts 12 um die Hinterkante 34 der Leitschaufel 30 herum ebenfalls durch Aufprall- und/oder Konvektionskühlung gekühlt, wenn die Kühlluft durch das Kühlplenum 46 befördert wird. Dies ist in der schematisierten Darstellung nach 4 besonders veranschaulicht, worin die Lage des Kühlplenums 46 anhand gestrichelter Linien veranschaulicht ist. Es kann aus dieser Figur ersehen werden, dass das Kühlplenum auch die Region der Hinterkante der Leitschaufel 30 kreuzt und folglich dazu dient, die potentiell problematischen heißen Stellen, wie sie in 4 veranschaulicht sind, benachbart zu der Saugseite der Hinterkante der Leitschaufel 30 zu kühlen.The cooling plenum 46 is defined in the joining surface at any desired location so as to extend transversely into the band portion to cool a specific portion of the band portion. In the illustrated embodiments, the cooling plenum is 46 at one to the rail element 42 defined in the adjacent location. With reference to the 2 and 3 can the cooling plenum 46 for example, as in line with the rail element 42 within the upper band section 12 aligned or at least partially under the rail element 42 within the upper band section 12 be considered running. The cooling plenum 46 extends transversely, at least partially through the respective band portion and can extend completely through the band portion, so that it from a joint side surface 18 to the opposite joint side surface 18 runs. It is cooling air in the Kühlplenum 46 introduced, and this cools the region of the band section 12 along the foot or the base of the rail element 42 , This will be the region of the band section 12 around the trailing edge 34 the vane 30 also cooled by impact and / or convection cooling when the cooling air through the Kühlplenum 46 is transported. This is shown in the schematic representation 4 particularly illustrates wherein the location of the cooling plenum 46 illustrated by dashed lines. It can be seen from this figure that the cooling plenum is also the region of the trailing edge of the vane 30 crosses and consequently serves the potentially problematic hot spots as they are in 4 are illustrated, adjacent to the suction side of the trailing edge of the vane 30 to cool.

Das Kühlplenum 46 kann durch verschiedene Mittel mit Kühlluft versorgt werden. In den veranschaulichten Ausführungsformen werden mehrere Luftkanäle verwendet, um Kühlluft in das Kühlplenum 46 hinein, entlang dessen und aus diesem heraus zu befördern. Zum Beispiel kann, bezugnehmend auf die 1, 4 und 5, wenigstens ein erster Kühlluftkanal 48 in dem Schie nenelement 42 (oder einer anderen Struktur des Bandabschnitts 12) definiert sein, um das Kühlluftplenum 46 mit der ersten Kühlkammer 38 in Luftströmungsverbindung zu bringen. Auf diese Weise strömt Verdichterabzapfluft oder eine andere Kühlluft, die in die Kühlkammer 38 eingebracht wird, in das Kühlplenum 46 hinein. Es ist wenigstens ein zweiter Luftkanal 49 in dem Schienenelement definiert, der das Kühlplenum in Luftströmungsverbindung mit der zweiten Luftkammer 40 bringt (die eine Region oder Kavität enthält, die mit der Kammer 40 in Strömungsverbindung steht). Auf diese Weise kann sich Kühlluft durch das Kühlplenum 46 hindurch ausbreiten und über den zweiten Luftkanal 49 in die Kühlkammer 40 austreten. In der veranschaulichten Ausführungsform sind mehrere Kanäle 48 und 49 in Längsrichtung entlang der Längserstreckung des Kühlplenums 46 definiert. Es sind eine beliebige Anzahl oder beliebige Positionen von diesen Kanälen möglich. In Abhängigkeit von den speziellen Regionen der Bandabschnitte, die gekühlt werden sollen, kann sich das Kühlplenum 46 in Querrichtung vollständig durch den Bandabschnitt 12 hindurch erstrecken, und die Kühlkanäle 48 und 49 können an verschiedenen longitudinalen Stellen entlang der gesamten Längserstreckung des Kühlplenums 46 positioniert sein. Obwohl dies kein Erfordernis darstellt, können die ersten Kühlkanäle 48 und die zweiten Kühlkanäle 49 paarweise gruppiert sein, so dass jeder erste Kühlkanal 48 einen zugehörigen zweiten Kühlluftkanal 49 enthält. Die Position dieser Kanäle kann entlang der longitudinalen Längserstreckung des Plenums 46 versetzt sein.The cooling plenum 46 can be supplied with cooling air by various means. In the illustrated embodiments, multiple air channels are used to transfer cooling air into the cooling plenum 46 into, out along and out of this. For example, with reference to FIGS 1 . 4 and 5 , at least one first cooling air channel 48 in the rail nenelement 42 (or another structure of the band section 12 ) to the cooling air plenum 46 with the first cooling chamber 38 to bring in air flow connection. In this way, compressor bleed air or other cooling air flowing into the cooling chamber 38 is introduced into the Kühlplenum 46 into it. It is at least a second air duct 49 in the rail member defining the cooling plenum in air flow communication with the second air chamber 40 brings (which contains a region or cavity with the chamber 40 is in fluid communication). In this way, cooling air can pass through the cooling plenum 46 propagate through and over the second air channel 49 in the cooling chamber 40 escape. In the illustrated embodiment, there are multiple channels 48 and 49 in the longitudinal direction along the longitudinal extent of the Kühlplenums 46 Are defined. Any number or arbitrary positions of these channels are possible. Depending on the particular regions of the belt sections that are to be cooled, the cooling plenum may become 46 in the transverse direction completely through the band section 12 extend through, and the cooling channels 48 and 49 can be at different longitudinal locations along the entire longitudinal extent of the cooling plenum 46 be positioned. Although not a requirement, the first cooling channels can 48 and the second cooling channels 49 be grouped in pairs, leaving each first cooling channel 48 an associated second cooling air duct 49 contains. The position of these channels can be along the longitudinal longitudinal extent of the plenum 46 be offset.

Es sollte verstanden werden, dass das Plenum 46 nicht auf irgendein spezielles Querschnittsprofil oder irgendeine sonstige Konfiguration beschränkt ist. Zum Beispiel weist das Plenum 46 in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform ein im Wesentlichen kreisförmiges Querschnittsprofil auf. In der Ausführungsform nach 3 weist das Kühlluftplenum 46 ein im Wesentlichen ovales Querschnittsprofil auf.It should be understood that the plenary 46 is not limited to any particular cross-sectional profile or configuration. For example, the plenary session 46 in the in 2 illustrated embodiment, a substantially circular cross-sectional profile. In the embodiment according to 3 has the cooling air plenum 46 a substantially oval cross-sectional profile.

Weiterhin bezugnehmend auf die 2 und 3 ist das Plenum 46 in der veranschaulichten Ausführungsform in der jeweiligen Fügeseitenfläche 18 des Bandabschnitts im Wesentlichen zwischen dem Schienenelement 42 auf der Rückseite des Bandabschnitts 12 und der Hinterkante 34 der Leitschaufel 30 auf der Verbrennungsgasseite des Bandabschnitts 12 definiert. Wenn die Fügefläche 18 axial verlaufende Dichtungsschlitze 50 enthält, ist das Kühlplenum 46 zwischen dem Dichtungsschlitz 50 und der Verbrennungsgasseite 14 definiert.Still referring to the 2 and 3 is the plenum 46 in the illustrated embodiment in the respective joint side surface 18 the band portion substantially between the rail member 42 on the back of the tape section 12 and the trailing edge 34 the vane 30 on the combustion gas side of the belt section 12 Are defined. If the joining surface 18 axially extending sealing slots 50 contains, is the Kühlplenum 46 between the sealing slot 50 and the combustion gas site 14 Are defined.

Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung auch Ausführungsformen umfasst, in denen ein Kühlluftplenum 46 in der Fügefläche 18 derart definiert ist, dass es sich ungeachtet der Länge irgendeines Schienenelementes an der Rückseite 16 des Bandabschnitts 12 in Querrichtung in den Bandabschnitt 12 hinein benachbart zu der Hinterkante 34 der Leitschaufel 30 erstreckt. Zum Beispiel kann die Rückseite des Bandabschnitts 12 ein Strukturelement einer beliebigen Gestaltung enthalten, das eine Aufprallkühlung bestimmter Regionen des Bandabschnitts verhindert. In dieser Situation kann ein Kühlplenum 46 in der Fügeseitenfläche 18 derart ausgebildet sein, dass es sich mit diesem Strukturelement im Wesentlichen zusammenfallend bzw. deckend, insbesondere in dem Hinterkantenbereich der Leitschaufel 30, in den Bandabschnitt 12 hinein erstreckt. Kühlluft, die durch das Plenum 46 strömt, kühlt diesen Bereich des Bandabschnitts 12 rings um die Hinterkante der Leitschaufel 30. In dem Bandabschnitt können Kühlkanäle 48, 49 definiert sein, um das Kühlplenum 46 in strömungsmäßige Luftverbindung mit einer ersten Stelle und einer zweiten Stelle zu bringen, worin das Kühlluftplenum ferner dient, um Luft von einer Stelle zu der anderen zu überführen, während es eine vorteilhafte Aufprallkühlung für eine problematische Region des Bandabschnitts 12 erzielt. Dieses Konzept ist allgemein in 6 veranschaulicht, worin das Kühlplenum 46 in der Fügefläche 26 des unteren Bandabschnitts 20 derart definiert ist, dass es sich in dem Bandabschnitt 20 im Wesentlichen quer durch den hinteren Endabschnitt der Leitschaufel 30 erstreckt. Das Plenum 46 kann, muss aber nicht, sich unter oder entlang eines Schienenelementes erstrecken, das ebenfalls quer über die Rückseite des Bandabschnitts 20 verläuft.It should be understood that the present invention also includes embodiments in which a cooling air plenum 46 in the joining area 18 is defined to be regardless of the length of any rail member at the rear 16 of the band section 12 in the transverse direction in the band section 12 in adjacent to the trailing edge 34 the vane 30 extends. For example, the back of the tape section 12 include a structural element of any design that prevents impact cooling of certain regions of the belt section. In this situation, a cooling plenum 46 in the joint side surface 18 be formed such that it coincides with this structural element substantially or covering, in particular in the trailing edge region of the guide vane 30 , in the band section 12 extends into it. Cooling air flowing through the plenary 46 flows, cools this area of the band section 12 around the trailing edge of the vane 30 , In the band section can cooling channels 48 . 49 be defined to the Kühlplenum 46 in fluid communication with a first location and a second location, wherein the cooling air plenum is further operative to transfer air from one location to the other while providing favorable impingement cooling for a troublesome region of the belt section 12 achieved. This concept is common in 6 wherein the cooling plenum 46 in the joining area 26 of the lower band section 20 is defined so that it is in the band section 20 essentially across the rear end portion of the vane 30 extends. The plenum 46 may, but need not, extend below or along a rail member which also extends across the back of the tape section 20 runs.

5 veranschaulicht eine Ausführungsform, in der wenigstens einer der Kühlluftkanäle 49 das Plenum 46 in strömungsmäßige Luftverbindung mit der Kavität 36 der Leitschaufel 30 bringt. Diese Konfiguration kann verwendet werden, um Luft von dem Plenum 46 unmittelbar in die Kavität 46 einzuleiten oder Luft von der Kavität 36 unmittelbar zu dem Plenum 46 abzuführen. 5 illustrates an embodiment in which at least one of the cooling air channels 49 the plenum 46 in fluid communication with the cavity 36 the vane 30 brings. This configuration can be used to clear air from the plenum 46 directly into the cavity 46 or air from the cavity 36 directly to the plenary 46 dissipate.

Während der vorliegende Gegenstand in Einzelheiten in Bezug auf spezielle beispielhafte Ausführungsformen und Verfahren von diesem beschrieben worden ist, wird es für Fachleute auf dem Gebiet verständlich sein, dass mit einem Verständnis des Vorstehenden Modifikationen an, Veränderungen an und Äquivalente zu derartigen Ausführungsformen ohne weiteres geschaffen werden können. Demgemäß ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung eher zu Beispielszwecken und nicht zu Beschränkungszwecken vorgesehen, und die Offenbarung schließt eine Aufnahme derartiger Modifikationen, Veränderungen und/oder Hinzufügungen in den vorliegenden Gegenstand nicht aus, wie dies für einen Fachmann ohne weiteres verständlich ist.While the present subject matter in detail with respect to specific exemplary embodiments and methods of this It will be appreciated by those skilled in the art be understood that with an understanding of The above modifications, changes and equivalents to such embodiments readily created can be. Accordingly, the scope is the present disclosure rather than by way of example for the purpose of limitation, and the disclosure concludes a recording of such modifications, changes and / or additions to the present subject matter as will be readily understood by one skilled in the art is.

Ein Turbinenleitapparatsegment 10 enthält einen Außenbandabschnitt 12, einen Innenbandabschnitt 20 und wenigstens eine Leitschaufel 30, die sich zwischen den Bandabschnitten er streckt. In einer Fügeseitenfläche 18 wenigstens eines der Bandabschnitte ist ein Kühlplenum 46 definiert, das sich in Querrichtung wenigstens teilweise durch den jeweiligen Bandabschnitt hindurch erstreckt. Erste 48 und zweite 49 Kühlkanäle verlaufen von dem Kühlplenum zu jeweiligen ersten 38 und zweiten 40 Kühlkammern.A turbine nozzle segment 10 contains an outer band section 12 , an inner band section 20 and at least one vane 30 which stretches between the band sections. In a joint side surface 18 at least one of the band sections is a Kühlplenum 46 defined, which extends in the transverse direction at least partially through the respective band portion. First 48 and second 49 Cooling channels extend from the cooling plenum to respective first ones 38 and second 40 Cooling chambers.

1010: Leitapparatsegmentnozzle segment
1212: AußenbandabschnittOuter band sections
1414: VerbrennungsgasseiteCombustion gas side
1616: Rückseiteback
1818: FügeseitenflächeAdd side face
2020: InnenbandabschnittInner band section
2222: VerbrennungsgasseiteCombustion gas side
2424: Rückseiteback
2626: FügeseitenflächeAdd side face
3030: Leitschaufelvane
3232: Vorderkanteleading edge
3434: Hinterkantetrailing edge
3636: Kühlkavitätencooling cavities
3838: Erste KühlkammerFirst cooling chamber
4040: Zweite KühlkammerSecond cooling chamber
4242: Schienenelementrail element
4444: Prallplatte, UmlenkplatteFlapper, baffle
4646: Kühlplenumcooling plenum
4848: Kanälechannels
4949: Kanälechannels
5050: Dichtungsschlitzeseal slots
5252: Dichtungenseals
5454: FilmkühllöcherFilm cooling holes
5656: Fußfoot
5858: Ausrundungrounding

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 7029228 [0004]

Claims

Turbine nozzle segment ( 10 ), comprising: an outer band portion ( 12 ), an inner band section ( 20 ) and at least one vane ( 30 ) extending between the inner band portion and the outer band portion, the vane having a leading edge (FIG. 32 ) and a trailing edge ( 34 ) having; wherein each inner band portion and outer band portion further comprise axially extending joining surfaces ( 18 ) and a combustion gas side ( 14 ) and an opposite rear side ( 16 ) having; a first cooling chamber ( 38 ) and a second cooling chamber ( 40 ) defined at the back of the inner band portion and the outer band portion; a cooling plenum ( 46 ) defined in at least one of the mating surfaces of at least one of the inner band portion and the outer band portion, the cooling plenum extending transversely at least partially through the respective band portion; and at least one first cooling air channel ( 48 ) formed in the band portion leading from the first cooling chamber into the cooling plenum, and at least one second cooling air channel (FIG. 49 ) formed in the band portion leading from the second cooling chamber into the cooling plenum.

Turbine nozzle segment ( 10 ) according to claim 1, wherein the first cooling chamber ( 38 ) is a high-pressure chamber and the second cooling chamber ( 40 ) is a low-pressure chamber, wherein the first and the second cooling chamber at least partially by a transversely extending rail element ( 42 ) are separated from each other, wherein the Kühlplenum ( 46 ) extends in the transverse direction at least partially through the respective band portion below the rail member and wherein cooling air from the high-pressure chamber via the first cooling air channel ( 48 ) in the Kühlplenum and from the Kühlplenum on the second cooling air duct ( 49 ) flows into the low pressure chamber.

Turbine nozzle segment ( 10 ) according to claim 2, wherein the first and second cooling air channels ( 48 . 49 ) along the cooling plenum ( 46 ) are arranged offset axially and wherein the Kühlplenum in the respective band section between the rail element ( 42 ) and the trailing edge ( 34 ) of the vane ( 30 ) is defined.

Turbine nozzle segment ( 10 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the joining surface ( 18 ) a sealing slot ( 50 ), which is defined in the axial direction along the joining surface, wherein the cooling plenum ( 46 ) between the sealing slot and the combustion gas side ( 22 ) of the respective band section ( 12 . 20 ) is defined.

Turbine nozzle segment ( 10 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the first cooling chamber ( 38 ) is a high-pressure impingement cooling chamber, which is supplied with compressor bleed air, and wherein the cooling plenum ( 46 ) between the opposite joining surfaces ( 18 ) completely through the respective band section ( 12 . 20 ) extends therethrough.

Turbine nozzle segment ( 10 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling plenum ( 46 ) in the transverse direction at least partially through the respective band section ( 12 . 20 ) across the trailing edge ( 34 ).

Turbine nozzle segment ( 10 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling plenum ( 46 ) between the opposite joining surfaces ( 18 ) completely through the respective band section ( 12 . 20 ).

A gas turbine having a plurality of nozzle stages, each nozzle stage further comprising a plurality of nozzle segments ( 10 ), wherein each nozzle segment according to any one of claims 1 to 3 is formed.