DE102011121634A1 - Turbinenschaufel - Google Patents

Turbinenschaufel Download PDF

Info

Publication number
DE102011121634A1
DE102011121634A1 DE102011121634A DE102011121634A DE102011121634A1 DE 102011121634 A1 DE102011121634 A1 DE 102011121634A1 DE 102011121634 A DE102011121634 A DE 102011121634A DE 102011121634 A DE102011121634 A DE 102011121634A DE 102011121634 A1 DE102011121634 A1 DE 102011121634A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
blade
plate
turbine
slot
holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011121634A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011121634B4 (de
Inventor
Christoph DIDION
Herbert Brandl
Shailendra Naik
Brian Kenneth WARDLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ansaldo Energia IP UK Ltd
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of DE102011121634A1 publication Critical patent/DE102011121634A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011121634B4 publication Critical patent/DE102011121634B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/085Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor
    • F01D5/087Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor in the radial passages of the rotor disc
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187Convection cooling
    • F01D5/188Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316Impeller making
    • Y10T29/49336Blade making
    • Y10T29/49339Hollow blade
    • Y10T29/49341Hollow blade with cooling passage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel einer axial durchströmten Turbine, die interne Passagen umfasst, z. B. Kühlfluidpassagen, wobei sich radial nach außen erstreckende Passagen mit Löchern in dem Schaufelfuß verbunden sind. Die Löcher sind allgemein Kern-Printouts, die dem Kern während des Gießprozesses Stabilität verleihen. Oftmals werden nicht alle dieser Kern-Printouts später für die Kühlluftzufuhr benötigt. Diese nicht benötigten Löcher müssen geschlossen sein, um das Funktionieren des Kühlsystems zu garantieren. Dies wird durch mindestens eine Abdeckplatte erreicht. Die Turbinenschaufel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platte durch mindestens zwei an dem Schaufelfuss angeordnete Schlitze gehalten wird. Somit werden die an der Fußsektion angeordneten Zufuhrlöcher für Kühlfluid durch eine einfache mechanische Einrichtung geschlossen, d. h. eine Platte, die keine nachfolgenden Hartlöt-/Schweißoperationen benötigt. Außerdem kann die Platte entfernt werden, um Untersuchung/Reinigung oder weitere Bearbeitung der Schaufel in Wartungsintervallen zu erleichtern. Zudem lässt sich die Erfindung auf neue oder existierende Schaufeldesigns anwenden, d. h. sowohl für neue Produkte wie auch für nachgerüstete Schaufeln.

Description

  • ANWENDUNGSGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Prozess zum Herstellen einer derartigen Turbinenschaufel.
  • STAND DER TECHNIK
  • Turbinenschaufeln sind den sehr hohen Temperaturen des die Turbine antreibenden heißen Fluids ausgesetzt. Um eine Beschädigung der Blätter aufgrund der hohen Temperaturen zu verhindern und um eine vernünftige Lebensdauer der Turbine sicherzustellen, werden Turbinenschaufeln oftmals durch ein Kühlmedium extern und intern gekühlt, in der Regel unter Verwendung von von dem Kompressor der Gasturbine abgezapfter Kühlluft. Eine intere Kühlung der Turbinenschaufel wird durch verschiedene Passagen innerhalb der Schaufel zwischen deren Druckseitenwand und deren Saugseitenwand realisiert. Die Passagen erstrecken sich in der Regel über die Spannbreite von dem Fuß der Schaufel bis zu ihrer Spitze. Einige der Passagen bestehen aus einer einzelnen Passage mit einer Austrittsöffnung nahe der Schaufelspitze und/oder mehreren Filmkühlungslöchern an der Kante oder an der Seitenwand der Schaufel. Andere Passagen verlaufen serpentinenförmig durch das Schaufelinnerere und gestatten es dem Kühlfluid beispielsweise, von dem Fuß zu der Spitze zu strömen, dort nach einer 180°-Kehre zurück zum Fuß zu strömen, und von dort nach einer weiteren 180°-Kehre wieder zu der Spitzezurückzukehren, wo es schließlich durch Austrittsöffnungen oder Filmkühlungslöcher austritt. Gekrümmte Kühlpassagen dieser Art sind beispielsweise aus EP 670953 bekannt. Sie gestatten einen großen internen Wärmetransfer mit einer minimalen Menge an Kühlluft.
  • Eine typische Schaufel nach dem Stand der Technik umfasst mehrere interne Passagen, die sich zwischen dem Fußbereich und der Spitze radial nach innen und außen erstrecken. Eine erste interne Passage erstreckt sich von einer Eintrittsöffnung im Fußbereich radial nach außen zur Schaufelspitze. Kühlfluid kann vom Fußbereich durch die Passage fließen und über mehrere Kühlschlitze entlang der Hinterkante sowie durch ein Austrittsloch an der Spitze austreten. Eine zweite interne Passage erstreckt sich von einer Eintrittsöffnung radial nach außen entlang der Schaufelvorderkante. Kühlfluid strömt durch diese Passage und tritt über das Austrittsloch an der Spitze und durch mehrere Reihen von Filmkühlungslöchern, die durch die Vorderkante des Blatts gebohrt sind, aus. Eine gekrümmte Passage umfasst eine Eintrittsöffnung an dem radial inneren Ende des Fußbereichs, wobei sich eine erste Passage radial nach außen zu einer Austrittsöffnung erstreckt. Bei der Spitze führt eine 180°-Kehre zu einer Passage, die sich radial nach innen erstreckt. An dem radial inneren Ende der Passage führt eine zweite 180°-Kehre zu einer dritten Passage, die sich radial nach außen zu einer Austrittsöffnung erstreckt. Kühlfluid, das durch die geraden und gekrümmten Passagen strömt, kühlt die Schaufel von innen durch Prallkühlung und tritt durch die Filmkühlungslöcher an den Kanten des Schaufel und/oder durch die Austrittsöffnungen an der Spitze aus. Andere typische Schaufeln besitzen mehrere gekrümmte Kühlpassagen oder gekrümmte Passagen, die fünf Passagen mit vier Kehren umfassen.
  • Schaufeln mit inneren serpentinenförmig verlaufenden Kühlpassagen werden in der Regel durch einen Feingussprozess hergestellt, der mit einem Keramikkern die individuellen internen Passagen definiert. Nach dem Gießen wird der Keramikkern durch einen Laugprozess aus der Schaufel entfernt. Die Filmkühlungslöcher an den Kanten und Seitenwänden der Schaufel werden dann durch einen Laserbohrprozess realisiert. Dieser Prozess beinhaltet vor dem eigentlichen Bohren das Einsetzen eines Gegen- oder Blockierungsmaterials, das die Laserstrahlung auf die gewünschten Orte der Filmkühlungslöcher begrenzt und eine Beschädigung der Passagenwände und anderer Innenoberflächen der Schaufel verhindert. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus EP 854005 bekannt. Es verwendet ein Wachsmaterial als Blockiermaterial.
  • Ein weiterer geeigneter Bohrprozess könnte ein Ionenstrahlbohrprozess sein.
  • Während des Prozesses des Gießens der internen Passagen ist es wegen thermisch bedingter Deformationen, die durch unterschiedliches Wärmeausdehnungsverhalten des Kerns und des umgebenden Metalls verursacht werden, oft schwierig, die Trennung der Passagen in den Kernen aufrechtzuerhalten.
  • Eine gegenwärtige Praxis zum Aufrechterhalten der Trennung der serpentinenförmig verlaufenden Kühlpassagen und zum Stützen des Kerns während des Gießprozesses nutzt konisch geformte Durchbrüche in dem Kern. Diese konischen Durchbrüche sind als Teil des Kerns ausgebildet und erstrecken sich vom Fußbereich durch eine Öffnung in der Wand der 180°-Kehre und in die Passagen. Nachdem das Teil gegossen worden ist und der Kern ausgelaugt worden ist, werden die konischen Durchbrüche mit einem kugelförmigen Stopfen abgeschlossen, der, wie in EP 1267040 beschrieben, durch Hartlötung fixiert wird.
  • Schließlich wird auf die Turbinenschaufel eine Wärmedämmschicht (TBC – Thermal Barrier Coating) aufgetragen. Diese Schicht dient dazu, Komponenten vor größeren und längeren Hitzebelastungen zu isolieren, indem Materialien mit niedrigerer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, die eine nennenswerte Temperaturdifferenz zwischen den lasttragenden Legierungen und der Schichtoberfläche aushalten können. Die Wärmedämmschicht besteht oftmals aus drei Schichten: dem Metallsubstrat, einer metallischen Bondschicht und der TBC-Keramikdeckschicht. Die Keramikdeckschicht besteht in der Regel aus mit Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumoxid (YSZ), das wünschenswert ist, weil es eine sehr niedrige Leitfähigkeit besitzt, während es bei Nennarbeitstemperaturen stabil bleibt. Diese Keramikschicht erzeugt den größten Wärmegradienten des Wärmeisolationssystems und hält die unteren Schichten bei einer niedrigeren Temperatur als diejenige der Oberfläche. Nach dem Auftragen der Wärmedämmschicht ist nachfolgendes Schweißen und/oder Hartlöten auf wirtschaftliche Weise nicht mehr machbar.
  • Aus EP 1267040 ist eine Schaufel bekannt, die serpentinenförmig verlaufende interne Kühlluftpassagen umfasst. Die Passagen stehen durch Kehren von etwa 180° untereinander in Fluidverbindung. Gemäß der Erfindung werden die Kehren nahe der Plattform der Schaufel, die eine sich radial nach innen erstreckende Passage mit einer sich radial nach außen erstreckenden Passage verbindet, durch eine Fußkehre realisiert, die durch die Passagenseitenwände definiert ist, die sich radial nach innen zu dem radial inneren Ende des Fußbereichs der Schaufel erstrecken, und durch eine Endplatte, die an den radial inneren Enden der Wände angebracht ist. Die Endplatte ist an die radial inneren Enden der Seitenwände der gekrümmten Passagen, die durch die Fußkehre vereinigt sind, geschweißt oder hartgelötet.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Turbinenschaufel und eines Verfahrens zum Herstellen derselben, wobei mindestens eines der an der Fußsektion angeordneten Zufuhrlöcher für Kühlfluid durch eine Platte geschlossen ist, die keine nachfolgenden Hartlöt-/Schweißoperationen erfordert, was für die mechanischen Eigenschaften der Schaufel und/oder der Platte abträglich sein kann. Die Platte sollte entfernt werden können, um eine Untersuchung/Reinigung oder eine weitere Bearbeitung der Schaufel in Wartungsintervallen zu erleichtern. Weiterhin sollte sich die Erfindung sowohl auf neues wie auch auf existierendes Design von Schaufeln anwenden lassen, d. h. sowohl für neue wie auch für nachgerüstete Schaufeln.
  • Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Turbinenschaufel einer axial durchströmten Turbine bereitgestellt, das interne Passagen, z. B. Kühlfluidpassagen, umfasst, wobei sich radial nach außen erstreckende Passagen im Schaufelfussbereich Löchern aufweisen, wobei mindestens eines dieser Löcher von einer Platte bedeckt ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platte in einem an dem Fuß der Turbinenschaufel angeordneten Schlitz gehalten wird. Die sich radial nach außen erstreckenden Passagen mit Löchern sind allgemein Kern-Printouts, die dem Kern während des Gießprozesses Stabilität verleihen. Oftmals werden nicht alle dieser Kernöffnungen (Printouts) später zur Kühlluftzufuhr benötigt. Diese nicht benötigten Löcher müssen geschlossen werden, um das Funktionieren des Kühlsystems zu garantieren. Der sogenannte „Briefkastenschlitz” zum Halten der Platte kann quer durch den unteren Teil der Fußsektion der Schaufel elektroerosiv bearbeitet werden (EDM – Electro Discharge Machined) und kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass die Platte über das zu schließende Loch bewegt wird, indem sie einfach in den Schlitz geschoben wird. Somit kann die Platte durch eine formschlüssige Verbindung entfernbar über dem zu bedeckenden Loch platziert werden. Dadurch kann der Schlitz leicht als ein durchgehender Schlitz hergestellt werden, d. h. er kann auf beiden Seiten des Schaufelfußes offen sein. Somit wird das an der Fußsektion angeordnete Loch für Kühlfluid durch eine einfache mechanische Einrichtung geschlossen, d. h. eine Platte, die keine nachfolgenden Hartlöt-/Schweißoperationen erfordert. Außerdem kann die Platte entfernt werden, um eine Untersuchung/Reinigung oder eine weitere Bearbeitung der Schaufel in Wartungsintervallen zu ermöglichen.
  • Weiterhin lässt sich die Erfindung auf neue oder existierende Designs von Schaufeln anwenden, d. h. sowohl für neue Produkte wie auch für nachgerüstete Schaufeln. Die vorliegende Erfindung kann für alle Turbinenschaufeln eingesetzt werden, die die Schließung eines Lochs erfordern, z. B. ein Kern-Printout oder ein Kernprofilausgang in dem Fußbereich.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform einer Turbinenschaufel gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze in einem verdickten Abschnitt des Fußbereichs eingearbeitet werden. Das heißt, dem unteren Teil des Schaufelfußes wird Material hinzugefügt. Nachdem das Material hinzugefügt worden ist, wird der Schlitz maschinell in das hinzugefügte Material eingearbeitet, um die Platte aufzunehmen. Dies ist vorteilhaft, weil die lasttragenden Flanken des Schaufelfußes nicht von den Schlitzen beeinflusst werden und eine durch die maschinelle Bearbeitung der Schlitze verursachte Beanspruchungskonzentration vermieden wird. Die Abdeckplatte kann dann gleitend in den Schlitz eingeführt werden, um das jeweilige Loch abdichtend zu bedecken. Falls erforderlich, kann diese Platte entfernt werden, indem sie einfach zurückgeschoben wird. Somit können Wartungsarbeiten am Fuß oder den Kühlpassagen leicht durchgeführt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Turbinenschaufel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platte durch die Flanken des Turbinenrotors gegen unbeabsichtigtes Entfernen gesichert ist. Dies ist ein leichter, ausfallsicherer und kosteneffektiver Weg, um die Platte gegen unbeabsichtigtes Entfernen zu sichern. Eine typische Anwendung könnte beispielsweise die Niederdruckstufe einer Gasturbine sein, insbesondere einer stationären Gasturbine.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Turbinenschaufel dadurch gekennzeichnet, dass die Platte ein Öffnungsloch umfasst. Während die Platte gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein als Verschluss verwendet werden kann, kann sie auch als eine Blende mit einer Dosieröffnung verwendet werden. Somit kann die Platte eine doppelte Funktion aufweisen.
  • Noch eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Turbinenschaufel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel einen Tannenbaumfuß aufweist. Nachdem die Schaufel auf der Turbinenscheibe durch Einsetzen des Tannenbaumfußes in die jeweiligen Aufnahmesektionen montiert ist, ist die Platte blockiert und kann sich nicht herausbewegen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Turbinenschaufel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz als ein Blindschlitz ausgelegt ist, das heißt, der Schlitz ist nicht durchgehend. In jedem Fall muss der Schlitz ausreichend lang sein, dass die Platte das ganze Zufuhrloch bedeckt. Es ist ein Vorzug der Teildurchgangs- oder Blindschlitzanordnung, dass nur ein Ende der Platte gegen Bewegung gesichert werden muss. Auf diese Weise wird nur wenig maschinelle Bearbeitung, bevorzugt EDM (Electro Discharge Machining) benötigt, um existierende Schaufeln an die erfindungsgemäße Plattenlösung anzupassen.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Turbinenschaufel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platte aus einer wärmebeständigen Legierung besteht, die aus einem Blechmaterial hergestellt ist. Eine derartige Legierung kann beispielsweise Hastaloy X oder ähnliches sein.
  • Ein Prozess zum Herstellen eine Schaufel einer axial durchströmten Turbine, umfassend interne Passagen mit sich radial nach außen erstreckenden Passagen, verbunden mit Löchern in dem Blattfuß, wobei mindestens eines der Löcher von einer Platte bedeckt ist, umfasst die folgenden Schritte:
    • – maschinelles Einarbeiten eines Schlitzes zum dichtenden Halten einer Platte in dem Fußbereich der Turbinenschaufel;
    • – gleitendes Einsetzen der Platte in den Schlitz, wodurch das zu schließende jeweilige Loch durch eine formschlüssige Verbindung geschlossen wird.
  • Weiterhin wird vor der maschinellen Bearbeitung des Schlitzes zusätzliches Material zu dem Fußbereich hinzugefügt, um den Schlitz außerhalb der lasttragenden Flanken des Fußes der Turbinenschaufel anzuordnen. Dieser Schritt ist eine alternative Ausführungsform, die anstelle dessen verwendet wird, den Schlitz direkt in den Fuß der Schaufel einzuarbeiten.
  • Dieser Prozess kann sehr vorteilhaft sein, wenn er zum Nachrüsten existierender Turbinenschaufeln verwendet wird, da die Materialstruktur der existierenden Schaufeln durch die Montage der Platte nicht beeinflusst wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Eine umfassendere Würdigung der Erfindung und vieler der damit einhergehenden Vorteile werden ohne Weiteres erhalten werden, wenn selbige durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben wird. Es zeigen:
  • 1 eine Teildarstellung der Seitenansicht einer Turbinenschaufel mit einem Plattendeckel in dem Fußbereich gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 2 eine Schnittdarstellung entlang Linie A-A der Turbinenschaufel von 1;
  • 3 eine Teildarstellung der Seitenansicht einer Turbinenschaufel mit einem Plattendeckel im Fußbereich gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 eine Teildarstellung der Vorderansicht der Turbinenschaufel von 3, in den Turbinenrotor eingesetzt;
  • 5 eine Platte mit einem Öffnungsloch.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten identische oder entsprechende Teile bezeichnen. Die Zeichnungen dienen nur der Erläuterung der Erfindung.
  • 1 zeigt in Teildarstellung eine Seitenansicht einer Schaufel 1 einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Schaufel erstreckt sich von der Fußsektion 2 zu der nichtgezeigten Spitze und umfasst mehrere interne Passagen 4. Weiterhin zeigt 2 eine Schnittdarstellung der Turbinenschaufel 1 entlang der Linie A-A von 1. Eine Passage 4 erstreckt sich von dem kühlluftzufuhrloch 5 am Fuß 2 radial nach außen zu der Spitze. Kühlluft kann durch nichtgezeigte Kühlschlitze austreten. Das Loch 6 an dem Fuß 2 ist mit Hilfe einer Abdeckplatte 7 verschlossen, die durch Einsetzen in einen Schlitz 9, der in hinzugefügtes Material an dem Fuß 2 der Schaufel 1 eingearbeitet ist, entfernbar am Schaufelfuß 2 gesichert. Der Schlitz 9 ist als ein Blindschlitz 9 ausgeführt, wie aus 2 zu sehen ist, wo der Bereich des Blindschlitzes 9 ohne die Platte 7 gezeigt ist, wodurch das durch die Platte 7 zu bedeckende Loch 6 zu sehen ist.
  • 3 zeigt in Teildarstellung eine Seitenansicht einer Turbinenschaufel 1 mit einem Plattendeckel 7 im Fußbereich 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 zeigt in Teildarstellung eine Vorderansicht der Turbinenschaufel 1 entlang der Linie B-B von 3. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform zeigt die zweite Ausführungsform einen Schlitz 12, der ohne hinzugefügtes zusätzliches Material direkt in den Tannenbaumfuß 2 der Schaufel 1 eingearbeitet ist. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist der die Platte 7 haltende Schlitz 9 weiterhin ein durchgehender Schlitz, wie in 4 am besten zu sehen ist. Der Tannenbaumfuß 2 ist in die aufnehmende Rotornut des Turbinenrotors 10 eingesetzt. Diese Anordnung hindert die Platte 7 effektiv daran, sich aus dem Schlitz 12 zu bewegen. In einem derartigen Fall ist keine zusätzliche Sicherung der Platte 7 erforderlich.
  • Schließlich zeigt 5 eine Perspektivansicht einer Platte 7 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Öffnungsloch 11. Auf diese Weise kann die Platte 7 als eine Strömungsblende verwendet werden. Die Platte 7 besitzt allgemein eine rechteckige Gestalt und abgerundete Kanten, um leicht innerhalb des Schlitzes 9 bewegt werden zu können. Auch kann das Entfernen der Platte 7 für Wartungsarbeiten leicht erreicht werden. Bei den vorliegenden Ausführungsformen besteht die Platte 7 aus einem Blech Hastaloy X und weist eine Dicke von etwa 0,1 mm bis 5 mm auf, insbesondere etwa 1 mm.
  • Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass angesichts der obigen Lehren zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Es versteht sich daher von selbst, dass die Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche anderweitig als hierin spezifisch beschrieben praktiziert werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Turbinenschaufel
    2
    Fußsektion
    4
    interne Passage
    5
    Zufuhrloch
    6
    Loch
    7
    Platte
    8
    hinzugefügtes Material
    9
    Blindschlitz
    10
    Turbinenrotor
    11
    Öffnungsloch
    12
    durchgehender Schlitz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 670953 [0002]
    • EP 854005 [0004]
    • EP 1267040 [0007, 0009]

Claims (10)

  1. Schaufel einer axial durchströmten Turbine, umfassend interne Passagen (4) und einen Schaufelfuss (2), wobei sich die internen Passagen (4) radial nach außen erstrecken und mit Löchern (6) in dem Schaufelfuß (2) verbunden sind, wobei mindestens eines der Löcher (6) von einer Platte (7) bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (7) in einem an dem Fuß (2) der Turbinenschaufel (1) angeordneten Schlitz (9) gehalten wird.
  2. Schaufel einer axial durchströmten Turbine nach Anspruch 1, wobei der Schlitz (9) in einen verdickten Abschnitt des Fußbereichs (2) eingearbeitet ist.
  3. Schaufel einer axial durchströmten Turbine nach Anspruch 1, wobei die Platte (7) durch die Flanken der Rotornut (10) der axial durchströmten Turbine entfernbar gesichert ist.
  4. Schaufel einer axial durchströmten Turbine nach Anspruch 1, wobei die Platte (7) ein Öffnungsloch (11) umfasst.
  5. Schaufel einer axial durchströmten Turbine nach Anspruch 1, wobei die Schaufel (1) einen Tannenbaumfuß (2) aufweist.
  6. Schaufel einer axial durchströmten Turbine nach Anspruch 1, wobei der Schlitz (9) als ein Blindschlitz ausgeführt ist.
  7. Schaufel einer axial durchströmten Turbine nach Anspruch 1, wobei die Platte (7) aus einer wärmebeständigen Legierung besteht, die aus einem Blechmaterial hergestellt ist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: – maschinelles Einarbeiten eines Schlitzes (9) zum abdichtenden Halten einer Platte (7) in den Schaufelfuss (2); – gleitendes Einsetzen einer Platte (7) in den Schlitz (9), um ein Loch (6) zu bedecken.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel nach Anspruch 8, wobei vor der maschinellen Bearbeitung des Schlitzes (9) zusätzliches Material zu dem Fußbereich (2) hinzugefügt wird, um den Schlitz (9) außerhalb der lasttragenden Flanken des Fußes (2) der Turbinenschaufel (1) anzuordnen.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel nach Anspruch 8, wobei das Verfahren eingesetzt wird, um existierende Turbinenschaufeln nachzurüsten.
DE102011121634.4A 2010-12-27 2011-12-19 Turbinenschaufel Active DE102011121634B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH21792010 2010-12-27
CH02179/10 2010-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011121634A1 true DE102011121634A1 (de) 2012-06-28
DE102011121634B4 DE102011121634B4 (de) 2019-08-14

Family

ID=43430633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011121634.4A Active DE102011121634B4 (de) 2010-12-27 2011-12-19 Turbinenschaufel

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9051838B2 (de)
DE (1) DE102011121634B4 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011121634B4 (de) * 2010-12-27 2019-08-14 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Turbinenschaufel
FR2995342B1 (fr) * 2012-09-13 2018-03-16 Safran Aircraft Engines Aube refroidie de turbine haute pression
US10072507B2 (en) * 2012-10-25 2018-09-11 United Technologies Corporation Redundant airfoil attachment
EP2984303A4 (de) 2013-04-12 2016-12-21 United Technologies Corp Abdeckplatte für eine rotoranordnung eines gasturbinenmotors
EP2990597A1 (de) * 2014-08-28 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Turbinenbaugruppe
US10260353B2 (en) 2014-12-04 2019-04-16 Rolls-Royce Corporation Controlling exit side geometry of formed holes
EP3059394B1 (de) * 2015-02-18 2019-10-30 Ansaldo Energia Switzerland AG Turbinenschaufel und Turbinenschaufelsatz
US10094228B2 (en) * 2015-05-01 2018-10-09 General Electric Company Turbine dovetail slot heat shield
CN107849925B (zh) * 2015-07-06 2020-03-17 西门子股份公司 具有冷却流量调节特征的涡轮机定子叶片和/或涡轮机转子叶片以及适应叶片的对应方法
GB201516657D0 (en) * 2015-09-21 2015-11-04 Rolls Royce Plc Seal-plate anti-rotation in a stage of a gas turbine engine
US10118217B2 (en) 2015-12-17 2018-11-06 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US9987677B2 (en) 2015-12-17 2018-06-05 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US10099283B2 (en) 2015-12-17 2018-10-16 General Electric Company Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein
US10137499B2 (en) 2015-12-17 2018-11-27 General Electric Company Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein
US9968991B2 (en) 2015-12-17 2018-05-15 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure
US10099276B2 (en) 2015-12-17 2018-10-16 General Electric Company Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein
US10099284B2 (en) 2015-12-17 2018-10-16 General Electric Company Method and assembly for forming components having a catalyzed internal passage defined therein
US9579714B1 (en) 2015-12-17 2017-02-28 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure
US10150158B2 (en) 2015-12-17 2018-12-11 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US10046389B2 (en) 2015-12-17 2018-08-14 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US10286450B2 (en) 2016-04-27 2019-05-14 General Electric Company Method and assembly for forming components using a jacketed core
US10335853B2 (en) 2016-04-27 2019-07-02 General Electric Company Method and assembly for forming components using a jacketed core
US10641174B2 (en) 2017-01-18 2020-05-05 General Electric Company Rotor shaft cooling
US11236625B2 (en) 2017-06-07 2022-02-01 General Electric Company Method of making a cooled airfoil assembly for a turbine engine
DE102019108811B4 (de) * 2019-04-04 2024-02-29 Man Energy Solutions Se Laufschaufel einer Strömungsmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0670953A1 (de) 1992-11-30 1995-09-13 United Technologies Corporation Struktur für eine gekühlte schaufel
EP0854005A2 (de) 1997-01-21 1998-07-22 General Electric Company Strahlungsblockiermaterial und Verfahren zum Bohren mittels Energiestrahlen sowie zur Kontrolle von Kühlmittelöffnungen
EP1267040A2 (de) 2001-06-11 2002-12-18 ALSTOM (Switzerland) Ltd Gasturbinenschaufelblatt

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2819870A (en) * 1955-04-18 1958-01-14 Oleh A Wayne Sheet metal blade base
US3706508A (en) * 1971-04-16 1972-12-19 Sean Lingwood Transpiration cooled turbine blade with metered coolant flow
IT1025260B (it) * 1973-11-16 1978-08-10 Mtu Muenchen Gmbh Turbina a raffreddamento interno della corona e con posizioni prescritte di rottura
US3982851A (en) * 1975-09-02 1976-09-28 General Electric Company Tip cap apparatus
US4073599A (en) * 1976-08-26 1978-02-14 Westinghouse Electric Corporation Hollow turbine blade tip closure
US4589824A (en) 1977-10-21 1986-05-20 United Technologies Corporation Rotor blade having a tip cap end closure
US4236870A (en) * 1977-12-27 1980-12-02 United Technologies Corporation Turbine blade
US4898514A (en) * 1987-10-27 1990-02-06 United Technologies Corporation Turbine balance arrangement with integral air passage
US4820123A (en) * 1988-04-25 1989-04-11 United Technologies Corporation Dirt removal means for air cooled blades
FR2661946B1 (fr) * 1990-05-14 1994-06-10 Alsthom Gec Etage de turbine a action avec pertes secondaires reduites.
US5318404A (en) 1992-12-30 1994-06-07 General Electric Company Steam transfer arrangement for turbine bucket cooling
GB2319308B (en) * 1996-11-12 2001-02-28 Rolls Royce Plc Gas turbine engine turbine system
US6059529A (en) * 1998-03-16 2000-05-09 Siemens Westinghouse Power Corporation Turbine blade assembly with cooling air handling device
GB2354290B (en) * 1999-09-18 2004-02-25 Rolls Royce Plc A cooling air flow control device for a gas turbine engine
JP4649763B2 (ja) 2001-04-05 2011-03-16 株式会社Ihi タービン翼の冷却空気調整構造
FR2823794B1 (fr) * 2001-04-19 2003-07-11 Snecma Moteurs Aube rapportee et refroidie pour turbine
US6416275B1 (en) * 2001-05-30 2002-07-09 Gary Michael Itzel Recessed impingement insert metering plate for gas turbine nozzles
DE10217389A1 (de) * 2002-04-18 2003-10-30 Siemens Ag Turbinenschaufel
US6974306B2 (en) * 2003-07-28 2005-12-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Blade inlet cooling flow deflector apparatus and method
JP2005273646A (ja) * 2004-02-25 2005-10-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 動翼体及びこの動翼体を有する回転機械
AU2005229202B2 (en) * 2004-03-30 2010-08-05 General Electric Technology Gmbh Device for supplying cooling air to a moving blade
US7270517B2 (en) * 2005-10-06 2007-09-18 Siemens Power Generation, Inc. Turbine blade with vibration damper
FR2898384B1 (fr) * 2006-03-08 2011-09-16 Snecma Aube mobile de turbomachine a cavite commune d'alimentation en air de refroidissement
US8016547B2 (en) * 2008-01-22 2011-09-13 United Technologies Corporation Radial inner diameter metering plate
FR2937372B1 (fr) * 2008-10-22 2010-12-10 Snecma Aube de turbine equipee de moyens de reglage de son debit de fluide de refroidissement
US8113784B2 (en) * 2009-03-20 2012-02-14 Hamilton Sundstrand Corporation Coolable airfoil attachment section
GB201016597D0 (en) * 2010-10-04 2010-11-17 Rolls Royce Plc Turbine disc cooling arrangement
IT1403416B1 (it) * 2010-12-21 2013-10-17 Avio Spa Rotore palettato di una turbina a gas per motori aeronautici e metodo per il raffreddamento di detto rotore palettato
DE202011109225U1 (de) * 2010-12-27 2012-03-05 Alstom Technology Ltd. Turbinenschaufel
DE102011121634B4 (de) * 2010-12-27 2019-08-14 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Turbinenschaufel
US8628300B2 (en) * 2010-12-30 2014-01-14 General Electric Company Apparatus and methods for cooling platform regions of turbine rotor blades

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0670953A1 (de) 1992-11-30 1995-09-13 United Technologies Corporation Struktur für eine gekühlte schaufel
EP0854005A2 (de) 1997-01-21 1998-07-22 General Electric Company Strahlungsblockiermaterial und Verfahren zum Bohren mittels Energiestrahlen sowie zur Kontrolle von Kühlmittelöffnungen
EP1267040A2 (de) 2001-06-11 2002-12-18 ALSTOM (Switzerland) Ltd Gasturbinenschaufelblatt

Also Published As

Publication number Publication date
US20120163995A1 (en) 2012-06-28
DE102011121634B4 (de) 2019-08-14
US9051838B2 (en) 2015-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011121634B4 (de) Turbinenschaufel
DE60037924T2 (de) Strömungsmaschinenschaufel mit innerer Kühlung
DE60015233T2 (de) Turbinenschaufel mit interner Kühlung
DE60031185T2 (de) Methode zur Kühlung einer Wand einer Strömungsmaschinenschaufel
DE60205977T2 (de) Turbinenschaufel mit Kühlluftleiteinrichtung
DE3642789C2 (de) Filmgekühlte Turbinenlauf- oder -leitschaufel für ein Gasturbinentriebwerk
DE102009003327B4 (de) Turbinenlaufschaufel-Spitzendeckband
DE3203869C2 (de) Turbinenlaufschaufel für Strömungsmaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerke
EP1267040A2 (de) Gasturbinenschaufelblatt
DE3345263C2 (de) Gekühlte Turbinenschaufel
DE60122050T2 (de) Turbinenleitschaufel mit Einsatz mit Bereichen zur Prallkühlung und Konvektionskühlung
DE102005042621A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen der Plattformen von Turbinenlaufschaufeln
CH703876B1 (de) Turbinenrotorschaufel mit Plattformkühlanordnung und Verfahren zu deren Herstellung.
DE102005019652A1 (de) Turbulator auf der Unterseite einer Turbinenschaufelspitzenumleitbiegung und zugehöriges Verfahren
DE69725406T2 (de) Verfahren zur Kühlung von Leitschaufeln
WO2013121016A1 (de) Bauteil für eine thermische maschine, insbesondere eine gasturbine
WO2006005659A1 (de) Schaufelrad einer turbine mit einer schaufel und mindestens einem kühlkanal
DE60035247T2 (de) Gasturbinenschaufel
DE112020000789B4 (de) Hochtemperaturbauteil und verfahren zur herstellung des hochtemperaturbauteils
EP1247602B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel
DE202011109225U1 (de) Turbinenschaufel
CH706847A2 (de) Turbinenschaufel.
DE112018002830T5 (de) Turbinenschaufel und gasturbine
CH705185A1 (de) Schaufel für eine Gasturbine sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Schaufel.
EP0973998B1 (de) Verfahren zur kühlung einer turbinenschaufel

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130615

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, CH

Free format text: FORMER OWNER: ALSTOM TECHNOLOGY LTD., BADEN, CH

Owner name: ANSALDO ENERGIA IP UK LIMITED, GB

Free format text: FORMER OWNER: ALSTOM TECHNOLOGY LTD., BADEN, CH

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ANSALDO ENERGIA IP UK LIMITED, GB

Free format text: FORMER OWNER: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, BADEN, CH

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final