DE102014114244A1 - Gas turbine blade with improved cooling - Google Patents
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Abstract
Ein Turbinenleitschaufelsegment weist eine oder mehrere Leitschaufeln auf, die sich zwischen einer radial inneren und äußeren Seitenwand erstrecken, wobei jede Leitschaufel eine Umfangsrandwand aufweist, die sich zwischen einer Vorderkante und einer Hinterkante der Leitschaufel erstreckt. In einer beispielhaften Ausführungsform ist wenigstens ein im Wesentlichen radial ausgerichteter Kühlkanal in der Umfangsrandwand an der Vorderkante mit Öffnungen an gegenüberliegenden Enden des Kühlkanals ausgebildet. Die Lage und Länge der Kühlkanäle kann um die Umfangsrandwand herum variieren, und der innere Hohlraum der Leitschaufel kann mit Rippen versehen sein, die sich entlang des einen oder mehreren Kühlkanäle und zu diesen benachbart erstrecken, um die Wand zu verstärken und auch um zusätzliche Kühloberflächen in dem inneren Hohlraum zu schaffen.A turbine vane segment includes one or more vanes extending between a radially inner and outer sidewall, each vane having a peripheral edge wall extending between a leading edge and a trailing edge of the vane. In an exemplary embodiment, at least one substantially radially oriented cooling channel is formed in the peripheral edge wall at the leading edge with openings at opposite ends of the cooling channel. The location and length of the cooling channels may vary around the peripheral edge wall, and the inner void space of the vane may be ribbed along the one or more cooling channels and adjacent thereto to reinforce the wall and also around additional cooling surfaces to create the inner cavity.
Description
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNGBACKGROUND TO THE INVENTION
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein die Verbesserung der Effizienz und/oder des Betriebs von Turbinen. Insbesondere, aber nicht darauf beschränkt, betrifft die vorliegende Anmeldung die Verbesserung der Kühlung von Turbinenleitschaufeln oder -laufschaufeln.The present application generally relates to improving the efficiency and / or operation of turbines. In particular, but not limited to, the present application relates to improving the cooling of turbine vanes or blades.
Eine Gasturbine weist typischerweise einen Verdichter, eine oder mehrere Brennkammern und wenigstens einen Turbinenabschnitt auf. Der Verdichter und der Turbinenabschnitt enthalten im Allgemeinen Reihen von Leitschaufeln und Laufschaufeln, die axial in Stufen gestapelt sind. Jede Stufe kann alternierende Reihen von in Umfangsrichtung beabstandeten Leitschaufeln, die stationär sind, und in Umfangsrichtung beabstandete Laufschaufeln aufweisen, die an einem mit dem Turbinenrotor fest verbunden Rad montiert sind. Im Betrieb rotieren die Laufschaufeln in dem Verdichter mit dem Rotor, um eine dem Verdichter zugeführte Luftströmung zu verdichten. Der Großteil der verdichteten Luft wird in der einen oder den mehreren Brennkammern mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff vermischt und gezündet, um einen Strom heißer Gase zu schaffen, der durch den Turbinenabschnitt der Turbine hindurch expandiert wird und eine Drehung des Turbinenrotors bewirkt. Somit wird die in dem Brennstoff enthaltene Energie in mechanische Energie des rotierenden Rotors umgewandelt, die verwendet werden kann, um die Laufschaufeln des Verdichters, so dass die für die Verbrennung erforderliche Versorgung mit verdichteter Luft realisiert wird, sowie die Spulen eines Generators zu drehen, so dass elektrischer Strom erzeugt wird.A gas turbine typically includes a compressor, one or more combustors, and at least one turbine section. The compressor and turbine section generally include rows of vanes and blades axially stacked in stages. Each stage may include alternating rows of circumferentially spaced stator vanes that are stationary and circumferentially spaced rotor blades mounted on a wheel fixedly connected to the turbine rotor. In operation, the blades in the compressor rotate with the rotor to compress an airflow supplied to the compressor. Most of the compressed air in the one or more combustion chambers is mixed with a gaseous or liquid fuel and ignited to provide a stream of hot gases which is expanded through the turbine section of the turbine and causes rotation of the turbine rotor. Thus, the energy contained in the fuel is converted into mechanical energy of the rotating rotor, which can be used to rotate the compressor blades to realize the compressed air supply required for combustion, as well as to rotate the coils of a generator that electric power is generated.
Wegen der extremen Temperaturen in dem Heißgaspfad, der Geschwindigkeit des Arbeitsfluids und der Rotationsgeschwindigkeit der Turbine während des Betriebs werden die rotierenden Laufschaufeln (oder Schaufelblätter) und die stationären Leitschaufeln aufgrund der extremen mechanischen und thermischen Belastungen stark belastet.Because of the extreme temperatures in the hot gas path, the speed of the working fluid, and the rotational speed of the turbine during operation, the rotating blades (or airfoils) and the stationary vanes are heavily loaded due to extreme mechanical and thermal stresses.
Wie ein Fachmann erkennen wird, besteht eine Strategie zur Minderung der thermischen Belastungen in der Kühlung der Leitschaufeln und/oder der Laufschaufeln, so dass die durch die Leitschaufeln und/oder Laufschaufeln erfahrenen Temperaturen niedriger sind als diejenigen des Heißgaspfads. Eine effektive Kühlung kann z.B. den Heißgaspfadkomponenten ermöglichen, höheren Brenntemperaturen zu widerstehen, bei höheren Betriebstemperaturen größeren thermo-mechanischen Belastungen standzuhalten und/ oder die Wartungsdauer zu verlängern, was allesamt der Turbine ermöglichen kann, kosteneffizienter und effektiver zu sein. Eine Möglichkeit, die Leitschaufeln und Laufschaufeln während des Betriebs zu kühlen, besteht in der Verwendung innerer Kühlkanäle oder -kreisläufe. Dies umfasst im Allgemeinen ein Durchleiten relativ kühler Luft ein, die von dem Verdichter durch innere Kühlkreisläufe innerhalb der Leitschaufeln oder Schaufelblätter zugeführt werden kann.As one skilled in the art will appreciate, there is a strategy for reducing the thermal stresses in the cooling of the vanes and / or the blades so that the temperatures experienced by the vanes and / or blades are lower than those of the hot gas path. Effective cooling can e.g. allow the hot gas path components to withstand higher firing temperatures, withstand higher thermo-mechanical loads and / or extend service life at higher operating temperatures, all of which may allow the turbine to be more cost effective and effective. One way to cool the vanes and blades during operation is to use internal cooling channels or circuits. This generally involves passing relatively cool air that can be supplied from the compressor through internal cooling circuits within the vanes or airfoils.
Es bleibt jedoch ein Bedarf nach einer effektiveren und effizienteren Kühlung z.B. in Bezug auf die Vorderkanten der stationären Leitschaufeln, die heißen Verbrennungsgasen ausgesetzt sind, insbesondere in der ersten Turbinenstufe, wo die höchsten Temperaturen und größten thermischen Spannungen erfahren werden. However, there remains a need for more effective and efficient cooling, e.g. with respect to the leading edges of the stationary vanes exposed to hot combustion gases, especially in the first turbine stage, where the highest temperatures and greatest thermal stresses are experienced.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
In einer beispielhaften, aber nicht beschränkenden Ausführungsform ist ein Turbinenleitschaufelsegment geschaffen, das aufweist: eine oder mehrere Leitschaufeln, die sich zwischen einer radial inneren und äußeren Seitenwand erstrecken, wobei jede Leitschaufel eine Umfangsrandwand aufweist, die eine Vorder- und Hinterkante enthält; und wenigstens einen im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanal, der in der Umfangsrandwand mit einem Einlass an einer von der inneren und äußeren Seitenwand ausgebildet ist.In an exemplary, but non-limiting embodiment, there is provided a turbine vane segment comprising: one or more vanes extending between a radially inner and outer sidewall, each vane having a peripheral edge wall including leading and trailing edges; and at least one substantially radially directed cooling channel formed in the peripheral edge wall with an inlet at one of the inner and outer sidewalls.
Der wenigstens eine im Wesentlichen radial ausgerichtete Kühlkanal des Turbinenleitschaufelsegmentes kann mehrere radial ausgerichtete Kühlkanäle aufweisen, die einen Kühlkanal an einem vordersten Abschnitt der Vorderkante enthalten.The at least one substantially radially oriented cooling passage of the turbine vane segment may include a plurality of radially aligned cooling channels including a cooling passage at a foremost portion of the leading edge.
Die Leitschaufel jedes beliebigen vorstehend beschrieben Turbinenleitschaufelsegmentes kann im Wesentlichen hohl sein, und es kann eine radial ausgerichtete Rippe an einer Innenfläche der Umfangsrandwand vorgesehen sein, die benachbart zu dem wenigstens einen im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanal angeordnet ist und sich entlang dieses erstreckt.The vane of any turbine vane segment described above may be substantially hollow, and a radially directed rib may be provided on an inner surface of the peripheral edge wall disposed adjacent to and extending along the at least one substantially radially oriented cooling channel.
Die Leitschaufel jedes beliebigen vorstehend erwähnten Turbinenleitschaufelsegmentes kann im Wesentlichen hohl sein, wobei eine radial ausgerichtete Rippe an einer Innenfläche der Umfangsrandwand neben jedem der mehreren im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanäle vorgesehen ist und sich entlang dieses erstreckt.The vane of any of the aforementioned turbine nozzle segments may be substantially hollow, with a radially directed rib provided on and extending along an inner surface of the peripheral edge wall adjacent each of the plurality of substantially radially oriented cooling channels.
Die radial ausgerichtete Rippe jedes beliebigen vorstehend beschriebenen Leitschaufelsegments kann innerhalb eines inneren Kühlhohlraums in der Leitschaufel angeordnet sein.The radially directed rib of any of the vanes described above may be disposed within an inner cooling cavity in the vane.
Der wenigstens eine radial ausgerichtete Kühlkanal jedes beliebigen vorstehend erwähnten Turbinenleitschaufelsegmentes kann mehrere Kühlkanäle aufweisen, die an beabstandeten Stellen im Wesentlichen um die gesamte Umfangsrandwand herum zwischen der Vorder- und der Hinterkante angeordnet sind, wobei eine radial ausgerichtete Rippe an einer Innenfläche der Umfangsrandwand neben jedem der mehreren Kühlkanäle vorgesehen sein und sich entlang dieses erstrecken kann.The at least one radially directed cooling channel of any one mentioned above Turbine vane segment may include a plurality of cooling channels disposed at spaced locations substantially all around the peripheral edge wall between the leading and trailing edges, wherein a radially aligned rib may be provided on and extending along an inner surface of the peripheral edge wall adjacent each of the plurality of cooling channels ,
Die mehreren radial ausgerichteten Kühlkanäle jedes beliebigen vorstehend erwähnten Turbinenleitschaufelsegmentes können Auslässe an verschiedenen radialen Stellen zwischen der inneren und äußeren Seitenwand aufweisen.The plurality of radially aligned cooling channels of any of the aforementioned turbine nozzle segments may have outlets at various radial locations between the inner and outer sidewalls.
Jede Leitschaufel jedes beliebigen vorstehend erwähnten Turbinenleitschaufelsegmentes kann einen inneren Kühlkreislauf aufweisen, der von dem wenigstens einen im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanal unabhängig und mit diesem nicht verbunden ist, und ein Auslass des wenigstens einen Kanals ist in der anderen von der inneren und äußeren Seitenwand angeordnet.Each vane of any of the aforementioned turbine nozzle segments may have an internal cooling circuit independent of and connected to the at least one substantially radially directed cooling channel, and an outlet of the at least one channel is disposed in the other of the inner and outer side walls.
Der wenigstens eine im Wesentlichen radial ausgerichtete Kühlkanal jedes beliebigen vorstehend erwähnten Turbinenleitschaufelsegmentes kann eine runde, rechteckige oder rennbahnförmige Querschnittsgestalt aufweisen.The at least one substantially radially oriented cooling channel of any of the aforementioned turbine nozzle segment may have a round, rectangular, or racetrack shaped cross-sectional shape.
Wenigstens ein im Wesentlichen radial ausgerichteter Kühlkanal jedes beliebigen vorstehend erwähnten Turbinenleitschaufelsegmentes kann mit verschiedenen Durchmesserabschnitten entlang einer radialen Längenabmessung versehen sein.At least one substantially radially oriented cooling passage of any of the aforementioned turbine nozzle segment may be provided with different diameter sections along a radial length dimension.
In einem weiteren nicht beschränkenden Aspekt ergibt die Erfindung eine Turbine, die einen Verdichter, wenigstens eine Brennkammer und wenigstens eine Turbinenstufe mit einer Reihe stationärer Leitschaufeln, die sich zwischen einer radial inneren und äußeren Wand erstrecken, wobei jede Leitschaufel eine Umfangsrandwand mit einer Vorder- und Hinterkante aufweist, und wenigstens einen im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanal aufweist, der in der Umfangsrandwand ausgebildet ist, wobei ein Einlass entweder an der inneren oder an der äußeren Seitenwand vorgesehen ist.In a further non-limiting aspect, the invention provides a turbine including a compressor, at least one combustor and at least one turbine stage having a series of stationary vanes extending between a radially inner and outer wall, each vane having a front and rear peripheral wall Trailing edge, and having at least one substantially radially oriented cooling channel formed in the peripheral edge wall, wherein an inlet is provided on either the inner or on the outer side wall.
Der wenigstens eine im Wesentlichen radial ausgerichtete Kühlkanal der vorstehend erwähnten Turbine kann mehrere radial ausgerichtete Kühlkanäle, einschließlich eines Kühlkanals an einem vordersten Abschnitt der Vorderkante aufweisen.The at least one substantially radially oriented cooling passage of the aforementioned turbine may include a plurality of radially directed cooling passages including a cooling passage at a forwardmost portion of the leading edge.
Die Leitschaufel jeder beliebigen vorstehend erwähnten Turbine kann im Wesentlichen hohl sein, wobei eine radial ausgerichtete Rippe an einer Innenfläche der Umfangsrandwand, neben dem wenigstens einen im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanal vorgesehen sein und sich entlang dieses erstrecken kann.The vane of any of the aforementioned turbines may be substantially hollow, with a radially directed rib on an inner surface of the peripheral edge wall adjacent to and extending along the at least one substantially radially oriented cooling channel.
Die Leitschaufel jeder beliebigen vorstehend erwähnten Turbine kann im Wesentlichen hohl sein, und eine radial ausgerichtete Rippe kann an einer Innenfläche der Umfangsrandwand, neben jedem der mehreren im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanäle vorgesehen sein und sich entlang dieses erstrecken.The vane of any of the aforementioned turbines may be substantially hollow, and a radially directed rib may be provided on and extend along an inner surface of the peripheral edge wall adjacent each of the plurality of substantially radially aligned cooling channels.
Die radial ausgerichtete Rippe jeder beliebigen vorstehend erwähnten Turbine kann innerhalb eines inneren Kühlhohlraums in der Leitschaufel angeordnet sein.The radially directed rib of any of the aforementioned turbines may be disposed within an internal cooling cavity in the vane.
Der wenigstens eine radial ausgerichtete Kühlkanal jeder beliebigen vorstehend erwähnten Turbine kann mehrere Kühlkanäle an beabstandeten Stellen rings um im Wesentlichen die gesamte Umfangsrandwand zwischen der Vorder- und der Hinterkante aufweisen, wobei eine radial ausgerichtete Rippe an einer Innenfläche der Umfangsrandwand neben jedem der mehreren radial ausgerichteten Kühlkanälen vorgesehen sein und sich entlang dieses erstrecken kann.The at least one radially directed cooling channel of any of the aforementioned turbines may include a plurality of cooling channels at spaced locations around substantially the entire peripheral edge wall between the leading and trailing edges, wherein a radially aligned rib on an inner surface of the peripheral edge wall adjacent each of the plurality of radially aligned cooling channels be provided and can extend along this.
Der wenigstens eine radial ausgerichtete Kühlkanal jeder beliebigen vorstehend erwähnten Turbine kann einen mit dem inneren Kühlhohlraum verbundenen Auslass aufweisen.The at least one radially directed cooling passage of any of the aforementioned turbines may include an outlet connected to the inner cooling cavity.
Die Leitschaufel jeder beliebigen vorstehend erwähnten Turbine kann einen inneren Kühlkreislauf aufweisen, der von dem wenigstens einen im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanal unabhängig und mit diesem nicht verbunden ist, und ein Auslass des wenigstens einen Kanals befindet sich in der anderen von der inneren und äußeren Seitenwand.The vane of any of the aforementioned turbines may have an internal cooling circuit independent of and connected to the at least one substantially radially directed cooling channel, and an outlet of the at least one channel is in the other of the inner and outer side walls.
Der wenigstens eine im Wesentlichen radial ausgerichtete Kühlkanal jeder beliebigen vorstehend erwähnten Turbine kann eine runde, rechteckige oder rennbahnförmige Querschnittsgestalt aufweisen.The at least one substantially radially oriented cooling channel of any of the aforementioned turbines may have a round, rectangular, or racetrack shaped cross-sectional shape.
Es ist ebenso ein Merkmal der Erfindung, Verstärkungsrippen in dem inneren Hohlraum der Leitschaufel, neben den Kanälen in der Umfangsrandwand und wenigstens teilweise entlang dieser zu schaffen. Demzufolge ist in einem noch weiteren beispielhaften Aspekt eine Turbine geschaffen, die einen Verdichter, wenigstens eine Brennkammer und wenigstens eine Turbinenstufe mit einer Reihe stationärer Leitschaufeln, die sich zwischen einer radial inneren und äußeren Seitenwand erstrecken, wobei jede Leitschaufel eine Umfangsrandwand mit einer Vorder- und Hinterkante und mehrere im Wesentlichen radial ausgerichtete Kühlkanäle, die um die Umfangsrandwand herum, einschließlich an der Vorderkante ausgebildet sind, wobei sich die mehreren im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanäle wenigstens auf einer Teilstrecke entlang einer radialen Länge zwischen der inneren und äußeren Seitenwand erstrecken und in oder benachbart zu einer von der inneren und äußeren Seitenwand Einlässe aufweisen, und eine Verstärkungsrippe aufweist, die sich entlang einer Innenfläche der Umfangsrandwand benachbart zu jedem der mehreren im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanäle erstreckt.It is also a feature of the invention to provide reinforcing ribs in the inner cavity of the vane, adjacent the channels in the peripheral edge wall and at least partially therealong. Accordingly, in yet another exemplary aspect, there is provided a turbine including a compressor, at least one combustor, and at least one turbine stage having a series of stationary vanes extending between a radially inner and outer sidewall, each vane having a front and rear peripheral wall Trailing edge and a plurality of substantially radially aligned cooling channels, which are formed around the peripheral edge wall, including at the front edge, wherein the a plurality of substantially radially aligned cooling channels extend at least a portion along a radial length between the inner and outer side wall and in or adjacent to one of the inner and outer side wall inlets, and having a reinforcing rib, which is adjacent to an inner surface of the peripheral edge wall extending each of the plurality of substantially radially aligned cooling channels.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Turbine, die einen Verdichter, wenigstens eine Brennkammer und wenigstens eine Turbinenstufe mit einer Reihe stationärer Leitschaufeln, die sich zwischen einer radial inneren und äußeren Seitenwand erstrecken, wobei jede Leitschaufel eine Umfangsrandwand mit einer Vorderund Hinterkante und mehrere im Wesentlichen radial ausgerichtete Kühlkanäle, die um die Umfangsrandwand herum, einschließlich an der Vorderkante ausgebildet sind, wobei sich die mehreren im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanäle wenigstens über eine Teilstrecke entlang einer radialen Länge zwischen der inneren und der äußeren Seitenwand erstrecken und Einlässe in oder benachbart zu einer von der inneren und äußeren Seitenwand aufweisen, und eine Verstärkungsrippe aufweist, die sich entlang einer inneren Fläche der Umfangsrandwand benachbart zu jedem der mehreren im Wesentlichen radial ausgerichteten Kühlkanäle erstreckt.Another aspect of the invention is a turbine comprising a compressor, at least one combustor, and at least one turbine stage having a series of stationary vanes extending between a radially inner and outer sidewall, each vanes having a front and rear peripheral edge wall and a plurality of substantially radially aligned cooling channels formed around the peripheral edge wall including at the leading edge, wherein the plurality of substantially radially aligned cooling channels extend at least a portion along a radial length between the inner and outer side walls and inlets in or adjacent one of inner and outer side walls and having a reinforcing rib extending along an inner surface of the peripheral edge wall adjacent to each of the plurality of substantially radially aligned cooling channels.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf
Der Gasturbinenabschnitt
Die Reihen von Leitschaufeln weisen innere und äußere Seitenwände
In einer beispielhaften, aber nicht beschränkenden Ausführungsform ist die Vorderkante
Bei Verwendung der
Es wird ferner erkannt, dass die Anzahl und Lage der in der Umfangsrandwand der Leitschaufel vorgesehenen Kühlkanäle variieren kann. Wie in
Wie in
Zusätzlich kann die Richtung der sekundären Ausgabeoder Abzweigströmung des Verdichters radial nach außen oder radial nach innen gerichtet sein und würde somit die Lage der Einlässe und Auslässe für die Kanäle bestimmen. In anderen Worten können die Einlässe zu den Kanälen in (oder benachbart zu) entweder der inneren oder der äußeren Seitenwand angeordnet sein.Additionally, the direction of the secondary output or branch flow of the compressor may be directed radially outward or radially inward, and thus would determine the location of the inlets and outlets for the channels. In other words, the inlets to the channels may be located in (or adjacent to) either the inner or outer sidewall.
Man beachte, dass, obwohl die vorliegende Erfindung primär in Bezug auf die erste Stufe einer beispielhaften landgestützten Gasturbine beschrieben ist, die Erfindung auf jede Turbinenstufe angewendet werden kann, und ein Fachmann wird ebenfalls erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch in anderen Turbinen, einschließlich derjenigen, die in de Luftfahrt verwendet werden, und anderen Arten von Rotationsmaschinen verwendet werden können.Note that while the present invention is described primarily with respect to the first stage of an exemplary land-based gas turbine, the invention can be applied to any turbine stage, and one skilled in the art will also recognize that embodiments of the present invention are also applicable to other turbines, including those used in de aviation and other types of rotary machines can be used.
Während die Erfindung in Verbindung mit dem, was derzeit als die praktischste und bevorzugteste Ausführungsform betrachtet wird, beschrieben ist, soll es verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt sein soll, sondern im Gegenteil vielfältige Änderungen und äquivalente Anordnungen abdecken soll, die in dem Rahmen und Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.While the invention is described in conjunction with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not to be limited to the disclosed embodiment but, on the contrary, is intended to cover various changes and equivalent arrangements. which are included within the scope and scope of the appended claims.
Ein Turbinenleitschaufelsegment weist eine oder mehrere Leitschaufeln auf, die sich zwischen einer radial inneren und äußeren Seitenwand erstrecken, wobei jede Leitschaufel eine Umfangsrandwand aufweist, die sich zwischen einer Vorderkante und einer Hinterkante der Leitschaufel erstreckt. In einer beispielhaften Ausführungsform ist wenigstens ein im Wesentlichen radial ausgerichteter Kühlkanal in der Umfangsrandwand an der Vorderkante mit Öffnungen an gegenüberliegenden Enden des Kühlkanals ausgebildet. Die Lage und Länge der Kühlkanäle kann um die Umfangsrandwand herum variieren, und der innere Hohlraum der Leitschaufel kann mit Rippen versehen sein, die sich entlang des einen oder mehreren Kühlkanäle und zu diesen benachbart erstrecken, um die Wand zu verstärken und auch um zusätzliche Kühloberflächen in dem inneren Hohlraum zu schaffen.A turbine vane segment includes one or more vanes extending between a radially inner and outer sidewall, each vane having a peripheral edge wall extending between a leading edge and a trailing edge of the vane. In an exemplary embodiment, at least one substantially radially oriented cooling channel is formed in the peripheral edge wall at the leading edge with openings at opposite ends of the cooling channel. The location and length of the cooling channels may vary around the peripheral edge wall, and the inner void space of the vane may be ribbed along the one or more cooling channels and adjacent thereto to reinforce the wall and also around additional cooling surfaces to create the inner cavity.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Turbinensystem turbine system
- 1212
- Einlass inlet
- 1414
- Verdichter compressor
- 1616
- Brennkammern combustors
- 1818
- Turbinenstufen turbine stages
- 2020
- Generator generator
- 2222
- Turbinenrotor turbine rotor
- 2424
- Übergangsstücke Transitions
- 26, 28, 3026, 28, 30
- Laufschaufeln blades
- 32, 34 und 36 32, 34 and 36
- Laufräder impellers
- 38, 40, 4238, 40, 42
- Schaufeln oder Leitschaufeln Shovels or vanes
- 46, 48, 8646, 48, 86
- Seitenwände side walls
- 50, 5250, 52
- Leitschaufeln vanes
- 51, 53, 78, 8251, 53, 78, 82
- Randwände edge walls
- 54, 56, 9054, 56, 90
- Vorderkanten leading edge
- 5555
- Hinterkante trailing edge
- 58, 66, 68, 80, 92, 94, 96, 158, 166, 168, 258, 266 und 26858, 66, 68, 80, 92, 94, 96, 158, 166, 168, 258, 266 and 268
- Kühldurchgänge oder -kanäle Cooling passages or channels
- 6060
- äußeres Ende outer end
- 6262
- inneres Ende inner end
- 6464
- (aufgeweitete) Seite (expanded) page
- 70, 72 und 7470, 72 and 74
- Innere Rippen Inner ribs
- 170, 172, 174, 270, 272 und 274170, 172, 174, 270, 272 and 274
- Verstärkungsrippen reinforcing ribs
- 7676
- Kühlhohlraum cooling cavity
- 84, 8884, 88
- Durchmesserabschnitte Diameter portions
- 9090
- Vorderkante leading edge
- 9898
- Auslässe outlets
Claims (10)
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Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB201506728D0 (en) * | 2015-04-21 | 2015-06-03 | Rolls Royce Plc | Thermal shielding in a gas turbine |
US20170002662A1 (en) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine airfoil with bi-axial skin core |
FR3061512B1 (en) * | 2017-01-05 | 2020-10-23 | Safran Aircraft Engines | RADIAL ELEMENT OF TURBOMACHINE STATOR WITH A STRAIGHTENER |
US10951095B2 (en) | 2018-08-01 | 2021-03-16 | General Electric Company | Electric machine arc path protection |
FR3110197B1 (en) | 2020-05-14 | 2022-12-23 | Ge Energy Products France Snc | REACTIVE GAS FUEL PURGE SYSTEM |
CN111927561A (en) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | Rotary pressurizing structure for cooling turbine blade |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2275975A5 (en) * | 1973-03-20 | 1976-01-16 | Snecma | Gas turbine blade with cooling passages - holes parallel to blade axis provide surface layer of cool air |
US5484258A (en) * | 1994-03-01 | 1996-01-16 | General Electric Company | Turbine airfoil with convectively cooled double shell outer wall |
EP0964981B1 (en) * | 1997-02-20 | 2002-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade and its use in a gas turbine system |
US6290459B1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-09-18 | General Electric Company | Stationary flowpath components for gas turbine engines |
US6997679B2 (en) * | 2003-12-12 | 2006-02-14 | General Electric Company | Airfoil cooling holes |
WO2006069941A1 (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Alstom Technology Ltd | Component comprising an embedded channel, in particular a hot gas component of a turbomachine |
US20110110772A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Arrell Douglas J | Turbine Engine Components with Near Surface Cooling Channels and Methods of Making the Same |
US8770936B1 (en) * | 2010-11-22 | 2014-07-08 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine blade with near wall cooling channels |
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