DE102017116493A1 - Schaufel mit einer internen Rippe mit einer oder mehreren gewellten Oberflächen - Google Patents

Abstract

Ein Blatt schließt einen Profilkörper, festgelegt durch eine konkave Druckseitenaußenwand und eine konvexe Saugseitenaußenwand ein, die aneinander entlang einer Vorderkante und einer Hinterkante anschließen und dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer zum Empfangen eines Flusses an Kühlmittel bilden, wobei der Profilkörper eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist, die der sich radial erstreckenden Kammer zugewandt ist. Eine erste gewellte Oberfläche ist auf wenigstens einem Teil der äußeren Oberfläche des Profilkörpers; und eine erste Rippe unterteilt die sich radial erstreckende Kammer, wobei die erste Rippe eine erste Seite und eine entgegengesetzte zweite Seite einschließt. Eine zweite gewellte Oberfläche ist auf wenigstens einem Teil der ersten Seite und/oder der zweiten Seite der ersten Rippe.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Turbomaschinenschaufeln und spezieller auf eine Schaufel, die (eine) gewellte äußere Oberfläche(n) aufweist, um Nachlaufströmungsmischung zu fördern, und die eine interne Rippe mit einer gewellten Oberfläche aufweist, um Kühlung zu fördern.
• Turbomaschinenschaufeln schließen Profile ein, die Strömung durch Kontraktion von Fläche und die Einführung von tangentialer Geschwindigkeit beschleunigen. Die relative Strömungsgeschwindigkeit, die bspw. ein Gasturbinenprofil verlässt, ist recht hoch, typischerweise mit Machzahlen von 0,5 oder höher. Die endliche Dicke einer Profilhinterkante erzeugt allerdings ein Geschwindigkeitsdefizit, d.h. einen Nachlaufstrom, die Verluste in die Strömung durch viskoses Mischen einführt. 1 zeigt ein Beispiel eines typischen unstabilen Verlustprozesses für eine Turbinenlaufschaufelreihe 10 die hinter einer Turbinenleitschaufelreihe 12 arbeitet. An der Stelle 14 wird eine Nachlaufströmung durch eine endliche Hinterkantendicke des Profils der Leitschaufelreihe 12 erzeugt, was zu aerodynamischen Verlusten aufgrund Mischens des Nachstroms mit dem Hauptstrom führt. Bei dem Ort 16 wechselwirkt der Nachlaufstrom mit dem Potentialfeld eines stromabwärts gelegenen Profils der Laufschaufelreihe 10 und beginnt sich zu deformieren. Am Ort 18 ist die Nachlaufströmung durch die Vorderkante von Profilen in Laufschaufelreihe 10 in diskrete Pakete getrennt. Am Ort 20 bewirkt ein Druckgradient in dem Profildurchgang (zwischen Laufschaufeln der Laufschaufelreihe 10), dass sich die Nachlaufströmungspakete strecken und migrieren, was aerodynamische Verluste aufgrund von Mischens der Nachlaufströmungspakete verursacht (bezeichnet als „Freistrommischen“). Das heißt, dass wenn die Nachlaufströmung in ein stromabwärts gelegenes Profil der Laufschaufelreihe 10 aufgenommen wird, der Nachlaufstrom einem Dehnungsund Streckungsprozess ausgesetzt ist, der die Verluste, die mit der Mischung verbunden sind, verschärft. Am Ort 22 interagieren die Nachlaufstrompakete mit der Grenzschicht der Laufschaufeln in der Laufschaufelreihe 10 stromabwärts des Nachlaufstroms der Profile, was höhere aerodynamische Verluste (Profiloberflächenverluste) verursacht. Schwankender Verlust, der durch dieses Phänomen verursacht wird, ist in allen Turbomaschinen in verschiedenen Formen präsent.
• Um sich den obigen Herausforderungen zu widmen, wurden Schaufeln mit Profilen mit verbesserten Nachlaufstrommischungsstrukturen vorgeschlagen. Die Nachlaufstrommischungsstrukturen können eine Vielzahl an Formen wie bspw. mit Zinnen versehene oder gezackte Hinterkanten auf den Profilen annehmen. Diese Strukturen sind allerdings in ihrer Anwendbarkeit limitiert, da sie in der Profiloberfläche ausgebildet oder in die Profiloberfläche eingearbeitet werden müssen, was ein schwieriger und teurer Prozess ist.
• Zusätzlich zur Nachlaufstrommischung schließen Verbrennungs- oder Gasturbinenmotoren (hiernach „Gasturbinen“) Schaufeln ein, die aktiv gekühlt werden müssen. Speziell schließen Gasturbinen einen Kompressor, eine Brennkammer und eine Turbine ein. Wie auf dem Gebiet gut bekannt, wird in Gasturbinen in dem Kompressor komprimierte Luft mit Brennstoff gemischt und in der Brennkammer gezündet und dann durch die Turbine expandiert, um Leistung zu erzeugen. Die Komponenten innerhalb der Turbine, speziell die umfänglich angeordneten Rotor- und Statorschaufeln, werden einer feindlichen Umgebung ausgesetzt, die durch extrem hohe Temperaturen und Drücke der Verbrennungsprodukte ausgezeichnet ist, die dahindurch verbraucht werden. Um der thermischen Wechselbeanspruchung und den extremen Temperaturen und mechanischen Belastungen dieser Umgebung zu wiederstehen, müssen die Profile eine robuste Struktur aufweisen und aktiv gekühlt werden.
• Es wird verstanden werden, dass Turbinenrotor- und statorschaufeln oftmals interne Durchgänge oder Kreisläufe beinhalten, die ein Kühlsystem bilden, durch das ein Kühlmittel, typischerweise Luft, die von dem Kompressor geblasen wird, zirkuliert wird. Solche Kühlkreisläufe werden typischerweise durch interne Rippen gebildet, die die erforderliche strukturelle Unterstützung für das Profil bereitstellen und eine Vielzahl von Strömungspfadanordnungen einschließen, um das Profil innerhalb eines akzeptablen Temperaturprofils zu halten. Die Luft, die durch diese Kühlkreisläufe tritt, wird oftmals durch Filmkühlungsöffnungen abgelassen, die auf der Vorderkante, der Hinterkante, der Saugseite und der Druckseite des Profils gebildet sind.
• Es wird verstanden werden, dass die Effizienz von Gasturbinen steigt wie Feuerungstemperaturen steigen. Deshalb gibt es eine konstante Nachfrage nach technologischen Fortschritten, die Schaufeln dazu bewegen, immer höhere Temperaturen zu wiederstehen. Diese Fortschritte schließen manchmal neue Materialien ein, die fähig sind, höheren Temperaturen zu wiederstehen aber genauso oft schließen sie Verbesserung der internen Konfiguration des Profils ein, um die Schaufelstruktur und Kühlungsfähigkeiten zu verbessern. Da die Verwendung von Kühlmittel allerdings die Effizienz des Motors verringert, tauschen neue Anordnungen, die sich zu stark auf erhöhte Niveaus von Kühlmittelnutzung verlassen, nur eine Ineffizienz gegen eine andere aus. Als ein Ergebnis besteht Nachfrage nach neuen Profilanordnungen fort, die interne Profilkonfigurationen und Kühlmittelzirkulation bieten, die Kühlmitteleffizienz verbessert.
• Eine Erwägung, die die Anordnung von intern gekühlten Profilen weiter verkompliziert, ist der Temperaturunterschied, der sich während des Betriebs zwischen der internen Struktur und der externen Struktur des Profils ausbildet. Das heißt, dass die externen Wände des Profils sich typischerweise während des Betriebs bei viel höhen Temperaturen befinden, weil sie dem Heißgaspfad ausgesetzt sind, als viele der internen Rippen, die bspw. Kühlmittel aufweisen können, das durch Durchgänge, die in jeder Seite von diesen festgelegt sind, fließt. Tatsächlich schließt eine übliche Profilkonfiguration eine „Vier-Wände“-Anordnung ein, in der längliche innere Rippen parallel zu den Druck- und Saugseitenaußenwänden verlaufen. Es ist bekannt, dass hohe Kühleffizienz durch die wandnahen Strömungsdurchgänge erreicht werden kann, die in der Vier-Wände-Anordnung gebildet sind. Eine Herausforderung bei den Wand-nahen Strömungsdurchgängen ist, dass die äußeren Wände ein bedeutend höheres Niveau an thermischer Expansion erfahren als die inneren Wände. Verschiedene Rippenkonfigurationen wurden erdacht, um diesen Herausforderungen zu begegnen.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Ein erster Aspekt der Offenbarung stellt eine Schaufel bereit, die einschließt: einen Profilkörper, der durch eine konkave Druckseitenaußenwand und eine konvexe Saugseitenaußenwand festgelegt ist, die aneinander entlang der Vorder- und Hinterkanten anschließen und dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer zum Empfangen der Strömung eines Kühlmittels bilden, wobei der Profilkörper eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist, die der sich radial erstreckenden Kammer zugewandt ist; eine erste gewellte Oberfläche auf wenigstens einen Teil der äußeren Oberfläche des Profilkörpers; eine erste Rippe, die die sich radial erstreckende Kammer aufteilt, wobei die erste Rippe eine erste Seite und eine entgegengesetzte zweite Seite einschließt; und eine zweite gewellte Oberfläche auf wenigstens einen Teil der ersten Seite und/oder der zweiten Seite der ersten Rippe.
• Ein zweiter Aspekt der Offenbarung stellt eine Schaufel bereit, die einschließt: einen Profilkörper, der durch eine konkave Druckseitenaußenwand und eine konvexe Saugseitenaußenwand festgelegt ist, die aneinander entlang der Vorder- und Hinterkanten anschließen und dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer zum Empfangen des Stroms an Kühlmittel bilden, wobei der Strömungskörper eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist, die der sich radial erstreckenden Kammer zugewandt ist; eine erste gewellte Oberfläche auf wenigstens einen Teil der äußeren Oberfläche des Profilkörpers; eine erste Rippe, die die sich radial erstreckende Kammer in einem ersten Durchgang auf einer ersten Seite der ersten Rippe, die der konkaven Druckseitenaußenwand oder der konvexen Saugseitenaußenwand zugewandt ist, und einen benachbarten zweiten Durchgang auf einer entgegengesetzten zweiten Seite der ersten Rippe aufteilt; eine zweite gewellte Oberfläche auf wenigstens einen Teil der zweiten Seite der ersten Rippe; und: eine dritte gewellte Oberfläche auf der inneren Oberfläche des Profilkörpers, wobei die dritte gewellte Oberfläche parallel zu der ersten gewellten Oberfläche verläuft, und/oder eine vierte gewellte Oberfläche auf der ersten Seite der ersten Rippe, wobei die vierte gewellte Oberfläche parallel zu der dritten gewellten Oberfläche verläuft.
• Ein dritter Aspekt der Offenbarung stellt ein nicht flüchtiges computerlesbares Speichermedium bereit, das Kode speichert, der eine Schaufel repräsentiert, wobei die Schaufel bei Ausführung des Kodes durch ein computerbasiertes additives Herstellungsverfahren physisch erzeugt wird, wobei der Kode einschließt: Kode, der die Schaufel repräsentiert, wobei die Schaufel einschließt: einen Profilkörper, der durch eine konkave Druckseitenaußenwand und eine konvexe Saugseitenaußenwand festgelegt ist, die aneinander entlang einer Vorder- und Hinterkante anschließen und dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer zum Empfangen des Stromes eines Kühlmittels bilden, wobei der Profilkörper eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist, die der sich radial der erstreckenden Kammer zugewandt ist; eine erste gewellte Oberfläche auf einem ersten Teil der äußeren Oberfläche des Profilkörpers; eine erste Rippe, die die sich radial erstreckende Kammer aufteilt, wobei die erste Rippe eine erste Seite und eine entgegengesetzte zweite Seite einschließt; und eine zweite gewellte Oberfläche auf wenigstens einen Teil der ersten und/oder der zweiten Seite der ersten Rippe.
• In dem nicht flüchtigen computerlesbaren Speichermedium kann die zweite gewellte Oberfläche optional auf wenigstens einem Teil der zweiten Seite der ersten Rippe sein und der Kode kann optional ferner aufweisen: eine dritte gewellte Oberfläche auf der inneren Oberfläche des Profilkörpers, wobei die dritte gewellte Oberfläche parallel zu der ersten gewellten Oberfläche verläuft und eine Pinbank an die dritte gewellte Oberfläche koppelt, und/oder eine vierte gewellte Oberfläche auf wenigstens einen Teil der ersten Seite der ersten Rippe, wobei die Pinbank an die vierte gewellte Oberfläche auf dem Teil der ersten Seite der Rippe koppelt.
• In dem nicht flüchtigen computerlesbaren Speichermedium kann die erste Rippe optional die sich radial erstreckende Kammer in einen ersten Durchgang auf der ersten Seite der ersten Rippe, die der konkaven Druckseitenaußenwand und/oder der konvexen Saugseitenaußenwand zugewandt ist, und einen benachbarten zweiten Durchgang auf der zweiten Seite der ersten Rippe aufteilen, und die zweite gewellte Oberfläche kann optional auf wenigstens einen Teil der zweiten Seite der ersten Rippe sein; und der Kode kann optional ferner eine dritte gewellte Oberfläche auf der inneren Oberfläche des Profilkörpers, wobei die dritte gewellte Oberfläche parallel zu der ersten gewellten Oberfläche verläuft, und/oder eine vierte gewellte Oberfläche auf der ersten Seite der ersten Rippe aufweisen, wobei die vierte gewellte Oberfläche parallel zu der zweiten gewellten Oberfläche verläuft. Der Kode kann optional ferner aufweisen: eine zweite Rippe, die die sich radial erstreckende Kammer aufteilt, wobei die zweite Rippe eine erste Seite und eine entgegengesetzte zweite Seite einschließt; eine Pinbank, die auf der ersten Seite der zweiten Rippe zwischen der ersten Seite und der konkaven Druckseitenaußenwand oder der konvexen Saugseitenaußenwand positioniert ist; und: eine fünfte gewellte Oberfläche ist auf wenigstens einem Teil der zweiten Seite der zweiten Rippe; und/oder eine sechste gewellte Oberfläche auf der inneren Oberfläche des Profilkörpers, wobei die sechste gewellte Oberfläche parallel zu der ersten gewellten Oberfläche verläuft und wobei die Pinbank an die sechste gewellte Oberfläche koppelt; und/oder eine siebte gewellte Oberfläche auf wenigstens einem Teil der ersten Seite der zweiten Rippe, wobei die Pinbank an die siebte gewellte Oberfläche koppelt.
• In dem nicht flüchtigen computerlesbaren Speichermedium kann jede gewählte Oberfläche optional Oberflächen einschließen, die sich bei nicht mehr als 45° relativ zur Horizontalen erstrecken.
• Die veranschaulichenden Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind ausgebildet, um die hierin beschriebenen Probleme und/oder andere Probleme, die nicht diskutiert sind, zu lösen.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Diese und andere Merkmale dieser Offenbarung werden einfacher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Offenbarung zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, die verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung darstellen, in denen:
• 1 eine schematische Ansicht eines konventionellen aerodynamischen Stroms innerhalb einer Turbomaschine zeigt.
• 2 eine schematische Ansicht einer veranschaulichenden Turbomaschine in Form eines Gasturbinensystems zeigt.
• 3 eine Querschnittsansicht einer veranschaulichenden Gasturbinenbaugruppe mit einer dreistufigen Düse zeigt, die mit dem Gasturbinensystem in 2 verwendet werden kann.
• 4 eine perspektivische Ansicht einer Turbinenrotorschaufel des Typs zeigt, in denen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können.
• 5 eine Querschnittsansicht einer Turbinenrotorlaufschaufel zeigt, die eine Konfiguration einer inneren Wand oder Rippe entsprechend einer konventionellen Anordnung aufweist.
• 6 eine Querschnittsansicht einer Turbinenrotorschaufel zeigt, die eine gewellte Konfiguration der inneren Profilwand gemäß einer konventionellen Anordnung aufweist.
• 7 und 8 eine teilweise quergeschnittene perspektivische Ansicht einer Laufschaufel gemäß Ausführungsformen der Offenbarung zeigt.
• 9–11 Querschnittsansichten verschiedener Formen einer Rippe entsprechend einer Ausführungsform der Offenbarung zeigen.
• 12–16 Querschnittsansichten von verschiedenen Formen einer Rippe gemäß einer anderen Ausführungsform der Offenbarung zeigen.
• 17 eine schematische Ansicht eines aerodynamischen Stroms innerhalb einer Turbomaschine unter Verwendung eines Blatts gemäß Ausführungsformen der Offenbarung zeigt.
• 18 eine schematische Ansicht eines additiven Herstellungsprozesses einschließlich eines nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichermediums zeigt, dass Kode speichert der Repräsentativ für eine Laufschaufel gemäß Ausführungsform der Offenbarung ist.
• Es wird bemerkt, dass die Zeichnungen der Offenbarung nicht maßstäblich sind. Die Zeichnungen sind dazu gedacht, nur typische Aspekte der Offenbarung darzustellen, und sollten daher nicht als limitierend für den Umfang der Offenbarung angesehen werden. In den Zeichnungen repräsentiert die gleiche Nummerierung die gleichen Elemente in den Zeichnungen.
• DETIALLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Als einleitendes Thema, um die gegenwärtige Offenbarung deutlich zu beschreiben, wird es notwendig werden, eine bestimmte Terminologie auszuwählen, wenn auf relevante Maschinenkomponente innerhalb einer Gasturbine Bezug genommen wird und diese beschrieben werden. Wenn dies durchgeführt wird, wird, wenn möglich, übliche Industrieterminologie verwendet und in einer Weise verwendet, die Konsistent mit ihrer anerkannten Bedeutung ist. Wenn es nicht anders angegeben ist, sollte solcher Terminologie eine breite Interpretation gegeben werden, die mit dem Zusammenhang der vorliegenden Anmeldung und dem Umfang der angehängten Ansprüche konsistent ist. Der Fachmann wird verstehen, dass auf eine bestimmte Komponente oftmals unter Verwendung von mehreren unterschiedlichen oder überlappenden Begriffen Bezug genommen werden kann. Was hierin als ein einziges Teil darstellend beschrieben sein kann, kann in einem anderen Zusammenhang eine Vielzahl von Komponenten einschließen und es kann darauf als aus mehreren Komponenten bestehend Bezug genommen werden. Alternativ kann auf das, was hierin als mehrere Komponenten einschließend beschrieben sein kann, anderswo als ein einziges Teil Bezug genommen werden.
• Zusätzlich können mehrere beschreibende Begriffe hierin regulär verwendet werden und es sollte sich als hilfreich erweisen, diese Begriffe am Anfang dieses Abschnitts zu definieren. Diese Begriffe und ihre Definitionen sind, wenn nicht anders angegeben, wie folgt. Wie hierin verwendet sind „stromabwärts“ und „stromaufwärts“ Begriffe, die eine Richtung mit Bezug auf den Strom eines Fluids, wie bspw. das Arbeitsfluid, durch die Turbomaschine oder bspw. den Strom an Luft durch die Brennkammer oder Kühlmittel durch eines der Turbinenkomponentensysteme anzeigen. Der Begriff „stromabwärts“ bezieht sich auf die Stromrichtung des Fluids und der Begriff „stromaufwärts“ bezieht sich auf die Richtung entgegengesetzt dem Strom. Die Begriffe „nach vorn“ und „nach hinten“ beziehen sich ohne jede weitere Spezifizierung auf Richtungen, wobei „nach vorn“ sich auf das vordere oder Kompressorende des Motors und „nach hinten“ auf das hintere oder Turbinenende des Motors bezieht. Es ist oft erforderlich Teile zu beschreiben, die an unterschiedlichsten radialen Positionen bezüglich einer Mittelachse angeordnet sind. Der Begriff „radial“ bezieht sich auf Bewegung oder Position senkrecht zu einer Achse. In Fällen so wie diesem, wenn eine erste Komponente näher an der Achse als eine zweite Komponente angeordnet ist, wird hierin angegeben werden, dass die erste Komponente „radial innen“ oder „innenliegend“ der zweiten Komponente ist. Wenn die erste Komponente andererseits weiter von der Achse weg als die zweite Komponente ist, kann hierin angegeben sein, dass die erste Komponente „radial außen“ oder „außenliegend“ der zweiten Komponente ist. Der Begriff „axial“ bezieht sich auf Bewegung oder Position parallel zu einer Achse. Schließlich bezieht sich der Begriff „umfänglich“ auf Bewegung oder Position um eine Achse. Es wird verstanden werden, dass solche Begriffe in Bezug auf die Mittelachse der Turbomaschine angewendet werden können.
• Annähernde Sprache wie hierin in der Beschreibung und den Ansprüchen durchgehend verwendet, kann angewendet werden, um jede quantitative Darstellung zu modifizieren, die statthaft variieren kann, ohne zu einer Veränderung der grundlegenden Funktionen zu führen, auf die sie sich bezieht. Entsprechend kann ein Wert, der durch einen Begriff oder Begriffe so wie „etwa“, „ungefähr“ und „im Wesentlichen“ modifiziert ist, nicht auf den genauen spezifizierten Wert beschränkt werden. In wenigstens manchen Fällen kann die annähernde Sprache zu der Präzision eines Instruments zur Messung des Wertes korrespondieren. Hier und in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen können Bereichsbeschränkungen kombiniert und/oder ausgetauscht werden, wobei solche Bereiche identifiziert sind und alle Unterbereiche, die darin enthalten sind, einschließen, es sei denn der Zusammenhang oder die Sprache gibt was anderes an. „Ungefähr“, so wie auf einen bestimmten Wert eines Bereichs angewendet, gilt für beide Werte und kann, wenn nicht anders von der Präzision des Instruments, das den Wert misst abhängig, +/–10° des angegebenen Wertes oder der angegebenen Werte angeben.
• 2 zeigt eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften Turbomaschine 100 in Form eines Verbrennungs- oder Gasturbinensystems. Die Turbomaschine 100 schließt einen Kompressor 102 und eine Brennkammer 104 ein. Die Brennkammer 104 schließt einen Verbrennungsbereich 105 und eine Brennstoffdüsenbaugruppe 106 ein. Die Turbomaschine 100 schließt auch eine Turbine 108 und einen gemeinsamen Kompressor/Turbinenschaft 110 (manchmal Rotor 110 genannt) ein. In einer Ausführungsform ist das Verbrennungsturbinensystem ein MS7001FB-Motor manchmal 9FB-Motor genannt, der kommerziell von General Electric Company, Greenville, S.C. erhältlich ist. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf irgendein bestimmtes Verbrennungsturbinensystem beschränkt und kann in Verbindung mit anderen Motoren darunter bspw. dem MS7001FA (7FA), dem MS9001FA (9FA), den 7HA und den 9HA-Motormodellen der General Electric Company eingesetzt werden. Außerdem ist die vorliegende Offenbarung nicht auf irgendeine bestimmte Turbomaschine beschränkt und kann bspw. auf Dampfturbinen, Düsentriebwerke, Kompressore, Turbobläser usw. angewendet werden.
• Im Betrieb strömt Luft durch den Kompressor 102 und komprimierte Luft wird der Brennkammer 104 zur Verfügung gestellt. Im Einzelnen wird der Brennstoffdüsenbaugruppe 106, die in die Brennkammer 104 eingebaut ist, komprimierte Luft zur Verfügung gestellt. Die Baugruppe 106 ist in Strömungsverbindung mit dem Verbrennungsbereich 105. Die Brennstoffdüsenbaugruppe 106 ist auch in Strömungsverbindung mit einer Brennstoffquelle (nicht in 2 gezeigt) und leitet Brennstoff und Luft zu dem Verbrennungsbereich 105. Die Brennkammer 104 zündet und verbrennt Brennstoff. Die Brennkammer 104 ist in Strömungsverbindung mit der Turbine 108, weshalb thermische Energie des Gasstroms in mechanische Rotationsenergie umgewandelt wird. Die Turbine 108 ist drehbar mit dem Rotor 110 gekoppelt und treibt diesen an. Der Kompressor 102 ist auch drehbar mit dem Rotor 110 gekoppelt. In der veranschaulichenden Ausführungsform gibt es eine Vielzahl von Brennkammern 104 und Brennstoffdüsenbaugruppen 106.
• 3 zeigt eine querschnittliche Ansicht einer veranschaulichenden Turbinenbaugruppe 108 der Turbomaschine 100 (2) mit einer dreistufigen Düse, die mit dem Gasturbinensystem in 2 verwendet werden kann. Die Turbinenbaugruppe 108 schließt eine Reihe von Schaufeln 109 ein, die an ein stationäres Gehäuse der Turbomaschine 100 gekoppelt sind und die axial benachbart eine andere Reihe von Schaufeln 113 sind. Die Reihe von Schaufeln 109 schließt stationäre Schaufeln oder Blätter 112 ein. Eine Leitschaufel 112 kann in der Turbinenbaugruppe 108 durch eine radial äußere Plattform 114 und eine radial innere Plattform 116 gehalten sein. Die Reihe von Laufschaufeln 113 in der Turbinenbaugruppe 108 schließt rotierende Laufschaufeln 120 ein, die an den Rotor 110 gekoppelt sind und mit dem Rotor rotieren. Die rotierenden Laufschaufeln 120 können eine radial innen angeordnete Plattform 122 (bei der Wurzel des Blattes) gekoppelt an den Rotor 110 und eine radial außen angeordnete Spitze 124 (bei der Spitze des Blattes) einschließen. Wie hierin verwendet, soll der Begriff „Blatt“ zusammen Bezug nehmen auf stationäre Leitschaufeln oder Blätter 112 und rotierende Laufschaufeln 120, es sei denn, es ist anders angegeben.
• 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Turbinenrotorblattes 130 von dem Typ, in dem Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angewendet werden können. Die Turbinenrotorschaufel 130 schließt eine Wurzel 132 ein, durch die die Rotorschaufel 130 an den Rotor 110 (3) anschließt. Die Wurzel 132 kann eine Schwalbenschwanzkonfiguration eingerichtet zur Befestigung in einem dazugehörigen Schwalbenschwanzschlitz in dem Umfang der Rotorscheibe einschließen. Die Wurzel 132 kann ferner einen Schaft einschließen, der sich zwischen dem Schwalbenschwanz und einer Plattform 134 erstreckt, die bei der Verbindung des Profils 136 und der Wurzel 132 angeordnet ist und einen Teil der inneren Begrenzung des Flusspfades durch die Turbine 100 bildet. Es wird geschätzt werden, dass das Profil 136 die aktive Komponente des Rotorblattes 130 ist, die den Fluss des Arbeitsfluids unterbricht und die Rotorscheibe dazu veranlasst, zu rotieren. Während das Blatt dieses Beispiels ein Turbinenrotorblatt 130 ist, wird es verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung auch auf andere Typen von Blättern innerhalb des Turbinenmotors 100 angewendet werden kann, einschließlich Turbinenstatorblätter 112 (3) (Leitschaufeln). Es wird gesehen werden, dass das Profil 136 des Rotorblattes 130 eine konkave Druckseiten(PS)-Außenwand 140 und eine umfänglich oder seitlich entgegengesetzte konvexe Saugseiten(SS)-Außenwand 142 einschließt, die sich axial zwischen entgegengesetzten Vorder- und Hinterkanten 144 bzw. 146 erstreckt. Die Seitenwände 140 und 142 erstrecken sich auch in der radialen Richtung von der Plattform 134 zu einer äußeren Spitze 148. (Es wird verstanden werden, dass die Anwendung der vorliegenden Offenbarung nicht auf Turbinenrotorblätter beschränkt sein kann, sondern auch auf Statorblätter (Leitschaufeln) angewendet werden kann. Die Verwendung von Rotorblättern in den verschiedenen Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, ist lediglich veranschaulichend, es sei denn, es ist anders angegeben).
• 5 und 6 zeigen querschnittliche Ansichten von zwei beispielhaften internen Wandkonstruktionen, wie sie in einem Rotorblattprofil 136 mit einer konventionellen Anordnung gefunden werden können. Wie angegeben, kann eine äußere Oberfläche des Profils 136 durch eine relativ dünne Druckseiten(PS)-Außenwand 140 und Saugseiten(SS)-Außenwand 142 festgelegt sein, die über eine Vielzahl von sich radial erstreckenden und kreuzenden Rippen 150 verbunden sein können. Die Rippen 150 sind dazu eingerichtet, dem Profil 136 strukturelle Unterstützung zu geben, während diese auch eine Vielzahl von sich radial erstreckenden und im Wesentlichen getrennten Strömungsdurchgängen 152 festlegen. Typischerweise erstrecken sich die Rippen 150 radial um Strömungsdurchgänge 152, um einen großen Teil der radialen Höhe des Profils 136 abzutrennen, aber der Strömungsdurchgang kann entlang des Randes des Profils verbunden sein, um einen Kühlkreislauf festzulegen. Das bedeutet, dass die Strömungsdurchgänge 152 an den Außen- oder Innenkanten des Profils 136 fluidisch kommunizieren können sowie über eine Anzahl von kleineren Übergangsdurchgängen 154 oder Prallöffnungen (letztere nicht gezeigt), die dazwischen angeordnet sein können. Auf diese Weise können bestimmte der Strömungsdurchgänge 152 zusammen einen sich windenden oder gewundenen Kühlkreislauf bilden. Zusätzlich können Filmkühlungsanschlüsse (nicht gezeigt) enthalten sein, die Ausgänge bereitstellen, durch die Kühlmittel aus Strömungsdurchgängen 152 auf einer äußere Oberfläche des Profils 136 ausgegeben wird.
• Die Rippen 150 können zwei verschiedene Typen einschließen, die dann, wie hierin bereitgestellt, weiter unterteilt werden können. Ein erster Typ, eine Wölbungslinienrippe 162, ist typischerweise eine längliche Rippe, die sich parallel oder annähernd parallel zu der Wölbungslinie des Profils erstreckt, die eine Referenzlinie ist, die sich von einer Vorderkante 144 zu einer Hinterkante 146 erstreckt, die die Mittelpunkte zwischen der Druckseitenaußenwand 140 und der Saugseitenaußenwand 142 verbindet. Wie es oftmals der Fall ist, schließt die veranschaulichende konventionelle Konfiguration der 5 und 6 zwei Wölbungslinienrippen 162, eine Druckseitenwölbungslinienrippe 163, auf die auch als die Druckseitenaußenwand Bezug genommen werden kann, angesichts der Weise, in der diese versetzt von und nahe der Druckseitenaußenwand 140 ist, und eine Saugseitenwölbungslinienrippe 164 ein, auf die auch als die Saugseitenaußenwand Bezug genommen werden kann angesichts der Weise, in der sie versetzt von und nahe der Saugseitenaußenwand 142 ist. Wie erwähnt, wird auf diese Typen von Anordnungen oft als eine „Vier-Wand“-Konfiguration aufweisend Bezug genommen aufgrund der vorherrschenden vier Hauptwände, die zwei äußere Wände 140, 142 und zwei Wölbungslinienrippen 163, 164 einschließen. Es wird verstanden werden, dass die äußeren Wände 140, 142 und die Wölbungslinienrippen 162 unter Verwendung von jeder jetzt bekannten oder später entwickelten Technik, bspw. durch Gießen oder additive Herstellung als integrale Komponenten geformt werden können.
• Auf den zweiten Rippentyp wird hierin als eine querverlaufende Rippe 166 Bezug genommen. Die querverlaufenden Rippen 166 sind kürzere Rippen, die die Wände und innere Rippen der Vier-Wand-Konfiguration verbindend gezeigt werden. Wie angezeigt, können die vier Wände durch eine Anzahl von querverlaufenden Rippen 166 verbunden sein, die ferner danach klassifiziert werden können, an welche der Wände jede anschließt. Wie hierin verwendet, werden querverlaufende Rippen 166, die die Druckseitenaußenwand 140 mit der Druckseitenwölbungslinienrippe 163 verbinden, Druckseitenquerrippen 167 genannt. Die querverlaufenden Rippen 166, die die Saugseitenaußenwand 142 mit der Saugseitenwölbungslinienrippe 164 verbinden, werden Saugseitenquerrippen 168 genannt. Die querverlaufenden Rippen 166, die die Druckseitenwölbungslinienrippe 163 mit der Saugseitenwölbungslinienrippe 164 verbinden, werden Querrippen 169 genannt. Im Allgemeinen ist der Zweck jeder internen Konfiguration in einem Profil 136 effiziente Naheder-Wand-Kühlung bereitzustellen, in der die Kühlluft in Kanälen benachbart zu den äußeren Wänden 140, 142 des Profils 136 strömt. Es wird geschätzt werden, dass Nahe-der-Wand-Kühlung vorteilhaft ist, da die Kühlluft in naher Nachbarschaft der heißen äußeren Oberflächen des Profils ist und die resultierenden Wärmeübertragungskoeffizienten hoch sind aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit, die durch Beschränkung der Strömung durch enge Kanäle erreicht wird.
• Wie in einem Beispiel in 6 gezeigt, verwendet ein Ansatz bestimmte gekrümmte oder aufgewallte oder sinusförmige oder gewellte interne Rippen (hiernach „gewellte Rippen“), die unausgeglichene thermische Beanspruchungen verringern, die oft in dem Profil von Blättern, wie bspw. Turbinenblättern, auftreten. Diese Strukturen reduzieren die Steifigkeit der inneren Struktur des Profils 136, um gezielte Flexibilität zur Verfügung zu stellen durch die Spannungskonzentrationen verteilt und Belastung auf andere strukturelle Bereiche entladen wird, die besser in der Lage sind, diesem zu widerstehen. Dies kann beispielsweise das Entladen von Belastungen in einen Bereich einschließen, der die Belastungen über einen größeren Bereich verteilt oder vielleicht Strukturen, die Zugbeanspruchung für eine zusammendrückende Last entladen, was typischerweise wünschenswerter ist. Auf diese Weise können lebensdauerverkürzende Beanspruchungskonzentrationen und Belastung vermieden werden.
• In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Offenbarung sind wenigstens Teile der äußeren Wände 140, 142 und eine interne Rippe 200 (7–15) dazu eingerichtet, gewellte Oberflächen einzuschließen, um die Kühlungseffizienz zu verbessern, und externe gewellte Oberflächen einzuschließen, um Nachlaufstrommischung zu verbessern. In einer Ausführungsform, die in teilweise querschnittlichen perspektivischen Ansichten in 7–8 gezeigt ist, stellt die Offenbarung ein Blatt 200 für eine Turbomaschine 100 (2) bereit, das einen Profilkörper 202 einschließt, der durch eine konkave Druckseitenaußenwand 204 und eine konvexe Saugseitenaußenwand 206 festgelegt ist. Die äußeren Wände 204, 206 schließen aneinander entlang einer Vorderkante 208 und einer Hinterkante 210 an und bilden dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer 212, um den Strom an Kühlmittel zu empfangen. Der Profilkörper 202 hat daher eine äußere Oberfläche 220 (einschließlich äußeren Oberflächen einer äußeren Wand oder von äußeren Wänden 204, 206) und eine innere Oberfläche 222, die der sich radial erstreckende Kammer 212 zugewandt ist.
• Im Gegensatz zu konventionellen Blättern, schließt das Blatt 200 eine (erste) gewellte Oberfläche 230 auf wenigstens einem Teil 232 der äußeren Oberfläche 220 ein. „Gewellte Oberfläche“, wie hierin verwendet, kann jede Form annehmen, die abwechselnde Kämme und Täler hat. In der Ausführungsform der 7–8 kann der Teil 232, der die gewellte Oberfläche 230 einschließt, eine Anzahl von Abschnitten 236A, B und C einschließen. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Abschnitt 236A der gewellten Oberfläche 230 von der Vorderkante 210 zu der Hinterkante 208 auf sowohl der konkaven Druckseitenaußenwand 204 als auch der konvexen Saugseitenaußenwand 206. Allerdings kann er sich nur auf einer Wand 204, 206 erstrecken, wenn gewünscht. In einer Ausführungsform schwindet der Abschnitt 236A der gewellten Oberfläche 230 schließlich zu einer glatten Oberfläche 234 gleich hinter der Vorderkante 208. Das heißt, der Abschnitt 236A des Teils 232 der äußeren Oberfläche 222 des Profilkörpers 202 erstreckt sich nur teilweise entlang der konkaven Druckseitenaußenwand 204 und/oder der konvexen Saugseitenaußenwand 206 von der Vorderkante 210 zu der Hinterkante 208. Allerdings kann sich der Abschnitt 236A des Teils 230 entlang der gesamten Länge einer oder beider äußerer Wände 204, 206 von der Vorderkante 210 zu der Hinterkante 208 erstrecken, wenn gewünscht.
• Der Teil 230 kann einen zweiten Abschnitt 236B einschließen, der sich von der Vorderkante 208 teilweise zu der Hinterkante 210 erstreckt, und einen dritten Abschnitt 236C einschließen, der radial von dem zweiten Abschnitt 236B beabstandet ist, der sich von der Vorderkante 208 teilweise zu der Hinterkante 210 erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform würden der zweite Abschnitt 236B und der dritte Abschnitt 236C benachbart zu inneren und äußeren Plattformen (116, 114 oder 122 (3) oder Spitzendeckmantel 124 (3)) sein, wie der Fall sein kann, aber dies ist nicht unter allen Umständen notwendig, da sie radial davon beabstandet sein können.
• In jeder der Ausführungsformen der 7 und 8 kann die Hinterkante 210 optional eine mit Zinnen versehene oder zackige Kante 240 einschließen (hiernach „mit Zinnen versehene Kante 240“), die eine Vielzahl von Winkeln 242 einschließt. „Winkel“ 222, wie hierin verwendet, sind als dreieckige Rippe, sinusförmige oder wellenförmige Formveränderungen festgelegt, die entlang wenigstens eines Teils der Hinterkante 210 verwendet werden. Während die mit Zinnen versehene Kante 240 in Form einer gezackten Kante veranschaulicht wurde, die eine Anzahl von voneinander beabstandeten Winkeln aufweist, kann die Kante jede Form von Verzahnung, Kerben, Vorsprüngen, Bogenkanten, usw. einschließen. Die gewellte Oberfläche(n) 230 (Teil 232 mit Abschnitt(en) 236A, B und/oder C) und/oder die mit Zinnen versehene Kante 240 kann bewirken, Wellenmischungen zu verbessern, wie hierin in größerem Detail beschrieben werden wird.
• Wie in querschnittlichen Ansichten in 9–11 gezeigt, kann das Blatt 200 auch eine (zweite) gewellte Oberfläche 262 auf einer oder mehreren internen Rippen einschließen, von denen jede die sich radial erstreckende Kammer 212 in einer Weise oder einer anderen abteilt.
• Die 9–11 zeigt eine querschnittliche Ansicht entlang der Linie A-A in den 7–8, die eine Rippe 262 zeigt, die die sich radial erstreckende Kammer 212 abteilt. Wie in 9 gezeigt, schließt die Rippe 262 eine erste Seite 270 und eine entgegengesetzte zweite Seite 272 mit einer ersten Seite 270, die nach außen zu der äußeren Wand 204 oder 206 weist, ein. In dem Beispiel der 7–9 kann die Rippe 262 eine Form einer Rippe einschließen, die die sich radial erstreckende Kammer 212 in einen ersten Durchgang 274 auf einer ersten Seite 270 der Rippe 262, die der konkaven Druckseitenaußenwand 204 oder der konvexen Saugseitenaußenwand 206 (beide in 9 aufgrund des Querschnitts) zugewandt ist und in einen benachbarten zweiten Durchgang 276 auf der zweiten Seite 272 der Rippe 262 unterteilt. In dem gezeigten Beispiel kann die Rippe 262 die Form von wenigstens einem Teil jeder Wölbungslinienrippe 263, 264, wie hierin beschrieben, annehmen. Es wird allerdings betont, dass die Rippe 262 nach dieser Ausführungsform jede interne Rippe einschließen kann, die die sich radial erstreckende Kammer 212 in Durchgänge 274, 276 unterteilt, bspw. jede Wölbungslinienrippe, jede querverlaufende Rippe 166 (5–6) usw. Es wird auch betont, dass die Lehren der Offenbarung nicht auf beide Wölbungslinienrippen 263, 264 zur selben Zeit angewendet werden müssen.
• Wie in 9 gezeigt, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Offenbarung, kann eine gewellte Oberfläche 280 auf wenigstens einem Teil der ersten Seite 270 und/oder der zweiten Seite 272 der Rippe 262 (beide in 9 gezeigt) bereitgestellt werden. Wie hierin verwendet, kann „wenigstens ein Teil“ jeder radiale Betrag, jeder axiale Betrag oder Kombination davon von einer Rippe oder Oberfläche, bspw. ein Teil oder alles, einschließen, ohne Rücksicht auf das, was in den Zeichnungen gezeigt sein kann. In 9 ist die gewellte Oberfläche 280 auf der ersten Seite 270 der Rippe 262, d.h. nach außen zu der äußeren Wand 204 oder 206 weisend.
• Wie in einer anderen Ausführungsform in der Querschnittsansicht in 10 gezeigt, kann das Blatt 200 optional auch eine (dritte) gewellte Oberfläche 282 auf wenigstens einem Teil einer inneren Oberfläche 222 des Profilkörpers 202 einschließen, d.h. auf der gesamten oder einem Teil der inneren Oberfläche 222 einer oder mehrerer Wände 204, 206 (beide in 9). Die gewellte Oberfläche 282 kann parallel zu der gewellten Oberfläche 230 verlaufen, d.h. wo Abschnitt(e) 236A–C des Teils 232 bereitgestellt werden. Wie hierin verwendet, zeigt „parallel“ relativ zu gewellten Oberflächen, dass die zwei betreffenden gewellten Oberflächen zusammenpassen, so dass wo immer eine gewellte Oberfläche auf einer Oberfläche der Rippe oder Wand austritt, die andere gewellte Oberfläche auf der entgegengesetzten Seitenoberfläche der Rippe oder Wand austritt, um die Dicke der Rippe oder Wand entlang eine Länge davon aufrecht zu erhalten. Manche Abweichungen von der Parallelität können in bspw. Übergangsbereichen zwischen benachbarten Strukturen, Übergangsbereichen zwischen benachbarten Strukturen, Übergangsbereichen wo die gewellten Oberflächen enden usw., möglich sein. Außerdem kann die „Parallelität“, die hierin beschrieben ist, als das verstanden werden, dass möglich innerhalb jetzt bekannten oder später entwickelten additiven Herstellungsverfahrens- oder Gießverfahrenstoleranzen ist. In dem momentanen Beispiel tritt die gewellte Oberfläche 282 aus der inneren Oberfläche 222 aus, wo immer die gewellte Oberfläche 230 auf der äußeren Oberfläche 220 austritt. Zudem erstreckt sich die gewellte Oberfläche 282, wo die gewellte Oberfläche 230 sich nach außen erstreckt, z.B. relativ zu dem radialen Durchgang 212 auch nach außen, um eine Dicke der äußeren Wand (Wände) 204, 206 aufrecht zu erhalten. In einer Ausführungsform verläuft die gewellte Oberfläche 280 parallel zu der gewellten Oberfläche 282, um einen im Wesentlichen konstanten Abstand zwischen entgegengesetzten Wänden der Passagen 274 aufrecht zu erhalten.
• 11 zeigt eine querschnittliche Ansicht einer anderen Ausführungsform, in der das Blatt 200 auch optional eine (vierte) gewellte Oberfläche 284 auf der zweiten Seite 272 der Rippe 262 einschließt. Wie veranschaulicht, verläuft die gewellte Oberfläche 284 parallel zu der gewellten Oberfläche 280. Das heißt, wo auch immer die gewellte Oberfläche 280 auf der ersten Seite 270 austritt, tritt die gewellte Oberfläche 284 auf der zweiten Seite 272 aus. Außerdem erstreckt sich die gewellte Oberfläche 284, wo sich die gewellte Oberfläche 280 nach außen erstreckt, bspw. relativ zu dem radialen Durchgang 212, auch nach außen, eine Dicke der Rippe 262 beibehaltend. Wieder kann manche Abweichung von der Parallelität in bspw. Übergangsbereichen zwischen angrenzenden Strukturen möglich sein.
• Während die Rippe 262 relativ zu einer Rippenkonfiguration mit welligem Profil beschrieben wurde, wie generell in den 6–8 gezeigt, können die Lehren der Offenbarung auf jede Form einer internen Rippe, z.B. gerade (wie in 5) oder gekrümmt angewendet werden.
• Bezugnehmend auf 7 und 8 in Kombination mit 12 und 13 kann eine Rippe 290 in einer anderen Ausführungsform die sich radial erstreckende Kammer 212 unterteilen. 12 zeigt eine querschnittliche Ansicht entlang der Linie B-B in den 7 und 8 der Rippe 290 und 13 zeigt eine teilweise perspektivische Ansicht der Rippe 290. In dieser Ausführungsform bildet die Rippe 290 auf beiden Seiten davon keinen Durchgang; vielmehr erstreckt sich die Rippe 290 wie eine Finne, die die sich radial erstreckende Kammer 212 aufteilt. Wie in 12 und 13 gezeigt, kann die Rippe 290 eine erste Seite 292, die der konkaven Druckseitenaußenwand 204 (wie gezeigt) oder der konvexen Saugseitenaußenwand 206 zugewandt ist, und eine zweite Seite 294 einschließen, die der sich radial erstreckenden Kammer 212 zugewandt ist. Eine Pinbank 300 kann auf der ersten Seite 292 zwischen der Rippe 290 und der konkaven Druckseitenaußenwand 204 (wie gezeigt) oder der konvexen Saugseitenaußenwand 206 positioniert sein. Wie auf dem Gebiet verstanden, kann die Pinbank 300 eine Reihe von Pins 302, die sich zwischen der ersten Seite 292 der Rippe 290 und der inneren Oberfläche 222 der äußeren Wand 204 (gezeigt) oder 206 erstrecken, einschließen. Kühlmittel strömt um die Pins 302, um den Wärmeübergang zu fördern. Eine gewellte Oberfläche 310 kann auf wenigstens einem Teil der zweiten Seite 294 der Rippe 290 sein. Eine andere gewellte Oberfläche 312 kann auf der inneren Oberfläche 222 des Profilkörpers 202 positioniert sein. Die gewellte Oberfläche 312 verläuft parallel zu der gewellten Oberfläche 230 auf der äußeren Oberfläche 220 der äußeren Wand 204 oder 206. Hier koppelt die Pinbank 300 an die gewellte Oberfläche 312. Die 12 und 13 zeigen auch eine optionale gewellte Oberfläche 314 auf wenigstens einem Teil der ersten Seite 292 der Rippe 290. Hier koppelt eine Pinbank 300 auch an die gewellte Oberfläche 314. 14 und 15 zeigen eine perspektivische Ansichten, die veranschaulichen, wie nur eine jeder der gewellten Oberflächen 312, 314 verwendet werden kann: keine gewellte Oberfläche 312 in 14 und keine gewellte Oberfläche 314 in 15. 14 und 15 zeigen auch die Option des Bereitstellens einer gewellten Oberfläche 316 auf der internen Oberfläche 222 der konkaven Saugseitenwand 204 oder der konvexen Saugseitenaußenwand 206 (gezeigt), die nicht die Pinbank 300 und Rippe 290 einschließt. Die gewellte Oberfläche 316 verläuft parallel zu der gewellten Oberfläche 230 auf der äußeren Oberfläche 220 der äußeren Wand 204 oder 206 (gezeigt). 16 zeigte eine andere Ausführungsform, in der vier gewellte Oberflächen 230, 312, 310 und 314 in den Bereich bereitgestellt sind, in dem die Pinbank 300 positioniert ist. Die gewellten Oberflächen auf entgegengesetzten Seiten einer Wand oder einer Rippe können parallel zueinander sein, wie gewellte Oberflächen sein können, die einander zugewandt sind. In 16 koppelt die Pinbank 300 an die gewellten Oberflächen 312 und 314. Während die Rippe 290 und die Pinbank 300 in 12–16 als an die konkave Druckseitenwand 204 anschließend veranschaulicht worden sind, wird es verstanden, dass es auf die konvexe Saugseitenaußenwand 206 in einer ähnlichen Weise angewendet werden kann. Zusätzlich wird es auch verstanden, dass, sofern es der Platz, innerhalb der sich radial erstreckenden Kammer 212 zulässt, zwei Rippen 290 verwendet werden können, eine für jede äußere Wand 204, 206.
• Die Rippenausführungsformen der 9–11 und 12–16 können gesondert, d.h. allein innerhalb eines gegebenen Blattes 200, verwendet werden oder können zusammen verwendet werden, wie in 7 und 8 gezeigt. Das heißt, beide Rippen 262 und 290 können verwendet werden, um die sich radial erstreckende Kammer 212 zu unterteilen, wie hierin beschrieben. Wo beide verwendet werden, kann eine Rippe, z.B. Rippe 290, an einem Ort distal (beabstandet) von der anderen Rippe z.B. Rippe 262, die Vorteile von gewellten internen Rippen an unterschiedlichen Orten innerhalb der gesamten Rippenkonfiguration bereitstellend positioniert sein.
• Mit weiterem Bezug auf die 7 und 12 sind die gewellte Oberfläche 230 (7), als eine Stellvertreterin für alle gewellte Oberflächen, die hierin beschrieben sind, und die mit Zinnen versehene Hinterkante 240 (12), als Winkel α relativ zur Horizontalen aufweisend gezeigt. In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Offenbarung ist der Winkel α nicht größer als 45°. Das heißt, jede gewellte Oberfläche und mit Zinnen versehene Hinterkante 240 schließt Oberflächen ein, die sich bei nicht größer als 45° relativ zur Horizontalen erstrecken. Es wird verstanden werden, dass solches Anwinkeln eine gegenwärtige Limitierung von jetzt bekannten additiven Herstellungstechniken ist. In anderen Ausführungsformen, bspw. wo das Blatt 200 durch einen Gießprozess hergestellt wird, ist der Winkel α nicht auf 45° beschränkt und kann größer als oder weniger als 45° sein.
• 7–16 zeigen gewellte Oberfläche(n) als sinusförmig mit identisch gerundeten Kämmen und Tälern von gleicher Amplitude (Höhe) und Wellenlänge λ (nur in 7 beschriftet) zwischen einer Wurzel (Plattformende 122 (3)) und einer Spitze (Deckbandende 140 (3) des Blattes 200. Es wird betont, dass gewellte Oberflächen eine Vielzahl von alternativen Formen annehmen können. Beispielsweise können gewellte Oberfläche(n) sein: sinusförmig und gerundete Kämme und Täler von verschiedener Wellenlänge λ (nur 7) und/oder Amplitude (Höhe von Basisoberfläche) aufweisend; sinusförmig und gerundete Kämme und Täler von gleicher Wellenlänge λ, aber uneinheitlicher Amplitude aufweisend (sogar bis zu einem Punkt, wie in 7–8 gezeigt, stetig zwischen einer Wurzel (Plattformende 122 (7 und 8 in der Nähe der Vorderkante 208)) und einer Spitze (Deckbandende 140 (3) des Blattes 200) zu sein); sinusförmig und gerundete Kämme und Täler von gleicher Amplitude, aber uneinheitlicher Wellenlänge λ aufweisend; und mit unterschiedlichen Formwellungen. Die Amplitude, Wellenlänge λ, Gestaltung und/oder Wellenform kann auf jede erforderliche Weise verändert werden, um die gewünschte externe Nachlaufstrommischung und/oder interne Kühlung zu erlangen. Während verschiedener Ausführungsformen der gewellten Oberfläche(n) hierin beschrieben worden sind, wird hervorgehoben, dass eine große Vielzahl von Alternativen auch möglich ist und dass jede auf jede Weise kombiniert werden kann. Zudem können gewellte Oberfläche(n) in einer Anzahl von Weisen variiert werden, die einschließen, aber nicht beschränkt sind auf: Amplitude, Wellenlänge, Anstellwinkel (relativ zu dem Rotor), Auslaufwinkel (relativ zu dem Rotor), Krümmung (relativ zu dem Rotor), Wellenform, Vorwärtserstreckungslänge von der Hinterkante oder der Vorderkante, zur Verfügung gestellt auf einer Seite oder beiden Seiten des Profilkörpers, radiales Ausmaß auf dem zur Verfügung gestellt (manches oder alles, kontinuierlich oder nicht kontinuierlich), usw.
• 17 zeigt eine schematische Ansicht einer aerodynamischen Strömung innerhalb einer Turbomaschine unter Verwendung eines Blatts 200 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Im Betrieb wirken Ausführungsformen des offenbarten Blattes 200, um die Mischung eines Profilnachlaufstroms in einem Bereich 310 konstanter Fläche zwischen Profilreihen 312, 314 durch die Einführung von diskreten Wirbelstrukturen erzeugt durch die gewellte Oberfläche 230 (7–8) und/oder mit Zinnen versehene Hinterkante 240 (7–8) zu verbessern. Das Ziel der gewellten Oberfläche 230 und der mit Zinnen versehenen Hinterkante 240 ist, das Geschwindigkeitsdefizit zu vermindern, bevor der Nachlaufstrom in die stromabwärts angeordnete Blattreihe 314 eintritt, was die Erzeugung von Mischungsverlusten innerhalb der stromabwärts angeordneten Blattreihe 314 vermindert: vergleiche die Stelle 316 in 17 mit der Stelle 20 in 1 und die Stelle 318 in 17 mit der Stelle 22 in 1. Das Bewegen des Mischungsverlustes von innerhalb der stromabwärts angeordneten Blattreihe 314 zu dem Abstandsbereich 310 konstanter Fläche vor der stromabwärts angeordneten Blattreihe 314 erzeugt daher einen Nettogewinn an Effizienz. Das Blatt 200 stellt diese Funktionalität bereit, ohne die Stärke des Nachlaufstroms reduzieren zu müssen (z.B. durch Verringern des Durchmessers der Hinterkante), was aufgrund von mechanischen und thermischen Bedenken unpraktisch ist. Das Blatt 200 erfordert es auch nicht, den Platz für den Nachlaufstrom zum Mischen vor dem Eintritt in die stromabwärts angeordnete Blattreihe 314 zu erhöhen, was zu einem höheren Nettoverlust aufgrund von Reibungsverlusten führen kann, die mit den längeren inneren und äußeren Wänden des Strömungspfades verbunden ist und eine längere Turbomaschine erzeugt, was die Kosten erhöht und die Leistungsdichte reduziert. Das Blatt 200 beseitigt auch den Bedarf an komplexen Luftstrahlen, um die Mischung zu erzeugen.
• Zusätzlich stellen gewellte Oberflächen auf internen Rippen und/oder Wänden eine verbesserte Kühlung verglichen mit konventionellen geraden Rippen / Wänden ohne Gewicht hinzuzufügen bereit. Die verbesserte Kühlung kann zu einer längeren Teilelebensdauer führen.
• Das Blatt 200 kann jedes Metall oder Metallzusammensetzung einschließen, die fähig ist, der Umgebung, in der diese benutzt wird, zu widerstehen. Das Blatt 200 kann gegossen oder vorteilhaft unter Verwendung von additiver Herstellung gemacht werden. In Bezug auf die zuletzt genannte Herstellungsausführung kann jede Oberfläche und im Speziellen gewellte Oberfläche(n) 230, 280, 282, 312, 314 usw. Oberflächen einschließen, die sich bei nicht mehr als 45° relativ zur Horizontalen erstrecken, wie hierin bemerkt. Das heißt, keine der Kämme oder Täler der gewellten Oberfläche(n) oder Kanten, der mit Zinnen versehenen Hinterkante 260 erstrecken sich bei mehr als 45° relativ zur Horizontalen. Es ist durch additives Herstellen, dass der Profilkörper 202 eine Vielzahl von integrierten Materialschichten einschließend gebildet werden kann.
• Wie hierin verwendet, kann additives Herstellen (AM) jeden Prozess der Erzeugung eines Objekts durch aufeinanderfolgende Schichtungen von Material anstelle von der Entfernung von Material, wie es der Fall bei konventionellen Prozessen ist, einschließen. Additive Herstellung kann komplexe Geometrien ohne die Verwendung von irgendeiner Art von Werkzeugen, Gussformen oder Aufnahmevorrichtungen mit wenig oder keinem Abfallmaterial erzeugen. Anstelle der maschinellen Erzeugung von Komponenten aus massiven Metallrohlingen, von denen viel weg geschnitten und verworfen wird, ist das einzige Material, das bei additiver Herstellung verwendet wird, das, was erforderlich ist, um das Teil zu formen. Additive Herstellungsprozesse können einschließen, aber sind nicht beschränkt auf: 3D-Drucken, schneller Modellbau (rapid prototyping, RP), direktes digitales Herstellen (direct digital manufacturing, DDM), Bindemittel ausstoßen (binder jetting), ausgewähltes Laserschmelzen (selective laser melting, SLM) und direktes Metall-Laser-Schmelzen (direct metal laser melting, DMLM). Im derzeitigen Umfeld wurde DMLM als vorteilhaft erkannt.
• Um ein Beispiel eines additiven Herstellungsprozesses zu veranschaulichen, zeigt 18 eine schematische / Block-Ansicht eines veranschaulichenden computergestützten Herstellungsverfahrens 900 zur Erzeugung eines Objekts 902. In diesem Beispiel ist das System 900 für DMLM eingerichtet. Es wird verstanden, dass die generellen Lehren der Offenbarung gleichermaßen auf andere Formen additiver Herstellung anwendbar sind. Das Objekt 902 wird als Blatt 200 wie hierin beschrieben veranschaulicht. Das AM-System 900 schließt im Allgemeinen ein Computergestützte-additive-Herstellung(AM)-Steuerungssystem 904 und einen AM-Drucker 906 ein. Das AM-System 900, wie beschrieben werden wird, führt den Code 920 aus, der einen Satz von computerausführbaren Instruktionen einschließt, die das Blatt 200 festlegen, um das Objekt physisch unter Verwendung des AM-Druckers 906 zu erzeugen. Jeder AM-Prozess kann verschiedene Rohmaterialien in Form von bspw. feinkörnigem Puder, Flüssigkeit (z.B. Polymere), Blatt, usw. verwenden, wovon ein Vorrat in einer Kammer 910 des AM-Druckers 906 gehalten werden kann. In dem vorliegenden Fall kann das Blatt 200 aus einem Metall oder einer Metallzusammensetzung gemacht werden. Wie veranschaulicht kann ein Applikator 912 eine dünne Schicht von Rohmaterial 914, verteilt wie die leere Leinwand, erzeugen, von der jede nachfolgende Scheibe des endgültigen Objekts erzeugt werden wird. In anderen Fällen kann der Applikator 912 die nächste Schicht direkt auf eine vorherige Schicht anwenden oder drucken, wie durch den Code 920 festgelegt, bspw. wo das Material ein Polymer ist oder wo ein Metallbindemittelausstoßprozess verwendet wird. In dem gezeigten Beispiel verschmilzt ein Laser- oder Elektronenstrahl 916 Partikel für jede Scheibe wie durch den Code 920 festgelegt, aber dies kann nicht notwendig sein, wo ein sich schnell verfestigendes, flüssiges Kunststoff/Polymer verwendet wird. Verschiedene Teile des AM-Druckers 906 können sich bewegen, um die Hinzufügung von jeder neuen Schicht unterzubringen, bspw. kann eine Bauplattform 918 absinken und/oder die Kammer 910 und/oder Applikator 912 können nach jeder Schicht ansteigen. Das AM-Steuerungssystem 904 wird als auf dem Computer 930 als Computerprogrammcode implementiert gezeigt. Insofern wird der Computer 930 als einen Speicher 932, einen Prozessor 934, eine Eingangs/Ausgangs(E/A)-Schnittstelle 936 und einen Bus 938 einschließend gezeigt. Zudem ist der Computer 930 in Kommunikation mit einem externen E/A-Gerät/Quelle 940 und einem Speichersystem 942 gezeigt. Im Allgemeinen führt der Prozessor 934 Computerprogrammcode sowie das AM-Steuerungssystem 904, der in dem Speicher 932 und/oder dem Speichersystem 942 gespeichert ist unter Instruktionen des Codes 920 aus, der das Blatt 200 repräsentiert, das hierin beschrieben ist. Beim Ausführen von Computerprogrammcode kann der Prozessor 934 auf den oder das/ von dem Speicher 932, Speichersystem 942, E/A-Gerät 940 und/oder AM-Drucker 906 lesen und/oder schreiben. Der Bus 938 stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen jeder der Komponenten in dem Computer 930 bereit und das E/A-Gerät 940 kann jedes Gerät aufweisen, das einen Nutzer dazu befähigt, mit dem Computer 940 zusammenzuwirken (z.B. Tastatur, Zeigegerät, Anzeigegerät, berührungsempfindlicher Bildschirm, usw.). Der Computer 930 ist nur stellvertretend für verschiedene mögliche Kombination von Hardware und Software. Beispielsweise kann der Prozessor 934 eine einzige Verarbeitungseinheit aufweisen, oder kann über eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten an einer oder mehreren Stellen, z.B. auf einem Client und Server verteilt sein. Ähnlich kann sich Speicher 932 und/oder Speichersystem 942 an einer oder mehreren physischen Stellen befinden. Der Speicher 932 und/oder das Speichersystem 942 können jede Kombination von verschiedenen Typen eines nicht flüchtigen, computerlesbaren Speichermediums, darunter magnetische Medien, optische Medien, Direktzugriffsspeicher (random access memory, RAM), nur-lese-Speicher (read only memory, ROM) usw. einschließen. Der Computer 930 kann jeden Typ eines Rechengeräts sowie einen Netzwerkserver, einen Desktopcomputer, einen Laptop, ein Handgerät, ein mobiles Smartphone, einen persönlichen Datenassistenten usw. aufweisen.
• Additive Herstellungsprozesse beginnen mit einem nicht flüchtigen, computerlesbaren Speichermedium (z.B. Medium 932, Speichersystem 942 usw.), das Code 920 speichert, der repräsentativ für das Blatt 200 ist. Wie bemerkt, schließt der Code 920 einen Satz von computerausführbaren Instruktionen ein, die das Blatt 200 festlegen, der verwendet werden kann, um, unter anderen Dingen, gewellte Oberfläche(n) bei Ausführung des Codes durch das System 900 physisch zu erzeugen. Beispielsweise kann der Code 920 ein präzise definiertes 3D-Modell des Blattes 200 einschließen und kann aus jeder einer großen Vielzahl von gut bekannten Softwaresystemen zum computergestützten Design (CAD) sowie AutoCAD^®, TurboCAD^®, DesignCAD, 3DsMax usw. erzeugt werden. In diesem Zusammenhang kann der Code 920 jedes jetzt bekannte oder später entwickelte Datenformat annehmen. Beispielsweise kann der Code 920 in der Standardpaketierungssprache (Standard Tesselation Language, STL) sein, die für Stereolithographie-CAD-Programme von 3D-Systemen geschaffen wurde oder in einer additive-Herstellung-Datei (additive manufacturing file, AMF), das ein American Society of Mechanical Engineers(ASME)-Standard ist, das ein Format basierend auf der erweiterbaren Auszeichnungssprache (extensible markup-language, XML) ist, das gestaltet ist, um es jeder CAD-Software zu erlauben, die Form und Zusammensetzung von jedem dreidimensionalen Objekt, das auf jedem AM-Drucker herzustellen ist, zu beschreiben. Der Code 920 kann, wie erforderlich, zwischen verschiedenen Formaten übersetzt, in einen Satz von Datensignalen umgewandelt und übertragen, als ein Satz von Datensignalen empfangen und in Code umgewandelt, gespeichert usw. werden. Der Code 920 kann eine Eingabe in das System 900 sein und kann von einem Teiledesigner einem Bereitsteller von geistigem Eigentum (IP), einem Designunternehmen, dem Betreiber oder Eigentümer des Systems 900 oder von anderen Quellen kommen. In jedem Fall führt das AM-Steuerungssystem 904 den Code 920 aus, der das Blatt 200 in eine Reihe von dünnen Scheiben unterteilt, die es unter Verwendung des AM-Druckers 906 in aufeinanderfolgenden Schichten von Flüssigkeit, Puder, Blatt oder anderem Material zusammensetzt. In dem DMLM-Beispiel wird jede Schicht zu der exakten Geometrie, festgelegt von dem Code 920, geschmolzen und mit der vorhergehenden Schicht verschmolzen. Anschließend kann das Blatt 200 jeder Vielzahl von Endbearbeitungsprozessen, bspw. Feinbearbeitung, Abdichten, Polieren, Montage an einem anderen Teil des Blattes usw. ausgesetzt sein.
• Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Äquivalente aller Mittel oder Schritt-plus-Funktion-Elementen in den Ansprüchen unten sind dazu gedacht, jede Struktur, jedes Material oder jede Handlung zur Durchführung der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen, wie speziell beansprucht, einzuschließen. Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, ist aber nicht dazu gedacht, erschöpfend oder beschränkend auf die Offenbarung in der offenbarten Form zu sein. Viele Modifikationen und Variationen werden dem Fachmann erscheinen, ohne von dem Bereich und Geist der Offenbarung abzuweichen. Die Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und die praktische Anwendung am besten zu erklären und andere Fachmänner dazu zu befähigen, die Offenbarung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, die für die spezielle betrachtete Verwendung geeignet sind.
• Ein Blatt schließt einen Profilkörper, festgelegt durch eine konkave Druckseitenaußenwand und eine konvexe Saugseitenaußenwand ein, die aneinander entlang einer Vorderkante und einer Hinterkante anschließen und dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer zum Empfangen eines Flusses an Kühlmittel bilden, wobei der Profilkörper eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist, die der sich radial erstreckenden Kammer zugewandt ist. Eine erste gewellte Oberfläche ist auf wenigstens einem Teil der äußeren Oberfläche des Profilkörpers; und eine erste Rippe unterteilt die sich radial erstreckende Kammer, wobei die erste Rippe eine erste Seite und eine entgegengesetzte zweite Seite einschließt. Eine zweite gewellte Oberfläche ist auf wenigstens einem Teil der ersten Seite und/oder der zweiten Seite der ersten Rippe.
• Bezugszeichenliste

10

Reihe mit rotierenden Turbinenschaufeln

12

Reihe mit stationären Turbinenleitschaufeln / Leitschaufelreihe

14–22, 316–318

Stelle

100

Turbomaschine / Turbinenmotor

102

Kompressor

104

Brennkammer

105

Verbrennungsbereich

106

Brennstoffdüsenbaugruppe / Baugruppe

108

Turbine / Turbinenbaugruppe

109, 113

Reihe von Blättern

110

Kompressor / Turbinen-Schaft/Rotor

112

Schaufeln oder Leitschaufeln

114

äußere Plattform

116

innere Plattform

120

rotierende Schaufeln

122

innere Plattform / Plattformende

124

äußere Spitze / Spitzendeckband

130

Turbinenrotorschaufel / Rotorschaufel

132

Wurzel

134

Plattform

136

Profil

140

Druckseitenaußenband / -außenwände

140

Deckbandende

142

konvexe Saugseitenaußenwand /-außenwände

144, 208

Vorderkante

144, 146, 210

Hinterkanten

140, 142

Seitenwände

148

äußere Spitze

150

Rippen

150

Strömungsdurchgänge

154

Übergangsdurchgänge

262, 263, 264

Wölbungslinienrippe

163

Druckseitenwölbungslinienrippe

164

Saugseitenwölbungslinienrippe

166

querverlaufende Rippe

167

Druckseitenquerrippe

168

Saugseitenquerrippe

169

Mittelquerrippen

200

interne Rippe / Blatt

202

Profilkörper

204

konkave Druckseitenaußenwand /-wände

206

konvexe Saugseitenaußenwand /-wände

212

sich radial erstreckende Kammer / radialer Durchgang

220

äußere Oberfläche

222

innere Oberfläche / interne Oberfläche

230, 280

gewellte Oberfläche

230, 232

Teil

234

glatte Oberfläche

236A

Abschnitt

236B

zweiter Abschnitt

236C

dritter Abschnitt

240

mit Zinnen versehene oder gezackte Kante

242

Winkel

262

zweite gewellte Oberfläche / Rippe

270, 292

erste Seite

272, 294

zweite Seite

274

erster Durchgang/Durchgänge

276

zweiter Durchgang/Durchgänge

282, 310, 312 314, 316

dritte gewellte Oberfläche / gewellte Oberfläche

284

vierte gewellte Oberfläche

290

Rippe

300

Pinbank

302

Pins

310

Flächenbereich/Flächespaltbereich

312, 314

Profilreihe

314

stromabwärts angeordnete Blattreihe

900

Herstellungssystem / System

902

Objekt

904

Steuerungssystem

906

Drucker

910

Kammer

912

Applikator

914

Rohmaterial

916

Laser- oder Elektronenstrahl

918

Bauplattform

920

Kode

930

Computer

932

Speicher

934

Prozessor

936

Eingangs/Ausgangs(E/A-)-Schnittstelle

938

Bus

940

externes E/A-Gerät / Quelle

942

Speichersystem

Claims (10)

1. Blatt (112, 200) aufweisend: einen Profilkörper (202) festgelegt durch eine konkave Druckseitenaußenwand (204) und eine konvexe Saugseitenaußenwand (206), die aneinander entlang einer Vorderkante und einer Hinterkante (144, 146, 208, 210) anschließen und dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer (212) zum Empfangen des Flusses an Kühlmittel bilden, wobei der Profilkörper (202) eine äußere Oberfläche (220) und eine innere Oberfläche (222) aufweist, die der sich radial erstreckenden Kammer (212) zugewandt ist; eine erste gewellte Oberfläche (230, 280) an wenigstens einer Stelle (230, 232) der äußeren Oberfläche (220) des Profilkörpers (202); eine erste Rippe (290), die die sich radial erstreckende Kammer (212) aufteilt, wobei die erste Rippe (290) eine erste Seite (270, 292) und eine entgegengesetzte zweite Seite (272, 294) einschließt; und eine zweite gewellte Oberfläche (262) auf wenigstens einem Teil (230, 232) der ersten Seite (270, 292) und/oder der zweiten Seite (272, 294) der ersten Rippe (290).
2. Blatt (112, 200) nach Anspruch 1 weiter eine Pinbank (300) aufweisend, die auf der ersten Seite (270, 292) der ersten Rippe (290) zwischen der ersten Rippe (290) und der konkaven Druckseitenaußenwand (204) oder der konvexen Saugseitenaußenwand (206) positioniert ist, wobei die zweite gewellte Oberfläche (262) optional auf wenigstens einem Teil (230, 232) der zweiten Seite (272, 294) der ersten Rippe (290) sein kann.
3. Blatt (112, 200) nach Anspruch 2 weiter aufweisend: eine dritte gewellte Oberfläche (282) auf der inneren Oberfläche (222) des Profilkörpers (202), wobei die dritte gewellte Oberfläche (282) parallel zu der ersten gewellten Oberfläche (230, 280) verläuft und wobei die Pinbank (300) an die dritte gewellte Oberfläche (282) koppelt; und eine vierte gewellte Oberfläche (284) auf wenigstens einem Teil (230, 232) der ersten Seite (270, 292) der ersten Rippe (290), wobei die Pinbank (300) an die vierte gewellte Oberfläche (284) koppelt.
4. Blatt (112, 200) nach Anspruch 1, wobei die erste Rippe (290) die sich radial erstreckende Kammer (212) in einen ersten Durchgang (274) auf der ersten Seite (270, 292) der ersten Rippe (290), die der konkaven Druckseitenaußenwand (204) oder der konvexen Saugseitenaußenwand (206) zugewandt ist, und einen benachbarten zweiten Durchgang auf der zweiten Seite (272, 294) der ersten Rippe (290) aufteilt und wobei die erste Rippe (290) optional wenigstens einen Teil (230, 232) einer Wölbungslinienrippe (162, 263, 264) einschließt und/oder wobei die zweite gewellte Oberfläche (262) optional auf wenigstens einem Teil (230, 232) der ersten Seite (270, 292) der ersten Rippe (290) sein kann.
5. Blatt (112, 200) nach Anspruch 4, weiter aufweisend: eine dritte gewellte Oberfläche (282) auf der inneren Oberfläche (222) des Profilkörpers (202), wobei die dritte gewellte Oberfläche (282) parallel zu der ersten gewellten Oberfläche (230, 280) verläuft; und/oder eine vierte gewellte Oberfläche (284) auf der zweiten Seite (272, 294) der ersten Rippe (290), wobei die vierte gewellte Oberfläche (284) parallel zu der zweiten gewellten Oberfläche (262) verläuft.
6. Blatt (112, 200) nach Anspruch 5, weiter aufweisend: eine zweite Rippe (290), die die sich radial erstreckende Kammer (212) an einem Ort distal von der ersten Rippe (290) aufteilt, wobei die zweite Rippe (290) eine erste Seite (270, 292) und eine entgegengesetzte zweite Seite (272, 294) einschließt, und eine Pinbank (300), die auf der ersten Seite (270, 292) der zweiten Rippe (290) zwischen der ersten Seite (270, 292) und der konkaven Druckseitenaußenwand (204) oder der konvexen Saugseitenaußenwand (206) positioniert ist, und wobei das Blatt (112, 200) optional ferner aufweisen kann: eine fünfte gewellte Oberfläche (230, 280) auf wenigstens einem Teil (230, 232) der zweiten Seite (272, 294) der zweiten Rippe (290); und/oder eine sechste gewellte Oberfläche (230, 280) auf der inneren Oberfläche (222) des Profilkörpers (202), wobei die sechste gewellte Oberfläche (230, 280) parallel zu der ersten gewellten Oberfläche (230, 280) verläuft und wobei die Pinbank (300) an die sechste gewellte Oberfläche (230, 280) anschließt; und/oder eine siebte gewellte Oberfläche (230, 280) an wenigstens einer Stelle (230, 232) der ersten Seite (270, 292) der zweiten Rippe (290), wobei die Pinbank (300) an die siebte gewellte Oberfläche (230, 280) koppelt.
7. Blatt (112, 200) nach Anspruch 1, wobei der Teil (230, 232) der äußeren Oberfläche (220) des Profilkörpers (202) sich nur teilweise entlang der konkaven Druckseitenaußenwand (204) und/oder der konvexen Saugseitenaußenwand (206) von der Hinterkante (144, 146, 210) zu der Vorderkante (144, 208) erstreckt und/oder wobei jede gewellte Oberfläche (230, 262, 280, 282, 284, 310, 312, 314, 316) Oberflächen einschließt, die sich bei nicht mehr als 45° relativ zur Horizontalen erstrecken.
8. Blatt (112, 200) aufweisend: einen Profilkörper (202), festgelegt durch eine konkave Druckseitenaußenwand (204) und eine konvexe Saugseitenaußenwand (206), die aneinander entlang einer Vorderkante und einer Hinterkante (144, 146, 208, 210) anschließen und dazwischen eine sich radial erstreckende Kammer (212) zum Empfangen eines Flusses an Kühlmittel bilden, wobei der Profilkörper (202) eine äußere Oberfläche (220) und eine innere Oberfläche (222) aufweist, die der sich radial erstreckenden Kammer (212) zugewandt ist; eine erste gewellte Oberfläche (230, 280) auf wenigstens einem Teil (230, 232) der äußeren Oberfläche (220) des Profilkörpers (202); eine erste Rippe (290), die die sich radial erstreckende Kammer (212) in einen ersten Durchgang (274) auf einer ersten Seite (270, 292) der ersten Rippe (290), der der konkaven Druckseitenaußenwand (204) oder der konvexen Saugseitenaußenwand (206) zugewandt ist, und einen benachbarten zweiten Durchgang (276) auf einer entgegengesetzten zweiten Seite (272, 294) der ersten Rippe (290) aufteilt; eine zweite gewellte Oberfläche (262) auf wenigstens einem Teil (230, 232) der zweiten Seite (272, 294) der ersten Rippe (290); und eine dritte gewellte Oberfläche (282) auf der inneren Oberfläche (222) des Profilkörpers (202), wobei die dritte gewellte Oberfläche (282) parallel zu der ersten gewellten Oberfläche (230, 280) verläuft und/oder eine vierte gewellte Oberfläche (284) auf der ersten Seite (270, 292) der ersten Rippe (290), wobei die vierte gewellte Oberfläche (284) parallel zu der dritten gewellten Oberfläche (282) verläuft.
9. Blatt (112, 200) nach Anspruch 8, weiter aufweisend: eine zweite Rippe (290), die die sich radial erstreckende Kammer (212) an einem Ort distal von der ersten Rippe (290) aufteilt, wobei die zweite Rippe (290) eine erste Seite (270, 292) und eine entgegengesetzte zweite Seite (272, 294) einschließt und eine Pinbank (300), die auf der ersten Seite (270, 292) der zweiten Rippe (290) zwischen der ersten Seite (270, 292) und der konkaven Druckseitenaußenwand (204) oder der konvexen Saugseitenaußenwand (206) positioniert ist.
10. Blatt (112, 200) nach Anspruch 9, weiter aufweisend: eine fünfte gewellte Oberfläche (230, 280) auf wenigstens einem Teil (230, 232) der zweiten Seite (272, 294) der zweiten Rippe (290); und/oder eine sechste gewellte Oberfläche (230, 280) auf der inneren Oberfläche (222) des Profilkörpers (202), wobei die sechste gewellte Oberfläche (230, 280) parallel zu der ersten gewellten Oberfläche (230, 280) verläuft und wobei die Pinbank (300) an die sechste gewellte Oberfläche (230, 280) koppelt; und/oder eine siebte gewellte Oberfläche (230, 280) auf wenigstens einem Teil (230, 232) der zweiten Seite (272, 294) der zweiten Rippe (290), wobei die Pinbank (300) an die siebte gewellte Oberfläche (230, 280) koppelt.

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