DE102020103657B4 - Dreiwandiger Pralleinsatz zur Wiederverwendung von Prallluft in einem Schaufelblatt, Schaufelblatt, das den Pralleinsatz umfasst, Turbomaschinenkomponente und eine damit versehene Gasturbine - Google Patents

Dreiwandiger Pralleinsatz zur Wiederverwendung von Prallluft in einem Schaufelblatt, Schaufelblatt, das den Pralleinsatz umfasst, Turbomaschinenkomponente und eine damit versehene Gasturbine Download PDF

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Abstract

Pralleinsatz (800) für eine Turbomaschinenkomponente, wobei der Pralleinsatz (800) umfasst:- eine dreiwandige Struktur (1), die eine zentrale Wand (80), eine innere Umfangswand (81) und eine äußere Umfangswand (82) aufweist und einen Zentralkanal (500), der an einer Innenfläche (80a) der zentralen Wand (80) ausgebildet ist, einen Innenkanal (501), der zwischen einer Außenfläche (80b) der zentralen Wand (80) und einer Innenfläche (81a) der inneren Umfangswand (81) ausgebildet ist, einen Mittelkanal (502), der zwischen der Außenfläche (81b) der inneren Umfangswand (81) und der Innenfläche (82a) der äußeren Umfangswand (82) ausgebildet ist, und einen Außenkanal (503), der an einer Außenfläche (82b) der äußeren Umfangswand (82) ausgebildet ist, umfasst;- mehrere Prallkühllöcher (85), die in der äußeren Umfangswand (82) ausgebildet und konfiguriert sind, die Prallstrahlen (86) in den Außenkanal (503) auszustoßen, wobei die Prallstrahlen (86) aus der Kühlluft (5) des Mittelkanals (502) gebildet werden; und- wenigstens eine Zufuhrleitung (7), die den Zentralkanal (500) und den Mittelkanal (502) fluidtechnisch verbindet und konfiguriert ist, Kühlluft (5) vom Zentralkanal (500) dem Mittelkanal (502) zuzuführen; und- wenigstens eine Absaugleitung (9), die sich zwischen der äußeren Umfangswand (82) und der inneren Umfangswand (81) über den Mittelkanal (502) erstreckt und einen Einlass (9a) am Außenkanal (503) und einen Auslass (9b) am Innenkanal (501) zum Absaugen von Kühlluft (5) aus dem Außenkanal (503) in den Innenkanal (501) umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Pralleinsatz zur Wiederverwendung von Prallluft in einem Schaufelblatt, ein Schaufelblatt, das den Pralleinsatz umfasst, eine Turbomaschinenkomponente und eine Gasturbine mit demselben und insbesondere auf das Kühlen einer Turbomaschinenkomponente oder eines Schaufelblatts, die bzw. das einen derartigen Pralleinsatz umfasst.
  • Turbomaschinen enthalten verschiedene Turbomaschinenkomponenten, die von einer Kühlung profitieren, was zu einer erhöhten Betriebslebensdauer der Komponenten führt. Durch das Kühlen von Turbomaschinenkomponenten wird außerdem eine Erhöhung des Wirkungsgrads der Turbomaschine verwirklicht.
  • Bestimmte Turbomaschinenkomponenten weisen ein Schaufelblatt, z. B. eine Schaufel oder eine Leitschaufel, auf. Die Schaufelblätter umschließen Innenräume und werden intern oder von innen gekühlt, indem Kühlluft durch den Innenraum des Schaufelblatts oder durch einen oder mehrere im Innenraum des Schaufelblatts ausgebildete Kühlkanäle strömt.
    DE 20 40 981 A zeigt eine Wandung, an deren Außenfläche eine Strömung zur Transpirationskühlung mit Poren entlang strömt. Durch die Wandung tritt ein Kühlgas von der Innenfläche zur Außenfläche, insbesondere für eine Schaufel von Turbomaschinen.
    DE 25 26 277 A1 zeigt eine gekühlte Turbinenschaufel mit einem oder mehreren Hohlräumen und mit Einsätzen, welche verschiedene Kühlräume bilden, sowie Kühlluftaustrittsöffnungen an der Schaufeloberfläche.
    JP S 56- 72 201 A zeigt eine Struktur zur Kühlung von einer Gasturbine, die Treibstoff, der von einem Kompressor verdichtend wurde, verbrennt.
    GB 849 255 A zeigt eine Methode um die Wände eines Verbrennungsraumes und anderer Räume, die hoher thermischer Belastung ausgesetzt sind, zu kühlen.
  • Die Turbomaschinenkomponente - die im Folgenden außerdem als die Schaufel oder die Leitschaufel bezeichnet wird - umfasst im Allgemeinen das Schaufelblatt (das außerdem als aerodynamisches Schaufelblatt bezeichnet wird) mit einer Schaufelblattwand und einem durch die Schaufelblattwand definierten Innenraum. Während des Betriebs der Gasturbine sind die Schaufelblätter des Turbinenabschnitts der Gasturbine im Heißgasweg positioniert und sind sehr hohen Temperaturen ausgesetzt. Um dem Schaufelblatt eine Kühlung bereitzustellen, sind deshalb im Innenraum des Schaufelblatts ein oder mehrere Kühlkanäle definiert. Der gesamte Innenraum des Schaufelblatts kann einen Kühlkanal bilden, der sich im Allgemeinen in der Längsrichtung des Schaufelblatts erstreckt.
  • Alternativ kann das Schaufelblatt an seiner Innenseite eine oder mehrere Rippen enthalten, die sich von einer Druckseite zu einer Saugseite des Schaufelblatts erstrecken und dadurch das Schaufelblatt mechanisch verstärken. Die Rippe unterteilt abhängig von der Anzahl der Rippen den Innenraum des Schaufelblatts in einen oder mehrere Kühlkanäle, die sich entlang der Längsrichtung des Schaufelblatts erstrecken.
  • In derartigen Kühlkanälen strömt im Allgemeinen Kühlluft entlang der Längsrichtung des Schaufelblatts, nachdem sie in das Schaufelblatt eingeleitet worden ist. Eine Verbesserung einer derartigen inneren Kühlung des Schaufelblatts würde eine vorteilhafte Wirkung auf den Wirkungsgrad der Gasturbine und/oder auf die strukturelle Integrität des Schaufelblatts aufweisen.
  • Es ist allgemein bekannt, eine Prallkühlung einer Innenfläche des Schaufelblatts z. B. unter Verwendung von Pralleinsätzen in den Kühlkanälen zu verwenden. 10 zeigt einen herkömmlichen Pralleinsatz 80'. Die Wand des Pralleinsatzes 80' definiert einen Strömungskanal, in dem die Kühlluft 5 strömt. Die Wand des Pralleinsatzes 80' enthält mehrere Prallkühllöcher 85, die einer Innenfläche der Schaufelblattwand 101 zugewandt sind. Die Kühlluft aus dem Strömungskanal wird aus den Prallkühllöchern 85 in Form von Prallkühlungsstrahlen 86 herausgeleitet, um auf die Innenfläche der Schaufelblattwand 101 aufzuprallen. Die aufgeprallte Luft strömt dann in den Raum zwischen dem Pralleinsatz 80' und der Schaufelblattwand 101. Dies erzeugt Querströmungen 5x für die Prallstrahlen 86, die sich in der Strömungsrichtung der im Raum zwischen dem Pralleinsatz 80' und der Schaufelblattwand 101 strömenden Prallluft stromabwärts befinden. Dies verringert den Kühlwirkungsgrad in derartigen stromabwärts gelegenen Abschnitten oder Bereichen der Schaufelblattwand 101. Daher ist es wünschenswert, derartige Querströmungen zu verringern.
  • Weiterhin wird zum Kühlen der Komponenten der Gasturbine ein Teil der Luft aus dem Kompressorabschnitt der Gasturbine gesaugt und zu verschiedenen Abschnitten der Gasturbine geleitet, um als Kühlluft verwendet zu werden. Mehr Kühlung kann vorteilhaft sein und kann durch das Saugen von mehr Luft von dem Kompressor erreicht werden. Eine Zunahme der Luftmenge, die von dem Kompressor zum Kühlen gesaugt wird, führt jedoch unbeabsichtigt zu einer Abnahme der für die Verbrennung verfügbaren Luftmenge - dies kann den Wirkungsgrad der Gasturbine ungünstig beeinflussen. Deshalb würde es vorteilhaft sein, falls die Kühlluft, die einmal verwendet worden ist, z. B. zur Prallkühlung einer ersten Oberfläche, zum Kühlen einer weiteren Oberfläche, z. B. einer zweiten Oberfläche, wiederverwendet wird, indem sie gesammelt oder abgesaugt wird, um wiederverwendet zu werden, nachdem sie auf der ersten Oberfläche verwendet worden ist, um Prallstrahlen zu bilden, die auf die zweite Oberfläche aufprallen können.
  • Deshalb ist es vorteilhaft, die innere Kühlung des Schaufelblatts zu verbessern.
  • Die obigen Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, insbesondere durch einen Einsatz für eine Turbomaschinenkomponente für eine Gasturbine gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen bereitgestellt.
  • Derartige Turbomaschinenkomponenten, die ein Schaufelblatt enthalten, sind im Folgenden durch eine Schaufel veranschaulicht, wobei die Beschreibung jedoch außerdem auf andere Turbomaschinenkomponenten anwendbar ist, die ein Schaufelblatt enthalten, wie z. B. eine Leitschaufel, wenn es nicht anders spezifiziert ist.
  • In einem ersten Aspekt der vorliegenden Technik wird ein Pralleinsatz für eine Turbomaschinenkomponente präsentiert.
  • Die Turbomaschinenkomponente kann eine Komponente mit einem Schaufelblatt, z. B. eine Schaufel oder eine Leitschaufel einer Turbine, sein. In dem Schaufelblatt der Turbomaschinenkomponente können ein oder mehrere Kühlkanäle ausgebildet sein. Der Pralleinsatz kann in einem derartigen Kühlkanal zum Bereitstellen von Prallstrahlen auf einer Innenfläche des Kühlkanals, d. h., die Innenfläche der Schaufelblattwand, eingesetzt oder installiert sein. Folglich sieht die vorliegende Technik außerdem die oben beschriebene Turbomaschinenkomponente voraus.
  • Der Pralleinsatz, der im Folgenden außerdem als der Einsatz bezeichnet wird, enthält eine dreiwandige Struktur oder einen dreiwandigen Abschnitt, der eine zentrale Wand, eine innere Umfangswand und eine äußere Umfangswand aufweist.
  • Die zentrale Wand, die innere Umfangswand und die äußere Umfangswand können vier räumliche Abteilungen definieren - einen Zentralkanal, der an einer Innenfläche der zentralen Wand ausgebildet ist, einen Innenkanal, der zwischen einer Außenfläche der zentralen Wand und einer Innenfläche der inneren Umfangswand ausgebildet ist, einen Mittelkanal, der zwischen der Außenfläche der inneren Umfangswand und der Innenfläche der äußeren Umfangswand ausgebildet ist, und einen Außenkanal, der an einer Außenfläche der äußeren Umfangswand ausgebildet ist.
  • Der Zentralkanal kann durch eine Wand auf der gegenüberliegenden Seite des Pralleinsatzes begrenzt sein. Mit anderen Worten, wenn der dreiwandige Abschnitt auf einer Druckseite vorhanden ist, dann würde die gegenüberliegende Seite die Saugseite sein und umgekehrt. Die Wand auf der gegenüberliegenden Seite des Pralleinsatzes kann ähnlich zu den Aspekten der vorliegenden Technik außerdem einen dreiwandigen Abschnitt aufweisen. Wenn die Wand auf beiden Seiten des Pralleinsatzes ähnlich zu den Aspekten der vorliegenden Technik einen dreiwandigen Abschnitt oder eine dreiwandige Struktur aufweist, dann kann der gemeinsame Kanal zwischen den dreiwandigen Abschnitten oder Strukturen gemeinsam benutzt werden oder gemeinsam sein, mit anderen Worten, es kann nur ein gemeinsamer Kanal vorhanden sein. Alternativ kann die Wand auf der gegenüberliegenden Seite des Pralleinsatzes nur eine einzelne Wand sein oder ein doppelwandiger Abschnitt oder eine doppelwandige Struktur sein.
  • Der Pralleinsatz kann mehrere Prallkühllöcher enthalten, die in der äußeren Umfangswand ausgebildet und konfiguriert sind, Prallstrahlen in den Außenkanal auszustoßen. Die Prallstrahlen können aus oder von der Kühlluft des Mittelkanals gebildet werden. Mit anderen Worten, die Kühlluft des Mittelkanals wird als die Prallstrahlen durch die Prallkühllöcher in den Außenkanal ausgestoßen.
  • Der Pralleinsatz kann wenigstens eine Zufuhrleitung enthalten, die den Zentralkanal und den Mittelkanal fluidtechnisch verbindet. Die Zufuhrleitung kann die Kühlluft vom Zentralkanal dem Mittelkanal zuführen. Die Zufuhrleitung kann einen Einlass und einen Auslass aufweisen. Der Einlass der Zufuhrleitung kann am Zentralkanal positioniert sein. Der Auslass des Zufuhrleitung kann am Mittelkanal positioniert sein. Die Zufuhrleitung kann quer zum Innenkanal verlaufen oder sich über den Innenkanal erstrecken. Die Kühlluft aus dem Zentralkanal kann über den Innenkanal dem Mittelkanal zugeführt werden, wobei sie innerhalb der Zufuhrleitung eingeschlossen ist, oder, mit anderen Worten, wenn die Kühlluft vom Zentralkanal über die Zufuhrleitung dem Mittelkanal zugeführt wird, vermischt sie sich nicht mit der Luft, die im Innenkanal vorhanden sein kann, d. h., sie ist von dieser isoliert.
  • Die Zufuhrleitung kann einen Einlass an der zentralen Wand aufweisen, der vorzugsweise an der Innenfläche der zentralen Wand angeordnet ist, und kann einen Auslass an der inneren Umfangswand des Einsatzes aufweisen, der vorzugsweise an der Außenfläche der inneren Umfangswand angeordnet ist.
  • Der Pralleinsatz kann wenigstens eine Absaugleitung enthalten. Die Absaugleitung kann den Außenkanal und den Innenkanal fluidtechnisch verbinden.
  • Die Absaugleitung kann einen Einlass am Außenkanal und einen Auslass am Innenkanal zum Absaugen von Kühlluft aus dem Außenkanal in den Innenkanal enthalten.
  • Die wenigstens eine Absaugleitung führt folglich die Luft durch den Mittelkanal. Die aus dem Mittelkanal in die Prallkühllöcher eintretende Kühlluft wird folglich nicht mit der durch die wenigstens eine Absaugleitung geführten Luft vermischt oder ist von ihr isoliert.
  • Die Absaugleitung kann sich zwischen der äußeren Umfangswand und der inneren Umfangswand über den Mittelkanal erstrecken.
  • Die Absaugleitung kann den Einlass an der äußeren Umfangswand aufweisen, der vorzugsweise an der Außenfläche der äußeren Umfangswand angeordnet ist, und kann den Auslass an der inneren Umfangswand des Einsatzes aufweisen, der vorzugsweise an der Innenfläche der inneren Umfangswand angeordnet ist, so dass die Kühlluft vom Außenkanal durch die Absaugleitung in den Innenkanal strömen kann. Die Absaugleitung arbeitet folglich, um Kühlluft aus dem Außenkanal in den Innenkanal abzusaugen.
  • Die in dem Schaufelblatt bereitgestellte Kühlluft tritt gemäß der vorliegenden Technik folglich in den Pralleinsatz, insbesondere in den dreiwandigen Abschnitt des Pralleinsatzes, ein, strömt in den Zentralkanal und wird dann vom Zentralkanal über die Zufuhrleitung dem Mittelkanal zugeführt. Die Kühlluft wird dann aus dem Mittelkanal in den Außenkanal als die Prallstrahlen auf die Innenfläche des Schaufelblattes ausgestoßen, um eine Prallkühlung bereitzustellen, und wird dann durch die Absaugleitung aus dem Außenkanal in den Innenkanal abgesaugt.
  • Die abgesaugte Kühlluft kann einmal im Außenkanal verwendet worden sein, um die Innenfläche der Schaufelblattwand zu kühlen, die dem Außenkanal zugewandt ist oder der Außenfläche der äußeren Umfangswand benachbart oder zugewandt ist.
  • Vorzugsweise kann diese abgesaugte Kühlluft dann für einige weitere Prozesse, wie z. B. das Bereitstellen einer Prallkühlung an einem weiteren Teil oder Abschnitt der Innenfläche der Schaufelwand, verwendet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Technik ist bei dem Pralleinsatz eine Größe des Einlasses und/oder des Auslasses der Absaugleitung größer als eine Größe der Prallkühllöcher.
  • Gemäß der vorliegenden Technik ist in dem Pralleinsatz eine Größe eines Einlasses der Zufuhrleitung und/oder eines Auslasses der Zufuhrleitung größer als eine Größe der Prallkühllöcher.
  • Gemäß der vorliegenden Technik ist in dem Pralleinsatz eine Größe eines Einlasses der Zufuhrleitung und/oder eines Auslasses der Zufuhrleitung größer als eine Größe des Einlasses und/oder des Auslasses der Absaugleitung.
  • Die äußere Umfangswand des Einsatzes kann eine gewellte Form aufweisen.
  • Die gewellte Form kann mehrere Aussparungen oder Mulden, die sich in einer Richtung weg von der inneren Umfangswand erstrecken, und einen oder mehrere Vorsprünge oder eine oder mehrere Rippen, die sich zwischen den Vertiefungen oder den Mulden, d. h., in einer abwechselnden Weise, befinden, umfassen. In wenigstens einer der Aussparungen oder Mulden können ein oder mehrere Prallkühllöcher vorgesehen sein. Vorzugsweise sind alle der Aussparungen oder Mulden mit einem oder mehreren der Prallkühllöcher versehen.
  • Der Einlass der Absaugleitung kann an der einen oder den mehreren Rippen oder dem einen oder den mehreren Vorsprüngen positioniert sein.
  • Die dreiwandige Struktur kann einen Hauptauslass für die Kühlluft aufweisen. Der Hauptauslass kann ein Auslass des Innenkanals sein.
  • Die dreiwandige Struktur kann wenigstens einen Haupteinlass für die Kühlluft umfassen. Der wenigstens eine Haupteinlass kann ein Einlass des Zentralkanals sein.
  • Die dreiwandige Struktur kann so konfiguriert sein, dass die Kühlluft, die über den wenigstens einen Haupteinlass in dem Zentralkanal empfangen wird, über die wenigstens eine Zufuhrleitung dem Mittelkanal zugeführt wird, dann aus dem Mittelkanal über die Prallkühllöcher als die Prallstrahlen in den Außenkanal ausgestoßen wird und dann aus dem Außenkanal über die Absaugleitung in den Innenkanal abgesaugt wird.
  • Der Haupteinlass kann an einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Zentralkanals angeordnet sein. Die Oberseite und die Unterseite sind entlang einer Längsrichtung des Pralleinsatzes voneinander beabstandet. Mit anderen Worten, die Oberseite und/oder die Unterseite können als die Seiten oder Bereiche des Zentralkanals verstanden werden, die entlang einer Längsrichtung des Pralleinsatzes beabstandet sind. Die Kühlluft kann entlang der Längsrichtung in den Zentralkanal eintreten.
  • Der Haupteinlass kann an einer lateralen Seite des Zentralkanals angeordnet sein. Die laterale Seite kann sich parallel zu einer Längsrichtung des Pralleinsatzes erstrecken. Die laterale Seite kann als sich parallel zu einer Längsrichtung des Pralleinsatzes erstreckend verstanden werden. Die Kühlluft kann senkrecht zur Längsrichtung in den Mittelkanal eintreten.
  • Die Absaugleitung kann bezüglich einer Strömung der Kühlluft, die durch den Mittelkanal strömt, aerodynamisch geformt sein. Ein Querschnitt der Absaugleitung kann eine einer runden Form, einer ovalen Form und/oder einer elliptischen Form aufweisen.
  • Die Zufuhrleitung kann bezüglich einer Strömung der Kühlluft, die durch den Innenkanal strömt, aerodynamisch geformt sein. Ein Querschnitt der Zufuhrleitung kann eine einer runden Form, einer ovalen Form und/oder einer elliptischen Form aufweisen.
  • Der Pralleinsatz kann einen stromabwärts gelegenen Abschnitt enthalten. Der stromabwärts gelegene Abschnitt kann eine doppelwandige Struktur enthalten. Die doppelwandige Struktur kann eine Innenwand und eine Außenwand aufweisen und kann drei räumliche Abteilungen erzeugen, die einen stromabwärts gelegenen Innenkanal, der an einer Innenfläche der Innenwand ausgebildet ist, einen stromabwärts gelegenen Außenkanal, der an einer Außenfläche der Außenwand ausgebildet ist, und einen stromabwärts gelegenen Mittelkanal, der zwischen der Innenfläche der Außenwand und der Außenfläche der Innenwand ausgebildet ist, definieren.
  • Der stromabwärts gelegene Abschnitt kann außerdem mehrere Prallkühllöcher enthalten, die in der Außenwand ausgebildet sind und die konfiguriert sein können, die Prallstrahlen in den stromabwärts gelegenen Außenkanal auszustoßen. Die Prallstrahlen können aus oder von der Kühlluft des stromabwärts gelegenen Mittelkanals gebildet werden.
  • Ein Hauptauslass der dreiwandigen Struktur kann mit einem Haupteinlass des stromabwärts gelegenen Abschnitts fluidtechnisch verbunden sein. Der Haupteinlass des stromabwärts gelegenen Abschnitts kann ein Einlass des stromabwärts gelegenen Mittelkanals sein.
  • Der stromabwärts gelegene Abschnitt kann wenigstens eine stromabwärts gelegene Absaugleitung enthalten, die sich zwischen der Außenwand des stromabwärts gelegenen Abschnitts und der Innenwand des stromabwärts gelegenen Abschnitts über den stromabwärts gelegenen Mittelkanal erstreckt. Die stromabwärts gelegene Absaugleitung kann einen Einlass am stromabwärts gelegenen Außenkanal und einen Auslass am stromabwärts gelegenen Innenkanal zum Absaugen von Kühlluft aus dem stromabwärts gelegenen Außenkanal in den stromabwärts gelegenen Innenkanal enthalten.
  • In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Technik wird eine Turbomaschinenkomponente für eine Gasturbine geschaffen.
  • Die Turbomaschinenkomponente kann ein Schaufelblatt mit einer Schaufelblattwand enthalten, die einen Innenraum des Schaufelblatts definiert. In dem Innenraum des Schaufelblatts kann wenigstens ein Kühlkanal ausgebildet sein. Ein Pralleinsatz kann in den Kühlkanal eingesetzt sein. Der Pralleinsatz kann gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Technik sein. Der Außenkanal kann zwischen der Außenfläche der äußeren Umfangswand und einer Innenfläche der Schaufelblattwand definiert sein.
  • In der Turbomaschinenkomponente kann der dreiwandige Abschnitt einen am Zentralkanal ausgebildeten Haupteinlass und einen am Innenkanal ausgebildeten Hauptauslass enthalten.
  • Der Außenkanal kann mit Ausnahme von, d. h. neben, den Prallkühllöchern der äußeren Umfangswand und dem Einlass der Absaugleitung und optional einem oder mehreren Filmkühllöchern, die in der Schaufelblattwand vorhanden sein können, eine geschlossene Kammer sein. Mit anderen Worten, der Außenkanal kann ein abgedichteter Raum sein, in den die Kühlluft nur durch die Prallkühllöcher eintreten kann, d. h., es sind keine anderen Lufteinlässe in den Außenkanal vorhanden, und aus dem die Kühlluft nur über den Einlass der Absaugleitung oder durch ein oder mehrere Filmkühllöcher, die optional vorhanden sein können, ausströmen kann, d. h., es sind keine anderen Luftauslässe aus dem Außenkanal vorhanden.
  • Der Mittelkanal kann mit Ausnahme von, d. h. neben, den Prallkühllöchern der äußeren Umfangswand und dem Auslass der Zufuhrleitung eine geschlossene Kammer sein. Mit anderen Worten, der Mittelkanal kann ein abgedichteter Raum sein, in den die Kühlluft nur über die Zufuhrleitung eintreten kann, d. h., es sind keine anderen Lufteinlässe in den Mittelkanal vorhanden, und den die Kühlluft nur über die Prallkühllöcher verlassen kann, d. h., es sind keine anderen Luftauslässe aus dem Mittelkanal vorhanden.
  • Der Innenkanal kann mit Ausnahme von, d. h. neben, dem Auslass der Absaugleitung und dem Hauptauslass des dreiwandigen Abschnitts eine geschlossene Kammer sein. Mit anderen Worten, der Innenkanal kann ein abgedichteter Raum sein, in den die Kühlluft nur durch den Auslass der Absaugleitung eintreten kann, d. h., es sind keine anderen Lufteinlässe in den Innenkanal vorhanden, und den die Kühlluft nur über den Hauptauslass des dreiwandigen Abschnitts verlassen kann, d. h., es sind keine anderen Luftauslässe aus dem Innenkanal vorhanden.
  • Der Zentralkanal kann mit Ausnahme von, d. h. neben, dem Haupteinlass des dreiwandigen Abschnitts und dem Einlass der Zufuhrleitung eine geschlossene Kammer sein. Mit anderen Worten, der Zentralkanal kann ein abgeschlossener Raum sein, in den die Kühlluft nur über den Haupteinlass des dreiwandigen Abschnitts eintreten kann, d. h., es sind keine anderen Lufteinlässe in den Zentralkanal vorhanden, und den die Kühlluft nur über den Zufuhrleitung verlassen kann, d. h., es sind keine anderen Luftauslässe aus dem Zentralkanal vorhanden.
  • Die Innenfläche der Schaufelblattwand kann Absaugführungen enthalten, die von der Innenfläche der Schaufelblattwand zur Außenfläche der äußeren Umfangswand vorstehen. Die Kühlluft wird, nachdem sie auf die Innenfläche der Schaufelblattwand aufgetroffen ist, durch die Absaugführungen in Richtung des Einlasses der Absaugleitung geführt.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Technik wird eine Gasturbine präsentiert. Die Gasturbine enthält eine Turbomaschinenkomponente gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Technik.
  • Die oben erwähnten Attribute und anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Technik und die Art und Weise, sie zu erreichen, werden bezüglich der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Technik in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen deutlicher, wobei die vorliegende Technik selbst besser verstanden wird; es zeigen:
    • 1 einen Teil einer beispielhaften Ausführungsform einer Gasturbine in einer Schnittansicht, in die eine Turbomaschinenkomponente der vorliegenden Technik aufgenommen ist;
    • 2 eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte Ausführungsform einer Turbomaschinenanordnung veranschaulicht, die eine beispielhafte Ausführungsform einer Turbomaschinenkomponente gemäß der vorliegenden Technik enthält, die durch eine Schaufel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Technik veranschaulicht ist;
    • 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 2, die einen beispielhaften Ort eines Pralleinsatzes der vorliegenden Technik schematisch darstellt;
    • 4 eine beispielhafte Ausführungsform des Pralleinsatzes gemäß der vorliegenden Technik auf schematische Weise;
    • 5 einen in 4 gezeigten Abschnitt M des Pralleinsatzes nach 4 auf schematische Weise;
    • 6 einen weiteren in 4 gezeigten Abschnitt N des Pralleinsatzes nach 4 auf schematische Weise;
    • 7 einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Pralleinsatzes der vorliegenden Technik auf schematische Weise;
    • 8 einen größeren Abschnitt der beispielhaften Ausführungsform des Pralleinsatzes der vorliegenden Technik, der den Abschnitt nach 7 enthält auf schematische Weise;
    • 9 eine relative Größe und/oder Orientierung und/oder Verteilung der Pralllöcher und eines Einlasses der Absaugleitung der vorliegenden Technik auf schematische Weise; und
    • 10 einen herkömmlichen Pralleinsatz zum vergleichenden Verständnis des Pralleinsatzes der vorliegenden Technik.
  • Im Folgenden werden die oben erwähnten und andere Merkmale der vorliegenden Technik ausführlich beschrieben. Verschiedene Ausführungsformen werden bezüglich der Zeichnung beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um überall auf gleiche Elemente zu verweisen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein umfassendes Verständnis einer oder mehrerer Ausführungsformen zu schaffen. Es kann angegeben werden, dass die veranschaulichten Ausführungsformen vorgesehen sind, die Erfindung zu erklären und nicht einzuschränken. Es kann offensichtlich sein, dass derartige Ausführungsformen ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert werden können.
  • 1 zeigt ein Beispiel einer Gasturbine 10 in einer Schnittansicht. Die Gasturbine 10 kann in der Strömungsreihenfolge einen Einlass 12, einen Kompressor oder Kompressorabschnitt 14, einen Brennkammerabschnitt 16 und einen Turbinenabschnitt 18 umfassen, die im Allgemeinen in der Strömungsreihenfolge und im Allgemeinen um eine und in der Richtung einer Längs- oder Rotationsachse 20 angeordnet sind. Die Gasturbine 10 kann ferner eine Welle 22 umfassen, die um die Rotationsachse 20 drehbar ist und die sich longitudinal durch die Gasturbine 10 erstreckt. Die Welle 22 kann den Turbinenabschnitt 18 mit dem Kompressorabschnitt 14 antriebstechnisch verbinden.
  • Beim Betrieb der Gasturbine 10 wird die Luft 24, die durch den Lufteinlass 12 eingenommen wird, durch den Kompressorabschnitt 14 verdichtet und dem Verbrennungsabschnitt oder Brennerabschnitt 16 zugeführt. Der Brennerabschnitt 16 kann einen Brennerluftraum 26, eine oder mehrere Brennkammern 28 und wenigstens einen an jeder Brennkammer 28 befestigten Brenner 30 umfassen. Die Brennkammern 28 und die Brenner 30 können sich innerhalb des Brennerluftraums 26 befinden. Die komprimierte Luft, die durch den Kompressor 14 strömt, kann in einen Diffusor 32 eintreten und aus dem Diffusor 32 in den Brennerluftraum 26 ausgestoßen werden, von wo ein Teil der Luft in den Brenner 30 eintreten und mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff vermischt werden kann. Das Luft/Brennstoff-Gemisch wird dann verbrannt, wobei das Verbrennungsgas 34 oder Arbeitsgas von der Verbrennung durch die Brennkammer 28 über eine Übergangsleitung 17 zum Turbinenabschnitt 18 geleitet wird.
  • Diese beispielhafte Gasturbine 10 kann eine rohrförmige Brennkammerabschnittsanordnung 16 aufweisen, die durch eine ringförmige Anordnung von Brennkammerhülsen 19 ausgebildet ist, die jeweils den Brenner 30 und die Brennkammer 28 aufweisen, wobei die Übergangsleitung 17 einen im Allgemeinen kreisförmigen Einlass, der mit der Brennkammer 28 verbunden ist, und einen Auslass in Form eines Ringsegments aufweist. Eine ringförmige Anordnung von Übergangsleitungsauslässen kann einen Ringraum zum Leiten der Verbrennungsgase zur Turbine 18 bilden.
  • Der Turbinenabschnitt 18 kann eine Anzahl von schaufeltragenden Scheiben 36 umfassen, die an der Welle 22 befestigt sind. Im vorliegenden Beispiel sind zwei Scheiben 36 dargestellt, die jeweils eine ringförmige Anordnung von Turbinenschaufeln 38 tragen. Die Anzahl der schaufeltragenden Scheiben könnte jedoch unterschiedlich sein, d. h., nur eine Scheibe oder mehr als zwei Scheiben. Zusätzlich können zwischen den Stufen der ringförmigen Anordnungen von Turbinenschaufeln 38 die Leitschaufeln 40 angeordnet sein, die an einem Stator 42 der Gasturbine 10 befestigt sind. Zwischen dem Ausgang der Verbrennungskammer 28 und den vorderen Turbinenschaufeln 38 können die Einlassleitschaufeln 44 vorgesehen sein und die Strömung des Arbeitsgases auf die Turbinenschaufeln 38 wenden.
  • Das Verbrennungsgas aus der Brennkammer 28 tritt in den Turbinenabschnitt 18 ein und treibt die Turbinenschaufeln 38 an, die wiederum die Welle 22 drehen. Die Leitschaufeln 40, 44 dienen dazu, den Winkel des Verbrennungs- oder Arbeitsgases auf den Turbinenschaufeln 38 zu optimieren.
  • Der Turbinenabschnitt 18 treibt den Kompressorabschnitt 14 an. Der Kompressorabschnitt 14 umfasst eine axiale Reihe von Leitschaufelstufen 46 und Laufschaufelstufen 48. Die Laufschaufelstufen 48 können eine Rotorscheibe umfassen, die eine ringförmige Anordnung von Schaufeln trägt. Der Kompressorabschnitt 14 kann außerdem ein Gehäuse 50 umfassen, das die Rotorstufen umgibt und die Leitschaufelstufen 48 trägt. Die Leitschaufelstufen können eine ringförmige Anordnung von sich radial erstreckenden Leitschaufeln enthalten, die an dem Gehäuse 50 angebracht sind. Die Leitschaufeln sind so vorgesehen, um die Gasströmung in einem optimalen Winkel für die Schaufeln an einem gegebenen Arbeitspunkt der Gasturbine zu präsentieren. Einige der Leitschaufelstufen können variable Leitschaufeln aufweisen, wobei der Winkel der Leitschaufeln um ihre eigene Längsachse für den Winkel gemäß den Luftströmungseigenschaften, die bei verschiedenen Betriebsbedingungen der Gasturbine auftreten können, eingestellt werden kann. Das Gehäuse 50 kann eine radiale Außenfläche 52 des Durchgangs 56 des Kompressors 14 definieren. Eine radiale Innenfläche 54 des Durchgangs 56 kann wenigstens teilweise durch eine Rotortrommel 53 des Rotors definiert sein, die teilweise durch die ringförmige Anordnung von Schaufeln 48 definiert sein kann.
  • Die vorliegende Technik wird bezüglich der obigen beispielhaften Gasturbine beschrieben, die eine einzelne Welle oder Rolle aufweist, die einen einzelnen, mehrstufigen Kompressor und eine einzelne, ein- oder mehrstufige Turbine verbindet. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die vorliegende Technik gleichermaßen auf Gasturbinen mit zwei oder drei Wellen anwendbar ist, die für Industrie-, Flug- oder Schiffsanwendungen verwendet werden können.
  • Die Begriffe stromaufwärts und stromabwärts beziehen sich auf die Strömungsrichtung der Luftströmung und/oder Arbeitsgasströmung durch die Gasturbine, wenn es nicht anders angegeben ist. Die Begriffe vorwärts und rückwärts beziehen sich auf die allgemeine Strömung des Gases durch die Gasturbine, wenn es nicht anders angegeben ist. Die Begriffe axial, radial und in Umfangsrichtung werden bezüglich der Rotationsachse 20 der Gasturbine verwendet, wenn es nicht anders angegeben ist.
  • In der vorliegenden Technik wird eine Turbomaschinenkomponente präsentiert, die ein Schaufelblatt 100 enthält - wie z. B. in den 2 und 3 gezeigt ist. Die Turbomaschinenkomponente der vorliegenden Technik kann die Schaufel 38 der Gasturbine 10 sein, die oben beschrieben worden ist, wenn es nicht anders spezifiziert ist. Die Turbomaschinenkomponente der vorliegenden Technik kann die Leitschaufel 40, 44 der oben beschriebenen Gasturbine 10 sein, wenn es nicht anders spezifiziert ist. Im Folgenden ist um der Einfachheit und Kürze willen und nicht als eine Einschränkung vorgesehen, wenn es nicht anders spezifiziert ist, die Turbomaschinenkomponente veranschaulicht worden, wobei sie außerdem als eine Schaufel der Gasturbine bezeichnet worden ist, es kann jedoch angegeben werden, dass die Turbomaschinenkomponente gemäß der vorliegenden Technik außerdem eine weitere Turbomaschinenkomponente sein kann, die ein Schaufelblatt in Übereinstimmung mit der vorliegenden Technik enthält.
  • Die 2 und 3 stellen schematisch ein Beispiel einer Turbomaschinenkomponente dar, die durch die Schaufel 38 der Gasturbine 10 veranschaulicht ist. 2 stellt ein Beispiel einer Turbomaschinenanordnung schematisch dar. Die Anordnung kann die Turbinenschaufeln 38 als die Turbomaschinenkomponente enthalten, die auf der Rotorscheibe 36 angeordnet sind. Die Turbinenschaufel 38 kann eine Plattform 200, ein Schaufelblatt 100 und optional eine Wurzel 300 enthalten. Die Schaufel 38 kann über die Wurzel 300 an der Scheibe 36 befestigt oder angebracht sein.
  • In der Turbomaschinenkomponente erstreckt sich das Schaufelblatt 100 von der Plattform 200. Die Plattform 200 kann eine Oberseite 201 und eine Unterseite 210 enthalten. Das Schaufelblatt 100 kann sich von der Oberseite 201 der Plattform 200 erstrecken. Die Oberseite 201 kann sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Ähnlich kann sich die Unterseite 210 in der Umfangsrichtung erstrecken. Das Schaufelblatt 100 erstreckt sich von der Oberseite 201 der Plattform 200 radial nach außen. Die Wurzel 300 kann sich entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung des Schaufelblatts von der Unterseite 210 der Plattform 200 radial nach unten erstrecken.
  • Das Schaufelblatt 100 enthält eine Schaufelblattwand 101, die einen Innenraum 100s des Schaufelblatts umschließt. Die Schaufelblattwand 101 kann eine Druckseite 102 (die außerdem als eine Druckfläche oder konkave Fläche/Seite bezeichnet wird) und eine Saugseite 104 (die außerdem als eine Saugseite oder konvexe Fläche/Seite bezeichnet wird) enthalten. Die Druckseite 102 und die Saugseite 104 treffen einander an einer Vorderkante 106 und einer Hinterkante 108 des Schaufelblatts 100.
  • Das Schaufelblatt 100 kann einen Basisabschnitt 100b, der an die Plattform 200 angrenzt, und einen Spitzenabschnitt 100a, der entlang einer Längsrichtung A des Schaufelblatts 100 von dem Basisabschnitt 100b beabstandet ist, aufweisen.
  • Der Innenraum 100s des Schaufelblatts 100 kann einen Kühlkanal 70 bilden, der durch die Schaufelblattwand 101 begrenzt ist.
  • Alternativ kann wenigstens eine Rippe 60 innerhalb des Innenraums 100s des Schaufelblatts 100 angeordnet sein. Die Rippe 60 kann sich zwischen der Druckseite 102 und der Saugseite 104 erstrecken. Genauer kann sich jede Rippe 60 zwischen einer Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 des Schaufelblatts 100 auf der Druckseite 102 des Schaufelblatts 100 und einer Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 des Schaufelblatts 100 auf der Saugseite 104 des Schaufelblatts 100 erstrecken. Es kann angegeben werden, dass, obwohl das Beispiel nach 3 für Beispielzwecke zwei derartige Rippen 60 zeigt, das Schaufelblatt 100 1 oder 3 oder mehr Rippen 60 aufweisen kann. Jede der Rippen 60 ist mit der Druckseite 102 und der Saugseite 104 verbunden. Genauer kann jede der Rippen 60 mit einer Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 auf der Druckseite 102 und mit der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 auf der Saugseite 104 verbunden sein.
  • Die Wand, d. h., die Schaufelblattwand 101, des Schaufelblatts 100, die die Druckseite 102 und die Saugseite 104 enthält und die Vorderkante 106 und die Hinterkante 108 definiert, kann, außer dass sie als die Schaufelblattwand 101 bezeichnet wird, außerdem als eine Außenwand des Schaufelblatts 100 oder als eine Primärwand des Schaufelblatts 100 bezeichnet werden. Die Schaufelblattwand 101 definiert das äußere Aussehen des Schaufelblatts 100 oder definiert, mit anderen Worten, die Schaufelblattform.
  • Jede der Rippen 60 kann außerdem so verstanden werden, dass sie durch eine Wand in dem Schaufelblatt 100 ausgebildet ist, wobei jedoch die Wand, die die Rippe 60 bildet, anders als die Schaufelblattwand 101 ist und als eine Innenwand oder Sekundärwand des Schaufelblatts 100 bezeichnet werden kann.
  • Wie im Beispiel nach 3 gezeigt ist, kann der Innenraum 100s des Schaufelblatts 100 wenigstens einen Kühlkanal 70 für die Strömung der Kühlluft 5 enthalten. Die Kühlkanäle 70 können als ganzer Innenraum 100s oder als durch die Rippen 60 erzeugte Unterteilungen des Innenraums 100s des Schaufelblatts 100 verstanden werden. Es kann angegeben werden, dass, obwohl das Beispiel nach 3 für Beispielzwecke drei derartige Kühlkanäle 70 zeigt, das Schaufelblatt 100 1 oder 2 oder 4 oder mehr derartiger Kühlkanäle 70 aufweisen kann.
  • Die Kühlluft 5 kann in den Kühlkanal 70 von außerhalb des Schaufelblatts 100, z. B. durch (nicht gezeigte) Kühlluftströmungswege, die in der Wurzel 300 der Schaufel 1 ausgebildet sind, bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich zum Obigen kann die Kühlluft 5 in den Kühlkanal 70 von einem weiteren, vorzugsweise benachbarten, Kühlkanal 70 des Schaufelblatts 100 bereitgestellt werden, wobei verursacht wird, dass die Kühlluft an dem Spitzenabschnitt 100a oder dem Basisabschnitt100b des Schaufelblatts eine Kehrtwende ausführt, wodurch sie aus einem ersten Kühlkanal 70 ausströmt und dann von einer Ober- oder Unterseite bezüglich der Richtung A des Kühlkanals in einen zweiten Kühlkanal 70 strömt.
    Der Kühlkanal 70 kann sich entlang der Längsrichtung A des Schaufelblatts 100 erstrecken, wie im Beispiel nach den 2 und 3 gezeigt ist. Wie im Beispiel nach 3 gezeigt ist, kann jeder Kühlkanal 70 des Schaufelblatts durch eine oder mehrere der Rippen 60 und die Druckseite 102 und die Saugseite 104 definiert sein. Das Beispiel nach 3 zeigt einen ersten Kühlkanal 70, der durch eine der Rippen 60, einen Abschnitt der Druckseite 102, einen Abschnitt der Saugseite 104 und die Vorderkante 106 definiert ist. Das Beispiel nach 3 zeigt außerdem einen zweiten Kühlkanal 70, der durch eine der Rippen 60, einen Abschnitt der Druckseite 102, einen Abschnitt der Saugseite 104 und die Hinterkante 108 definiert ist. Weiterhin zeigt das Beispiel nach 3 einen dritten Kühlkanal 70, der durch zwei benachbarte Rippen 60, die einander zugewandt sind, einen Abschnitt der Druckseite 102 und einen Abschnitt der Saugseite 104 definiert ist. Der dritte Kühlkanal kann als der Kühlkanal zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlkanal verstanden werden und kann außerdem mehrmals vorhanden sein.
  • 3 zeigt außerdem eine schematische Darstellung eines oder mehrerer Pralleinsätze 800 gemäß der vorliegenden Technik, die in dem Kühlkanal 70 eingesetzt oder positioniert oder ausgebildet sind. Der Pralleinsatz 800 gemäß der vorliegenden Technik wird im Folgenden bezüglich der 4 bis 9 erklärt. Ein herkömmlicher Pralleinsatz 80' ist zum vergleichenden Verständnis in 10 gezeigt.
  • Die Pralleinsätze 800 (die im Folgenden außerdem als der Einsatz 800 bezeichnet werden) können im Allgemeinen als eine in den Kühlkanal 70 eingesetzte Komponente oder als eine z. B. durch additive Fertigung in dem Kühlkanal 70 gebildete Komponente verstanden werden, die ein oder mehrere Pralllöcher 85 zum Ausstoßen von Prallstrahlen 86 von Kühlluft in Richtung der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101, vorzugsweise in Richtung der Druckseite 102 und/oder der Saugseite 104 des Schaufelblatts 100 und/oder in Richtung der Vorderkante 106 und/oder in Richtung der Hinterkante 108 des Schaufelblatts 100, für den Zweck des Prallens auf die Innenfläche 101a (die im Folgenden außerdem als eine Zielfläche bezeichnet wird) des Schaufelblatts 100, um eine Kühlung der Zielfläche bereitzustellen, enthält.
  • Der Pralleinsatz 800 kann in den Kühlkanal 70 der Turbomaschinenkomponente, die die Schaufel 38 oder die Leitschaufel 40, 44 der Gasturbine 10 sein kann, eingesetzt sein, um eine Prallkühlung der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 bereitzustellen, die den Kühlkanal 70 in dem Schaufelblatt 100 der Turbomaschinenkomponente der Gasturbine 10 bildet.
  • Im Folgenden ist bezüglich der 5 in Kombination mit 4 eine beispielhafte Ausführungsform des Pralleinsatzes 800 der vorliegenden Technik erklärt worden.
  • Der Pralleinsatz 800, der im Folgenden außerdem als der Einsatz 800 bezeichnet wird, enthält eine dreiwandige Struktur oder einen dreiwandigen Abschnitt 1. In 4 stellt der Abschnitt 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines derartigen dreiwandigen Abschnitts dar.
  • Im Allgemeinen kann der Ausdruck ‚dreiwandiger‘ Abschnitt oder ‚dreiwandige‘ Struktur als ein Abschnitt oder eine Struktur oder ein Teil einer Struktur, d. h., ein Teil des Einsatzes 800, verstanden werden, der drei Wände aufweist, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  • Um weiter zu erklären, wenn der Pralleinsatz 800 innerhalb des Schaufelblatts 100 positioniert ist, kann eine Seite oder ein Abschnitt oder ein Bereich des Pralleinsatzes 800 der Druckseite 102 des Schaufelblatts 100 benachbart angeordnet sein, wie in 3 gezeigt ist, wobei sie bzw. er als eine Druckseite des Pralleinsatzes 800 bezeichnet werden kann. Mit anderen Worten, die Druckseite des Pralleinsatzes 800 kann außerdem als eine Seite des Pralleinsatzes 80 zum Bereitstellen von Prallstrahlen 86 in Richtung der Druckseite 102 des Schaufelblatts 100 verstanden werden.
  • Ähnlich kann, wenn der Pralleinsatz 800 innerhalb des Schaufelblatts 100 positioniert ist, eine Seite oder ein Abschnitt oder ein Bereich des Pralleinsatzes 800, die bzw. der anders als die Druckseite des Pralleinsatzes 800 ist, der Saugseite 104 des Schaufelblatts 100 benachbart angeordnet sein, wie in 3 gezeigt ist, wobei sie bzw. er als eine Saugseite des Pralleinsatzes 800 bezeichnet werden kann. Mit anderen Worten, die Saugseite des Pralleinsatzes 800 kann außerdem als eine Seite des Pralleinsatzes 800 zum Bereitstellen von Prallstrahlen 86 in Richtung der Saugseite 104 des Schaufelblatts 100 verstanden werden.
  • Bei dem Pralleinsatz 800 enthält der Begriff‚dreiwandig‘, dass die Saugseite und/oder die Druckseite des Pralleinsatzes 800 jeweils drei Wände aufweisen, nämlich eine zentrale Wand 80, eine äußere Umfangswand 82 und eine innere Umfangswand 81, wie in 4 gezeigt ist. Einfach ausgedrückt weist nur die Saugseite oder nur die Druckseite oder sowohl die Saugseite als auch die Druckseite des Pralleinsatzes 800 gemäß der vorliegenden Technik drei Wände auf - die zentrale Wand 80, die innere Umfangswand 81 und die äußere Umfangswand 82. Der ‚dreiwandige‘ Abschnitt, wie er in der vorliegenden Technik verwendet wird, kann einen Abschnitt, z. B. einen Abschnitt des in 10 gezeigten herkömmlichen Pralleinsatzes 80', der nur eine Wand oder nur zwei Wände auf der Saugseite und die nur eine Wand oder nur zwei Wände auf der Druckseite aufweist, nicht enthalten.
  • Um weiter zu erklären, die Druckseite des Pralleinsatzes 800 kann drei Wände umfassen - eine zentrale Wand 80 der Druckseite, innere Umfangswand 81 der Druckseite und eine äußere Umfangswand 82 der Druckseite - und folglich ein Beispiel des dreiwandigen Abschnitts bilden. Alternativ oder zusätzlich zum Obigen kann die Saugseite des Pralleinsatzes 800 drei Wände umfassen - eine zentrale Wand 80 der Saugseite, eine innere Umfangswand 81 der Saugseite und eine äußere Umfangswand 82 der Saugseite - und folglich ein Beispiel des dreiwandigen Abschnitts bilden. Kurz, wenigstens eine der Druckseite und der Saugseite des Pralleinsatzes umfasst den dreiwandigen Abschnitt, während die andere der Druckseite und der Saugseite des Pralleinsatzes eine einzelne Wand umfassen kann oder einen doppelwandigen Abschnitt umfassen kann oder einen dreiwandigen Abschnitt umfassen kann, wie oben erklärt worden ist.
  • Wenn sowohl die Druckseite als auch die Saugseite des Pralleinsatzes den dreiwandigen Abschnitt umfassen, dann können die beiden dreiwandigen Abschnitte bezüglich einer Kammer des Schaufelblatts symmetrisch sein. Wenn sowohl die Druckseite als auch die Saugseite des Pralleinsatzes den dreiwandigen Abschnitt umfassen, dann können die beiden dreiwandigen Abschnitte bezüglich einer Kammer des Schaufelblatts ein Spiegelbild voneinander sein.
  • In dem dreiwandigen Abschnitt der vorliegenden Technik ist die äußere Umfangswand 82 als der ‚äußere Umfang‘ bezeichnet worden, weil sie das äußere Aussehen des Pralleinsatzes 800 bildet. Die innere Umfangswand 81 ist als der ‚innere Umfang‘ bezeichnet worden, weil sie bezüglich der zentralen Wand 80 oder bezüglich einer (nicht gezeigten) Mitte des Pralleinsatzes 800 oder bezüglich einer (nicht gezeigten) Mitte oder (nicht gezeigten) Mittelachse des in dem Schaufelblatt 100 definierten Kühlkanals 70 innerhalb der äußeren Umfangswand 82 positioniert ist, wie in 3 gezeigt ist.
  • Alternativ können die B egriffe ‚innerer Umfang‘ und ‚äußerer Umfang‘ wie folgt verstanden werden - die äußere Umfangswand 82 des Pralleinsatzes 800 wird als der ‚äußere Umfang‘ bezeichnet, weil sie in Richtung der Schaufelblattwand 101, d. h., in der Nähe der Druckseite 102 oder der Saugseite 104 des Schaufelblatts 100, angeordnet ist, wenn sich der Pralleinsatz 800 innerhalb des Schaufelblatts 100 befindet. Die äußere Umfangswand 82 befindet sich zwischen der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 und der inneren Umfangswand 81 des dreiwandigen Abschnitts.
  • Einfach ausgedrückt, bei einer Bewegung von einer Außenseite des Pralleinsatzes 800 in den Pralleinsatz 800 erscheint von einer lateralen Seite des Pralleinsatzes 800 zuerst die äußere Umfangswand 82 des Pralleinsatzes 800 und dann die innere Umfangswand 81 des Pralleinsatzes 800 und schließlich die zentrale Wand 80. Ähnlich erscheint, wenn sich der Pralleinsatz 800 in dem Schaufelblatt 100 befindet, bei einer Bewegung von einer Außenseite des Schaufelblatts 100 in das Schaufelblatt 100 von einer lateralen Seite (z. B. der Druckseite oder Saugseite des Schaufelblatts) des Schaufelblatts 100 zuerst die Schaufelblattwand 101, dann die äußere Umfangswand 82 des Pralleinsatzes 800, dann die innere Umfangswand 81 des Pralleinsatzes 800 und dann die zentrale Wand des Pralleinsatzes 800.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, weist die zentrale Wand 80 eine Innenfläche 80a und eine Außenfläche 80b auf, weist die innere Umfangswand 81 eine Innenfläche 81a und eine Außenfläche 81b auf und weist die äußere Umfangswand 82 eine Innenfläche 82a und eine Außenfläche 82b auf. Die Innenfläche 81a der inneren Umfangswand 81 ist der Außenfläche 80b der zentralen Wand 80 zugewandt. Die Innenfläche 82a der äußeren Umfangswand 82 ist der Außenfläche 81b der inneren Umfangswand 81 zugewandt. Der Raum zwischen der inneren und der äußeren Umfangswand 81, 82 wird als ein Mittelkanal 502 bezeichnet. Der Mittelkanal 502 ist zwischen der Innenfläche 82a der äußeren Umfangswand 82 und der Außenfläche 81b der inneren Umfangswand 81 definiert oder vorhanden. Der Raum zwischen der zentralen Wand 80 und der inneren Umfangswand 81 wird als ein Innenkanal 501 bezeichnet. Der Innenkanal 501 ist zwischen der Innenfläche 81a der inneren Umfangswand 81 und der Außenfläche 80b der zentralen Wand 80 definiert oder vorhanden.
  • Die Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 ist konfiguriert, der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 100 zugewandt zu sein, wenn der Pralleinsatz 800 innerhalb des Schaufelblatts 100 positioniert ist.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, definieren in dem Pralleinsatz 800 die zentrale Wand 80, die innere Umfangswand 81 und die äußere Umfangswand 82 des dreiwandigen Abschnitts vier räumliche Abteilungen - einen Zentralkanal 500, der an der Innenfläche 80a der zentralen Wand 80 ausgebildet ist, den Innenkanal 501, der zwischen der Außenfläche 80b der zentralen Wand 80 und der Innenfläche 81a der inneren Umfangswand 81 ausgebildet ist, den Mittelkanal 502, der zwischen der Innenfläche 82a der äußeren Umfangswand 82 und der Außenfläche 81b der inneren Umfangswand 81 ausgebildet ist, und einen Außenkanal 503, der an der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 ausgebildet ist.
  • Einfach ausgedrückt ist der Innenkanal 501 zwischen der zentralen Wand 80 und der inneren Umfangswand 81 definiert und ist der Mittelkanal 502 zwischen der inneren und der äußeren Umfangswand 81, 82 definiert. Der Innenkanal 501 und der Mittelkanal 502 sind durch die innere Umfangswand 81 getrennt einander benachbart. Der Hauptkanal 500 befindet sich auf der Seite der zentralen Wand des Innenkanals 501, während sich der Außenkanal 503 auf der Seite der äußeren Umfangswand des Mittelkanals 502 befindet. Der Innen- und der Mittelkanal 501, 502 können zwischen dem Zentral- und dem Außenkanal 500, 503 angeordnet sein.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, kann der Raum zwischen der Schaufelblattwand 101 und der äußeren Umfangswand 82 als der Außenkanal 503 bezeichnet werden, wenn der Pralleinsatz 800 innerhalb des Schaufelblatts 100 positioniert ist. Genauer kann der Raum zwischen der Schaufelblattwand 101 und der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 als der Außenkanal 503 bezeichnet werden. Sogar noch genauer kann der Raum zwischen der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 und der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswandwand 82 als der Außenkanal 503 bezeichnet werden.
  • Um weiter zu erklären, wie in den 4 und 5 gezeigt ist, erscheint bei einer Bewegung von einer (nicht gezeigten) Mitte des Pralleinsatzes 800 in Richtung einer Außenseite des Palleinsatzes 800 zuerst der Zentralkanal 500, dann die zentrale Wand 80 des dreiwandigen Abschnitts, dann der Innenkanal 501, dann die innere Umfangswand 81 des dreiwandigen Abschnitts, dann der Mittelkanal 502, dann die äußere Umfangswand 82 des dreiwandigen Abschnitts, dann der Außenkanal 503. Beim weiteren Weitergehen würde schließlich die Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 100 erscheinen, falls der Pralleinsatz 80 innerhalb des Schaufelblatts 100 positioniert oder angeordnet wäre.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, enthält der Pralleinsatz 800 mehrere Prallkühllöcher 85, die als Durchgangslöcher in der äußeren Umfangswand 82 ausgebildet und konfiguriert sind, die Prallstrahlen 86 in den Außenkanal 503 auszustoßen. Die Prallstrahlen 86 werden aus oder von der Kühlluft 5 des Mittelkanals 502 gebildet. Mit anderen Worten, die Kühlluft 5 des Mittelkanals 502 wird als die Prallstrahlen 86 durch die Prallkühlöffnungen 85 in den Außenkanal 503 ausgestoßen. Die Kühlluft 5 wird über die Prallkühllöcher 85 in Form von Prallstrahlen 86 in Richtung der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 100 ausgestoßen, falls der Pralleinsatz 800 innerhalb des Schaufelblatts 100 positioniert oder angeordnet wäre.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, enthält der Pralleinsatz 800 wenigstens eine Zufuhrleitung 7. Die Zufuhrleitung 7 kann als ein Rohr oder Schlauch verstanden werden, das bzw. der sich zwischen der zentralen Wand 80 und der inneren Umfangswand 81 über den Innenkanal 501, d. h., von der zentralen Wand 80 über den Innenkanal 501zur inneren Umfangswand 81 erstreckt. Ein Querschnitt der Zufuhrleitung 7 kann kreisförmig, oval oder polygonal sein. Der Querschnitt der Zufuhrleitung 7 kann aerodynamisch geformt sein, was entsprechend irgendeiner Strömung der Kühlluft 5 orientiert sein kann, die durch die oder vorbei an der Zufuhrleitung 7 auftritt.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, weist die Zufuhrleitung 7 einen Einlass 7a auf, der in dem Zentralkanal 500, z. B. an der Innenfläche 80a der zentralen Wand 80, angeordnet sein kann. Die Zufuhrleitung 7 weist einen Auslass 7b auf, der im Mittelkanal 502, z. B. an der Außenfläche 81b der inneren Umfangswand 81, angeordnet sein kann. Mit anderen Worten, die Zufuhrleitung 7 verbindet den Zentralkanal 500 und den Mittelkanal 502 fluidtechnisch, so dass Kühlluft 5 aus dem Zentralkanal 500 durch die Zufuhrleitung 7 in den Mittelkanal 502 strömen kann. Die Kühlluft 5 strömt vom Zentralkanal 500 durch das Strömen in einer eingeschränkten Weise, das in der Zufuhrleitung 7 eingeschränkt ist, durch den dazwischenliegenden Innenkanal 501 zum Mittelkanal 502.
  • Folglich arbeitet die Zufuhrleitung 7, um die Kühlluft 5 aus dem Hauptkanal 500 in den Mittelkanal 502 zuzuführen oder in dem Mittelkanal 502 bereitzustellen.
  • Wie in 4 gezeigt ist, enthält der Pralleinsatz 800 wenigstens eine Absaugleitung 9. Die Absaugleitung 9 kann als ein Rohr oder Schlauch verstanden werden, das bzw. der sich zwischen der äußeren Umfangswand 82 und der inneren Umfangswand 81 über den Mittelkanal 502, d. h., von der äußeren Umfangswand 82 über den Mittelkanal 502 zur inneren Umfangswand 81 erstreckt. Ein Querschnitt der Absaugleitung 9 kann kreisförmig, oval oder polygonal sein. Der Querschnitt der Absaugleitung 9 kann aerodynamisch geformt sein, was entsprechend irgendeiner Strömung der Kühlluft 5 orientiert sein kann, die durch die oder vorbei an der Absaugleitung 9 auftritt, die später bezüglich 9 erklärt wird.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, weist die Absaugleitung 9 einen Einlass 9a auf, der im Außenkanal 503 z. B. an der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 angeordnet sein kann. Die Absaugleitung 9 weist einen Auslass 9b auf, der im Innenkanal 501 z. B. an der Innenfläche 81a der inneren Umfangswand 81 angeordnet sein kann. Mit anderen Worten, die Absaugleitung 9 verbindet den Außenkanal 503 und den Innenkanal 501 fluidtechnisch, so dass die Kühlluft 5 aus dem Außenkanal 503 durch die Absaugleitung 9 in den Innenkanal 501 strömen kann. Die Kühlluft 5 strömt vom Außenkanal 503 durch das Strömen in einer eingeschränkten Weise, das in der Absaugleitung 9 eingeschränkt ist, durch den dazwischenliegenden Mittelkanal 502 zum Innenkanal 501.
  • Folglich arbeitet die Absaugleitung 9, um die Kühlluft 5 aus dem Außenkanal 503 in den Innenkanal 501 abzusaugen.
  • Es kann angegeben werden, dass in der vorliegenden Technik die Begriffe ‚Einlass‘ und ‚Auslass‘ und ähnliche Begriffe bezüglich der Kühlluft verwendet worden sind. Mit anderen Worten, ein ‚Einlass‘ kann einen ‚Einlass für Kühlluft‘ bedeuten, wobei ähnlich ein ‚Auslass‘ einen ‚Auslass für Kühlluft‘ bedeuten kann, wenn es nicht anders angegeben ist.
  • Der Einlass 7a der Zufuhrleitung 7 kann mit der Innenfläche 80b der zentralen Wand 80 bündig sein. Alternativ kann der Einlass 7a der Zufuhrleitung 7 von der Innenfläche 80b der zentralen Wand 80 vorstehen. Alternativ kann der Einlass 7a der Zufuhrleitung 7 in der zentralen Wand 80 von der Innenfläche 80b der zentralen Wand 80 nach innen ausgespart sein.
  • Der Auslass 7b der Zufuhrleitung 7 kann mit der Außenfläche 81b der inneren Umfangswand 81 bündig sein. Alternativ kann der Auslass 7b der Zufuhrleitung 7 von der Außenfläche 80b der inneren Umfangswand 81 vorstehen. Alternativ kann der Auslass 7b der Zufuhrleitung 7 in der inneren Umfangswand 81 von der Außenfläche 81b der inneren Umfangswand 81 nach innen ausgespart sein.
  • Der Einlass 9a der Absaugleitung 9 kann mit der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 bündig sein. Alternativ kann der Einlass 9a der Absaugleitung 9 von der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 vorstehen. Alternativ kann der Einlass 9a der Absaugleitung 9 in der äußeren Umfangswand 82 von der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 nach innen ausgespart sein.
  • Der Auslass 9b der Absaugleitung 9 kann mit der Innenfläche 81a der inneren Umfangswand 81 bündig sein. Alternativ kann der Auslass 9b der Absaugleitung 9 von der Innenfläche 81a der inneren Umfangswand 81 vorstehen. Alternativ kann der Auslass 9b der Absaugleitung 9 in der inneren Umfangswand 81 von der Innenfläche 81a der inneren Umfangswand 81 nach innen ausgespart sein.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, implementiert in der vorliegenden Technik folglich der dreiwandige Abschnitt 1 strukturell ein Strömungsschema, durch das die Kühlluft 5 von dem Zentralkanal 500 über die Zufuhrleitung 7 dem Mittelkanal 502 zugeführt wird, wobei sie vom Mittelkanal 502 als die Prallstrahlen 86 über die Prallkühllöcher 85 in den Außenkanal 503 zum Prallen auf die Innenfläche 101 a der Schaufelblattwand 100 ausgestoßen wird und dann aus dem Außenkanal 503 über die Absaugleitung 9 in den Innenkanal 501 abgesaugt wird.
  • Wie in 4 gezeigt ist, kann der dreiwandige Abschnitt 1 einen Haupteinlass 5a für die Kühlluft 5 enthalten. Der Haupteinlass 5a kann ein Einlass des Zentralkanals 500 sein. Der Haupteinlass 5a kann der einzige Einlass des dreiwandigen Abschnitts 1 sein.
  • Die Kühlluft 5, die durch den dreiwandigen Abschnitt 1 zirkuliert, kann über den Haupteinlass 5a in den dreiwandigen Abschnitt 1 eintreten. Mit anderen Worten, die Kühlluft 5, die durch den dreiwandigen Abschnitt 1 zirkuliert, kann zuerst über den Haupteinlass 5a in den Zentralkanal 500 eintreten, dann über die Zufuhrleitung 7 zum Mittelkanal 502 strömen und dann über Prallkühllöcher 85 zum Außenkanal 503 strömen, wobei sie danach über die Absaugleitung 9 zum Innenkanal 501 strömt.
  • Wie in 4 schematisch dargestellt ist, kann der Haupteinlass 5a an einer Oberseite oder an einer Unterseite des Zentralkanals 500 angeordnet sein. Es kann möglich sein, dass ein Haupteinlass sowohl im Boden als auch im Oberteil des Zentralkanals 500 vorhanden ist. Die Oberseite und die Unterseite können als die Seiten oder Bereiche des Zentralkanals 500 verstanden werden, die entlang der Längsrichtung A (die außerdem in den 2 und 3 gezeigt ist) des Pralleinsatzes 800 beabstandet sind. Die Oberseite und die Unterseite des Zentralkanals 500 können dem Spitzenabschnitt 100a und dem Basisabschnitt 100b des in 2 gezeigten Schaufelblatts 100 entsprechen oder mit diesen zusammenfallen. Die Oberseite und die Unterseite des Pralleinsatzes 800 können entlang der Längsrichtung A, die als die gleiche wie eine Längsrichtung des Pralleinsatzes 800 verstanden werden kann, voneinander beabstandet sein. Die Kühlluft 5 kann entlang der Längsrichtung A in den Zentralkanal 500 eintreten.
  • Die Längsrichtung A kann außerdem als die radiale Richtung bezüglich der Rotationsachse der Gasturbine verstanden werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Obigen kann der Haupteinlass 5a an einer lateralen Seite des Zentralkanals 500 angeordnet sein. Die laterale Seite kann so verstanden werden, dass sie sich parallel zur Längsrichtung A des Pralleinsatzes 800 erstreckt. Die Kühlluft 5 kann senkrecht zur Längsrichtung A in den Zentralkanal 502 eintreten.
  • Wie in 4, Abschnitt 2 gezeigt ist und außerdem im Abschnitt ‚N‘ und in 6 gezeigt ist, kann der Pralleinsatz 800 einen stromabwärts gelegenen Abschnitt 2 enthalten. Der stromabwärts gelegene Abschnitt 2 kann eine doppelwandige Struktur enthalten. Die doppelwandige Struktur kann eine Innenwand 281 und eine Außenwand 282 aufweisen und drei räumliche Abteilungen erzeugen, die einen stromabwärts gelegenen Innenkanal 2501, der an einer Innenfläche 281a der Innenwand 281 ausgebildet ist, einen stromabwärts gelegenen Außenkanal 2503, der an einer Außenfläche 282b der Außenwand 282 ausgebildet ist, und einen stromabwärts gelegenen Mittelkanal 2502, der zwischen der Innenfläche 282a der Außenwand 282 und der Außenfläche 281b der Innenwand 281 ausgebildet ist, definieren.
  • Der stromabwärts gelegene Abschnitt 2 kann außerdem mehrere Prallkühllöcher 285 enthalten, die in der Außenwand 282 ausgebildet sind und konfiguriert sein können, die Prallstrahlen 286 in den stromabwärts gelegenen Außenkanal 2503 ausstoßen. Die Prallstrahlen 286 können aus oder von der Kühlluft des stromabwärts gelegenen Mittelkanals 2502 gebildet werden.
  • Ein Hauptauslass 5b der dreiwandigen Struktur kann fluidtechnisch mit einem Haupteinlass 2a des stromabwärts gelegenen Abschnitts 2 verbunden sein. Der Haupteinlass 2a des stromabwärts gelegenen Abschnitts kann ein Einlass des stromabwärts gelegenen Mittelkanals 2502 sein.
  • Der stromabwärts gelegene Abschnitt 2 kann wenigstens eine stromabwärts gelegene Absaugleitung 29 enthalten, die sich zwischen der Außenwand 282 des stromabwärts gelegenen Abschnitts 2 und der Innenwand 281 des stromabwärts gelegenen Abschnitts 2 über den stromabwärts gelegenen Mittelkanal 2502 erstreckt. Die stromabwärts gelegene Absaugleitung 29 kann einen Einlass 29a am stromabwärts gelegenen Außenkanal 2503 und einen Auslass 29b am stromabwärts gelegenen Innenkanal 2501 zum Absaugen von Kühlluft aus dem stromabwärts gelegenen Außenkanal 2503 in den stromabwärts gelegenen Innenkanal 2501 enthalten.
  • Wie in 4 gezeigt ist, kann der Pralleinsatz 800 außerdem einen dritten Abschnitt 3 aufweisen, der kein dreiwandiger Abschnitt sein kann. Der dritte Abschnitt 3 kann ein doppelwandiger Abschnitt sein, wie für 6 erklärt ist, oder kann einfach eine Wand aufweisen, wie in 4 gezeigt ist. Eine oder mehrere Wände des dritten Abschnitts 3 können darin ausgebildete Prallkühllöcher 85 aufweisen, die die Prallstrahlen 86 bilden können, die in Richtung der Innenfläche 101a der dem dritten Abschnitt 3 benachbart positionierten Schaufelblattwand 101 ausgestoßen werden. Die Prallstrahlen 86 umfassen die Kühlluft 5, die aus dem Hauptauslass 2b des zweiten Abschnitts 2 und in den dritten Abschnitt 3 geströmt ist.
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Technik sind im Folgenden bezüglich der 7 und 8 erörtert worden.
  • Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, kann die äußere Umfangswand 82 eine gewellte Form aufweisen. Die gewellte Form enthält mehrere Mulden 82t oder eingekerbte Bereiche 82t oder Aussparungen 82t, die sich in einer Richtung weg von der inneren Umfangswand 81 erstrecken. Eine oder mehrere Rippen 82r oder ein oder mehrere vorstehende Bereiche 82r oder Vorsprünge 82r können zwischen den Mulden 82t, d. h., in einer abwechselnden Weise, liegen. Eines oder mehrere der Prallkühllöcher 85 können in wenigstens einer der Mulden 82t untergebracht oder ausgebildet oder lokalisiert oder angeordnet oder vorgesehen sein. Vorzugsweise sind alle der Mulden 82t mit einem oder mehreren der Prallkühllöcher 85 versehen.
  • Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, kann der Einlass 9a der Absaugleitung 9 an der einen oder den mehreren Rippen 82r positioniert sein.
  • Ähnlich (was nicht gezeigt ist) kann zusätzlich zum Obigen oder als eine Alternative die Außenwand 282 eine gewellte Form aufweisen. Die gewellte Form kann mehrere Mulden oder eingekerbte Bereiche oder Aussparungen enthalten, die sich in einer Richtung weg von der Innenwand erstrecken. Eine oder mehrere Rippen oder ein oder mehrere vorstehende Bereiche oder Vorsprünge können zwischen den Mulden, d. h., in einer abwechselnden Weise, liegen. Eine oder mehrere der Prallkühlöffnungen 285 können in wenigstens einer der Mulden untergebracht oder ausgebildet oder lokalisiert oder angeordnet oder vorgesehen sein. Vorzugsweise sind alle Mulden mit einem oder mehreren der Prallkühllöcher 285 versehen.
  • Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, kann die Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 weiterhin die Absaugführungen 99 enthalten, die von der Innenfläche 101a der Schaufelblattwand 101 in Richtung der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 vorstehen, wenn der Pralleinsatz 800 in dem Schaufelblatt 100 positioniert ist. Die Absaugführungen 99 können konfiguriert, z. B. geformt und/oder dimensioniert sein, z. B. indem sie geneigte Flächen aufweisen, um die Kühlluft 5 aus dem Außenkanal 503 in Richtung des Einlasses 9a der Absaugleitung 9 oder in den Einlass 9a der Absaugleitung 9 zu führen.
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Technik sind im Folgenden bezüglich 9 erörtert worden.
  • Gemäß der vorliegenden Technik kann eine Größe des Einlasses 9a und/oder des Auslasses 9b der Absaugleitung 9 größer als eine Größe der Prallkühllöcher 85 sein.
  • Gemäß der vorliegenden Technik kann in einer nicht dargestellten Ausführungsform eine Größe des Einlasses 7a und/oder des Auslasses 7b der Zufuhrleitung 7 größer als eine Größe der Prallkühllöcher 85 sein.
  • Gemäß der vorliegenden Technik kann in einer nicht dargestellten Ausführungsform eine Größe der Zufuhrleitung 7 größer als eine Größe der Absaugleitung 9 sein.
  • Hier kann eine ‚Größe‘ als die Querschnittsfläche verstanden werden.
  • Weil bei der vorliegenden Technik die Kühlluft 5 über die Zufuhrleitung 7 in den Mittelkanal 502 strömt und weil die Absaugleitungen 9 quer zum Mittelkanal 502 angeordnet sind, strömt weiterhin die Kühlluft 5 über die oder vorbei an den Außenflächen der Absaugleitung 9, wie in 9 gezeigt ist. Folglich kann die Absaugleitung 9 bezüglich einer Richtung der Kühlluft 5, die durch den Mittelkanal 502 strömt, aerodynamisch geformt sein.
  • Wie in 9 gezeigt ist, kann der Querschnitt der Absaugleitung 9 eine ovale oder elliptische Form aufweisen. Vorzugsweise ist die lange Achse oder die längere Achse der Form auf die Strömungsrichtung der Kühlluft, während sie durch den Mittelkanal 502 strömt, ausgerichtet oder parallel zu ihr.
  • Ferner können, wie in 9 gezeigt ist, mehrere Absaugleitungen 9 vorhanden sein, wobei die Absaugleitungen 9 vorzugsweise gleichmäßig oder einheitlich bezüglich einer Verteilung der Prallkühllöcher 85 in der äußeren Umfangswand 82 verteilt sein können. Mit anderen Worten, die Einlässe 9a der Absaugleitungen 9 können an der Außenfläche 82b der äußeren Umfangswand 82 vorzugsweise gleichmäßig oder einheitlich zwischen den Prallkühllöchern 85 der äußeren Umfangswand 82 verteilt sein. Wie im Beispiel nach 9 gezeigt ist, kann jeder Einlass 9a der Absaugleitungen 9 durch mehrere Prallkühllöcher 85 umgeben sein, z. B. sind in 9 4 Prallkühllöcher 85 dargestellt.
  • Ähnlich können mehrere Zufuhrleitungen 7 vorhanden sein. Die Auslässe 7b der Zufuhrleitungen 7 können an der inneren Umfangswand 81 vorzugsweise gleichmäßig oder gleichförmig bezüglich einer Verteilung der Prallkühllöcher 85 an der äußeren Umfangswand 82 verteilt sein. Mit anderen Worten, die Auslässe 7b der Zufuhrleitungen 7 können an der Außenfläche 81b der inneren Umfangswand 81 vorzugsweise gleichmäßig oder gleichförmig entsprechend den Prallkühllöchern 85 der äußeren Umfangswand 82 verteilt sein.
  • Während die vorliegende Technik bezüglich bestimmter Ausführungsformen ausführlich beschrieben worden ist, sollte erkannt werden, dass die vorliegende Technik nicht auf diese genauen Ausführungsformen eingeschränkt ist. In Anbetracht der vorliegenden Offenbarung, die beispielhafte Arten zum Herstellen eines Erfindungsgegenstandes beschreibt, würden sich stattdessen für die Fachleute auf dem Gebiet viele Modifikationen und Variationen selbst darstellen, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung ist deshalb durch die folgenden Ansprüche anstatt durch die vorangehende Beschreibung angegeben. Alle Änderungen, Modifikationen und Variationen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sind innerhalb ihres Umfangs zu betrachten.

Claims (15)

  1. Pralleinsatz (800) für eine Turbomaschinenkomponente, wobei der Pralleinsatz (800) umfasst: - eine dreiwandige Struktur (1), die eine zentrale Wand (80), eine innere Umfangswand (81) und eine äußere Umfangswand (82) aufweist und einen Zentralkanal (500), der an einer Innenfläche (80a) der zentralen Wand (80) ausgebildet ist, einen Innenkanal (501), der zwischen einer Außenfläche (80b) der zentralen Wand (80) und einer Innenfläche (81a) der inneren Umfangswand (81) ausgebildet ist, einen Mittelkanal (502), der zwischen der Außenfläche (81b) der inneren Umfangswand (81) und der Innenfläche (82a) der äußeren Umfangswand (82) ausgebildet ist, und einen Außenkanal (503), der an einer Außenfläche (82b) der äußeren Umfangswand (82) ausgebildet ist, umfasst; - mehrere Prallkühllöcher (85), die in der äußeren Umfangswand (82) ausgebildet und konfiguriert sind, die Prallstrahlen (86) in den Außenkanal (503) auszustoßen, wobei die Prallstrahlen (86) aus der Kühlluft (5) des Mittelkanals (502) gebildet werden; und - wenigstens eine Zufuhrleitung (7), die den Zentralkanal (500) und den Mittelkanal (502) fluidtechnisch verbindet und konfiguriert ist, Kühlluft (5) vom Zentralkanal (500) dem Mittelkanal (502) zuzuführen; und - wenigstens eine Absaugleitung (9), die sich zwischen der äußeren Umfangswand (82) und der inneren Umfangswand (81) über den Mittelkanal (502) erstreckt und einen Einlass (9a) am Außenkanal (503) und einen Auslass (9b) am Innenkanal (501) zum Absaugen von Kühlluft (5) aus dem Außenkanal (503) in den Innenkanal (501) umfasst.
  2. Pralleinsatz (800) nach Anspruch 1, wobei eine Größe des Einlasses (9a) und/oder des Auslasses (9b) der Absaugleitung (9) größer als eine Größe der Prallkühllöcher (85) ist; und/oder wobei eine Größe eines Einlasses (7a) der Zufuhrleitung (7) und/oder eines Auslasses (7b) der Zufuhrleitung (7) größer als eine Größe der Prallkühllöcher (85) ist; und/oder wobei eine Größe eines Einlasses (7a) der Zufuhrleitung (7) und/oder eines Auslasses (7b) der Zufuhrleitung (7) größer als eine Größe des Einlasses (9a) und/oder des Auslasses (9b) der Absaugleitung (9) ist.
  3. Pralleinsatz (800) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die äußere Umfangswand (82) eine gewellte Form aufweist, die mehrere Aussparungen (82t), die sich in einer Richtung weg von der inneren Umfangswand (81) erstrecken, und einen oder mehrere Vorsprünge (82r), die zwischen den Aussparungen (82t) liegen, umfasst; wobei eines oder mehrere der Prallkühllöcher (85) in wenigstens einer der Aussparungen (82t) vorgesehen sind.
  4. Pralleinsatz (800) nach Anspruch 3, wobei der Einlass (9a) der Absaugleitung (9) an einem des einen oder der mehreren Vorsprünge (82r) positioniert ist.
  5. Pralleinsatz (800) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dreiwandige Struktur (1) einen Hauptauslass (Sb) für die Kühlluft (5) umfasst und wobei der Hauptauslass (Sb) ein Auslass des Innenkanals (501) ist.
  6. Pralleinsatz (800) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die dreiwandige Struktur (1) wenigstens einen Haupteinlass (5a) für die Kühlluft (5) umfasst und wobei der wenigstens eine Haupteinlass (5a) ein Einlass des Zentralkanals (500) ist.
  7. Pralleinsatz (800) nach Anspruch 6, wobei die dreiwandige Struktur (1) so ausgebildet ist, dass die über den wenigstens einen Haupteinlass (5a) in dem Zentralkanal (500) empfangene Kühlluft (5) über die wenigstens eine Zufuhrleitung (7) dem Mittelkanal (502) zugeführt wird, dann aus dem Mittelkanal (502) über die Prallkühllöcher (85) als die Prallstrahlen (86) in den Außenkanal (503) ausgestoßen wird und dann aus dem Außenkanal (503) über die Absaugleitung (9) in den Innenkanal (501) abgesaugt wird.
  8. Pralleinsatz (800) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Haupteinlass (5a) an einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Zentralkanals (500) angeordnet ist, wobei die Oberseite und die Unterseite entlang einer Längsrichtung (A) des Pralleinsatzes (800) voneinander beabstandet sind, so dass die Kühlluft (5) entlang der Längsrichtung (A) durch den Zentralkanal (502) strömt.
  9. Pralleinsatz (800) nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei der Haupteinlass (5a) an einer lateralen Seite des Zentralkanals (500) angeordnet ist, wobei sich die laterale Seite parallel zu einer Längsrichtung (A) des Pralleinsatzes (800) erstreckt, so dass die Kühlluft (5) senkrecht zur Längsrichtung (A) durch den Zentralkanal (500) strömt.
  10. Pralleinsatz (800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Absaugleitung (9) bezüglich einer Strömung der Kühlluft (5), die durch den Mittelkanal (502) strömt, aerodynamisch geformt ist; und/oder wobei die Zufuhrleitung (7) bezüglich einer Strömung der Kühlluft (5), die durch den Innenkanal (503) strömt, aerodynamisch geformt ist; und/oder ein Querschnitt der Absaugleitung (9) eine von einer runden Form, einer ovalen Form und/oder einer elliptischen Form aufweist.
  11. Pralleinsatz (800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen stromabwärts gelegenen Abschnitt (2) umfasst, wobei der stromabwärts gelegene Abschnitt (2) umfasst: - eine doppelwandige Struktur mit einer Innenwand (281) und einer Außenwand (282), die einen stromabwärts gelegenen Innenkanal (2501), der an einer Innenfläche (281a) der Innenwand (281) ausgebildet ist, einen stromabwärts gelegenen Außenkanal (2503), der an einer Außenfläche (282b) der Außenwand (282) ausgebildet ist, und einen stromabwärts gelegenen Mittelkanal (2502), der zwischen der Innenfläche (282a) der Außenwand (282) und der Außenfläche (281b) der Innenwand (281) ausgebildet ist, definieren; und - mehrere Prallkühllöcher (285), die in der Außenwand (282) ausgebildet und konfiguriert sind, die Prallstrahlen (286) in den stromabwärts gelegenen Außenkanal (2503) auszustoßen, wobei die Prallstrahlen (286) aus der Kühlluft (5) des stromabwärts gelegenen Mittelkanals (2502) gebildet werden; wobei ein Hauptauslass (5b) der dreiwandigen Struktur (1) fluidtechnisch mit einem Haupteinlass (2a) des stromabwärts gelegenen Abschnitts (2) verbunden ist und wobei der Haupteinlass (2a) des stromabwärts gelegenen Abschnitts (2) ein Einlass des stromabwärts gelegenen Mittelkanals (2502) ist.
  12. Pralleinsatz (800) nach Anspruch 11, wobei der stromabwärts gelegene Abschnitt (2) wenigstens eine stromabwärts gelegene Absaugleitung (29) umfasst, die sich zwischen der Außenwand (282) des stromabwärts gelegenen Abschnitts (2) und der Innenwand (281) des stromabwärts gelegenen Abschnitts (2) über den stromabwärts gelegenen Mittelkanal (2502) erstreckt und einen Einlass (29a) am stromabwärts gelegenen Außenkanal (2503) und einen Auslass (9b) am stromabwärts gelegenen Innenkanal (2501) zum Absaugen von Kühlluft (5) aus dem stromabwärts gelegenen Außenkanal (2503) in den stromabwärts gelegenen Innenkanal (2501) umfasst.
  13. Turbomaschinenkomponente (38, 40, 44) für eine Gasturbine (10), wobei die Turbomaschinenkomponente (38, 40, 44) umfasst: - ein Schaufelblatt (100) mit einer Schaufelblattwand (101), die einen Innenraum (100s) des Schaufelblatts (100) definiert; - wenigstens einen Kühlkanal (70), der in dem Innenraum (100s) des Schaufelblatts (100) ausgebildet ist; und - einen Pralleinsatz (800) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der in den Kühlkanal (70) eingesetzt ist, und wobei der Außenkanal (503) zwischen der Außenfläche (82b) der äußeren Umfangswand (82) und einer Innenfläche (101a) der Schaufelblattwand (101) definiert ist.
  14. Turbomaschinenkomponente (38, 40, 44) nach Anspruch 13, wobei die Innenfläche (101a) der Schaufelblattwand (101) Absaugführungen (99) aufweist, die von der Innenfläche (101a) der Schaufelblattwand (101) in Richtung der Außenfläche (82b) der äußeren Umfangswand (82) vorstehen und konfiguriert sind, die Kühlluft (5), nachdem sie auf die Innenfläche (101a) der Schaufelblattwand (101) aufgetroffen ist, in Richtung des Einlasses (9a) der Absaugleitung (9) zu führen.
  15. Gasturbine (10), die eine Turbomaschinenkomponente (38, 40, 44) nach Anspruch 13 oder 14 umfasst.
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