Die Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel-Anordnung
mit einem gekühlten Deckband, das zumindest eine umlau
fende Dichtrippe sowie in jedem einer Turbinenschaufel
zugeordneten Deckband-Segment einen im wesentlichen im
Umfangsrichtung verlaufenden Kühlluft-Verteilkanal auf
weist, von dem mehrere Kühlluftbohrungen zur Abströmkante
des Deckbandsegmentes führen.The invention relates to a turbine blade arrangement
with a chilled shroud that is at least one umlau
fender sealing rib as well as in each of a turbine blade
assigned shroud segment an essentially in
Cooling air distribution channel extending circumferentially
points from which several cooling air holes to the trailing edge
of the shroud segment.
Zum Stand der Technik wird
beispielshalber auf die WO 94/11616 oder die US 4,940,388
verwiesen. Dabei zeigt die letztgenannte Schrift ein
Deckband-Segment mit einem sog. Zaun, der winkelig zur
Turbinen-Längsachse verläuft. Bei üblicher Gestaltung ist
die Dichtwirkung eines derartigen Zaunes zur Reduzierung
der Leckageströmung zwischen Deckband und angrenzender
Kanalwand zwar günstiger als die einfachen in Umfangs
richtung umlaufenden Dichtrippen, jedoch bedingt dieser
Zaun einen unverhältnismäßig hohen Fertigungsaufwand.The state of the art
for example to WO 94/11616 or US 4,940,388
referred. The latter font shows
Cover band segment with a so-called fence, which is angled to
Turbine longitudinal axis runs. With usual design
the sealing effect of such a fence for reduction
the leakage flow between the shroud and the adjacent one
Channel wall is cheaper than the simple ones in scope
direction of the circumferential sealing ribs, but this requires
Fence a disproportionately high manufacturing effort.
Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer auch ohne Zaun bei
Vorsehen einer üblichen Dichtrippe, ggf. mit einer
Radialdichtung, eine ausreichende Reduzierung der Lecka
geströmung erreicht werden kann, ist Aufgabe der vorlie
genden Erfindung.Show measures with the help of those without a fence
Provide a usual sealing rib, possibly with a
Radial seal, adequate leakage reduction
flow can be achieved is the task of the present
invention.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind mehrere von der anström
seitigen Flanke der Dichtrippe zum Kühlluft-Verteilkanal
führende Stichkanäle vorgesehen.To solve this problem, several are from the inflow
flank of the sealing rib to the cooling air distribution duct
leading branch channels are provided.
Vorteilhafte Weiterbil
dungen sind Inhalt der Unteransprüche und gehen auch aus
der folgenden Erläuterung eines bevorzugten Ausführungs
beispieles hervor. Dabei zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch
ein Deckband-Segment, während in Fig. 2 die Aufsicht auf
dieses Deckband-Segment dargestellt ist.Advantageous further developments are the content of the subclaims and are also apparent from the following explanation of a preferred embodiment. Here, FIG. 1 shows a section through a shroud band segment, while in FIG. 2, the plan view is displayed on this shroud segment.
Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Deckband-Segment einer nur
bruchstückhaft dargestellten Turbinenschaufel 2 bezeich
net. Dieses Deckband-Segment 1 bildet zusammen mit den
Segmenten der benachbarten Turbinenschaufeln wie bekannt
ein umlaufendes Deckband. Dabei gilt es, den Spalt zwi
schen dem Deckband sowie der in Fig. 1 lediglich schema
tisch dargestellten Kanalwand 3 möglichst optimal abzu
dichten, d. h. eine durch den Spalt 3 hindurchströmende,
mit Pfeilen 4 dargestellte Leckageströmung möglichst ge
ring zu halten. Wie üblich ist jedes Deckband-Segment 1
daher mit in Umfangsrichtung orientierten Dichtrippen 5,
6, 7 versehen, derart, daß mit den Dichtrippen der
benachbarten Deckband-Segmente ebenfalls umlaufende
Dichtrippen 5, 6, 7 gebildet werden. Jede einzelne der
Dichtrippen 5, 6, 7 stellt dabei ein Strömungshindernis
für die Leckageströmung 4 dar.With the reference numeral 1 , a shroud segment of a turbine blade 2, which is only shown in fragments, is designated net. As is known, this shroud segment 1 forms, together with the segments of the adjacent turbine blades, a circumferential shroud. It is important to seal the gap between the shroud and the duct wall 3 shown schematically in FIG. 1 as optimally as possible, ie to keep a leakage flow flowing through the gap 3 , represented by arrows 4 , as possible. As usual, each shroud segment 1 is therefore provided with sealing ribs 5 , 6 , 7 oriented in the circumferential direction, such that circumferential sealing ribs 5 , 6 , 7 are also formed with the sealing ribs of the adjacent shroud segments. Each of the sealing ribs 5 , 6 , 7 represents a flow obstacle for the leakage flow 4 .
Wie ersichtlich besitzt die beschriebene Turbinenschau
fel-Anordnung ein gekühltes Deckband 1, d. h. in jedem
Deckband-Segment 1 ist ein System 8 von kühlluftführenden
Kanälen vorgesehen, die mit Kühlluftkanälen 9 innerhalb
der Turbinenschaufel 2 in Verbindung stehen. Im einzelnen
weist das gezeigte Deckband-Segment drei im wesentlichen
in Umfangsrichtung verlaufende Kühlluft-Verteilkanäle 8a,
8b, 8c auf, die an ihren Enden beispielsweise durch
Schweißen verschlossen sind. Vom Kühlluft-Verteilkanal 8a
zweigen eine Vielzahl von Kühlluftbohrungen 8d ab, die
zur Oberfläche des Deckband-Segmentes 1 führen. In ver
gleichbarer Weise sind die beiden Kühlluft-Verteilkanäle
8b, 8c über eine Vielzahl von Kühlluftbohrungen 8e mit
einander verbunden. Schließlich führen weitere Kühlluft
bohrungen 8f vom Kühlluft-Verteilkanal 8c zur Abström
kante 1a des Deckband-Segmentes und münden an dieser Ab
strömkante 1a in einer wirbeldüsenartigen Ausbildung.As can be seen, the described turbine blade arrangement has a cooled shroud 1 , that is, in each shroud segment 1 , a system 8 of cooling air-carrying channels is provided, which are connected to cooling air channels 9 within the turbine blade 2 . In detail, the shroud segment shown has three cooling air distribution channels 8 a, 8 b, 8 c which run essentially in the circumferential direction and which are closed at their ends, for example by welding. A plurality of cooling air bores 8 d branch off from the cooling air distribution duct 8 a and lead to the surface of the shroud segment 1 . In a comparable manner, the two cooling air distribution channels 8 b, 8 c are connected to one another via a plurality of cooling air bores 8 e. Finally, further cooling air bores 8 f from the cooling air distribution channel 8 c to the trailing edge 1 a of the shroud segment and open at this trailing edge 1 a in a vortex-like configuration.
Wie ersichtlich liegt der Kühlluft-Verteilkanal 8c im Be
reich der abströmseitigen Dichtrippe 7 des Deckband-Seg
mentes 1. Ausgehend von der anströmseitigen Flanke 7a
dieser Dichtrippe 7 führen mehrere Stichkanäle 10 zum
Kühlluft-Verteilkanal 8c. Über diese Stichkanäle 10 ge
langt aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse im
Spalt zwischen dem Deckband-Segment 1 sowie der Kanalwand
3 einerseits und im System 8 der die Kühlluft führenden
Kanäle andererseits ein Teil derjenigen Leckageströmung
4, die zuvor die Dichtrippe 6 passiert hatte, in den
Kühlluft-Verteilkanal 8c und vermengt sich hierin mit der
dort vorhandenen Kühlluft-Strömung. Dabei stellt diese
Kühlluftströmung ein zusätzliches Strömungshindernis für
die Leckage-Strömung 4 dar. Insbesondere gilt dies auch,
wenn abhängig von den jeweiligen Druckverhältnissen ein
Teil des im Kühlluft-Verteilkanales 8c vorhandenen Kühl
luftstromes über die Stichkanäle 10 in den Bereich zwi
schen die beiden Dichtrippen 6, 7 gelangt.As can be seen, the cooling air distribution channel 8 c in the area of the downstream sealing rib 7 of the shroud segment 1 . Starting from the upstream flank 7 a of this sealing rib 7 , several branch channels 10 lead to the cooling air distribution channel 8 c. About these branch channels 10 ge reaches due to the prevailing pressure conditions in the gap between the shroud segment 1 and the channel wall 3 on the one hand and in the system 8 of the channels leading the cooling air, on the other hand, part of that leakage flow 4 , which had previously passed the sealing rib 6 , into the cooling air -Distribution channel 8 c and mixes here with the cooling air flow there. This cooling air flow represents an additional flow obstacle for the leakage flow 4. In particular, this also applies if, depending on the respective pressure conditions, part of the cooling air flow present in the cooling air distribution channel 8 c via the branch channels 10 in the area between the two sealing ribs 6 , 7 arrives.
Stets bewirkt die Kühlluft-Strömung im Kühlluft-Verteil
kanal 8c eine Reduzierung der Leckage-Strömung 4 im Be
reich der Dichtrippe 7. Dabei wurden beste Ergebnisse er
zielt, wenn jedem im Kühlluft-Verteilkanal 8c mündenden
Stichkanal 10 eine Kühlluftbohrung 8f von im wesentlichen
gleichem Durchmesser - dieser betrug für die Kühlluftboh
rungen 8f sowie die Stichkanäle 10 jeweils 1,6 mm - im
wesentlichen gegenüberliegend abzweigend zugeordnet ist.
Jedoch kann dies sowie weitere Details durchaus abwei
chend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein.The cooling air flow in the cooling air distribution channel 8 c always causes a reduction in the leakage flow 4 in the area of the sealing rib 7 . In this case, the best results were he aims if any in the cooling air distribution duct 8 c opens branch channel 10 is a cooling air hole 8 f of substantially equal diameter - this was for the Kühlluftboh stanchions 8 f as well as the branch channels 10 are each 1.6 mm - substantially opposite branching assigned. However, this and other details can be designed deviating from the embodiment shown.