DE19813779B4 - Anordnung zur Kühlung der Plattformen von Leitschaufeln einer Gasturbine - Google Patents

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Abstract

Anordnung zur Kühlung der Plattformen von Leitschaufeln (1a, 1b) einer Gasturbine mit in den Brennkammer-Austrittswänden (8) einer ringförmigen Gasturbinen-Brennkammer (4) oder in den Plattformen (2, 2') stromauf der Leitschaufel-Anströmkante (6) vorgesehenen Kühlluft-Ausblaseöffnungen (7), die so angeordnet sind, dass
– die Kühlluft mit der Heißgasströmung bei relativ steilem Ausblasewinkel zu den Austrittswänden (8) oder Plattformen (2, 2') mit hohen Impulsverhältnissen bezüglich der Anströmung in die Kanalströmung hinein als ballistische Kühlung über die Wirbel der Sekundärströmung (14) hinweg in das Gebiet (16) auf die Oberflächen der Plattformen (2, 2') stromab transportiert wird; und
– die Kühlluft-Ausblaseöffnungen (7) eine jeder Leitschaufel (1a, 1b) zugeordnete, in Turbinenumfangsrichtung in der Länge begrenzte Gruppe (7') bilden, die sich im Wesentlichen von einer durch die Leitschaufel-Anströmkante (6) bestimmten, parallel zur Turbinen-Längsachse (5) verlaufenden Referenzlinie (9) in Richtung der Druckseite (10) der Leitschaufeln (1a, 1b) erstreckt, während der verbleibende Abschnitt (12) der Brennkammer-Austrittswand (8) oder Plattformen...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung der Plattformen von Leitschaufeln einer Gasturbine mit in den Brennkammer-Austrittswänden einer ringförmigen Gasturbinen-Brennkammer oder in den Plattformen stromauf der Leitschaufel-Anströmkante vorgesehenen Kühlluft-Ausblaseöffnungen.
  • Die Kühlung der Plattformen von Leitschaufeln in den Hochdruck- Turbinenteilen moderner Gasturbinen ist mittlerweile unumgänglich. Mit zunehmend höheren Turbinen-Eintrittstemperaturen werden nämlich die Temperaturprofile am den Leitschaufeln vorgeordneten Brennkammer-Austritt immer flacher, was sich in extrem hohen Heissgas-Temperaturen nahe den Plattformen der Leitschaufeln niederschlägt. Eine ausschliesslich konvektive Kühlung der dem Heissgasstrom abgewandten Seiten der Plattformen reicht nicht mehr aus. Eine Ausblasung von Kühlluft in den Heissgasstrom, beispielsweise zur Erzeugung eines Kühlungsfilmes auf der Plattformoberfläche, verspricht hohe Kühleffektivität bei mässigem Kühlluftverbrauch, bei geringen zusätzlichen Fertigungskosten und nur mässigen bis geringen Einbussen im Turbinenwirkungsgrad.
  • Bedingt durch die dreidimensionale Strömung des Heissgases im wandnahen Bereich der Plattformoberfläche ist das Problem der Plattform-Filmkühlung komplexer als dasjenige der Filmkühlung auf den Oberflächen von Turbinenschaufeln. Die Wechselwirkungen der in den Heissgasstrom ausgeblasenen Kühlluft mit der eigentlichen Heissgasströmung im Schaufelkanal beeinflussen nämlich nicht nur die Ausbreitung der Kühlluft und damit die Kühleffektivität, sondern auch die Erzeugung aerodynamischer Verluste. Die Berechnung der Kühlluftausblasung und somit die Festlegung der Positionen von Kühlluft-Ausblaseöffnungen, über welche Kühlluft dem Heissgasstrom beigemengt wird, muss somit relativ zu den dreidimensionalen Ablöselinien auf den Leitschaufel-Plattformen betrachtet werden, und zwar auch unter Berücksichtigung der Tatsache, dass diese sich unter Einfluss der Kühlluftausblasung verschieben können.
  • Diesbezüglich wird auf die beigefügte, den Stand der Technik wiedergebende 4 verwiesen, anhand derer zunächst die grundsätzlichen Nachteile der Kühlung von Leitschaufel- Plattformen mittels Filmkühlung beschrieben werden. Dabei sind mit den Bezugsziffern 1a, 1b zwei einander benachbarte Turbinen-Leitschaufeln bezeichnet, die in üblicher Weise stromab einer hier nicht dargestellten Austrittsöffnung einer ringförmigen Gasturbinen-Brennkammer zusammen mit einer Vielzahl weiterer nicht gezeigter Turbinen-Leitschaufeln bezüglich der Turbinen-Längsachse über dem Umfang (Umfangsrichtung 13) verteilt angeordnet sind. Wie bei einer Gasturbinen-Brennkammer nachgeschalteten Turbinen-Leitschaufeln üblich, weisen diese Leitschaufeln 1a, 1b sog. Plattformen auf, zwischen denen sie gehalten sind, wobei hier nur die innere Plattform 2 dargestellt ist. Diese Darstellung ist analog der später noch näher erläuterten 1, während die weiteren genannten Elemente, wie die zweite äussere Plattform und die Austrittsöffnung der Gasturbinen-Brennkammer in den ebenfalls später noch ausführlich erläuterten 2, 3 dargestellt sind.
  • Die Leitschaufeln 1a, 1b werden – wie üblich – von einem Fluid angeströmt, wobei die Leitschaufel-Anströmkante mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet ist. Die stromaufwärtige Plattform-Vorderkante trägt die Bezugsziffer 17. In 4 gestrichelt dargestellt und mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet sind nun die sog. 3D-Ablöselinien, die sich bei Anströmung der Leitschaufeln 1a, 1b auf der Oberfläche der Plattform 2 einstellen. Bei diesen dreidimensionalen Ablöselinien 14 handelt es sich um diejenigen gedachten Linien, entlang derer eine dreidimensionale Grenzschichtablösung auf der Oberfläche der Plattform 2 stattfindet. Mit der Bezugsziffer 15 ist das Gebiet auf der Plattformoberfläche stromauf der 3D-Ablöselinien 14 bezeichnet, und mit der Bezugsziffer 16 dasjenige stromab der Ablöselinien 14.
  • Die vorangegangene Erläuterung anhand der 4 geht auf die EP 0 615 055 B1 zurück, die sich auf eine Filmkühlung der Plattformen bezieht. In diesem bekannten Stand der Technik sind stromauf der Turbinen- Leitschaufeln Kühlluft-Ausblaseöffnungen vorgesehen, mittels welcher. ein Kühlluftfilm auf die Plattformoberfläche gelegt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf die vorliegende 4 lässt sich nun feststellen, dass eine Ausblasung von Kühlluft auf die Oberfläche der Plattform 2 in das Gebiet 15 stromauf der Ablöselinien 14 zwar effizient ist, da hierbei nur minimale zusätzliche aerodynamische Verluste auftreten, und ferner einfach ist, da hierbei quasi zweidimensionale Strömungsverhältnisse vorliegen, jedoch erfolgt dabei die Kühlluft-Einblasung in ein Gebiet mit niedrigem Kühlungsbedarf. Stromab der Ablöselinien 14 hingegen ist die Ausblasung schwieriger auszulegen, da dort dreidimensionale Strömung mit Wirbeln und Querströmung vorherrscht; weiterhin ist diese Ausblasung auch mit höheren aerodynamischen Verlusten verbunden. Eine Kühlluft-Einblasung in das Gebiet 16 stromab der Ablöselinien 14 wäre jedoch vorteilhaft, da es sich hierbei um ein Gebiet handelt, in welchem ein hoher Kühlungsbedarf besteht.
  • Es ist bekannt, Kühlluft mit unterschiedlichem Ausblasewinkel auszutragen. Ein flacher Ausblasewinkel wird in 2A der US 47 39 621 und ein steilerer Ausblasewinkel wird in den 6 bis 8 der AT 237 973 beschrieben, während in der US 45 65 490 ein Ausblasewinkel von 90° offenbart ist. Gemäß der US 45 65 490 ist zwischen einer inneren Plattform und einer äußeren Plattform eine Leitschaufel angeordnet. Über die Leitschaufel und in den beiden Plattformen vorhandene Innen-Kühlkanäle erfolgt die Kühlung der Plattformen, wobei an der Vorderkante der unteren Plattform als Auslassöffnungen dienende Schlitze ausgebildet sind.
  • Ausgehend von diesen Überlegungen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, Massnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer, bei minimalem Kühlluftverbrauch und minimalen aerodynamischen Verlusten, diejenigen Regionen der Plattform-Oberfläche gekühlt werden, die stromab der 3D-Ablöselinien (14) liegen. Die Kühlluft-Ausblasung soll dabei jedoch weiterhin stromauf der 3D-Ablöselinien (14) erfolgen, um die diesbezüglichen Vorteile, nämlich die minimalen zusätzlichen aerodynamische Verluste und die Ausblasung in eine quasi zweidimensionale Strömung zu nutzen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 ausgebildeten Anordnung zur Kühlung der Plattformen von Leitschaufeln gelöst.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die übliche Filmkühlung ungeeignet, denn es ist erforderlich, die Kühlluft über die Wirbel der sich einstellenden sog. Sekundärströmung hinweg zu transportieren. Als Sekundärströmung werden dabei wie üblich alle diejenigen Fluidströmungen bezeichnet, die nicht in Richtung der idealen, zweidimensionalen Hauptströmung strömen, d. h. alle dreidimensionalen Effekte (Wirbel, Querströmungen, usw.), welche überwiegend in den wandnahen Bereichen und hier nahe der Plattform-Oberflächen auftreten.
  • Tatsächlich ist es möglich, Kühlluft, die stromauf der 3D-Ablöselinien 14 (vgl. 4) in die Strömung eingebracht wird, über die Wirbel der Sekundärströmung hinweg zu transportieren, wenn die stromauf der 3D-Ablöselinien liegenden Kühlluft-Ausblaseöffnungen geeignet angeordnet sind. Erforderlich ist hierzu eine Kühlluft-Ausblasung unter einem relativ steilen Ausblasewinkel mit hohen Impulsverhältnissen. Diese Art der Kühllufteinbringung zur Kühlung von Plattformen wird im folgenden als "Ballistische Kühlung" bezeichnet.
  • Es wird vorgeschlagen, die Kühlluft-Ausblaseöffnungen in Turbinen-Umfangsrichtung nicht gleichmässig verteilt anzuordnen, sondern derart, dass die in der Nähe der Plattform-Oberfläche anzutreffende dreidimensionale Sekundärströmung zum Transport der über die Ausblaseöffnungen eingebrachten Kühlluft ausgenutzt werden kann. Die Kühlluft-Ausblaseöffnungen können in der stromauf der Plattform-Vorderkante liegenden Brennkammer-Austrittswand angeordnet sein oder sich unter Nutzung der im Wesentlichen gleichen Anwendungskriterien in der Plattform selbst befinden, dabei jedoch ebenfalls stromauf der 3D-Ablösekennlinien und somit auch stromauf der Leitschaufel-Ausströmkanten.
  • In anderen Worten ausgedrückt wird somit vorgeschlagen, jeweils in einem bestimmten Abschnitt eine Gruppe von Kühlluft-Ausblaseöffnungen vorzusehen, während ein in Umfangsrichtung benachbarter Abschnitt überhaupt keine Kühlluft-Ausblaseöffnungen aufweist. Dabei befinden sich diese Abschnitte entweder in der Plattform selbst stromauf der Leitschaufel- Anströmkante oder in der stromauf der Leitschaufel-Plattform liegenden Brennkammer-Austrittswand, wobei die Lage dieser Abschnitte wie angegeben durch die Schaufelanströmkante sowie durch die Druckseite der Leitschaufel definiert ist. Dabei werden analog dem bspw. aus der EP 0 615 055 B1 bekannten Stand der Technik die Vorteile einer Kühlluftausblasung stromauf der dreidimensionalen Ablöselinien genutzt. Mit Hilfe der sog. "Ballistischen Kühlung" ist es nunmehr jedoch auch möglich, diejenigen Regionen der Plattform zu kühlen, welche stromab der Ablöselinien liegen und einen grossen Kühlungsbedarf haben.
  • Wie bereits erwähnt muss hierzu die über die Ausblaseöffnungen eingebrachte Kühlluft über die Wirbel der sog. Sekundärströmung hinweg transportiert werden. In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, dass unabhängig von der speziellen Geometrie des Schaufelkanales sowie spezieller Randbedingungen eine Kühlluft-Ausblasung nahe der Saugseite der Turbinenschaufel nicht zur Kühlung der Plattform stromab der Ablöselinien beiträgt. Lediglich eine Ausblasung im Bereich der Druckseite der Turbinenschaufel kann deren Plattform stromab der Ablöselinien kühlen. Deshalb wird vorgeschlagen, die Kühlluftausblasung stromauf der dreidimensionalen Ablöselinien nahe der Schaufel-Druckseite durchzuführen. Auf diese Weise kann die dreidimensionale Heissgasströmung zum Transport der Kühlluft benutzt werden, was ein wesentliches Kennzeichen der sog. "Ballistischen Kühlung" ist.
  • Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die beigefügte 1 in einer (der bereits erläuterten 4 analogen) Prinzipdarstellung zwei Turbinen-Leitschaufeln mit zugeordneter Plattform unter Angabe des Ortes zweier Gruppen von Kühlluft- Ausblaseöffnungen, während in 2 ein Längsschnitt durch die diesen Turbinen-Leitschaufeln vorgeordnete Brennkammer-Austrittswand dargestellt ist.
  • 3 zeigt die Ansicht X aus 2 auf die dem Brennkammer-Austritt nachgeordneten Turbinen-Leitschaufeln mit zugeordneten Plattformen, wobei die Lage der Kühlluft-Ausblaseöffnungen kenntlich gemacht ist.
  • Mit der Bezugsziffer 1a ist somit abermals eine erste Turbinen-Leitschaufel und mit der Bezugsziffer 1b eine zweite, der ersten benachbarte Turbinen-Leitschaufel bezeichnet, die in üblicher Weise stromab der Austrittsöffnung 3 einer ringförmigen Gasturbinen-Brennkammer 4 zusammen mit einer Vielzahl weiterer nicht gezeigter Turbinen-Leitschaufeln bezüglich der Turbinen-Längsachse 5 über dem Umfang (in Umfangsrichtung 13) verteilt angeordnet sind. Wie bei einer Gasturbinen-Brennkammer nachgeschalteten Turbinen-Leitschaufeln üblich, weisen diese Turbinen-Leitschaufeln 1a, 1b sog. Plattformen 2, 2' auf, zwischen denen sie gehalten sind. Deren stromaufwärtige Vorderkante trägt (analog 4) die Bezugsziffer 17.
  • Wie eingangs bereits erläutert, müssen die der zwischen den Turbinen- Leitschaufeln 1a, 1b hindurchgeführten Heissgasströmung ausgesetzten Oberflächen der Plattformen 2, 2' gekühlt werden, wozu Kühlluft über stromauf der Leitschaufeln 1a, 1b bzw. stromauf deren Anströmkante 6 vorgesehene Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 in die Heissgasströmung eingeleitet wird. Die Einleitung von Kühlluft in die Heissgasströmung erfolgt dabei derart, dass die zugeführte Kühlluft in diejenigen Regionen der Heissgasströmung eingebracht wird, welche (dann zusammen mit der Kühlluft) bedingt durch die Sekundärströmung stromab der dreidimensionalen Ablöselinien 14 (diese sind der Übersichtlichkeit halber nur in 4, nicht jedoch in 1 dargestellt, liegen dabei jedoch analog) auf die Oberflächen der Plattformen 2, 2' auftreffen, und zwar in dem mit der Bezugsziffer 16 (analog 4) bezeichneten Gebiet. Dies ist das Wesen der sog. "Ballistischen Kühlung", nämlich dass die Heissgasströmung die eingebrachte Kühlluft über die Wirbel der Sekundärströmung transportiert und im Gebiet 16 ablegt.
  • Eine mögliche Anordnung der Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 zur Erzielung der beschriebenen Effekte zeigt 2. Demnach sind in der inneren sowie in der äusseren Brennkammer-Austrittswand 8 kurz stromauf der Austrittsöffnung 3 Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 unter einer derartigen Neigung gegenüber der gemäss Pfeil X geführten Heissgasströmung vorgesehen, dass die aussenseitig an der Brennkammer 4 bzw. an deren Austrittswand 8 vorbeigeführte und über die Ausblaseöffnungen 7 in die Heissgasströmung gelangenden Kühlluft-Teilströme in gewünschter Weise stromab der 3D-Ablöselinien 14 (vgl. abermals 4) auf den äusseren und inneren Plattformen 2, 2' der Turbinen-Leitschaufeln auftreffen, und zwar in dem Gebiet 16.
  • In einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform der Erfindung können sich die Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 in den Plattformen 2, 2' selbst befinden, und zwar stromauf der Turbinen-Leitschaufeln 1a, 1b bzw. stromauf von deren Anströmkanten 6 (nämlich im in 4 mit der Bezugsziffer 15 bezeichneten Gebiet), so wie dies in der eingangs genannten EP 0 615 055 B1 gezeigt ist.
  • Wie aus den 1, 3 hervorgeht, sind die Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 in Umfangsrichtung 13 nicht gleichmässig über dem Umfang (bezogen auf die Turbinen-Längsachse 5) verteilt angeordnet. Dabei sind in 3 anstelle der Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 lediglich deren Zentralachsen dargestellt, jedoch werden diese der Einfachheit weiterhin mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet.
  • Auch ist in der Darstellung nach 3 die sog. Leitschaufel-Anströmkante 6 balkenförmig dargestellt, da unter Berücksichtigung der tatsächlichen Strömungsverhältnisse diese Anströmkante 6 in ihrer Lage in Umfangsrichtung 13 geringfügig variieren kann.
  • Die Anordnung der Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 ist nun derart getroffen, dass mehrere relativ nahe beieinander liegende Kühlluft-Ausblaseöffnungen jeweils zu einer sog. Gruppe 7' von Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 zusammengefasst sind, wobei in Bezug auf eine von der Leitschaufel-Anströmkante 6 parallel zur Turbinen-Längsachse 5 verlaufende Referenzlinie 9 sich diese Gruppe 7 von dieser Referenzlinie 9 in Richtung der Druckseite 10 der entsprechenden Leitschaufel 1a bzw. 1b erstreckt.
  • Wie dem Fachmann bekannt ist, weist eine Turbinen-Leitschaufel 1a, 1b bezüglich der zwischen einander benachbarten Leitschaufeln 1a, 1b hindurchgeführten Heissgasströmung nämlich eine Druckseite 10 sowie eine Saugseite 11 auf. Mit der vorliegenden Erfindung wurde nun erkannt, dass bei einer Kühlluftausblasung stromauf der 3D-Ablöselinien 14 (vgl. 4) auf den Plattformen 2, 2' lediglich die nahe der Schaufel-Druckseite 10 ausgeblasene und somit in die Heissgasströmung eingebrachte Kühlluft die Chance hat, die hinter den 3D-Ablöselinien 14 liegenden Plattformregionen, nämlich das auch in 4 mit der Bezugsziffer 16 bezeichnete Gebiet unter Anwendung der sog. "Ballistischen Kühlung" zu kühlen.
  • Hingegen würde ein Anteil der Kühlluft, der nahe der Schaufel-Saugseite 11 ausgeblasen würde, von den Wirbeln der Sekundärströmung erfasst und in der Hauptströmung verbleiben, so dass dieser Kühlluft-Anteil nicht zur Plattformkühlung beitragen kann. Demzufolge wird auf eine Ausblasung und Einbringung eines solchen unnützen Kühlluftanteiles verzichtet. Daher sind (vgl. die Darstellung nach 1, 3) in einem sog. Abschnitt 12, der sich zwischen der ersten Leitschaufel 1a zugeordneten Gruppe 7' von Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 und der zweiten Leitschaufel 1b zugeordneten Gruppe 7' von Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 befindet, überhaupt keine Kühlluft- Ausblaseöffnungen 7 vorgesehen. Dieser sich in Umfangsrichtung 13 über ein gewisses Winkelsegment erstreckende Abschnitt 12 liegt dabei in Richtung der Turbinen-Längsachse 5 betrachtet stromauf der Saugseite 11 der jeweiligen Turbinen-Leitschaufel 1a bzw. 1b.
  • Sind die Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 bzw. die Gruppen 7' derselben wie in 2 gezeigt in der Brennkammer-Austrittswand 8 vorgesehen, so handelt es sich bei den Abschnitten 12 ohne Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 um sich in Umfangsrichtung 13 erstreckende Abschnitte bzw. Segmente der Brennkammer-Austrittswand 8. Sind hingegen (wie oben bereits kurz erwähnt) die Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 bzw. die Gruppen 7' derselben direkt in der oder den Plattformen 2, 2' vorgesehen, so sind diese Abschnitte 12 ohne Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 bezüglich der Plattform 2, 2' – jeweils in Umfangsrichtung 13 betrachtet – zu definieren.
  • Wie in den 1, 3 gezeigt, misst dieser keine Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 aufweisende Abschnitt 12 der Brennkammer-Austrittswand 8 oder der Plattform 2, 2' in Gasturbinen-Umfangsrichtung 13 im wesentlichen 50% des Abstandes zwischen den Anströmkanten 6 einander benachbarter Leitschaufeln 1a, 1b, jedoch kann dieser Abschnitt 12 auch geringfügig grösser oder kleiner sein als gezeigt. Darüber hinaus kann die in der Figurendarstellung nach 1 erste linksseitige Kühlluft-Ausblaseöffnung 7 auch bezüglich der Referenzlinie 9 geringfügig anders, nämlich etwas weiter links oder etwas weiter rechts als gezeigt liegen. Ferner können die einzelnen Kühlluft- Ausblaseöffnungen 7 einer Gruppe 7' auch anders als hier gezeigt, nämlich auch anders als in zwei Reihen angeordnet sein. Daneben sind selbstverständlich eine Vielzahl weiterer Abwandlungen von den gezeigten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
  • Stets erhält man mit der beschriebenen Anordnung von Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 eine gegenüber dem bekannten Stand der Technik deutlich verbesserte Kühlung der Plattformen 2, 2' der Turbinen-Leitschaufeln 1a, 1b, wobei die Verbesserung darin liegt, dass der eingebrachte Kühlluftstrom im wesentlichen vollständig zu Kühlzwecken genutzt wird. Im konkreten Ausführungsbeispiel sind dabei in Umfangsrichtung 13 betrachtet nur halb so viele Kühlluft-Ausblaseöffnungen 7 erforderlich als im bekannten Stand der Technik. Darüber hinaus erfahren genau diejenigen Regionen der Plattformen 2, 2' eine bestmögliche Kühlung, die den höchsten Kühlungsbedarf aufweisen, nämlich die Gebiete 16, und zwar unter Nutzung der bereits mehrfach genannten "Ballistischen Kühlung".
  • 1a
    (erste) Turbinen-Leitschaufel
    1b
    (zweite, benachbarte) Turbinen-Leitschaufel
    2
    (innere) Plattform von 1a, 1b
    2'
    (äussere) Plattform von 1a, 1b
    3
    Austrittsöffnung von 4
    4
    ringförmige Gasturbinen-Brennkammer
    5
    Turbinen-Längsachse
    6
    Leitschaufel-Anströmkante
    7
    Kühlluft-Ausblaseöffnung
    7'
    Gruppe von Kühlluft-Ausblaseöffnungen
    8
    Brennkammer-Austrittswand
    9
    Referenzlinie
    10
    Druckseite von 1a, 1b
    11
    Saugseite von 1a, 1b
    12
    Abschnitt ohne Kühlluft-Ausblaseöffnungen
    13
    Umfangsrichtung
    14
    3D-Ablöselinie(n)
    15
    Gebiet auf Oberfläche von 2 stromauf von 14
    16
    Gebiet auf Oberfläche von 2 stromab von 14
    17
    Plattform-Vorderkante

Claims (2)

  1. Anordnung zur Kühlung der Plattformen von Leitschaufeln (1a, 1b) einer Gasturbine mit in den Brennkammer-Austrittswänden (8) einer ringförmigen Gasturbinen-Brennkammer (4) oder in den Plattformen (2, 2') stromauf der Leitschaufel-Anströmkante (6) vorgesehenen Kühlluft-Ausblaseöffnungen (7), die so angeordnet sind, dass – die Kühlluft mit der Heißgasströmung bei relativ steilem Ausblasewinkel zu den Austrittswänden (8) oder Plattformen (2, 2') mit hohen Impulsverhältnissen bezüglich der Anströmung in die Kanalströmung hinein als ballistische Kühlung über die Wirbel der Sekundärströmung (14) hinweg in das Gebiet (16) auf die Oberflächen der Plattformen (2, 2') stromab transportiert wird; und – die Kühlluft-Ausblaseöffnungen (7) eine jeder Leitschaufel (1a, 1b) zugeordnete, in Turbinenumfangsrichtung in der Länge begrenzte Gruppe (7') bilden, die sich im Wesentlichen von einer durch die Leitschaufel-Anströmkante (6) bestimmten, parallel zur Turbinen-Längsachse (5) verlaufenden Referenzlinie (9) in Richtung der Druckseite (10) der Leitschaufeln (1a, 1b) erstreckt, während der verbleibende Abschnitt (12) der Brennkammer-Austrittswand (8) oder Plattformen (2, 2') bis zur Referenzlinie (9) der jeweils benachbarten Leitschaufel frei von Kühlluft-Ausblaseöffnungen (7) ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Länge des von Kühlluft-Ausblasebohrungen (7) freien Abschnitts (12) etwa 50 % des Abstandes zwischen benachbarten Referenzlinien (9) beträgt.
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