DE19860788A1

DE19860788A1 - Coolable blade for a gas turbine

Info

Publication number: DE19860788A1
Application number: DE19860788A
Authority: DE
Inventors: Alexander Beeck; Bernhard Bonhoff; Rainer Conzelmann; Mark Mccarthy; Kenneth Hall
Original assignee: ABB Alstom Power Switzerland Ltd
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2000-07-06
Also published as: EP1016773B1; EP1016773A3; EP1016773A2; DE59912356D1

Abstract

Kühlbare Schaufel für eine Gasturbine oder dergleichen, mit einem Schaufelblatt (10), das aus einer saugseitigen Wand (12) und einer druckseitigen Wand (14) aufgebaut ist, welche unter Bildung eines Hohlraumes (20) über eine Vorderkante (16) und eine Hinterkante (18) verbunden sind, einem Schaufelfuß (30), einer Schaufelwurzel (40) als Übergangsbereich zwischen dem Schaufelblatt (10) und dem Schaufelfuß (30), wenigstens einem Kühlkanal (20), der im Hohlraum (20) integriert und von einem Kühlmedium (K) durchströmbar ist, sowie Ausblasöffnungen für das Kühlmedium (K), die ausgehend von einer Eintrittsebene (56) am Hohlraum durchgehend zu einer Austrittsebene (58) im Bereich der Hinterkante (18) angeordnet sind, wobei zumindest im Bereich der Hinterkante (18) die Schaufelwurzel (40) einen konkav gekrümmten Konturverlauf aufweist und eine der Ausblasöffnungen als Ausblasschlitz (50) an der Schaufelwurzel (40) angeordnet ist, der sich in der Austrittsebene (58) der Hinterkante (18) in radialer Richtung (r) zumindest über den gesamten Bereich der Schaufelwurzel (40) erstreckt und dessen Querschnittsform zumindest in der Austrittsebene (58) dem Konturverlauf der Schaufelwurzel (40) soweit folgt, dass Wandabschnitte (42) mit angenähert konstanter Wanddicke (d) entstehen.Coolable blade for a gas turbine or the like, with a blade (10), which is constructed from a suction-side wall (12) and a pressure-side wall (14), which forms a cavity (20) over a leading edge (16) and a trailing edge (18) are connected, a blade root (30), a blade root (40) as a transition region between the airfoil (10) and the blade root (30), at least one cooling channel (20) integrated in the cavity (20) and by a cooling medium (K) can be flowed through, as well as blow-out openings for the cooling medium (K), which, starting from an inlet plane (56) on the cavity, are arranged continuously to an outlet plane (58) in the region of the rear edge (18), at least in the region of the rear edge (18 ) the blade root (40) has a concavely curved contour and one of the blow-out openings is arranged as a blow-out slot (50) on the blade root (40), which is located in the exit plane (58) of the trailing edge (18) extends in the radial direction (r) at least over the entire area of the blade root (40) and its cross-sectional shape at least in the exit plane (58) follows the contour of the blade root (40) to such an extent that wall sections (42) have an approximately constant wall thickness ( d) arise.

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft eine kühlbare Schaufel für eine Gasturbine oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a coolable blade for a gas turbine or the like according to the preamble of claim 1.

State of the art

Eine derartige Schaufel ist beispielsweise aus der US 5,498,133 bekannt, von der die Erfindung ausgeht. Sie ist im Wesentlichen aus einem Schaufelblatt, einem Schaufelfuß sowie einer Schaufelwurzel aufgebaut. Das Schaufelblatt weist eine saugseitige und eine druckseitige Wand auf, die über eine Vorder- und eine Hin terkante miteinander verbunden sind. Die Wände definieren die Profilform und schließen innerhalb einen Hohlraum ein, der zu Kühlzwecken genutzt wird. Hierzu ist zumindest ein Kühlkanal integriert, der von einem Kühlmedium, in der Regel von Luft, durchströmt wird. In den Wänden, und insbesondere auch im Bereich der Hinterkante sind Ausblasöffnungen in Form von Durchgangsbohrungen vor handen, über die ausgehend vom Kühlkanal das Kühlmedium austreten kann.Such a blade is known, for example, from US Pat. No. 5,498,133 the invention is based. It is essentially one shovel blade, one Blade base and a blade root built. The airfoil has one suction-side and a pressure-side wall, which have a front and a back edge are interconnected. The walls define the profile shape and enclose within a cavity that is used for cooling purposes. For this At least one cooling channel is integrated, which is usually from a cooling medium air is flowing through. In the walls, and especially in the area The trailing edge has blow-out openings in the form of through holes act through which the cooling medium can escape from the cooling channel.

Mit einem derartigen Kühlkonzept gelingt es, die Schaufel dem Grunde nach aus reichend zu kühlen und damit die konzipierte Lebensdauer zu erreichen. Die Aus blasöffnungen im Bereich der Hinterkante sind gebohrt, gegossen, erodiert, geätzt oder in anderer Art und Weise hergestellt und durchsetzen den Wandabschnitt vom Kühlkanal zur Außenoberfläche. Das Kühlmedium reduziert die Wandtempe ratur durch Wärmeleitung und verbessert hierdurch die Bauteillebensdauer.With such a cooling concept, it is possible to basically remove the blade sufficient cooling and thus to achieve the designed service life. The out Blow openings in the area of the rear edge are drilled, cast, eroded, etched or produced in another way and penetrate the wall section from the cooling channel to the outer surface. The cooling medium reduces the wall temperature by heat conduction and thereby improves the component life.

Besonders kritisch im Hinblick auf die konzipierte Lebensdauer erweist sich der Übergang vom Schaufelblatt zum Schaufelfuß, das heißt die Schaufelwurzel. Dies ist die Folge hoher thermischer und mechanischer Belastung, die einerseits durch die hohe Temperaturdifferenz zwischen dem stark gekühlten Schaufelblatt und dem heißen Schaufelfuß auftritt. Andererseits werden auch an dieser Stelle die Zentrifugal- und Biegebeanspruchungen vom Schaufelblatt auf den Schaufelfuß übertragen. Ganz besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang der Hinterkan tenbereich der Schaufelwurzel, der sich oftmals als der die Lebensdauer limitie rende Bereich der Schaufel erweist. Trotz der Absenkung der Wandtemperaturen führt das Einbringen von Ausblasöffnungen im Bereich der Hinterkante zu einer Vergrößerung der Beanspruchung.The proves to be particularly critical with regard to the designed service life Transition from the airfoil to the airfoil, i.e. the airfoil root. This is the result of high thermal and mechanical stress caused by the high temperature difference between the strongly cooled airfoil and the hot blade root occurs. On the other hand, the Centrifugal and bending loads from the airfoil to the airfoil transfer. The Hinterkan is particularly critical in this context area of the blade root, which often limits itself as the lifespan area of the shovel proves. Despite the reduction in wall temperatures leads to the creation of blow-out openings in the area of the rear edge Increase in stress.

Presentation of the invention

Die Erfindung versucht, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine kühlbare Schaufel für eine Gasturbine oder dergleichen der eingangs genannten Art anzugeben, die eine erhöhte Lebensdauer aufweist und mit der es gelingt, insbesondere die mechanischen und thermischen Bela stungen im Hinterkantenbereich der Schaufelwurzel abzusenken.The invention tries to avoid the disadvantages described. You are the Task based on a coolable blade for a gas turbine or the like of the type mentioned at the outset, which has an increased service life and with which it succeeds, in particular the mechanical and thermal bela the lower edge of the blade root.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass bei einer kühlbaren Schaufel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die Schaufelwurzel zumindest im Be reich der Hinterkante einen konkav gekrümmten Konturverlauf aufweist und eine der Ausblasöffnungen als Ausblasschlitz an der Schaufelwurzel angeordnet ist. Der Ausblasschlitz erstreckt sich in der Austrittsebene an der Hinterkante in radia ler Richtung zumindest über den gesamten Bereich der Schaufelwurzel und be sitzt eine Querschnittsform, die zumindest in der Austrittsebene dem Konturverlauf der Schaufelwurzel soweit folgt, dass Wandabschnitte mit angenähert konstanter Wanddicke entstehen.According to the invention, this is achieved in that with a coolable blade according to the preamble of claim 1, the blade root at least in loading the rear edge has a concavely curved contour and one the blow-out openings are arranged as blow-out slots on the blade root. The outlet slot extends in the exit plane at the rear edge in radia ler direction at least over the entire area of the blade root and be sits a cross-sectional shape that at least in the exit plane of the contour the blade root follows so far that wall sections with approximately constant Wall thickness arise.

Konkret wird damit die Zielsetzung verfolgt, einerseits die Temperaturbelastung an dieser kritischen Stelle und damit die Wandtemperatur abzusenken. Andererseits wird durch die Anpassung des Konturverlaufs ein Abbau der Spannungskonzen tration in Folge Kerbwirkung vermieden, die ansonsten die Vorteile in Verbindung mit der verringerten Temperatur zunichte machen würde. Somit gelingt es, die mechanischen und thermischen Belastungen in dem besonders gefährdeten Be reich zu reduzieren und damit die Lebensdauer zu erhöhen.Specifically, the objective is pursued, on the one hand, the temperature load this critical point and thus lower the wall temperature. On the other hand the tension concentration is reduced by adapting the contour Tration avoided as a result of notch effect, which otherwise combined the advantages would nullify with the reduced temperature. Thus, the mechanical and thermal loads in the particularly endangered Be reduce richly and thus increase the service life.

Verschiedene weitere Maßnahmen sind darauf gerichtet, die mechanischen Span nungen infolge der Kerbwirkung durch eine Anpassung der Geometrie des Aus blasschlitzes weiter abzusenken. Various other measures are aimed at the mechanical chip openings due to the notch effect by adapting the geometry of the Aus to further lower the blow slot.

Dies gelingt beispielsweise dadurch, dass der Ausblasschlitz einen dem Schaufel blatt zugeordneten Radialabschnitt mit konstanter Breite aufweist, der in einen der Schaufelwurzel zugeordneten Radialabschnitt kontinuierlich übergeht, welcher die Grundform eines gleichschenkligen Dreiecks mit konkav gekrümmten Schenkeln besitzt. Im Bereich der Hinterkante entsteht dadurch zu beiden Seiten des Aus blasschlitzes hin ein Wandabschnitt konstanter Breite, der sich ausgehend vom Bereich des Schaufelblattes in den kritischen Bereich der Schaufelwurzel hinein kontinuierlich erstreckt. Die mechanische Belastung kann in diesem Bereich opti mal abgefangen werden.This is achieved, for example, in that the blow-out slot fits the blade Radial section assigned with constant width, which in one of the Radial section associated with the blade root merges continuously, which is the Basic shape of an isosceles triangle with concavely curved legs owns. In the area of the trailing edge, this creates out of both sides pale slit towards a wall section of constant width, starting from the Area of the airfoil into the critical area of the airfoil root extends continuously. The mechanical load can opti times to be intercepted.

Besonders günstig in diesem Sinne ist die Wahl einer birnenförmigen Quer schnittsform, da hierdurch im radial innenliegenden Bereich, also zwischen der Schaufelwurzel und dem Schaufelfuß ein abgerundeter Übergang ohne Kontur sprünge, und damit ohne Kerbwirkung, möglich wird.In this sense, the choice of a pear-shaped cross is particularly favorable sectional shape, as a result of this in the radially inner area, ie between the Blade root and the blade root a rounded transition without a contour cracks, and thus without a notch effect, is possible.

Die vorstehend beschriebenen Ausblasschlitze lassen sich hinsichtlich ihrer exak ten Anordnung und Formgebung für vorgegebene stationäre Betriebszustände der Gasturbine derart optimieren, dass die außen auf die Schaufelwurzel einwirken den Zugspannungen durch die von innen über den Ausblasschlitz infolge des Temperaturgradienten bewirkten Druckspannungen weitgehend kompensiert wer den. Die Folge davon ist eine reduzierte Belastung an der äußeren Oberfläche der Schaufelwurzel, die durch die entsprechende Konturierung des unteren, radial innenliegenden Bereichs gegeben ist.The blow-out slots described above can be exact in terms of their arrangement and shape for given stationary operating conditions of the Optimize the gas turbine so that it acts on the outside of the blade root the tensile stresses from the inside through the exhaust slot as a result of Pressure gradients largely compensate for temperature gradients the. The consequence of this is a reduced load on the outer surface of the Blade root, through the appropriate contouring of the lower, radial inside area is given.

In diesem Sinne ist es optimal, wenn sich der Ausblasschlitz in radialer Richtung nach oben hin in den Bereich des Schaufelblattes und nach unten hin in den Be reich des Schaufelfußes hinein erstreckt.In this sense, it is optimal if the blow-out slot is in the radial direction up in the area of the airfoil and down in the Be extends into the blade root.

Weitere Optimierungsalternativen ergeben sich durch eine entsprechende Wahl des Querschnittsverlaufs in Strömungsrichtung des Kühlmediums.A corresponding choice results in further optimization alternatives of the cross-sectional profile in the flow direction of the cooling medium.

Eine erste Variante besteht darin, die Querschnittsform des Ausblasschlitzes durchgehend zwischen der Eintrittsebene am Kühlkanal und der Austrittsebene an der Oberfläche der Schaufelspitze beizubehalten. Diese Form ermöglicht eine ma ximale Kühlwirkung und minimiert die mechanische Spannungskonzentration im Bereich der Schaufelwandung. A first variant is the cross-sectional shape of the blow-out slot continuously between the entry level at the cooling channel and the exit level to maintain the surface of the blade tip. This shape allows a ma maximum cooling effect and minimizes the mechanical stress concentration in the Area of the blade wall.

Eine zweite Option besteht darin, in der Eintrittsebene am Kühlkanal die Form ei nes radial verlaufenden Längsschlitzes vorzusehen, die sich in Strömungsrichtung des Kühlmediums kontinuierlich erweitert und in die spezielle Querschnittsform in der Austrittsebene übergeht. Die radiale Erstreckung (Länge) kann hierbei kon stant gehalten werden, wohingegen die Breite des Schlitzes kontinuierlich auf die Schlitzgeometrie in der Austrittsebene übergeht. Diese Variante zeichnet sich durch einen geringeren Verbrauch an Kühlmedium aus und vermeidet Span nungsspitzen in der Eintrittsebene am Kühlkanal.A second option is to shape the egg in the entry level on the cooling channel Provide radially extending longitudinal slot, which is in the direction of flow of the cooling medium continuously expanded and in the special cross-sectional shape in passes the exit level. The radial extension (length) can be con be kept constant, whereas the width of the slot continuously on the Slot geometry in the exit plane merges. This variant stands out due to a lower consumption of cooling medium and avoids chip peaks in the entry level on the cooling channel.

Strömungstechnisch besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ausblasschlitz in Strö mungsrichtung des Kühlmediums radial ansteigend verläuft. Das Kühlmedium wird somit unter einem bevorzugt spitzen Winkel in Bezug auf die Horizontalebene ausgeblasen und auf die Haupt-Heißgasströmung hin ausgerichtet.From a fluidic point of view, it is particularly advantageous if the outlet slot in Strö direction of the cooling medium is radially increasing. The cooling medium is thus at a preferably acute angle with respect to the horizontal plane blown out and aligned with the main hot gas flow.

Neben den geschilderten Vorteilen führt die Konturierung der Schaufelwurzel in Verbindung mit dem Ausblasschlitz zu einer verbesserten Zugänglichkeit des in nerhalb des Schaufelblattes gebildeten Hohlraums. Dieser Aspekt gewinnt speziell bei einem Einsatz der Gasturbine in Regionen mit hoher Staubbelastung eine ent scheidende Rolle, da dort der Hohlraum in gewissen Abständen gespült werden muss.In addition to the advantages described, the contouring of the blade root leads to Connection with the outlet slot for improved accessibility of the in cavity formed within the airfoil. This aspect wins in particular If the gas turbine is used in regions with high dust levels, this ent outgoing role, since there the cavity is flushed at certain intervals got to.

Es versteht sich von selbst, dass sich die erfindungsgemäße Kühlschaufel nicht nur als Stator-, sondern auch als Rotorschaufel einsetzen lässt. Auch ist es mög lich, den Ausblasschlitz in radialer Richtung durchgehend über die gesamte Hin terkante zu erstrecken und damit eine Vielzahl einzelner Kühlbohrungen in diesem Bereich zu ersetzen. Diese Variante hat herstellungstechnische Vorteile und führt zusätzlich zu einer in radialer Richtung betrachtet ideal gleichmäßigen Ausprä gung der Kühlluftströmung an der Hinterkante.It goes without saying that the cooling blade according to the invention is not can only be used as a stator, but also as a rotor blade. It is also possible Lich, the exhaust slot in the radial direction throughout the entire way To extend the edge and thus a variety of individual cooling holes in this Area to replace. This variant has manufacturing advantages and leads in addition to an ideally uniform expression when viewed in the radial direction cooling air flow at the rear edge.

Brief description of the drawing

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 Schaufel in Schnittdarstellung; Fig. 1 blade in sectional view;

Fig. 2 Schaufel gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von links, vergrößerte Teilansicht; FIG. 2 blade according to FIG. 1 in a view from the left, enlarged partial view;

Fig. 3 Ausblasschlitz in perspektivischer Darstellung; Fig. 3 blow-out slot in a perspective view;

Fig. 4 Ausblasschlitz in perspektivischer Darstellung, Variante zu dem Ausblasschlitz gemäß Fig. 3. Fig. 4 blow-out slot in a perspective view variant of the blow-out slot in FIG. 3.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.Only the elements essential for understanding the invention are shown.

Way of carrying out the invention

Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen kühlbaren Schaufel 1 ergibt sich insbesondere aus den Fig. 1 und 2. Die Schaufel 1 weist ein Schaufelblatt 10 und einen Schaufelfuß 30 auf, wobei als Übergangsbereich zwischen dem Schau felblatt 10 und dem Schaufelfuß 30 eine Schaufelwurzel 40 gebildet ist.The basic construction of the coolable blade 1 according to the invention results in particular from FIGS. 1 and 2. The blade 1 comprises a blade 10 and a blade root 30, wherein a transition region between the scene felblatt 10 and the blade 30 is a blade root 40 is formed.

Das Schaufelblatt 10 ist aus einer saugseitigen Wand 12 und einer druckseitigen Wand 14 aufgebaut, die jeweils gegenüberliegend über eine Vorderkante 16 und eine Hinterkante 18 miteinander verbunden sind. Zwischen der saugseitigen Wand 12 und der druckseitigen Wand 14 entsteht somit ein Hohlraum 20, der sich durchgehend in radialer Richtung r vom Schaufelblatt 10 in den Schaufelfuß 30 hinein erstreckt.The airfoil 10 is constructed from a suction-side wall 12 and a pressure-side wall 14 , which are connected to each other opposite each other via a front edge 16 and a rear edge 18 . Between the suction-side wall 12 and the pressure-side wall 14 there is thus a cavity 20 which extends continuously in the radial direction r from the airfoil 10 into the blade root 30 .

Der Hohlraum 20 wird von einem Kühlmedium K durchströmt, das über den Be reich des Schaufelfußes 30 zugeführt, im Bereich des Schaufelblattes 10 mäan derförmig mehrfach umgelenkt und über Ausblasöffnungen in Form von Durch gangsbohrungen 60 und einem Ausblasschlitz 50 ausgeblasen wird. Als Kühlme dium K wird in der Regel Luft verwendet, die aus der hier nicht dargestellten Ver dichterstufe abgezweigt wird. The cavity 20 is flowed through by a cooling medium K, that on the loading area of the blade root 30 supplied mäan deflected derförmig several times in the region of the blade 10 and is blown out through blow-out openings in the form of through holes 60 and a blow-out slot 50th Air is usually used as the cooling medium K, which is branched off from the compressor stage (not shown here).

Die Schaufelwurzel 40 weist im Bereich der Hinterkante 18 einen konkav ge krümmten Konturverlauf auf, so dass ein kontinuierlicher Übergang ohne Krüm mungssprung vom Schaufelblatt 10 in den Schaufelfuß 30 realisiert ist.The blade root 40 has in the area of the trailing edge 18 a concave curved contour, so that a continuous transition without a jump in curvature from the blade 10 in the blade root 30 is realized.

Im Bereich der Schaufelwurzel 40 ist der Ausblasschlitz 50 angeordnet, der sich durchgehend zwischen einer Eintrittsebene 56 am Hohlraum 20 und einer Aus trittsebene 58 an der Hinterkante 18 erstreckt. Im Bereich der Schaufelwurzel 40 besitzt er in der Austrittsebene 58 eine Querschnittsform, die dem äußeren Kon turverlauf der Schaufel 40 soweit folgt, dass zu beiden Seiten hin Wandabschnitte 42 mit angenähert konstanter Wanddicke d entstehen.In the region of the blade root 40 , the blow-out slot 50 is arranged, which extends continuously between an entry plane 56 on the cavity 20 and an exit plane 58 on the trailing edge 18 . In the region of the blade root 40, it has a cross-sectional shape which follows the outer extent Kon turverlauf the blade 40 that caused d to both sides wall portions 42 with an approximately constant wall thickness in the exit plane of the 58th

Der Ausblasschlitz 50 geht nach oben hin in einen Radialabschnitt 52 über, der nach Art eines Längsschlitzes eine konstante Breite b aufweist. Die Breite b ist derart gewählt, dass auch in diesem Radialabschnitt 52 eine konstante Wanddicke d erhalten bleibt. In einem Radialabschnitt 53, der der Schaufelwurzel 40 zu geordnet ist, besitzt der Ausblasschlitz 50 die Grundform eines gleichschenkli gen Dreiecks mit konkav gekrümmten Schenkeln.The blow-out slot 50 merges upwards into a radial section 52 , which has a constant width b in the manner of a longitudinal slot. The width b is selected such that a constant wall thickness d is also maintained in this radial section 52 . In a radial section 53 , which is assigned to the blade root 40 , the blow-out slot 50 has the basic shape of an isosceles triangle with concavely curved legs.

Nach unten hin, das heißt in Richtung auf einen Radialabschnitt 54, der dem Schaufelfuß 30 zugeordnet ist, weicht der Konturverlauf des Ausblasschlitzes 50 zurück, wobei eine birnenförmige Querschnittsform entsteht. Im Bereich der Schaufelwurzel 40 wird hierbei die maximale Breite B erreicht.At the bottom, that is, in the direction of a radial section 54 , which is assigned to the blade root 30 , the contour of the blow-out slot 50 recedes, a pear-shaped cross-sectional shape being produced. The maximum width B is reached in the area of the blade root 40 .

Der Ausblasschlitz 50 deckt somit den gesamten Bereich der Schaufelwurzel 40 ab und ragt in die beiden benachbarten Bereiche des Schaufelblattes 10 und der Schaufelwurzel 30 hinein. Die Querschnittsform in Verbindung mit dem gewählten Konturverlauf der Schaufelwurzel 40 verhindert Kerbspannungen in diesem an sich kritischen Bereich und ermöglicht gleichzeitig eine effektive Kühlung.The blowout slot 50 thus covers the entire area of the blade root 40 and protrudes into the two adjacent areas of the airfoil 10 and the blade root 30 . The cross-sectional shape in connection with the selected contour of the blade root 40 prevents notch stresses in this critical area and at the same time enables effective cooling.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei Varianten eines möglichen Querschnittsverlaufes zwischen der Eintrittsebene 56 am Hohlraum 20 und der Austrittsebene 58 an der Hinterkante 18 angedeutet.In FIGS. 3 and 4 show two variants of a possible cross-section curve between the entrance plane 56 at the cavity 20 and the exit plane 58 are indicated at the trailing edge 18.

Die erste Variante gemäß Fig. 3 weist eine durchgehende, konstante Quer schnittsform auf. Sie ermöglicht einen hohen Durchsatz an Kühlmedium, so dass die Kühlwirkung an der Hinterkante 18 maximal eingestellt werden kann. The first variant according to FIG. 3 has a continuous, constant cross-sectional shape. It enables a high throughput of cooling medium, so that the cooling effect on the rear edge 18 can be set to a maximum.

Die in Fig. 4 dargestellte Variante hat einen in Strömungsrichtung des Kühlmedi ums K sich kontinuierlich ändernden Querschnitt. An der Eintrittsebene 56 ist ein durchgehender Längsschlitz konstanter Breite vorhanden, der sich zur Austritts ebene 58 hin erweitert und dort die birnenförmige Querschnittsform erreicht. Diese Variante hat den Vorteil eines geringeren Verbrauchs an Kühlmedium K.The variant shown in FIG. 4 has a cross section which changes continuously in the flow direction of the cooling medium around K. At the entry plane 56 there is a continuous longitudinal slot of constant width, which widens towards the exit plane 58 and reaches the pear-shaped cross-sectional shape there. This variant has the advantage of lower consumption of cooling medium K.

Eine optimale Einleitung des Kühlmediums K in den hier nicht näher dargestellten Heißgasstrom ergibt sich dann, wenn der Ausblasschlitz 50 zwischen der Eintritts ebene 56 und der Austrittsebene 58 radial ansteigend verläuft, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.An optimal introduction of the cooling medium K into the hot gas flow, not shown here, is obtained when the blow-out slot 50 extends radially increasing between the inlet plane 56 and the outlet plane 58 , as is indicated in FIG. 1.

Das vorstehend beschriebene Kühlkonzept eignet sich für Anwendungen bei Leit- und Laufschaufeln gleichermaßen gut. Die dem äußeren Konturverlauf der Schau felwurzel angenäherte Verlauf der Querschnittsgeometrie des Ausblaseschlitzes ermöglicht die wirksame Reduzierung der Materialbeanspruchung im besonders kritischen Bereich der Hinterkante, wodurch sich die Lebensdauer der Schaufel insgesamt erheblich steigern lässt. The cooling concept described above is suitable for applications in control and blades equally well. The outer contour of the show approximate course of the cross-sectional geometry of the blow-out slot enables the effective reduction of material stress in particular critical area of the trailing edge, increasing the lifespan of the bucket can be increased significantly overall.

Reference list

11

Schaufel
shovel

1010th

Schaufelblatt
Airfoil

1212th

saugseitige Wand
suction side wall

1414

druckseitige Wand
pressure side wall

1616

Vorderkante
Leading edge

1818th

Hinterkante
Trailing edge

2020th

Hohlraum, Kühlkanal
Cavity, cooling channel

3030th

Schaufelfuß
Blade root

4040

Schaufelwurzel
Blade root

4242

Wandabschnitt
Wall section

5050

Ausblasschlitz
Exhaust slot

5252

Radialabschnitt
Radial section

5353

Radialabschnitt
Radial section

5454

Radialabschnitt
Radial section

5656

Eintrittsebene
Entrance level

5858

Austrittsebene
Exit level

6060

Bohrung
b Schlitzbreite
B Schlitzbreite
d Wanddicke
r radiale Richtung
K Kühlmedium
drilling
b slot width
B slot width
d wall thickness
r radial direction
K cooling medium

Claims

1. Coolable blade for a gas turbine or the like, with an airfoil which is constructed from a suction-side wall and a pressure-side wall, which are connected to form a cavity via a front edge and a rear edge,

- a blade root,
a blade root as a transition area between the blade and the blade root,
at least one cooling channel which is integrated in the cavity and through which a cooling medium can flow, and blow-out openings for the cooling medium which, starting from an entry level on the cavity, are arranged continuously to an exit level in the region of the rear edge,

characterized in that at least in the area of the rear edge ( 18 ) the blade root ( 40 ) has a concavely curved contour and that one of the blow-out openings is arranged as a blow-out slot ( 50 ) on the blade root ( 40 ) which is located in the exit plane ( 58 ) the trailing edge ( 18 ) extends in the radial direction (r) at least over the entire area of the blade root ( 40 ) and its cross-sectional shape at least in the exit plane ( 58 ) follows the contour of the blade root ( 40 ) to such an extent that wall sections ( 42 ) also approximately constant wall thickness (d) arise.

2. A blade according to claim 1, characterized in that the blow-out slot ( 50 ) has a blade section ( 10 ) associated with the radial section ( 52 ) of constant width (b) and continuously merges into a radial section ( 53 ) assigned to the blade root ( 40 ) , which has the basic shape of an isosceles triangle with concave-curved legs.

3. A blade according to claim 1 or 2, characterized in that the blow-out slot ( 50 ) has a cross-section which is pear-shaped.

4. Blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blow-out slot ( 50 ) has a constant cross-sectional shape in the flow direction of the cooling medium (K).

5. Blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blow-out slot ( 50 ) in the inlet plane ( 56 ) has the shape of a radially extending longitudinal slot and in the flow direction of the cooling medium (K) continuously into the cross-sectional shape in the outlet plane ( 58 ) passes.

6. Blade according to one of the preceding claims, characterized in that the blow-out slot ( 50 ) has a Radialab section ( 54 ) which is assigned to the blade root ( 30 ).

7. Blade according to one of the preceding claims, characterized in that the blow-out slot ( 50 ) in the flow direction of the cooling medium (K) extends radially rising.

8. Blade according to one of the preceding claims, characterized in that the blow-out slot ( 50 ) in the radial direction (r) extends substantially continuously over the rear edge ( 18 ).