DE19926817A1 - Turbine component, especially blade, has elements with very good heat conducting qualities integrated into blade so that they partially or completely intersperse blade in direction of greatest temperature gradients - Google Patents

Turbine component, especially blade, has elements with very good heat conducting qualities integrated into blade so that they partially or completely intersperse blade in direction of greatest temperature gradients

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DE19926817A1 DE1999126817 DE19926817A DE19926817A1 DE 19926817 A1 DE19926817 A1 DE 19926817A1 DE 1999126817 DE1999126817 DE 1999126817 DE 19926817 A DE19926817 A DE 19926817A DE 19926817 A1 DE19926817 A1 DE 19926817A1
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Otto-Ernst Bernhardi
Hans-Joachim Schmutzler
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Abstract

Turbinenbauteile, insbesondre Turbinenschaufeln (1), werden gegen die von den Verbrennungsgasen der Gasturbinen hervorgerufenen hohen Temperaturen bis jetzt mittels Wärmedämmschichten (3) und/oder mit Hilfe von Kühlungseinrichtungen geschützt. Beide Verfahren bieten jedoch vor allem keinen optimalen Schutz für das Material von Turbinenschaufeln. Um diesen Schutz zu verbessern, sind in die erfindungsgemäße Turbinenschaufel (1) Bauelemente (2) integriert, welche die Wärme sehr gut leiten. Die Bauelemente (2) sind so angeordnet, daß sie die Turbinenschaufel (1) in Richtung des größten Temperaturgradienten teilweise oder vollständig durchsetzen. Auf diese Weise wird die Wärme von der Begrenzungsfläche (1B) bzw. der Oberfläche (1E) einer jeden Turbinenschaufel (1) in deren Innenbereich geleitet.Turbine components, in particular turbine blades (1), have so far been protected against the high temperatures caused by the combustion gases of the gas turbines by means of thermal insulation layers (3) and / or with the aid of cooling devices. Above all, both methods do not offer optimal protection for the material of turbine blades. To improve this protection, components (2) are integrated in the turbine blade (1) according to the invention, which conduct the heat very well. The components (2) are arranged so that they partially or completely penetrate the turbine blade (1) in the direction of the greatest temperature gradient. In this way, the heat is conducted from the boundary surface (1B) or the surface (1E) of each turbine blade (1) into the interior thereof.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Turbinenbauteil, insbesondere auf eine Turbinen­ schaufel für eine Gasturbine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a turbine component, in particular to a turbine Blade for a gas turbine according to the preamble of claim 1.

Turbinenschaufeln werden zum Antrieb von Gasturbinen direkt mit heißen Verbren­ nungsgasen beaufschlagt. Sie sind dabei sowohl thermischen als auch mechanischen Beanspruchungen während des Betrieb der Gasturbine sowie Belastungszyklen ausgesetzt. Turbinenschaufeln werden bevorzugt aus einer Ni-Superlegierung gefertigt. Die Kühlung einer solchen Turbinenschaufel wird durch die Wärmeleitfähig­ keit des Schaufelmaterials und die Wärmeübergänge zur Kühlluft und zum Heißgas begrenzt. Die Turbinenschaufeln werden deshalb gegen die von den Verbrennungs­ gasen verursachten hohen Temperaturen mittels Wärmedämmschichten und/oder mit Hilfe von Kühlungseinrichtungen geschützt.Turbine blades are used to drive gas turbines directly with hot combustion gasses. They are both thermal and mechanical Stresses during the operation of the gas turbine and load cycles exposed. Turbine blades are preferably made of a Ni super alloy manufactured. The cooling of such a turbine blade is made thermally conductive speed of the blade material and the heat transfers to the cooling air and hot gas limited. The turbine blades are therefore against those from the combustion gases caused high temperatures by means of thermal insulation layers and / or with Protected by cooling devices.

Die bis jetzt bekannten Wärmedämmschichten bestehen aus einem Verbund. Dieser umfaßt eine haftvermittelnde Metallschicht, welche direkt auf die Begrenzungsflächen der Turbinenschaufeln aufgebracht ist. Auf diese Metallschicht ist eine äußere Schicht aus keramischen Material aufgetragen. Die metallische Schicht wird allgemein als Bondcoat bezeichnet, während die keramische Schicht thermal barrier coating heißt. Die verschiedenen Wärmedämmschichten, die bis jetzt bei Turbinenschaufeln eine Anwendung finden, unterscheiden sich im wesentlichen nur in der Zusammensetzung der haftvermittelnden Schicht und den Verfahren, mit denen die beiden Schichten auf­ getragen werden. Die keramische Schicht wird häufig aus einem Zirkonoxid gefertigt, das mittels Yttriumoxid teilstabilisiert ist. Dieser Werkstoff weist eine ausgesprochen niedrige Wärmeleitfähigkeit auf. Die keramische Schicht hat im Bereich des Schaufel­ blatts eine Dicke bis 500 µm, während sie im Bereich der Plattform 1 mm beträgt. The thermal insulation layers known up to now consist of a composite. This comprises an adhesion-promoting metal layer, which is directly on the boundary surfaces the turbine blades are applied. On top of this metal layer is an outer layer applied from ceramic material. The metallic layer is commonly called Bondcoat, while the ceramic layer is called thermal barrier coating. The various thermal insulation layers that have so far been one of turbine blades Find application, differ essentially only in the composition the adhesion-promoting layer and the method by which the two layers are applied be worn. The ceramic layer is often made of a zirconium oxide, which is partially stabilized by means of yttrium oxide. This material has one low thermal conductivity. The ceramic layer has in the area of the blade leaves a thickness of up to 500 µm, while it is 1 mm in the area of the platform.  

Von Nachteil ist es bei diesen Wärmedämmungen, daß sich bei hohen Temperaturen auf der haftvermittelnden Schicht eine Oxidschicht ausbildet, da die Bestandteile der Wärmedämmschicht herstellungs- und materialbedingt nicht dicht hinsichtlich der Dif­ fusion von Sauerstoff sind. Diese natürlich wachsende Oxidschicht trennt in zuneh­ menden Maße die Oberfläche der haftvermittelnden Schicht von der keramischen Schicht. Mit zunehmender Dicke dieser Oxidschicht verliert die keramische Schicht an Haftfestigkeit und beginnt abzuplatzen. Das Dickenwachstum der Oxidschicht nimmt mit steigender Temperatur des Metalls der Turbinenschaufel exponentiell zu, während die Lebensdauer der keramischen Schicht in gleicher Weise abnimmt. Je dicker die keramische Schicht ist, um so anfälliger ist sie gegenüber einem Materialverlust, was durch die thermomechanische Belastung der Wärmedämmschicht während des Be­ triebs der Gasturbine verursacht wird. Damit ist die Verwendung solcher Wärme­ dämmschichten bei Turbinenschaufeln begrenzt.It is a disadvantage of this thermal insulation that at high temperatures forms an oxide layer on the adhesion-promoting layer, since the components of the Due to the manufacturing and material properties, the thermal barrier coating is not leakproof with regard to the dif are fusion of oxygen. This naturally growing oxide layer is increasingly separating the dimensions of the surface of the adhesion-promoting layer from the ceramic Layer. The ceramic layer loses with increasing thickness of this oxide layer Adhesion and begins to flake off. The thickness of the oxide layer increases as the temperature of the metal of the turbine blade rises exponentially, while the life of the ceramic layer decreases in the same way. The thicker that ceramic layer is, the more susceptible it is to material loss what due to the thermomechanical load on the thermal insulation layer during loading Drive of the gas turbine is caused. So that is the use of such heat Insulation layers in turbine blades limited.

In gleichem Maße wie die Wärmedämmschichten kommen auch Kühlverfahren in Form von Prallkühlung im Innern der Turbinenschaufel, Filmkühlung durch Austritt von Kühlluft auf der Oberfläche des Schaufelblatts, Strukturierungen der Innenseite der Turbinenschaufel sowie Kühlkanäle nahe der Turbinenoberfläche zur Anwendung, um die Turbinenschaufeln vor zu hohen Temperaturen zu schützen.Cooling processes are used to the same extent as the thermal insulation layers Form of impingement cooling inside the turbine blade, film cooling through the escape of Cooling air on the surface of the airfoil, structuring of the inside of the Turbine blade as well as cooling channels close to the turbine surface to be used to protect the turbine blades from excessive temperatures.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Turbinenbauteil, insbesondere eine Turbinenschaufel so auszubilden, daß sie eine optimale Kühlung erfährt.The invention has for its object a turbine component, in particular a Train the turbine blade so that it is optimally cooled.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of patent claim 1.

Erfindungsgemäß läßt sich die Temperatur an der Oberfläche einer Turbinenschaufel dadurch senken, daß in die Turbinenschaufel wenigstens ein vorzugsweise mehrere Bauelemente integriert sind, die in der Lage sind, kontinuierlich Wärme aus dem hei­ ßeren Bereich in und an der Oberfläche der Turbinenschaufel in den kühleren Bereich im Inneren der Turbinenschaufel zu transportieren. Die erfindungsgemäßen Bauele­ mente sind vorzugsweise als massive Stifte ausgebildet und aus einem Werkstoff ge­ fertigt, der eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der Werkstoff, aus dem die Turbinenschaufeln gefertigt sind. Die Bauelemente werden erfindungsgemäß aus ei­ ner Ni-Al-Basislegierung hergestellt. Solche Legierungen besitzen über einen weiten Temperaturbereich eine drei- bis achtfach höhere Wärmeleitfähigkeit als Nickel-Su­ perlegierungen. Die Stifte können dabei zylinderförmig ausgebildet sein, wobei ihr Querschnitt rund oder elliptisch sein kann. Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, die Bauelemente selbst als Ellipsoide auszubilden. Die Enden der Stifte sind so ge­ formt, daß sie einen optimalen Wärmetransport ermöglichen. Das erste Ende eines jeden Bauelements ist in einem Hohlraum im Innenbereich der Turbinenschaufel angeordnet. Eine eben so gute Ableitung der Wärme aus dem Bereich der Oberfläche wird erreicht, wenn die ersten Enden der Bauelemente in einem der Stege eingebettet sind, die im Innenbereich einer jeden Turbinenschaufel zur Stabilisierung senkrecht zu den konkaven und konvexen Begrenzungsflächen der Turbinenschaufel ausgebildet sind.According to the invention, the temperature on the surface of a turbine blade can be lower that in the turbine blade at least one, preferably several Components are integrated that are able to continuously generate heat from the hot outer area in and on the surface of the turbine blade in the cooler area to transport inside the turbine blade. The components according to the invention elements are preferably designed as solid pins and made of one material manufactures, which has a higher thermal conductivity than the material from which the  Turbine blades are made. According to the invention, the components are made from egg a Ni-Al base alloy. Such alloys have a wide range Temperature range a three to eight times higher thermal conductivity than Nickel-Su alloys. The pins can be cylindrical, their Cross section can be round or elliptical. According to the invention, there is the possibility to train the components themselves as ellipsoids. The ends of the pins are so ge shapes that they allow optimal heat transfer. The first end of one each component is in a cavity in the interior of the turbine blade arranged. Just as good dissipation of the heat from the surface area is achieved when the first ends of the components are embedded in one of the webs that are perpendicular to the inside of each turbine blade for stabilization the concave and convex boundary surfaces of the turbine blade are.

Die Länge der Bauelemente richtet sich danach, ob die Turbinenschaufel mit oder ohne Wärmedämmung hergestellt wird. In jeden Fall wird die Länge der Bauelemente so gewählt, daß ihre zweiten Enden nicht aus der fertigen Turbinenschaufel nach außen überstehen. Ist die Turbinenschaufel mit einer Wärmedämmung versehen, so wird die Länge der Bauelemente so gewählt, daß ihre zweiten Enden innerhalb oder unmittelbar vor der Oberfläche der Wärmedämmung enden. Die Bauelemente dienen in diesem Fall nicht nur dem Transport der Wärme, sondern auch als Anker für die auf den Begrenzungsflächen der Turbinenschaufeln aufgetragenen wärmedämmenden Schichten, die auch hierbei durch eine haftvermittelnden Schicht und eine darauf auf­ getragene keramische Schicht gebildet werden. Weist die Turbinenschaufel keine Wärmedämmung auf, so werden die Längen der Bauelemente so gewählt, daß ihre zweiten Enden unmittelbar vor oder in einem geringen Abstand vor der äußeren Begrenzungsfläche der Turbinenschaufel enden.The length of the components depends on whether the turbine blade with or is produced without thermal insulation. In any case, the length of the components chosen so that their second ends do not follow from the finished turbine blade survive outside. If the turbine blade is provided with thermal insulation, so the length of the components is chosen so that its second ends within or end immediately in front of the surface of the thermal insulation. The components serve in this case not only the transport of heat, but also as an anchor for those on thermal insulation applied to the boundary surfaces of the turbine blades Layers, which also have an adhesion-promoting layer and a layer on it supported ceramic layer are formed. Does the turbine blade have none Thermal insulation on, the lengths of the components are chosen so that their second ends immediately before or a short distance from the outer Boundary surface of the turbine blade ends.

Bei der Fertigung der Turbinenschaufeln können die Bauelemente als Abstandhalter für die Gießform genutzt werden, da sie einen deutlich höheren Schmelzpunkt als herkömmliche Schaufellegierungen haben. Ni-Al-Legierungen haben zudem einen kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als übliche Nickel-Superlegierungen. Die Bauelemente können deshalb beim Gießprozeß der Turbinenschaufel in die Schaufellegierung eingeschrumpft werden.When manufacturing the turbine blades, the components can be used as spacers can be used for the casting mold because it has a significantly higher melting point than have conventional blade alloys. Ni-Al alloys also have one lower thermal expansion coefficient than conventional nickel superalloys.  The components can therefore in the casting process of the turbine blade in the Blade alloy can be shrunk.

Eine intermetallische Aluminiumlegierung oder ein keramisches, oxidisches oder nichtoxidisches Material sind ebenfalls für die Herstellung der Bauelemente geeignet. Die Bauelemente können auch als Hohlkörper ausgebildet und mit einer gut wärme­ leitenden und temperaturbeständigen Flüssigkeit gefüllt werden, welche für die hohen Temperaturen in Gasturbinen geeignet ist. Erfindungsgemäß lassen sich auch Bauele­ mente verwenden, die als Wärmerohre ausgebildet sind. Die Verdampfungszonen dieser Wärmerohre werden so angeordnet, daß sie nicht aus der Turbinenschaufel herausragen, während die zugehörigen Kondensationszonen im Bereich der Hohlräume oder Stege der Turbinenschaufel positioniert sind. Die erfindungsgemäßen Bauelemente können nicht nur in Turbinenschaufeln, sondern auch bei Bedarf in an­ dere Bauteile einer Gasturbine integriert werden, wenn dort ebenfalls Wärme von einem heißen Bereich in einen kühleren Bereich geleitet werden soll.An intermetallic aluminum alloy or a ceramic, oxidic or Non-oxide material is also suitable for the production of the components. The components can also be designed as hollow bodies and with good heat conductive and temperature-resistant liquid are filled, which for the high Temperatures in gas turbines is suitable. According to the invention, components can also be used Use elements that are designed as heat pipes. The evaporation zones these heat pipes are arranged so that they do not come out of the turbine blade protrude while the associated condensation zones in the area of Cavities or webs of the turbine blade are positioned. The invention Components can be used not only in turbine blades, but also when needed components of a gas turbine are integrated if there is also heat from from a hot area to a cooler area.

Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Further inventive features are characterized in the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher er­ läutert.The invention is based on schematic drawings he he purifies.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Turbinenschaufel im Schnitt senkrecht zu deren Längs­ achse, Fig. 1 shows a turbine blade according to the invention in section perpendicular to its longitudinal axis,

Fig. 2 Ausführungsformen der Bauelemente, Fig. 2 embodiments of the devices,

Fig. 3 eine Variante der Turbinenschaufel. Fig. 3 shows a variant of the turbine blade.

Die in Fig. 1 dargestellte Turbinenschaufel 1 ist mit Bauelementen 2 und einer Wär­ medämmung 3 versehen. Die Turbinenschaufel 1 ist bei dem hier dargestellten Aus­ führungsbeispiel aus einer Ni-Superlegierung gefertigt. Auf ihren Begrenzungsflächen 1B ist die Wärmedämmung 3 angeordnet. Diese wird durch den Verbund von zwei Schichten 4 und 5 gebildet. Für die Ausbildung der Wärmedämmung 3 wird un­ mittelbar auf die Begrenzungsflächen 1B ein haftvermittelnde Schicht 4 aus Metall aufgetragen. Auf diese haftvermittelnde Schicht 4 ist eine Schicht aus Keramik 5 auf­ gebracht. Wie Fig. 1 desweiteren zu entnehmen ist, werden die Begrenzungsflächen 1B der Turbinenschaufel von Bauelementen 2 so durchsetzt, daß die Bauelemente 2 in Richtung des größten Temperaturgradienten ausgerichtet sind. Die Bauelemente 2 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als massive Stifte ausgebildet, und aus einem die Wärme sehr gut leitenden Werkstoff gefertigt. Vorzugsweise werden die Bauelemente 2 aus einer ein- oder mehrphasigen Legierung auf der Basis von NiAl oder einer intermetallischen Aluminiumlegierung hergestellt. Die Bauele­ mente können auch aus einem keramischen, oxidischen oder nichtoxidischen Material gefertigt werden. Es besteht die Möglichkeit, die Bauelemente 2 auch als Hohlkörper (hier nicht dargestellt) auszubilden, und mit einer gut wärmeleitenden und temperaturbeständigen Flüssigkeit zu füllen, welche für die hohen Temperaturen in Gasturbinen geeignet ist. Mit Hilfe dieser Flüssigkeit kann dann ein noch besserer Transport der Wärme von den Oberflächen 1E in den Innenbereich einer jeden Turbi­ nenschaufel 1 erreicht werden. Ferner können für den Wärmetransport auch Bauele­ mente 2 verwendet werden, die als Wärmerohre (hier nicht dargestellt) ausgebildet sind. Die zugehörigen Kondensationszonen dieser Wärmerohre werden im Bereich der Hohlräume 1H oder Stege 1S positioniert, während die Verdampfungszonen innerhalb der heißen Bereiche der Turbinenschaufel 1 positioniert sind. Die Wärmerohre enthalten in Innenbereich eine für den Transport der Wärme geeignete Flüssigkeit. Zudem sind sie für den Rücktransport des Kondensats im Innenbereich mit einer Kapillarstruktur versehen.The turbine blade 1 depicted in Fig. 1 is provided with components 2 and a Wär medämmung. 3 The turbine blade 1 is made in the exemplary embodiment shown here from a Ni superalloy. On its boundary surfaces 1 B, the thermal insulation 3 is arranged. This is formed by the combination of two layers 4 and 5 . For the formation of the thermal insulation 3, an adhesion-promoting layer 4 is applied un indirectly of metal on the boundary surfaces 1 B. A layer of ceramic 5 is applied to this adhesion-promoting layer 4 . As can also be seen in FIG. 1, the boundary surfaces 1 B of the turbine blade are penetrated by components 2 in such a way that the components 2 are oriented in the direction of the greatest temperature gradient. In the exemplary embodiment shown here, the components 2 are designed as solid pins and are made from a material that is a very good conductor of heat. The components 2 are preferably produced from a single-phase or multi-phase alloy based on NiAl or an intermetallic aluminum alloy. The components can also be made from a ceramic, oxide or non-oxide material. It is possible to design the components 2 as hollow bodies (not shown here) and to fill them with a highly heat-conducting and temperature-resistant liquid which is suitable for the high temperatures in gas turbines. With the help of this liquid, an even better transport of the heat from the surfaces 1 E into the interior of each turbine blade 1 can be achieved. Furthermore, for the heat transport components 2 can be used, which are designed as heat pipes (not shown here). The associated condensation zones of these heat pipes are positioned in the area of the cavities 1 H or webs 1 S, while the evaporation zones are positioned within the hot areas of the turbine blade 1 . The interior of the heat pipes contains a liquid that is suitable for transporting the heat. They are also provided with a capillary structure for the return transport of the condensate inside.

Wie Fig. 2 zeigt, können die Bauelemente 2 einen runden oder elliptischen Quer­ schnitt aufweisen. Ebenso ist des möglich, die Bauelemente 2 als Ellipsoide auszu­ bilden, die an ihren Enden gegebenenfalls abgeflacht sind. Wie an Hand von Fig. 1 zu sehen ist, ragt das erste Ende 2A eines jeden Bauelements 2 in einen Hohlraum 1H im Inneren der Turbinenschaufel 1 oder es ist in einen der Stege 1S integriert, die innerhalb der Turbinenschaufel 1 senkrecht zwischen den Begrenzungsflächen 1B zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Turbinenschaufel 1 vorgesehen sind. Bei der Turbinenschaufel 1 gemäß Fig. 1, ist Länge eines jeden Bauelements 2 so bemessen, daß sein zweites Enden 2B bis unmittelbar unterhalb der Oberfläche 1E der Wärmedämmung 3 geführt ist oder schon kurz davor endet. Etwas kürzer sind die Längen der Bauelemente 2 bei der in Fig. 3 dargestellten Turbinenschaufel 1 bemessen. Diese ist im wesentlichen baugleich mit der Turbinenschaufel gemäß Fig. 1. Gleiche Bauteile sind deshalb mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die zweiten Enden 2B der Bauelemente 2 sind in diesem Fall nur bis unmittelbar unter die Begrenzungsflächen 1B geführt oder enden schon kurz davor. Bei beiden Ausführungsformen muß sichergestellt sein, daß die Bauelemente 2 nicht aus den Turbinenschaufeln 1 nach außen überstehen.As shown in FIG. 2, the components 2 can have a round or elliptical cross section. It is also possible to form the components 2 as ellipsoids, which may be flattened at their ends. As can be seen from FIG. 1, the first end 2 A of each component 2 protrudes into a cavity 1 H inside the turbine blade 1 or it is integrated into one of the webs 1 S, which is perpendicular to the inside of the turbine blade 1 Boundary surfaces 1 B are provided to increase the mechanical stability of the turbine blade 1 . In the turbine blade 1 according to FIG. 1, the length of each component 2 is dimensioned such that its second ends 2 B are guided to just below the surface 1 E of the thermal insulation 3 or end shortly before. The lengths of the components 2 in the turbine blade 1 shown in FIG. 3 are somewhat shorter. This is essentially identical in construction to the turbine blade according to FIG. 1. The same components are therefore provided with the same reference numerals. In this case, the second ends 2 B of the components 2 are only guided up to immediately below the boundary surfaces 1 B or end shortly before this. In both embodiments, it must be ensured that the components 2 do not protrude outward from the turbine blades 1 .

Die Anzahl der Bauelemente 2 pro cm2 ist bei beiden Turbinenschaufeln 1 gemäß der Fig. 1 und 3 von der Höhe der Temperatur abhängig, die an einer definierten Stelle in oder an der Oberfläche 1E bzw. der Begrenzungsfläche 1B der Turbinenschaufel 1 herrscht. An Stellen mit höherer Temperatur wird die Anzahl der Bauelemente 2 größer gewählt als in anderen Bereichen. Bei der Herstellung der Turbinenschaufel 1 können die Bauelemente 2 als Abstandhalter für die Gießform (hier nicht dargestellt) der Turbinenschaufel 1 genutzt werden, da sie einen deutlich höheren Schmelzpunkt als die Ni-Superlegierung haben, aus der die Turbinenschaufel gefertigt wird. Die Bau­ elemente 2 können auf diese Weise schon beim Gießprozeß der Turbinenschaufel 1 in die Schaufellegierung eingeschrumpft werden. Sie können dann zumindest für die haftvermittelnde Schicht 4 der Wärmedämmung 3 als Anker dienen, wenn diese nach dem Gießen auf die Begrenzungsflächen 1B der Turbinenschaufel 1 aufgebracht wird. Selbstverständlich können die Bauelemente 2 auch nach dem Gießen der Turbinen­ schaufel 1 in diese integriert werden. Das kann beispielsweise durch Einlöten in Hohlräume erfolgen, die zuvor mittels Funkenerosion ausgebildet werden. Andere Verfahren sind ebenfalls möglich.The number of components 2 per cm 2 in both turbine blades 1 according to FIGS. 1 and 3 depends on the level of the temperature prevailing at a defined location in or on the surface 1 E or the boundary surface 1 B of the turbine blade 1 . At points with a higher temperature, the number of components 2 is chosen to be larger than in other areas. When manufacturing the turbine blade 1 , the components 2 can be used as spacers for the casting mold (not shown here) of the turbine blade 1 , since they have a significantly higher melting point than the Ni superalloy from which the turbine blade is manufactured. The construction elements 2 can already be shrunk into the blade alloy during the casting process of the turbine blade 1 . They can then serve as an anchor at least for the adhesion-promoting layer 4 of the thermal insulation 3 if this is applied to the boundary surfaces 1 B of the turbine blade 1 after casting. Of course, the components 2 can be integrated into the turbine blade 1 after casting. This can be done, for example, by soldering into cavities that are previously formed using spark erosion. Other methods are also possible.

Claims (11)

1. Turbinenbauteil, insbesondere Turbinenschaufel (1) für Gasturbinen, da­ durch gekennzeichnet, daß in die Turbinenschaufel (1) wenigstens ein vorzugsweise mehrere die Wärme sehr gut leitende Bauelemente (2) so integriert sind, daß sie die Turbinenschaufel (1) in Richtung des größten Temperaturgradienten teilweise oder vollständig durchsetzen.1. Turbine component, in particular turbine blade ( 1 ) for gas turbines, characterized in that in the turbine blade ( 1 ) at least one, preferably a plurality of heat-conducting components ( 2 ) are integrated in such a way that they move the turbine blade ( 1 ) in the direction of partially or fully enforce the greatest temperature gradients. 2. Turbinenbauteil, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Wärmetransport von der Begrenzungsfläche (1B) einer jeden Turbinenschaufel (1) in deren Innenbereich Bauelemente (2) vorgesehen sind, welche in die Hohlräume (1H) und die Stege (1S) im Innern der Turbinenschaufel (1) hinein ragen und bis unmittel­ bar unter die Begrenzungsfläche (1B) geführt sind.2. Turbine component, according to claim 1, characterized in that for the heat transport from the boundary surface ( 1 B) of each turbine blade ( 1 ) in the inner region components ( 2 ) are provided, which in the cavities ( 1 H) and the webs ( 1 S) protrude into the interior of the turbine blade ( 1 ) and are led directly to the boundary surface ( 1 B). 3. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Länge eines jeden Bauelements (2) so gewählt ist, daß das erste Ende (2A) eines jeden Bauelements (2) in einen Hohlraum (1H) der Turbinenschaufel (1) ragt oder in einen Steg (1S) der Turbinenschaufel (1) integriert ist, und daß das zweite Ende (2B) eines jeden Bauelements (2) bis unmittelbar unter die Begrenzungsfläche (1B) heran geführt ist oder bereits wenige mm davor endet.3. Turbine component according to one of claims 1 or 2, characterized in that the length of each component ( 2 ) is selected so that the first end ( 2 A) of each component ( 2 ) in a cavity ( 1 H) Turbine blade ( 1 ) protrudes or is integrated into a web ( 1 S) of the turbine blade ( 1 ), and that the second end ( 2 B) of each component ( 2 ) is brought up to just below the boundary surface ( 1 B) or already ends a few mm before. 4. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß bei einer auf die Begrenzungsflächen (1B) aufgetragenen Wärmedämmung (3) die Länge eines jeden Bauelements (2) so gewählt ist, daß das erste Ende (2A) eines jeden Bauelements (2) in einen Hohlraum (1H) der Turbinenschaufel (1) ragt oder in einen Steg (1S) der Turbinenschaufel (1) integriert ist, und daß das zweite Ende (2B) eines jeden Bauelements (2) bis unmittelbar unter die Oberfläche (1E) der Wärmedämmung (3) heran geführt ist oder bereits davor endet.4. Turbine component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the length of each component ( 2 ) is selected in such a way that the first end ( 2 A) is applied to a thermal insulation ( 3 ) applied to the boundary surfaces ( 1 B). of each component ( 2 ) protrudes into a cavity ( 1 H) of the turbine blade ( 1 ) or is integrated into a web ( 1 S) of the turbine blade ( 1 ), and that the second end ( 2 B) of each component ( 2 ) up to just below the surface ( 1 E) of the thermal insulation ( 3 ) or ends before it. 5. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bauelemente (2) aus einem gut wärmeleitenden Material in Form einer Ni-Al-Basislegierung, einer intermetallischen Aluminiumlegierung oder einem kerami­ schen, oxidischen oder nichtoxidischen Werkstoff hergestellt sind.5. Turbine component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the components ( 2 ) are made of a good heat-conducting material in the form of a Ni-Al base alloy, an intermetallic aluminum alloy or a ceramic, oxidic or non-oxide material. 6. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Bauelement (2) als Stift mit einem runden oder elliptischen Querschnitt ausgebildet ist.6. Turbine component according to one of claims 1 to 5, characterized in that each component ( 2 ) is designed as a pin with a round or elliptical cross section. 7. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Bauelement (2) als Ellipsoid ausgebildet ist.7. Turbine component according to one of claims 1 to 6, characterized in that each component ( 2 ) is designed as an ellipsoid. 8. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Enden der Bauelemente (2) auf einen optimalen Wärmeübergang abge­ stimmt sind.8. Turbine component according to one of claims 1 to 7, characterized in that the ends of the components ( 2 ) are tuned to an optimal heat transfer. 9. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bauelemente (2) als Hohlkörper ausgebildet und mit einer gut wärmelei­ tenden und temperaturbeständigen Flüssigkeit gefüllt sind, die auf den Temperatur­ bereich in Gasturbinen abgestimmt ist.9. Turbine component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the components ( 2 ) are designed as hollow bodies and are filled with a well heat-insulating and temperature-resistant liquid which is matched to the temperature range in gas turbines. 10. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bauelemente (2) als Wärmerohre ausgebildet sind, deren Kondensati­ onszonen im Bereich der Hohlräume (1H) oder Stege (1S) angeordnet und deren Verdampfungszonen innerhalb der heißen Bereiche einer jeden Turbinenschaufel (1) positioniert sind, und die eine Flüssigkeit enthalten, die an den Temperaturbereich in Gasturbinen angepaßt ist, und daß zum Rücktransport des Kondensats im Inneren eines jeden Wärmerohrs wenigstens eine Kapillarstruktur vorgesehen ist.10. Turbine component according to one of claims 1 to 9, characterized in that the components ( 2 ) are designed as heat pipes, the condensation zones arranged in the region of the cavities ( 1 H) or webs ( 1 S) and their evaporation zones within the hot Areas of each turbine blade ( 1 ) are positioned and which contain a liquid which is adapted to the temperature range in gas turbines and that at least one capillary structure is provided in the interior of each heat pipe for the return transport of the condensate. 11. Turbinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bauelemente (2) in den Gußkern und/oder die Gußschale eingefügt sind.11. Turbine component according to one of claims 1 to 10, characterized in that the components ( 2 ) are inserted into the cast core and / or the cast shell.
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