DE2354693B2 - Luftgekühlte Turbinenschaufel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Turbinenschaufel mit einem integriert ausgeführten Schaufelblatt und einem Schaufelfuß, mit dünnen Schaufelblattwänden, die eine Kammer begrenzen, welche sich von der Schaufelspitze bis zu dem Schaufelfuß hin erstreckt, mit einem Einsatz, der in der Kammer in entsprechenden Abständen zu den Kammerwänden angeordnet ist und sich bis in den Schaufelfuß hinein erstreckt und gegenüber der Kammer abgedichtet ist, mit einer Vorrichtung zum Verriegeln des inneren Endes des Einsatzes mit dem Schaufelfuß sowie mit einer Kanalanordnung, die sich von dem Inneren des Schaufelfußes zwecks Kühllufteinführung in den Einsatz hinein erstreckt, wobei dieser Einsatz eine Mehrzahl von öffnungen aufweist, die auf die Kammerwand gerichtet sind, sowie mit einer Anordnung für die Abgabe der Kühlluft aus der Kammer. Eine derartige Turbinenschaufel ist aus der deutschen Gffenlegungsschrift 2 063 706 bekannt.

Bei der bekannten luftgekühlten Turbinenschaufel ist in der Turbinenschaufel ein getrennter Einsatz vorgesehen, der in das Innere der Schaufel eingebaut wird. Es ist ein völlig freier Kanal ausgebildet, in dessen unterem Teil keinerlei Einbauten vorhanden sind.

ίο Es liegt die Aufgabe vor, eine luftgekühlte Turbinenschaufel zu schaffen, bei der einerseits ein leichler Zusammenbau ermöglicht und andererseits eine größtmögliche Sicherheit gegen eine Zerstörung auf Grund der Zentrifugalkräfte erzielbar ist, und zudem

eine intensive Kühlung der Eintrittskante des Schaufelblatts erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Turbinenschaufel der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kanal vorgesehen ist, der sich nach

innen durch das obere Teil des Schaufelfußes von einer von einer Endfläche desselben zu dem Einsät? sowie einer Öffnung in dem Einsatz erstreckt, die mil dem Kanal des Schaufelfußes ausgerichtet ist, wobei der größte Teil der Öffnungen in entsprechenden

Abständen längs des Teils des Einsatzes angeordnet ist, der gegenüber der Eintrittskante des Schaufelblatts angeordnet ist, während das innere Endteil des Einsatzes durch den Schaufelfuß hindurchtrilt und ein Haltebolzen für den Einsatz senkrecht zu den Seitenflächen des Schaufelfußes vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstands besteht darin, daß das radial äußere Ende des Einsatzes eine Kappe aufweist, die an ihrem Umfang einen nach außen ragenden Flansch besitzt, der in den Seitenwänden des Einsatzes teleskopartig angeordnet ist, am inneren Umfang der Schaufelblattwand eine Nut vorgesehen ist, die rings um die Öffnung an der Schaufelspitze verläuft, während der Flansch und die Seitenwände am äußeren Ende des Einsatzes relativ zu der Nut schräg verlaufen und in diese eingreifen.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Lösung wird eine gute Kühlung des Schaufelblatts durch eine relativ einfache Anordnung erreicht. Es ergibt sich zudem eine zuverlässige, sichere Befestigung des Einsatzes bei gleichzeitiger Vereinfachung der Herstellung der Gesamtanordnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Turbinenschaufel,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie III-II1 nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht der Turbinenschaufel in Umfangsrichtung mit Teilschnitt.

Die Turbinenschaufeln sind an dem Rotor über einen Schaufelfuß 14 befestigt. Die Turbinenschaufel weist ein Schaufelblatt 22 auf, das von einer Plattform 24 nach außen vorspringt. Der Schaufelfuß 14 erstreckt sich nach innen von der Plattform 24 aus, die die inneren Grenzen des Strömungskanals für das heiße Arbeitsgas bildet. Der Schaufeifuß 14 wird in einer entsprechend geformten Ausnehmung in dem Rotor aufgenommen.

Das Schaufelblatt 22 liegt in Form einer hohlen Umkleidung vor und weist eine Kammer 23 an der relativ dicken und stumpfen Eintrittskante auf. Das

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Schaufelblatt 22 verläuft im Querschnitt sich verjüngend nach unten zu einem relativ schmalen Endabschnitt.

Es ist ein Einsatz 26 im Inneren der Kammer 23 angeordnet, der sich von der Schaufelspitze bis unterhalb der Plattform 24 erstreckt. Der Einsatz 26 weist dünne Seitenvvände auf, die eng benachbart zu den Kammerwänden sind. Das innere Ende des Einsatzes 26 springt in einen Kanal 28 vor, der sich von einem Ende zu dem anderen Ende des oberen Teils des Schaufelfußes 14 erstreckt und mit einem Kühlluftkanal des Rotors in Verbindung steht.

Das innere Ende des Einsatzes ist vorzugsweise mit einem dickwandigen oder massiven Abschnitt 30 ausgeführt, der im Inneren eines Schlitzes 32 angeordnet ist. Der letztere ist in einem Ansatz 34 ausgebildet, der in den Kanal 28 nach außen vorspringt. Der Einsatz wird ;in Ort und Stelle durch einen Haltcbolzcn 36 gehalten, der von einer Seite des Schaul'clfußes aus eingefühlt ist. Das freie Ende des Haltebolzens wird vernietet, wie insbesondere in den Fig. 1 und 2 gezeigt.

Über dem Abschnitt 30 ist eine Öffnung im Einsatz vorgesehen, um einen Fluß der Kühlluft von dem Kanal 28 in das Innere des Einsatzes zu ermöglichen. Der Einsatz ist in dichtendem Eingriff mit einer entsprechend geformten inneren Öffnung an dem inneren Ende der Kammer 23. An der Schaufelspitze ist eine Kuppe 40 vorgesehen, die einen nach außen vorspringenden Flansch 4Ϊ aufweist, der mit den Randspitzenteilen der den Einsatz bildenden Umkleidung verschweißt oder hieran hartverlötet sein kann.

Das äußere Ende des Einsatzes wird durch das innere Teil einer entsprechend geformten Öffnung 42 in seiner Lage festgelegt, wobei die radiale Festlegung durch eine Nut 44 erfolgt, in die die äußeren Enden der Kappe 40 und des Einsatzes 26 hineingebogen sind. Dies führt zu einer weiteren Abdichtung der Kammer 23 und eine radiale Festlegung der Kappe 40.

Der größte Teil der in den Einsatz 26 eingeführten Kühlluft wird durch Öffnungen 48 längs der Einlrittskante des Schaufelblatts in die Kammer 23 geleitet.

Es kann eine geringe Anzahl von Öffnungen in den Seiten des Einsatzes vorgesehen sein. Die gegen das vordere Teil der Kammer 23 auftretende Kühlluft fließt um den Einsatz 26 herum und wird durch Schlitze 56 abgegeben.

Die Turbinenschaufel kann leicht dadurch zusammengesetzt werden, daß zunächst der Einsatz 26 durch die Öffnung 42 eingeführt, sowie das verdickte Endteil 30 in den Schlitz 32 eingeschoben wird. Sodann kann der Hallebolzen 36 eingesetzt und in der oben beschriebenen Weise befestigt werden, wodurch der Einsatz festgelegt wird. Sodann kann das äußere Ende des Einsatzes und die Kappe 40 nach außen ueboeen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Luftgekühlte Turbinenschaufel mit einem integriert ausgeführten Schaufelblatt und einem Schaufelfuß, mit dünnen Schaufelblattwänden, die eine Kammer begrenzen, welche sich von der Schaufelspitze bis zu dem Schaufelfuß hin erstreckt, mit einem Einsatz, der in der Kammer in entsprechenden Abständen zu den Kammerwänden angeordnet ist und sich bis in den Schaufelfuß hinein erstreckt und gegenüber der Kammer abgedichtet ist, mit einer Vorrichtung zum Verriegeln des inneren Endes des Einsatzes mit dem Schaufelfuß sowie mit einer Kanalanordnung, die sich von dem Inneren des Schaufelfußes zwecks Kühllufteinführung in den Einsatz hinein erstreckt, wobei dieser Einsatz eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, die auf die Kammerwand gerichtet sind, sowie mit einer Anordnung für die Abgabe der Kühlluft aus der Kammer, gekennzeichnet durch einen Kanal, der sich nach innen durch das obere Teil des Schaufelfußes (14) von einer Endfläche desselben zu dem Einsatz (26) sowie einer Öffnung in dem Einsatz erstreckt, die mit dem Kanal des Schaufelfußes (14) ausgerichtet ist, wobei der größte Teil der öffnungen (48) in entsprechenden Abständen längs des Teils des Einsatzes (26) angeordnet ist, der gegenüber der Einirittskante des Schaufelblatts (22) angeordnet ist, während das innere Endteil des Einsatzes (26) durch den Schaufelfuß hindurchtritt und ein Haltebolzen (36) für den Einsatz (26) senkrecht zu den Seilenflächen des Schaufelfußes (14) vorgesehen ist.

2. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radial äußere Ende des Einsatzes (26) eine Kappe (40) aufweist, die an ihrem Umfang einen nach außen ragenden Flansch (41) besitzt, der in den Seitenwänden des Einsatzes (26) teleskopartig angeordnet ist, am inneren Umfang der Schaufelblattwand eine Nut (44) vorgesehen ist, die rings um die öffnung (42) an der Schaufelspitze verläuft, während der Flansch (41) und die Seitenwände am äußeren Ende des Einsatzes relativ zu der Nut (44) schräg verlaufen und in diese eingreifen.