DE2856643A1

DE2856643A1 - Laminierter fluegelkoerper fuer turbomaschinen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2856643A1
Application number: DE19782856643
Authority: DE
Inventors: Charles Edward Corrigan
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DE2856643C2; FR2444157A1; GB2038957A; US4221539A; GB2038957B; FR2444157B1

Description

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)ipl.-fng. A. Wasmeier

Dipl.-Ing. H. Graf

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G/p 9655

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Tag 23. November 1978 ^Daie W/He

Anmelder: THE GAEBETT CORPORATION, 9851-9951 Sepulveda Boulevard,

Los Angeles/California 90009, USA

Titel: "laminierter Flügelkörper für Turbomaschinen und Verfahren zu seiner Herstellung¹¹

Priorität: keine

030028/0 413

Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 20073) 5 839 Postscheck München 893 69-801

Gerichtsstand Regensburg

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"Laminierter Flügelkörper für Turbomaschinen und Verfahren zu seiner Herstellung".

Zusammenfassung:

Gegenstand der Erfindung sind eine verbesserte Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung innengekühlter, laminierter Statoroder Turbinenblätter für eine Turbomaschine mit Innenkühlkanälen innerhalb eines jeden dünnen Plättchens, die unterschiedliche Formen der Kühlung der Innen- oder Außenflächen des Blattes beschleunigen.

Die Erfindung bezieht sich auf aerodynamische Flügelkörper bzw. -blätter; wie sie bei rotierenden Turbomaschinen verwendet werden, und insb. auf eine verbesserte Anordnung; und ein verbessertes Verfahren zum Innenkühlen solcher Körper, die aus einer Vielzahl von übereinander geschichteten, dünnen Plättchen bestehen, die miteinander zur Ausbildung eines Hauptteiles des !Flügelkörpers verbunden bzw. verklebt sind.

Turbomaschinen, z.B. Gasturbinenmotoren, weisen üblicherweise einen rotierenden Kompressor auf, der einen Strom druckaufgeladenen Gases hohen Volumens an eine Brennkammer abgibt, in der die Temperatur des Gasstromes stark erhöht wird. Der Heißgasstrom gelangt dann in Momentaustauschbeziehung mit einem oder mehreren Turbinenrädern, um die Turbinen in Drehung zu versetzen und Energie zu erzeugen. Üblicherweise sind Sätze von nichtrotierenden Statorschaufein zwischen in Reihe angeordnete Axialturbinenr^äder eingeschaltet, um den Gasstrom in einer geeigneten Richtung für eine wirksame Momentaustauschbeziehung auf den nächstfolgenden Satz von Turbinenblättern zu richten. Es ist bei solchen Turbomaschinen bekannt, daß der Wirkungsgrad mit zunehmender Temperatur des Gasstromes zunimmt. Ein Begrenzungsfaktor in der Gasdurchflußtemperatur ist die Fähigkeit der verschiedenen Turbinen- und Statorblätter, hohe Temperaturen auszuhalten.

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Zum Innenkühleii der getrennten Srator- und Turbinenschaufeln sind verschiedene Anordnungen vorgeschlagen worden, durch die die obere Betriebstemperatur der Turbomaschine erhöht wird. Beispiele hierfür sind Turbinenschaufeln nach den US-PSen 3.301.526, 3.515.199, 3.628.880, 3.656.863 und 3.927.952. Keine dieser Druckschriften zeigt jedoch eine Anordnung oder aber die Vorteile, die sich mit der Erfindung erreichen lassen. Beispielsweise ist eine übliche Technik, die bei bekannten laminierten Schaufelkonstruktionen verwendet wird, wie sie z.B. in der vorgenannten US-PS 3.656.863 gezeigt ist, der Versuch, eine Transpirations- bzw. Blaskühlung einer Turbinen- oder Statorschaufel zu erreichen Die Transpirationskühlung bezieht sich auf die Technik des Absaugens eines Kühlmitteldurchflusses durch die zu kühlende Oberfläche etwa senkrecht in den heißen Gasstrom der Turbomaschine, um das heiße Gas von der Oberfläche weg zu richten. Um den Effekt zu verbessern, ist es bekannt, den Kühlmitteldurchfluß aus einer Vielzahl von sehr kleinen Kanälen einzuführen, um eine solche Transpirationskühlung zu b e s chieuni gen.

Im Gegensatz zu derartigen bekannten Anordnungen soll mit der Erfindung eine solche Transpirationskühlung vermieden und stattdessen die wirksamere Oberflächen- oder Konvektionskühltechnik angewendet v/erden, die die Beeinflussung des Kühlmittelflusses mit defii Ileii-^asstrou der Turbomas diine so gering wie möglich hält, um die Verringerung des Wirkungsgrades in der Turbomaschine so klein wie möglich zu nalten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zum Kühlen eines Flügelkörpers durch Innenkühlkanäle innerhalb des Blattes vorzusehen, das aus einer Vielzahl von individuellen.? plättchenartigen, dünnen, miteinander, verbundenen Schichten aufgebaut ist.

Gemäß der Erfindung wird bei einem flügelkörper der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, daß jedes dünne Plättchen einen verhältnismäßig großen zentrischen Hohlraum zur Aufnahme eines kühlenden Strömungsmitteldurchflusses und eine Umfangswarid besitzt, die ein

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Segment einer äußeren Oberfläche des i'lügelkörpers bildet, das in Momentaustauschbeziehung mit dem Strömungsmitteldurchfluß in der Turbomaschine angeordnet ist, daß jedes dünne Plättchen eine Vielzahl von getrennten Aussparungen in der Umfangswand besitzt, die regelmäßig in Längsrichtung des zugeordneten Segmentes der äußeren Oberfläche versetzt sind, daß jede Aussparung zwei parallele Schenkel aufweist, die getrennt voneinander in den zentrischen Hohlraum münden, daß eine Einbuchtung beide Schenkel miteinander verbindet und sich dazwischen parallel zu dem zugeordneten Segment der äußeren überfläche erstreckt, und daß ein einziger Auslaßöffnungsabschnitt sich von etwa der Mitte der Einbuchtung nach außen erstreckt, und sich auf das zugeordnete Segment der äußeren Oberfläche öffnet.

Mit der Erfindung wird eine verbesserte Turbinen- und Statorblattanordnung in Verbindung mit dem zugeordneten Rotor oder Sad, wie es für Turbomaschinen der gattungsgemäßen Art verwendet wird, erzielt, bei der Kühlkanäle in jedem der verschiedenen dünnen Plättchen vorgesehen sind, welche das Blatt darstellen, und zwar so,

oder Film— daß eine verbesserte Kühlung nach der Konvektions- Auftreff-/bzw. Schleiertechnik auf der Innenfläche oder Außenfläche des Blattes erreicht wird, derart, daß die Beeinflussung mit dem Heißgasstrom der Turbomaschine am Blatt vorbei so gering wie möglich gehalten wird.

Des weiteren wird mit der Erfindung ein Blatt oder ein Flügelkörper der vorbezeichneten Art geschaffen, das bzw. der eine verbesserte Kühlkanalanordnung besitzt, die in jedem der das Blatt bildenden dünnen Plättchen vorgesehen ist, wobei ein Kühlkanal etwa U-förmig mit einem Paar von in einen zentrischen Kühlkanal innerhalb des Blattes mündenden Schenkeln versehen ist, und einen Auslaßkanal besitzt, der zu einer Außenfläche des Hügels von etwa der Mitte des Einbuchtungsteiles des U-förmigen Kanales führt, um einen wesentlich erhöhten Wirkungsgrad der Auftreffkühlung innerhalb der Wände des Flügels zu erhalten.

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ferner wird eine Kühlanordnung innerhalb eines laminierten iTügels der vorbezeichneten Art vorgeschlagen, wobei die Auslaßöffnung so ausgebildet ist, daß die PiIm- bzw. Schleierkühlung der Außenfläche des Flügels in solcher Weise "beschleunigt wird, daß die Beeinflussung mit dem Heißgasstrom der Turbomaschine auf ein Minimum herabgesetzt wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein STügelblatt der angegebenen Art so ausgebildet, daß der Auslaßkühlfluß aus dem Inneren des Flügelblattes in den Heißgas-Hauptstrom der Turbomaschine nahezu parallel zu dem benachbarten Teil des Heißgas-Hauptstromdurchflusses eingeführt wird, derart, daß eine Reduzierung des Wirkungsgrades der ■Turbomaschine ein Minimum wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in einem stationären Statorblatt der oben bezeichneten Gattung eine verbesserte Kühlanordnung vorgeschlagen, die eine Auftreffkühlung der Innenfläche der Saugfläche des Statorblattes und eine Filmkühlung der Außenfläche der Druckfläche des Statorblattes erzeugt, ohne daß die Auslaßkühlluft auf die Saugfläche des Flügels gerichtet wird.

Des weiteren wird mit vorliegender Erfindung ein kleiner effektiver Einführwinkel des Kühlstromes zur Außenfläche des Flügelblattes erzielt. Dies wird dadurch erreicht, daß die sich allmählich ändernden Auslaßöffnungen in Längsrichtung der Außenflächen in einem ausreidiend großen Abstand verlaufen, daß die nächstbenachbarte, stromabwärts gerichtete Öffnung aufgenommen bzw. überlappt wird. Ein zusätzliches Merkmal vorliegender Erfindung besteht darin, daß der Kühlmittelstrom verwendet wird, um zuerst die Saugfläche zu kühlen, indem der Strom auf die innere Fläche auf trifft und im Anschluß daran dieser Kühlstrom in die Öffnungen auf die Druckfläche in einer solchen Weise ausgelassen wird, daß die Turbulenz in dem Hauptströmungsmittelfluß in der Nähe der Druckfläche ein Minimum wird. Damit wird der aerodyamisc]
sentlich verbessert.

wird der aerodyamische Wirkungsgrad des gekühlten Luftstromes we-

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand wan Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Statorblattes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht von Details der Darstellung nach Fig. 1 - des Teiles, der in Fig. 1 mit einem strichpunktierten Kreis und mit der Ziffer 2 gekennzeichnet ist,in vergröß-ertem Maßstab,

Fig. 2A in ujeiter vergrößertem Maßstab eine perspektivische Ansicht aus einem etwas anderen Blickwinkel,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Statcrblattes nach Fig. 1, wobei Teile herausgebrochen dargestellt sind,

Fig. h eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Statarblattes nach der Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht des Teiles des Statorblattes, der in Fig. k mit einem strichpunktierten Kreis und mit der Ziffer 5 gekennzeichnet ist, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5A in weiter vergrößertem Maßstab eine perspektivische Ansicht von einem etwas anderen Blickwinkel aus gesehen,

Fig. 6 eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung nach Fig. k,

Fig. 7 eine stark vergrößerte Detailansicht des Teiles nach Fig. S, der mit einem strichpunktierten Kreis und mit der Ziffer 7 gekennzeichnet ist,

Fig. 8 eine Teilansicht einer Vielzahl von Btatorblättern nach Fig. k, die auf einer zentralen Nabe befestigt sind und einen nichtdrehenden Satz von Statorblättern bilden,

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Fig. 9 είπε perspektivische T.Eilansicht εΐπεβ rotierbaren Turbinenblattss nach der Erfindung,

Fig. IO είπε Tsilschnittansicht längs dar LiniE 1D-1D dar Fig. 9,

Fig. 11 είπε Aufsicht aulfein EinzigEs Plättchen, das bEi dam Turbinenblatt nach Fig. 9 verwendet tuird,

Fig. 12 eine detaillierte Ansicht eines Teiles der Anordnung, die mit .einem strichpunktierten KrEis und mit der Ziffsr 12 in Fig. gekEnnzeichnet ist, und

Fig. 13 eine perspektivische DarstEllung eines Turbinenradss mit εϊπεγ Vi8lzahl von Turbinenschaufeln nach Fig. 9.

In den Figursn 1 bis 3 ist Ein Flügel zur Verwendung in einer Turbomaschine in Form eines stationären, axialen Statorblattes 2D dargestellt. Das Blatt 2D ist laminiert und weist eine Vielzahl wan einzelnen dünnen Plättchen 22 auf, die in radialer Richtung übereinander gsschichtet und mitEinander verbunden sind, so daß sie den Hauptteil des Blattes 2D bilden. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann das Blatt mit oberen und unteren Plattform-Basisflächen 2k, 26 versehen sein, die auch aus einer Vielzahl von dünnen Plättchen aufgebaut sein können, uielche sich in axialer Richtung erstrecken, wie in der Z8ichnung angedeutet.

Vorzugsweise hat jedes einzelne dünne Plättchen 22 einen identischen Aufbau und meist eine kontinuierliche Umfangswand 2B auf, die einen verhältnismäßig großen zentrischen Hohlraum 3D umgibt. Die verschiedenen zentrischen Hohlräume 3D bilden zusammen einen verhältnismäßig großen Innenhohlraum odsr Durchgangskanal im Ιππεγεπ dEs vervollständigten Blattes, das einen Kühlmittelstrom aus einem anderen Teil übt Turbine aufnehmBn kann, z.B. übEr Eine oder beide der oberen und unteren Plattformen. In ähnlicher Weiss bilden die Umfangswände 28 eines jed8n dünnen Plättchens zusammen εΐηεη Hauptteil dagfektiven Paares von Außenflächen des Flügels, nämlich der AußEndruckflächE 32 und der Außensaugflache 3k, die in Momentaustauschbeziehung mit dem

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größeren Heißgasströmungsmitteldurchfluß der Turbinenmaschine angeordnet sind, wie durch die Pfeile 36 angedeutet.

Jedes dünne Plättchen besitzt ferner eine Uilzahl van getrennten Aussparungen in der Umf angsiuand, die sich teilweise hindurcherstrecken, so daß beim Stapeln und Verbinden bzw. Verkleben der dünnen Plättchen miteinander die Aussparungen Durchflußkühlkanäle innerhalb des Blattes 20 festlegen. In einem Teil eines jeden dünnen Plättchens sind verschiedene gekrümmte, gerade und serpentinenförmige Aussparungen 38 und 40 vorgesehen, und ein solcher Teil entspricht Segmenten der auflaufenden oder ablaufenden Ränder des Flügels. Zwischen den auflaufenden und ablaufenden Rändern bildet jedes dünne Plättchen ein Segment saiijahl der Außendruckflächen als der Außensaugflachen 32 und 34, und meist eine Vielzahl von identischen Aussparungen 42 auf, die in regulärer Weise in Richtung eines jeden der entsprechenden Segmente der Druck- und Saugaußenflächen angeordnet sind. Jede Aussparung 42 hat eine U-Form, die zuiei parallele, in Sehnenrichtung versetzte, in der Spannuieite verlaufende Schenkel 44 und 46 ergeben, deren jeder in den inneren Hohlraum 3D des zugeordneten dünnen Plättchens mündet. Von etwa der Mitte eines in Richtung der Sehne verlaufenden Einbuchtungsteiles 48 einer jeden U-förmigen Aussparung 42 verläuft ein Auslaßöffnungsabschnitt 50 nach außen, der in ein entsprechendes Segment entweder der Außendruck- oder -saugfläche mündet.

Vorzugsweise krümmt sich jeder Auslaßöffnungsabschnitt 50 ziemlich stark in einer sehnenartig nach abwärts verlaufenden Richtung in bezug auf dieRichtung des Luftstromes an der entsprechenden Außenfläche vorbei, und erstreckt sich - wie am besten in den Figuren 2 und 2A dargesteltr in Stromabuiärtsrichtung genügend weit, damit der nächstbenachbarte stromabwärts gerichtete Ausströmöffnungsabschnitt 5D aufgenommen wird. In Verbindung mit dieser ziemlich langen Erstreckung des äußeren Teiles eines jeden Ausströmäffnungsabschnittes 50 gewährleistet dieser zusammen mit der gekrümmten Gestalt, daß der daraus austretendeKühlmittelfluß in den benachbarten HeißgasströmungsmittelfluB der Turbomaschine nahezu parallel eintritt. Man hat festgestellt, daß der Ausströmöffnungsabschnitt 50 bei dieser Anordnung einen effektiven Einführwinkel des Ausströmkühlflusses in den benachbarten HeiB-gasströmungsmittelstrom von weniger als etwa 5^D, und vorzugsweise

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etwa 3 ergibt. Ferner gewährleistet die Konfiguration des Ausströmöffnungsabschnittes 50, daß seine Querschnittsfläche allmählüi in Stromabwärtsrichtung zunimmt und als ein Diffusionskanal für den Ausströmkühlfluß wirkt.

Im Betrieb der Anordnung nach Fig. 1 bis 3 wird jedes Statorblatt 20 durch Übereinanderschichten in radialer Richtung aller einzelnen dünnen Plättchen 22 und durch anschließendes entsprechendes Verbinden zu einem einheitlichen Gegenstand aufgebaut. Jedes dünne Plättchen wird individuell ausgebildet, z.B. durch herkömmliche fotochemische Ätzmethoden, wodurch der Aufbau von sorgfältig konfigurierten, jedoch kleinen Kühlkanälen, z.B. den Aussparungen kZ, in besonders wirksamer und wirtschaftlicher üJeise erreicht wird. Jedes der vervollständigten Statorblätter ist auf dem Umfang einer zentrischen Nabe befestigt und ergibt einen Kreisring solcher Statarblätter, die normalerweise zwischen zwei umlaufenden Turbinenrädern innerhalb der Turbinenmaschine eingebaut sind. Ein Strom verhältnismäßig kühlen Strömungsmitteis wird von einer äußeren Quelle in den inneren Hohlraum 3G eingeführt undfetrömt an jeden der Schenkel kk, kS einer jeden Aussparung 42,· um ein verhältnismäßig/starkes Auftreffen des Kühlstromes auf die Wände der zentrischen Einbuchtung kB zu verstärken und ein gutes Mischen des Kühlflusses innerhalb der Einbuchtung zu gewährleisten. Durch diesen Auftreffeffekt wird die Kühlung der Umfangswand verbessert. Der Kühlmittelfluß aus der Einbuchtung kB strömt dann durch den Aus3fcrömöffnungsabschnitt 50 zur entsprechenden Außendruck- oder -saugfläche 32, 3k. Die verhältnismäßig lange, stromabwärts gerichtete Konfiguration eines jeden Ausströmöffnungsabschnittes 50 zusammen mit der dadurch erzielten Diffusionswirkung wie auch die nahezu parallele Anordnung der Einführung des ausströmenden Strömungsmittelflusses in den benachbarten Heißgasstramdurchfluß verbessern die Filmkühlung der Außenfläche.

Der Ausdruck "Filmkühlung" bezieht sich auf die Technik des Kühlens der Außenfläche 32 oder 3k, in-dem versucht wird, eine relativ stationäre. Schicht des gekühlten Strömungsmittels längs der Auße-nfläche

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aufrechtzuerhaltenj dia sich hinreichend langsam bewegt, so daß die Schicht als isolierende Schicht wirkt, um eine unerwünschte Erwärmung der Außenfläche durch dEn benachbarten Heißgasströmungsmittelstrom zu verhindern. Hierzu mird der Ausdruck "Filmkühlung" von dem unterschieden, mas normalerweise als ^1!Konvektianskühlung" bezeichnet wird, die auf dem völlig anderen Prinzip beruht_s wonach ein Hühlmittelfluß wesentlich höherer Geschwindigkeit an der Oberfläche aufrechterhalten uiird, um Wärme von der Oberfläche durch Konvektion anstatt durch Isolieren der Außenfläche gegenüber einer benachbarten Wärmequelle abzuführen. Der kleine effektive Einf ühraiinkel des Ausströmkühlflusses nach vorliegender Erfindung hält das Aufbrechen der Schicht.aus isolierendem Strömungsmittel auf einem Minimum und bewirkt eine Verstärkung der Filmkühlung; in ähnlicher Weise reduziert die Diffusionswirkung des Ausströmäffnungsabschnittes die Geschwindigkeit des Ausströmkühlmediumsj das in den isolierenden Film auf der Außenfläche fließt.

Der verhältnismäßig lange Ausströmöffnungsabschnitt, der sich über den gesamten Weg von einem stromaufmarts gelegenen Ausströmöffnungsabschnitt zum nächstbenschbarten stromabwärts gelegenen Ausströmpffnungsabschnitt erstreckt_s verbessert die Entwicklung und Aufrechterhsliung des isolierenden Filmes«,

l/orzugsueise weist jedes der dünnen Plättchen ein oder mehrere Stützstreben 52 auf, die sich in Richtung der Spannweite erstrecken, wobei entgegengesetzte Enden einer jeden Strebe 52 integral mit den zugeordneten Segmenten der Saug- und Drucksegmente der Außenflächen ausgebildet sind. Jede der Streben 52 ist dünner als die Umfangswand 28, um eine kontinuierliche Strömungsmittelverbindung über den gesamten Innenhohlraum 3D zu gewährleisten.

In den Figuren k bis 8 ist eine weitere Ausführungsfprm eines Flügelblattes SO vom Statarblatttyp dargestellt. Ähnlich dem Blatt 20 nach Fig. 1 weist das Blatt 60 eine Uielzahl von dünnen, übereinander gestapelten und miteinander verbundenen dünnen Plättchen 62 auf, wobei jedes Blatt 60 am Umfang einer zentrischen' Wabe 64 (Fig. 8) angeordnet ist, damit eine kreisförmige Anordnung von Statorblättern 60 erhalten wird. Die einzelnen dünnen Plättchen 62 sind in radialer

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Richtung relativ zu der axialen Gestalt des Statarblattes und der Richtung des Hauptgasflusses der Turbomaschine übereinander geschichtet» Jedes dünne Plättchen 62 hat sine im wesentlichen identische Bestaltj abgleich die besondere äußere Geometrie eines jeden Plättchens geringfügige Unterschiede haben kann, damit beim Übereinanderanordnen aller dünnen Schichten eine verdrehte BlattkDnfiguration erzielt uierden kann, wie sich am besten der Fig. k entnehmen läßt. Jedes dünne Plättchen 62 bildet ebenfalls ein Segment der Außendrck- und -Saugflächen 66 und 6B_O

Jedes dünne Plättchen 62 besitzt eine kontinuierliche Umfangsuiand 70, die entsprechende Druck- und Saugabschnitte hat, welche die Segmente der Außendruck- und -saugflächen 66"und 68 bilden. Die Wand 7D eines jeden dünnen Plättchens umschließt einen zentrischen Hohlraum, und die zentrischen Hohlräume bilden zusammen einen verhältnismäßig großen und ausgedehnten zentrischen Kanal zur Aufnahme des Kühlmittelflusses.

Ein erster Satz von Streben 72 erstreckt sich etwa in Spannweite übz^ den zentrischen Hohlraum und zwischen den Druck- und Saugabschnitten der Umfangswand 70; die Streben 72 haben eine Dicke, die'etwa gleich der Dicke der Umfangswände 70 ist. Beim Übereinanderanordnen und V/erbinden der dünnen Plättchen miteinander zur Ausbildung des vollständigen Blattaufbaues unterteilt der erste Satz von Streben 72 den zentrischen Hohlraum in eine UMzahVvon Kammern Ik, deren jede einen Kühlmittelfluß aus den Kanälen 76 in der Nabe Gk aufnimmt. Jede Kammer Tk kann direkt mit einem der Kanäle 76 in Verbindung stehen, oder es kann eine Auffüllkammer an einer oder mehreren der unteren dünnen Plättchen 62 ausgebildet sein, um eine Verbindung zwischen dem Kanal 76 und allen Kammern Ik herzustellen.

Der Aufbau eines jeden dünnen Plättchens weist ferner eine innere Wand 78 auf, die in geringem Abstand nach innen in bezug auf den Saugabschnitt der Umfangswand 70 versetzt ist. Die Innenwand 78 erstreckt sich etwa in Sehnenrichtung längs der Haupterstreckung der Saugfläche 68, damit ein Auftreffvolumen oder eine Auftreffzone BO zwischen der inneren liland 78 und dem entsprechenden Saugabschnitt der Umfangswand 70 definiert wird. Der erste Satz von Streben 62 erstreckt sich auch

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über die Auftreffzone BD, damit letztere in Segmente unterteilt wird, die jeder der Kammern lh entsprechen. Aus Festigkeitsgründen ist sin zweiter Satz ιόπ Streben 82 vorgesehen, der siGh etuia in der Spann-Ldeite zwischen dem Druckabschnitt der Umfangswand 70 und der inneren liland 78 ader zwischen der inneren lüand 78 und dem Saugabschnitt der Umfangsuand 70 erstreckt= Diese Streben 82 haben eine geringere Dicke als die Umfangswand 70 und der erste Satz wan Streben 72, damit sine Strömungsmittelverblndung quer zu den Streben 82 ermöglicht wird. Die innere Wand 70 meist ferner eine Uielzahl von Aussparungen 84 auf, die beim Übereinanderanordnen und Verbinden der verschiedenen dünnen Plättchen zu der endgültigen Blattkonfiguratian entsprechende Kanäle darstellen, uielche eine Strömungsmittelverbindung zwischen der zentralen Kammer Ik und den zugeordneten Teilen der Auftreffzane 80 in einer Weise ergeben, die nur einen in der Spannweite gerichteten Strömungsmittelfluß van der Kammer Ik in die Auftreffzane 80 ermöglichen, damit ein im wesentlichen senkrechtes Auftreffen gegen eine Innenfläche 85 des Saugabschnittes der Umfangsuiand 70 erzielt uiird.

Uie dargestellt, weisen drei der Streben 72 ferner innere Ausström-Aussparungen 86 auf, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen einem der drei Abschnitte der Auftreffzane 80 und der Außendruckflache 66 ergeben, (die am besten den Figuren 5, 5A und 7 zu entnehmen ist, verlaufen vorzugsweise Ausströmleitungsaussparungen 86 gekrümmt in ütromabwärtsrichtung bei Annäherung an die Außendruckflache 66 und erstrekken sich längs der Außendruckfläche in einem genügend großen Abstand, daß die nächste, stromabwärts gelegene Ausströmaussparung, die einer entsprechenden stromabwärts gelegenen Strbe 72 zugeordnet ist, aufgenommen wird. Daraus ergibt sich, daß die Ausström-Aussparungen 86 so ausgebildet sind, daß sie ähnlich den Ausströmöffnungsabschnitten 50 der Ausführungsfarm nach Fig. 1 arbeiten, insaferne, daß die Ausström-Aussparungen 86 eine verbesserte Filmkühlung der Außendruckfläche 66 aufgrund der größeren Länge der Aussparung 86, der sich erweiternden Querschnittsgestalt, damit sie als Diffusionskanal wirken kann, und der Gestalt der Ausström-Aussparung 86 ergeben, die die Einführung des Ausströmflusses daraus in den Heißgas-Hauptstrom der Turbomaschine etwa parallel dazu, d.h. in einem effektiven Dinkel van 5

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Qtjer weniger,, und vorzugsweise etwa 3 gewährleistet» Jedes dünne Plättchen 62 weist dabei notwendigerweise Aussparungen 8B in der Umfangswand 70 in den auflaufenden und ablaufenden Randteilen des Blattes auf.

Das Blatt 6D wird vorzugsweise durch fotochernisches Ätzen eines jeden dünnen Plättchens 62 hergestellt, damit alle inneren Öffnungen und Aussparungen darin ausgebildet werden. Die dünnen Plättchen werden dann in einer radialen Richtung übereinander angeordnet und zu einem einheitlichen Gegenband verbunden bzw* verklebt, damit die komplizierten Kühlkanäle und Aussparungen, die vorstehend beschrieben wurden, entstehen. Verschiedene solche Blätter 60 werden dann miteinander in regelmäßig versetztem Abstand um den Umfang einer Wabe miteinander befestigt oder in sonstiger Weise verbunden, damit ein Kreisring aus Statorblättern 60 gebildet wird, der stationär und nichtumlaufend miVder Turbomaschine der vorbeschriebenen Art befestigt werden kann»

Während des Betriebes der Turbomaschine strömt ein Heißgasstrom zwischen den verschiedenen Statorblättern 60 und steht in Momentaustausch beziehung zu den AuBendruck- und -saugflächen 66 und 68. Der Kühlmittelstrom wird durch einen oder mehrere Kanäle 76 in radialer Richtung nach außen in die Kammern Ik eingeführt. Das äußere Ende des Blattes 60 ist dabei durch ein entsprechendes Abschlußelement so verschlossen, daß das Ausströmen des Kühlmittelstromes aus den Innenkanälen innerhalb des BläAes nur übea/die Aussparungen 86 und 88 vor sich geht. Der Kühlmittelfluß in der Kammer 7k wird dann in Richtung der Spannweite in die Auftreffzone 80 gerichtet, wo er auf die innere Fläche 85 der Umfangswand 70 auftrifft. Auf diese Weise wird die verhältnismäßig dünne Umfangswand, die ein Segment der Außensaugfläche bildet, durch Auftreffwirkung von der Innenseite gekühlt. Es ist wichtig, festzuhalten, daß bei dieser Ausführungsform die Außensaugfläche 68 des Statorblattes 60 glatt ist und keine Ausströmöffnungen darauf besitzt. So wird der Saugabschnitt der Umfangswand 70 entsprechend innen gekühlt, ohne daß ein den Leistungsfaktor reduzierender Strömungsmittelfluß auf die Außensaugfläche 68 eingeführt wird. Der in der Spannweite gerichtete Strömungsmittelfluß durch die Aussparungen Bi

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verstärkt wesentlich die Turbulenz des Strömungsmifctelflusses in der AuftreffzDne 80 vor dem Austri.tt durch die Aussparung 85. Wie weiter oben ermähnt, verbessert die Konfiguration der Ausströmaussparung 86 die Filmkühlung der AuBendruckfläche 86 in ähnlicher Weise wie in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 erläutert.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Anordnung nach den Figuren k bis 8 eine verbesserte Methode zum Kühlen eines laminierten Statarblattes 6D zeigt, die das Einführen des Kühlmittelflusses in radialer Richtung in den zentralen Hohlraum, der aus den verschiedenen Kammern 74 besteht, einschließt. Der Kühlmittelstram wird dann in der Spannweite im wesentlichen senkrecht gegen die innere Fläche 85 des Teiles der Umfangswand 7D gerichtet, die die Außensaugfläche des Blattes 6D definiert, so daß eine Auftreff- oder Konvektionskühlung dieses Teiles der Umfangswand verstärkt wird, ohne daß ein Kühlstrom auf die Saugfläche 68 ausgeübt ujird. Nach dem Auftreffkühlen der Innenfläche 85 Liird der Kühlstrom dann auf die Druckfläche 66 in solcher Weise abgegeben, daß die Filmkühlung der Außendruckfläche verstärkt wird. Insbesondere uiird die Filmkühlung der Außendruckfläche dadurch erreicht, daß der Kühlstrom in einer sehnenartigen Stromabwärtsrichtung mit einem effektiven Winkel von weniger als etwa 5 zur Richtung des Heißgasstromes, der die Außendruckfläche passiert hat, abgegeben wird, und daß der Kühlstrom, solange er in der Ausströmaussparung 86 sich befindet, und bevor er an die Außendruckfläche 66 abgegeben wird, verteilt wird.

Die Figuren 9 bis 13 zeigen ein rotierbares, laminiertes axiales Turbinenblatt IOD, das nach der Erfindung ausgebildet ist. Das Blatt IOD besitzt eine Vielzahl von in ähnlicher Weise ausgestalteten, in radialer Richtung verlaufenden dünnen Plättchen 102, die übereinander geschichtet und miteinander in Sehnenrichtung relativ zu dem Heißgasstrom der Turbomaschine verbunden sind, welcher die Außendruck- und Saugflächen 104 undlO6 des Blattes passiert. Wie am besten den Figuren 10 bis 12 zu entnehmen ist, weist jedes einzelne dünne Plättchen 1D2 eine NadelbaumkonfiguratiDn -108 an dem radial inneren

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Ende, είπε radial längliche limfangswand 110, die zugEordriEtE Segmente der AuB8ndruck- und -saugflächen des BlattES'Üefiniert, und Einen länglichen, zentralen Hohlraum oder Kanal 112 auf, dEr von Einer Umfangs-Luand 110 und dar Nadelbaumkanfiguration 108 umgeben ist. Die Umfangswand 110 schließt das radial äußere Ende des Blattes, während das innere radiale Ende dES zentralen Kanale-s 112 offen ist. In Fig. 11 ist eine läsbare Stützstrebe 114 dargestellt. Diese Stützstrebe 114 wird einfach zur Abstützung der dünnen Plättchen vor deren Verbinden verwEndst, und wird im Anschluß an das Verbinden der dünnen Plättchen zu einem einheitlichen Gegenstand entfErnt.

Eine Innenwand HG ist geringfügig innerhalb der Umfangsuand 110 versetzt angeordnet und erstreckt sich über diE gEsamte Länge der Außendruck- und -Saugflächen, so daß eine in radialer Richtung längliche Auftreffzone 118 zwischen den üJänden 110 und 116 fEstgElegt uird. Die innere Wand 116 schließt auch das radial äußErs EndE des BlattEs, und eine StützstrEbe 120 erstreckt sich in radialer

Richtung zwischen den inneren und äußeren LJandungEn 110 und 116 am äußeren Ende, damit eine Abstützung für diE InnEnwand 116 errsicht wird. Eine Vielzahl von sich in der Spannweite erstreckendsn Aussparungen 122 sind in doppelter Ausgestaltung und in regelmäßigEm Abstand längs dEr Innenwand 116 vE-rsetzt angeordnet. üJie in Fig. 10 gezeigt, hat jedE der Aussparungen 122 etwa die Hälfte der Dick8 des zugeordneten dünnen Plättchens 102, so daß beim Verbinden ύετ verschiEdEnen dünnen Plättchen miteinander jede dEr Aussparungen 122 εϊπεπ Εϊπεπ Kühlmittelstrom führenden Kanal festlegt, der den

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zentralen Hohlraum mit der AuftreffzDne 118 verbindE-fc.

Auf dEr Innenseite der Wand 110 sind zugeordnete Vorsprünge 124 ebenfalls in doppeltEr Ausführung und dEn zugEDrdnstEn Aussparungen 122 in der Inn8nwand 116 zugeordnet vorgesehen. Die Umfangswand 110 weist ferne-r είπε Vielzahlvon Ausströmleitungsaussparungen 126 auf, diE sich von dEr AuftrEffzDnE 118 in radial nach außen verlaufender Richtung innerhalb der Umfangswand 110 erstrecken und in die zugeordneten Segmente der Außendruck- und -saugflächen 104, 106 des Blattss münden. LJie am besten der Fig. 12 zu entnehmen ist, sind die Ausströmöffnungsaussparungan 126 so angeordnet, daß sie in die Auftreffzone

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nicht ausgerichtet mit den Aussprungen 122 der Innenwand 116 münden. Ausströmöffnungen 128 können auch innerhalb eines sich in der Spannweite erstreckenden Plattformabschnittes 130 eines jeden dünnen Plättchens angeordnet sein.

Die die Fig. 13 zeigt, sind eine Uielzahl derartiger rotierbarer Turbinenblätter IQQ um den Umfang einer zentralen Nabe 132 befestigt^ deren innere tannenbaumartige Teile 1Q8 mit der Nabe 132 verriegelt befestigt sind. Kanäle 134 in der Nabe führen einen Kühlmittelsirom zum inneren Ende eines jeden der zentralen Kanäle 112 der verschiedenen Blätter 100. Die Plattfarmabschnitte 130 eines jeden Blattes wirken mit den entsprechenden Plattformen benachbarter Blätter so zusammen, daß die innere radiale Seite der axial verlaufenden Blätter umschlossen wird und einen Heißgasstrom aufnehmende Kanäle zwischen den verschiedenen Blättern festgelegt werden.

Die Nabe 132 und mehrere Blätter 100 zusammen ergeben ein Turbinenrad, das durch den Momentaustausch des Heißgasstromes an den Außendruck- und -saugflächen der verschiedenen Blätter 100 vorbei in Drehung versetzt wird. Der Kühlmittelstrom aus dem Nabenkanal 134 wird so eingeführt, daß er in radialer Richtung nach außen durch den zentralen Kanal 112 strömt. Dann wird der Kühlmittelstrom umgelenkt, so daß er in einer etwa in der Spannweite strömenden Richtung von dem Kanal 112 in die Auftreffzone 118 strömt und im wesentlichen senkrecht auf die

Grnzfläche der Umfangswand HQ auftrifft. Der Strom aus den Aussparungen 122 trifft im wesentlichen direkt auf entsprechende Vorsprünge 124 auf, um eine wesentliche Turbulenz des Strömungsmittels des austretenden Kühlstromes innerhalb der Auftreffzone 118 zu verstärken. Damit wird eine Auftreff- oder Konvektionskühlung der Umfangswand 110 aus dem Inneren des Blattes erreicht. Die gegenüber den Aussparungen 122 versetzten Ausströmöffnungsaussparungen 126 beschleunigen die Turbulenz und den Strom beim Austritt des Kühlmittelstromes innerhalb der Austrittsznne 118 weiter, bevor er durch die Öffnungen 126 auf die Außendruck- und -saugflächen ausströmt. Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind hier die Ausströmöffnungsaussparungen

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nicht so ausgebildet, daß sie eine Filmkühlung der Außendruck- und -saugflächen 1D4 und 106 ergeben, da die Blätter 100 innerhalb der Turbomaschine gedreht werden. Die radial verlaufende Anordnung der verschiedenen Ausströmöffnungen 126 und IOD erzeugt eine Zentrifugalpumpwirkung auf den Kühlrnittelstrom innerhalb der Auftreffzone 318, damit der Kühlmittelstrom durch die verschiedenen Kanäle innerhalb des umlaufenden Blattes erhöht wird. Daraus ergibt sich, daß die Anordnung eines rotierenden Turbinenblattes nach den Figuren 9 bis 13 eine verbesserte Auftreffkühlung von der Innenseite eines Blattes ähnlich der, die durch die Auftreffzone 8D der Ausführungsform nach den Figuren k bis B erzielt wird, ergibt.

Für den Fachmann zeigt sich, daß vorzugsweise das rotierende Turbinenblatt 100 mit verschiedener zusammengesetzter Krümmung für den wirksamsten Momentaustausch mit dem Heißgasstrom der Turbomaschine ähnlich der zusammengesetzten Krümmungsgestalt des Statorblattes nach Fig. aufgebaut ist. Es ergibt sich ferner, daß die axialen Enden des Blattes IOD, wie in Fig. 13 gezeigt, um die Details der inneren Konstruktion aufzuzeigen, geschlossen sind, so daß Kühlmittel im Inneren des Blattes nur durch die Auslässe 126, 128 entweicht.

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Claims

25-11.1970 vl/Ee - j£— G/p 9555

Patentansprüche :

(VlJ JTlügelkörper für Turbomaschinen mit einer Vielzahl von übereinander geschichteten dünnen Plättchen, die miteinander zur Ausbildung eines Kauptteiles des IPlügelkörpers verbunden bzw. verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daS jedes düra±-3 Plättchen einen verhältnismäßig großen zentrischen Hohlraum zur Aufnahme eines kühl enden Strömungsmitteldurchflusses und eine Umfangswand besitzt, die ein Segment einer äußeren Oberfläche des Jj'lügelkörpers bildet, das in Komentaustauschbeziehung mit dem Strömungsmitteldurchfluß in der lurbomaschine angeordnet ist, daß .jedes dünne Plättchen eine Vielzahl von getrennten Aussparungen in der Umfangswand besitzt, die regelmäßig in Längsrichtung des zugeordneten Segmentes der äußeren überfläche versetzt sind, daß jede Aussparung zwei parallele Schenkel aufweist, die getrennt voneinander in den zentrischen Hohlraum münden, daß eine Einbuchtung beide Schenkel miteinander verbindet und sich dazwischen parallel zu dem zugeordneten Segment der äußeren Oberfläche erstreckt, und daß ein einziger Auslaßöffnungsabschnitt sich von etwa der Mitte der Einbuchtung nach außen erstreckt und sich auf das zugeordnete Segment der äußeren Oberfläche öffnet.

2. Plügelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der j?lügelkörper ein Statorblatt aufweist.

3. ü?lügelkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand Segmente sowohl einer Druckaußenfläche als auch einer Saugaußenfläche des Statorblattes bildet, und daß jedes dünne Plättchen eine Vielzahl von Aussparungen besitzt, die regelmäßig in Längsrichtung der Segmente der Druck- und Saugaußenflächen im Abstand versetzt angeordnet sind.

4. Flügelkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dünne Plättchen eine Vielzahl von Streben aufweist, die sich in der Spannweite über die zentrische öffnung erstrecken, wobei entgegengesetzte Enden integral mit der Umfangswand ausgebildet sind, und wobei die Dicke der Streben kleiner ist als die der Umfangswand.

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5. Flügelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßöffnungsabschnitt in Sehnenriciitung stromabwärts gekrümmt und so angeordnet ist, daß der ifirksame Winkel zwischen dem Auslaßstrom aus dem Auslaßöffnungsabschnitt und der Richtung des otröiaungs· mittelflusses in der Turbomaschine kleiner als etwa 5° ist.

6. Flügelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßöffnungsabschnitt sich längs des zugeordneten Segments der Außenfläche in einem ausreichend großen Abstand erstreckt;, daß der Auslaßöffnungsabschnitt der stromabwärts nächstliegenden Aussparung geschnitten wird.

7. Flügelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßöffnungsabschnitt mit einer Querschnittsfläche ausgebildet ist, die sich in Stromabwärtsrichtung von dem Einbuchtungsteil aus allmählich vergrößert.

8. Flügelkörper für eine Turbomaschine mit einer Vielzahl von übereinander geschichteten dünnen Plättchen, die miteinander verbunden, z.B. verklebt sind, um einen Hauptteil des Flügelkörpers sowie einen Hauptteil einer Außenfläche des Flügels, der in ilomentaustausch.beziehung zum den Flügel passierenden liauptströmungsmittel angeordnet ist, auszubilden,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes dünne Plättchen eines Satzes von Plättchen innere Aussparungen besitzt, die innere Kühlmittelkanäle innerhalb des Flügelkörpers ausbilden und stromaufwärts und stromabwärts liegende Auslaßöffnungen festlegen, die in die Außenfläche an Stellen münden, welche in Sehnenrichtung längs der Außenfläche im Abstand angeordnet sind, wobei die stromaufwärts gelegene Auslaßöffnung eines jeden dünnen Plättchens so ausgebildet ist, daß sie sich stromabwärts in Sehnenrichtung längs der Außenfläche in einem genügend großen Abstand erstreckt, daß die zugeordnete stromabwärts gelegene Auslaßöffnung geschnitten wird.

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9. iTügelkörpsr nach Anspruch. 8, dadurch gekennzeichnet, daß der flügel ein Statorblatt aufweist.

10. üTügelkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Plättchen Hauptteile sowohl einer Druckaußenfläche als auch einer Saugaußenfläche darstellen, wobei die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Auslaßöffnungen in die Druckaußenfläche münden.

11. i'lügelkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dünne Plättchen stromaufwärts und stromabwärts gelegene Auspuff öffnungen festlegt, die in die Außendruck- und -saugfläche münden .

12. -ilügelkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen öffnungen jeweils in einer Stromabwärtsrichtung in der Sehne krümmen und so angeordnet sind, daß der effektive Winkel zwischen dem Auspuffstrom daraus und der Richtung des größeren Strömungsmittelstromes an dem Plügel vorbei kleiner ist als etwa 5 ·

13. iflügelkörper für eine Turbomaschine mit einer Yielzahl von übereinander geschichteten dünnen Plättchen, die miteinander so verbunden bzw. verklebt sind, daß sie das Flügelblatt bilden, wobei eine äußere Oberfläche in Momentaustauschbeziehung zu dem Arbeitsströmungsmittelfluß der Turbomaschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Plättchen durchgehende Öffnungen be-sitzen, die innere Kühlmittelkanäle mit dem ITügelblatt festlegen, da3 wenigstens einige der dünnen Plättchen partielle Aussparungen besitzen, die mit benachbarten dünnen Plättchen zusammenwirken um/i Külil-uittelpfade innerhalb individueller dünner Plättchen festlegen, daß wenigstens ein Satz der Aussparungen stromaufwärts und stromabwärts gelegene Auslaßöffnungen für die zugeordneten dünnen Plättchen festlegt, die in die äußere Oberfläche des Blattes an Stellen münden, welche in Sehnenrichtung längs der Außenfläche versetzt sind, um einen Kühlmittelfluß in den Arbeitsströmun.csrnittelfluß abzugeben, daß jede der Aussparungen des einen

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Satzes so ausgelegt ist, daß der effektive Winkel zwischen dem Auslaßstrom aus jeder der Auslaßöffnungen und der Richtung des Arbeitsströmungsmittelflusses an der zugeordneten Auslaßöffnung kleiner als etwa 5 ist, wobei die stromaufwärts gelegene Auslaßöffnung eines jeden dünnen Plättchens so ausgebildet ist, daß sie sich stromabwärts in Sehnenrichtung längs der Außenfläche in einen ausreichend großen Abstand erstreckt, daß sie die zugeordnete, stromabwärts liegende Auslaßöffnung schneidet.

14. Flügelkörper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der effektive Winkel etwa 3° beträgt.

15. Flügelkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelblatt ein Statorblatt ist.

16. FlügeTkörper für eine Turbomaschine mit einer Vielzahl von übereinander geschichteten dünnen Plättchen, die miteinander so verbunden bzw. verklebt sind, daß sie einen Hauptteil des Flügels bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes dünne Plättchen eines Satzes dünner Plättchen eine verhältnismäßig dünne Außenwand besitzt, daß die Außenwände des Satzes miteinander einen Hauptteil einer äußeren Oberfläche des Flügelkörpers festlegen, der in Momentaustausch.beziehung zu dem Arbeitsströmungsmittelfluß der Turbomaschine angeordnet ist,

daß jedes dünne Plättchen des Satzes einen ziemlich großen inneren durchgehenden Kanal besitzt, wobei die zentrischen Kanäle miteinander einen irceren HoHilraum in dem Blatt bilden, der kühlendes Strömungsmittel aufnimmt,

daß jedes dünne Plättchen des Satzes eine innere Wand aufweist, die in engem Abstand nach innen in bezug auf die äußere Wand versetzt ist und sich parallel dazu erstreckt sowie eine durchgehende Zone dazwischen ausbildet, wobei die durchgehenden Zonen miteinander eine Auftreffzone zwischen den äußeren und inneren Wänden bilden, die sich in Längsrichtung des Hauptteiles der Hügelaußenflache erstreckt, daß jedes dünne Plättchen des Satzes eine Yielzahl von

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Aussparungen in der inneren Wand besitzt, die sich, etwa senkrecht zu der Innenfläche der äußeren Wand erstrecken, wobei der Kühlmittelfluß aus dem Hohlraum durch die Aussparungen in die Auftreffzone strömt und im wesentlichen senkrecht auf die Innenfläche auftrifft, um die Kühlwirkung auf die Außenwand zu erhöhen, daß eine Vorrichtung einen Auslaßpfad zum Abführen von Kühlmittelstrom aus der Auftreffzone festlegt, und daß die Außenwände des Satzes Hauptteile sowohl einer äußeren Saugfläche als auch einer Außendruckflache des Statorblattes festlegen, während die innere Wand nach innen in "bezug auf den Teil der äußeren versetzt ist, wobei ein Hauptteil der Außensaugfläche des Statorblattes festgelegt wird, und wobei die letztgenannte Vorrichtung einen Auslaßpfa.-d festlegt, der eine Auslaß-^öffnung zur Außendruckflache des Statorblattes festlegt.

17. Flügelkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel ein Statorblatt aufweist.

18. Flügelkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wände des Satzes Hauptteile sowohl der Außensaugfläche als auch einer Außendruckflache des Statorblattes festlegen, daß die innere Wand nach innen in bezug auf den Seil der äußeren Wand in Abstand angeordnet ist und einen Hauptteil der Außensaugfläche des Statorblattes festlegt, und daß die Vorrichtung zur Festlegung eines Auslaßpfades eine Auslaßöffnung aufweist, die in die äußere Druckfläche des Statorblattes mündet.

19. Flügelkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel ein gekühltes, umlaufendes Turbinenblatt für eine Turbomaschine darstellt.

20. Flügelkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wände des Satzes zusammen Hauptteile "sowohl einer Außendruckf lache als einer Außensaugfläche des Turbinenblattes festlegen, daß die innere Wand in engem Abstand nach innen in bezug auf die äußere Druckfläche und die Außensaugfläche versetzt ist, und daß die einen Auslaßpfad festlegende Vorrichtung Auslaßöffnungen in

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der äußeren Wand bildet, die in die Außendruck- und Saugflächen münden.

21. Flügelkörper nach. Anspruch. 20, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wand eine innere Fläche aufweist, die der Auftreffzone ausgesetzt ist, und daß die innere Fläche Vorsprünge darauf besitzt, die mit den Aussparungen in der inneren Wand ausgerichtet sind, um die Turbulenz des kühlenden Strömungsmittelflusses in der Auftreffzone zu erhöhen.

22. Ii¹Iu^s!körper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrische Habe innere Kanäle zum Führen des kühlenden Strömungsmittelflusses besitzt, daß eine Vielzahl von Flügeln in regelmäßigem Abstand versetzt um den umfang der Habe befestigt sind und sich in radialer Richtung von dort nach außen erstrecken, und daß die inneren Hohlräume eines jeden Flügels mit inneren Kanälen.· der zentrischen Habe in Verbindung stehen.

2J. Flügelkörper mit .einem gekühlten, nicht umlaufenden Statorblatt für eine 'Purbomaschine, mit einer Vielzahl von dünnen, übereinander geschichteten dünnen Plättchen, die miteinander so verbunden sind, daß sie den Hauptteil des Statorblattes einschließlich Außendruck- und -saugflächen bilden, die so angeordnet sind, daß sie in Momentaustauschverbindung mit dem Strömungsmitfcelfluß der iPurb omas chine stehen, dadurch gekennzeichnet,

daß eine einzige Umfangswand Segmente der Außendruck- und -saugflächen aufweist und einen verhältnismäßig großen zentrischen Hohlraum zur Aufnahme des kühlenden Strömungsmittelstromes umgibt, daß eine Vielzahl von Streben sich in Eichtung der Spannweite über den zentrischen Hohlraum erstreckt, wobei entgegengesetzte Enden integral mit der Umfangswand ausgebildet sind, und wobei die Dicke der Streben kleiner ist als die der Umfangswand, daß eine Vielzahl von getrennten Aussparungen in der Umfangswand sich von dem zentrischen Hohlraum aus erstrecken und in die Druck- und Saugflächen münden, wobei jede der Aussparungen besitzt:

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zwei in der Spannweite verlaufenfe parallele Schenkel, die getrennt in den zentrischen Hohlraum münden,

eine in Sehnenrichtung verlaufende Ausbuchtung, die mit den beiden Schenkeln in Verbindung steht, und

einen einzelnen Ausbuchtöffnungsabschnitt, der von etwa der Mitte der Ausbuchtung nach außen verläuft und in das zugeordnete Segment der Außenfläche mündet, wobei der Auslaßöffnungsabschnitt sich in Sichtung stromabwärts krümmt und so ausgelegt ist, daß der effektive Winkel zwischen dem Auslaßstrom bus dem Auslaßöffnungsabschnitt und der Richtung des Strömungsmitteldurchflusses der Turbomaschine kleiner ist als etwa 5°» "und wobei der Auslaßöffnungsabschnitt sich längs des zugeordneten Segmentes der äußeren Oberfläche in einem genügend großen Abstand erstreckt, damit der Auslaßöffnungsabschnitt c der stromabwärts nächstliegenden Aussparung geschnitten wird.

24-, Flügelkörper für ein gekühltes, nicht umlaufendes Statorblatt für eine Turbomaschine, mit einer Vielzahl von dünnen Plättchen, die in einer ersten Richtung übereinander geschichtet und miteinander so verbunden sind, daß sie den Hauptteil des Statorblattes einschließlich Außendruck-uad -saugflächen bilden, die so angeordnet sind, daß sie in Momentaustauschbeziehung mit dem Strömungsmittelfluß der Turbomaschine stehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umfangswand/Druck- und Saugabschnitte aufweist, die Segmente der Außendruck- und -saugflächen bilden, wobei die Wand einen verhältnismäßig großen zentrischen Hohlraum zur Aufnahme des kühlenden Strömungsmittelflusses umgibt,

daß eine innere Wand in engem Abstand nach innen in bezug auf den Saugabschnitt der Umfangswand angeordnet ist und sich etwa parallel dazu erstreckt und eine Auftuifzone des zentrischen Hohlraumes festlegt, die sich in Längsrichtung des Saugabschnittes der Umfangswand erstreckt,

daß ein erster Satz von Streben sich in Richtung der Spannweite über den zentrischen Hohlraum zwischen den Druck- und Saugabschnitten der Umfangswand erstreckt, um den zentrischen Hohlraum in getrennte Kammern zu unterteilen, wobei die innere Wand, die Umfangswand und der erste Satz von Streben eine gleiche Dicke in der ersten Richtung haben,

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daß ein zweiter Satz von Streben eine Dicks -hat,, die kleiner ist als die der Umfangswand, ima.so angeordnet ist, daß sie sich in Eichtung der Spannweite über die Kammern erstrecken, daß eine Vielzahl von Aussparungen in der inneren Wand senkrecht dazu verlaufen, wobei der Kühlmittelstroia aus dem Hohlraum durch die Aussparungen in die Auftreffzone strömt, und etwa senkrecht auf eine innere Pläche des Saugabschnittes der ümfangswand auftrifft, um die Eühlwirkung des Saugabschnittes zu erhöhen, ohne daß ein Kühlmittelstrom in die äußere Saugfläche eingeführt wirdc, und daß Auslaßleitungsaussparungen in wenigstens einigen der Streben des ersten Satzes in die Auftreffsone und an die Außendruckfläche münden, um einen Kühlmittelfluß aus der Auftreffzone abzugeben, wobei die Auslaßleitungen sich in Sehnenriciitung stromabwärts krümmen und so angeox'dnet sind, daß der effektive Winkel zwischen dem Auslaßkühlmittelfluß aus der Auslaßleitung und der Sichtung des Strömungsmittelflusses der Turbomaschine kleiner ist als etwa 5°, wobei die Ausiaßleitung sich in Längsrichtung des Segmentes der Außendruckfläche in einem genügend großen Abstand erstreckt, daß die Auslaßleitung der stromabwärts nächstliegenden Strebe des ersten Satzes geschnitten wird.

25. JTügelkörper für ein gekühltes, umlaufendes Turbinenblatt einer 'turbomaschine, mit einer Vielzahl von dünnen, in radialer Hichtung verlaufenden Plättchen, die in Sehnenriclituür; übereinander geschichtet angeordnet und miteinander so verbunden sind, daB sie den Hauptteil des Turbinenblattes einschließlich äußerer Druck- und Saugflächen bilden, die so angeordnet werden können, daß sie in Ilomentaustauschbeziehung mit dem Strömungsmittelfluß der Turbomaschine stehen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dünne Plättchen aufweist·

eine Umfangswand, die das radial äußere Ende der dünnen Plättchen abschließt und Segmente der Außendruck- und -saugflächen bildet, wobei die Umfangwand einen verhältnismäßig großen zentralen Hohlraum umgibt, der an dem radial inneren Ende des dünnen Plättchens offen ist und einen Kühlmittelstrom aufnimmt, wobei die ümfangswand ferner einen tannenbaumähnlichen Wurzelabschnitt in der Nähe des radial inneren Endes besitzt, der mit einer Turbinenradnabe der Turbomaschine befestigt ist,

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eine innere Wand, die in engem Abstand nach innen von der Umfangswand angeordnet ist«, und sich in radialer Sichtung parallel zu den Segmenten der Außendruck- und -saugflächen erstreckt und eine schmale, radial längliche Auftreffzone des zentralen Hohlraumes festlegt, die zwischen den Umfangswänden und den inneren Fänden angeordnet ist, wobei die innere Wand sich so erstreckt, daß sie das radial äußere Ende des zentralen Hohlraumes schließt, eine StützStrebenvorrichtung, die sich in radialer Richtung zwischen den radial äußeren Endteilen der Umfangswand und der inneren Wand erstreckt und diese miteinander verbindet, eine Vielzahl von Aussparungen in der inneren Wand, die sich senkrecht dazu erstrecken, wobei der Kühlmittelstrom aus dem zentralen Hohlraum durch die Aussparungen in die Auftreffzone gelangt und etwa senkrecht auf die Innenfläche der Umfangswand auftrifft, Ansätze auf die Innenseite der Umfangswand, die mit den Aussparungen aus-gerichtet sind, um eine Turbulenz des Kühlmittelstromes in der Auftreffζone zu beschleunigen, und

Auslaßöffnungsaussparungen in der Umfangswand, die sich von der Auftreffzone aus erstrecken und'sich zu den Segmenten der Außendruck- und -saugflächen öffnen, wobei die Auslaßöffnungsaussparungen in die Auftreffzone an solchen Stellen münden, die nicht mit den Aussparungen in der Innenwand ausgerichtet sind, und sich in einer radialen Auswärtsrichtung innerhalb der U-mfangswand erstrecken, wobei eine Drehung des Blattes die Zentrifugalpumpwirkung auf den kühlenden Strömungsmittelstrom aus den Auslaßöffnungsaussparungen heraus unterstützt.

26. Verfahren zum Kühlen eines laminierten Statorblattes für Turbomaschinen, wobei das Blatt eine Umfangswand besitzt, die Außendruck- und -saugflächen festlegt, welche in Momentaustauschbeziehung mit dem Gasstrom in der Turbomaschine angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlmittelstrom in einen zentralen Hohlraum des laminierten Blattes eingeführt wird, daß der Kühlmittelstrom aus dem zentralen Hohlraum nur etwa senkrecht gegen die innere Fläche eines Teiles der Umfangswand, die die Außensaugflache bildet, gerichtet wird, um ein Auftreffkühlen des Teiles

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der Umfangswand zu beschleunigen, ohne daß ein Eühlmittelstrom zur Saugfläche geführt wird, und

daß im Anschluß an die Auftreffkühlung der Külilmittelstrom auf die Druckfläche in solcher Weise abgegeben wird, daß die i'ilinkühlung der Druckfläche verstärkt wird.

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