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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Gasturbinen-Statorschaufel
bzw. Leitschaufel und insbesondere auf eine Gasturbinen-Leitschaufel,
die so strukturiert ist, dass eine Schaufelvorderkante in der Form
so verbessert wird, dass Schaufelkühlluft mit verbessertem Wirkungsgrad
geblasen wird, eine Wärmebeanspruchungskonzentration
vermieden wird und eine Schaufelmontage erleichtert wird.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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2 ist
eine Schnittansicht zur Darstellung einer repräsentativen Leitschaufel der
ersten Stufe einer Gasturbine nach dem Stand der Technik. In 2 bezeichnet
die Bezugsziffer 20 eine Leitschaufel der ersten Stufe,
die Bezugsziffer 21 bezeichnet einen äußeren Deckring, und die Bezugsziffer 22 bezeichnet
einen inneren Deckring. Die Bezugsziffern 20a, 20b, 20c, 20d, 20e bezeichnen
jeweils Kühlluftlöcher, wobei
das Loch 20a in einer Schaufelvorderkante vorgesehen ist,
das Loch 20b in einer Schaufelhinterkante, das Loch 20c in
einem Schaufelvorderkantenabschnitt, das Loch 20d in einem
zentralen Schaufelabschnitt und das Loch 20e in einem Schaufelhinterkantenabschnitt.
In der Leitschaufel 20 sind ein Durchgang 23 in
dem Schaufelvorderkantenabschnitt, ein Durchgang 24 in
dem zentralen Schaufelabschnitt und ein Durchgang 29 in
dem Schaufelhinterkantenabschnitt vorgesehen. Ein Einsatz 25 ist
in den Durchgang 23 eingesetzt vorgesehen, und ein Einsatz 26 ist
in den Durchgang 24 eingesetzt vorgesehen. Die Einsätze 25,26 sind
jeweils auf diese Weise in den Durchgängen 23,24 vorgesehen,
wobei vorbestimmte Abstände
von Innenwandflächen
der jeweiligen Durchgänge 23,24 eingehalten
werden, und sie sind an einer Vielzahl von Punkten gehaltert.
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Beide
Einsätze 25,26 sind
zu hohlen zylindrischen Elementen ausgebildet, und in und um die
gesamten Wände
der Einsätze 25,26 sind
jeweils viele Luftblaslöcher 27,28 gebohrt.
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Bei
der erwähnten
Leitschaufel der ersten Stufe wird Kühlluft 30,31,32 in
die Leitschaufel 20 von einem Turbinengehäuseraum
(nicht dargestellt) durch den äußeren Deckring 21 eingeleitet,
wobei die Kühlluft 30 in
den Einsatz 25 an der Vorderkantenseite strömt, um dann
aus den Luftblaslöchern 27 des Einsatzes 25 in
einen zwischen einer Innenwand des Durchgangs 23 und einer
Außenwand
des Einsatzes 25 ausgebildeten Raum zu strömen, um
eine Beaufschlagungskühlung
der Innenwand des Durchgangs 23 auszuführen, und strömt dann
aus den in die Schaufel gebohrten Kühlluftlöchern 20c auf eine
Außenfläche der
Schaufel, um eine Duschkopfkühlung und
eine Schichtkühlung
der Schaufelaußenfläche durchzuführen.
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Die
Kühlluft 31 strömt ebenso
in den Einsatz 26, um dann aus den Luftblaslöchern 28 des
Einsatzes 26 in einen zwischen einer Innenwand des Durchgangs 24 und
einer Außenwand
des Einsatzes 26 ausgebildeten Raum zu strömen, um
die Beaufschlagungskühlung
der Innenwand des Durchgangs 24 durchzuführen, und
strömt
dann aus den in die Schaufel gebohrten Kühlluftlöchern 20d auf die
Außenfläche der
Schaufel, um die Schichtkühlung
der Schaufelaußenfläche durchzuführen. Ferner
strömt die
Kühlluft 32 in
den Durchgang 29 der Hinterkantenseite, um einen rückwärtigen Abschnitt
der Schaufel zu kühlen
und strömt
aus den Kühlluftlöchern 20e des
Schaufelhinterkantenabschnitts auf die Außenfläche der Schaufel zu deren Schichtkühlung.
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Bei
der Leitschaufel der ersten Stufe nach obiger Beschreibung kommt
es zu einer Ungleichmäßigkeit
der ausströmenden
Luft an der Schaufelvorderkante, was eine Unregelmäßigkeit
in der Luftströmungsgeschwindigkeit
bewirkt, und dies ergibt oft einen verstärkten Druckverlust oder es
kann einen Rückstrom
der Kühlluft
je nach Fall bewirken. Ferner kommt es zu einem Zusetzen der Luftblaslöcher des Einsatzes
innerhalb der Schaufel infolge von Stäuben in der Kühlluft,
und dies ergibt ein Problem hinsichtlich der Zunahme des Druckverlusts.
Wenn der Einsatz in die Schaufel eingebaut werden muss, gibt es
ferner viele Punkte zur Befestigung des Einsatzes in dem Luftdurchgang,
und der Arbeitsraum hierfür
ist sehr eng, und folglich wird der Einbaufehler groß und es
ist eine Menge Zeit für
den Einbau erforderlich. Ferner sind in Hinblick auf die Wärmebeanspruchung Verbindungsabschnitte
der Schaufel zu dem äußeren Deckring
und dem inneren Deckring so strukturiert, dass sie nur kleine Saumkurven
(fillet curves) aufweisen, und folglich kann sich dort die Wärmebelastung konzentrieren
und leicht Risse verursachen. Somit ist es im Zuge der jüngsten Tendenz,
die Gasturbine mit höherer
Temperatur zu betreiben, sehr erwünscht, die genannten Probleme
zu lösen,
um die Zuverlässigkeit
der Leitschaufel zu verbessern.
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US-A-3
240 468 offenbart eine Gasturbinen-Leitschaufel mit einer porösen Haut
für eine Transpirationskühlung, wobei
vorgesehen ist, mehr oder weniger Kühlmittel zu verschiedenen Abschnitten
der Schaufel in Bezug auf Gastemperaturen, Drücke und Geschwindigkeiten,
die in lokalen Bereichen vorherrschen, zu leiten. Diese Schaufel
umfasst mehrere Durchgänge,
die in der Schaufel von einer Vorderkantenseite zu einer Hinterkantenseite
derselben vorgesehen sind, und mehrere in der Schaufelhaut vorgesehene
Kühlluftlöcher. Die
in der Schaufel vorgesehenen Durchgänge sind durch eine einteilige hohle
Hülse gebildet,
die ins Innere der Schaufel eingesetzt ist und darin befestigt ist.
Luftblaslöcher,
die in dieser Hülse
vorgesehen sind, sind in mehreren Gruppen angeordnet, welche in
einem dorsalen seitlichen hinteren Abschnitt der Hülse vorgesehen
sind, wobei Löcher
einer ersten Gruppe einen Durchmesser aufweisen, der größer ist
als derjenige von Löchern
einer zweiten Gruppe. Die Löcher
jeder betreffenden ersten und zweiten Gruppe sind in einer Längenrichtung
der Schaufel angeordnet.
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Abriss der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasturbinen-Leitschaufel
mit einer verbesserten Struktur bereitzu stellen, so dass Schichtkühlungslöcher, durch
welche die Luft ausströmt,
sich nicht zusetzen, wodurch der Wirkungsgrad der Kühlung der Schaufel
verbessert wird.
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Um
diese Aufgabe zu erfüllen,
stellt die vorliegende Erfindung eine Gasturbinen-Leitschaufel bereit,
wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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In
der Erfindung wird ein Fall in Betracht gezogen, bei dem feine Stäube, die
in der Kühlluft
enthalten sind, aus den Luftblaslöchern des Einsatzes ausströmen, wobei
dies eine Verstopfung verursachen kann, da aber unter den Luftblaslöchern des Einsatzes
Lochdurchmesser derjenigen Löcher
im dorsalen seitlichen hinteren Abschnitt des Einsatzes, wo die
Stäube
vergleichsweise leicht stagnieren können, größer gestaltet sind, als diejenigen
der anderen Löcher,
und auch Lochdurchmesser der Kühlungslöcher der
Schaufel neben den Luftblaslöchern
mit solchen großen
Durchmessern ebenfalls größer gestaltet
sind, werden die Stäube
in dem Einsatz einfach zum Ausströmen aus den Luftblaslöchern und
den Kühlungslöchern gebracht,
die beide diese großen Lochdurchmesser
aufweisen. Damit kommt es in keinem Fall zum Zusetzen der Luftblaslöcher des
Einsatzes und der Kühlungslöcher der
Schaufel infolge der Stäube,
und die Zuverlässigkeit
der Kühlung
wird bemerkenswert verbessert. In einer Ausführungsform ist der Einsatz
in jedem der Durchgänge
nur an zwei Stellen im Vergleich zum Stand der Technik gehaltert,
bei dem es viele Halterungspunkte gibt, die Positionierung für den Einbau
wird erleichtert, die Arbeitsstunden der Schaufelmontage werden
reduziert und die Einpassgenauigkeit wird ebenfalls verbessert,
was in einer Verbesserung der Zuverlässigkeit der Schaufel resultiert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein Vorsprung an der Schaufelvorderkante ausgebildet, und durch
diesen Vorsprung kann die Schaufelvorderkante, wo eine besonders
große
thermische Last herrscht, verkleinert werden. Die Schaufelvorderkante
nach dem Stand der Technik ist im wesentlichen von kreisförmiger Form,
und Kühlungslöcher, durch die
Kühlluft
geblasen wird, sind in mehreren Reihen in diesem Ab schnitt angeordnet.
In dieser oben erwähnten
Ausführungsform
ist aber der Vorsprung mit der sanft gekrümmten Oberfläche vorgesehen,
der von der Schaufelvorderkante vorsteht, an der die Wärmebeanspruchung
hoch ist, und dieser Abschnitt der Schaufel wird kleiner gestaltet,
wodurch die Anzahl von Reihen der Kühlungslöcher ebenfalls reduziert werden
kann. In einer weiteren Ausführungsform
ist die gekrümmte
Oberfläche
des Vorsprungs zu einer elliptischen Kurve oder einer Ellipsen-Langachse
ausgebildet, so dass der Vorsprung kleiner in der Dimension sein
kann und die Kühlluft
wirksam aus dem auf die Weise kleiner gestalteten Vorsprung ausströmen kann,
wodurch dieser Abschnitt der Schaufel konzentrisch gekühlt werden
kann.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist die gekrümmte
Oberfläche
der Schaufelvorderkante zu einer elliptischen Kurve oder einer Ellipsen-Langachse ausgebildet,
und die aus den Kühllöchern strömende Kühlluft erzeugt
keine Turbulenz an der dorsalen Schaufelseite, sondern strömt gleichmäßig entlang der
gekrümmten
Oberfläche
des dorsalen Schaufelabschnitts, wodurch eine wirksame Schichtkühlung möglich wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht einer Gasturbinen-Leitschaufel einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 eine
Schnittansicht zur Darstellung einer repräsentativen Leitschaufel der
ersten Stufe einer Gasturbine nach dem Stand der Technik,
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3 eine
schematische Ansicht zur Darstellung einer Form eines Schaufelvorderkantenabschnitts
der Ausführungsform
von 1, wobei 3(a) die
Form der vorliegenden Erfindung und 3(b) diejenige
des Standes der Technik zeigt,
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4 eine
detaillierte Ansicht eines Vorsprungs einer Schaufelvorderkante
der Ausführungsform
von 1, und
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5 eine
graphische Darstellung einer Kühlluft-Strömungsgeschwindigkeit
in der Gasturbinen-Leitschaufel der Ausführungsform von 1.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nachstehend
werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden
Erfindung konkret unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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1 ist
eine Schnittansicht einer Gasturbinen-Leitschaufel, speziell einer
Leitschaufel der ersten Stufe einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 eine
Statorschaufel bzw. Leitschaufel, und die Bezugsziffer 1 bezeichnet
einen Vorsprung, der von einem Abschnitt an einer ventralen Seite
einer Schaufelvorderkante vorstehend vorgesehen ist. Der Vorsprung 1 ist
mit einer sanft gekrümmten
Oberfläche
ausgebildet. In der Leitschaufel 10 sind, wie im Fall des
Standes der Technik, Durchgänge 23,24 vorgesehen,
und ein vorderer Einsatz 2 ist in den Durchgang 23 eingesetzt
vorgesehen und ein hinterer Einsatz 5 ist in den Durchgang 24 eingesetzt
vorgesehen, wobei die beiden Einsätze 2,5 durch
Befestigung an jeweils zwei Punkten gehaltert sind, wie später beschrieben
wird. Der vordere Einsatz 2 ist ein hohles zylindrisches
Element mit einer Vielzahl von Luftblaslöchern 4a,4b.
Die Luftblaslöcher 4a sind
in Reihen mit jeweils fünfzehn
Löchern
angeordnet, die sich linear in einer Schaufelhöhenrichtung erstrecken, die
nicht dargestellt ist, und ein Lochdurchmesser jedes Lochs beträgt 0,5mm.
Ferner sind die Luftblaslöcher 4b in
einer Reihe mit sechzehn Löchern angeordnet,
die sich linear in der Schaufelhöhenrichtung
erstrecken, und ein Lochdurchmesser beträgt 0,6 mm, was geringfügig größer ist
als bei den Luftblaslöchern 4a.
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Innerhalb
des Durchgangs 23 sind an zwei Stellen Einsatzhalterungsabschnitte 3a,3b von
einer Innenwand des Durchgangs 23 vorstehend ausgebildet.
Der vordere Einsatz 2 ist durch Befestigung an zwei Punkten
durch die Einsatzhalterungsabschnitte 3a,3b an
den zwei Stellen gehaltert, wobei ein vorbestimmter Abstand von
einer Innenwand des Durchgangs 23 eingehalten wird.
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Der
hintere Einsatz 5 ist ebenfalls ein hohles zylindrisches
Element mit einer Vielzahl von Luftblaslöchern 7 um ihn herum.
Die Luftblaslöcher
sind in Reihen von jeweils zwanzig Löchern angeordnet, die sich
linear in der Schaufelhöhenrichtung
auf einer dorsalen Seite des hinteren Einsatzes 5 erstrecken, sowie
in zwei vorderen Reihen mit jeweils zehn Löchern und in drei hinteren
Reihen mit jeweils fünfzehn Löchern, die
sich alle linear in der Schaufelhöhenrichtung auf einer ventralen
Seite des hinteren Einsatzes 5 erstrecken, wobei ein Lochdurchmesser
jedes der Luftblaslöcher 7 0,5mm
beträgt.
Der hintere Einsatz 5 ist durch Befestigung an zwei vorderen
und hinteren Punkten gehaltert, das heißt ein Vorderabschnitt des
hinteren Einsatzes 5 durch einen Einsatz-Halterungsabschnitt 6a einer
in der Schaufel vorgesehenen Rippe, die sich zwischen einer dorsalen
Seiten und einer ventralen Seite derselben erstreckt, und ein hinterer
Abschnitt des hinteren Einsatzes 5 durch einen Einsatz-Halterungsabschnitt 6b,
der von der Innenwand des Durchgangs 24 vorstehend vorgesehen
ist. Es wird ein vorbestimmter Abstand zwischen einer Innenwand
des Durchgangs 24 und dem hinteren Einsatz 5 eingehalten.
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In
dem Vorsprung 1 der Leitschaufel 10 sind Duschkopf-Kühllöcher 11a in vier Reihen
von ➀ bis ➃ vorgesehen, die sich linear in der
Schaufelhöhenrichtung
erstrecken, wobei die Reihe ➀ 21-Löcher aufweist, die Reihe ➁ 20
Löcher
aufweist, die Reihe ➂ 21 Löcher aufweist und die Reihe ➃ 20
Löcher
aufweist. Ein Lochdurchmesser jedes der Duschkopf-Kühllöcher 11a beträgt 0,5mm.
Ferner sind in einem Schaufelvorderkantenabschnitt zusätzlich zu den
Duschkopf-Kühllöchern 11a Schichtkühlungslöcher 11b,11c in
einer betreffenden Reihe mit jeweils 19 Löchern vorgesehen, die sich
linear in der Schaufelhöhenrichtung
erstrecken, wobei ein Lochdurchmesser jedes der Schichtkühlungslöcher 11b, 11c 0,5mm
beträgt.
Auch in einem Schaufelhinterkantenabschnitt sind Schichtkühlungslöcher 11d, 11e vorgesehen,
wobei die Schichtkühlungslöcher 11d in
einer Reihe mit 19 Löchern
und die Schichtkühlungslöcher 11e in
Reihen mit jeweils 20 Löchern
angeordnet sind, die sich alle linear in der Schaufelhöhenrichtung
erstrecken.
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Ferner
sind in einem dorsalen Schaufelabschnitt Schichtkühlungslöcher 12 in
einer Reihe mit sechzehn Löchern
vorgesehen, wobei ein Lochdurchmesser jedes der Schichtkühlungslöcher 12 0,6mm
beträgt.
Im Vergleich mit den anderen oben beschriebenen Kühlungslöchern ist
der Lochdurchmesser von 0,6mm geringfügig größer eingestellt, und stattdessen
ist die Anzahl von Löchern,
nämlich sechzehn,
etwas geringer eingestellt, so dass die ausströmende Luftmenge durch die Schichtkühlungslöcher 12 nicht
exzessiv im Vergleich zu den anderen Kühlungslöchern werden kann. Die Schichtkühlungslöcher 12 sind
so positioniert, dass sie einem Bereich W, in dem der Luftdruck
relativ niedrig ist, in dem Durchgang 23 oder im vorderen
Einsatz 2 entsprechen. Dieser Bereich W ist eine Stelle,
an der in der Luft enthaltene Stäube
leicht stagnieren können,
und die Schichtkühlungslöcher 12 sind
Löcher, durch
welche die Stäube
zusammen mit der Luft zum Ausströmen
gebracht werden, wie später
beschrieben wird. Bei der Leitschaufel der ersten Stufe nach obigem
Aufbau hat der Vorsprung 1 eine gekrümmte Oberfläche, die zu einer elliptischen
Kurve oder einer Ellipsen-Langachse ausgebildet ist, wie später beschrieben
wird, und die Duschkopf-Kühllöcher 11a sind
in den vier Reihen ➀ bis ➃ im Vorsprung 1 vorgesehen.
Während
nach dem Stand der Technik Duschkopf-Kühllöcher in fünf Reihen in diesem Abschnitt
vorgesehen sind, ist in der vorliegenden Erfindung der Vorsprung 1 in
dem Abschnitt vorgesehen, in dem eine starke Wärmebeanspruchung auftritt, und
der Vorsprung 1 ist mit der elliptisch gekrümmten Oberfläche ausgebildet,
wodurch die Schaufelvorderkante kleiner dimensioniert werden kann,
und das Ausströmen
der Luft ebenfalls verbessert wird, so dass die Anzahl der dort
angeordneten Löcher
sowie die dort strömende
Luftmenge reduziert werden kann.
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Nach
dem Stand der Technik stagnieren ferner Stäube, die in der Luft im vorderen
Einsatz 2 enthalten sind, in dem Bereich W, wo der Luftdruck
vergleichsweise niedrig ist und ge langen in die Luftblaslöcher 4a,4b in
einem dorsalen Abschnitt des vorderen Einsatzes, und dies kann eine
Verstopfung und dadurch eine ungenügende Kühlung verursachen, aber in
der vorliegenden Erfindung sind die Luftblaslöcher 4b in einem dorsalen,
seitlichen Hinterabschnitt des vorderen Einsatzes 2 und
die Schichtkühlungslöcher 12 der
Schaufel 10, die beide in Nähe des Bereichs W liegen, so
gestaltet, dass ihre Durchmesser größer sind als die der anderen
Löcher,
und in der Kühlluft
enthaltene Stäube 50 strömen in den Raum
zwischen dem vorderen Einsatz 2 und der Innenwand des Durchgangs 23 durch
die Luftblaslöcher 4b und
anschließend
nach außen
durch die Schichtkühlungslöcher 12,
wie durch unterbrochene Linien gezeigt ist. Somit kommt es zu keinem
Zusetzen der Kühlluftlöcher und
der Schichtkühlungslöcher.
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Ferner
ist der vordere Einsatz 2 an zwei Punkten durch die beiden
von der Innenwand der Schaufel 10 vorstehenden Einsatz-Halterungsabschnitte 3a,3b gehaltert,
und der hintere Einsatz 5 ist ebenfalls an zwei Punkten
durch den Einsatz-Halterungsabschnitt 6a der
die Durchgänge 23,24 unterteilenden
Rippe sowie den Einsatz-Halterungsabschnitt 6b, der vorstehend
in dem Schaufelvorderkantenabschnitt nach obiger Beschreibung vorgesehen
ist, gehaltert. Wenn die Schaufel montiert wird, wird somit das
Einsetzen der Einsätze 2,5 in
die Durchgänge 23,24 und
ihre Positionierung erleichtert und die Montage vereinfacht. Auch
die Genauigkeit der Montage wird verbessert. 3 ist eine
schematische Ansicht zur Darstellung einer Form des Schaufelvorderkantenabschnitts
der oben genannten Ausführungsform,
wobei 3a die Form der vorliegenden
Erfindung zeigt, und 3b die des Standes der Technik
zeigt. In 3b hat die Schaufelvorderkante eine
gekrümmte
Oberfläche
einer Kreisform 42, und während Kühlluft 34, die aus
dem Schaufelinnern strömt,
entlang der gekrümmten
Oberfläche
der Schaufelvorderkante strömt,
strömt
ein Teil der Kühlluft 34 nicht
entlang der gekrümmten
Oberfläche, sondern
erzeugt eine Turbulenzströmung.
Bei der Schaufel der vorliegenden Erfindung jedoch, die in 3a gezeigt
ist, hat die Schaufelvorderkante eine gekrümmte Ober fläche einer elliptischen Form 41, und
die Kühlluft 33,
die aus dem Schaufelinnern strömt,
strömt
gleichmäßig entlang
der elliptisch gekrümmten
Oberfläche
zu dem dorsalen Schaufelabschnitt, womit keine Turbulenz der Luft
verursacht wird, und die Kühlwirkung
verbessert werden kann.
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In 5 ist
die Strömungsgeschwindigkeit der
Kühlluft
gemäß Positionen
der Schaufel im Vergleich der Vorderkante der kreisförmigen Form
nach. dem Stand der Technik und derjenigen der elliptischen Form
der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei X die Luftströmungsgeschwindigkeit
der dorsalen Schaufelseite und Y diejenige der ventralen Schaufelseite
zeigt, wobei durchgezogene Linien auch ein Strömungsgeschwindigkeitsmuster
der Schaufel mit der elliptischen Form der vorliegenden Erfindung
zeigen, und unterbrochene Linien diejenige der Schaufel der kreisförmigen Form
nach dem Stand der Technik zeigen. Wie dort dargestellt ist, entsteht
an der dorsalen Schaufelseite im Fall des Standes der Technik eine
Geschwindigkeitsspitze an der durch L gezeigten Position, an der
die Luftströmungsgeschwindigkeit
variiert und die Kühlluft
nicht gleichmäßig strömt, bei
der elliptischen gekrümmten
Vorderkante der vorliegenden Erfindung aber kommt es zu keiner solchen
Geschwindigkeitsspitze.
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4 ist
eine detaillierte Ansicht des Vorsprungs 1 der Schaufelvorderkante
gemäß 1. Der
Vorsprung 1 hat eine gekrümmte Oberfläche kreisförmiger Form oder elliptischer
Form, wobei die elliptische Form vorzuziehen ist, und in 4 ist
die gekrümmte
Oberfläche
zu einer elliptischen Kurve an einer Ellipsen-Langachse 43 ausgebildet.
Der Vorsprung 1 ist zu einer solchen elliptischen Kurve
ausgebildet, durch die die Schaufelvorderkante, an der eine starke
Wärmebeanspruchung
herrscht, kleiner dimensioniert werden kann, was es ermöglicht,
die Anzahl von Teilen der Duschkopf-Kühlungslöcher 11a im
Vergleich mit dem Stand der Technik zu reduzieren. Das heißt, in der
Schaufelvorderkante der kreisförmigen
Form nach dem Stand der Technik sind die Duschkopf-Kühlungslöcher in
fünf Reihen
vorgesehen, in der vorliegenden Ausführungsform aber ist die Schaufelvorderkante,
an der die Wärmebeanspruchung
groß ist,
kleiner gestaltet, und die Duschkopf-Kühlungslöcher können in vier Reihen vorgesehen
werden. Der Vorsprung 1 ist von einem Abschnitt auf der
ventralen Seite der Schaufelvorderkante vorstehend vorgesehen, an
der die Wärmebeanspruchung
hoch ist, wie in 1 gezeigt ist, und dadurch kann
eine starke Kühlwirkung
erzielt werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, sind bei der Gasturbinen-Leitschaufel der vorliegenden Erfindung (1)
die vorderen und hinteren Einsätze 2,5 in
den Durchgängen 23,24 jeweils
an zwei Punkten gehaltert, womit eine Struktur zur Erleichterung
der Montage realisiert ist, (2) die Luftblaslöcher 4b des vorderen
Einsatzes 2 und die Schichtkühlungslöcher 12 in dem dorsalen
Schaufelabschnitt neben den Luftblaslöchern 4b, beide mit
größeren Durchmessern
als dem der übrigen
Löcher,
vorgesehen, wodurch die Stäube
in der Luft zum Ausströmen
gebracht werden und ein Zusetzen der Luftblaslöcher und der Duschkopf- oder
Schichtkühlungslöcher verhindert
wird, (3) die Schaufelvorderkante mit der gekrümmten Oberfläche einer
elliptischen Form ausgebildet und die Kühlluftströmung zu einer gleichmäßigen und nicht-turbulenten
Strömung
gestaltet, (4) der Vorsprung 1 von der Schaufelvorderkante
vorstehend vorgesehen, die Schaufelvorderkante, an der eine hohe
Wärmebeanspruchung
herrscht, kleiner gestaltet, wodurch die Anzahl von Reihen der Duschkopf-Kühlungslöcher 11a reduziert
werden kann, (5) der Vorsprung 1) von einem Abschnitt auf
der ventralen Seite der Schaufelvorderkante vorstehend vorgesehen
und die Kühlwirkung
wird verbessert. Somit wird durch alle diese oben unter (1) bis
(5) erwähnten Verbesserungen
die Zuverlässigkeit
der Gasturbinen-Leitschaufel der ersten Stufe bemerkenswert verbessert.
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Es
ist anzumerken, dass die oben unter (1) bis (5) erwähnten Aufbauten
individuell oder in teilweiser Kombination derselben angewandt werden können, und
wenn alle obigen Punkte (1) bis (5) angewandt werden, kann die Zuverlässigkeit
der Leitschaufel noch mehr verbessert werden.
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Es
ist anzumerken, dass die Erfindung nicht auf den speziellen Aufbau
und die Anordnung von Teilen beschränkt ist, die hier veranschaulicht
und beschrieben ist, sondern modifizierte Formen derselben umfasst,
die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.