DE60032419T2 - Methode zur Kühlung einer Turbinenschaufel - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen der Plattform einer Statorleitschaufel für eine Rotationsmaschine, zum Kühlen von einer der Plattform benachbarten Struktur und zum Bilden einer Kühlpassage für ein solches Kühlen.
  • Eine Axialströmungsrotationsmaschine, beispielsweise eine Gasturbinenmaschine für ein Flugzeug, hat einen Verdichterabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt und einen Turbinenabschnitt. Ein ringförmiger Strömungsweg für Arbeitsmediumsgase verläuft axial durch die Abschnitte der Maschine.
  • Die Maschine gibt den Arbeitsmediumsgasen Brennstoff zu und verbrennt den Brennstoff in dem Verbrennungsabschnitt, um heiße, druckbeaufschlagte Gase zu bilden. Die heißen Arbeitsmediumsgase lässt man durch den Turbinenabschnitt expandieren, um den Gasen Energie als Arbeit zu entziehen. Die Energie wird auf den Verdichterabschnitt übertragen, um den Druck der einströmenden Gase zu erhöhen.
  • Der Turbinenabschnitt weist einen Rotor zum Aufnehmen dieser Arbeit von den heißen Arbeitsmediumsgasen auf. Der Rotor erstreckt sich axial durch die Maschine. Der Rotor weist eine Rotorbaugruppe in dem Turbinenabschnitt auf. Der Rotor hat auch eine Rotorbaugruppe in dem Verdichterabschnitt. Die Rotorbaugruppeen haben Anordnungen von Rotorlaufschaufeln, die über den Arbeitsmediumsströmungsweg, durch den die Gase gelenkt werden, nach außen ragen. Anordnungen von Rotorlaufschaufeln in dem Turbinenabschnitt erhalten Energie von den heißen Arbeitsmediumsgasen und treiben die Rotorbaugruppe mit hohen Drehzahlen um eine Rotationsachse. Anordnungen von Rotorlaufschaufeln in dem Verdichterabschnitt übertragen Energie auf die Arbeitsmediumsgase, um die Gase zu verdichten, wenn die Strömungsprofile um die Rotationsachse von dem Rotor angetrieben werden.
  • Die Maschine weist einen um den Rotor angeordneten Stator auf. Der Stator hat eine Statoranordnung mit einem äußeren Gehäuse. Das äußere Gehäuse verläuft umfangsmäßig um den Arbeitsmediumsströmungsweg, um den Strömungsweg zu begrenzen. Die Statoranordnung hat Dichtungsanordnungen, beispielsweise ein umfangsmäßig verlaufendes Dichtungselement, welches radial um die Rotorbaugruppe angeordnet ist. Das Dichtungselement ist aus gekrümmten Segmenten gebildet, welche es dem Dichtungselement erlauben, seinen Durchmesser in Reaktion auf Betriebsbedingungen der Maschine zu ändern. Das Dichtungselement befindet sich in enger Nähe zu den Spitzen der Rotorlaufschaufeln, um eine Dichtung zu bilden, welche die Leckage von Arbeitsmediumsgasen aus dem Strömungsweg unterbindet.
  • Die Statoranordnung hat auch Anordnungen von Statorleitschaufeln, die über den Arbeitsmediumsströmungsweg radial nach innen ragen. Die Statorleitschaufeln nennt man üblicherweise Leitschaufelcluster und haben eines oder mehrere Strömungsprofile oder Statorleitschaufeln. Die Statorleitschaufeln sind umfangsmäßig um die Achse A der Maschine angeordnet und einen schmalen umfangsmäßigen Spalt G voneinander beabstandet.
  • Die Anordnungen von Statorleitschaufeln sind strömungsaufwärts der Anordnungen von Rotorlaufschaufeln sowohl in dem Verdichterabschnitt als auch in dem Turbinenabschnitt angeordnet. Die Statorleitschaufeln führen die Arbeitsmediumsgase, wenn die Gase entlang des Strömungswegs strömen. Jede hat ein Strömungsprofil, welches ausgelegt ist, die Arbeitsmediumsgase aufzunehmen, mit diesen wechselzuwirken und sie abzugeben, wenn die Gase durch die Maschine strömen. Die Statorleitschaufeln haben eine Struktur, beispielsweise eine innere Plattform und eine äußere Plattform, welche den Strömungsweg für Arbeitsmediumsgase begrenzt.
  • Die Strömungsprofile in dem Turbinenabschnitt werden unter Betriebsbedingungen in den heißen Arbeitsmediumsgasen gebadet. Bestimmte Strömungsprofile in dem Turbinenabschnitt, beispielsweise Statorleitschaufeln in der Hochdruckturbine, werden gekühlt, indem man Kühlluft durch das Strömungsprofil strömen lässt, um unakzeptabel hohe Temperaturen in den Wänden des Strömungsprofils zu vermeiden. Jede Statorleitschaufel hat eine oder mehrere große Öffnungen an ihrem inneren Ende und in der Nähe ihres äußeren Endes nahe bei dem äußeren Gehäuse zum Aufnehmen der Kühlluft.
  • Ein Federdichtungselement, welches üblicherweise Federdichtung genannt wird, ist typischerweise bei modernen Maschinen jeweils zwischen einem Paar von umfangsmäßig beabstandeten Statorleitschaufeln vorgesehen. Das Dichtungselement überbrückt den Spalt G zwischen den Statorleitschaufeln, um die Leckage von der Leitschaufel zugeführter Kühlluft in den Arbeitsmediumsströmungsweg durch ein Strömen durch den Spalt G zu unterbinden. Ein Beispiel einer derartigen kühlbaren Anordnung von Wandsegmenten ist in dem US Patent 4,767,260 gezeigt, welches Clevenger et al. erteilt wurde und den Titel „Stator Vane Platform Cooling Means" trägt. Der Federdichtungsschlitz verläuft typischerweise in der Nähe einer hinteren Schiene zum Befestigen der Statorleitschaufel an benachbarter Struktur. Bei manchen Konstruktionen ist eine radial verlaufende Federdichtung in der Schiene angeordnet. Bei einer weiteren Konstruktion wird ein Paar von Federdichtungen verwendet, um einen Kühlluftkanal zum Strömenlassen von Kühlluft zwischen den Federdichtungen zu einer strömungsabwärtigen Stelle zu bilden, wie in dem US Patent 4,688,988 gezeigt, welches Olsen erteilt wurde und den Titel „Coolable Stator Assembly for Gas Turbine Engine" trägt. Die Statorleitschaufel hat typischerweise viele kleine Kühlluftlöcher, die von dem Inneren des Strömungsprofils zu dem Äußeren des Strömungsprofils verlaufen. Die Kühlluftlöcher kühlen das Strömungsprofil durch Konvektion und geben Kühlluft an der Gaswegoberfläche ab, um Bereichen des Strömungsprofils, beispielsweise dem Vorderkantenbereich oder dem Hinterkantenbereich, eine Filmkühlung zu verschaffen.
  • Die Wandsegmente der äußeren Luftdichtung und die Plattformen der Statorleitschaufeln sind in engstem Kontakt mit den heißen Arbeitsmediumsgasen und empfangen Wärme von den Gasen in sich ändernden Mengen über der Oberfläche der Plattform. Den äußeren Luftdichtungssegmenten und den Plattformen der Turbinenleitschaufeln wird Kühlluft von den Öffnungen geliefert, die in Strömungsverbindung mit internen Kühlpassagen sind. Ein Beispiel ist in dem US Patent 5,413,458 gezeigt, welches Calderbank erteilt wurde und den Titel „Turbine Vane With A Platform Cavity Having A Double Feed for Cooling Fluid" trägt. Bei Calderbank weist die Turbinenleitschaufel eine Plattformhohlraum mit einem an der Druckseite angeordneten ersten Einlass und einem an der Sogseite der Statorleitschaufel angeordneten zweiten Einlass auf. Eine Kühlpassage verläuft von beiden Stellen nach hinten, so dass es zu einer Strömung in der gleichen Richtung in Richtung der Hinterkante der Plattform kommt. Die Strömung schafft eine konvektive Kühlung und eine Filmkühlung durch das Abgeben von Kühlfluid durch Austrittsleitungen, beispielsweise Filmkühllöcher, die von der Passage zu Strömungsoberfläche an der Plattform gehen.
  • Ein frühes Beispiel eines Kühlschemas für eine Leitschaufelplattform ist in dem US Patent 3,628,880 gezeigt, welches Smuland et al. erteilt wurde und den Titel „Vane Assembly and Temperature Control Arrangement" trägt. Das US Patent 4,017,213, welches Przirembel erteilt wurde und den Titel „Turbomachinery Vane or Blade with Cooled Platforms" trägt, zeigt Anordnungen kleiner Kühlleitungen zum Schaffen einer Kombination von Prall-, Konvektions- und Filmkühlung für die Plattform. Die selektive Platzierung der Leitungen weist eine Leitung auf, welche durch die Hinterkante der Plattform zum konvektiven Kühlen der Hinterkante verläuft. Das US Patent 4,946,346, welches Ito erteilt wurde und den Titel „Gas Turbine Vane" trägt, zeigt eine Mehrzahl von kleinen Leitungen, welche durch den Hinterkantenbereich gehen, und Filmkühllöcher, die in Verbindung mit den Löchern verwendet werden.
  • Es wurden auch Serpentinenpassagen zum Kühlen äußerer Luftdichtungen und zum Kühlen von Turbinenleitschaufeln verwendet. Ein Beispiel einer äußeren Luftdichtungskonstruktion mit Serpentinenpassagen ist in dem US Patent 5,538,393 gezeigt, welches Thompson et al. erteilt wurde und den Titel „Turbine Shroud Segment With Serpentine Cooling Channels Having a Bend Passage" trägt. Bei Thompson ist die äußere Luftdichtung mit einer Mehrzahl von Serpentinenkanälen versehen, die zwischen Seiten des äußeren Luftdichtungssegments verlaufen. Ein Serpentinenkanal wurde auch in dem US Patent 4,353,679 verwendet, welches Hauser erteilt wurde und den Titel „Fluid-Cooled Element" trägt. Bei Hauser verläuft der Serpentinenkanal nach hinten und von einer Seite zur anderen Seite und bildet einen Strömungsweg, der von der Hinterkante nach vorne in die Plattform geht, um Filmkühlluft abzugeben, die dann nach hinten über die Plattform strömt.
  • Trotz des Vorangegangenen haben sich die Wissenschaftler und Ingenieure der Anmelderin bemüht, eine relativ einfache Kühlpassage für den Hinterkantenbereich einer Plattform für eine Statorleitschaufel zum Bereitstellen von Kühlung zu den Plattformen von Statorleitschaufeln zu entwickeln.
  • Die Erfindung basiert zum Teil auf der Erkenntnis, dass der Hinterkantenbereich der Plattform für eine Statorleitschaufel in der Nähe der Sogseite wegen der Wechselwirkung zwischen den heißen Arbeitsmediumsgasen und den Statorleitschaufeln, welche Abschlusswandeffekte aufweisen, wenn die Gase durch die Leitschaufeln strömen, insbesondere an Wärmeübertragsproblem leidet. Sie basiert auch auf der Erkenntnis, dass eine Leitschaufelplattform mit einer relativ großen Kühlfluidpassage, beispielsweise einer Serpentinenpassage zum konvektiven Kühlen der Plattform und zum Versorgen kleineren Austrittsleitungen zum Filmkühlen, das Fluid in einem ausreichenden Volumen und mit einer ausreichen den Geschwindigkeit (Impuls) zu dem hinteren Bereich der Plattform strömen lassen kann, damit abgegebenes Kühlfluid von einer Leitschaufel, welches auf die Sogseite der benachbarten Leitschaufel trifft, die Kühlbedürfnisse für die Sogseite der benachbarten Statorleitschaufel ausgleichen kann und es dieser Leitschaufel ermöglicht, ihrerseits Kühlfluid zu den hinteren Bereich strömen zu lassen und Kühlfluid in Richtung auf ihre benachbarte Leitschaufel abzugeben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kühlen einer Rotationsmaschine beschrieben, die ein Paar benachbarter Statorleitschaufelplattformen hat, die jeweils eine Serpentinenpassage in dem Hinterkantenbereich zum Kühlen der Plattformen haben, welches aufweist: Strömenlassen von Kühlfluid zu dem hintersten, letzten Schenkel der Passage und lateral in den hintersten Schenkel, dann Bilden einer Stroms von Kühlfluid aus diesem lateral strömenden Fluid, welcher mindestens dreißig Prozent der in die Passage gelangenden Strömung aufweist, und Aufprallenlassen des Stroms auf die Sogseite der Plattform der benachbarten Leitschaufel.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren das Bilden des Stroms durch das Strömenlassen des lateral strömenden Fluids unter Druck durch eine Leitung mit einer kleineren Querschnittsfläche als der des hintersten Schenkels auf.
  • Gemäß einer weiteren detaillierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Schritt des Bildens des Stroms das Fließenlassen von mindestens sechzig Prozent (60%) des Kühlfluids, welches in die Serpentinenpassage gelangt, in dem Strom von Kühlfluid zur Aufprallkühlung auf die Sogseite der benachbarten Leitschaufel auf.
  • Gemäß einer detaillierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren auf: Lenken des Stroms von Kühlfluid nach hinten derart, dass der Strom von Kühlfluid der benachbarten strömungsabwärtigen Struktur der Ma schine, beispielsweise einer Anordnung von äußeren Luftdichtungssegmenten oder Plattformen einer Anordnung von Rotorlaufschaufeln, eine Filmkühlung verschafft.
  • Gemäß einer detaillierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Schritt des Aufprallkühlens der Sogseite der Plattform der benachbarten Leitschaufel das Abgeben des Kühlfluids durch die Seite der Plattform in eine zumindest zum Teil von einem axial verlaufenden Schlitz in einer der Leitschaufeln gebildeten Passage auf.
  • Ein Verfahren zum Kühlen eines Paars von benachbarten Statorleitschaufelplattformen ist auch beschrieben, welches die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Kühlpassage in dem Hinterkantenbereich von einer Statorleitschaufel mit einem lateral und in Richtung der Sogseite des Hinterkantenbereichs der benachbarten Leitschaufel verlaufenden hintersten Schenkel hat; Fließenlassen des Kühlfluids lateral; dann Strömenlassen des Fluids unter Druck durch eine Leitung mit einer kleineren Querschnittsfläche, was einen Strom von Kühlfluid bildet, der in Lateralrichtung gerichtet ist; und Abgeben von mindestens dreißig Prozent der Strömung des in den hintersten Schenkel gelangenden Kühlfluids in Lateralrichtung derart, dass der Strom dem Hinterkantenbereich an der Sogseite der Plattform der benachbarten Leitschaufel eine Aufprallkühlung liefert.
  • Ein Verfahren zum Bilden einer Kühlpassage zum Kühlen der Sogseite in dem Hinterkantenbereich der ersten Statorleitschaufel eines Paars von Statorleitschaufeln ist ebenfalls beschrieben, welches aufweist: Verlängern des Federdichtungsschlitzes über die Position des Federdichtungselements hinaus in mindestens einer der Leitschaufeln, beispielsweise entweder an der Sogseite der ersten Leitschaufel oder der Druckseite der benachbarten Leitschaufel, um eine nach hinten verlaufende Passage zu bilden, die durch die Leitschaufeln begrenzt ist und Bilden einer Austrittsleitung in der Druckseite der zweiten Leitschaufel bildet, welche die Passage in Strömungsverbindung mit dem Inneren der benach barten Leitschaufel setzt, um Aufprallkühlfluid von der benachbarten Leitschaufel zu empfangen; und, wobei die Verlängerung des Federdichtungsschlitzes nach hinten zu der Hinterkante der Plattform verläuft, um der benachbarten strömungsabwärtigen Struktur eine Filmkühlung zu verschaffen.
  • Gemäß einer weiteren detaillierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren auf: Anordnen eines Federdichtungselements in dem Federdichtungsschlitz und Verlängern des Federdichtungselements zu der Verlängerung des Federdichtungsschlitzes zum Blockieren der Strömung von Kühlung von dem strömungsaufwärtigen Ende des Schlitzes mit der Federdichtung; und Platzieren der Verlängerung des Federdichtungsschlitzes in Strömungsverbindung mit einem Strom von Kühlfluid, welcher durch die Austrittsleitung strömt, so dass der Strom von Kühlfluid in die Verlängerung des Federdichtungsschlitzes an der Statorleitschaufel an einer Stelle gelangt, die nach hinten von dem Federdichtungselement beabstandet ist.
  • Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist das Fließenlassen von mindestens dreißig Prozent des in eine Serpentinenpassage der benachbarten Leitschaufel gelangenden Kühlfluids von einer benachbarten Statorleitschaufel und Aufprallenlassen des Kühlfluids auf die Sogseite der Plattform einer Statorleitschaufeln. Ein weiteres Merkmal ist das lateral Fließenlassen des Kühlfluids in der benachbarten Leitschaufel in der Abgaberichtung, die lateral durch eine Austrittsleitung verläuft. Ein weiteres Merkmal ist das Verwenden der Verlängerung eines Federdichtungsschlitzes als eine Kühlpassage zum Kanalisieren von Kühlfluid in Kontakt mit der Sogseite der gekühlten Leitschaufel und dann nach hinten in einem ausreichenden Volumen, um durch die hintere Grenzschicht hindurchzukommen und der benachbarten Struktur, beispielsweise einer äußeren Luftdichtung oder den Plattformen einer Anordnung von Rotorlaufschaufeln, eine Filmkühlung zu verschaffen. Ein weiteres Merkmal ist das Verfahren des Herstellens der Kühlpassage, welches das Verlängern des Federdichtungsschlitzes nach hinten und das Bringen der Verlängerung des Federdichtungsschlitzes in Strö mungsverbindung mit einer Leitung zu der hinteren Passage einer Serpentinenpassage aufweist.
  • Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist die Haltbarkeit einer Statorleitschaufel, was sich aus dem Kühlen ergibt, welches der Sogseite der Statorleitschaufel in dem Hinterkantenbereich der Plattform durch abgegebene Kühlluft von der benachbarten Statorleitschaufel geliefert wird. Ein weiterer Vorteil ist die Einfachheit des Ausbildens der Kühlpassage durch spanendes Bearbeiten oder Schleifen einer Verlängerung eines Federdichtungsschlitzes in eine Plattform und Bringen des Federdichtungsschlitzes in Strömungsverbindung mit einer Quelle von Kühlfluid. Ein weiterer Vorteil ist die Kühleffizienz, die sich daraus ergibt, dass man eine Menge von Kühlfluid von einer benachbarten Leitschaufel eines Paars von Leitschaufeln abgibt, das Kühlfluid an einer Stelle der Sogseite der anderen Leitschaufel aufprallen lässt und das Kühlfluid nach hinten strömen lässt, um der Sogseite dieser Leitschaufel eine konvektive Kühlung zu verschaffen und einer strömungsabwärtig benachbarten Struktur eine Filmkühlung zu verschaffen.
  • Einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur beispielhaft mit Bezugnahme auf die beleitenden Zeichnungen beschrieben, für die gilt:
  • 1 ist die Seitenansicht einer Rotationsmaschine, beispielsweise einer Turbobläsergasturbinenmaschine mit einer Rotationsachse Ar.
  • 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht zum Teil im Schnitt und zum Teil ungeschnitten, die einen Teil des Verbrennungsabschnitts und des Turbinenabschnitts der in 2 gezeigten Gasturbinenmaschine zeigt und die eine Anordnung von Statorleitschaufeln in dem Turbinenabschnitt zeigt.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten äußeren Plattform, welche das Verhältnis eines Federdichtungselements zu einem in der Druckseite und der Sogseite von benachbarten Statorleitschaufeln gebildeten Schlitzen zeigt.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Paars von Statorleitschaufeln des Typs, der in 2 gezeigt ist.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, zum Teil im Schnitt und zum Teil weggebrochen, um Kühlpassagen zu zeigen, die in dem Hinterkantenbereich der in 4 gezeigten Statorleitschaufeln angeordnet sind.
  • 6A ist eine Ansicht des Hinterkantenbereichs der in 5 gezeigten Statorleitschaufeln von unten und zum Teil weggebrochen.
  • 6B ist eine Schnittansicht entlang der Linien 6B-6B von 6A, wobei Bereiche der Leitschaufel weggebrochen sind.
  • 6C ist eine alternative Ausführungsform der in 6A gezeigten Ausführungsform.
  • 6D ist eine alternative Ausführungsform der in 6A gezeigten Ausführungsform.
  • 7 ist eine Ansicht von oben des Hinterkantenbereichs der äußeren Plattform der Statorleitschaufel, wie durch die Richtung des Pfeils 7 gezeigt.
  • 7A ist eine alternative Ausführungsform der in 7 gezeigten Ausführungsform.
  • 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Rotationsmaschine 10, beispielsweise einer Turbobläsergasturbinenmaschine. Die Maschine ist um eine Symmetrieachse A angeordnet und hat eine Rotationsachse Ar. Die Maschine weist einen Verdichterabschnitt 12, einen Verbrennungsabschnitt 14 und einen Turbinenabschnitt 16 auf. Ein ringförmiger, primärer Strömungsweg 18 für Arbeitsmediumsgase verläuft axial durch die Abschnitte der Maschine. Ein Bypassströmungsweg 20 befindet sich außerhalb des primären Strömungswegs. Die Maschine ist zum Teil weggebrochen, um einen Stator 22 und eine Rotor 24 in dem Turbinenabschnitt zu zeigen. Der Stator 22 weist eine Statoranordnung 26 mit einem äußeren Gehäuse 28 auf, welches umfangsmäßig um den primären Strömungsweg verläuft.
  • 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils des Turbinenabschnitts 16 von 1. Der Rotor 24 weist eine Rotorbaugruppe 32 auf. Die Rotorbaugruppe hat eine Rotorscheibe 34 und eine Anordnung oder Mehrzahl (d.h. eine undefinierte Anzahl von zwei oder mehreren) von Rotorlaufschaufeln, wie durch die Rotorlaufschaufel 36 repräsentiert. Jede Rotorlaufschaufel hat eine Plattform 38. Die Plattform begrenzt den Arbeitsmediumsströmungsweg 18 nach innen. Die Rotorlaufschaufeln ragen radial nach außen über den Arbeitsmediumsströmungsweg in enger Nähe zu dem Stator 22.
  • Der Stator 22 weist ein Dichtungselement 42 auf. Das Dichtungselement ist von dem äußeren Gehäuse abgestützt. Das Dichtungselement ist in enger Nähe zu dem äußersten Bereich der Rotorlaufschaufeln 36 angeordnet und begrenzt den Arbeitsmediumsströmungsweg 18 nach außen. Das Dichtungselement ist aus einer Mehrzahl von gekrümmten äußeren Luftdichtungssegmenten gebildet, wie durch das gekrümmte Segment 44 repräsentiert. Jedes Segment ist um einen schmalen umfangsmäßigen Spalt (nicht gezeigt) von dem benachbarten Segment beabstandet. Die Dichtungssegmente bewegen sich nach innen und nach außen, wenn sich das äußere Gehäuse 28 der Statoranordnung 26 ansprechend auf Betriebsbedingungen der Maschine nach innen bzw. nach außen bewegt. Das unterteilte Dichtungselement 42 hat sehr wenig Umfangs- oder Reifen-Festigkeit und liefert verglichen mit einem Dichtungselement, welches einstückig und in der Umfangsrichtung ununterbrochen ist, einen verringerten Widerstand gegen eine Bewegung des Gehäuses 28.
  • Die Statoranordnung 26 verläuft umfangsmäßig um die Achsen A und Ar. Die Statoranordnung wird in üblicher Weise als eine Gehäuse-Leitschaufel-Anordnung bezeichnet. Die Statoranordnung weist eine Anordnung von Statorleitschaufel-Clustern auf, wie durch den Cluster 46 repräsentiert. Die Cluster sind umfangsmäßig um die Achse A angeordnet. Jeder Cluster wird üblicherweise als eine Statorleitschaufel bezeichnet. Die Statorleitschaufel hat eine Außendurchmesser-Plattform 48 mit einer Gaswegoberfläche 52 und eine Innendurchmesser-Plattform 54 mit einer Gaswegoberfläche 56. Die Gaswegoberflächen an den Plattformen verlaufen umfangsmäßig und axial, um den Arbeitsmediumsströmungsweg 18 in Radialrichtung zu begrenzen. Eines oder mehrere Strömungsprofile, wie durch das Strömungsprofil 58 repräsentiert, verläuft radial zwischen den Plattformen über den Arbeitsmediumsströmungsweg. Jedes Strömungsprofil hat eine Vorderkante 59 und eine Hinterkante 60.
  • Zusätzlich zu dem äußeren Gehäuse 28 weist die Statoranordnung ein inneres Gehäuse 62 auf. Die Statorleitschaufel hat eine innere Schiene 64 zum Positionieren der Statorleitschaufel von dem inneren Gehäuse. Jede Statorleitschaufel ist an dem inneren Gehäuse mit Schrauben 66 positioniert, welche durch die innere Schiene gehen. Die Statorleitschaufel hat eine oder mehrere äußere Schienen, wie durch die Schiene 68 repräsentiert, zum Positionieren der Statorleitschaufel von dem äußeren Gehäuse. Bei der gezeigten Ausführungsform ist jede Statorleitschaufel von dem äußeren Gehäuse mit Bolzen, Stiften oder Laschen (nicht gezeigt) positioniert, die mit der äußeren Schiene zusammenwirken.
  • Der Stator 22 hat einen Innendurchmesserbereich 70 und einen Außendurchmesserbereich 72. Der Stator hat einen ersten ringförmigen Sammelraum 74 für Kühlfluid, beispielsweise Kühlluft von dem Verdichterabschnitt 12, welcher umfangsmäßig um den Außendurchmesserbereich 72 verläuft. Ein zweiter ringförmiger Sammelraum 76 für Kühlluft verläuft umfangsmäßig um den Innendurchmesserbereich 70 des Stators. Jede Statorleitschaufel 46 hat mindestens eine Öffnung in jedem Ende, welche das Innere der Leitschaufel in Strömungsverbindung mit dem Sammelraum zum Zuführen von Kühlluft zu der Leitschaufel bringt. Diese Öffnungen sind durch die Öffnung 78 der äußeren Plattform benachbart und die Öffnung 82 der inneren Plattform benachbart repräsentiert.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Paars von benachbarten Statorleitschaufeln 46a, 46b und zeigt einen Teil der äußeren Plattformen 48a, 48b, wobei die installierte Position der Plattform 48b durch die unterbrochenen Linien gezeigt ist. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, hat jede Plattform der Statorleitschaufel 46 außerdem Schlitze. Die Schlitze sind durch die Federdichtungsschlitze 84, 86 und den Verlängerungsschlitz 88 an der äußeren Plattform und durch die Federdichtungsschlitze 92, 94 und den Verlängerungsschlitz 96 an der inneren Plattform 54 repräsentiert. Paare von Federdichtungsschlitzen in benachbarten Leitschaufeln sind umfangsmäßig aufeinander gerichtet, um ein zugehöriges Federdichtungselement, wie durch das Federdichtungselement 98 repräsentiert, aufzunehmen. Jedes Federdichtungselement 98 erstreckt sich zwischen einem Paar von benachbarten Statorleitschaufeln 46a, 46b in dem installierten Zustand. Das Federdichtungselement wirkt verschieblich mit den zugehörigen Statorleitschaufeln zusammen, um in dem Spalt G zwischen den benachbarten Leitschaufeln eine effektive Abdichtung zu schaffen. Die Statorleitschaufeln und die Federdichtungselemente bilden effektiv eine umfangsmäßig kontinuierliche Barriere zwischen dem Arbeitsmediumsströmungsweg 18 und dem Sammelraum 74, wobei die Federdichtungselemente den Spalt G verschließen und sich an den Leitschaufeln verschieben, wenn sich die Statoranordnung in Reaktion auf Betriebszuständen der Maschine nach innen bzw. nach außen bewegt.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht des Paars benachbarter Statorleitschaufeln 46a, 46b von unten. Das Strömungsprofil 58 hat strömungslenkende Oberflä chen, die sich zwischen der Vorderkante 59 und der Hinterkante 60 erstrecken, beispielsweise eine Sogfläche 106 und eine Druckfläche 108.
  • Wie in 2 und 5 gezeigt, hat die äußere Plattform 48 eine Vorderkante 112. Eine Hinterkante 114 ist axial von der Vorderkante um eine Strecke Cr, gemessen rechtwinklig zu der Hinterkante, beabstandet. Die Vorderkante und die Hinterkante der Plattform liegen in dem installierten Zustand jeweils in einer Radialebene, die rechtwinklig zu der Achse A der Maschine ist. Die Plattform hat eine Sogseite 116 und eine Druckseite 118. Die Sogseite von einer Plattform ist auf die Druckseite der benachbarten Plattform gerichtet. Jede Seite erstreckt sich zwischen der Vorderkante und der Hinterkante. Die Druckseite ist lateral von der Sogseite um eine Breite Wpl beabstandet. Die Weite Wpl wird entlang einer Linie parallel zur Hinterkante der Plattform gemessen.
  • Die äußere Plattform 48 hat einen Vorderkantenbereich 122 vor dem Strömungsprofil 58. Die Plattform hat einen Mittelbereich 124, von dem das Strömungsprofil wegragt. Die Plattform hat einen Hinterkantenbereich 26 hinter dem Mittelbereich. Der Hinterkantenbereich der Plattform geht von der hintersten Befestigungsschiene 68 der Hinterkante nach hinten.
  • Die innere Plattform 54 hat eine Vorderkante 132. Eine Hinterkante 134, die axial von der Vorderkante um eine Strecke Cr gemessen rechtwinklig zu der Hinterkante beabstandet ist. Die Vorderkante und die Hinterkante der Plattform liegen jeweils im installierten Zustand in einer Radialebene, die rechtwinklig zur Achse A der Maschine ist. Die Plattform hat eine Sogseite 136 und eine Druckseite 138. Die Sogseite von einer Plattform ist auf die Druckseite der benachbarten Plattform gerichtet. Jede Seite verläuft zwischen der Vorderkante und der Hinterkante. Die Druckseite ist lateral von der Sogseite um eine Breite Wpl beabstandet. Die Breite Wpl wird entlang einer Linie parallel zu der Hinterkante der Plattform gemessen. Die Breiten der Außendurchmesser-Plattform Wpl und die Breiten der Innendurchmesser-Plattform Wpl sind nicht gleich.
  • Die innere Plattform 54 hat einen Vorderkantenbereich 142 vor dem Strömungsprofil 58. Die Plattform hat einen Mittelbereich 144, von dem das Strömungsprofil wegragt. Die Plattform hat einen Hinterkantenbereich 146 hinter dem Mittelbereich. Der Hinterkantenbereich der Plattform verläuft von der hintersten Befestigungsschiene 64 nach hinten zu der Hinterkante.
  • 5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der in 4 gezeigten Statorleitschaufel 46, wobei Teile der Leitschaufel in den Hinterkantenbereichen 126, 146 weggebrochen sind. Die äußere Plattform 48 hat die äußere Öffnung 78, die in Strömungsverbindung mit dem äußeren Sammelraum 74 für Kühlluft ist. Die innere Plattform 54 hat eine Sogseitenöffnung 82s und eine Druckseitenöffnung 82p. Jede der Öffnungen 82s, 82p befindet sich in Strömungsverbindung mit dem inneren Kühlluftsammelraum 76. Eine innere Öffnung 148 an dem Inneren der äußeren Plattform 48 und eine innere Öffnung 152 an dem Inneren der inneren Plattform 54 in dem Hinterkantenbereich 126, 146 einer jeden Plattform bringt den entsprechenden Hinterkantenbereich in Strömungsverbindung mit dem zugehörigen Sammelraum für Kühlluft.
  • 6A ist eine Ansicht der inneren Plattform 54 der Statorleitschaufel 46 von unten genommen in der Richtung des Pfeils 6 der 5. Die Plattform ist weggebrochen, um den Hinterkantenbereich 146 der Plattform zu zeigen. Die Plattform hat eine erste Wand 154 in dem Hinterkantenbereich, die zwischen den Seiten 136, 138 seitlich verläuft. Die erste Wand hat die Öffnung 152, welche die Plattform daran angepasst macht, in Strömungsverbindung mit dem inneren Sammelraum 76 zu sein. Die Plattform hat eine der Hinterkante 134 benachbarte zweite Wand 156, die zwischen den Seiten 136, 138 lateral verläuft und von der ersten Wand axial beabstandet ist und einen Hohlraum 158 für Kühlfluid dazwischen lässt. Der Hohlraum ist Erstreckungsrichtung durch ein Paar von in Erstreckungsrichtung gerichtete Wände begrenzt, von denen eine Wand 160 in der 5 gezeigt ist. Die Wand ist in Erstreckungsrichtung von der Gaswegoberfläche 56 be abstandet. Die Plattform hat eine Sogseitenwand 162. Die Sogseitenwand verläuft von der ersten Wand 154 zu der zweiten Wand 156, um den Hohlraum 158 an der Sogseite der Plattform zu begrenzen. Ein Teil der Sogseitenwand verläuft im Wesentlichen parallel, zu der Sogseite 136 der Leitschaufelplattform. Eine Druckseitenwand 164 verläuft von der ersten Wand zu der zweiten Wand, um den Hohlraum an der Druckseite lateral zu begrenzen.
  • Die Druckseitenwand 164 hat eine einzelne Rippe 166, die von der Druckseitenwand in Richtung zu der Sogseitenwand 136 ragt. Die Rippe ist axial von der ersten Wand 154 und der zweiten Wand 156 beabstandet, um eine Serpentinenpassage 168 in dem Hohlraum 158 für Kühlfluid zu bilden. Die Passage hat eine erste (vordere) Strecke 169 und eine hintere Strecke 170, die generell in Lateralrichtung über die Plattform gehen. Eine Mehrzahl von Stolperstreifen 171 ist in der Passage an der Wand 160 unter der Gaswegoberfläche 56 angeordnet, wie in der 5 gezeigt. Die Stolperstreifen sind gerade oder winkelförmig. Die Passage hat eine Länge L gemessen entlang der Mittellinie der Passage, die kleiner oder gleich eineinviertel Mal der Breite der Plattform Wpl ist (L ≤ 1,25 Wpl). Die Passage hat eine Breite Wpa gemessen rechtwinklig zu der Mittellinie der Passage. Die Breite ist relativ breit und in einem Bereich von zehn Prozent bis fünfzehn Prozent der Breite Wpl der Plattform (0,1 Wpl ≤ Wpa ≤ 0,15 Wpl).
  • Die Rippe 166 ist axial von der ersten Wand 154 und lateral von der Sogseitenwand 162 beabstandet und lässt einen ersten Umkehrbereich 172 dazwischen. Die Rippe hat einen Vorsprung 174, der mit einem Winkel in Richtung zu der ersten Wand und in Richtung zu der Richtung der unter Betriebsbedingungen ankommenden Strömung von Kühlluft ist. Der mit Winkel angeordnete Vorsprung bewirkt, dass sich die Passage um einen stumpfen Winkel a dreht. Der erste Umkehrbereich hat danach eine zusätzliche Umkehr um einen Winkel B von hundertachtzig Grad.
  • Der Vorsprung 174 hat eine Wand 176 parallel zur Sogseitenwand 162, die im Wesentlichen parallel zur Sogseite 136 des Strömungsprofils und parallel zu der Sogseitenwand verläuft. Die zwei Wände 162, 176 lenken Strömung in der Passage 168 gegen die zweite Wand 156 der Hinterkante 136 benachbart an einer der Sogseite der Plattform benachbarten Stelle und die Strömung strömt durch einen zweiten Umkehrbereich 177 einem stumpfen Winkel C.
  • Wie in der 6A gezeigt, ist eine Mehrzahl von Austrittsleitungen 178, 182 daran angepasst, Kühlfluid von der Passage zu dem Äußeren der Plattform unter Betriebsbedingungen strömen zu lassen. Die Mehrzahl von Austrittsleitungen weist mindestens eine Filmkühlleitung, wie durch die Filmkühlleitungen 178 repräsentiert, auf, die in Strömungsverbindung mit der Gaswegoberfläche 156 der Plattform sind. Die Mehrzahl von Austrittsleitungen weist mindestens eine Hinterkantenleitung, wie durch die Hinterkantenleitungen 182 repräsentiert, auf, die zwischen der hinteren Strecke 170 der Passage und der Hinterkante 133 der Statorleitschaufel verlaufen.
  • In der gezeigten Ausführungsform befindet sich der hinterste Bereich der Passage (hintere Strecke oder hinterer Schenkel 170) in Strömungsverbindung mit der Plattformoberfläche mit vier Filmkühlleitungen 178, die eine Gesamtquerschnittsfläche Arfc und einer zugehörigen Strömungscharakteristik Crfc unter Betriebsbedingungen haben. Die gesamte Querschnittsfläche ist eine Summe der Flächen der vier Filmkühlleitungen. Außerdem befindet sich ein Teil der Passage strömungsaufwärts des hintersten Schenkels in Strömungsverbindung mit der Oberfläche der Plattform durch drei Filmkühlleitungen 178, die in dem ersten Umkehrbereich 172 angeordnet sind und eine Gesamtquerschnittsströmungsfläche Apfc und eine zugehörige Strömungscharakteristik Cpfc unter Betriebsbedingungen haben. Folglich gehen lediglich sieben Filmkühlleitungen von dem Inneren der Plattform zu dem Äußeren der inneren Plattform, wobei der Rest der Strömung durch andere Austrittsleitungen in der Hinterkante austritt, die nicht in Strömungsverbindung mit der Gaswegoberfläche der Plattform sind. Die anderen Austrittsleitungen sind die vier Hinterkantenleitungen 182, die eine Gesamtquerschnittsströmungsfläche Arte und eine zugehörige Strömungscharakteristik Crte zum Abgeben von in den hinteren Schenkel an der Hinterkante gelangendem Kühlfluid hat. Die Flächen sind für die in der 6A gezeigte Ausführungsform gewählt, so dass die gesamte Querschnittsfläche Arte gleich etwa sieben Prozent (7%) der Querschnittsströmungsfläche Arpa des letzten Schenkels bei einer Stelle A der ersten der Austrittsleitungen benachbart (entweder der Austrittsleitung 178 oder 182 des letzten Schenkels) ist. Die Fläche der Filmkühllöcher Arfc, die von dem hinteren Schenkel zu der Gaswegoberfläche gehen, beträgt etwa sechs Prozent (6%) der Querschnittsströmungsfläche Arpa des hinteren Schenkels. Die Querschnittsströmungsfläche Apfc der Filmkühllöcher in dem ersten Umkehrbereich 172 beträgt etwa fünf Prozent (5%) der Querschnittsströmungsfläche Arpa des hinteren Schenkels 170.
  • Die Rippe und die Wände kooperieren, eine Mehrzahl von Schenkeln zu bilden, die in serieller Weise bezüglich einander angeordnet sind. Die Schenkel der Passage nehmen die Strömung auf, wenn sich die Strömung durch die Passage bewegt und dennoch geht die Strömung durch diese Mehrzahl von Schenkeln, während sie lediglich zwei Strecken durch den Hinterkantenbereich der Plattform durchströmt. Die Schenkel weisen einen ersten Schenkel 184, einen zweiten Schenkel 186 und den hintersten oder hinteren Schenkel 170 und einen vierten Schenkel 188 auf. Der hintere Schenkel erstreckt sich gemeinsam mit der hinteren Strecke.
  • Der erste Schenkel 184 ist mit einem Winkel α (α = a + b) zu dem strömungsabwärts benachbarten zweiten Schenkel 186 angeordnet. Der hintere Schenkel 170 ist der hinterste Schenkel der Passage und ist mit einem Winkel c zu dem strömungsaufwärts benachbarten Schenkel angeordnet. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist der strömungsaufwärts benachbarte Schenkel der zweite Schenkel 186. Der hintere Schenkel 170 geht lateral über mehr als die Hälfte der Breite Wpl der Plattform gemessen parallel zur Hinterkante 134.
  • Der vierte Schenkel 188 bringt die durch die erste Wand 154 gehende Öffnung 152 in Strömungsverbindung mit dem ersten Schenkel 184. Folglich bildet der vierte Schenkel 188 einen Eingangsabschnitt der Passage. 6B ist eine Querschnittsansicht der Passage 168 genommen durch den vierten Schenkel entlang der Linie 6B-6B. Die Passage hat eine Breite Wpa von etwa 0,2 inch (5 mm) und eine Höhe Hpa von etwa 0,1 inch (2,5 mm). Die Passage hat generell ein Dimensionsverhältnis Hpa/Wpa, welches etwa ein halb beträgt.
  • Der vierte Schenkel 188 ist der Druckseitenwand der Plattform benachbart und verläuft im Wesentlichen parallel zu der Druckseite 138 der Plattform. Ein dritter Umkehrbereich 192 ist zwischen dem vierten Schenkel 188 und dem ersten Schenkel 184 angeordnet. Die Passage dreht in den dritten Umkehrbereich 192 um einen Winkel d, der größer als neunzig Grad (90°) ist. Nach dem dritten Umkehrbereich 192 erstreckt sich die Passage entlang des ersten, geraden Schenkels 184. Wie vorangehend erwähnt, verbindet der erste Umkehrbereich 172 sequentiell den ersten Schenkel 184 mit dem zweiten Schenkel 186. Der erste Umkehrbereich 172 bewirkt, dass die Passage um Winkel dreht, deren Summe größer als einhundertachtzig Grad (180°) ist. Dem ersten Umkehrbereich 172 folgt der gerade, zweite Schenkel 186 der Passage und dann der dritte Umkehrbereich 177 zwischen dem zweiten Schenkel 186 und dem hinteren Schenkel 170. Der zweite Umkehrbereich 177 bewirkt, dass sich die Passage um einen spitzen Winkel dreht, der größer als fünfundvierzig Grad (45°) ist.
  • 6C ist eine alternative Ausführungsform der in 6A gezeigten inneren Plattform 54, die eine einzelne Hinterkantenleitung 182 in Strömungsverbindung mit der Hinterkante hat. In anderer Hinsicht ist sie gleich wie die in 6A gezeigte Ausführungsform. Die Kühlluft tritt in einem Strahl oder Strom unter Druck eng der Druckseite 138 des Strömungsprofils benachbart und eng der Sogseite des benachbarten Strömungsprofils benachbart aus.
  • 6D ist eine alternative Ausführungsform der in 6 gezeigten inneren Plattform 54. Die Plattform hat eine einzelne Hinterkantenleitung 194, die lateral zu der Verlängerung 96 des Federdichtungsschlitzes verläuft. In anderer Hinsicht kann sie gleich wie die in der 6A gezeigten Ausführungsform sein. Keine Federdichtung ist in der Verlängerung des Federdichtungsschlitzes angeordnet. In der Folge bildet die Federdichtung 196 in Kooperation mit der benachbarten Verlängerung des Federdichtungsschlitzes 96 (beispielsweise 96a und 96b) eine Hinterkantenleitung 198 in beiden Plattformen, die zu der Hinterkante 134a und 134b beider benachbarter Leitschaufeln 46a und 46b geht. Die Leitung 194 hat eine Querschnittsfläche von zwischen 6–15% der Querschnittsfläche des der Leitung 194 benachbarten Schenkels 170.
  • 7 ist eine Schnittansicht von oben der äußeren Plattform 48a in dem Hinterkantenbereich 126, und sie ist in der Richtung genommen, die durch den Pfeil 7 der 5 gezeigt ist. Wie in der 7 gezeigt, hat die äußere Plattform eine Passage 202a in dem Hinterkantenbereich, die zwei Strecken 204a, 204b macht, die durch einen ersten Umkehrbereich 208a und einen zweiten Umkehrbereich 210a gehen. Drei Kühllöcher sind in dem zweiten Umkehrbereich 210a vorgesehen. Die Passage verjüngt sich schnell lateral in dem hinteren Schenkel und endet an einer lateralen Leitung 212a, die lateral verläuft, wie die Hinterkantenleitung der in 6B gezeigten Ausführungsform. Die Verlängerung 88 des Federdichtungsschlitzes bildet eine Hinterkantenleitung 214a, die ähnlich der Hinterkantenleitung 198 der 6D ist. Die Leitung 212a hat eine Querschnittsfläche zwischen 6 bis 15% der Querschnittsfläche der der Leitung 212a benachbarten Strecke 6a.
  • 3 ist die vorangehend besprochene perspektivische Ansicht von Teilen der zwei benachbarten Statorleitschaufeln 46a, 46b, die in 4 gezeigt sind. 3 zeigt die Relation der Federdichtungsschlitze 84, 86 und der Verlängerung 88 des Federdichtungsschlitzes zu der lateral verlaufenden Leitung 212a, die in 7 gezeigt ist. Wie in der 7 und in 3 gezeigt, verläuft die Leitung an der Druckseite 118a der Leitschaufel 46a. Die Leitung befindet sich in Strömungsverbin dung mit den Verlängerungen 88a, 88b des Federdichtungsschlitzes. Das Federdichtungselement 98 dichtet das strömungsaufwärtige Ende der Verlängerung ab. Das Federdichtungselement und die Verlängerung bilden die Hinterkantenleitung 214a, b, die zu der Hinterkante 114 geht zum Kanalisieren von Kühlfluid nach hinten, nachdem die Kühlluft aus dem hinteren Schenkel oder der hinteren Strecke 206a der äußeren Plattform 48a ausgeströmt ist.
  • Während des Betriebs der in 1 gezeigten Gasturbinenmaschine lässt man Arbeitsmediumsgase entlang des primären Strömungswegs 18 der Maschine und durch den Verbrennungsabschnitt 14 strömen. Die Arbeitsmediumsgase enthalten Sauerstoff, der mit Brennstoff verbrannt wird, um die Temperatur der Gase zu erhöhen. Diese heißen Gase werden durch den Turbinenabschnitt 16 expandiert und sie strömen durch die Anordnung von Statorleitschaufeln 46 unmittelbar strömungsabwärts des Verbrennungsabschnitts 14. Grenzschichten aus Arbeitsmediumsgasen bilden sich an den Gaswegoberflächen 52, 56 der äußeren Plattform 48 und der inneren Plattform 54.
  • Kühlluft von dem Verdichterabschnitt 12 strömt zu dem der inneren Plattform 54 benachbarten ringförmigen inneren Sammelraum 76. Die Kühlluft strömt in zwei Strecken 169, 170 durch die Schenkel 188, 186, 184 und 170 der Passage in dem Hinterkantenbereich 146 der Plattform. Die Kühlluft kühlt das Strömungsprofil konvektiv und wird in einem gewissen Maße zur Filmkühlung verwendet. Die Strömungseigenschaften der Passage Cpa der Filmkühlleitung Cpfc, Crfc und der Hinterkantenleitungen Crte werden so eingerichtet, dass sie Grund-Kühlluftströmefür den Haltbarkeitszustand der Statorleitschaufeln etablieren. Bei dieser Ausführungsform folgt die Strömung der Kühlluft für den Haltbarkeitszustand der Leitschaufel eng der Strömung, die bei dem Zustand der Maschine eines Starts auf Meereshöhe (Sea Level Take Off condition – SLTO) benötigt wird. Bei diesem Zustand strömt mindestens die Hälfte der in die Druckseitenöffnung der Leitschaufel gelangenden Kühlluft durch die Passage. Bei dieser speziellen Ausführungsform gelangen etwa sechzehn Prozent der Kühlluft in die Passage.
  • Wenn die Kühlluft durch die Passage strömt, werden über sechzig Prozent der in die Passage gelangenden Kühlluft durch den hinteren Schenkel 170 der Passage der Hinterkante benachbart abgegeben. In der gezeigten Ausführungsform werden etwa drei Viertel (3/4) der Luft so abgegeben.
  • Lediglich ein Viertel (1/4) der in die Passage 168 gelangenden Kühlluft wird in dem ersten Umkehrbereich 172 abgegeben. Die Kühlluft wird durch die drei Filmkühlleitungen 178 an einem strömungsaufwärtigen Bereich der Plattform abgegeben. Die Abgabe an dieser Stelle führt zu einem tieferen Eindringen in die Grenzschicht, welche sich an der benachbarten Gaswegoberfläche 56 bildet, als eine Abgabe von Filmkühlleitungen benachbart der Hinterkante. Es ist wünschenswert, das Abgeben von Kühlluft in diesen Teil der Grenzschicht wegen des negativen Effekts, den ein derartiges Eindringen auf die aerodynamische Effizienz der Statorleitschaufeln hat, zu vermeiden. Die vier Filmkühlleitungen 178, die außerhalb der Hinterkantenstrecke (hinterer Schenkel 170) verlaufen, haben weniger Auswirkung auf die aerodynamische Effizienz, weil deren Eindringen in den Strömungsweg lediglich einen kleinen Teil der Grenzschicht an der Plattform an einer weniger kritischen Stelle im hinteren Bereich der Statorleitschaufel stört.
  • Folglich werden beim Strömen der Kühlluft durch die Passage etwa siebzig Prozent (70%) bis achtzig Prozent (80%) der Strömung durch Leitungen 178, 182 in den hinteren Schenkel 170 der Passage abgegeben. Die Strömungseigenschaften der Hinterkantenleitungen und der Filmkühlleitungen Crte und Crfc in dem hinteren Schenkel werden so eingestellt, dass etwa die Hälfte (fünfundfünfzig Prozent (55%)) der in den hinteren Schenkel gelangenden Strömung durch die Hinterkantenleitung 182 abgegeben wird und etwa die Hälfte (fünfundvierzig Prozent (45%)) der Strömung durch die Filmkühlleitungen 178 abgegeben wird. Der erwartete Strömungsbereich für die Hinterkantenleitungen 182 beträgt etwa vierzig bis sechzig Prozent der in den hinteren Schenkel 170 gelangenden Strömung, wobei der Rest durch die Filmkühlleitungen 178 abgegeben wird. Zusätzlich wird die Strömungseigenschaft der Filmkühllöcher 178 strömungsaufwärts des hinteren Schenkels 170 so gewählt, dass lediglich etwa fünfundzwanzig Prozent (25%) (d.h. zwanzig bis dreißig Prozent) der in die Passage gelangenden Strömung durch die drei Filmkühlleitungen 178 in den ersten Umkehrbereich 172 abgegeben wird. Diese Kombination aus Filmkühlleitungen und Hinterkantenleitungen schafft ein niedrigeres Niveau an Filmkühlungsströmung und konvektiver Kühlströmung durch die Leitungen zu der Sogseite der Statorleitschaufel als das Niveau der Strömung von Filmkühlung und konvektiver Kühlströmung zu der Hinterkante in dem hinteren Schenkel 170 der Leitschaufel.
  • Die durch die Hinterkantenleitungen 182 abgegebene Kühlluft wird nach hinten an eine Stelle hin abgegeben, die näher an der Druckseite 138 der inneren Plattform 54 ist. Die Strömung hat eine Geschwindigkeitskomponente in der Richtung der Rotation der Rotorlaufschaufeln 36 der benachbarten Rotorbaugruppe 32. Die Strömungseigenschaft Crte der Hinterkantenleitungen stellt sicher, dass die Kühlluft in Strahlen oder Strömen unter Druck austritt, die die Grenzschicht, die sich an der Hinterkante 114 der Plattform bildet, durchstoßen. Die Strahlen senden einen Film aus Kühlluft ab, der sich über die Plattformen 138 der strömungsabwärtigen Rotorlaufschaufeln erstreckt. Das verschafft den Rotorlaufschaufeln eine Filmkühlung durch das Abschirmen eines Teils der Plattform der Rotorlaufschaufeln gegen die heißen Arbeitsmediumsgase. Folglich werden, durch das Abgeben von etwa vierzig Prozent der Strömung von Kühlluft durch die Hinterkantenleitungen 182 weniger als dreißig Prozent (30%) der in die Passage 168 gelangenden Luft in dem ersten Umkehrbereich 172 zu der Gaswegoberfläche der Plattform abgegeben, wobei etwa ein Drittel (1/3) durch Filmkühllöcher 178 in den hinteren Schenkel 170 abgegeben wird. Wie erwähnt, verringert das das Eindringen von Filmkühlluft in die an der Gaswegoberfläche gebildete Grenzschicht, mit einem vorteilhaften Effekt auf die aerodynamische Effizienz der Statorleitschaufelstufe.
  • Ein spezieller Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der konvektive Wärmeübertrag, der intern zwischen der Sogseite der Plattform wegen der Sequenz der Kehren stattfindet, durch die die Kühlluft hindurchgeht, während sie durch den ersten Umkehrbereich 172 strömt. Die aerodynamischen Effekte der Kehre erhöhen den konvektiven Wärmeübertrag, indem sie Eintrittseffekte in der Strömung verursachen. Der erhöhte konvektive Wärmeübertrag in diesem Abschnitt der Plattform stützt den Effekt auf die Plattformtemperatur, den die Filmkühlung durch die drei Filmkühlleitungen liefert. Diese Eintrittseffekte setzen sich fort und werden intensiviert durch den Vorsprung 174 und den Rest der Kehre. Die Summe des Winkels der Kehre ist größer als einhundertachtzig Grad (180°) und weist einen Winkel a auf, durch den sich die Strömung bewegt, wenn die Strömung in Richtung zu dem Vorsprung 174 an der Rippe 166 gerichtet wird. Die Unterbrechung der Strömung durch den Vorsprung 174 erhöht stark die Turbulenz in der Strömung und erhöht den konvektiven Wärmeübertragskoeffizienten und schafft ein Niveau an konvektivem Wärmeübertrag an der Sogseite des Strömungsprofils, was es ermöglicht, das Niveau an Filmkühlung zu akzeptieren, welches durch die drei Filmkühlleitungen in diesem Bereich der Plattform geschaffen wird. Die Strömung geht dann durch den zweiten Schenkel 186, der die Strömung neu orientiert und die Strömung in Richtung der Kehre 177 an der zweiten (Hinterkanten-) Wand 156 lenkt. Das zwingt die Strömung wieder, sich in Richtung der Sogseite in der Hinterkante zu bewegen und in die Ecke, um Wärme von der Plattform auf das Kühlfluid in diesen Bereich der Plattform zu übertragen. Danach setzt sich die Strömung lateral durch den hinteren Schenkel fort.
  • Der hintere Schenkel hat winkelförmige Stolperstreifen 171, die an der Gaswegwand 160 über die Breite der Passage 168 gehen. Die Stolperstreifen sind mit einem Winkel in Strömungsabwärtsrichtung weg von der ankommenden Strömung geneigt, um die Ausbildung von entgegengesetzt rotierenden Wirbeln V1, V2 zu fördern, welche an der Gaswegwand der Plattform anreiben und den konvektiven Wärmeübertragskoeffizienten erhöhen. Die Passage ist in Lateralrichtung verjüngt, um die Geschwindigkeit der Strömung und die Reynold'sche Zahl (das Verhältnis der Impulskräfte auf die Viskosenkräfte in dem Fluid) zu erhöhen, wenn sich die Strömung entlang dem hinteren Schenkel bewegt, um den konvektiven Wärmeübertragskoeffizienten zu erhöhen. Die Strömung wird dann durch die Filmkühlleitungen 178 und die Hinterkantenleitungen 182, wie vorangehend beschrieben, abgegeben.
  • Ein spezieller Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von lediglich zwei Strecken 169, 170, um in dem Hinterkantenbereich 126 der Statorleitschaufel 46 eine Kühlung zu liefern. Die zwei Strecken strömungsabwärts der Schiene 64 schaffen einen Temperaturgradienten zwischen der Kühlluft und den Wänden der Plattform, der in dem ersten Umkehrbereich 172 größer ist als der Temperaturgradient in einer Konfiguration mit mehreren Strecken, die mehr als zwei Strecken durch den Hinterkantenbereich hat. Die Länge der Passage 168 (und die sich daraus ergebende Exposition der Kühlluft der Wärmeübertragsfläche) vor dem Erreichen des ersten Umkehrbereichs 172 ist ein Indikator des Effekts der Anzahl der Strecken auf dem Temperaturgradienten zwischen der Wand und der Kühlluft an dem ersten Umkehrbereich. Ein dimensionsloses Maß für die Länge der Passage für Wärmeübertragseffekte vergleicht die Länge der Serpentinenpassage in dem Hinterkantenbereich verglichen mit der Breite des Hinterkantenbereichs. Die Länge der Passage 168 beträgt weniger als eineinhalb Mal der Breite Wpl der Plattform und sie ist in der gezeigten Konstruktion weniger als eineinviertel Mal der Breite der Plattform. Außerdem ist das Dimensionsverhältnis Höhe zu Breite der Passage relativ niedrig. Die Passage hat ein Verhältnis von Höhe zu Breite der Passage, welches in dem nicht verjüngten Bereich etwa ein halb ist.
  • Die vorliegende Erfindung hat eine relativ kurze, relativ breite Passage mit großen Kehren und vorspringender Struktur in kritischen Bereichen der Plattform geschaffen, um die Menge an Kühlluft zu verringern, die in die Gaswegoberfläche des Strömungsprofils strömt, mit einem damit einhergehenden vorteilhaften Effekt auf die aerodynamische Effizienz der Statorleitschaufel. Die Größe der Pas sage erleichtert auch das Gießen der Passage verglichen mit Konstruktionen, die viel schmalere Passagen haben.
  • Wie in der 7 gezeigt, wird Kühlluft von der äußeren Plattform der Statorleitschaufel 48a lateral von der Leitung 112a gegen die Sogseite 116b der benachbarten Statorleitschaufel 48b und dann nach hinten abgegeben, um der strömungsabwärtigen Anordnung von Rotorlaufschaufeln eine Filmkühlung zu verschaffen. Ein spezieller Vorteil dieser Konfiguration ist, dass Kühlluft von der Druckseite von einer Statorleitschaufel verwendet wird zum Aufprallkühlen der Sogseite der benachbarten Statorleitschaufel, was wiederum das Bedürfnis verringert, Filmkühllöcher in der Gaswegoberfläche der benachbarten Statorleitschaufel an einer strömungsaufwärtigen Stelle vorzusehen. Das Verfahren zum Kühlen des Paars von Statorleitschaufeln beinhaltet somit die Schritte des Bildens einer Plattform 48a an einer ersten Statorleitschaufel 46a und einer Plattform 48b an der benachbarten (zweiten) Statorleitschaufel 46b, wobei jede einen Federdichtungsschlitz 86a, 86b und eine Verlängerung 88a, 88b der Federdichtungsschlitze aufweist. Der Schritt des Bildens des Federdichtungsschlitzes folgt mit einer Verlängerung des Schlitzes zu der Hinterkante von einer oder beiden der Statorleitschaufeln. Der Schlitz kann durch maschinelle Bearbeitung, beispielsweise durch Elektroentladungs-Bearbeiten (EDM – electro discharge machining) oder durch Schleifen erfolgen. Es ist eine einfache Angelegenheit, den Schlitz fortzusetzen verglichen damit, speziell einen weiteren Schlitz in der Seite der Plattform zu bilden.
  • Folglich ist ein spezieller Vorteil dieser Ausführungsform des Verfahrens des Kühlens der Statorleitschaufel und der strömungsabwärtigen Rotorlaufschaufel die Einfachheit, mit der die Hinterkantenleitung lediglich durch ein Fortsetzen des Bildens des Federdichtungsschlitzes gebildet wird. Der Federdichtungsschlitz wird, statt kurz nach dem Abschnitt des radialen Federdichtungsschlitzes zu enden, lediglich während des Bearbeitungsprozesses verlängert.
  • Der nächste Schritt in der gezeigten Ausführungsform ist das Ausbilden eines radial (in Erstreckungsrichtung) verlaufenden Federdichtungsschlitzes 84 in der Schiene, der von der Plattform ausgeht. Der radiale Federdichtungsschlitz schneidet den ersten Federdichtungsschlitz. Ein Federdichtungselement 98 ist in dem Schlitz angeordnet, welches einen ersten Schenkel 102 hat, der in dem ersten Federdichtungsschlitz 86a, 86b angeordnet ist, der nicht in die Hinterkantenverlängerung 88a, 88b des Strömungsprofils geht. Das Federdichtungselement 98 hat den zweiten Schenkel 104, der integral mit dem ersten Schenkel ist, welcher radial verläuft. Das Federdichtungselement ist so in den zweiten Federdichtungsschlitz angeordnet und fängt das Federdichtungselement in Axialrichtung.
  • Das Verfahren beinhaltet das Ausbilden einer Austrittsleitung 212a an dem Inneren der Plattform, welche den hinteren Schenkel 206a aufweist, der der Hinterkante benachbart über die Plattform geht zum Kanalisieren von Kühlluft von der ersten Leitschaufel unter Betriebsbedingungen. Die Lateralströmung in dem lateralen hinteren Schenkel 206a richtet die Strömung mit der Austrittsleitung 112a und der durch die Leitung gehenden Strömung aus. Das Verfahren beinhaltet das Ausrichten der Leitung derart, dass eine Strömung unter Betriebsbedingungen in der Austrittsleitung einen Strom bildet, der auf die Sogseite 116b der Plattform der zweiten Leitschaufel prallt. Der Begriff aufprallen bedeutet, dass die Strömung auf die Seite auftrifft oder in die enge Nähe kommt, um der Seite eine Aufprallkühlung zu verschaffen.
  • Das Verfahren beinhaltet das Strömenlassen der Kühlluft nach hinten in der Hinterkantenleitung 214, welche durch die Schlitze gebildet ist, um einen Kühlluftstrahl in der Verlängerung des Federdichtungsschlitzes zu bilden. Der Strahl oder Strom von Kühlluft wird an eine benachbarte strömungsabwärtige Struktur gelenkt, um der strömungsabwärtigen Struktur eine Filmkühlung zu verschaffen. In einer alternativen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren zum Ausbilden einer Kühlpassage unter Verwendung einer Verlängerung des Federdichtungsschlitzes das Blockieren des Endes des Federdichtungsschlitzes an der Verlängerung, um eine Bewegung des Federdichtungselements in dem Federdichtungsschlitz nach hinten zu verhindern oder das maschinelle Bearbeiten eines äquivalenten Merkmals zu der Verlängerung von der Hinterkante einer jeden Plattform, welches den Federdichtungsschlitz nicht erreicht. Wie in der 7A gezeigt, kann die Verlängerung des Schlitzes lediglich in einer Statorleitschaufelplattform, beispielsweise der Plattform 48b, gebildet sein, wobei keine Verlängerung in der Plattform 48a vorhanden ist.
  • Ein spezieller Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der Wärmeübertrag, der sich aus dem Aufprallen der Kühlluft aus der Passage 212a gegen die dagegen gerichtete Sogseite 116b des benachbarten Strömungsprofils ergibt. Der Effekt wird an der Sogseite der Plattform 48b durch die Plattformstruktur, welche die Verlängerung 88b des Federdichtungsschlitzes begrenzt, zusätzlich intensiviert. Die den Schlitz begrenzende Struktur erstreckt sich lateral von dem dickeren Bereich der Plattform und bewirkt die Ausbildung eines Kanals mit einem niedrigen Dimensionsverhältnis, was den Wärmeübertragskoeffizienten durch Verringern des hydraulischen Durchmessers erhöht.
  • Unter manchen Betriebsbedingungen öffnet sich der Spalt G ein wenig und erlaubt es Kühlluft, nach außen durch den Spalt zu entkommen. Das verschafft der Sogseite und der Druckseite der Plattform eine Filmkühlung. Ein besonders harterr Betriebszustand der Maschine ist der Betriebszustand des Starts auf Meereshöhe (sea level takeoff – SLTO). Bei diesem Zustand beschleunigt die Maschine schnell von Leerlaufschubzustand auf einen sehr hohen Schubzustand für Start auf Meereshöhe. Der Spalt G zwischen benachbarten Statorleitschaufeln ist bei Leerlauf relativ klein verglichen mit dem Spalt G, der während des Reiseflugzustands auftritt. Der Spalt G bei Reiseflug ergibt sich daraus, dass sich das äußere Gehäuse in Reaktion auf den Wärmeübertrag auf das äußere Gehäuse von dem Arbeitsmediumsströmungsweg 18 und Bewegen der Anordnung von Statorleitschaufeln auf einen größeren Durchmesser nach außen bewegt. Die plötzliche Zunahme des Volumens an heißen Arbeitsmediumsgasen bei Start auf Meeres höhe, welche von der Brennkammer zu dem Turbinenabschnitt strömen, bewirkt eine schnelle Zunahme der Temperatur der Oberflächen der Rotorlaufschaufeln unmittelbar dem Strömungsweg benachbart. Gleichzeitig erfahren die Rotorlaufschaufeln Übergangskräfte, wenn die Rotationsdrehzahl der Rotorbaugruppe schnell zunimmt. Lediglich eine geringe Menge an Kühlluft geht durch die Federdichtungsschlitze bei diesem Betriebszustand verloren. In der Folge ist die Luft mehr auf die Verlängerung des Federdichtungsschlitzes begrenzt als der Reiseflug. Die Kühlluft wird nach hinten gerichtet, um umfangsmäßig beabstandete Kühlluftstrahlen zu bilden. Ein Film aus Kühlluft entwickelt sich beim Vorbeibewegen der Rotorlaufschaufeln an den Kühlluftstrahlen und verringert den Wärmeübertrag auf die Hinterkante der Plattform der strömungsabwärtigen Rotorlaufschaufeln. Im Dauerbetriebszustand öffnet sich der Spalt G mehr als bei einem Start auf Meereshöhe und ein Teil der Kühlluft strömt dann nach außen, um einen Kühlluftfilm zum Schützen der Oberflächen der Statorleitschaufel zu bilden, und der restliche Film kühlt die Rotorlaufschaufeln.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezugnahme auf detaillierte Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, sollten Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen in deren Form und Detail vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Kühlen des Turbinenabschnitts einer Rotationsmaschine, wobei der Turbinenabschnitt eine Anordnung von kühlbaren Statorleitschaufeln (46) aufweist, wobei jede Statorleitschaufel (46) ein Strömungsprofil (58) hat, welches sich radial nach außen in den Arbeitsmediumsströmungsweg erstreckt, wobei das Strömungsprofil (58) eine Vorderkante (59), eine Hinterkante (60) und Strömungsleitoberflächen, welche sich zwischen den Kanten erstrecken, hat, wobei die Statorleitschaufel (46) eine Plattform (48; 54) hat, welche den Arbeitsmediumsströmungsweg begrenzt und eine Sogseite (116; 136), eine Druckseite (118; 138), einen Vorderkantenbereich (122; 142) und einen Hinterkantenbereich (126; 146) hat, wobei der Hinterkantenbereich eine Serpentinenpassage (202; 168) in dem Hinterkantenbereich zur Fluidkühlung hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren aufweist: Strömenlassen von Kühlfluid zu dem hintersten, letzten Schenkel (206; 170) der Passage (202; 168); Strömenlassen von in die Passage gelangendem Kühlfluid entlang eines Strömungswegs, der sich lateral in dem hintersten Schenkel (206; 170) erstreckt; dann Bilden eines Stroms von Kühlfluid, der in der Lateralrichtung orientiert ist und mindestens dreißig Prozent der in die Passage (202; 168) gelangenden Strömung hat; und Abgeben des Stroms von Kühlfluid aus dem Inneren der Plattform (48; 54) in der Lateralrichtung; Aufprallenlassen des Stroms auf die Sogseite der Plattform der benachbarten Leitschaufel (46b) in dem Hinterkantenbereich; wobei das Kühlfluid der Sogseite der Plattform der benachbarten Leitschaufel (46b) eine Aufprallkühlung liefert; und in der Serpentinenpassage zu der Plattform des Hinterkantenbereichs der einen Leitschaufel (46a) eine konvektive Kühlung liefert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Strömenlassens von in die Passage gelangendem Kühlfluid entlang eines Strömungswegs, der sich lateral in dem hintersten Schenkel (206; 120) erstreckt, das Erhöhen der Geschwindigkeit des lateral strömenden Kühlfluids durch Verjüngen der Passage in der Lateralrichtung aufweist, um die Strömungsfläche des hintersten Schenkels der Passage zu verringern.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Bildens eines Stroms den Schritt des Passierenlassens des lateral strömenden Fluids unter Druck durch eine Austrittsleitung (212; 194) mit einer kleineren Querschnittsfläche als der des hintersten Schenkels (206; 170) benachbart der Austrittsleitung aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Austrittsleitung (212; 194) eine Querschnittsfläche hat, die in einem Bereich von sechs bis fünfzehn Prozent der Querschnittsfläche des sich verjüngenden hinteren Schenkels (206; 170) benachbart der Austrittsleitung liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt des Lenkens des Stroms von Kühlfluid nach hinten derart, dass der Strom von Kühlfluid der Sogseite der benachbarten Statorleitschaufel (46b) eine konvektive Kühlung liefert und der benachbarten strömungsabwärtigen Struktur der Maschine eine Filmkühlung liefert, aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die strömungsabwärts benachbarte Struktur ein äußeres Luftdichtungssegment (44) ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die strömungsabwärts benachbarte Struktur eine Plattform (38) einer Rotorlaufschaufel (36) ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei der Schritt des Aufprallenlassens des Stroms von Kühlfluid auf die Sogseite der Plattform der benachbarten Leitschaufel (46b) den Schritt des Abgebens des Kühlfluids durch die Seite der Plattform (48; 54) und Bilden eines sich axial erstreckenden Schlitzes (88; 96) in der Leitschaufel (46a) oder der benachbarten Leitschaufel (46b) zum Bilden mindestens eines Teils einer Passage zum Empfangen der Kühlluft aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schlitz (88; 96) eine Verlängerung eines Federdichtungsschlitzes (86; 94) in der Leitschaufel ist.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Bildens des Stroms das Fließenlassen von mindestens sechzig Prozent (60%) des Kühlfluids, welches in die Serpentinenpassage (202; 168) gelangt, in den Strom von Kühlfluid zum Aufprallkühlen der Sogseite der benachbarten Leitschaufel aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Bildens des Stroms das Fließenlassen des gesamten Kühlfluids, welches in den hinteren Schenkel (206; 170) der Serpentinenpassage (202; 168) gelangt, in den Strom von Kühlfluid zum Aufprallkühlen der Sogseite der benachbarten Leitschaufel (46b) aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, welches das Bilden einer Kühlpassage für den Strom von Kühlfluid aufweist, aufweisend Bilden eines Federdichtungsschlitzes (86; 94), der in einer der Seiten von einer der Statorleitschaufeln sich nach hinten erstreckt, und Bilden einer Verlängerung (88; 96) des Federdichtungsschlitzes, die sich zu der Hinterkante (114) der Plattform der Statorleitschaufel fortsetzt; und Anordnen in dem Federdichtungsschlitz ein Federdichtungselement (98), welches sich nicht zu der Hinterkante der Plattform erstreckt; Bilden einer Kühlpassage für den Strom von Kühlfluid an dem Inneren der Plattform der einen Leitschaufel (46a), welche einen Schenkel (202; 170) aufweist, der sich über die Plattform der Hinterkante benachbart erstreckt; Bilden einer Austrittsleitung (212a; 194) zum Kanalisieren von Kühlfluid von der einen Leitschaufel (46a) unter Betriebsbedingungen und Orientieren der Leitung derart, dass ein Strömen des Stroms von Kühlfluid unter Betriebsbedingungen in der Austrittsleitung auf die Sogseite der Plattform der benachbarten Leitschaufel (46b) aufprallt und sich nach hinten in die Verlängerung des Federschlitzes fortsetzt, um einen Strom von Kühlluft zu bilden, der auf eine benachbarte strömungsabwärtige Struktur gerichtet ist und jegliche strömungsabwärtige Grenzschichten durchdringt, um der strömungabwärtigen Struktur eine Filmkühlung zu verschaffen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Schiene (68; 64) sich von jeder der Plattformen (48; 54) der Leitschaufeln (46) radial erstreckt und wobei der Federdichtungsschlitz (86; 94) ein erster Federdichtungsschlitz ist und der Schritt des Bildens eines Federdichtungsschlitzes den Schritt des Bildens eines zweiten, radial verlaufenden Federdichtungsschlitzes (84; 92) in der Schiene, welcher sich in einer Erstreckungsrichtung erstreckt, aufweist, wobei der zweite Federdichtungsschlitz den ersten Federdichtungsschlitz schneidet; und wobei der Schritt des Anbringens eines Federdichtungselements (98) das Anbringen eines Federdichtungselements mit einem ersten Schenkel (102), der in dem Bereich des Federdichtungsschlitzes angeordnet ist, der sich nach hinten erstreckt, und einem zweiten Schenkel (104) beinhaltet, der sich radial erstreckt, der mit dem ersten Schenkel (102) integral ist und in dem zweiten Federdichtungsschlitz (84; 92) angeordnet ist und das Federdichtungselement in der Axialrichtung fängt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Verfahren zum Bilden des Federdichtungsschlitzes (86; 94) das Blockieren des Endes des Federdichtungsschlitzes zum axialen Fangen des Federdichtungselements (98) in dem Federdichtungsschlitz aufweist, um das Federdichtungselement daran zu hindern, in die Verlängerung (88; 96) des Federdichtungsschlitzes unter Betriebsbedingungen zu gelangen.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei die Austrittsleitung (212; 194) eine Fläche hat, die sieben bis fünfzehn Prozent der Querschnittsströmungsfläche der Hinterkantenpassage benachbart zu dem Eintritt zu dem hinteren Schenkel (206; 170) hat.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Verlängerung (88; 96) des Schlitzes in die Sogseite (118b) der benachbarten Leitschaufel (46b) ragt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Verlängerung des Schlitzes in die Druckseite (116a) der einen Leitschaufel (46a) ragt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Verlängerung des Schlitzes sowohl in die Sogseite (118b) der zweiten Leitschaufel (46b) als auch in die Druckseite (116a) der einen Leitschaufel (46a) ragt.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend Bilden einer Serpentinenpassage (202; 168) in jeder Leitschaufel zum Kanalisieren von Kühlfluid nach hinten in den Hinterkantenbereich der Leitschaufel, wobei die Passage eine sich lateral erstreckende hinterste Passage (206; 170) aufweist, die sich zwischen der Sogseite und der Druckseite zum Strömenlassen des Stroms von Kühlfluid erstreckt; Bilden eines Federdichtungsschlitzes (86; 94), der sich nach hinten in die Druckseite und die Sogseite einer jeden der Statorleitschaufeln erstreckt und Bilden eine Verlängerung (88; 96) durch Fortsetzen des Schlitzes zu der Hinterkante der Statorleitschaufeln; und Bilden eines radial verlaufenden zweiten Federdichtungsschlitzes (84; 92) in einer Schiene (68; 64) ausgehend von der Plattform von jeder der Statorleitschaufeln, der sich in der Erstreckungsrichtung erstreckt, wobei der Federdichtungsschlitz den ersten Federdichtungsschlitz schneidet; Anordnen eines Federdichtungselements (98), mit einem ersten Schenkel (102), der in dem benachbarten ersten Federdichtungsschlitz (86; 94) angeordnet ist, wobei der erste Schenkel nicht zu der Hinterkante der Plattform geht, und einem zweiten Schenkel (104), der integral mit dem ersten Schenkel ist, der radial verläuft und in dem zweiten Federdichtungsschlitz (84; 92) angeordnet ist und das Federdichtungselement in der Axialrichtung fängt; Bilden einer Austrittsleitung (212; 194) für das Kanalisieren des Stroms von Kühlfluid von der ersten Leitschaufel (46a) unter Betriebsbedingungen und Ausrichten des Schlitzes derart, dass eine Strömung unter Betriebsbedingungen durch die Austrittsleitung (212; 194) auf die Sogseite der Plattform der zweiten Leitschaufel (46b) aufprallt und sich nach hinten in die Verlängerungen (88; 96) der Federdichtungsschlitze (86; 94) fortsetzt, um einen Strom von Kühlfluid zu bilden, der auf eine benachbarte strömungsabwärtige Struktur gerichtet ist, um der strömungsabwärtigen Struktur eine Filmkühlung zu verschaffen.
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