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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das allgemeine Gebiet der
Turbinenschaufeln und insbesondere auf die Geometrie der Schlitze
zum Abführen
der Kühlluft,
die an der Austrittskante von Lauf- oder Leitschaufeln einer Turbomaschinenturbine
gelegen sind.
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Eine
Turbomaschinenturbine (beispielsweise die Hochdruckturbine) besteht
aus einer Vielzahl von Stufen, die jeweils von einem Leitrad und
einem Laufrad gebildet sind. Das Leitrad der Turbine umfaßt eine
Vielzahl von Leitschaufeln, die dazu bestimmt sind, den es durchströmenden Gasstrom
zu leiten, und das Laufrad der Turbine ist von einer Vielzahl von
Laufschaufeln gebildet.
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Die
Lauf- und Leitschaufeln einer solchen Turbine sind den sehr hohen
Temperaturen der aus der Brennkammer austretenden Gase ausgesetzt, welche
die Turbine durchströmen.
Diese Temperaturen erreichen Werte, die weit über denjenigen liegen, welche
die mit diesen Gasen in Kontakt gelangenden Schaufeln aushalten
können,
ohne Schaden zu nehmen, was zur Folge hat, daß deren Lebensdauer begrenzt
wird.
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Um
die Schäden,
die durch diese heißen Gase
an den Schaufeln hervorgerufen werden, zu begrenzen, ist bekannt,
diese Schaufeln mit internen Kühlkreisen
auszustatten, deren Ziel es ist, deren Temperatur zu verringern.
Dank derartiger Kreise durchströmt
Kühlluft,
die in die Schaufel eingeleitet wird, diese Schaufel entlang eines
Weges, der durch in der Schaufel ausgebildete Aussparungen gebildet ist,
bevor sie über
Schlitze, die auf die Oberfläche
der Schaufel hinausführen,
zwischen dem Fuß und
der Spitze der Schaufel ausgestoßen wird.
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Nun
stellt man aber in der Praxis fest, daß bei einer Turbinenlaufschaufel
der dem Fuß der Schaufel
am nächsten
gelegene Schlitz schlecht gekühlt
wird. Ebenso werden bei einer Turbinenleitschaufel auch die dem
Fuß und
der Spitze der Schaufel am nächsten
gelegenen Schlitze schlecht gekühlt.
So kann es an der Austrittskante der Schaufel im Bereich dieser
Schlitze zur Bildung von Rissen kommen. Derartige Risse beeinträchtigen
die Lebensdauer der Schaufel dadurch, daß insbesondere deren mechanische
Festigkeit verringert wird.
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7 veranschaulicht
den Ort derartiger Risse bei einer Turbinenlaufschaufel. Diese Figur
ist eine perspektivische Teilansicht einer Laufschaufel 100 einer
Hochdruckturbine. Die Schaufel 100 umfaßt eine aerodynamische Fläche 102,
die im Bereich des Schaufelfußes 104 mittels
eines Verbindungsbereichs 108 mit einer Plattform 106 verbunden
ist. Die aerodynamische Fläche 102 der
Schaufel erstreckt sich axial zwischen einer (in der Figur nicht
dargestellten) Eintrittskante und einer Austrittskante 110. Um
die Kühlung
der Schaufel 100 sicherzustellen, strömt Luft entlang eines Weges,
der durch in der Schaufel ausgebildete (nicht dargestellte) Aussparungen
gebildet ist, durch die Schaufel hindurch, bevor sie über Abführschlitze 112,
die auf die aerodynamische Fläche 102 der
Schaufel hinausführen,
im Bereich ihrer Austrittskante 110 abgeführt wird.
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Jeder
Abführschlitz 112 ist
vor allem von einer Seitenwand 114 gebildet, die mit einer
(nicht dargestellten) Öffnung
versehen ist, welche in die von der Kühlluft durchströmten Aussparungen
hinausführt.
Jeder Schlitz umfaßt
auch eine zurückspringende
Wand 116, die sich zwischen der Seitenwand 114 und
der Austrittskante 110 der Schaufel erstreckt, eine obere
Wand 118 und eine untere Wand 120, die sich zwischen
der zurückspringenden
Wand 116 und der aerodynamischen Fläche 102 der Schaufel
erstrecken.
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In
der Praxis stellt man fest, daß im
Bereich des Abführschlitzes 112a,
welcher der Schlitz ist, der der Plattform 106 am nächsten gelegen
ist (er wird nachfolgend als unterer Schlitz bezeichnet), ein oder mehrere
Risse 122 (in der Figur ist nur einer dargestellt) entstehen.
Genauer gesagt entstehen die Risse 122 im Bereich der zurückspringenden
Wand 116 des unteren Schlitzes 112a und breiten
sich von der Austrittskante 110 der Schaufel axial in Richtung
auf die Seitenwand 114 aus.
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Derartige
Risse resultieren hauptsächlich aus
einer hohen Konzentration mechanischer Spannungen im Bereich des
unteren Schlitzes 112a, die vor allem durch die untere
Wand 120 dieses unteren Schlitzes erzeugt werden. Es besteht
ein Risiko, daß derartige
Risse sich über
die gesamte aerodynamische Fläche 102 der
Schaufel ausbreiten, wodurch deren Lebensdauer begrenzt wird.
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Bei
einer Turbinenleitschaufel treten identische Risse sowohl im Bereich
des Abführschlitzes auf,
welcher der auf der Seite des Schaufelfußes angeordneten Plattform
am nächsten
gelegen ist, aber auch im Bereich des Abführschlitzes, der einer weiteren
Plattform, die über
die Spitze der Schaufel mit dieser verbunden ist, am nächsten gelegen
ist (er wird nachfolgend als oberer Schlitz bezeichnet).
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Um
das Auftreten dieser Risse zu begrenzen, ist in dem Patent
US 6,062,817 vorgesehen,
bei einer Laufschaufel die untere Wand des der Plattform am nächsten gelegenen
Abführschlitzes
teilweise wegzulassen, so daß sich
die zurückspringende Wand
dieses Schlitzes radial teilweise zwischen der oberen Wand und der
Plattform der Schaufel erstreckt.
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Diese
Lösung
ist jedoch unzureichend. Denn der untere Schlitz der Schaufel dieses
Patents weist immer noch scharfe Kanten im Bereich seiner unteren
Wand auf. Die abrupte Änderung
der Dicke, die sich hieraus ergibt, führt zu einem mangelhaften Abströmen der
durch diesen Schlitz abgeführten
Kühlluft.
Die abgeführte
Luft ermöglicht
nun nicht mehr, den Verbindungsbereich zwischen der Plattform und dem
Fuß der
Schaufel zu kühlen,
und es kommt in diesem Bereich zu Rissen, die besonders nachteilig für die Lebensdauer
der Schaufel sind.
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Das
Dokument US 2003/0108423 A1 stellt eine weitere Turbinenschaufel
nach dem Stand der Technik vor.
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Gegenstand
und Zusammenfassung der Erfindung
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es also, derartige Nachteile dadurch
zu beheben, daß sie eine
Turbinenschaufel vorschlägt,
deren Schlitz oder Schlitze, der bzw. die der Plattform oder den
Plattformen am nächsten
gelegen ist bzw. sind, eine Geometrie aufweist bzw. aufweisen, die
ermöglicht,
sowohl die Bildung von Rissen zu verhindern, als auch ein Kühlen des
Verbindungsbereichs zwischen der oder den Plattformen) und der Schaufel
zu gewährleisten.
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Zu
diesem Zweck ist eine Turbinenschaufel einer Turbomaschine vorgesehen,
umfassend eine aerodynamische Fläche,
die sich radial zwischen einem Schaufelfuß und einer Schaufelspitze
und axial zwischen einer Eintrittskante und einer Austrittskante erstreckt,
wenigstens eine über
einen unteren Verbindungsbereich mit dem Fuß der Schaufel verbundene untere
Plattform sowie einen Kühlkreislauf,
der aus wenigstens einer Aussparung, die sich radial zwischen der
Spitze und dem Fuß der
Schaufel erstreckt, aus wenigstens einer Lufteinlaßöffnung an
einem radialen Ende der Aussparung oder Aussparungen, aus einer
Vielzahl von entlang der Austrittskante der Schaufel angeordneten
Abführschlitzen
besteht, darunter ein unterer Abführschlitz, der in der Nähe des Schaufelfußes angeordnet
ist, wobei der untere Abführschlitz
folgendes umfaßt:
eine Seitenwand, die mit einer Öffnung
versehen ist, die in die Aussparung oder Aussparungen hinausführt, eine
zurückspringende
Wand, eine untere Wand, die auf der Seite des Schaufelfußes angeordnet
ist, eine untere Kante, die zwischen der zurückspringenden Wand und der
unteren Wand ausgebildet ist, und einen unteren Rand, der zwischen
der unteren Wand und dem unteren Verbindungsbereich ausgebildet
ist; dadurch gekennzeichnet, daß die
untere Kante und der untere Rand des unteren Abführschlitzes jeweils einen Querschnitt
mit im wesentlichen abgerundeter Form aufweisen, so daß zwischen
der Öffnung
des Schlitzes und dem unteren Verbindungsbereich jedwede vorspringende
Ecke beseitigt wird.
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Auf
diese Weise verhindert die abgerundete Form des Querschnitts der
unteren Kante und des unteren Randes des unteren Abführschlitzes
jegliche Rißbildung
im Bereich der zurückspringenden
Wand dieses Schlitzes. Darüber
hinaus bildet sich dank dieser abgerundeten Form ein Kühlluftfilm
im Bereich des unteren Verbindungsbereiches zwischen der Plattform
und dem Schaufelfuß,
um diesen Bereich zu kühlen.
Die Temperatur des Verbindungsbereiches ist folglich gesenkt.
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Nach
einer besonderen Anordnung der Erfindung, die auf den Fall einer
Leitschaufel des Leitrades anwendbar ist, umfaßt die Schaufel ferner eine obere
Plattform, die über
einen oberen Verbindungsbereich mit der Spitze der Schaufel verbunden
ist, wobei der Kühlkreis
außerdem
einen oberen Abführschlitz
umfaßt,
der in der Nähe
der Schaufelspitze angeordnet ist und folgendes aufweist: eine Seitenwand,
die mit einer in die Aussparung oder Aussparungen hinausführenden Öffnung versehen
ist, eine zurückspringende
Wand, eine obere Wand, die auf der Seite der Schaufelspitze angeordnet
ist, eine obere Kante, die zwischen der zurückspringenden Wand und der
oberen Wand ausgebildet ist, und einen oberen Rand, der zwischen
der oberen Wand und dem oberen Verbindungsbereich ausgebildet ist; dadurch
gekennzeichnet, daß die
obere Kante und der obere Rand des oberen Abführschlitzes jeweils einen Querschnitt
mit im wesentlichen abgerundeter Form aufweisen, so daß zwischen
der Öffnung
des Schlitzes und dem oberen Verbindungsbereich jedwede vorspringende
Ecke beseitigt wird.
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Vorzugsweise
erstrecken sich die abgerundeten Formen des Querschnitts der Kanten
und Ränder
jeweils axial von der Öffnung
des Abführschlitzes bis
zu einer Austrittsebene, die sich axial zwischen der Öffnung des
Abführschlitzes
und der Austrittskante der Schaufel erstreckt.
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Die
abgerundeten Formen des Querschnitts der Kanten und Ränder weisen
vorteilhafterweise jeweils einen Krümmungsradius auf, der von der Öffnung des
Abführschlitzes
zur Austrittsebene hin zunimmt. In diesem Fall sind diese Krümmungsradien vorzugsweise
derart, daß die
zurückspringende Wand
des Abführschlitzes
und der Verbindungsbereich ineinander übergehen.
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Im
Falle einer Laufschaufel kann die zurückspringende Wand des unteren
Abführschlitzes
eine Neigung in Richtung der Schaufelspitze aufweisen und kann die Öffnung der
Seitenwand des unteren Abführschlitzes
im wesentlichen im unteren Verbindungsbereich ausgebildet sein.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Formkern für den Erhalt einer Schaufel
wie sie zuvor beschrieben ist, der einen Hauptteil umfaßt, welcher dazu
bestimmt ist, einen Platz für
die Aussparung zum Kühlen
der Schaufel freizuhalten, wobei der Hauptteil mit einer Vielzahl
von Endzungen versehen ist, die dazu bestimmt sind, genauso viele
Plätze
für die
Abführschlitze
des Kühlkreises
der Schaufel freizuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des
Formkerns ferner im Bereich eines Platzes, der für den unteren Abführschlitz
reserviert ist, eine untere Zunge aufweist, deren Form komplementär zu der dieses
unteren Schlitzes ist.
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Eine
noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einer Hochdruckturbine
einer Turbomaschine, die eine Vielzahl von Laufschaufeln umfaßt, wie sie
zuvor definiert sind, sowie in einem Turbomaschinenleitrad, das
eine Vielzahl von Leitschaufeln umfaßt, wie sie zuvor definiert
sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen hervorgehen,
die ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ohne jeden einschränkenden
Charakter darstellen. In den Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Turbinenlaufschaufel;
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2 eine
perspektivische Teilansicht des unteren Abführschlitzes der Schaufel der 1;
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die 3A, 3B und 3C Schnittansichten
entlang IIIA, IIIB bzw. IIIC der 2;
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4 eine
Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Turbinenleitschaufel;
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5 eine
perspektivische Teilansicht des oberen Abführschlitzes der Schaufel der 4;
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6 eine
perspektivische Teilansicht eines Formkerns für den Erhalt der Schaufel der 1;
und
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die
bereits beschriebene 7 eine perspektivische Teilansicht
einer Turbinenlaufschaufel nach dem Stand der Technik.
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Detaillierte
Beschreibung einer Ausführungsform
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1 zeigt
in der Perspektive eine Laufschaufel 10 einer Hochdruckturbine
einer Turbomaschine. Die Schaufel 10 ist über einen
tannenbaumförmigen
Schaft 12 an einem (nicht dargestellten) Turbinenlaufrad
befestigt.
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Die
Schaufel 10 liegt in Form einer aerodynamischen Fläche 14 vor,
die sich radial zwischen einem Schaufelfuß 16 und einer Schaufelspitze 18 und axial
zwischen einer Eintrittskante 20 und einer Austrittskante 22 erstreckt.
Die aerodynamische Fläche 14 der
Schaufel definiert somit die Vorderseite 14a und die Rückseite 14b der
Schaufel.
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Der
Schaft 12 der Schaufel 10 schließt an den
Schaufelfuß 16 im
Bereich einer unteren Plattform 24 an, die eine Wand für den Strömungsgang der Verbrennungsgase
durch die Turbine definiert. Die Plattform 24 ist über einen
unteren Verbindungsbereich 26 mit dem Schaufelfuß 16 verbunden.
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Die
Schaufel, die den sehr hohen Temperaturen der die Turbine durchströmenden Verbrennungsgase
ausgesetzt ist, muß gekühlt werden.
Zu diesem Zweck umfaßt
die Schaufel 10 in wohl bekannter Weise einen oder mehrere
interne Kühlkreis(e).
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Jeder
Kühlkreis
besteht aus wenigstens einer Aussparung 28, die sich radial
zwischen dem Fuß 16 und
der Spitze 18 der Schaufel erstreckt. Die Aussparung wird
an einem ihrer radialen Enden über eine
(nicht dargestellte) Lufteinlaßöffnung mit
Kühlluft versorgt.
Diese Lufteinlaßöffnung ist
im allgemeinen im Bereich des Schafts 12 der Schaufel 10 vorgesehen.
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Um
die in die Aussparung 28 der Kühlkreise strömende Kühlluft abzuführen, ist
eine Vielzahl von Schlitzen 30 entlang der Austrittskante 22 zwischen dem
Fuß 16 und
der Spitze 18 der Schaufel verteilt. Diese Abführschlitze 30 führen in
die Aussparung 28 hinaus und münden an der Vorderseite 14a der Schaufel,
im Bereich ihrer Austrittskante 22 aus.
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Wie
insbesondere in den 2 und 3A bis 3C dargestellt
umfaßt
die Schaufel 10 einen unteren Abführschlitz 30a, der
in der Nähe
des Schaufelfußes 16 angeordnet
ist. Im Vergleich zu den anderen Abführschlitzen 30 ist
dieser untere Schlitz 30a derjenige, welcher der unteren
Plattform 24 am nächsten
gelegen ist.
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Der
untere Abführschlitz 30a besteht
aus einer zurückspringenden
(oder zurückliegenden)
Wand 32, aus einer unteren Wand (oder Stufe) 34 und
aus einer Seitenwand 36, die mit einer Öffnung 38 versehen
ist, welche in die Aussparung 28 des Kühlkreises hinausführt.
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Unter „untere
Wand" versteht man
die Wand, die auf der Seite des Schaufelfußes 16 angeordnet ist.
Die zurückspringende
Wand 32 erstreckt sich radial von der unteren Wand 34 zur
Schaufelspitze 18 und axial zwischen der Seitenwand 36 und
der Austrittskante 22 der Schaufel. Des weiteren erstreckt sich
die untere Wand 34 zwischen der zurückspringenden Wand 32 und
dem unteren Verbindungsbereich 26.
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So
kann für
den unteren Abführschlitz 30a eine
untere Kante 40 definiert werden, die zwischen der zurückspringenden
Wand 32 und der unteren Wand 34 ausgebildet ist.
Ebenso ist zwischen der unteren Wand 34 und dem unteren
Verbindungsbereich 26 ein unterer Rand 42 ausgebildet.
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Diese
besondere Geometrie des unteren Abführschlitzes 30a stellt
ein Leiten der aus der Aussparung des Kühlkreises über die Öffnung 38 austretenden
Luft sicher und ermöglicht
somit, die Austrittskante 22 der Schaufel zu kühlen, die
den Teil der Schaufel mit der geringsten Dicke bildet und folglich den
hohen Temperaturen der Verbrennungsgase am stärksten ausgesetzt ist.
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Gemäß der Erfindung
weisen die untere Kante 40 und der untere Rand 42 des
unteren Abführschlitzes 30a jeweils
einen Querschnitt mit im wesentlichen abgerundeter Form auf, so
daß zwischen der Öffnung 38 des
Schlitzes 30a und dem unteren Verbindungsbereich 26 jedwede
vorspringende Ecke beseitigt wird. Somit wird jegliche Rißbildung
im Bereich der zurückspringenden
Wand 32 des unteren Abführschlitzes 30a vermieden.
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Gemäß einem
besonderen Merkmal der Erfindung erstrecken sich die abgerundeten
Formen des Querschnitts der unteren Kante 40 und des unteren
Randes 42 jeweils axial von der Öffnung 38 des unteren
Abführschlitzes 30a bis
zu einer Austrittsebene P, die sich axial zwischen der Öffnung des
Abführschlitzes
und der Austrittskante 22 der Schaufel erstreckt.
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Die
Austrittsebene P kann in bezug auf ein Koordinatensystem definiert
werden, das von in den 2 dargestellten Achsen X, Y
und Z gebildet ist. In bezug auf dieses Koordinatensystem verläuft die Austrittsebene
P parallel zur XY-Ebene.
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Gemäß einem
weiteren besonderen Merkmal der Erfindung weisen die abgerundeten
Formen des Querschnitts der unteren Kante 40 und des unteren
Randes 42 jeweils einen Krümmungsradius auf, der von der Öffnung 38 des
unteren Abführschlitzes 30a in
Richtung auf die Austrittsebene P zunimmt.
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Dieses
Merkmal ist insbesondere in den 3A bis 3C dargestellt,
aus denen gut zu erkennen ist, daß die Krümmungsradien der unteren Kante 40 und
des unteren Randes 42 mit zunehmender Entfernung von der Öffnung 38 zunehmen.
In 3A, die den der Öffnung 38 des unteren
Schlitzes 30a am nächsten
gelegenen Schnitt darstellt, sind diese Krümmungsradien somit kleiner
als die der 3C, die einen Schnitt in der
Austrittsebene P darstellt.
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Es
ist auch eine andere Änderung
der Krümmungsradien
der unteren Kante 40 und des unteren Randes 42 möglich. Diese
Krümmungsradien
können
nämlich
konstant sein oder mit zunehmender Entfernung von der Öffnung 38 abnehmen.
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Darüber hinaus
nimmt mit zunehmender Entfernung von der Öffnung 38 des unteren
Schlitzes 30a die Breite (in Richtung Vorderseite/Rückseite) der
unteren Wand 34 ab, bis sie im Bereich des durch 3C dargestellten
Schnittes (d.h. im Bereich der Austrittsebene P) vollständig verschwunden
ist.
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Gemäß einem
weiteren besonderen Merkmal der Erfindung, das anhand dieser 3C,
im Bereich der Austrittsebene P dargestellt ist, sind die Krümmungsradien
der abgerundeten Formen der unteren Kante 40 und des unteren
Randes 42 derart, daß die
zurückspringende
Wand 32 des unteren Schlitzes 30a und der untere
Verbindungsbereich 26 ineinander übergehen.
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Ebenso
gehen die Krümmungsradien
der abgerundeten Formen der unteren Kante 40 und des unteren
Randes 42 im Bereich der Austrittsebene P ebenfalls ineinander über. Dies
rührt daher,
daß die Breite
(in Richtung Vorderseite/Rückseite)
der unteren Wand 34 des unteren Schlitzes im Bereich der Austrittsebene
P verschwindet.
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So
ist es möglich,
die Funktion des Leitens der Luft, die aus der Aussparung 28 des
Kühlkreises ausgetreten
ist und über
diesen Schlitz abgeführt wird,
teilweise zu erhalten.
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Auf
diese Weise werden jegliche abrupte Dickensprünge im Bereich des unteren
Schlitzes 30a und des Verbindungsbereiches 26 beseitigt,
wodurch es möglich
ist, im Bereich der Vorderseite 14a des Verbindungsbereiches 26 einen
Kühlfilm
zu erzeugen. Die aus der Öffnung 38 des
unteren Schlitzes 30a austretende Kühlluft wird folglich den Verbindungsbereich 26 „bestreichen", um dessen Temperatur
zu senken.
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Diese
besondere Geometrie des unteren Abführschlitzes ist sowohl auf
eine Turbinenlaufschaufel, wie sie in 1 dargestellt
ist, als auch auf eine Leitschaufel eines Leitrades, wie sie in 4 dargestellt
ist, anwendbar.
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4 zeigt
demnach eine Leitschaufel 50 eines Hochdruckturbinen-Leitrades
einer Turbomaschine. Die Bezugszeichen in dieser 4,
die mit denen der 1 identisch sind, bezeichnen
die gleichen Elemente wie sie in Verbindung mit 1 beschrieben
sind.
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Im
Vergleich zu der in Verbindung mit 1 beschriebenen
Leitschaufel ist diese Leitschaufel 50 zwischen zwei Plattformen,
nämlich
einer unteren Plattform 52 und einer oberen Plattform 54 angebracht.
Die obere Plattform 54 ist über einen oberen Verbindungsbereich 56 mit
der Spitze 18 der Schaufel verbunden, während die untere Plattform 52 über einen
unteren Verbindungsbereich 58 mit dem Schaufelfuß 16 verbunden
ist.
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Wie
bei der Laufschaufel der 1 umfaßt der Kühlkreis der Leitschaufel 50 eine
Vielzahl von Abführschlitzen 30,
darunter ein unterer Schlitz 30a, der in die Kühlaussparung 28 hinausführt, in
der Nähe
des Schaufelfußes 16 angeordnet
ist und an der Vorderseite 14a der Schaufel ausmündet. Dieser untere
Abführschlitz 30a weist
die gleichen Besonderheiten wie die Laufschaufel der 1 auf.
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Darüber hinaus
umfaßt
der Kühlkreis
der Leitschaufel 50 ferner einen oberen Abführschlitz 30b,
der ebenfalls in die Kühlaussparung 28 hinausführt und
der in der Nähe
der Schaufelspitze 18 angeordnet ist. Dieser obere Schlitz 30b mündet an
der Vorderseite 14a der Schaufel 50 aus.
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Wie
in 5 dargestellt, besteht dieser obere Schlitz 30b aus
einer Seitenwand 60, die mit einer in die Kühlaussparung 28 hinausführenden Öffnung 62 ausgestattet
ist, aus einer zurückspringenden Wand 64 und
aus einer oberen Wand 66, die auf der Seite der Schaufelspitze 18 angeordnet
ist. Unter „obere
Wand" 66 wird
die Wand verstanden, die auf der Seite der Schaufelspitze 18 gelegen
ist.
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So
kann für
diesen Schlitz 30b eine obere Kante 70, die zwischen
der zurückspringenden
Wand 64 und der oberen Wand 66 ausgebildet ist,
sowie ein oberer Rand 72, der zwischen der oberen Wand 66 und
dem oberen Verbindungsbereich 56 ausgebildet ist, definiert
werden.
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Gemäß der Erfindung
weisen die obere Kante 70 und der obere Rand 72 des
oberen Abführschlitzes 30b jeweils
einen Querschnitt mit im wesentlichen abgerundeter Form auf, so
daß zwischen der Öffnung 62 des
Schlitzes 30b und dem oberen Verbindungsbereich 56 jedwede
vorspringende Ecke beseitigt wird.
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Durch
einfache Symmetrie sind die besonderen Merkmale des unteren Schlitzes
der Schaufel, die zuvor in Verbindung mit den 1, 2 und 3A bis 3C beschrieben
worden sind, auch auf den oberen Schlitz 30b dieser Leitschaufel 50 anwendbar.
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Im
allgemeinen werden die Laufschaufel 10 und die Leitschaufel 50 gemäß der Erfindung
direkt durch Formen hergestellt.
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Zu
diesem Zweck wird die Schaufel dadurch hergestellt, daß ein Metall
in eine Form gegossen wird, die einen Keramikformkern enthält, dessen Funktion
vor allem darin besteht, einen Platz für den Kühlkreis der Schaufel (d.h.
für die
Aussparung 28 und jeden Abführschlitz 30, 30a und 30b)
freizuhalten. Sobald das Metall in die Form gegossen ist, wird die
Schaufel abgekühlt
und wird der Keramikformkern herausgenommen.
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6 zeigt
einen Keramikformkern 80, der ermöglicht, einen Platz für den Kühlkreis
der Laufschaufel 10 der 1 freizuhalten.
Diese 6 zeigt diesen Formkern auf der Rückseite
der Schaufel.
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Der
Formkern 80 umfaßt
einen Hauptteil 82, welcher dazu bestimmt ist, einen Platz
für die
Aussparung oder Aussparungen zum Kühlen der Schaufel freizuhalten.
Dieser Hauptteil 82 ist mit einer Vielzahl von endseitigen
Zungen (oder Fingern) 84 versehen, die dazu bestimmt sind,
genauso viele Plätze für die Abführschlitze
des Kühlkreises
der Schaufel freizuhalten.
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Um
die abgerundeten Formen des Querschnitts der unteren Kante und des
unteren Randes des unteren Abführschlitzes
der Schaufel direkt bei Verlassen der Gießerei zu erhalten, weist der
Keramikformkern 80 im Bereich des für diesen unteren Schlitz reservierten
Platzes eine untere Zunge 84a auf, deren Form komplementär zu diesen
abgerundeten Formen ist.
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Genauer
gesagt umfaßt
die untere Zunge 84a eine erste Kante 86, deren
Form komplementär zu
der der zurückspringenden
Wand des unteren Schlitzes ist, eine zweite Kante 88, deren
Form komplementär
zu der der unteren Wand dieses Schlitzes ist, sowie eine dritte
Kante 90, deren Form komplementär zu der seiner Seitenwand
ist.
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Die
untere Kante 92, die zwischen der ersten Kante 86 und
der zweiten Kante 88 gebildet ist, weist somit einen Querschnitt
mit im wesentlichen abgerundeter Form auf. Ebenso weist auch der
untere Rand 94, der zwischen der zweiten Kante 88 und
einer (nicht dargestellten) Kante, deren Form komplementär zu der
des unteren Bereichs zum Verbinden der Schaufel mit der unteren
Plattform ist, gebildet ist, einen Querschnitt mit im wesentlichen
abgerundeter Form auf.
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So
ist es möglich,
die gleichen abgerundeten Formen im Bereich des Querschnitts der
unteren Kanten und Ränder
des unteren Abführschlitzes
der Schaufel in Serie nachzuformen.
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Wenn
es sich um eine Leitschaufel, wie diejenige, welche in Verbindung
mit den 4 und 5 beschrieben
ist, handelt, weist selbstverständlich
der Keramikformkern einer solchen Schaufel im Bereich des für den oberen
Abführschlitz
reservierten Platzes auch eine obere Zunge auf, die ermöglicht, die
abgerundeten Formen des Querschnitts der oberen Kante und des oberen
Randes nachzuformen.
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Nach
einem weiteren besonderen, auf eine Laufschaufel angewandten Merkmal
der Erfindung weist die zurückspringende
Wand 32 des unteren Abführschlitzes 30a eine
Neigung in Richtung der Schaufelspitze auf. Diese Neigung (beispielsweise
in der Größenordnung
von 10° bis
30°), die
vor allem in 1 dargestellt ist, ermöglicht ebenfalls,
die Kühlung
des Verbindungsbereichs 26 zwischen der Plattform 24 und
dem Schaufelfuß 16 zu
erhöhen.
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Ebenso
ist die Öffnung 38 des
unteren Abführschlitzes 30a einer
solchen Laufschaufel 10 – um die Kühlung des Verbindungsbereichs 26 weiter
zu verbessern – vorzugsweise
im wesentlichen im Verbindungsbereich 26 zwischen der Plattform 24 und dem
Schaufelfuß 16 ausgebildet.