DE60218248T2

DE60218248T2 - Doppelwandige Leitschaufel für einen Gasturbinenleitapparat

Info

Publication number: DE60218248T2
Application number: DE60218248T
Authority: DE
Inventors: Daniele Coutandin; Carmine Schips; Paolo Ciacci
Original assignee: Avio SpA
Current assignee: GE Avio SRL
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: DE60218248D1; EP1277918B1; CA2393979A1; CA2393979C; US20030017051A1; ITTO20010704A1; EP1277918A1; ITTO20010704A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine doppelwandige Schaufel für eine Turbine, insbesondere für Anwendungen in der Luftfahrt.
Es ist bekannt, dass eine Schaufel für eine Gasturbine eines Flugtriebwerks eine Achse hat, welche mit der Achse der Turbine zusammenfällt und ein stromlinienförmiges Profil hat, das durch eine Seitenwand gebildet wird, welche bei Benutzung durch ein Gas bei einer relativ hohen Temperatur überstrichen wird und deshalb kontinuierlich gekühlt werden muss, zum Beispiel mithilfe von Luft, die aus einem Kompressor herrührt, der stromaufwärts von der Turbine angeordnet ist, um erstens die Wärmespannungen und zweitens die mechanischen Spannungen, die durch die Wärmeausdehnung der Seitenwand selbst verursacht werden, zu begrenzen.
Schaufeln der so genannten „doppelwandigen" Bauart sind bekannt, in welchen die Seitenwand eine Außenwand und eine Innenwand umfasst, welche in Abstand einander gegenüber liegen und miteinander integriert sind.
Es besteht das Bedürfnis, eine doppelwandige Schaufel zu schaffen, welche bei Benutzung durch einen Temperaturbereich gekennzeichnet ist, welcher unter den verschiedenen Flächen der Seitenwand so gleichmäßig wie möglich ist.
Insbesondere besteht das Bedürfnis, eine Schaufel zu schaffen, welche eine gleichmäßige Wirksamkeit hinsichtlich eines Wärmeaustausches entlang der Seitenwand hat, zum Beispiel durch ein Begrenzen jeglicher Stauflächen für die Luft, welche die Seitenwand kühlen kann. Zudem besteht das Bedürfnis, unterschiedliche Wärmemengen unter den verschiedenen Flächen der Seitenwand abzuführen, und zwar entsprechend einer im Wesentlichen vorbestimmten Karte, da experimentell herausgefunden wurde, dass bei Benutzung die Seitenwand von einer Fläche zur anderen unterschiedlich aufheizt, insbesondere entlang der Achse der Schaufel. Die US 4,697,985 und US 3,574,481 offenbaren doppelwandige Schaufeln mit einer Au ßenwand und einer Innenwand, welche der Außenwand zugewandt ist und durch ein Einsatzelement gebildet wird, ohne dass eine Materialkontinuität mit der Außenwand besteht. Die US 3,373,970 offenbart eine doppelwandige Schaufel gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, in welcher die Außen- und Innenwand einstückig sein können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine doppelwandige Schaufel für eine Turbine, insbesondere für Anwendungen in der Luftfahrt zu schaffen, welche es ermöglicht, die oben beschriebenen Anforderungen einfach und relativ wirtschaftlich zu erfüllen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine doppelwandige Turbinenschaufel gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche eine nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung darstellen, in welchen:
1 einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der doppelwandigen Schaufel für eine Turbine darstellt, insbesondere für Anwendungen in der Luftfahrt, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
2 in vergrößertem Maßstab und perspektivisch die Schaufel in 1 im Querschnitt entlang der Linie II-II in 1 darstellt;
3 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab eines Innendetails der Schaufel entsprechend Pfeil A in 1 darstellt;
4 eine perspektivische und mit aus Gründen der Klarheit entfernten Teilen, das Ende der Schaufel in den 1 und 2 zeigt;
5 in Perspektive, aus Gründen der Klarheit mit entfernten Teilen und in vergrößertem Maßstab, ein Heckbereich der Schaufel in den 1 und 2 zeigt;
6 in einem stark vergrößerten Maßstab und mit aus der Klarheit entfernten Teilen, ein Detail der Schaufel in 2 darstellt;
7 ähnlich 6 ist und eine Variation des Details in 6 darstellt; und
8 ähnlich 1 ist und eine weitere Variation der Schaufel in den obigen Figuren darstellt.
In den 1 und 2 bezeichnet 1 insgesamt eine Schaufel, insbesondere eines Schaufel eines Stators 2 (teilweise und schematisch dargestellt) in einer axialen Gasturbine mit einer variablen Geometrie für ein Triebwerk, auf die sich die folgende Beschreibung ausdrücklich bezieht, ohne dadurch das Generelle zu schmälern. Der Stator 2 begrenzt einen ringförmigen Kanal 3 (teilweise dargestellt), welcher um die Achse der Turbine (nicht dargestellt) herum vorgesehen ist und durch welchen bei Benutzung expandierendes Gas unter hoher Temperatur hindurchströmt und der radial durch ein Paar einander gegenüberliegender Platten 4, 5 begrenzt ist, welche eine Reihe von Schaufeln 1 tragen.
Die Schaufel 1 hat ihre eigene Achse 10, welche mit der Achse der Turbine zusammenfällt und zwei entgegen gesetzte Endabschnitte 11, 12 aufweist, welche koaxial zueinander entlang der Achse 10 sind und jeweils auf den Platten 4 und 5 angelenkt sind, um eine Drehung der Schaufel 1 um die Achse 10 zu ermöglichen, damit die Kapazität oder Geometrie des Stators 2 und somit die Strömungsrate des Gases, welches durch den Stator 2 hindurchströmt, variiert werden kann.
Die Schaufel 1 umfasst zudem einen axialen Zwischenabschnitt 14, welcher mit den Abschnitten 11, 12 einstückig, sich entlang der Achse 10 in dem Kanal 3 erstreckt und zwei Innenräume 15, 16 begrenzt, welche durch eine zur Achse 10 parallele Wand 17 voneinander getrennt sind, und von denen sich der Raum 15 entlang der Achse 10 erstreckt und über zweit axiale Durchgänge 18, die in den Abschnitten 11, 12 vorgesehen sind, mit der Außenumgebung kommuniziert.
Der Abschnitt 14 umfasst eine Seitenwand 20 und Paar Stirnwände 21, 22, welche an den entgegen gesetzten axialen Enden der Seitenwand 20, quer zur Achse 10, angeordnet sind, den Raum 16 axial begrenzen und in einer verschiebbaren Weise mit den Platten 4 bzw. 5 verbunden sind.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, umgibt die Seitenwand 20 wiederum die Achse 10, wird bei Benutzung durch Gase, welche in den Kanal strömen, überstrichen und begrenzt ein stromlinienförmiges Profil, welches eine Vorderkante 24, eine Hinterkante 25 und eine Seite oder Oberfläche 26 aufweist, welche einem Druck ausgesetzt ist und nach außen konkav ist, und eine Seite oder Oberfläche 27 hat, welche einem Unterdruck ausgesetzt ist und nach außen hin konvex ist, wobei sich die Seiten zwischen der Vorderkante 24 und der Hinterkante 25 erstrecken.
Die Schaufel 1 ist von der so genannten „doppelwandigen" Bauart, dass heißt, die Seitenwand 20 umfasst eine Innenwand 28 und eine Außenwand 29, welche einander gegenüberliegen und einstückig mit einander verbunden sind. Die Wände 28, 29 sind in einem Abstand zueinander angeordnet, welcher im Wesentlichen gleich ihrer Dicke ist, gemessen entlang einer Richtung rechtwinklig zu den Wänden 28, 29, und sind miteinander durch eine Anzahl von Leitblechen 32 verbunden, die auf Ebenen angeordnet sind, welche parallel zueinander und in rechten Winkeln zu der Achse 10 verlaufen.
Die Leitbleche 32 trennen eine Anzahl von Leitungen 33 axial voneinander, welche den gleichen Durchgangsquerschnitt haben, erstrecken sich um die Achse 10 tangential zu den Wänden 28, 29 und bilden des Kanalsystems 34, welches auch die Räume 15, 16 umfassen und bei Benutzung Kühlluft durch die Schaufel 1 hindurch befördern können.
Die Leitbleche 32 werden durch ein Leitblech 35 überschnitten, welches sich axial entlang der Vorderkante 24 erstreckt und von der Außenwand 29 in Richtung des Inneren vorsteht, um so die Leitungen 33 in eine Anzahl von Leitungen 36 zu unterteilen, die entlang der Seite 26 vorgesehen sind, welche einem Druck ausgesetzt ist, und in eine Anzahl von Leitungen 37 zu unterteilen, welche entlang der Seite 27 vorgesehen sind, welche einem Unterdruck ausgesetzt ist. Die 36, 37 haben jeweilige Einlässe 38, 39, welche in der Wand 28 entlang zwei paralleler Reihen zur Achse 10 vorgesehen sind, mit dem Raum 15 kommunizieren und voneinander durch die Leitbleche 35 und 32 getrennt sind, um bei Benutzung eine entsprechende Kühlluftströmung zu ermöglichen, welche getrennt von den anderen Strömungen ist und durch jede Leitung 36, 37 hindurch geht.
Mit Bezug auf die 1 und 3 ist zwischen den Einlässen 38, 39 und dem Raum 15 ein plattenartiges Element 44 angeordnet, welches einstückig mit der Innenwand 28 verbunden ist, vorzugsweise mittels Hartlöten, und für jeden Einlass 38, 39 ein entsprechendes kreisförmiges Durchgangsloch 45, 46 hat. Die Durchgangsquerschnitte der Löcher 45, 46 haben jeweils Durchmesser, welche sich von einander unterscheiden und entsprechend der Strömungsrate der Kühlluft kalibriert sind, die dazu gebracht wird, durch jede Leitung 36, 37 hindurch zu strömen.
Mit Bezug auf die 6 und 7 haben die Innenwand 28 und die Außenwand 29 jeweils Oberflächen 48, 49, welche einander gegenüberliegen, um die Leitungen 36, 37 zu begrenzen und eine Anzahl von Turbulenzerzeugern abstützen, welche die letzte Lage der Kühlluftströmung entlang der Oberflächen 48, 49 unterbrechen kann. Diese Turbulenzerzeuger verlaufen quer zu einer Fortschrittsrichtung S der Strömung von Kühlluft der Leitung 33 und werden gemäß 6 durch Rippen 51 gebildet oder gemäß einer Variation in 7 durch Einschnitte 52, die entlang der Oberflächen 48, 49 vorgesehen sind.
Wie in den 1 und 5 dargestellt ist, endet jede Leitung 36, 37 in einem entsprechenden Hauptauslass 54, welcher mit den Leitungen 36, 37 ausgerichtet ist und mit einem Schlitz 55 kommuniziert, der in einem Schwanzabschnitt 56 der Schaufel 1 vorgesehen ist. Der Schlitz 55 bildet einen Teil des Kanals 34, ist begrenzt durch die Endwände 21, 22 und durch zwei flache Oberflächen 58 der Außenwand 29, öffnet sich entlang der Auslasskante 25 durch eine Anzahl von Leitungen 59 und nimmt eine Anzahl von zylindrischen Elementen oder Streifen 60 auf, welche die Oberflächen 58 miteinander verbinden.
Wie in den 1 und 4 dargestellt ist, hat jede Leitung 36, 37 einen entsprechenden zweiten Auslass 61 (1), welcher durch die Innenwand 28 hindurch vorgesehen ist, um in den Raum 16 zu münden, während der Kanal 34 eine Anzahl von Durchgangslöcher 64 umfasst, welcher in den Stirnwänden 21, 22 vorgesehen sind, und mit dem Raum 16 kommunizieren, um bei Benutzung die Kühlluft, welche aus den Auslässen 61 erhalten wird, zu befördern und die Verbindungsflächen zwischen den Stirnwänden 21, 22 und den Platten 4, 5 zu kühlen.
8 zeigt eine Schaufel 1a, deren Bauteile, soweit wie möglich, unter Verwendung der gleichen Bezugzeichen wie für die Schaufel 1, bezeichnet sind.
Die Schaufel 1a unterscheidet sich von der Schaufel 1 durch einen Bereich 14, der zusätzlich zum Raum 15, 16 eine Zwischenkammer 66 aufweist, die von dem Raum 15 durch eine Wand 17 und von dem Raum 16 durch eine Wand 67, im Wesentlichen parallel zur Wand 17, getrennt ist.
Wie die Einlässe 38, 39 umfasst jede Leitung 36, 37 einen relativ ersten Abschnitt 69, 70, der in der Kammer 66 durch einen Auslass 71, 72 endet, welcher in der Innenwand 28 ausgebildet ist; und einen relativ zweiten Abschnitt 73, 74, welcher sich von der Kammer 66 durch einen relativen Einlass 75, 76 erstreckt, der in der Innenwand 28 ausgebildet ist und mit Auslässen 54, 61 endet.
Bei Benutzung wird die Kühlluft, welche zum Beispiel von einem stromaufwärts von der Turbine angeordneten Kompressor erhalten wird, in einer Weise befördert, die bekannt ist und im Detail nicht beschrieben wird, und zwar durch einen Durchgang 18 in den Raum 15 hindurch, von welchem sie in jede Leitung 36, 37 durch das entsprechende Loch 45, 46 und den entsprechenden Einlass 38, 39 hindurch eintritt. In jeder Leitung 36, 37 strömt eine entsprechende Strömung Kühlluft, wobei die Strömungsrate derselben im Wesentlichen konstant und gleich einem Wert ist, welcher von dem kalibrierten Querschnitt des entsprechenden Loches 45, 46 abhängt, welcher a priori für die gleiche Druckdifferenz zwischen dem Raum 15 und den Auslässen 54, 61 und unter gleichmäßigen Wärmebedingungen eingestellt ist.
Die Luftleitbleche 32 sind deshalb einstückig mit den Wänden 28, 29 (2) ausgebildet und übertragen Wärme mittels Konduktion von der Außenwand 29, welche durch die Gase in Richtung der Innenwand 28 überstrichen wird, während die Kühlluft in die Leitungen 36, 37 tangential zu den Leitblechen 32 und der Innenwand 28 und Außenwand 29 strömt, wodurch Wärme durch Konvektion abgeführt wird. Der Teil der Kühlluft, welcher von den Auslässen 61 anströmt, tritt in den Raum 16 und geht durch die Durchgangslöcher 64 hindurch, um zwischen den Platten 4, 5 und den Wänden 21, 22 einen Luftschleier zu bilden, welcher besonders, aber nicht ausschließlich, geeignet ist für Turbinen mit variabler Geometrie, da dieser neben der Durchführung einer Kühlfunktion verhindert, dass Gase zwischen den Platten 4, 5 und den Wänden 21, 22 auf der Seite 26, welche einem Druck ausgesetzt ist, in Richtung der Seite 27, welche einem Unterdruck ausgesetzt ist, gefiltert werden.
Der Teil der Kühlluft, welcher von dem Auslass 53 einströmt, strömt in den Schlitz 55 tangential zu den Oberflächen 58 und um die Zylinderelemente 60 herum, um Wärme durch Konvektion von dem Schwanzabschnitt 56 abzuführen, bis sie in den Kanal 3 abgeführt wird. Insbesondere begrenzen die Zylinderelemente 60 jeweils Wärmebrücken, welche Wärme durch Konduktion zwischen den Oberflächen 58 übertragen.
Es ist aus der vorstehenden Beschreibung klar, dass der Kanal 34 ermöglicht, die Schaufel 1, 1a zu kühlen sowie einen im Wesentlichen gleichmäßigen Temperaturbereich entlang der Seitenwand 20 zu erhalten.
Tatsächlich macht es einerseits der Kanal 34 möglich, Ströme von Kühlluft entlang einer Fortschrittsrichtung S strömen zu lassen, welche tangential zu den Leitblechen und zu den Wänden 28, 29 ist, derart, dass der Wirksamkeitsgrad des Wärmeaustausches zwischen der Kühlluft und der Seitenwand 20 relativ hoch ist, insbesondere im Vergleich zu anderen Lösungen, bei welchen Querströme von Luft geschaffen werden, welche die Seitenwand der Schaufel überdecken.
Gleichzeitig ist der Wirkungsgrad des Wärmeaustausches gleichmäßig zwischen den verschiedenen Flächen der Seitenwand 20, da die Kanäle 33 jeweilige Einlässe und Auslässe, welche sich voneinander unterscheiden und somit Luftströme befördern, welche zueinander unterschiedlich sind und frei von örtlichen Mengenverlusten bzw. Stauflächen aufgrund zum Beispiel knieförmiger Abschnitte in Bezug zu den Luftströmungen selbst.
Die Tatsache, dass die Wände 28, 29 mit den Leitblechen 32 (2) integral verbunden sind, trägt dazu bei, die Kanäle 33 entlang der Achse 10 luftdicht zu machen und somit unabhängig voneinander und ermöglicht eine Materialkontinuität zwischen den Wänden 28, 29, so dass die Wärme von den Gasen im Kanal 3 durch Konduktion von der Außenwand 29 zur Innenwand 28 in dem zwischen den Kanälen axial angeordneten Material strömt, wobei der einzige Wärmewiderstand die Leitfähigkeit des Materials selbst ist.
Falls Leitbleche 32 einfach auf einer der Wände 28, 29 aufliegen, anstelle mit den Wänden 28 und 29 einstückig ausgebildet zu sein, würde die Wärme einen größeren Wärmewiderstand aufgrund einer unvermeidlichen, wenn auch geringen Diskontinuität des Materials der Leitbleche 32 und der Wände 28, 29, überwinden müssen, was die abgeführte Wärmemenge verringert und den Wirkungsgrad des Wärmeaustausches beeinträchtigt.
Zudem machen die Leitbleche 32, welche quer zur Achse 10 verlaufen, falls anwendbar, es möglich, die verschiedenen Luftströmungen in den Kanälen 33 entlang der Achse 10 voneinander zu differenzieren.
Im Einzelnen macht der Kanal 34 es möglich, Wärme entsprechend einer im Wesentlichen vordefinierten Karte abzuführen, da es möglich ist, a priori in guter Annäherung die Strömungsrate der Luftströmungen zwischen den verschiedenen Leitungen 36, 37 einzustellen, indem die Strömungsrate dieser Strömungen sowohl in der parallelen Richtung zur Achse 10 als auch zwischen der Seite, welche einem Druck 26 ausgesetzt ist, und der Seite, welche einem Unterdruck 27 ausgesetzt ist, zu differenzieren. So ist es zum Beispiel möglich, eine Strömungsrate von Luft zuzulassen, die größer ist in den Leitungen 36, 37, welche entlang der Achse 10 in etwa halbwegs entlang des Abschnitts 14 vorgesehen sind, um eine größere Wärmemenge von den zentralen Bereichen der Seitenwand 20 abzuführen, die bei Benutzung normalerweise einer größeren Erhitzung ausgesetzt sind.
Die Strömungsrate der Kühlluftströmungen wird durch das Element 44 reguliert, welches in einer zweiten Stufe zu dem verbleibenden Teil der Schaufel 1, 1a hinzugefügt werden kann, um so die Löcher 45, 46, zum Beispiel entsprechend der Bauart eines Triebwerks, und die Position zu kalibrieren, in welcher die Schaufel 1, 1a eingesetzt wird.
Die Tatsache einer Kühlung der Wände 21, 22 macht es auch möglich, die Wärmeausdehnungen zu begrenzen und somit die mechanischen Spannungen an den Verbindungsflächen der Schaufel 1, 1a zu den Platten 4, 5, während die Tatsache, nur den Teil der Luft zu nutzen, welcher von den Auslässen 61 wieder gewonnen wird, es möglicht macht, die Kühlung der Seitenwand 20 nicht wesentlich zu beeinträchtigen. Die Wiedergewinnung ist extrem einfach aufgrund der Existenz der Wand 17, welche erstens die Räume 15 und 16 voneinander in einer fluiddichten Weise trennt und zweitens zur Stabilisierung der Schaufel 1 beiträgt.
Die Rippen 51, die Einschnitte 52 und die Zylinderelemente 60 erzeugen in den Kühlluftströmungen eine turbulente Bewegung, welche den Wirkungsgrad des Wärmeaustausches erhöht.
Schließlich ermöglichen die Konstruktionseigenschaften der Schaufel 1a, dass diese leichter einstückig hergestellt werden kann.
Die Schaufel 1a wird tatsächlich unter Verwendung eines frei verfügbaren Kerns (nicht gezeigt) aus Keramikmaterial hergestellt, in Form eines Negativs des Materials der Schaufel 1a und mit einem Zwischenabschnitt, der gegebenenfalls die Kammer 66 begrenzt. Aufgrund der Auslässe 71, 72 und Einlässe 75, 76 verbindet der Zwischenabschnitt einen Zwischenpunkt der Seitenbereiche des Kerns, der gegebenenfalls die Leitungen 36 und 37 bildet, so dass der Kern leichter und stärker herzustellen ist als für die Schaufel 1 erforderlich ist, und die seitlichen Bereiche ihrer Leitungen sind nur an den Enden verbunden, das heißt, an den Einlässen 38, 39 und den Auslässen 54, 61.
Schließlich ist aus der vorstehenden Beschreibung klar, dass Modifikationen und Variationen, welche nicht vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abweichen, hergestellt werden können, um die beschriebene und dargestellte Schaufel 1, 1a herzustellen.
Insbesondere könnten die Kanäle 33 Anordnungen haben, die sich von derjenigen unterscheiden, die beispielhaft angegeben ist, vorausgesetzt, dass sie quer zur Achse 10 verlaufen, und/oder Abmessungen haben, die sich von denjenigen unterscheiden, die beispielhaft angegeben sind. Zudem könnten die Kanäle 33 Durchgangsquerschnitte mit Abmessungen haben, welche sich voneinander unterscheiden, um durch sie hindurchgehende Luftströmungsraten zu haben, welche sich voneinander unterscheiden.
Zudem könnten die Zylinderelemente oder -streifen ähnlich den zylindrischen Abschnitten 60 auch in den Kanälen 33 vorgesehen sein.
Schließlich könnte der Kanal 34 auch in einer feststehenden Statorschaufel oder in einer Rotorschaufel vorgesehen sein.

Claims

Doppelwandige Turbinenschaufel (1) mit einer stromlinienförmigen Seitenwand (20), die sich entlang einer Achse (10) erstreckt, die Achse (10) umgibt und wiederum eine Innenwand (28) und eine Außenwand (29) umfasst, die einander zugewandt sind und eine Einheit bilden; und einer Kanalisiereinrichtung (34) für ein Kühlfluid, mit einem Einlassraum (15) zum Einlass des Kühlfluids in die Schaufel (1), und einer Anzahl von Kühlleitungen (33), die zwischen der inneren (28) und der äußeren (29) Wand und tangential zu der inneren (28) und der äußeren (29) Wand ausgebildet sind, wobei sich die Kühlleitungen (33) in jeweilige Richtungen quer zur Achse (10) und parallel zueinander erstrecken, luftdicht in Bezug zu einer angrenzenden Leitung (33) sind und jeweils Einlässe (38, 39) haben, die voneinander getrennt sind und mit dem Einlassraum (15) kommunizieren, um jeweils einen relativen Strom des Kühlfluids zu führen, der sich nicht mit dem Strom in der benachbarten Leitung (33) vermischt; dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalisiereinrichtung (34) auch eine Einrichtung (44) zum Regulieren des Durchsatzes umfasst, um die Durchsätze der Kühlfluidströme untereinander zu diversifizieren; wobei die Kanalisiereinrichtung (34) ein Element (44) aufweist, das zwischen dem Einlassraum (15) und den Einlässen (38, 39) angeordnet ist, fest mit der Innenwand (28) verbunden ist, und für jeden Einlass (38, 39) ein jeweiliges Durchgangsloch (45, 46) bildet, welches die entsprechende Kühlleitung (33) in Kommunikation mit dem Einlassraum (15) setzt und einen Querschnitt hat, der entsprechend des vorbestimmten Durchsatzes an Kühlfluid in der korrespondierenden Kühlleitung (33) kalibriert ist.
Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere (28) und äußere (29) Wand jeweils eine Oberfläche (48, 49) hat, welche die Kühlleitungen (33) begrenzt, und durch das Vorhandensein von Turbulenz-Erzeugungselementen (51, 52), die entlang beider Oberflächen (48, 49) verteilt sind.
Schaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitungen (33) durch Leitelemente (32) getrennt und in Bezug zueinander luftdicht gemacht sind, die mit der inneren (28) und der äußeren (29) Wand einstückig ausgebildet sind.
Schaufel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (32) in jeweiligen Ebenen in rechten Winkeln zu der Achse (10) angeordnet sind.
Schaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassraum (15) ein axialer Hohlraum ist, welcher durch die Innenwand (28) begrenzt ist; wobei die Einlässe (38, 39) durch die Innenwand (28) hindurch entlang wenigstens einer axialen Reihe vorgesehen sind.
Schaufel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stromlinienförmige Seitenwand (20) aufweist eine Vorderkante (24), eine Hinterkante (25) und eine Seite (26), welche einem Druck ausgesetzt ist, und eine Seite (27), welche einem Unterdruck ausgesetzt ist, die sich zwischen der Vorderkante (24) und der Hinterkante (25) erstrecken; wobei die axiale Reihe der Einlässe (38, 39) an der Vorderkante (24) vorgesehen ist.
Schaufel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitungen (33) erste Leitungen (36) umfassen, die entlang der Seite (26) vorgesehen sind, welche dem Druck ausgesetzt sind, und zweite Leitungen (37), die entlang der Seite (27) vorgesehen sind, welche dem Unterdruck ausgesetzt ist, wobei eine Einrichtung (35) zur Trennung zwischen der ersten Leitung (36) und der zweiten Leitung (37) vorgesehen ist, um die ersten Einlässe (38) in der ersten Leitung (36) und die zweiten Einlässe (39) in der zweiten Leitung (37) zu bilden.
Schaufel nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung (44) zum Regulieren des Durchsatzes ein erstes (45) und zweites (46) Loch umfasst, welche einen kalibrierten Durchgangsquerschnitt haben und jeweils einem jeweiligen korrespondierenden ersten Einlass (38) und einem korrespondierenden zweiten Einlass (39) zugeordnet sind.
Schaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stromlinienförmige Seitenwand (20) in einem Ringkanal (3) der Turbine aufgenommen sein kann und dass diese ein Paar Stirnwände (21) (22) umfasst, welche an den gegenüber liegenden axialen Enden der stromlinienförmigen Seitenwand (20) quer zur Achse (10) angeordnet sind und bei Benutzung mit jeweiligen Plattformen (4) (5) verbunden werden können, welche den Ringkanal (3) begrenzen; wobei die Kanalisierungseinrichtung (34) wenigstens eine Öffnung (64) umfasst, welche durch wenigstens eine der Stirnwand (21) (22) hindurch vorgesehen ist.
Schaufel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalisierungseinrichtung (34) eine Anzahl von Öffnungen (64) für jede Stirnwand (21) (22) umfasst.
Schaufel nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (64) mit dem Einlassraum (15) durch die Kühlleitungen (33) hindurch kommunizieren.
Schaufel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalisierungseinrichtung (34) eine erste Kammer (16) umfasst, die durch die Stirnwände (21) (22) durch die Innenwand (22) und durch eine Wand (17) begrenzt ist, welche den Einlassraum (15) trennt; wobei die erste Kammer (16) die Kühlleitungen (33) und die Öffnungen (64) verbindet.
Schaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalisierungseinrichtung (34) wenigstens einen Durchgang (55) umfasst, welcher in einem Verjüngungsbereich (56) der Schaufel (1) vorgesehen ist und entlang einer Hinterkante (25) der stromlinienförmigen Seitenwand (20) mündet; wobei die Kühlleitungen (33) jeweils Auslässe (54) haben, welche in den Durchgang (55) münden.
Schaufel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (55) durch die Außenwand (29) begrenzt ist und eine Anzahl von Wärmetauscherelemente (60) aufnimmt, welche von der Außenwand (29) vorstehen.
Schaufel nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch das Vorhandensein einer zweiten Kammer (66), die in einer Zwischenposition zwischen dem Einlassraum (15) und der ersten Kammer (16) ausgebildet ist, wobei jede Kühlleitung (33) aufweist einen relativen ersten Bereich (69, 70) mit einem Auslass (71, 72), der in der zweiten Kammer (66) endet, und einen relativen zweiten Bereich (73, 74) mit einem Einlass (75, 76), der in der zweiten Kammer (66) endet.
Schaufel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenz-Erzeugungselemente eine Anzahl von Rippen (51) umfassen, welche durch wenigstens eine Innenwand (28) oder Außenwand (29) getragen werden und quer zu einer Anströmrichtung (S) verlaufen.
Schaufel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenz-Erzeugungselemente eine Anzahl von Einschnitten (52) umfassen, welche in wenigstens einer Innenwand (28) oder Außenwand (29) vorgesehen sind und quer zur Anströmrichtung (S) verlaufen.
Schaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (28) und die Außenwand (39) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher gleich der Dicke wenigstens einer Innenwand (28) oder Außenwand (29) ist.
Schaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schwenkbereiche (11, 12) umfasst, welche auf gegenüberliegenden axialen Teilen der stromlinienförmigen Seitenwand (20) angeordnet sind, um sich bei Benutzung um die Achse (10) zu drehen.