EP0160291A1 - Cooled turbine blade - Google Patents
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- EP0160291A1 EP0160291A1 EP85105185A EP85105185A EP0160291A1 EP 0160291 A1 EP0160291 A1 EP 0160291A1 EP 85105185 A EP85105185 A EP 85105185A EP 85105185 A EP85105185 A EP 85105185A EP 0160291 A1 EP0160291 A1 EP 0160291A1
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- F01D5/12—Blades
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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/221—Improvement of heat transfer
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- F05D2260/2214—Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface
Definitions
- the invention relates to a turbine blade, in particular an impeller and / or stator blade of an axial and / or radial turbine for gas turbine engines, which has a through-flow space in its blade leaves, in particular one or more cooling channels for a cooling medium, preferably cooling air, with inside the through-flow space or the cooling channels elements are provided to enlarge the heat exchange surface.
- a turbine blade in particular an impeller and / or stator blade of an axial and / or radial turbine for gas turbine engines, which has a through-flow space in its blade leaves, in particular one or more cooling channels for a cooling medium, preferably cooling air, with inside the through-flow space or the cooling channels elements are provided to enlarge the heat exchange surface.
- Modern gas turbine engines require relatively high gas temperatures (turbine inlet temperatures) in order to achieve optimum working process efficiencies.
- the components coming into contact with the aforementioned hot gases, e.g. B. the guide and impeller blades of the gas turbine engine are therefore exposed to considerable stress.
- it is customary to cool the turbine blades inside with air in most applications is used as the coolant, which is preferably taken from a suitable point on the compressor of the gas turbine engine and passed through cooling channels provided within the blades of the turbine blade (convection cooling).
- an optimized design or arrangement offers the cooling channels in order to effectively reduce the vane temperature by an improved utilization of the cooling air at the same cooling air mass flows. It is known, for example, to achieve high flow velocities of the cooling air by a suitable cross-sectional adaptation of the cooling channels, or by applying additional heat exchange surfaces in the form of cooling fins, pins or knobs to increase the heat transfer and the cooling effect in addition to increasing the flow velocity and swirling the cooling air on these elements to increase the heat exchange area to improve the heat exchange.
- the turbine blade of the type mentioned is characterized in that the elements for increasing the heat exchange area cross each other and are in heat-conducting connection with each other at their crossing points and extend to different wall areas of the flow space or the cooling channels.
- This inventive design of the flow-through space or the cooling channels allows considerable cooling-air-side heat exchange surfaces to be made available in a confined space, the heat-conducting connection of the intersecting elements and the extension of these elements to different wall areas of the flow-through space or the cooling channels both making a significant improvement the cooling effect with the same cooling air mass flows as well as a substantial homogenization of the airfoil temperatures in contrast to the known designs can be achieved.
- the arrangement or design of the elements according to the invention favors the cooling of the turbine blade due to increased flow speeds and turbulence at the crossing points.
- the elements can within the flow space or the cooling channels as z. B. several heat exchange grids arranged one behind the other in the flow direction of the cooling air can be shown, wherein individual elements extend to opposite wall areas of cooling channels. These heat exchange grids can be connected to one another or additionally by themselves in the S direction of flow of the cooling air, ie essentially in the longitudinal extent of the cooling channel or channels, and z. B. in an analogous manner as known cooling air ducts with knobs or pins provided on individual wall areas, so that even with the substantially same manufacturing effort is achieved over different cooling duct sections.
- the crossing elements according to the embodiment according to claim 2 are formed as one or more in the D urchström- space or the cooling channels can be used woven wire mat or wire mesh mats.
- Such wire mesh mats can, for. B. are represented by standard wire mesh, which have very small dimensions both in the wire diameter and in the mesh size in contrast to the cross-sectional dimensions of the flow space or the cooling channels, as z. B. can be found in conventional filter screens.
- the individual wires of the wire mesh mat with the respective areas of the boundary wall. the flow space or the cooling channels and also preferred soldered or welded to each other at the crossing points.
- a hard solder e.g. Degussa nickel hard solder 8100 with a soldering temperature of 1420 to 1470 ° K
- a heat-conducting solder joint is suitable as a heat-conducting solder joint.
- a wire mesh mat extends essentially in a wave-like manner entirely in the longitudinal direction of a cooling channel or in longer sections of a cooling channel, in that it is folded several times by a heat-conducting soldered or welded connection of the folding regions to the boundary wall within the cooling channels is provided.
- the soldered connection of the folding areas to the boundary wall is preferably designed such that the wires extending in the longitudinal direction of the cooling channel are also covered by the thermally conductive soldered connection of the folding area, in order to also use the longitudinal wires for cooling and equalization at these points.
- the manufacturing effort is greatly simplified despite the much more intensive use of the available cooling air, since the casting requirements for the turbine blade according to the invention (e.g. elimination of special cores for the elements) are considerably reduced.
- the wire mesh mat can be performed and are then connected by soldering or welding with the boundary wall of the cooling channels in a from D urchströmraum up to an outer surface extending opening. Before the wire mesh mat is folded, it should preferably be provided with soldering or welding points in the folding areas, which on the one hand causes the folding is simplified and on the other hand it is also ensured that the wires running longitudinally in the flow direction can also be used for heat transfer.
- Cooling channels 2 through which cooling air taken from a suitable point of the compressor, not shown, of the gas turbine engine flows in the axial direction of the radial or axial turbine (arrows 2a).
- Cooling channels 2 Within the Cooling channels 2 are arranged according to the invention intersecting elements 3 to increase the heat exchange area.
- the crossing elements 3 consist .from individual wires of a wire mesh mat designated in its entirety with 4, the rich multi-F 5 altungsbe- substantially waving direction in S trömungs- 2a of the cooling air extends.
- the wire mesh mat 4 extends in one piece essentially in a wave-like manner within the cooling channels 2 and completely penetrates the cooling channels 2 transversely to the direction of flow of the cooling air.
- the wires 3 running transversely to the direction of flow 2 a of the cooling air are in each case for better heat conduction with the waves in the longitudinal direction Cooling channels connected 2 longitudinal wires.
- the wire mesh mat 4 is connected to opposite boundary walls 6 by a thermally conductive solder connection 9.
- the wire mesh mat is designed in an analogous manner to that in the exemplary embodiment according to FIG. 1 with a wave-like course in the flow direction of the cooling air, in this exemplary embodiment the wire mesh mat 4, over the entire length of the essentially radially directed cooling air duct T urbinenschaufel (Durchströmraum 10).
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Turbinenschaufel, insbesondere Lauf- und/oder Leitradschaufel einer Axial-und/oder Radialturbine für Gasturbinentriebwerke, die in ihren Schaufelblättern einen Durchströmraum, insbesondere einen oder mehrere Kühlkanäle für ein Kühlmedium, vorzugsweise Kühlluft, aufweist, wobei innerhalb des Durchströmraumes bzw. der Kühlkanäle Elemente zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche vorgesehen sind.The invention relates to a turbine blade, in particular an impeller and / or stator blade of an axial and / or radial turbine for gas turbine engines, which has a through-flow space in its blade leaves, in particular one or more cooling channels for a cooling medium, preferably cooling air, with inside the through-flow space or the cooling channels elements are provided to enlarge the heat exchange surface.
Moderne Gasturbinentriebwerke benötigen zur Verwirklichung optimaler Arbeitsprozeßwirkungsgrade relativ hohe Gastemperaturen (Turbineneintrittstemperaturen). Die mit den vorerwähnten heißen Gasen in Berührung kommenden Bauteile, z. B. die Leit- und Laufradschaufeln des Gasturbinentriebwerks, sind daher erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt. Im Hinblick auf die Standzeit der Schaufelblätter oder aber auch, um bei einer als gegeben angesehenen Lebensdauer der Turbinenschaufel die Turbineneintrittstemperatur im Hinblick auf die Verbesserung des Arbeitsprozeßwirkungsgrades zu erhöhen, ist es üblich, die Turbinenschaufeln in ihrem Inneren zu kühlen, wobei in den meisten Anwendungsfällen Luft als Kühlmittel herangezogen wird, die vorzugsweise an einer geeigneten Stelle des Verdichters des Gasturbinentriebwerks entnommen und durch innerhalb der Schaufelblätter der Turbinenschaufel vorgesehene Kühlkanäle geleitet wird (Konvektionskühlung).Modern gas turbine engines require relatively high gas temperatures (turbine inlet temperatures) in order to achieve optimum working process efficiencies. The components coming into contact with the aforementioned hot gases, e.g. B. the guide and impeller blades of the gas turbine engine are therefore exposed to considerable stress. In view of the service life of the airfoils or, in order to increase the turbine inlet temperature for a lifetime of the turbine blade that is considered to be given, with a view to improving the efficiency of the working process, it is customary to cool the turbine blades inside, with air in most applications is used as the coolant, which is preferably taken from a suitable point on the compressor of the gas turbine engine and passed through cooling channels provided within the blades of the turbine blade (convection cooling).
Zur Realisierung einer verbesserten inneren Konvektionskühlung sind verschiedene Verfahren bekannt. So kann beispielsweise zur Intensivierung der Kühlung der Wärmeübergang bei gleichen Kühlluftkanalquerschnitten durch eine Erhöhung des Kühlluftmassenstromes verbessert werden. Eine Erhöhung des Kählluftmassenstromes kann allerdings den Arbeitsprozeß des Gasturbinentriebwerks negativ beeinflussen, so daß von diesem verfahren zur Absenkung der Bauteiltemperatur in den meisten Fällen abgesehen wird.Various methods are known for realizing an improved internal convection cooling. For example, in order to intensify cooling, the heat transfer can be improved with the same cooling air duct cross sections by increasing the cooling air mass flow. Increasing the Kählluftmassenstromes however, can adversely affect the working process of the gas turbine engine so that procedures of this is auteiltemperatur apart to lower the B in most cases.
Als weitere Möglichkeit zur Verbesserung der inneren Konvektionskühlung bietet sich eine optimierte Gestaltung oder Anordnung der Kühlkanäle an, um durch eine verbesserte Ausnutzung der Kühlluft bei gleichen Kühlluftmassenströmen die Schaufeltemperatur wirksam zu verringern. So ist es beispielsweise bekannt, durch eine geeignete Querschnittsanpassung der Kühlkanäle hohe Strömungsgechwindigkeiten der Kühlluft zu realisieren oder aber durch Anbringung von zusätzlichen Wärmeaustauschflächen in Form von Kühlrippen, Stiften oder Noppen den Wärmeübergang und die Kühlwirkung neben einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und Verwirbelung der Kühlluft an diesen Elementen zur Vergrößerung der Wärmeaustauschflächen den Wärmeaustausch zu verbessern. Aus der DE-OS 25 26 277 ist eine innengekühlte Turbinenschaufel für Gasturbinenwerke bekannt, bei der innerhalb eines in der Turbinenschaufel vorgesehenen Hohlraumes mehrere treppenartig gestaltete und sich überlappende Einsätze als Kühlluftführungen vorgesehen sind, wobei die Kühlluft nacheinander durch mehrere Einsätze mit dazwischen liegenden Verwirbelungs-und Prallflächen geführt wird. Ist durch diese Art der Ge-staltung der Kühlluftkanäle zwar durchaus eine wesentlich intensivere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kühlluft möglich, so erfordern jedoch die Vielzahl der treppenartig gestalteten Einsätze und deren Verbindung einen erheblichen Fertigungs- und Bauaufwand, der in den meisten Anwendungsfällen das erreichbare Betriebsergebnis nicht rechtfertigt.As a further possibility to improve the inner K onvektionskühlung an optimized design or arrangement offers the cooling channels in order to effectively reduce the vane temperature by an improved utilization of the cooling air at the same cooling air mass flows. It is known, for example, to achieve high flow velocities of the cooling air by a suitable cross-sectional adaptation of the cooling channels, or by applying additional heat exchange surfaces in the form of cooling fins, pins or knobs to increase the heat transfer and the cooling effect in addition to increasing the flow velocity and swirling the cooling air on these elements to increase the heat exchange area to improve the heat exchange. From DE-OS 25 26 277 an internally cooled turbine blade for gas turbine plants is known, several stair-shaped and overlapping inserts are provided as the cooling air ducts during which, within a provided in the turbine blade cavity, wherein the cooling air erwirbelungs- sequentially through a plurality of inserts with intermediate V and P is guided rallflächen. Is this type of G of the cooling air ducts e-staltung although certainly a much more intensive utilization of the available cooling air is possible, however, the large number of stair-like inserts and their connection require considerable manufacturing and construction costs, which in most applications does not justify the achievable operating result.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch eine verbesserte Gestaltung des Kühlluftdurchströmraumes bzw. der Kühlkanäle die Kühlwirkung des zur Verfügung stehenden Kühlmediums mit möglichst einfachen Mitteln zu optimieren. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Turbinenschaufel der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche einander kreuzen und an ihren Kreuzungsstellen miteinander in wärmeleitender Verbindung stehen sowie sich zu verschiedenen Wandbereichen des Durchströmraumes bzw. der Kühlkanäle erstrecken. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung des Durchströmraumes bzw. der Kühlkanäle können auf engstem Raum erhebliche kühlluftseitige Wärmeaustauschflächen zur Verfügung gestellt werden, wobei durch die wärmeleitende Verbindung der sich kreuzenden Elemente und durch die Erstreckung dieser Elemente zu verschiedenen Wandbereichen des Durchströmraumes bzw. der Kühlkanäle sowohl eine wesentliche Verbesserung der Kühlwirkung bei gleichen Kühlluftmassenströmen als auch eine wesentliche Vergleichmäßigung der Schaufelblattemperaturen im Gegensatz zu den bekannten Gestaltungen erreichbar sind. Daneben ist durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Gestaltung der Elemente die Kühlung der Turbinenschaufel aufgrund erhöhter Strömungsgeschwindigkeiten und Verwirbelungen an den Kreuzungsstellen begünstigt.It is therefore an object of the present invention to optimize the cooling effect of the available cooling medium with the simplest possible means by an improved design of the cooling air flow space or the cooling channels. To solve this problem, the turbine blade of the type mentioned is characterized in that the elements for increasing the heat exchange area cross each other and are in heat-conducting connection with each other at their crossing points and extend to different wall areas of the flow space or the cooling channels. This inventive design of the flow-through space or the cooling channels allows considerable cooling-air-side heat exchange surfaces to be made available in a confined space, the heat-conducting connection of the intersecting elements and the extension of these elements to different wall areas of the flow-through space or the cooling channels both making a significant improvement the cooling effect with the same cooling air mass flows as well as a substantial homogenization of the airfoil temperatures in contrast to the known designs can be achieved. In addition, the arrangement or design of the elements according to the invention favors the cooling of the turbine blade due to increased flow speeds and turbulence at the crossing points.
Die Elemente können innerhalb des Durchströmraumes bzw. der Kühlkanäle als z. B. mehrere sich in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander angeordnete Wärmeaustauschgitter dargestellt sein, wobei sich jeweils einzelne Elemente zu sich gegenüberliegenden Wandbereichen von Kühlkanälen erstrecken. Diese Wärmeaustauschgitter können daneben oder zusätzlich auch noch durch sich in Strömungs- richtung der Kühlluft, d. h. im wesentlichen in Längserstreckung des bzw. der Kühlkanäle, miteinander verbunden sein und z. B. in analoger Weise wie bekannte Kühlluftkanäle mit an einzelnen Wandbereichen vorgesehenen Noppen oder Stiften hergestellt sein, so daß auch eine Vergleichmäßigung mit dem im wesentlichen gleichen Fertigungsaufwand über verschiedene Kühlkanalabschnitte erreicht wird.The elements can within the flow space or the cooling channels as z. B. several heat exchange grids arranged one behind the other in the flow direction of the cooling air can be shown, wherein individual elements extend to opposite wall areas of cooling channels. These heat exchange grids can be connected to one another or additionally by themselves in the S direction of flow of the cooling air, ie essentially in the longitudinal extent of the cooling channel or channels, and z. B. in an analogous manner as known cooling air ducts with knobs or pins provided on individual wall areas, so that even with the substantially same manufacturing effort is achieved over different cooling duct sections.
Als besonders vorteilhaft sind die Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 2 bis 9 hervorzuheben, insbesondere im Hinblick auf einen weit verminderten Fertigungsaufwand für eine wesentlich intensivierte Kühlung. So sind die sich kreuzenden Elemente nach der Weiterbildung nach Anspruch 2 als eine oder mehrere in den Durchström- raum bzw. die Kühlkanäle einsetzbare Drahtgewebematte bzw. Drahtgewebematten ausgebildet. Derartige Drahtgewebematten können z. B. durch serienmäßig vorhandene Drahtgewebe dargestellt werden, die sowohl im Drahtdurchmesser als auch in der Maschenweite im Gegensatz zu den Querschnittsabmessungen des Durchströmraumes bzw. der KÜhlkanäle sehr geringe Abmessungen aufweisen, wie sie z. B. bei üblichen Filtersieben anzutreffen sind.The developments of the invention according to
Vorzugsweise sind dabei die einzelnen Drähte der Drahtgewebematte mit den jeweiligen Bereichen der Begrenzungswand . des Durchströmraumes bzw. der Kühlkanäle und auch vorzugsweise an den Kreuzungsstellen miteinander verlötet oder verschweißt. Als wärmeleitende Lötverbindung eignet sich hierzu beispielsweise ein Hartlot (z. B. Degussa-Nickelhartlot 8100 mit einer Löttemperatur von 1420 bis 1470°K).Preferably, the individual wires of the wire mesh mat with the respective areas of the boundary wall. the flow space or the cooling channels and also preferred soldered or welded to each other at the crossing points. A hard solder (e.g. Degussa nickel hard solder 8100 with a soldering temperature of 1420 to 1470 ° K) is suitable as a heat-conducting solder joint.
Besonders vorteilhaft im Rahmen der Erfindung ist es, wenn eine Drahtgewebematte sich ganz in Längsrichtung eines Kühlkanals bzw. in längeren Abschnitten eines Kühlkanals im wesentlichen wellenförmig erstreckt, indem diese mehrmals gefaltet durch eine wärmeleitende Löt- oder Schweißverbindung der Faltungsbereiche mit der Begrenzungswand verbunden innerhalb der Kühlkanäle vorgesehen ist. Die Lötverbindung der Faltungsbereiche mit der Begrenzungswand ist dabei vorzugsweise so gestaltet, daß auch die sich in Längsrichtung des Kühlkanals erstreckenden Drähte von der wärmeleitenden Lötverbindung des Faltungsbereiches erfaßt sind, um auch die Längsdrähte zur Kühlung und Vergleichmäßigung an diesen Stellen heranzuziehen.It is particularly advantageous within the scope of the invention if a wire mesh mat extends essentially in a wave-like manner entirely in the longitudinal direction of a cooling channel or in longer sections of a cooling channel, in that it is folded several times by a heat-conducting soldered or welded connection of the folding regions to the boundary wall within the cooling channels is provided. The soldered connection of the folding areas to the boundary wall is preferably designed such that the wires extending in the longitudinal direction of the cooling channel are also covered by the thermally conductive soldered connection of the folding area, in order to also use the longitudinal wires for cooling and equalization at these points.
Durch die im wesentlichen handelsübliche und separat herzustellende Drahtgewebematte ist der Fertigungsaufwand trotz der wesentlich intensiveren Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kühlluft weit vereinfacht, indem die gießtechnischen Anforderungen bei der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel (z. B. Entfall von besonderen Kernen für die Elemente) erheblich verringert sind. Bei der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel kann die Drahtgewebematte in eine sich vom Durchströmraum bis zu einer Außenfläche erstreckende Öffnung geführt werden und danach durch Lötung oder Schweißung mit der Begrenzungswand der Kühlkanäle verbunden werden. Vor der Faltung der Drahtgewebematte ist diese vorzugsweise in den Faltungsbereichen mit Löt- oder Schweißpunkten zu versehen, wodurch einerseits die Faltung vereinfacht wird und andererseits auch sichergestellt ist, daß die in Strömungsrichtung längs verlaufenden Drähte zur Wärmeübertragung mit herangezogen werden können.Due to the essentially commercially available and separately manufactured wire mesh mat, the manufacturing effort is greatly simplified despite the much more intensive use of the available cooling air, since the casting requirements for the turbine blade according to the invention (e.g. elimination of special cores for the elements) are considerably reduced. In the inventive turbine blade, the wire mesh mat can be performed and are then connected by soldering or welding with the boundary wall of the cooling channels in a from D urchströmraum up to an outer surface extending opening. Before the wire mesh mat is folded, it should preferably be provided with soldering or welding points in the folding areas, which on the one hand causes the folding is simplified and on the other hand it is also ensured that the wires running longitudinally in the flow direction can also be used for heat transfer.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel verwiesen. In den Zeichnungen sind nur die zum unmittelbaren Verständnis dargestellten Ausschnitte der innen gekühlten Turbinenschaufel dargestellt. Es zeigen:
- Fig. l ein erstes Ausführungsbeispiel einer innen gekühlten Turbinenschaufel mit axialer Kühlluftführung;
- Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt A der Drahtgewebematte nach dem Ausführungsbeispiel der Turbinenschaufel der Fig. 1;
- Fig. 3 ausschnittsweise die Drahtgewebematte in Strömungsrichtung der Kühlluft entsprechend der Schnittlinien III-III in Fig. 1;
- Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel mit radialer Kühlluftführung in einer schematischen Querschnittsdarstellung.
- F ig. l a first exemplary embodiment of an internally cooled turbine blade with axial cooling air guidance;
- F ig. 2 shows an enlarged section A of the wire mesh mat according to the exemplary embodiment of the turbine blade of FIG. 1;
- F ig. 3 sections of the wire mesh mat in the flow direction of the cooling air according to the section lines III-III in Fig. 1;
- F ig. 4 shows an embodiment of the invention T urbinenschaufel with radial cooling air passage in a schematic cross-sectional view.
In den Fig. l bis 4 sind grundsätzlich gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Allgemein mit 1 ist das Schaufelblatt einer nicht im einzelnen dargestellten Turbinenschaufel einer Radial- oder Axialturbine für Gasturbienentriebwerke bezeichnet. Das Schaufelblatt 1 der Turbinenschaufel weist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. l Kühlkanäle 2 auf, die von an geeigneter Stelle des nicht gezeigten Verdichters des Gasturbinentriebwerks entnommener Kühlluft in axialer Richtung der Radial- bzw. Axialturbine durchströmt werden (Pfeile 2a). Innerhalb der Kühlkanäle 2 sind die erfindungsgemäß gestalteten sich kreuzenden Elemente 3 zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche angeordnet. Die sich kreuzenden Elemente 3 bestehen .aus einzelnen Drähten einer in der Gesamtheit mit 4 bezeichneten Drahtgewebematte, die mit mehreren Faltungsbe- reichen 5 sich im wesentlichen wellenartig in Strömungs- richtung 2a der Kühlluft erstreckt.Strength in the F. Parts with the same effect are generally provided with the same reference numbers. In general, 1 denotes the airfoil of a turbine blade, not shown in detail, of a radial or axial turbine for gas turbine engines. The airfoil of the
Der vergrößerte Ausschnitt A der Drahtgewebematte 4 des Ausführungsbeispiels der Turbinenschaufel nach Fig. l (Fig. 2) und die Ansicht in Strömungsrichtung entsprechend der Schnittlinie III-III der Fig. 1 (Fig. 3) verdeutlichen die Gestaltung und Anordnung der Drahtgewebematte 4 innerhalb der Kühlluftkanäle 2. Die Drahtgewebematte 4 erstreckt sich einstückig im wesentlichen wellenartig innerhalb der Kühlkanäle 2 und durchsetzt quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft vollständig die Kühlkanäle 2. Die quer zur Strömungsrichtung 2a der Kühlluft verlaufenden Drähte 3 sind jeweils zur besseren Wärmeleitung mit den wellenartig in Längsrichtung der Kühlkanäle 2 verlaufenden Längsdrähten verbunden. Die Drahtgewebematte 4 ist mit gegenüberliegenden Begrenzungswänden 6 durch eine wärmeleitende Lötverbindung 9 verbunden.The enlarged section A of the
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Drahtgewebematte in analoger Weise gestaltet wie in den Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit in Strömungsrichtung der Kühlluft sich wellenartig erstreckenden Verlauf, in diesem Ausführungsbeispiel die Drahtgewebematte 4, über die gesamte Länge des im wesentlichen radial gerichteten Kühlluftkanals der Turbinenschaufel (Durchströmraum 10) erstreckt.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the wire mesh mat is designed in an analogous manner to that in the exemplary embodiment according to FIG. 1 with a wave-like course in the flow direction of the cooling air, in this exemplary embodiment the
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet, daß Elemente (3) zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche einander kreuzen und an ihren Kreuzungsstellen miteinander in wärmeleitender Verbindung stehen sowie sich zu verschiedenen Wandbereichen (6) des Durchströmraumes (10) bzw. der Kühlkanäle (2) erstrecken.1. Turbine blade, in particular running and / or L EIT vane of an axial and / or radial turbine of gas turbine engines, which, in their blades (1) a D urchströmraum (10), in particular one or more cooling channels (2) for a cooling medium preferably cooling air, elements (3) being provided within the throughflow space (10) or the cooling channels (2) to enlarge the heat exchange surface,
characterized in that elements (3) cross each other to increase the heat exchange surface and are at their intersections with each other in heat-conducting connection, and extend to different wall sections (6) of the D urchströmraumes (10) or of the cooling channels (2).
dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Elemente (3) als eine oder mehrere in den Durchströmraum (10) bzw. die Kühlkanäle (2) einsetzbare Drahtgewebematte (4) bzw. -matten ausgebildet sind.2. turbine blade according to claim 1,
characterized in that the crossing elements (3) or more cooling channels (2) deployable wire mesh mat (4) or are formed as one or mats in the D urchströmraum (10).
daß die sich kreuzenden Elemente (3) im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung (2a) des Kühlmediums ausgerichtet sind.3. T urbinenschaufel according to claim 1 or 2, characterized in that
that the intersecting elements (3) are aligned substantially transversely to the flow direction (2a) of the cooling medium.
dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Elemente (3) bzw. die Drahtgewebematte (4) an ihren Endbereichen (7) mit der Begrenzungswand (6) des Durchströmraumes (10) bzw. der Kühlkanäle (2) verlötet oder verschweißt sind.4. turbine blade according to one of the preceding claims,
characterized in that the crossing elements (3) or the wire mesh mat (4) are soldered or welded at their end regions (7) to the boundary wall (6) of the flow-through space (10) or the cooling channels (2).
daß der Drahtdurchmesser und die Maschenweite der Drahtgewebematte (4) im Verhältnis zur Breite des Durchström- raumes (10) bzw. im Verhältnis zum Durchmesser der Kühlkanäle (2) sehr geringe Abmessungen aufweist.5. Turbine blade according to one of claims 2 to 4, characterized in that
that the wire diameter and the mesh size of the wire mesh mat (4) in relation to the width of the D urchström- chamber (10) or in relation to the diameter of the cooling channels (2) has very small dimensions.
daß die Drahtgewebematte (4) sich in Strömungsrichtung (2a) des Kühlmediums mehrmals gefaltet im wesentlichen wellenförmig erstreckt.6. Turbine blade according to one of claims 2 to 5, characterized in that
that the wire mesh mat (4) extends several times folded in the flow direction (2a) of the cooling medium substantially wavy.
dadurch gekennzeichnet, daß die Faltungsbereiche (5) der Drahtgewebematte (4) mit der Begrenzungswand (6) des Durchströmraumes (10) bzw. der Kühlkanäle (2) verlötet der verschweißt sind.7. turbine blade according to claim 6,
characterized in that the folding areas (5) of the wire mesh mat (4) are soldered to the boundary wall (6) of the flow space (10) or the cooling channels (2), which are welded.
daß in Faltungsbereichen (8) der Drahtgewebematte (4) sich kreuzende Drähte (3) mit einer wärmeleitenden Löt- oder Schweißverbindung (9) versehen sind.3. T urbinenschaufel according to claim 6 or 7, characterized in that
that in folding areas (8) of the wire mesh mat (4) crossing wires (3) are provided with a thermally conductive solder or weld connection (9).
daß die Schaufelblätter einen sich vom Durchströmraum (10) bis zu einer Außenfläche erstreckende Öffnung zur Einfüh- rung der Drahtgewebematte (4) aufweisen, die nach Anbrin- gung der Drahtgewebematte (4) verlötet ist.9. Turbine blade according to one of claims 2 to 8, characterized in
that the blades one from the Durchströmraum (10) to an outer surface extending opening for E infüh- tion having the wire mesh mat (4) which is to A nbrin- the wire mesh mat (4) supply soldered.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE3416087 | 1984-04-30 | ||
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| EP0160291B1 EP0160291B1 (en) | 1988-05-25 |
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Family Applications (1)
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| DE (2) | DE3416087A1 (en) |
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