EP1607580A2 - Plattformkühlanordnung für den Leitschaufelkranz einer Gasturbine - Google Patents

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EP1607580A2
EP1607580A2 EP05090163A EP05090163A EP1607580A2 EP 1607580 A2 EP1607580 A2 EP 1607580A2 EP 05090163 A EP05090163 A EP 05090163A EP 05090163 A EP05090163 A EP 05090163A EP 1607580 A2 EP1607580 A2 EP 1607580A2
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kühlluftausblaskanäle
platform
platform cooling
arrangement according
cooling arrangement
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer

Definitions

  • the invention relates to a platform cooling arrangement for the combustion chamber downstream vane ring a gas turbine, with at the periphery of the wall of the combustion chamber, the platforms and / or the wall of one between these arranged intermediate piece the respective wall in at least a continuous or discontinuous series or any other arrangement penetratingde Kunststoffausblaskanälen, via the compressor of the gas turbine branched cooling air for film cooling to the Main gas flow surfaces of the platforms is passed.
  • DE 198 13 779 goes from a cooling air blowing called ballistic cooling in a direction corresponding to the radius, the means, in a limited by the turbine axis and the radius Level, under a relatively steep discharge angle to the turbine axis with high momentum ratios, at thede povertyausblas-openings forming the at least one row in Turbinen ownedscardi in from each other spaced groups are arranged, each on a range from the vane leading edge to the whose respective pressure side are limited towards.
  • ballistic cooling in each case the pressure side of the vanes restricted area should therefore also in the area behind the three-dimensional Entry boundary layer detachment lying platform surfaces reached by the cooling medium and cooled sufficiently become.
  • EP 0 615 055 A1 whose technical teaching is also based on the above-mentioned principle of film cooling or ballistic Cooling of the platforms is based on at least one, in contrast to that described in DE 198 13 779 A1 Solution not interrupted in the circumferential direction Series of blow-out channels, however, to achieve a certain mass flow distribution in the circumferential direction have different diameters to thereby as complete as possible cooling of the platform surface to effect. Also in this cooling arrangement agrees the direction of the exhaust channels, except one certain to penetrate the platform or the Combustion chamber wall required angle of attack, with the the turbine axis and the radius formed plane.
  • the invention is based on the object, a platform cooling arrangement specify the type mentioned, the effective cooling of all main gas flow surfaces of the Platform guaranteed.
  • the essence of the invention consists in the arrangement at least part of thede povertyausblaskanäle in one of the one formed by the turbine axis and the radius Plane by an angle ⁇ deviating direction.
  • that means thede povertyausblaskanäle slanted with respect to the circumferential direction are.
  • the oblique orientation the cooling air jets produces a vortex structure in which a reduced hot gas content is absorbed and the is also able to also the platform area behind the three-dimensional boundary layer detachment effectively and in all areas between the pressure side and the suction side to cool the adjacent vanes.
  • the means the size of the angle in which the neighboring onesde povertyausblaskanäle are aligned, may vary be and be partially 0 °.
  • the circumference ofde povertyausblaskanälen in one or several discontinuous or continuous rows or even in regular or irregular groups or also individually as well as in variable form and Size be formed. Between the adjacent rows or in the same row or group of cooling air exhaust ducts The skew of thedeluftausblaskanäle can be different be.
  • the size and / or the shape of the cross section in and same row or with respect to the adjacent rows or in any other arrangement of cooling air exhaust ducts can be different.
  • FIGS. 1 and 2 each show a vane 1, between an outer platform 2 and an inner Platform 3 is arranged.
  • a plurality of guide vanes 1 with platforms 2, 3 forms a vane ring, the the annular gas outlet opening 5 of a combustion chamber 6 is connected downstream.
  • the outer platforms 2 and the inner platforms 3 are shown in FIG. 1 immediately and As shown in FIG. 2 via an intermediate piece 7 with the wall 4 of Combustion chamber 6 connected or at the gas outlet opening 5 connected.
  • a emerging from the gas outlet opening 5 Hot gas flow (arrow 8) is between the adjacent Guide vanes 1 and the platforms 2, 3 forwarded. To those due to the high gas temperature thermal loading of the blade and platform material to reduce, the vanes 1 and the platforms 2, 3 cooled.
  • the cooling of the platforms, the object The present application is carried out with a Part of the branched off from the compressor (not shown), not used for the combustion process, Cooling air (arrow 9).
  • Cooling air arrow 9
  • the gas outlet 5 As shown in FIG. 1, in the outer platforms 2 and in the inner wall 4 of the combustion chamber 6 am Circumference distributeddeluftausblaskanäle 10 arranged.
  • thedeluftausblaskanäle 10 in the outer Wall 4 of the combustion chamber 6 and in a between the inner platform 3 and the inner wall of the combustion chamber 6 arranged intermediate piece 7 is formed.
  • the combustion chamber wall or the intermediate piece Other combinations are possible.
  • Thede povertyausblaskanäle 10 are at the periphery of the inner or outer wall 4, the platforms 2, 3 or the intermediate piece 7 in at least one - continuous or discontinuous series (not shown) arranged and can - with several rows - in a line or be offset from each other.
  • the cross-sectional area thede povertyausblaskanäle 10 is round or oval, but may also have a different shape.
  • Cooling air jet 11 Based on these Cooling air jet 11 is in cooperation with the hot gas stream 8 from the combustion chamber a vortex structure formed, on the one hand, the mixing of the cooling air jets 11 minimized with the hot gas stream 8 and the others covering the entire platform surface with Cooling air, that is, also in the area 12 of the three-dimensional Boundary layer separation downstream of the boundary layer separation line 13 and in particular in the suction side 14 of the vanes 1 adjacent area ensures. This is associated with a reduction in the cooling air requirement and thus an improvement of the emission values, because a larger amount of air for combustion to Available.
  • the heat protection coating account for the platform surfaces, so that the corresponding costs are reduced.
  • a complex cooling system for dispensed with the acted upon by the hot gas flow surfaces or cooling the passage through the Guide vane can be avoided, so ultimately the specific fuel consumption and the costs are lowered can be.

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Abstract

Bei einer Plattformkühlanordnung für den der Brennkammer nachgeschalteten Leitschaufelkranz einer Gasturbine sind am Umfang eine oder mehrere parallelen Reihe(n) von kontinuierlich oder in Gruppen angeordneten Kühlluftausblaskanälen (10) angeordnet. Die Kühlluftausblaskanäle sind bezogen auf die Umfangsrichtung (15) in einem Winkel (±) winklig angeordnet, um an der Oberfläche der Plattform (2) eine Wirbelstruktur zu erzeugen, die zum einen die Vermischung der Kühlluftstrahlen (11) mit dem Heißgasstrom (8) vermindert und zum anderen auch die vollständige Kühlung des stromabwärts einer Grenzschichttrennlinie (13) liegenden Bereichs der Grenzschichtablösung (12) bis hin zur Saugseite (14) der benachbarten Leitschaufel (1) gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Plattformkühlanordnung für den der Brennkammer nachgeschalteten Leitschaufelkranz einer Gasturbine, mit am Umfang der Wand der Brennkammer, der Plattformen und/oder der Wand eines zwischen diesen angeordneten Zwischenstücks die jeweilige Wand in mindestens einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Reihe oder anderen beliebigen Anordnung durchdringenden Kühlluftausblaskanälen, über die vom Verdichter der Gasturbine abgezweigte Kühlluft zur Filmkühlung zu den Hauptgasstromflächen der Plattformen geleitet wird.
Die oben erwähnte Art der Kühlung der Plattformen von hinter der ringförmigen Gasaustrittsöffnung der Brennkammer einer Gasturbine angeordneten Leitschaufeln, die - begrenzt von inneren und äußeren Plattformen - einen Leitschaufelkranz bilden, ist beispielsweise aus der DE 198 13 779 A1 bekannt. Dabei wird über Kühlluftbohrungen, die im Bereich der Austrittsöffnung in die Brennkammerwand oder unmittelbar in die Plattformen oder auch in ein dazwischengeschaltetes Zwischenstück eingebracht sind, vom Verdichter abgezweigte Kühlluft in die Randschicht des Heißgasstroms eingeblasen. Das Einblasen der Kühlluft dient der Absenkung der Temperatur des aus der Brennkammer ausgetragenen Heißgasstroms in einer die Innenflächen der Plattformen kontaktierenden Strömungsschicht, um das Plattformmaterial gegenüber dem verbleibenden ungekühlten Heißgasstrom abzuschirmen. In ungeschütztem Zustand wäre das Plattformmaterial einer derart hohen Wärmebelastung ausgesetzt, dass sich die Lebensdauer der Plattformen der Leitschaufeln deutlich verkürzt. Die üblicherweise im Bereich der ringförmigen Austrittsöffnung der Brennkammer bzw. nahe der Vorderkante der ringförmig angeordneten Plattformen am Umfang verteilt angeordneten Kühlluftausblasöffnungen sind jedoch aufgrund der komplizierten Strömungsverhältnisse im wandnahen Bereich, und zwar auch aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Heißgasstrom und der eingeblasenen Kühlluft, nicht in der Lage, die gesamten Innenfläche der Plattformen wirksam gegenüber dem Heißgasstrom abzuschirmen bzw. zu kühlen. Verantwortlich dafür ist eine dreidimensionale Eintrittsgrenzschichtablösung entlang einer bestimmten - veränderlichen - Linie auf der Oberfläche der Plattformen. Um nun eine Kühlwirkung in einem möglichst großen Bereich der Plattformoberflächen, das heißt, auch im Bereich der dreidimensionalen Sekundärströmung zu erzielen, geht die DE 198 13 779 von einer als ballistische Kühlung bezeichneten Kühlluftausblasung in einer dem Radius entsprechenden Richtung, das heißt, in einer von der Turbinenachse und dem Radius begrenzten Ebene, unter einem relativ steilen Ausblaswinkel zur Turbinenachse mit hohen Impulsverhältnissen aus, bei der die mindestens eine Reihe bildenden Kühlluftausblas-öffnungen in Turbinenumfangsrichtung in voneinander beabstandeten Gruppen angeordnet sind, die jeweils auf einen Bereich von der Leitschaufelvorderkante bis zur deren jeweiliger Druckseite hin begrenzt sind. Mit der sogenannten "ballistischen Kühlung" in einem jeweils auf die Druckseite der Leitschaufeln beschränkten Bereich sollen somit auch die im Bereich hinter der dreidimensionalen Eintrittsgrenzschichtablösung liegenden Plattformflächen von dem Kühlmedium erreicht und ausreichend gekühlt werden.
Die EP 0 615 055 A1, deren technische Lehre ebenfalls auf dem oben erwähnten Prinzip der Filmkühlung oder ballistischen Kühlung der Plattformen beruht, geht von mindestens einer, im Unterschied zu der in der DE 198 13 779 A1 beschriebenen Lösung in Umfangsrichtung nicht unterbrochenen Reihe von Ausblaskanälen aus, die jedoch zur Erzielung einer bestimmten Massenstromverteilung in Umfangsrichtung unterschiedliche Durchmesser aufweisen, um dadurch eine möglichst vollflächige Kühlung der Plattformoberfläche zu bewirken. Auch bei dieser Kühlanordnung stimmt die Richtung der Ausblaskanäle, abgesehen von einem bestimmten, zum Durchdringen der Plattform oder der Brennkammerwand erforderlichen Anstellwinkel, mit der von der Turbinenachse und dem Radius gebildeten Ebene überein.
Tatsächlich gelingt es mit den oben beschriebenen Kühlanordnungen jedoch nicht, die eingeblasene Kühlluft aufgrund eines hohen Mischungsgrades mit dem Heißgasstrom und einer zu hohen Entfernung der Kühlluft von der Plattform effizient zu nutzen und darüber hinaus die Filmkühlung auch in allen Oberflächenbereichen der Plattformen, das heißt, auch in dem stromabwärts befindlichen Grenzschichtablösebereich, in ausreichendem Maße zu gewährleisten. Um dennoch eine bestimmte Heißgasabschirmung der Plattformen zu erreichen, ist es erforderlich, einen relativ hohen Kühlluftanteil zu verwenden und/oder eine Wärmeschutzbeschichtung vorzusehen bzw. diese effizienter und damit kostenintensiver auszubilden. In bestimmten Fällen kann auch ein komplexes Kühlsystem für die nicht im Heißgasstrom liegenden Flächen erforderlich sein, das ebenso zu einer Erhöhung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs und der Kosten führt wie eine Filmkühlung in der Leitschaufelpassage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Plattformkühlanordnung der eingangs erwähnten Art anzugeben, die eine effektive Kühlung aller Hauptgasstromflächen der Plattform gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Plattformkühlanordnung gelöst. Aus den Unteransprüchen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
Der Kern der Erfindung besteht in besteht in der Anordnung mindestens eines Teils der Kühlluftausblaskanäle in einer von der durch die Turbinenachse und den Radius gebildeten Ebene um einen Winkel α abweichenden Richtung. Das heißt mit anderen Worten, dass die Kühlluftausblaskanäle mit Bezug auf die Umfangsrichtung schräg gestellt sind. Durch diese von der üblicherweise geraden Ausrichtung der Kühlluftausblaskanäle abweichende winklige Anordnung und die dementsprechende Kühlluftstrahlrichtung zu den Plattformen wird überraschenderweise eine verminderte Durchmischung mit dem Heißgasstrom sowie eine höhere Konzentration der Kühlluft im Endwandbereich und daraus resultierend eine wirksamere Kühlung bzw. ein verminderter Kühlluftbedarf erreicht. Die schräge Ausrichtung der Kühlluftstrahlen erzeugt eine Wirbelstruktur, in der ein verringerter Heißgasanteil aufgenommen wird und die zudem in der Lage ist, auch den Plattformbereich hinter der dreidimensionalen Grenzschichtablösung effektiv und in allen Bereichen zwischen der Druckseite und der Saugseite der benachbarten Leitschaufeln zu kühlen. Durch den verminderten Kühlluftbedarf und die verbesserte Kühlwirkung können sowohl der Aufwand für gegebenenfalls erforderliche zusätzliche Kühlmaßnahmen als auch der Kraftstoffverbrauch gesenkt und das Emissionsverhalten verbessert werden.
Gemäß der Erfindung ist zumindest ein Teil der Kühlluftausblaskanäle schräg zur Umfangsrichtung angestellt. Das heißt, die Größe des Winkels, in dem die benachbarten Kühlluftausblaskanäle ausgerichtet sind, kann unterschiedlich sein und zum Teil auch 0° betragen.
Die am Umfang von Kühlluftausblaskanälen in einer oder mehreren diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Reihen oder auch in regelmäßigen oder unregelmäßigen Gruppen oder auch jeweils einzeln sowie auch in variabler Form und Größe ausgebildet sein. Zwischen den benachbarten Reihen oder in der selben Reihe oder Gruppe von Kühlluftausblaskanälen kann die Schräglage der Kühlluftausblaskanäle unterschiedlich sein.
Zudem können die Kühlluftausblaskanäle in ein und derselben Reihe oder mit Bezug auf die jeweils benachbarte Reihe zueinander versetzt sein.
Die Größe und/oder die Form des Querschnitts in ein und derselben Reihe oder in Bezug auf die benachbarten Reihen oder in einer beliebigen anderen Anordnung von Kühlluftausblaskanälen kann unterschiedlich sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Teilansicht der Brennkammer einer Gasturbine mit an die Gasaustrittsöffnung unmittelbar angeschlossenem Leitschaufelsystem;
Fig. 2
eine Teilansicht der Brennkammer mit einem zwischen der Gasaustrittsöffnung und dem Leitschaufelsystem angeordneten Zwischenstück;
Fig. 3
eine Schnittansicht von jeweils zwei benachbarten, auf einer Plattform angebrachten Leitschaufeln mit einer Gruppe von jeder Leitschaufel zugeordneten, in unterschiedlicher Winkellage in der Plattform verlaufenden Kühlluftausblaskanälen; und
Fig. 4
eine geometrische Darstellung der in Bezug auf die Umfangsrichtung winkligen Anordnung der Kühlluftausblaskanäle.
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine Leitschaufel 1, die zwischen einer äußeren Plattform 2 und einer inneren Plattform 3 angeordnet ist. Eine Mehrzahl Leitschaufeln 1 mit Plattformen 2, 3 bildet einen Leitschaufelkranz, der der ringförmigen Gasaustrittsöffnung 5 einer Brennkammer 6 nachgeschaltet ist. Die äußeren Plattformen 2 und die inneren Plattformen 3 sind gemäß Fig. 1 unmittelbar und gemäß Fig. 2 über ein Zwischenstück 7 mit der Wand 4 der Brennkammer 6 verbunden bzw. an deren Gasaustrittsöffnung 5 angeschlossen. Ein aus der Gasaustrittsöffnung 5 austretender Heißgasstrom (Pfeil 8) wird zwischen den benachbarten Leitschaufeln 1 und den Plattformen 2, 3 weitergeleitet. Um die durch die hohe Gastemperatur bedingte thermische Belastung des Schaufel- und Plattformmaterials zu verringern, werden die Leitschaufeln 1 und die Plattformen 2, 3 gekühlt. Die Kühlung der Plattformen, die Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, erfolgt mit einem Teil der vom Verdichter (nicht dargestellt) abgezweigten, nicht für den Verbrennungsprozess benutzten, Kühlluft (Pfeil 9). Zu diesem Zweck sind nahe der Gasaustrittsöffnung 5, wie Fig. 1 zeigt, in den äußeren Plattformen 2 und in der inneren Wand 4 der Brennkammer 6 am Umfang verteilt Kühlluftausblaskanäle 10 angeordnet. Gemäß Fig. 2 sind die Kühlluftausblaskanäle 10 in der äußeren Wand 4 der Brennkammer 6 und in einem zwischen der inneren Plattform 3 und der inneren Wand der Brennkammer 6 angeordneten Zwischenstück 7 ausgebildet. Bezüglich der jeweiligen Anordnung der Kühlluftausblas-kanäle 10 in den Plattformen, der Brennkammerwand oder dem Zwischenstück sind auch andere Kombinationen denkbar.
Die Kühlluftausblaskanäle 10 sind am Umfang der inneren oder äußeren Wand 4, der Plattformen 2, 3 oder des Zwischenstücks 7 in mindestens einer - kontinuierlichen oder diskontinuierlichen - Reihe (nicht dargestellt) angeordnet und können - bei mehreren Reihen - in einer Linie oder versetzt zueinander angeordnet sein. Die Querschnittsfläche der Kühlluftausblaskanäle 10 ist rund oder oval, kann aber auch eine andere Form haben.
Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, dass die Kühlluftausblaskanäle 10 - gemäß dem Stand der Technik in üblicher Weise - in einer von der Turbinenachse x und dem Radius r (Fig. 4) gebildeten Ebene schräg angestellt sind. Die Figur 3 macht deutlich, dass die Kühlluftausblaskanäle 10 darüber hinaus aber auch in einer weiteren, von der r,x-Ebene abweichenden Ebene (Θ-Ebene gemäß Fig. 5) schräg ausgerichtet sind, so dass die aus den Kühlluftausblaskanälen 10 austretenden Kühlluftstrahlen (Pfeil 11) in einer von der r,x-Ebene um den Winkel α abweichenden Richtung auf der Oberfläche der Plattformen 2, 3 verlaufen, das heißt, mit Bezug auf die Umfangsrichtung (Pfeil 15) winklig ausgerichtet sind. Aufgrund dieser Kühlluftstrahlrichtung 11 wird im Zusammenwirken mit dem Heißgasstrom 8 aus der Brennkammer eine Wirbelstruktur ausgebildet, die zum einen das Vermischen der Kühlluftstrahlen 11 mit dem Heißgasstrom 8 minimiert und zum anderen das Abdecken der gesamten Plattformfläche mit Kühlluft, das heißt, auch im Bereich 12 der dreidimensionalen Grenzschichtablösung stromabwärts der Grenzschichttrennlinie 13 und insbesondere auch in dem der Saugseite 14 der Leitschaufeln 1 benachbarten Bereich gewährleistet. Damit in Verbindung steht eine Reduzierung des Kühlluftbedarfs und somit eine Verbesserung der Emissionswerte, da eine größere Luftmenge für die Verbrennung zur Verfügung steht. Gegebenenfalls kann auch die Wärmeschutzbeschichtung auf den Plattformoberflächen entfallen, so dass die entsprechenden Kosten reduziert werden. Gegebenfalls kann auch auf ein komplexes Kühlsystem für die von dem Heißgasstrom beaufschlagten Flächen verzichtet werden oder die Kühlung des Durchgangs durch das Leitschaufelwerk kann vermieden werden, so dass letztlich der spezifische Kraftstoffverbrauch und die Kosten gesenkt werden können.
Die Winkellage der Kühlluftausblaskanäle 10 kann in jeweils benachbarten Reihen von Kühlluftausblaskanälen gleich oder unterschiedlich sein. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Kühlluftausblaskanäle 10, wie in Fig. 3 angedeutet, in ein und derselben - kontinuierlichen oder diskontinuierlichen - Reihe (oder Anordnung) in einem auf die Umfangsrichtung 15 der Plattformen 1, 2, des Zwischenstücks 7 oder der Wand 4 der Brennkammer 6 bezogenen unterschiedlichen Winkel α1, α2 bis hin zu einem Winkel α=0 angeordnet sind.
Bezugszeichenliste
1
Leitschaufel
2
äußere Plattform
3
innere Plattform
4
innere/äußere Wand von 6
5
Gasaustrittsöffnung
6
Brennkammer
7
Zwischenstück
8
Heißgasstrom
9
Kühlluft
10
Kühlluftausblaskanal
11
Kühlluftstrahl
12
Bereich der Grenzschichtablösung
13
Grenzschichttrennlinie
14
Saugseite v. 1
15
Umfangsrichtung
X
Turbinenachse
r
Radius
α1, α2
Ausblaswinkel in Umfangsricht. (zur r, x-Ebene)

Claims (9)

  1. Plattformkühlanordnung für den der Brennkammer nachgeschalteten Leitschaufelkranz einer Gasturbine, mit am Umfang der Wand der Brennkammer, der Plattformen oder eines zwischen diesen angeordneten Zwischenstücks die jeweilige Wand in mindestens einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Reihe oder anderen beliebigen Anordnung durchdringenden Kühlluftausblaskanälen, über die vom Verdichter der Gasturbine abgezweigte Kühlluft zur Filmkühlung zu den Hauptgasstromflächen der Plattform geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftausblaskanäle (10) bezogen auf die Umfangsrichtung (15) mindestens zu einem Teil in einer um einen bestimmten Winkel (α1, α2) abgewinkelten Richtung angeordnet sind.
  2. Plattformkühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkellage der Kühlluftausblaskanäle (10) in benachbarten Reihen von Kühlluftausblaskanälen gleich oder unterschiedlich ist.
  3. Plattformkühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkellage der Kühlluftausblaskanäle (10) in ein und derselben Reihe gleich oder unterschiedlich ist.
  4. Plattformkühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkellage der Kühlluftausblaskanäle (10) in der beliebigen Anordnung von Kühlluftausblaskanälen (10) gleich oder unterschiedlich ist.
  5. Plattformkühlanordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterschiedlichen Winkellagen der Winkel α in ein und derselben Reihe teilweise oder in einer von mehreren Reihen insgesamt 0° beträgt.
  6. Plattformkühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftausblaskanäle (10) in ein und derselben Reihe oder in Bezug auf jeweils benachbarte Reihen versetzt zueinander angeordnet sind.
  7. Plattformkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftausblaskanäle (10) variable Querschnittsformen und/oder - größen haben.
  8. Plattformkühlanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftausblaskanäle (10) in ein und derselben Reihe bzw. Anordnung oder mit Bezug auf benachbarte Reihen voneinander unterschiedliche Querschnittsformen und/oder -größen haben.
  9. Plattformkühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptgasstromflächen der Plattformen ein einziger Kühlluftausblaskanal (10) vorgesehen ist.
EP05090163A 2004-06-15 2005-06-06 Plattformkühlanordnung für den Leitschaufelkranz einer Gasturbine Ceased EP1607580A3 (de)

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DE (1) DE102004029696A1 (de)

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