EP2414640A1 - Schaufel für eine gasturbine - Google Patents

Schaufel für eine gasturbine

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EP2414640A1
EP2414640A1 EP10706671A EP10706671A EP2414640A1 EP 2414640 A1 EP2414640 A1 EP 2414640A1 EP 10706671 A EP10706671 A EP 10706671A EP 10706671 A EP10706671 A EP 10706671A EP 2414640 A1 EP2414640 A1 EP 2414640A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shroud
cooling
side rails
segment
blade according
Prior art date
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Granted
Application number
EP10706671A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2414640B1 (de
Inventor
Chiara Zambetti
Sergei Riazantsev
Héléne SAXER-FELICI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ansaldo Energia IP UK Ltd
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of EP2414640A1 publication Critical patent/EP2414640A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2414640B1 publication Critical patent/EP2414640B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F05D2240/81—Cooled platforms
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to the field of gas turbine technology. It relates to a blade for a gas turbine according to the preamble of claim 1.
  • Shroud segments of the blades of a blade row together form a circumferential shroud.
  • the shroud segments are provided with running on the side edges, upstanding side rails, which improve the tightness of the shroud against the hot gas duct of the turbine.
  • the cooling of the shroud segments or the shroud no statement is made.
  • Sealing rib are equipped, in which a likewise circumferential slot is provided.
  • An air flow supplied there in the bottom region of the slot exits at the upper edge of the sealing rib and mixes in the gap between the upper edge and the adjacent channel wall with a leakage air flow.
  • the air flow supplied into the slot can be obtained from a cooling air flow, which is guided through the shroud segment. At the center of consideration here However, the reduction of leakage losses, but not the cooling of the shroud segment.
  • the invention aims to remedy this situation. It is therefore an object of the invention to provide a gas turbine blade with cooled shroud segment, in which the cooling of the side rails is maximized.
  • Essential for the invention is that to improve the cooling in the side rails in the side rails rail-parallel, upwardly open slots are arranged, which exits via the shroud segment from the interior of the airfoil zoom introduced cooling air into the space above the shroud segment.
  • this is achieved according to an embodiment of the invention in that on the upper side of the shroud segment a plurality of transverse to the side rails cooling tubes are arranged, which emanate from a arranged between the side rails centerpiece and from there can be acted upon with cooling air, and which in the End the side rails and connect with the slots in the side rails.
  • Middle piece is arranged in the middle between the side rails.
  • the middle piece can also be arranged offset to the middle between the side rails.
  • the cooling tubes are parallel to each other, with the centerpiece extending substantially parallel to the side rails.
  • the cooling tubes can extend in the circumferential direction of the shroud. But it is also conceivable that the cooling tubes extend obliquely to the circumferential direction of the shroud.
  • cooling tubes each have a cooling hole and are designed for convective cooling of the shroud segment, and that the cooling tubes are integrally formed on the shroud segment.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the cooling tubes are arranged with gap of the shroud segments adjacent vanes.
  • the shroud segment is delimited in the axial direction by circumferentially extending wall segments, wherein the cooling air emerging from the slots is supplied via cooling holes in the region of the wall segments and the side rails.
  • a further embodiment is characterized in that the shroud segment is delimited in the axial direction by circumferentially extending wall segments, that is provided parallel to the wall segments arranged in the middle between the wall segments intermediate wall segment, and that between the intermediate wall segment and the wall segments in the Side rails each have a slot is provided.
  • the slots of a side rail can each be connected to one another by a cooling bore extending in the side rail.
  • film cooling holes extend from the cooling bores supplying the slots and open into the hot gas channel on the underside of the shroud segment.
  • FIG. 1 is a simplified perspective view of a provided with a roof segment with cooling holes blade tip one
  • Fig. 2 is a comparable to Fig. 1 blade with inclined
  • FIG. 3 is a comparison with FIG. 1 comparable representation with a
  • Fig. 4 shows the section through the shroud segment of the blade of Fig. 1 in the
  • Fig. 5 shows the section through the shroud segment of the blade of Fig. 1 in the
  • FIG. 6 shows the section through the shroud segment of the blade of Figure 3 in the plane Vl-Vl, wherein the center piece, from which the cooling holes emanate, lies in the middle.
  • Fig. 7 in detail a possible connection between two adjacent
  • Fig. 8 is an alternative to Figure 3 way to supply the slots with cooling air.
  • Fig. 9 is a plan view of a specific arrangement of the cooling holes of adjacent shroud segments.
  • Fig. 12 shows the distribution of the film cooling holes
  • Fig. 1, 2, 4 and 5 the blade tip of a gas turbine blade provided with a shroud segment is shown in perspective view or in cross section.
  • the blade 10 ' of which only the upper part of the airfoil 11 is shown with the shroud segment 12', has a cooled shroud segment 12 '.
  • the shroud segment 12 ' which is approximately rectangular in area in the base area is delimited on two opposite sides by comparatively high wall segments 14 and 15, which together with the wall segments of the other blades of a complete row of blades form annular walls, between which a shroud cavity forms against the penetration of hot gas from the underlying hot gas channel is sealed.
  • comparatively high wall segments 14 and 15 which together with the wall segments of the other blades of a complete row of blades form annular walls, between which a shroud cavity forms against the penetration of hot gas from the underlying hot gas channel is sealed.
  • upwardly projecting side rails 16, 17 are formed, with which adjacent shroud segments of the blade row abut each other.
  • a rib-like, internally hollow center piece 13 is arranged parallel thereto which is in communication with the inside of the airfoil 11 in the radial direction extending cooling air channels. From the middle piece 13, which runs parallel or quasi-parallel to the side rails 16, 17, extending to the side rails 16, 17 on both sides of the center piece on the upper side of the shroud segment 12 'integrally formed cooling tubes 18 on the side rails 16, 17th To and ends at a distance in front of the side rails 16, 17.
  • four parallel cooling tubes 18 are provided on both sides of the center piece 13, which extend parallel or quasi-parallel to the wall segments 14, 15. But they can also be oriented obliquely to the wall segments 14, 15 (Fig. 2).
  • the cooling air flows out, which flows through the cooling holes 21 in the interior of the cooling tubes 18 and so convective the shroud segment 12 'cools.
  • the cooling air flowing through the cooling tubes 18 comes from the cooling air supply 20 in the interior of the center piece 13, with which the cooling holes 21 are in communication, and in the below from a cooling air flow 25 occurs.
  • the shroud segment 12 of the blade 10 from FIGS. 3 and 6 is configured such that the side rails 16, 17 are now also cooled convectively.
  • the cooling tubes 18 are now performed under the task of the gap directly to the side rails 16, 17.
  • a rail parallel slot 23, 24 is introduced, which is in communication with the cooling holes 21 of the cooling tubes 18.
  • These slots can also be arranged quasi-rail parallel, which also applies to the slots 23.1, 23.2 of FIG.
  • the cooling air flowing through the cooling holes 21 exits into the slots 23, 24 and from there into the shroud cavity.
  • the side rails 16, 17 on the length of the slots 23, 24 are effectively cooled convectively, without an additional, the effectiveness of the turbine impairing cooling air mass flow is required.
  • the distributed cooling tubes 18 ensure that the slots 23, 24 are supplied uniformly over its entire length with cooling air.
  • the cooling tubes 18 are formed in the embodiment shown in Fig. 3 and 6 on the upper side of the shroud segment 12 (when casting the blade 10) and thus have a close thermal coupling to the body of the shroud segment 12.
  • the cooling tubes 18 can thereby run parallel to the wall segments 14, 15, as shown in Fig. 3. But they can also be oriented as shown in FIG. 2 obliquely to the wall segments 14, 15.
  • the middle piece - as shown in Fig. 6 - be located exactly in the middle between the wall segments 14, 15. But it can also be offset from the middle analogous to FIG.
  • a strip-shaped seal 26 is inserted as shown in FIG. 7 between the adjoining shroud segments of adjacent blades 10a and 10b with their cooling holes 21a and 21b and their slots 24a and 23b which prevents the hot gases from entering the shroud cavity from the hot gas channel . with special needs.
  • cooling bores 27, 28 can be introduced into the wall segments 14, 15 or the side rails 16, 17, through which cooling air reaches the slots while still causing a convective cooling of the thickened shroud areas.
  • cooling holes can then - as shown in Fig. 11 - film cooling holes 30 depart, which in the below
  • a cooling bore 28 running in the side rails 16, 17 can also connect two separate slots 32.1 and 23.2 with one another, if the shroud segment has a parallel between them
  • Wall segments 14, 15 arranged intermediate wall segment 31 is provided.
  • an extended groove-shaped gap 29 can be provided, which is filled with cooling air from the cooling holes 21a, 21b and thus prevents the penetration of hot gases.
  • the cooling tubes 18a, 18b are then arranged "in gap" with respect to the adjacent blade as shown in FIG. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Eine Schaufel (10) für eine Gasturbine umfasst ein Schaufelblatt (11), an dessen oberem Ende ein Deckbandsegment (12) angeordnet ist, welches Deckbandsegment (12) zusammen mit den Deckbandsegmenten der anderen Schaufeln einer Schaufelreihe ein umlaufendes, den Heissgaskanal der Gasturbine begrenzendes Deckband bildet, und welches Deckbandsegment (12) an den Seiten, an denen es an die benachbarten Deckbandsegmente des Deckbandes angrenzt, zur Verbesserung der Abdichtung zum Heissgaskanal mit entlang der Seitenkante verlaufenden, nach oben abstehenden Seitenschienen (16, 17) versehen ist. Bei einer solchen Schaufel wird die Kühlung im Bereich der Seitenschienen (16, 17) dadurch verbessert, dass in den Seitenschienen (16, 17) schienenparallele, nach oben offene Schlitze (23, 24) angeordnet sind, durch welche über das Deckbandsegment (12) aus dem Inneren des Schaufelblattes (11) herangeführte Kühlluft in den Raum oberhalb des Deckbandsegments (12) austritt.

Description

SCHAUFEL FÜR EINE GASTURBINE
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Gasturbinentechnik. Sie betrifft eine Schaufel für eine Gasturbine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der EP-A1-1591 625 ist eine Gasturbinenschaufel bekannt, die an der Schaufelspitze mit einem Deckbandsegment ausgestattet ist. Die
Deckbandsegmente der Schaufeln einer Schaufelreihe bilden zusammen ein umlaufendes Deckband. An den Seitenkanten, an denen die benachbarten Deckbandsegmente eines Deckbandes zusammenstossen, sind die Deckbandsegmente mit an den Seitenkanten entlang laufenden, nach oben abstehenden Seitenschienen versehen, welche die Dichtigkeit des Deckbandes gegenüber dem Heissgaskanal der Turbine verbessern. Über die Kühlung der Deckbandsegmente bzw. des Deckbandes wird keine Aussage gemacht.
Aus der DE-A1-196 01 818 ist eine Turbinenschaufelanordnung mit einem Deckband bekannt, bei dem die Deckbandsegmente mit einer umlaufenden
Dichtrippe ausgestattet sind, in der ein ebenfalls umlaufender Schlitz vorgesehen ist. Ein im Bodenbereich des Schlitzes dort zugeführter Luftstrom tritt an der Oberkante der Dichtrippe aus und vermischt sich im Spalt zwischen Oberkante und angrenzender Kanalwand mit einem Leckage-Luftstrom. Der in den Schlitz zugeführte Luftstrom kann dabei aus einem Kühlluftstrom gewonnen werden, der durch das Deckbandsegment geführt wird. Im Zentrum der Überlegung steht hier indessen die Reduzierung der Leckageverluste, nicht jedoch die Kühlung des Deckbandsegments.
Darstellung der Erfindung
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Gasturbinenschaufel mit gekühltem Deckbandsegment zu schaffen, bei der die Kühlung der Seitenschienen maximiert wird.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich für die Erfindung ist, dass zur Verbesserung der Kühlung im Bereich der Seitenschienen in den Seitenschienen schienenparallele, nach oben offene Schlitze angeordnet sind, durch welche über das Deckbandsegment aus dem Inneren des Schaufelblattes herangeführte Kühlluft in den Raum oberhalb des Deckbandsegments austritt.
Vorzugsweise wird dies gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, dass auf der Oberseite des Deckbandsegments eine Mehrzahl von quer zu den Seitenschienen verlaufenden Kühlrohren angeordnet sind, welche von einem zwischen den Seitenschienen angeordneten Mittelstück ausgehen und von dort mit Kühlluft beaufschlagbar sind, und welche in den Seitenschienen enden und mit den Schlitzen in den Seitenschienen in Verbindung stehen.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das
Mittelstück in der Mitte zwischen den Seitenschienen angeordnet ist. Das Mittelstück kann auch versetzt zur Mitte zwischen den Seitenschienen angeordnet sein.
Insbesondere verlaufen die Kühlrohre parallel zueinander, wobei sich das Mittelstück im wesentlichen parallel zu den Seitenschienen erstreckt. Dabei können die Kühlrohre in Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen. Es ist aber auch denkbar, dass die Kühlrohre schräg zur Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühlrohre jeweils eine Kühlbohrung aufweisen und zur konvektiven Kühlung des Deckbandsegments ausgebildet sind, und dass die Kühlrohre am Deckbandsegment angeformt sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre von mit den Deckbandsegmenten aneinander grenzenden Schaufeln auf Lücke angeordnet sind.
Gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Deckbandsegment in axialer Richtung durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandsegmente begrenzt, wobei die aus den Schlitzen austretende Kühlluft über Kühlbohrungen im Bereich der Wandsegmente und der Seitenschienen zugeführt wird.
Eine weitere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Deckbandsegment in axialer Richtung durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandsegmente begrenzt ist, dass parallel zu den Wandsegmenten ein in der Mitte zwischen den Wandsegmenten angeordnetes Zwischenwandsegment vorgesehen ist, und dass zwischen dem Zwischenwandsegment und den Wandsegmenten in den Seitenschienen jeweils ein Schlitz vorgesehen ist.
Insbesondere können die Schlitze einer Seitenschiene dabei jeweils durch eine in der Seitenschiene verlaufende Kühlbohrung miteinander verbunden sein.
Gemäss einer anderen Ausgestaltung gehen von den die Schlitze versorgenden Kühlbohrungen Filmkühlungsbohrungen ab und münden auf der Unterseite des Deckbandsegments in den Heissgaskanal. Kurze Erläuterung der Figuren
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind weggelassen worden. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer mit einem Dachsegment mit Kühlbohrungen versehenen Schaufelspitze einer
Gasturbinenschaufel;
Fig. 2 eine zu Fig. 1 vergleichbare Schaufel mit schräg verlaufenden
Kühlbohrungen;
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 vergleichbare Darstellung die mit einem
Deckbandsegment mit Schlitzen versehene Schaufelspitze einer
Gasturbinenschaufel gemäss einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung;
Fig. 4 den Schnitt durch das Deckbandsegment der Schaufel aus Fig. 1 in der
Ebene IV-IV, wobei das Mittelstück, von dem die Kühlbohrungen ausgehen, in der Mitte liegt;
Fig. 5 den Schnitt durch das Deckbandsegment der Schaufel aus Fig. 1 in der
Ebene IV-IV, wobei das Mittelstück, von dem die Kühlbohrungen ausgehen, aus der Mitte versetzt ist;
Fig. 6 den Schnitt durch das Deckbandsegment der Schaufel aus Fig. 3 in der Ebene Vl-Vl, wobei das Mittelstück, von dem die Kühlbohrungen ausgehen, in der Mitte liegt; Fig. 7 im Detail eine mögliche Verbindung zwischen zwei benachbarten
Deckbandsegmenten gemäss Fig. 6;
Fig. 8 eine zu Fig. 3 alternative Art, die Schlitze mit Kühlluft zu versorgen;
Fig. 9 eine in der Draufsicht gezeigte spezielle Anordnung der Kühlbohrungen benachbarter Deckbandsegmente;
Fig. 10 eine verbreiterte Nut zwischen benachbarten Deckbandsegmenten für den Austritt von Kühlluft;
Fig. 11 zusätzliche Filmkühlbohrungen, die von den Kühlbohrungen für die
Schlitze abgehen;
Fig. 12 die Verteilung der Filmkühlbohrungen und
Fig. 13 die Aufteilung der Schlitze bei Anwesenheit eines
Zwischenwandsegments.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 , 2, 4 und 5 ist in perspektivischer Ansicht bzw. im Querschnitt die mit einem Deckbandsegment versehene Schaufelspitze einer Gasturbinenschaufel dargestellt. Die Schaufel 10', von der nur der obere Teil des Schaufelblatts 11 mit dem Deckbandsegment 12' gezeigt ist, hat ein gekühltes Deckbandsegment 12'.
Das im gezeigten Beispiel in der Grundfläche näherungsweise rechteckige Deckbandsegment 12' ist an zwei gegenüberliegenden Seiten durch vergleichsweise hohe Wandsegmente 14 und 15 begrenzt, die zusammen mit den Wandsegmenten der anderen Schaufeln einer vollständigen Schaufelreihe ringförmig umlaufende Wände bilden, zwischen denen sich ein Deckbandhohlraum ausbildet, der gegen das Eindringen von Heissgas aus dem darunter liegenden Heissgaskanal abgedichtet ist. Hierzu sind an den beiden anderen Seiten des Deckbandsegments 12' kantenparallele, nach oben abstehende Seitenschienen 16, 17 ausgebildet, mit denen benachbarte Deckbandsegmente der Schaufelreihe aneinander stossen.
Zur Kühlung des vom Heissgas beaufschlagten Deckbandsegments 12 sind besondere Massnahmen vorgesehen: In der Mitte zwischen den beiden Seitenschienen 16, 17 (Fig. 4) oder seitlich aus der Mitte versetzt (Fig. 5) ist parallel dazu ein rippenartiges, innen hohles Mittelstück 13 angeordnet, das mit den im Inneren des Schaufelblattes 11 in radialer Richtung verlaufenden Kühlluftkanälen in Verbindung steht. Von dem Mittelstück 13 aus, das parallel oder quasi-parallel zu den Seitenschienen 16, 17 verläuft, erstrecken sich quer zu den Seitenschienen 16, 17 zu beiden Seiten des Mittelstücks auf der Oberseite des Deckbandsegments 12' angeformte Kühlrohre 18 auf die Seitenschienen 16, 17 zu und enden in einem Abstand vor den Seitenschienen 16, 17. Im Beispiel der Fig. 1 sind auf beiden Seiten des Mittelstücks 13 je vier parallele Kühlrohre 18 vorgesehen, die parallel oder quasi-parallel zu den Wandsegmenten 14, 15 verlaufen. Sie können aber auch schräg zu den Wandsegmenten 14, 15 orientiert sein (Fig. 2).
Durch den Abstand zwischen dem Rohrende 19 der Kühlrohre 18 und den Seitenschienen 16, 17 entsteht ein Zwischenraum 22. In diesen Zwischenraum 22 strömt die Kühlluft aus, die durch die Kühlbohrungen 21 im Inneren der Kühlrohre 18 fliesst und so konvektiv das Deckbandsegment 12' kühlt. Die durch die Kühlrohre 18 strömende Kühlluft stammt aus der Kühlluftzufuhr 20 im Inneren des Mittelstücks 13, mit der die Kühlbohrungen 21 in Verbindung stehen, und in die von unten ein Kühlluftstrom 25 eintritt.
Die aus den Kühlrohren 18 in den Zwischenraum 22 austretende Kühlluft strömt von dort in den darüber liegenden Deckbandhohlraum ein, ohne die Seitenschienen 16, 17 intensiv zu kühlen. Hier werden somit Massnahmen implementiert, durch welche die aus einem massiven Material bestehenden Seitenschienen noch besser gekühlt werden, um die thermische Belastung der Seitenschienen zu verringern und thermische Spannungen zwischen den Seitenschienen und dem übrigen Bereich der Deckbandsegmente abzubauen. In den Fig. 3 und 6 sind in einer zu Fig. 1 bzw. 4 vergleichbaren Darstellung die mit einem Deckbandsegment versehene Schaufelspitze einer Gasturbinenschaufel gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Schnitt durch das Deckbandsegment der Schaufel aus Fig. 3 in der Ebene Vl-Vl wiedergegeben.
Das Deckbandsegment 12 der Schaufel 10 aus Fig. 3 und 6 ist im Unterschied zur bisherigen Lösung der Fig. 1 und 4 so ausgestaltet, dass die Seitenschienen 16, 17 nunmehr auch konvektiv gekühlt werden. Dazu sind die Kühlrohre 18 nunmehr unter Aufgabe des Zwischenraums direkt bis zu den Seitenschienen 16, 17 geführt. In die Seitenschienen 16, 17 ist jeweils ein schienenparalleler Schlitz 23, 24 eingebracht, der mit den Kühlbohrungen 21 der Kühlrohre 18 in Verbindung steht. Diese Schlitze können auch quasi-schienenparallel angeordnet sein, was auch für die Schlitze 23.1 , 23.2 aus Fig. 13 gilt.
Die durch die Kühlbohrungen 21 strömende Kühlluft tritt in die Schlitze 23, 24 aus und von dort in den Deckbandhohlraum ein. Auf diese Weise werden auch die Seitenschienen 16, 17 auf der Länge der Schlitze 23, 24 auf effektive Weise konvektiv gekühlt, ohne dass ein zusätzlicher, die Effektivität der Turbine beeinträchtigender Kühlluftmassenstrom, erforderlich ist. Die verteilt angeordneten Kühlrohre 18 sorgen dabei dafür, dass die Schlitze 23, 24 über ihre gesamte Länge gleichmässig mit Kühlluft versorgt werden.
Die Kühlrohre 18 sind bei der in Fig. 3 bzw. 6 gezeigten Ausführungsform auf der Oberseite des Deckbandsegments 12 (beim Giessen der Schaufel 10) angeformt und haben so eine enge thermische Ankopplung an den Körper des Deckbandsegments 12. In die Kühlrohre 18 sind von aussen die Kühlbohrungen 21 eingebracht, die nach aussen hin wieder verschlossen werden. Die Kühlrohre 18 können dabei parallel zu den Wandsegmenten 14, 15 verlaufen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Sie können aber auch gemäss Fig. 2 schräg zu den Wandsegmenten 14, 15 orientiert sein. Desgleichen kann das Mittelstück - wie in Fig. 6 gezeigt - genau in der Mitte zwischen den Wandsegmenten 14, 15 angeordnet sein. Es kann aber auch analog zu Fig. 5 aus der Mitte versetzt sein.
Beim Zusammenbau des Schaufelkranzes wird gemäss Fig. 7 zwischen den aneinander stossenden Deckbandsegmenten benachbarter Schaufeln 10a und 10b mit ihren Kühlbohrungen 21a und 21 b und ihren Schlitzen 24a und 23b eine streifenförmige Dichtung 26 eingefügt, die das Eindringen der Heissgase vom Heissgaskanal in den Deckbandhohlraum verhindert bzw. behindert.
Anstelle der oder zusätzlich zu den Kühlrohre(n) 18 mit den Kühlbohrungen 21 können in den Wandsegmenten 14, 15 bzw. den Seitenschienen 16, 17 Kühlbohrungen 27, 28 (siehe auch Fig. 8) eingebracht sein, durch die Kühlluft zu den Schlitzen gelangt und gleichzeitig noch eine konvektive Kühlung der verdickten Deckbandbereiche bewirkt. Von diesen Kühlbohrungen können dann - wie in Fig. 11 gezeigt - Filmkühlungsbohrungen 30 abgehen, die in den unterhalb des
Deckbandsegments liegenden Heissgaskanal münden und dort eine Filmkühlung der Deckbandunterseite bewirken. Dies gilt gemäss Fig. 12 auch für die Kühlbohrungen 21. Eine in den Seitenschienen 16, 17 verlaufende Kühlbohrung 28 kann gemäss Fig. 13 auch zwei getrennte Schlitze 32.1 und 23.2 untereinander verbinden, wenn das Deckbandsegment mit einem parallel zwischen den
Wandsegmenten 14, 15 angeordneten Zwischenwandsegment 31 versehen ist.
Weiterhin kann gemäss Fig. 10 zwischen den aneinander grenzenden Deckbandsegmenten benachbarter Schaufeln 10a und 10b mit ihren Seitenschienen 17a und 16b ein erweiterter nutförmiger Zwischenraum 29 vorgesehen werden, der mit Kühlluft aus den Kühlbohrungen 21a, 21 b aufgefüllt wird und so das Eindringen von Heissgasen unterbindet. Besonders vorteilhaft ist in diesem Fall für eine gleichmässige Füllung, wenn die Kühlrohre 18a, 18b dann gemäss Fig. 9 „auf Lücke" gegenüber der benachbarten Schaufel angeordnet sind. Bezugzeichenliste
10,10' Schaufel (Gasturbine)
10a,b Schaufel (Gasturbine)
11 Schaufelblatt
12,12' Deckbandsegment
13 Mittelstück
13a,b Mittelstück
14,15 Wandsegment
16,17 Seitenschiene
17a,16b Seitenschiene
18,18' Kühlrohr
19 Rohrende
20 Kühlluftzufuhr
21 ,27,28 Kühlbohrung
22 Zwischenraum
23,24 Schlitz
23b,24a Schlitz
23.1 ,23.2 Schlitz
25 Kühlluftstrom
26 Dichtung
29 Zwischenraum
30 Filmkühlbohrung
31 Zwischenwandsegment

Claims

Patentansprüche
1. Schaufel (10) für eine Gasturbine, umfassend ein Schaufelblatt (11 ), an dessen oberem Ende ein Deckbandsegment (12) angeordnet ist, welches Deckbandsegment (12) zusammen mit den Deckbandsegmenten der anderen
Schaufeln einer Schaufelreihe ein ringförmiges, den Heissgaskanal der Gasturbine begrenzendes Deckband bildet, und welches Deckbandsegment
(12) an den Seiten, an denen es an die benachbarten Deckbandsegmente des Deckbandes angrenzt, zur Verbesserung der Abdichtung zum Heissgaskanal mit entlang der Seitenkante verlaufenden, nach oben abstehenden Seitenschienen (16, 17) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Maximierung der Kühlung im Bereich der Seitenschienen (16, 17) in den Seitenschienen (16, 17) schienenparallele oder quasi-schienenparallele, nach oben offene Schlitze (23, 24; 23.1 , 23.2) angeordnet sind, durch welche über das Deckbandsegment (12) aus dem Inneren des Schaufelblattes (11 ) herangeführte Kühlluft in den Raum oberhalb des Deckbandsegments (12) austritt.
2. Schaufel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite des Deckbandsegments (12) eine Mehrzahl von quer zu den Seitenschienen
(16, 17) verlaufenden Kühlrohren (18) angeordnet sind, welche von einem zwischen den Seitenschienen (16, 17) angeordneten Mittelstück (13) ausgehen und von dort mit Kühlluft beaufschlagbar sind, und welche in den Seitenschienen (16, 17) enden und mit den Schlitzen (23, 24) in den Seitenschienen (16, 17) in Verbindung stehen.
3. Schaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelstück
(13) in der Mitte zwischen den Seitenschienen (16, 17) angeordnet ist.
4. Schaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelstück (13) versetzt zur Mitte zwischen den Seitenschienen (16, 17) angeordnet ist.
5. Schaufel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) parallel oder quasi-parallel zueinander verlaufen, und dass das Mittelstück (13) sich im wesentlichen parallel oder quasi-parallel zu den Seitenschienen (16, 17) erstreckt.
6. Schaufel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) in Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen.
7. Schaufel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) schräg zur Umfangsrichtung des Deckbandes verlaufen.
8. Schaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) jeweils eine Kühlbohrung (21 ) aufweisen und zur konvektiven Kühlung des Deckbandsegments (12) ausgebildet sind.
9. Schaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18) am Deckbandsegment (12) angeformt sind.
10. Schaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (18a, 18b) von mit den Deckbandsegmenten aneinander grenzenden Schaufeln 10a, 10b) auf Lücke angeordnet sind.
11. Schaufel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Deckbandsegment (12) in axialer Richtung durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandsegmente (14, 15) begrenzt ist, und dass die aus den
Schlitzen (23, 24; 23.1 , 23.2) austretende Kühlluft über Kühlbohrungen (27, 28) im Bereich der Wandsegmente (14, 15) und der Seitenschienen (16, 17) zugeführt wird.
12. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Deckbandsegment (12) in axialer oder quasi-axialer Richtung durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandsegmente (14, 15) begrenzt ist, dass parallel oder quasi parallel zu den Wandsegmenten (14, 15) ein in der Mitte zwischen den Wandsegmenten (14, 15) angeordnetes Zwischenwandsegment (31 ) vorgesehen ist, und dass zwischen dem Zwischenwandsegment (31 ) und den Wandsegmenten (14, 15) in den Seitenschienen (16, 17) jeweils ein Schlitz (23.1 , 23.2) vorgesehen ist.
13. Schaufel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (23.1., 23.2) einer Seitenschiene jeweils durch eine in der Seitenschiene verlaufende Kühlbohrung (28) miteinander verbunden sind.
14. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von den die Schlitze (23, 24) versorgenden Kühlbohrungen (21 , 27, 28) Filmkühlungsbohrungen (30) abgehen und auf der Unterseite des Deckbandsegments (12) in den Heissgaskanal münden.
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