WO2017182423A1 - Leitschaufel mit einem verbindungsrohr und verfahren zum herstellen einer leitschaufel - Google Patents

Leitschaufel mit einem verbindungsrohr und verfahren zum herstellen einer leitschaufel Download PDF

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WO2017182423A1
WO2017182423A1 PCT/EP2017/059100 EP2017059100W WO2017182423A1 WO 2017182423 A1 WO2017182423 A1 WO 2017182423A1 EP 2017059100 W EP2017059100 W EP 2017059100W WO 2017182423 A1 WO2017182423 A1 WO 2017182423A1
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WO
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flange
connecting tube
platform
guide vane
longitudinal direction
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PCT/EP2017/059100
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English (en)
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Inventor
Fathi Ahmad
Nihal Kurt
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection cooling
    • F01D5/188—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
    • F01D5/189—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall the insert having a tubular cross-section, e.g. airfoil shape
    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • 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
    • F05D2260/94—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF]
    • F05D2260/941—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF] particularly aimed at mechanical or thermal stress reduction

Definitions

  • the invention relates to a guide vane for a flow ⁇ machine, in particular gas turbine, with a ⁇ in accordance with ⁇ mounted state of the vane outer platform, a protruding from the outer platform airfoil, which extends in a longitudinal direction and in the interior of which a cavity is provided, an inner platform, which is connected to the blade ⁇ leaf opposite to the outer platform, and a cavity of the Schaufelblat ⁇ tes in the longitudinal direction passing through the connecting tube, which provided at its outwardly facing free end portion with a transverse to the longitudinal direction extending flange and is inserted into a passage opening of the outer platform, wherein the passage opening in the region of a protruding ⁇ outward protrusion is formed with a curved outer surface on which the flange rests and with which the flange is integrally connected.
  • Turbomachines such as gas turbines are known in the prior art in different configurations and serve to convert thermal energy and Strömungsener ⁇ energy of a working fluid, in particular a hot gas in Ro ⁇ tations energie. They include a housing in which a flow channel extends in an axial direction. In the flow passage, a plurality of turbine stages are arranged one behind the other in the axial direction and spaced from each other.
  • Each turbine stage comprises a plurality of vanes which form a vane ring connected to the housing and favorably influence the flow direction of the working fluid.
  • a vane usually comprises a platform which is arranged radially outwards in the intended mounted state of the vane. Further includes the vane is an airfoil, that of the outer
  • Platform protrudes and extends in a longitudinal direction. Furthermore, the vane has an inner platform connected to the blade opposite to the outer platform. The vane ring is closed inwardly by a retaining ring in which the inner platforms of the vanes are held.
  • each turbine stage includes a plurality of blades that form a blade ring connected to a rotor centrally supported and passing through the housing in the axial direction.
  • a rotor centrally supported and passing through the housing in the axial direction.
  • the retaining rings of Leit ⁇ blade rings are arranged.
  • the Strö ⁇ flow duct of the turbomachine is flowed through by a working fluid.
  • the flow channel flowing through working ⁇ fluid is deflected by the guide vanes such that it flows onto the arranged behind blades and optimally subjected to a force.
  • the torque imparted by the vanes causes the rotor to rotate.
  • the rotational energy of the rotor can for example be converted by ei ⁇ nes generator into electrical energy.
  • One way to increase the thermal capacity for example, a guide vane, is to dissipate heat from the vane by means of a cooling fluid. This will be provided in its interior a cavity which is flowed through by the cooling fluid.
  • the retaining rings on the insides of the vane rings are also heated by hot gas flowing into the circumferential groove.
  • This cooling fluid groove is supplied with cooling fluid, which flows from the guide vanes through an outlet opening provided in the inner platform into the cooling fluid groove of the retaining rim.
  • this cooling fluid has heatticiannom ⁇ men in the airfoil of the vane, which Ringert the time available for the support ring cooling capacity comparable.
  • a higher cooling capacity of the cooling fluid in the holding ring can be achieved by a special jumper tube which passes through the cavity of the blade of the Leitschaufei in the longitudinal direction and through which the cooling fluid flows directly and largely unheated in theharifluidnut the holding ring ,
  • the connecting tube is inserted into a passage opening of the outer platform.
  • the passage opening is usually formed in the region of an outwardly facing projection with a curved outer surface.
  • the connecting tube is provided in its outwardly facing free end region with a transverse to the longitudinal direction extending flange which bears against the outer surface of the projection and is connected to this material ⁇ conclusively.
  • FIG. 8 shows, by way of example, a welded connection between a connecting tube and an outer platform in accordance with customary practice, for which a strong weld seam had to be produced.
  • the first object is achieved by a Leitschau ⁇ fel of the type mentioned, in which the
  • Flange has at least one incision extending inwardly from an outer edge of the flange inwardly.
  • the invention is based on the idea to improve the deformability of the flange to adapt its shape under ⁇ differently curved outer surfaces.
  • at least one incision is provided, the inwardly extending from an outer edge of the flange he stretches ⁇ . This at least one incision reduces the stiffness of the flange, which makes it easier to deform and adapt to the outer surface of the projection. This facilitates the manufacture of the turbine blade.
  • the at least one incision extends substantially in the direction of the connecting tube.
  • a ⁇ sections facilitate the handling of the individual parts of the flange to adapt to the outer surface of the pre ⁇ jump.
  • the flange is annular and has a width transverse to the longitudinal direction in the range of 2 mm to 20 mm and preferably between 5 mm and 15 mm. This Repeatnbe ⁇ rich corresponds to the usual guide vanes available for the investment of the flange area of the projection of the outer platform.
  • the flange has a quadrangular, in particular rectangular or trapezoidal outer contour whose corners are rounded off in ⁇ particular, wherein the at least one A ⁇ cut is advantageously provided in one of the corners.
  • Flanges of this shape match the projections of many commonly used vanes.
  • an incision may be provided at each corner to accommodate the flange to the outer surface of the projection of the outer
  • the flange may have a thickness in the range of 1 mm to 1.5 mm and preferably 1.2 mm in the longitudinal direction. With this choice of the thickness of the flange, a simple deformability of the flange is ensured.
  • the vane according to the invention be ⁇ sits at least one incision has a width, the Minim ⁇ least corresponds to the thickness of the flange. Such narrow cuts leave the contact surface of the flange almost un ⁇ changed.
  • the at least one incision terminates spaced from the connecting tube, wherein the distance between the inner end of the incision and the connecting tube is at least equal to the thickness of the flange.
  • ⁇ at least one incision does not separate completely the flange constantly, so that the annular shape of the flange adjacent to the connecting pipe is not affected.
  • the connecting tube can be welded or soldered to the outer platform. Welding and brazing are joining processes that have proven successful in connection with guide vanes.
  • the connecting tube comprises a metal or a metal alloy, in particular a nickel-based alloy such as IN625 or Nimonic90 or consists thereof.
  • the inner end of the connecting tube is inserted into a further passage opening, which is provided in the inner platform, and held displaceable therein.
  • a further passage opening which is provided in the inner platform, and held displaceable therein.
  • the connecting tube has a quadrangular, rectangular or trapezoidal cross-section, the corners of which are in particular rounded.
  • Such cross sections are particularly suitable for the arrangement of the connecting tube within the blade of a guide vane.
  • the blade comprises an environmental fangswandung comprising a front leading edge and a rear flow edge, each extending in the longitudinal direction réellere ⁇ CKEN defined and having a concave pressure side portion and a convex suction side portion.
  • the connecting tube may be arranged in the cavity spaced from the peripheral wall. Due to the distance there is no thermal bridge between see the peripheral wall and the connecting pipe, so that the connecting pipe during operation of the flow ⁇ machine heats up as little as possible.
  • At least one web is provided in the cavity, which extends from a platform in the longitudinal direction into the cavity and connects the pressure-side portion of the peripheral wall with the suction-side portion of the peripheral wall.
  • Such webs nen ⁇ nen to divide the cavity in the airfoil in the longitudinal direction to form one or more cooling fluid duct sections.
  • a plurality of webs are also knowbil ⁇ det in the cavity and arranged so that each web extending from a platform in the direction of the opposite platform and spaced to this ends, wherein Benach ⁇ bar webs extending from different platforms extend to in the cavity to define a meandering cooling fluid channel.
  • the blade is flowed through by the cooling fluid along a plurality of loops. In this case, it is favorable to provide the first loop, in which the cooling fluid provides the highest cooling power, in the region of the leading edge of the guide vane, since this is exposed to a particularly high thermal load by the hot gas.
  • the cooling fluid channel three substantially ge ⁇ rade and extending in the longitudinal direction Kanalab- sections, which are arranged starting from the leading edge one behind the other and spaced from each other, and two turns, the adjacent channel sections of the meandering cooling fluid channel adjacent to the inner platform or connect to the outer platform.
  • the connecting tube is arranged in the central channel portion of the cooling fluid channel. In this arrangement, the flow directions of the cooling fluid in the middle channel section and in the connection tube are opposite.
  • Figure 1 is a partial plan view of a platform of a
  • Figure 2 is a partial plan view of a platform of a
  • Figure 3 is a plan view of the Leit shown in Figure 2 schaufei;
  • FIG. 4 shows a lateral cross-sectional view of the guide vane shown in FIG. 3 along the line designated by the reference IV;
  • Figure 5 is a cross-sectional view of an airfoil of the vane shown in Figure 2;
  • Figure 6 is a partial cross-sectional view of a flow ⁇ machine with vanes according to the embodiment shown in Figure 2;
  • FIG. 7 is an enlarged detail view of the designated in Figure 5 by the reference numeral VII section.
  • Figure 8 is a partial perspective view of a conventional
  • the guide vane 1 shows a vane 1 for a non Darge ⁇ presented turbomachine, in particular a gas turbine, ge ⁇ Gurss a first embodiment of the present invention.
  • the guide vane 1 has an outer platform 2, which is arranged in the intended mounted state of the guide vane 1 radially outward.
  • the outer platform 2 comprises an outwardly facing projection 3 with a curved outer surface 4.
  • the guide vane 1 comprises a protruding from the outer Platt ⁇ form 2 blade 6, which extends in a longitudinal ⁇ direction L and has a peripheral wall 7, which defines a front leading edge 8 and a rear trailing edge 9 and a pressure-side portion 10 and a suction-side section 11 has.
  • a cavity 12 is provided in the interior of the show ⁇ felblatts 6, a cavity 12 is provided.
  • the guide blade 1 comprises a connecting tube 13 with a trapezoidal cross-section whose corners 14 are rounded off.
  • the connecting pipe 13 is inserted into the fürgangsöff ⁇ voltage 5, passes through the cavity 12 of the blade ⁇ sheet 6 and is in the cavity 12 spaced apart from the environmental fangswandung 7 is arranged.
  • It consists of a nickel-based alloy such as IN625 or ⁇ Nimonic90, but may alternatively generally comprise a metal or a metal alloy, or consist thereof.
  • the connecting tube 13 is provided at its outer free end portion with a flange 15 which is integrally formed by welding to the connecting tube 13.
  • the flange 15 bears against the outside on the curved outer surface 4 and is connected to it by material bonding by welding.
  • the flange 15 is annular and has transverse to the longitudinal direction L a varying width in the range between 5mm and 15mm.
  • the outer contour of the flange 15 is trapezoidal, wherein the corners 14 of the flange 15 are rounded. Relative to the longitudinal direction L of the flange 15 has a thickness of about 1, 2mm.
  • four cuts 17 are arranged on ⁇ , extending from an outer edge of the flan ⁇ cal 15 diagonally inwardly in the direction of the connecting tube 13 and divide the flange 15 into four flange 16.
  • the incisions 17 have a width which corresponds at least to the thickness of the flange 15.
  • the sections 17 terminate at a distance from the connecting tube 13. Since the distance between the inner end 18 of an incision 17 and the connecting tube 13 corresponds to the thickness of the flange 15.
  • the guide blade 1 comprises an inner platform 19 which is arranged opposite the outer platform 2 and connected to the blade 6.
  • a further passage opening 20 is provided, in which the connecting pipe 13 is inserted so that it is slidably held therein.
  • the flange 15 is first welded to the connecting tube 13. Then, the flange portions 16 lying between the cuts 17 are individually adapted by bending to the outer surface 4 of the projection 3 of the outer platform 2 such that the flange 15 abuts the curved outer surface 4 as well as possible.
  • the connecting tube 13 is inserted from the outside into the passage opening 5, so that its inner end is held displaceably in the passage opening 20 of the inner platform 19.
  • the flange 15 is welded or soldered to the outer surface 4 of the projection 3 in a fluid-tight manner.
  • the welding or soldering is effected along the peripheral edge of the flange 15, wherein the welding seam ⁇ at least partially also along the incisions 17 extend, provided that the length of the incisions 17 is greater than the self-adjusting width of the circumferential weld.
  • FIGS. 2 to 5 show a guide blade 1 for a turbomachine, in particular a gas turbine, according to a second embodiment of the present invention. It has the same basic structure as the previously described vane according to the first embodiment.
  • two webs 21 are provided in the cavity 12, each connecting the pressure-side portion of the peripheral wall with the suction-side portion of the peripheral wall.
  • the two webs 21 are formed and arranged such that each web 21, starting from a platform 2, 19 in the longitudinal direction L in the direction of the respective opposite platform 19, 2 extends into the cavity 12.
  • the two webs 21 extend from different platforms 2, 19, whereby a meandering cooling fluid channel 22 is defined in the cavity 12.
  • the cooling fluid channel 22 includes fully three substantially straight and extending in the longitudinal direction L channel portions 23, which are arranged starting from the leading edge 8 in a row and spaced from each other, and two bends 24, the adjacent Kanalab ⁇ sections 23 adjacent the inner Platform 19 or be ⁇ adjacent to the outer platform 2 interconnect.
  • the connecting tube 13 is arranged in the middle of the three channel sections 23.
  • FIGs 6 and 7 schematically show a portion of a flow machine with guide vanes according to the invention 1.
  • the fluid machine comprises a housing 25 in which a flow channel 26 extends in the axial direction A ei ⁇ ner.
  • Wei ⁇ terhin comprises the turbomachine a plurality of Turbi ⁇ nenlien 27, each comprising a guide vane ring 28 and a rotor blade ring 29, wherein the turbine stages 27 are arranged in the flow channel 26 in the axial direction A in a row and spaced apart.
  • the guide vane rings 29 are each formed from a plurality of he ⁇ inventive guide vanes 1 and each comprise a U-shaped retaining ring 30 with a circumferential cooling fluid groove 31, in which the inner platforms 19 of Leitschau ⁇ blades 1 are held.
  • the Strö ⁇ flow duct 26 is flowed through by an expanding hot gas.
  • the thermal load on the vane rings 29 to ver ⁇ wrestlers, the guide vane rings are cooled by a cooling fluid 29 simultaneously.
  • each vane 1 is flowed through by the cooling fluid.
  • a portion of the cooling fluid flows for cooling the airfoil 6 the cooling fluid channel 22, currency ⁇ rend another part of the cooling fluid for cooling the holding ⁇ rim 30 directly and without heated Contacting the environmental fangswandung 7 of the blade 6 through the connecting pipe 13 into the support ring 30 flows.
  • An advantage of the guide blade 1 according to the invention is that the cut annular flange 15 can be adapted well to the curved outer surface 4 of the projection 3 of the outer platform 2 by bending the sections 26 of the flange 15 defined between the cuts 17 independently of each other, that they are individually adapted to the outer surface 4 of the projection 3. In this way, a fluid-tight connection between the connecting tube 13 and the outer platform 2 can be created easily and stress-free. This also opens the possibility for the cooling fluid passage 22 and the connecting tube to use 13 separate cooling fluid circuits which differ toward ⁇ clearly the temperature and pressure of the flowing therein cooling fluid, without an undesirable exchange between the two cooling fluid circuits is carried out.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel (1) für eine Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbine, mit einer im bestimmungsgemäß montierten Zustand der Leitschaufel äußeren Plattform (2), einem von der äußeren Plattform (2) vorstehenden Schaufelblatt (6), das sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt und in dessen Innerem ein Hohlraum (12) vorgesehen ist, einer inneren Plattform (19), die gegenüberliegend zu der äußeren Plattform (2) mit dem Schaufelblatt (6) verbunden ist, und einem den Hohlraum (12) des Schaufelblattes (6) in der Längsrichtung (L) durchsetzenden Verbindungsrohr (13), das an seinem nach außen weisenden freien Endbereich mit einem sich quer zu der Längsrichtung (L) erstreckenden Flansch (15) versehen und in eine Durchgangsöffnung (5) der äußeren Plattform (2) eingesetzt ist, wobei die Durchgangsöffnung (5) im Bereich eines auswärts weisenden Vorsprungs (3) mit gekrümmter Außenfläche (4) ausgebildet ist, an welcher der Flansch (15) anliegt und mit welcher der Flansch (15) stoffschlüssig verbunden ist, und wobei der Flansch (15) wenigstens einen Einschnitt (17) aufweist, der sich ausgehend von einem Außenrand des Flansches (15) einwärts erstreckt.

Description

Beschreibung
Leitschaufel mit einem Verbindungsrohr und Verfahren zum Herstellen einer Leitschaufel
Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel für eine Strömungs¬ maschine, insbesondere Gasturbine, mit einer im bestimmungs¬ gemäß montierten Zustand der Leitschaufel äußeren Plattform, einem von der äußeren Plattform vorstehenden Schaufelblatt, das sich in einer Längsrichtung erstreckt und in dessen Innerem ein Hohlraum vorgesehen ist, einer inneren Plattform, die gegenüberliegend zu der äußeren Plattform mit dem Schaufel¬ blatt verbunden ist, und einem den Hohlraum des Schaufelblat¬ tes in der Längsrichtung durchsetzenden Verbindungsrohr, das an seinem nach außen weisenden freien Endbereich mit einem sich quer zu der Längsrichtung erstreckenden Flansch versehen und in eine Durchgangsöffnung der äußeren Plattform eingesetzt ist, wobei die Durchgangsöffnung im Bereich eines aus¬ wärts weisenden Vorsprungs mit gekrümmter Außenfläche ausge- bildet ist, an welcher der Flansch anliegt und mit welcher der Flansch stoffschlüssig verbunden ist.
Strömungsmaschinen wie beispielsweise Gasturbinen sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen be- kannt und dienen dazu, thermische Energie und Strömungsener¬ gie eines Arbeitsfluids , insbesondere eines Heißgases in Ro¬ tationsenergie umzuwandeln. Sie umfassen ein Gehäuse, in dem sich in einer axialen Richtung ein Strömungskanal erstreckt. In dem Strömungskanal ist eine Mehrzahl von Turbinenstufen in der axialen Richtung hintereinander und beabstandet zueinander angeordnet.
Jede Turbinenstufe umfasst eine Mehrzahl von Leitschaufeln, die einen mit dem Gehäuse verbundenen Leitschaufelkranz bil- den und die Strömungsrichtung des Arbeitsfluids günstig zu beeinflussen. Eine solche Leitschaufel umfasst üblicherweise eine Plattform, die im bestimmungsgemäß montierten Zustand der Leitschaufel radial außen angeordnet ist. Ferner umfasst die Leitschaufel ein Schaufelblatt, das von der äußeren
Plattform vorsteht und sich in einer Längsrichtung erstreckt. Weiterhin weist die Leitschaufel eine innere Plattform auf, die gegenüberliegend zu der äußeren Plattform mit dem Schau- felblatt verbunden ist. Der Leitschaufelkranz ist nach innen durch einen Haltekranz abgeschlossen, in dem die inneren Plattformen der Leitschaufeln gehalten sind.
Darüber hinaus umfasst jede Turbinenstufe eine Mehrzahl von Laufschaufeln, die einen mit einem zentral gelagerten und das Gehäuse in der axialen Richtung durchsetzenden Läufer verbundenen Laufschaufelkranz bilden. In dem Läufer sind weiterhin Umfangsnuten ausgebildet, in denen die Haltekränze der Leit¬ schaufelkränze angeordnet sind.
Während des Betriebs der Strömungsmaschine wird der Strö¬ mungskanal der Strömungsmaschine von einem Arbeitsfluid durchströmt. Das den Strömungskanal durchströmende Arbeits¬ fluid wird von den Leitschaufeln derart umgelenkt, dass es die dahinter angeordneten Laufschaufeln optimal anströmt und mit einer Kraft beaufschlagt. Das durch die Leitschaufeln vermittelte Drehmoment versetzt den Läufer in Rotation. Die Rotationsenergie des Läufers kann beispielsweise mittels ei¬ nes Generators in elektrische Energie umgewandelt werden.
Der thermodynamische Wirkungsgrad von Gasturbinen ist umso höher, je höher die Eintrittstemperatur des Heißgases in die Gasturbine ist. Der Höhe der Eintrittstemperatur sind jedoch Grenzen unter anderem durch die thermische Belastbarkeit der in dem Strömungskanal angeordneten Komponenten gesetzt. Dementsprechend besteht eine Zielsetzung darin, Komponenten zu schaffen, die auch bei sehr hohen Temperaturen des Heißgases eine für den Betrieb der Gasturbine ausreichende mechanische Beständigkeit besitzen.
Eine Möglichkeit, die thermische Belastbarkeit beispielsweise einer Leitschaufel zu erhöhen, besteht darin, mittels eines Kühlfluids Wärme von der Leitschaufel abzuführen. Dazu wird in ihrem Inneren ein Hohlraum vorgesehen, der von dem Kühlfluid durchströmt wird.
Auch die Haltekränze an den Innenseiten der Leitschaufel- kränze werden durch in die Umfangsnut strömendes Heißgas stark erhitzt. Ein bewährtes Mittel zur Kühlung eines Halte¬ kranzes ist, den Haltekranz mit einem U-förmigen Querschnitt auszubilden, wodurch in dem Haltekranz eine umlaufende Kühl- fluidnut geschaffen wird. Diese Kühlfluidnut wird mit Kühl- fluid versorgt, das aus den Leitschaufeln durch eine in der inneren Plattform vorgesehene Auslassöffnung in die Kühlfluidnut des Haltekranzes strömt. Jedoch hat dieses Kühlfluid in dem Schaufelblatt der Leitschaufel bereits Wärme aufgenom¬ men, was die für den Haltekranz verfügbare Kühlleistung ver- ringert.
Eine höhere Kühlleistung des Kühlfluids in dem Haltekranz lässt sich durch ein spezielles Verbindungsrohr (jumper tube) erzielen, welches den Hohlraum des Schaufelblattes der Leit- schaufei in der Längsrichtung durchsetzt und durch welches das Kühlfluid auf direktem Weg und weitgehend unerwärmt in die Kühlfluidnut des Haltekranzes strömt.
Das Verbindungsrohr ist in eine Durchgangsöffnung der äußeren Plattform eingesetzt. Dabei ist die Durchgangsöffnung zumeist im Bereich eines nach außen weisenden Vorsprunges mit einer gekrümmten Außenfläche ausgebildet. Zur Befestigung an der äußeren Plattform ist das Verbindungsrohr in seinem nach außen weisenden freien Endbereich mit einem sich quer zu der Längsrichtung erstreckenden Flansch versehen, der an der Außenfläche des Vorsprungs anliegt und mit dieser stoff¬ schlüssig verbunden ist.
Es hat sich aber gezeigt, dass die Vorsprünge der äußeren Plattformen hinsichtlich der Krümmung ihrer Außenflächen variieren und sich zudem die Flansche verformen können, wenn sie an das Verbindungsrohr angeschweißt werden. Infolgedessen ist es aufwändig und fehleranfällig, eine stoffschlüssige und fluiddichte Verbindung zwischen dem ggf. verformten und stei¬ fen Flansch des Verbindungsrohrs und dem konvex gekrümmten Vorsprung der äußeren Plattform herzustellen. Die Figur 8 zeigt beispielhaft eine Schweißverbindung zwischen einem Ver- bindungsrohr und einer äußeren Plattform entsprechend der üblichen Praxis, für die eine starke Schweißnaht erzeugt werden musste .
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leitschaufel der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache und zuverlässige Verbindung des Flansches des Verbindungsrohrs mit dem Vor¬ sprung der äußeren Plattform erlaubt. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zum Herstellen einer derartigen Leitschaufel.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Leitschau¬ fel der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher der
Flansch wenigstens einen Einschnitt aufweist, der sich ausge- hend von einem Außenrand des Flansches einwärts erstreckt.
Die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird durch ein Ver¬ fahren gemäß Anspruch 16 gelöst.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, die Verformbar- keit des Flansches zu verbessern, um seine Form an unter¬ schiedlich gekrümmte Außenflächen anpassen zu können. Dazu wird in dem Flansch wenigstens ein Einschnitt vorgesehen, der sich ausgehend von einem Außenrand des Flansches einwärts er¬ streckt. Dieser wenigstens eine Einschnitt verringert die Steifheit des Flansches, wodurch dieser leichter verformt und an die Außenfläche des Vorsprungs angepasst werden kann. Dies erleichtert die Herstellung der Turbinenschaufel.
Vorteilhaft erstreckt sich der wenigstens eine Einschnitt im Wesentlichen in Richtung des Verbindungsrohres. Solche Ein¬ schnitte erleichtern die Handhabung der einzelnen Teile des Flansches bei der Anpassung an die Außenfläche des Vor¬ sprungs . Gemäß einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Leitschaufel ist der Flansch ringförmig ausgebildet und besitzt quer zu der Längsrichtung eine Breite im Bereich von 2mm bis 20mm und bevorzugt zwischen 5mm und 15mm. Dieser Breitenbe¬ reich entspricht bei gängigen Leitschaufeln dem für die Anlage des Flansches verfügbaren Flächenangebot des Vorsprungs der äußeren Plattform. Bevorzugt besitzt der Flansch eine viereckige, insbesondere rechteckige oder trapezförmige Außenkontur, deren Ecken ins¬ besondere abgerundet sind, wobei der wenigstens eine Ein¬ schnitt vorteilhaft in einer der Ecken vorgesehen ist. Flansche dieser Form passen zu den Vorsprüngen vieler gebräuchli- eher Leitschaufeln. Bei viereckigen Flanschen kann an jeder Ecke ein Einschnitt vorgesehen sein, um eine Anpassung des Flansches an die Außenfläche des Vorsprungs der äußeren
Plattform zu erleichtern. In diesem Fall ergeben sich diagonal erstreckende Einschnitte eine besonders gleichmäßige An- passbarkeit des Flansches.
Der Flansch kann bezogen auf die Längsrichtung eine Dicke im Bereich von 1mm bis 1,5mm und bevorzugt von 1,2mm besitzen. Mit dieser Wahl der Dicke des Flansches wird eine einfache Verformbarkeit des Flansches sichergestellt.
Gemäß einer Variante der erfindungsgemäßen Leitschaufel be¬ sitzt der wenigstens eine Einschnitt eine Breite, die mindes¬ tens der Dicke des Flansches entspricht. Derartig schmale Einschnitte lassen die Anlagefläche des Flansches nahezu un¬ verändert .
Bevorzugt endet der wenigstens eine Einschnitt beabstandet zu dem Verbindungsrohr, wobei der Abstand zwischen dem inneren Ende des Einschnitts und dem Verbindungsrohr mindestens der Dicke des Flansches entspricht. Mit anderen Worten durch¬ trennt der wenigstens eine Einschnitt den Flansch nicht voll- ständig, so dass die Ringform des Flansches benachbart zu dem Verbindungsrohr nicht beeinträchtigt ist.
Vorteilhaft sind in dem Flansch mehrere beabstandet zueinan- der angeordnete Einschnitte vorgesehen. Mehrere Einschnitte verbessern weiter die Verformbarkeit des Flansches, wodurch sich dessen Steifheit verringert und folglich die Anpassbar- keit erhöht. In an sich bekannter Weise kann das Verbindungsrohr mit der äußeren Plattform verschweißt oder verlötet sein. Schweißen und Löten sind Fügeverfahren, die sich in Zusammenhang mit Leitschaufeln bewährt haben. Vorteilhaft umfasst das Verbindungsrohr ein Metall oder eine Metalllegierung, insbesondere eine Nickelbasislegierung wie IN625 oder Nimonic90 oder besteht daraus.
Bevorzugt ist das innere Ende des Verbindungsrohrs in eine weitere Durchgangsöffnung, die in der inneren Plattform vorgesehen ist, eingesetzt und darin verschiebbar gehalten. Auf diese Weise werden Spannungen und spannungsbedingte Material¬ ermüdung vermieden, wenn sich das Schaufelblatt und das Verbindungsrohr während des Betriebs der Strömungsmaschine nicht um dasselbe Maß ausdehnen oder zusammenziehen.
Gemäß einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Leitschaufel weist das Verbindungsrohr einen viereckigen, rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf, dessen Ecken insbesondere abgerundet sind. Derartige Querschnitte eignen sich besonders zur Anordnung des Verbindungsrohrs innerhalb des Schaufelblatts einer Leitschaufel.
In an sich bekannter Weise umfasst das Schaufelblatt eine Um- fangswandung, die eine vordere Anströmkante und eine hintere Anströmkante, die sich jeweils in der Längsrichtung erstre¬ cken, definiert und einen konkaven druckseitigen Abschnitt und einen konvexen saugseitigen Abschnitt aufweist. Bei einer solchen Leitschaufel kann das Verbindungsrohr in dem Hohlraum beabstandet von der Umfangswandung angeordnet sein. Infolge des Abstandes besteht keine Wärmebrücke zwi- sehen der Umfangswandung und dem Verbindungsrohr, so dass sich das Verbindungsrohr während des Betriebs der Strömungs¬ maschine so wenig wie möglich erwärmt.
Gemäß einer Weiterentwicklung ist in dem Hohlraum wenigstens ein Steg vorgesehen, der sich ausgehend von einer Plattform in der Längsrichtung in den Hohlraum erstreckt und den druckseitigen Abschnitt der Umfangswandung mit dem saugseitigen Abschnitt der Umfangswandung verbindet. Derartige Stege die¬ nen dazu, den Hohlraum in dem Schaufelblatt in der Längsrich- tung zur Bildung eines oder mehrerer Kühlfluidkanalabschnitte zu unterteilen.
Bevorzugt sind mehrere Stege derart in dem Hohlraum ausgebil¬ det und angeordnet, dass sich jeder Steg ausgehend von einer Plattform in Richtung der gegenüberliegenden Plattform erstreckt und beabstandet zu dieser endet, wobei sich benach¬ barte Stege ausgehend von unterschiedlichen Plattformen erstrecken, um in dem Hohlraum einen mäanderförmigen Kühlfluid- kanal zu definieren. Bei dieser Ausgestaltung wird das Schau- felblatt von dem Kühlfluid entlang mehrerer Schleifen durchströmt. Dabei ist es günstig, die erste Schleife, in der das Kühlfluid die höchste Kühlleistung erbringt, im Bereich der Anströmkante der Leitschaufel vorzusehen, da diese einer be¬ sonders hohen thermischen Belastung durch das Heißgas ausge- setzt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Variante sind genau zwei Stege vor¬ gesehen und weist der Kühlfluidkanal drei im wesentlichen ge¬ rade und sich in der Längsrichtung erstreckende Kanalab- schnitte, die ausgehend von der Anströmkante hintereinander und beabstandet zu einander angeordnet sind, und zwei Kehren auf, die benachbarte Kanalabschnitte des mäanderförmigen Kühlfluidkanals benachbart zu der inneren Plattform oder be- nachbart zu der äußeren Plattform miteinander verbinden. Dabei ist das Verbindungsrohr in dem mittleren Kanalabschnitt des Kühlfluidkanals angeordnet. Bei dieser Anordnung sind die Strömungsrichtungen des Kühlfluids in dem mittleren Kanalab- schnitt und in dem Verbindungsrohr entgegengesetzt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand einer Leitschaufel gemäß zweier Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beilie- gende Zeichnung deutlich. Darin ist
Figur 1 eine teilweise Draufsicht einer Plattform einer
Leitschaufel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine teilweise Draufsicht einer Plattform einer
Leitschaufel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 eine Draufsicht der in Figur 2 dargestellten Leit schaufei ;
Figur 4 eine seitliche Querschnittsansicht der in Figur 3 dargestellten Leitschaufel entlang der mit dem Be- zugszeichen IV bezeichneten Linie;
Figur 5 eine Querschnittsansicht eines Schaufelblatts der in Figur 2 dargestellten Leitschaufel; Figur 6 eine teilweise Querschnittsansicht einer Strömungs¬ maschine mit Leitschaufeln gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform;
Figur 7 eine vergrößerte Detailansicht des in Figur 5 mit dem Bezugszeichen VII bezeichneten Ausschnitts; und
Figur 8 eine perspektivische Teilansicht einer üblichen
Schweißverbindung zwischen einer äußeren Schaufel- Plattform und einem nicht erfindungsgemäßen Verbindungsrohr .
Die Figur 1 zeigt eine Leitschaufel 1 für eine nicht darge¬ stellte Strömungsmaschine, insbesondere eine Gasturbine, ge¬ mäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Leitschaufel 1 weist eine äußere Plattform 2 auf, die im bestimmungsgemäß montierten Zustand der Leitschaufel 1 radial außen angeordnet ist. Die äußere Plattform 2 umfasst einen nach außen weisenden Vorsprung 3 mit einer gekrümmten Außenfläche 4. In dem Bereich des Vorsprungs 3 ist eine Durch¬ gangsöffnung 5 ausgebildet. Ferner umfasst die Leitschaufel 1 ein von der äußeren Platt¬ form 2 vorstehendes Schaufelblatt 6, das sich in einer Längs¬ richtung L erstreckt und eine Umfangswandung 7 aufweist, die eine vordere Anströmkante 8 und eine hintere Abströmkante 9 definiert sowie einen druckseitigen Abschnitt 10 und einen saugseitigen Abschnitt 11 aufweist. In dem Inneren des Schau¬ felblatts 6 ist ein Hohlraum 12 vorgesehen.
Weiterhin umfasst die Leitschaufel 1 ein Verbindungsrohr 13 mit einem trapezförmigen Querschnitt, dessen Ecken 14 abge- rundet sind. Das Verbindungsrohr 13 ist in die Durchgangsöff¬ nung 5 eingesetzt, durchsetzt den Hohlraum 12 des Schaufel¬ blattes 6 und ist in dem Hohlraum 12 beabstandet zu der Um- fangswandung 7 angeordnet. Es besteht aus einer Nickelbasis¬ legierung wie IN625 oder Nimonic90, kann aber alternativ auch allgemein ein Metall oder eine Metalllegierung umfassen oder daraus bestehen.
Das Verbindungsrohr 13 ist an seinem äußeren freien Endbereich mit einem Flansch 15 versehen, der durch Schweißen an das Verbindungsrohr 13 angeformt ist. Der Flansch 15 liegt außenseitig an der gekrümmten Außenfläche 4 an und ist mit dieser durch Schweißen stoffschlüssig verbunden. Der Flansch 15 ist ringförmig ausgebildet und besitzt quer zu der Längs- richtung L eine variierende Breite im Bereich zwischen 5mm und 15mm. Die Außenkontur des Flansches 15 ist trapezförmig, wobei die Ecken 14 des Flansches 15 abgerundet sind. Bezogen auf die Längsrichtung L besitzt der Flansch 15 eine Dicke von etwa 1 , 2mm.
An den Ecken 14 des Flansches 15 sind vier Einschnitte 17 an¬ geordnet, die sich ausgehend von einem Außenrand des Flan¬ sches 15 diagonal einwärts in Richtung des Verbindungsrohres 13 erstrecken und den Flansch 15 in vier Flanschabschnitte 16 unterteilen. Die Einschnitte 17 besitzen eine Breite, die mindestens der Dicke des Flansches 15 entspricht. Die Ein¬ schnitte 17 enden beabstandet zu dem Verbindungsrohr 13. Da¬ bei entspricht der Abstand zwischen dem inneren Ende 18 eines Einschnitts 17 und dem Verbindungsrohr 13 der Dicke des Flansches 15.
Schließlich umfasst die Leitschaufel 1 eine innere Plattform 19, die gegenüberliegend zu der äußeren Plattform 2 angeord- net und mit dem Schaufelblatt 6 verbunden ist. In der inneren Plattform 19 ist eine weitere Durchgangsöffnung 20 vorgesehen, in die das Verbindungsrohr 13 derart eingesetzt ist, dass es darin verschiebbar gehalten ist. Zur Herstellung der Leitschaufel 1 wird zunächst der Flansch 15 mit dem Verbindungsrohr 13 verschweißt. Dann werden die zwischen den Einschnitten 17 liegenden Flanschabschnitte 16 durch Biegen individuell an die Außenfläche 4 des Vorsprungs 3 der äußeren Plattform 2 derart angepasst, dass der Flansch 15 möglichst gut an der gekrümmten Außenfläche 4 anliegt. In einem weiteren Schritt wird das Verbindungsrohr 13 von außen in die Durchgangsöffnung 5 eingesetzt, so dass sein inneres Ende in der Durchgangsöffnung 20 der inneren Plattform 19 verschiebbar gehalten ist. Abschließend wird der Flansch 15 mit der Außenfläche 4 des Vorsprungs 3 fluiddicht verschweißt oder verlötet. Die Verschweißung bzw. Verlötung erfolgt dabei entlang der Umfangskante des Flansches 15, wobei die Schwei߬ naht sich zumindest teilweise auch entlang der Einschnitte 17 erstrecken, sofern die Länge der Einschnitte 17 größer ist als die sich einstellende Breite der umlaufenden Schweißnaht.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen eine Leitschaufel 1 für eine Strö- mungsmaschine, insbesondere Gasturbine, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Sie besitzt denselben Grundaufbau wie die zuvor beschriebene Leitschaufel gemäß der ersten Ausführungsform. Im Unterschied zu dieser sind in dem Hohlraum 12 zwei Stege 21 vorgesehen, die jeweils den druckseitigen Abschnitt der Umfangswandung mit dem saug- seitigen Abschnitt der Umfangswandung verbinden. Die beiden Stege 21 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sich jeder Steg 21 ausgehend von einer Plattform 2, 19 in der Längsrichtung L in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Plattform 19, 2 in den Hohlraum 12 erstreckt. Die beiden Stege 21 erstrecken sich ausgehend von unterschiedlichen Plattformen 2, 19, wodurch in dem Hohlraum 12 ein mäanderförmiger Kühlfluidkanal 22 definiert ist. Der Kühlfluidkanal 22 um- fasst drei im Wesentlichen gerade und sich in der Längs- richtung L erstreckende Kanalabschnitte 23, die ausgehend von der Anströmkante 8 hintereinander und beabstandet zueinander angeordnet sind, und zwei Kehren 24, die benachbarte Kanalab¬ schnitte 23 benachbart zu der inneren Plattform 19 oder be¬ nachbart zu der äußeren Plattform 2 miteinander verbinden. Das Verbindungsrohr 13 ist in dem mittleren der drei Kanalabschnitte 23 angeordnet.
Die Figuren 6 und 7 zeigen schematisch einen Abschnitt einer Strömungsmaschine mit erfindungsgemäßen Leitschaufeln 1. Die Strömungsmaschine umfasst ein Gehäuse 25, in dem sich in ei¬ ner axialen Richtung A ein Strömungskanal 26 erstreckt. Wei¬ terhin umfasst die Strömungsmaschine eine Mehrzahl von Turbi¬ nenstufen 27, die jeweils einen Leitschaufelkranz 28 und einen Laufschaufelkranz 29 umfassen, wobei die Turbinenstufen 27 in dem Strömungskanal 26 in der axialen Richtung A hintereinander und beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Leitschaufelkränze 29 sind jeweils aus einer Mehrzahl von er¬ findungsgemäßen Leitschaufeln 1 gebildet und umfassen jeweils einen U-förmigen Haltekranz 30 mit einer umlaufenden Kühl- fluidnut 31, in dem die inneren Plattformen 19 der Leitschau¬ feln 1 gehalten sind. Während des Betriebs der Strömungsmaschine wird der Strö¬ mungskanal 26 von einem expandierenden Heißgas durchströmt. Um die thermische Belastung der Leitschaufelkränze 29 zu ver¬ ringern, werden die Leitschaufelkränze 29 gleichzeitig durch ein Kühlfluid gekühlt. Dazu wird jede Leitschaufel 1 von dem Kühlfluid durchströmt. Ein Teil des Kühlfluids durchströmt zur Kühlung des Schaufelblatts 6 den Kühlfluidkanal 22, wäh¬ rend ein anderer Teil des Kühlfluids zur Kühlung des Halte¬ kranzes 30 direkt und ohne erwärmenden Kontakt zu der Um- fangswandung 7 des Schaufelblatts 6 durch das Verbindungsrohr 13 in den Haltekranz 30 strömt.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Leitschaufel 1 liegt darin, dass sich der eingeschnittene ringförmige Flansch 15 gut an die gekrümmte Außenfläche 4 des Vorsprungs 3 der äußeren Plattform 2 anpassen lässt, indem die zwischen den Einschnitten 17 definierten Abschnitte 26 des Flansches 15 unabhängig voneinander derart gebogen werden, dass sie individuell an die Außenfläche 4 des Vorsprungs 3 angepasst sind. Auf diese Weise kann eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Verbin- dungsrohr 13 und der äußeren Plattform 2 einfach und spannungsfrei geschaffen werden. Dies eröffnet auch die Möglichkeit, für den Kühlfluidkanal 22 und das Verbindungsrohr 13 getrennte Kühlfluidkreisläufe zu verwenden, die sich hin¬ sichtlich der Temperatur und des Druckes des darin strömenden Kühlfluids unterscheiden, ohne dass ein unerwünschter Austausch zwischen den beiden Kühlfluidkreisläufen erfolgt. Abgesehen davon bewirkt die Anordnung des Verbindungsrohres 13 in dem mittleren Kanalabschnitt 23 eine besonders gute Tren¬ nung der beiden Kühlkanalkreisläufe, da weder die äußere Plattform 2 noch die innere Plattform 19 im Bereich des mittleren Kanalabschnitts 23 einen Kühlfluiddurchlass aufweisen. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so is die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Leitschaufel (1) für eine Strömungsmaschine, insbeson¬ dere Gasturbine, mit einer im bestimmungsgemäß montierten Zustand der Leitschaufel äußeren Plattform (2), einem von der äußeren Plattform (2) vorstehenden Schaufelblatt (6), das sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt und in dessen Innerem ein Hohlraum (12) vorgesehen ist, einer inneren Plattform (19), die gegenüberliegend zu der äußeren Platt- form (2) mit dem Schaufelblatt (6) verbunden ist, und einem den Hohlraum (12) des Schaufelblattes (6) in der Längsrichtung (L) durchsetzenden Verbindungsrohr (13), das an seinem nach außen weisenden freien Endbereich mit einem sich quer zu der Längsrichtung (L) erstreckenden Flansch (15) ver- sehen und in eine Durchgangsöffnung (5) der äußeren Plattform (2) eingesetzt ist,
wobei die Durchgangsöffnung (5) im Bereich eines auswärts weisenden Vorsprungs (3) mit gekrümmter Außenfläche (4) ausgebildet ist, an welcher der Flansch (15) anliegt und mit welcher der Flansch (15) Stoffschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Flansch (15) wenigstens einen Einschnitt (17) auf¬ weist, der sich ausgehend von einem Außenrand des Flansches (15) einwärts erstreckt.
2. Leitschaufel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der wenigstens eine Einschnitt (17) im Wesentli¬ chen in Richtung des Verbindungsrohres (13) erstreckt.
3. Leitschaufel nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flansch (15) ringförmig ausgebildet ist und quer zu der Längsrichtung (L) eine Breite im Bereich von 2mm bis 20mm und bevorzugt zwischen 5mm und 15mm besitzt.
4. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Flansch (15) eine viereckige, insbesondere recht¬ eckige oder trapezförmige Außenkontur besitzt, deren Ecken (14) insbesondere abgerundet sind, wobei der wenigstens ei¬ ne Einschnitt (17) vorteilhaft in einer der Ecken (14) vorgesehen ist und/oder bezogen auf die Längsrichtung (L) eine Dicke im Bereich von 1mm bis 1,5mm und bevorzugt von 1,2mm besitzt .
5. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine Einschnitt (17) eine Breite be¬ sitzt, die mindestens der Dicke des Flansches (15) ent- spricht, und/oder beabstandet zu dem Verbindungsrohr (13) endet,
wobei der Abstand zwischen dem Ende (18) des Einschnittes (17) und dem Verbindungsrohr (13) mindestens der Dicke des Flansches (15) entspricht.
6. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Flansch (15) mehrere beabstandet voneinander angeordnete Einschnitte (17) vorgesehen sind.
7. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungsrohr (13) mit der äußeren Plattform (2) verschweißt oder verlötet ist.
8. Leitschaufeln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungsrohr (13) ein Metall oder eine Metall¬ legierung, insbesondere eine Nickelbasislegierung wie IN625 oder Nimonic90 umfasst oder daraus besteht.
9. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das innere Ende des Verbindungsrohrs (13) in eine wei¬ tere Durchgangsöffnung (20), die in der inneren Plattform (19) vorgesehen ist, eingesetzt ist und darin verschiebbar gehalten ist.
10. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungsrohr (13) einen viereckigen, rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist, dessen Ecken (14) insbesondere abgerundet sind.
11. Leitschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schaufelblatt (6) eine Umfangswandung (7) umfasst, die eine vordere Anströmkante (8) und eine hintere
Abströmkante (9), die sich jeweils in der Längsrichtung (L) erstrecken, definiert und einen konkaven druckseitigen Abschnitt (10) und einen konvexen saugseitigen Abschnitt (11) aufweist .
12. Leitschaufel nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungsrohr (13) in dem Hohlraum (12)
beabstandet von der Umfangswandung (7) angeordnet ist.
13. Leitschaufel nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Hohlraum (12) wenigstens ein Steg (21) vorge¬ sehen ist, der sich ausgehend von einer Plattform in der Längsrichtung (L) in den Hohlraum (12) erstreckt und den druckseitigen Abschnitt (10) der Umfangswandung (7) mit dem saugseitigen Abschnitt (11) der Umfangswandung (7) verbindet .
14. Leitschaufel nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Stege (21) derart in dem Hohlraum (12) ausge¬ bildet und angeordnet sind, dass sich jeder Steg (21) aus- gehend von einer Plattform (2, 19) in Richtung der gegenüberliegenden Plattform (19, 2) erstreckt und beabstandet zu dieser endet,
wobei sich benachbarte Stege (21) ausgehend von unter¬ schiedlichen Plattformen (2, 19) erstrecken, um in dem Hohlraum (12) einen mäanderförmigen Kühlfluidkanal (22) zu definieren .
15. Leitschaufel nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass genau zwei Stege (21) vorgesehen sind und der Kühl- fluidkanal (22) drei im Wesentlichen gerade und sich in der Längsrichtung (L) erstreckende Kanalabschnitte (23) , die ausgehend von der Anströmkante (8) hintereinander und beabstandet zueinander angeordnet sind, und zwei Kehren (24) aufweist, die benachbarte Kanalabschnitte (23) benach¬ bart zu der inneren Plattform (19) oder benachbart zu der äußeren Plattform (2) miteinander verbinden,
wobei das Verbindungsrohr (13) in dem mittleren Kanalabschnitt (23) des Kühlfluidkanals (22) angeordnet ist.
16. Verfahren zum Herstellen einer Leitschaufel,
mit den Schritten:
- Bereitstellen einer Leitschaufeln (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- fluiddichtes Verschweißen oder fluiddichtes Verlöten des
Flansches (15) mit der Außenfläche (4) des Vorsprungs (3) .
PCT/EP2017/059100 2016-04-21 2017-04-18 Leitschaufel mit einem verbindungsrohr und verfahren zum herstellen einer leitschaufel WO2017182423A1 (de)

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