DE2909315C2 - Innengekühlte Gasturbinenleitschaufel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine innengekühlte Gasturbinenleitschaufel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer aus der FR-PS 23 33 947 bekannten Gasturbinenleitschaufel dieser Art liegen die einander zugeordneten Ränder der beiden Einsatzteile parallel aneinander an und sind miteinander verlötet sowie in die sie aufnehmenden Nuten der Schaufelinnenwandung eingekittet.

Bei der bekannten Konstruktion erfordert der Zusammenbau des Einsatzes sowie dessen Einbau in die hohle Gasturbinenleitschaufel einen relativ großen Zeit- und Arbeitsaufwand, und außerdem bereitet ein eventuell notwendiger späterer Wiederausbau des Einsatzes aus der Schaufel erhebliche Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich Fertigung und Aufbau vorteilhaftere Konstruktion einer innengekühlten Gasturbinenleitschaufel der eingangs genannten Art zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung bringt den Vorteil, daß die Einsatzteile nicht nur einfach und kostengünstig zu fertigen sind, sondern ohne jegliche Notwendigkeit von Schweiß- oder Lötverbindungen durch einfaches Einschieben in den Schaufelkörper formschlüssig in diesem gehaltert werden können, wobei ein Einsatzteil direkt im Schaufelkörper gehaltert ist und seinerseits das andere Einsatzteil halten. Diese erfindungsgemäße Anordnung gestattet aber nicht nur einen einfachen und schnellen Zusammenbau der Schaufel, sondern sie erlaubt auch, falls erforderliph, den jederzeitigen leichten Wiederausbau des Schaufeleinsatzes ohne Zerstörung des Einsatzes und ohne Beschädigung der Schaufel, da keine Schweiß- oder Lötverbindungen oder dergl aufgetrennt zu werden brauchen, so daß der diesbezügliche Arbeits- und Zeitaufwand sowie der bei stoffschlüssigen Verbindungen zwischen Einsatz und Schaufel bei der bekannten Schaufel erforderliche Nacharbeitungs- bzw. Wiederherstellungsaufwand an ίο Schaufelkörper und Einsatz entfällt Diese Einsparung fällt bei der großen Anzahl der einen Schaufelkranz bildenden Einzelschauf ein erheblich ins Gewicht

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2 und gestattet die einfache Unterteilung des vom Einsatz umschlossenen Hohlraum

in mehrere Keilräume zur Anpassung der Kühlung einzelner Schaufelzonen an den jeweiligen tatsächlichen

Kühlbedarf, wobei alle eben erwähnten fertigungs- und

montagemäßigen Vorteile der erfindungsgemäßen

Grundkonstruktion erhalten bleiben.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gasturbinenleitschaufel wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine ausemandergezogene perspektivische Darstellung der Schaufel mit dem Einsatz,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Schaufel,

Fig.3 einen Querschnitt durch die Schaufel in der EbeneIII-IIIinFiE-.2,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 2, und

Fig.5 einen Querschnitt ähnlich Fig.2 durch die Schaufel mit etwas abgewandeltem Einsatz.

Gemäß den Zeichnungen weist die Schaufel einen hohlen Schaufelkörper 10 auf, der als Gußkörper mit tragflügelartiger Außenform (F i g. 3) ausgebildet ist und dessen innerer Hohlraum eine entsprechende Form aufweist Der Schaufelhohlraum wird von den Seitenwänden 11 und 12 des Schaufelkörpers begrenzt, die an der Schaufelvorderkante 13 und der Schaufelhinterkante 14 zusammenlaufen. Der ,Schaufv'lkörper gliedert sich in einen vorderhalb einer Stelle 17 gelegenen vorderen Teil 15 und einen hinterhalb dieser Stelle 17 gelegenen hinteren Teil 16. Eine Endwand 18 (F i g. 2) schließt das Schaufelinnere an dem einen Schaufelende 19 teilweise, ■»5 nämlich im Bereich des vorderen Schaufelteils ab. Am anderen Schaufelende 20 ist das Innere des Schaufelkörpers 10 zum Zwecke des Kühllufteintritts offen.

Weiter weist die Schaufel eine aus Metallblech bestehende Einsatzkonstruktion mit zwei Einsatzteilen ^o 21 und 26 auf. Das eine Einsatzteil 21 liegt an kleinen Flächenvorsprüngen 39 an, die an der Schaufelkörperinnenwandung, d. h. an der Innenseite der Schaufelwände 10 und 11 gebildet sind, so daß zwischen diesem Einsatzteil 21 und den Schaufelwänden 11 und 12 Kühlluftkanäle 30 verbleiben. Das Einsatzteil 21 besteht aus zwei einteilig miteinander ausgebildeten perforierten Platten 22, die sich in Schaufellängsrichtung jeweils über die gesamte Länge der Schaufelwände 11 und 12 erstrecken. Diese beiden Platten 22 konvergieren zur Schaufelhinterkante hin, und mit ihren vorderen Rändern stehen sie an der Stelle 17 in dichter Anlage mit den Schaufelwänden U und 12. Dazu sind die Schaufelwände 11 und 12 an der Stelle 17 mit einander zugewandten Nuten 23 versehen, in welche jeweils der Randteil 22/t der betreffenden Platte 22 eingreift. Der Randteil 22A ist als Randsicke ausgebildet, die mit ihrer Außenseite in der betreffenden Nut 23 liegt und mit ihrer innenseitigen Vertiefung wiederum eine Nut 24

bildet. Pie Nuten 24 der beiden Platten 22 sind wiederum einander zugewandt und verlaufen in Schaufeltängsrichtung,

Das zweite Einsatzteil 26 besteht aus einer ersten Platte 27, die quer durch den Hohlraum im Schaufelkör- s perinneren verläuft und deren seitliche Ränder in die Nuten 24 des ersteren Einsatzteils 21 eingreifen, so daß diese erste Platte 27 des zweiten Einsatzteils den zwischen den beiden Platten 22 des ersten Einsatzteils gelegenen Hohlraum an der Stelle 17 nach vorne abschließt Die Platte 27 bildet daher eine Trennwand, welche das Schaufelinnere in einen dem vorderen Schaafelteil 15 zugeordneten Bereich und einen dem hinteren Schaufelteil 16 zugeordneten Bereich unterteilt Weiter weist das zweite Einsatzteil 26 eine mit der Platte 27 einteilig ausgebildete zweite Platte 28 auf, die etwa rechtwinklig zur Platte 27 verläuft und den zwischen den beiden Platten 22 liegenden Raum an dem Schaufelende 20 abschließt

Der Einbau der beiden Einsatzteile 21 und 26 in den Schaufelkörper 10 erfolgt dadurch, daß zunächst das eine Einsatzteil 2! in das Schaufelinnere eingeschoben wird, wobei die beiden Randteile 22Λ diests Schaufelteils in den Nuten 23 gleiten. An seinem einen Ende weist das Einsatzteil 21 Schultern 25 (F i g. 4) auf, die an dem betreffenden Schaufelende sich als Anschlag an den Schaufelkörper anlegen und dadurch die Einschubtiefe dieses Einsatzteils in den Schaufelkörper begrenzen. Danach wird das zweite Einsatzteil 26 eingeführt, indem dessen Platte mit ihren Rändern in die Nuten 24 eingeschoben wird, bis die Platte 28 auf den Schultern 25 des ersten Einsatzteils aufliegt Sodann werden zur Fixierung des zweiten Einsatzteils 26 die Schultern 25 auf die Platte 28 umgebogen, wie in Fig.4 bei 25Λ gezeigt ist, und das freie Ende 29 der Platte 27 wird in der in F i g, 2 gezeigten Weise umgebogen.

In die mittigen Hohlräume zugefQhrte Kühlluft kanu an dem Schaufelende 19 in den Raum zwischen den Einsatzteilen 21 und 26 eintreten, durch die Perforationen der Platten 22 in den Zwischenraum 30 (Fig.3) zwischen den Platten 22 und den Schaufelwänden 11 und 12 gelangen und durch öffnungen 31 in der Schaufelhinterkante 14 wieder austreten. In den mittigen Hohlraum im vorderen Schaufelbereich am Schaufelende 20 eintretende Kühlluft tritt durch Bohrungen 32 an oder nahe der Schaufelvorderkante 13 wieder aus.

Gemäß einer in F i g. 5 gezeigten Abwandlung ist das erste Einsatzteil 21 mit einem zusätzlichen Paar von einander zugewandten Nuten 3? versehen, die in Schaufellängsrichtung verlaufen and zur Aufnahme eines zusätzlichen Einsatzteils 34 dienen.

Das zusätzliche Einsatzteil 34 verläuft quer durch den Hohlraum im Schaufelkörperinneren und unterteilt den hinterhalb der Platte 27 des zweiten Einsatzteils 26 gelegenen Teil des Schaufelinneren in einzelne Kammern 35.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche;

   1, Innengekühlte Gasturbinenjejtscbaufel mit einem in den hohlen Schaufelkörper eingesetzten zweiteiligen Einsatz, der zwischen sich und der Schaufelinnenwandung mindestens einen Kühlkanal bildet, wobei das eine Einsatzteil zwei entlang der Schaufelseitenwände verlaufende plattenartige Schenkel und das andere Einsatzteil ein quer durch den Schaufelhohlraum verlaufendes plattenartiges Element aufweist, und wobei an der Schaufelinnenwandung zwei einander gegenüberliegende, in Schaufellängsrichtung verlaufende Nuten gebildet sind, in weichen die beiden Einsatztefle mit ihren Rändern gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (23) der Schaufelinnenwandungen nur die Ränder (22A) des einen Einsatzteils (21) unmittelbar aufnehmen, daß weiter die Ränder dieses einen Einsatzteils ihrerseits mit einander zugewandten, in Schaufellängsricntung verlaufeniitn Nuten (24) versehen sind, welche die Ränder des plattenförmigen Elements (27) des anderen Einsatzteils (26) aufnehmen, und daß das andere Einsatzteil (26) ein weiteres, den Schaufelhohlraum an einem Schaufelende mindestens teilweise verschließendes plattenförmiges Element (28) aufweist
2. 2. Innengekühlte Gasturbinenleitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Einsatzteil (21) mit mindestens einem weiteren Paar von einander zugewandten, in Schaufellängsrichtung verlaufenden Nuten (33) zur Aufnahme der Ränder eines weiteren Einsatzteils (34) versehen ist