DE102017208679A1 - Turbine blade with cooling plate - Google Patents

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Agnes Link
Andre Scharping
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Silke Settegast
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel (1), insbesondere Lauf- oder Leitschaufel, mit einer Schaufelplattform (2) und einem Schaufelblatt (3), das mit der Schaufelplattform (2) verbunden ist, wobei an der Schaufelplattform (2) ein von Kühllöchern (16) durchsetztes Kühlblech (15) derart befestigt ist, dass es von einem gegenüberliegenden, zu kühlenden Wandabschnitt (13) der Schaufelplattform (2) beabstandet ist, wobei das Kühlblech (15) mit Hilfe zumindest eines Stifts (19) an der Schaufelplattform (2) befestigt ist, der sich durch eine Durchgangsbohrung (22) des Kühlblechs (15) erstreckt und an der Schaufelplattform (2) fixiert ist, wobei das Kühlblech (15) gegen ein axiales Abziehen von dem Stift (19) gesichert ist.

Figure DE102017208679A1_0000
The invention relates to a turbine blade (1), in particular running or guide blade, with a blade platform (2) and a blade (3) which is connected to the blade platform (2), wherein on the blade platform (2) one of cooling holes (16 ) is fixed in such a way that it is spaced from an opposite, to be cooled wall portion (13) of the blade platform (2), wherein the cooling plate (15) by means of at least one pin (19) on the blade platform (2) fixed, which extends through a through hole (22) of the cooling plate (15) and is fixed to the blade platform (2), wherein the cooling plate (15) is secured against axial withdrawal from the pin (19).
Figure DE102017208679A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel, insbesondere Lauf- oder Leitschaufel, mit einer Schaufelplattform und einem Schaufelblatt, das mit der Schaufelplattform verbunden ist, wobei an der Schaufelplattform ein von Kühllöchern durchsetztes Kühlblech derart befestigt ist, dass es von einem gegenüberliegenden, zu kühlenden Wandabschnitt der Schaufelplattform beabstandet ist.The present invention relates to a turbine blade, in particular rotor blade or vane, with a blade platform and an airfoil, which is connected to the blade platform, wherein on the blade platform penetrated by a cooling holes cooling plate is mounted such that it from an opposite, to be cooled wall portion of Blade platform is spaced.

In Strömungsmaschinen, wie etwa Gasturbinen, werden Turbinenschaufeln eingesetzt. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen rotierenden Laufschaufeln und stationären Leitschaufeln, die ein heißes fluides Arbeitsmedium, insbesondere Gas, in Richtung der Laufschaufeln leiten. Insbesondere durch die hohe Temperatur des fluiden Arbeitsmediums und dem damit verbundenen hohen Wärmeeintrag aus dem fluiden Arbeitsmedium in die Turbinenschaufeln, sind die Turbinenschaufeln während ihres Betriebs hohen thermischen Belastungen ausgesetzt und müssen gekühlt werden.In turbomachines, such as gas turbines, turbine blades are used. In principle, a distinction is made between rotating blades and stationary vanes, which guide a hot fluid working medium, in particular gas, in the direction of the rotor blades. In particular, the high temperature of the fluid working medium and the associated high heat input from the fluid working fluid into the turbine blades, the turbine blades are exposed during their operation high thermal loads and must be cooled.

Um den hohen thermische Belastungen von Turbinenschaufeln entgegenzutreten, sind unter anderem drei Kühlarten für Turbinenschaufeln bekannt, nämlich die konvektive Kühlung, die Filmkühlung und die Prallkühlung. Alle drei Kühlarten nutzen ein Kühlfluid, um die Turbinenschaufeln zu kühlen. Bei der konvektiven Kühlung strömt das Kühlfluid durch Kühlkanäle, die im Inneren der Turbinenschaufel ausgebildet sind, und führt hierbei mittels Konvektion Wärme an den die Kühlkanäle umgebenden Wänden ab. Bei der Filmkühlung wird das Kühlfluid über Durchgangsöffnungen, die eine Wandung der Turbinenschaufel durchsetzen, die auf der einen Seite einen Kühlkanal umgibt und auf der gegenüberliegenden Seite einen Teil der äußeren Turbinenschaufeloberfläche definiert, von dem Kühlkanal im Inneren der Turbinenschaufel nach außen geführt und umströmt dort die Turbinenschaufel unter Bildung einer isolierenden Schicht zwischen dem heißen, fluiden Arbeitsmedium und der äußeren Turbinenschaufeloberfläche. Bei der Prallkühlung wird eine Wandung der Turbinenschaufel dadurch gekühlt, dass das Kühlfluid im Inneren der Turbinenschaufel unter Bildung von Kühlfluidstrahlen erhöhter Geschwindigkeit durch Kühllöcher, die ein beabstandet von der zu kühlenden Wandung angeordnetes Kühlblech durchsetzen, strömt, in Form der Kühlfluidstrahlen auf die zu kühlende Wandung prallt, anschließend von der zu kühlenden Wandung wegströmt und hierbei Wärme mittels Konvektion abführt.To counteract the high thermal loads on turbine blades, three types of cooling turbine blades are known, namely convective cooling, film cooling and impingement cooling. All three types of cooling use a cooling fluid to cool the turbine blades. In the case of convective cooling, the cooling fluid flows through cooling channels formed in the interior of the turbine blade, where it conducts heat by means of convection to the walls surrounding the cooling channels. In the film cooling, the cooling fluid is guided through through openings, which pass through a wall of the turbine blade, which surrounds a cooling channel on the one side and defines a part of the outer turbine blade surface on the opposite side, and flows out of the cooling channel in the interior of the turbine blade Turbine blade forming an insulating layer between the hot, fluid working fluid and the outer turbine blade surface. In impingement cooling, a wall of the turbine blade is cooled by flowing the cooling fluid inside the turbine blade to form cooling fluid jets of increased velocity through cooling holes passing through a cooling plate spaced apart from the wall to be cooled, in the form of cooling fluid jets on the wall to be cooled bounces, then flows away from the wall to be cooled and thereby dissipates heat by convection.

Insbesondere die Schaufelplattform einer Turbinenschaufel muss gekühlt werden. Hierbei kommen in an sich bekannter Weise die zuvor erwähnten Kühlarten zum Einsatz. Insbesondere die Prallkühlung hat sich zur Kühlung der Schaufelplattform einer Turbinenschaufel bewährt.In particular, the blade platform of a turbine blade must be cooled. Here, the aforementioned types of cooling are used in a conventional manner. In particular, the impingement cooling has proven itself for cooling the blade platform of a turbine blade.

Beispielsweise ist aus der DE 10 2011 053 891 A1 bekannt, ein von Kühllöchern durchsetztes Prallkühlblech derart an der blattabgewandten Unterseite der Schaufelplattform zu befestigen, dass es von einem gegenüberliegenden, zu kühlenden Wandabschnitt der Schaufelplattform beabstandet ist. Genauer gesagt wird in der DE 10 2011 053 891 A1 vorgeschlagen, das Prallkühlblech mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Schweißverbindung, mit der Schaufelplattform zu verbinden.For example, is from the DE 10 2011 053 891 A1 it is known to fix a baffle plate penetrated by cooling holes on the underside of the blade platform facing away from the sheet such that it is spaced from an opposite, wall section of the blade platform to be cooled. More specifically, in the DE 10 2011 053 891 A1 proposed to connect the impingement cooling plate by means of a material connection, in particular by means of a welded connection, with the blade platform.

Eine Schweißverbindung hat jedoch den Nachteil, dass die miteinander verschweißten Bauteile derart fest miteinander verbunden sind, dass während des Betriebs der Turbinenschaufel, wenn sich unterschiedliche Materialien der miteinander verschweißten Bauteile bei den hohen Betriebstemperaturen unterschiedlich stark ausdehnen, unerwünschte Spannungen zwischen diesen Bauteilen entstehen können. Des Weiteren kann ein mittels Schweißen an der Schaufelplattform befestigtes Prallkühlblech im Falle einer Reparatur, Wartung und/oder des Refurbishments der Turbinenschaufel nicht von der Schaufelplattform gelöst werden, ohne Beschädigungen an den miteinander verschweißten Bauteilen hervorzurufen, die anschließend repariert werden müssen. Da sowohl die Demontage des Kühlblechs als auch die anschließende Reparatur der Schaufelplattform sehr aufwändig und damit sehr teuer ist, ist eine wirtschaftliche Reparatur, Wartung und/oder Refurbishment der Turbinenschaufel nicht möglich.However, a welded joint has the disadvantage that the components welded together are so firmly connected to each other that during operation of the turbine blade, if different materials of the components welded together at the high operating temperatures expand differently, undesirable stresses between these components may arise. Furthermore, in the event of a repair, maintenance and / or turbine blade refurbishment, a baffle plate secured by welding to the paddle platform can not be detached from the paddle platform without causing damage to the components being welded together, which subsequently must be repaired. Since both the dismantling of the cooling plate and the subsequent repair of the blade platform is very complex and therefore very expensive, economic repair, maintenance and / or refurbishment of the turbine blade is not possible.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Turbinenschaufel der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine wirtschaftliche Reparatur, Wartung und/oder Refurbishment möglich ist. Dabei soll insbesondere auch dem Auftreten unerwünschter Spannungen zwischen den miteinander verbundenen Bauteilen während des Betriebs der Turbinenschaufel vorgebeugt werden.Against this background, the present invention has the object, a turbine blade of the type mentioned in such a way that an economical repair, maintenance and / or refurbishment is possible. In particular, the occurrence of undesirable stresses between the interconnected components during operation of the turbine blade should be prevented.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Turbinenschaufel der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kühlblech mit Hilfe zumindest eines Stifts an der Schaufelplattform befestigt ist, der sich durch eine Durchgangsbohrung des Kühlblechs erstreckt und an der Schaufelplattform fixiert ist, wobei das Kühlblech gegen ein axiales Abziehen von dem Stift gesichert ist. Erfindungsgemäß ist somit das Kühlblech an der Schaufelplattform nur lokal an wenigen Befestigungsstellen durch Stifte befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, das Kühlblech vergleichsweise einfach und zumindest weitestgehend zerstörungsfrei von der Schaufelplattform zu demontieren, so dass der Demontage- und Montageaufwand im Rahmen einer Reparatur oder Wartung oder aber auch dem Refurbishment der Turbinenschaufel vergleichsweise gering ausfällt. Insbesondere kann ein demontiertes Kühlblech auch wiederverwendet werden. Zudem ermöglicht die Befestigung des Kühlblechs an der Schaufelplattform mittels Stiften, dass sich die miteinander verbundenen Bauteile während des Betriebs der Turbinenschaufel, wenn sich unterschiedliche Materialien der Bauteile bei den hohen Betriebstemperaturen unterschiedlich stark ausdehnen, leicht gegeneinander verschieben können und somit unerwünschten Spannungen zwischen den Bauteilen vorgebeugt wird.To achieve this object, the present invention provides a turbine blade of the type mentioned, which is characterized in that the cooling plate is fixed by means of at least one pin on the blade platform, which extends through a through hole of the cooling plate and is fixed to the blade platform, said the cooling plate is secured against axial withdrawal from the pin. According to the invention, therefore, the cooling plate is attached to the blade platform only locally at a few attachment points by pins. In this way, it is possible to disassemble the heat sink comparatively simple and at least largely non-destructive of the blade platform, so that the disassembly and assembly costs in the context of a repair or maintenance or even the refurbishment of the turbine blade comparatively low. In particular, a dismantled cooling plate can also be reused. In addition, the attachment of the cooling plate to the blade platform by means of pins allows the interconnected components to easily displace against each other during operation of the turbine blade, as different materials of the components expand differently at high operating temperatures, thus preventing undesirable stresses between the components becomes.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Stift als Kerbstift ausgebildet sein, welcher in eine zu der Durchgangsbohrung des Kühlblechs korrespondierende und koaxial dazu angeordnete Sackbohrung der Schaufelplattform eingepresst und so an der Schaufelplattform fixiert ist. Hierfür weist der Kerbstift einen Stiftdurchmesser auf, der größer als der Durchmesser der Sackbohrung ist. Insbesondere kann der Kerbstift auch in die Durchgangsbohrung des Kühlblechs eingepresst sein, wodurch das Kühlblech gegen ein axiales Abziehen von dem Stift gesichert ist. Hierfür ist der Stiftdurchmesser des Kerbstifts auch größer als der Durchmesser der Durchgangsbohrung. Eine Verbindung der Bauteile mittels Kerbstift ist vorteilhaft, da sie lösbar ist. Wenn das Kühlblech entfernt werden soll, kann der Kerbstift verglichen mit dem Auftrennen einer Schweißverbindung mit relativ geringem Aufwand und keiner oder relativ geringer Beschädigung der verbundenen Bauteile aus der Sackbohrung und der Durchgangsbohrung gezogen werden.According to one embodiment of the invention, the pin may be formed as a grooved pin, which is pressed into a corresponding to the through hole of the cooling plate and arranged coaxially thereto blind bore of the blade platform and fixed to the blade platform. For this purpose, the grooved pin on a pin diameter which is greater than the diameter of the blind bore. In particular, the grooved pin can also be pressed into the through hole of the cooling plate, whereby the cooling plate is secured against axial withdrawal from the pin. For this purpose, the pin diameter of the notched pin is also larger than the diameter of the through hole. A compound of the components by means of grooved pin is advantageous because it is solvable. When the heatsink is to be removed, the grooved pin can be pulled out of the blind bore and the through bore with relatively little effort and no or relatively little damage to the bonded components as compared to severing a weld joint.

Vorteilhaft erstrecken sich die Kerben, insbesondere drei Kerben, des Kerbstifts in der Umfangsfläche des Kerbstifts und zumindest im Wesentlichen parallel zur zentralen Längsachse des Kerbstifts, wobei sie sich zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Kerbstifts erstrecken.Advantageously, the notches, in particular three notches, of the notched pin extend in the peripheral surface of the notched pin and at least substantially parallel to the central longitudinal axis of the notched pin, expediently extending at least substantially over the entire length of the notched pin.

Die Kerben des Kerbstifts sind bevorzugt gleichmäßig über die Umfangsfläche des Kerbstifts verteilt angeordnet und können einen halbkreisförmigen, V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweisen.The notches of the notched pin are preferably arranged distributed uniformly over the peripheral surface of the notched pin and may have a semicircular, V-shaped or U-shaped cross-section.

Vorteilhafterweise ist der Kerbstift als Kerbnagel, insbesondere als Halbrundkerbnagel nach DIN 1476 und/oder ISO 8746 , ausgebildet. Durch den Kopf des Kerbnagels ist das Kühlblech gegen ein axiales Abziehen von dem Stift gesichert.Advantageously, the grooved pin as a notched nail, in particular as a semi-circular notched nail after DIN 1476 and or ISO 8746 , educated. Through the head of Kerbnagels the cooling plate is secured against axial withdrawal from the pin.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Stift als Schweißbolzen, insbesondere als Schweißbolzen nach DIN 32501 und/oder ISO 13918 , der an seinem Anschweißende an die Schaufelplattform geschweißt und so gegen ein axiales Entfernen gesichert ist, ausgebildet und besteht insbesondere aus Edelstahl.According to a further embodiment of the invention, the pin as a welding bolt, in particular as a welding bolt after DIN 32501 and or ISO 13918 , which is welded at its weld-on end to the blade platform and secured against axial removal, and in particular made of stainless steel.

Der Schweißbolzen kann unter Bildung einer ringförmigen Anlagefläche, auf der das Kühlblech aufliegt, axiale Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser aufweisen. Alternativ liegt das Kühlblech auf der Schweißnaht des Schweißbolzens auf. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Kühlblech von dem zu kühlenden Wandabschnitt der Schaufelplattform beabstandet ist.The weld stud may have axial sections of different diameter to form an annular contact surface on which the heat sink rests. Alternatively, the cooling plate is located on the weld of the weld stud. In this way, it is ensured that the cooling plate is spaced from the wall section of the blade platform to be cooled.

Vorteilhaft weist der Schweißbolzen an seinem freien Ende einen Nietkopf auf, durch den das Kühlblech gegen ein axiales Abziehen von dem Stift gesichert ist. Wenn das Kühlblech entfernt werden soll, kann der Nietkopf mit relativ geringem Aufwand und relativ geringer Beschädigung der verbundenen Bauteile entfernt werden, indem der Nietkopf beispielsweise aufgebohrt oder abgeschliffen wird.Advantageously, the welding stud at its free end to a rivet head, through which the cooling plate is secured against axial withdrawal from the pin. If the heat sink is to be removed, the rivet head can be removed with relatively little effort and relatively little damage to the connected components by, for example, drilling or abrading the rivet head.

Alternativ kann der Schweißbolzen an seinem freien Ende ein Außengewinde aufweisen, auf das eine Mutter geschraubt ist, durch die das Kühlblech gegen ein axiales Abziehen von dem Schweißbolzen gesichert ist. Eine derartige Schraubverbindung ist vorteilhaft, da sie lösbar ist.Alternatively, the welding stud may have at its free end an external thread on which a nut is screwed, by which the cooling plate is secured against axial withdrawal from the welding stud. Such a screw connection is advantageous because it is detachable.

Zweckmäßigerweise ist die Mutter eine Sechskantmutter mit Regelgewinde nach DIN 934 und/oder ISO 4032 , eine Sechskantmutter mit Feingewinde nach DIN 934 und/oder ISO 8673 und/oder ISO 8674 oder eine Sechskantmutter des ISO-Typs 2 nach ISO 4033 und ist zwischen der Mutter und einer von dem zu kühlenden Wandabschnitt der Schaufelplattform wegweisenden Oberfläche des Kühlblechs ein Federring, insbesondere ein Federring nach DIN 128 , eingeklemmt, oder ist die Mutter eine Sechskantmutter mit Flansch und Sperrverzahnung nach DIN 6923 und/oder ISO 1661.Conveniently, the nut is a hexagon nut with standard thread DIN 934 and or ISO 4032 , a hex nut with fine thread after DIN 934 and or ISO 8673 and or ISO 8674 or an ISO type 2 hexagon nut ISO 4033 and is between the nut and a direction away from the wall to be cooled wall portion of the blade platform surface of the cooling plate a spring ring, in particular a spring ring after DIN 128 , clamped, or is the nut a hexagon nut with flange and locking teeth according to DIN 6923 and / or ISO 1661.

Vorteilhafterweise weist die Schaufelplattform an ihrer blattabgewandten Unterseite eine Vertiefung auf, deren Boden der zu kühlende Wandabschnitt der Schaufelplattform ist, umfasst das Kühlblech einen zentralen Bereich, in dem Kühllöcher ausgebildet sind, und einen diesen umgebenden Randbereich und liegt der Randbereich des Kühlblechs an einer die Vertiefung umgebenden Wandung der Schaufelplattform von der Unterseite der Schaufelplattform heran.Advantageously, the blade platform on its side facing away from the blade on a recess whose bottom is to be cooled wall portion of the blade platform, the cooling plate comprises a central region in which cooling holes are formed, and a surrounding edge region and is the edge region of the cooling plate at a recess approaching wall of the bucket platform from the bottom of the bucket platform.

Bevorzugt ist die mindestens eine Durchgangsbohrung in dem zentralen Bereich des Kühlblechs ausgebildet und das Kühlblech mit Hilfe eines als Schweißbolzen ausgebildeten Stifts, wie zuvor beschrieben, der an den Boden der Vertiefung geschweißt ist, an der Schaufelplattform befestigt.Preferably, the at least one through-hole is formed in the central region of the cooling plate and the cooling plate is fixed to the blade platform by means of a pin formed as a welding pin, as previously described, welded to the bottom of the recess.

Ebenso kann die mindestens eine Durchgangsbohrung in dem Randbereich des Kühlblechs ausgebildet und das Kühlblech mit Hilfe eines als Kerbstift oder Kerbnagel ausgebildeten Stifts, wie zuvor beschrieben, an der Schaufelplattform befestigt sein. Likewise, the at least one through-hole can be formed in the edge region of the cooling plate and the cooling plate can be fastened to the blade platform with the aid of a pin designed as a grooved pin or notched nail, as described above.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von fünf Ausführungsformen einer Turbinenschaufel gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin zeigt

  • 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Turbinenschaufel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Schnittansicht der in 1 gezeigten Turbinenschaufel;
  • 3 eine weitere schematische Schnittansicht der in 1 gezeigten Turbinenschaufel;
  • 4 eine schematische Schnittansicht einer Turbinenschaufel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Schnittansicht einer Turbinenschaufel gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine schematische Schnittansicht einer Turbinenschaufel gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 7 eine schematische, perspektivische Ansicht der Schaufelplattform einer Turbinenschaufel gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of five embodiments of a turbine blade according to the present invention with reference to the accompanying drawings. It shows
  • 1 a schematic, perspective view of a turbine blade according to a first embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic sectional view of in 1 shown turbine blade;
  • 3 another schematic sectional view of the in 1 shown turbine blade;
  • 4 a schematic sectional view of a turbine blade according to a second embodiment of the present invention;
  • 5 a schematic sectional view of a turbine blade according to a third embodiment of the present invention;
  • 6 a schematic sectional view of a turbine blade according to a fourth embodiment of the present invention; and
  • 7 a schematic perspective view of the blade platform of a turbine blade according to a fifth embodiment of the present invention.

Die 1 bis 3 zeigen schematische Ansichten einer Turbinenschaufel 1, hier einer Turbinenleitschaufel, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Turbinenleitschaufel 1 umfasst eine Schaufelplattform 2 und ein Schaufelblatt 3, das an der Oberseite 4 der Schaufelplattform 2 vorgesehen ist. Die Turbinenleitschaufel 1 ist derart ausgestaltet, dass sie während ihres Betriebs mittels Prallkühlung, Filmkühlung und konvektiver Kühlung gekühlt werden kann.The 1 to 3 show schematic views of a turbine blade 1 , here a turbine vane, according to a first embodiment of the present invention. The turbine vane 1 includes a paddle platform 2 and an airfoil 3 that at the top 4 the scoop platform 2 is provided. The turbine vane 1 is designed so that it can be cooled during its operation by means of impingement cooling, film cooling and convective cooling.

Konkret erstrecken sich zur konvektiven Kühlung der Schaufelplattform 2 und des Schaufelblatts 3 drei Kühlkanäle 5 parallel zueinander und jeweils ausgehend von einer Einlassöffnung 6 an einem zentralen Bereich der blattabgewandten Unterseite 7 der Schaufelplattform 2 in Radialrichtung der Turbinenleitschaufel 1 durch die Schaufelplattform 2 und das Schaufelblatt 3.Concretely extend to the convective cooling of the blade platform 2 and the airfoil 3 three cooling channels 5 parallel to each other and each starting from an inlet opening 6 at a central portion of the bottom side facing away from the sheet 7 the scoop platform 2 in the radial direction of the turbine vane 1 through the scoop platform 2 and the blade 3 ,

Die blattabgewandte Unterseite 7 der Schaufelplattform 2 weist in einem Bereich zwischen den Einlassöffnungen 6 der Kühlkanäle 5 und einer stirnseitigen Wandung der Schaufelplattform 2 eine Vertiefung 8 mit einem kreissegmentartigen Öffnungsquerschnitt auf. Die Umfangswandung 9, 10 der Vertiefung 8 besteht aus einem geraden Umfangswandungsabschnitt 9, der ein Teil der stirnseitigen Wandung der Schaufelplattform 2 ist, und einem gekrümmten Umfangswandungsabschnitt 10, dessen Krümmung entsprechend der Krümmung der konkav gewölbten Druckfläche 11 des Schaufelblatts 3 gewählt ist. In dem gekrümmten Umfangswandungsabschnitt 10 ist ein Verbindungskanal 12 ausgebildet, der in einen nicht dargestellten Kühlkanal mündet. Der Boden der Vertiefung 8 entspricht einem zu kühlenden Wandabschnitt 13 der Schaufelplattform 2, der von mehreren Filmkühldurchgangsbohrungen 14 durchsetzt ist.The bottom side facing away from the sheet 7 the scoop platform 2 points in an area between the inlet openings 6 the cooling channels 5 and a frontal wall of the blade platform 2 a depression 8th with a circular segment-like opening cross section. The peripheral wall 9 . 10 the depression 8th consists of a straight peripheral wall section 9 , the part of the frontal wall of the blade platform 2 is, and a curved Umfangswandungsabschnitt 10 whose curvature corresponds to the curvature of the concave pressure surface 11 of the airfoil 3 is selected. In the curved peripheral wall section 10 is a connection channel 12 formed, which opens into a cooling channel, not shown. The bottom of the depression 8th corresponds to a wall section to be cooled 13 the scoop platform 2 that of several film cooling holes 14 is interspersed.

An der Schaufelplattform 2 ist ein Kühlblech 15 befestigt, das einen von Kühllöchern 16 durchsetzten zentralen Bereich 17 und einen diesen umgebenden Randbereich 18 umfasst. Hierbei liegt der Randbereich 18 des Kühlblechs 15 an der Umfangswandung 9, 10 der Vertiefung 8 von der Unterseite 7 der Schaufelplattform 2 heran. Das Kühlblech 15 ist derart gebogen, dass dessen zentraler Bereich 17 gegenüber dessen Randbereich 18 in Richtung des zu kühlenden Wandabschnitts 13 der Schaufelplattform 2 versetzt und von diesem beabstandet ist.At the scoop platform 2 is a cooling plate 15 attached, the one of cooling holes 16 interspersed central area 17 and a peripheral area surrounding it 18 includes. This is the edge area 18 of the cooling plate 15 on the peripheral wall 9 . 10 the depression 8th from the bottom 7 the scoop platform 2 approach. The heat sink 15 is bent so that its central area 17 opposite to its edge area 18 in the direction of the wall section to be cooled 13 the scoop platform 2 offset and spaced from this.

Durch die zuvor beschriebene Anordnung des Kühlblechs 15 an der Schaufelplattform 2 und der Filmkühldurchgangsbohrungen 14 in dem zu kühlenden Wandabschnitt 13 kann die Schaufelplattform 2, wie nachstehend im Zusammenhang mit dem Betrieb der Turbinenleitschaufel 1 detaillierter beschrieben, sowohl von der Unterseite 7 der Schaufelplattform 2 her mittels Prallkühlung als auch von der Oberseite 4 der Schaufelplattform 2 her mittels Filmkühlung an ihrer der konkav gewölbten Druckfläche 11 des Schaufelblatts 3 zugewandten Seite gekühlt werden.By the previously described arrangement of the cooling plate 15 at the paddling platform 2 and the film cooling through holes 14 in the wall section to be cooled 13 can the scoop platform 2 as described below in connection with the operation of the turbine vane 1 described in more detail, both from the bottom 7 the scoop platform 2 Her means of impingement cooling as well as from the top 4 the scoop platform 2 by means of film cooling at its concavely curved pressure surface 11 of the airfoil 3 be cooled side facing.

Erfindungsgemäß ist das Kühlblech 15 mit Hilfe von zwei Stiften 19, die als Schweißbolzen ausgebildet sind, an der Schaufelplattform 2 befestigt. Die Schweißbolzen 19 sind über ihre gesamte Länge mit einem Außengewinde 20 versehen und jeweils an ihrem Anschweißende 21 an der Schaufelplattform 2 fixiert, nämlich an den Boden 13 der Vertiefung 8 geschweißt. Das Kühlblech 15 ist auf die angeschweißten Schweißbolzen 19 von unten aufgesetzt, wobei das Kühlblech 15 in seinem zentralen Bereich Durchgangsbohrungen 22 aufweist, die von den Schweißbolzen 19 durchgriffen werden. Auf das untere Ende der Schweißbolzen 19 ist jeweils ein Federring 23 geschoben und eine Mutter 24 geschraubt, so dass der Federring 23 durch die Mutter 24 gegen die von dem zu kühlenden Wandabschnitt 13 der Schaufelplattform 2 wegweisende Oberfläche 25 des Kühlblechs 15 gedrückt und so das Kühlblech 15 gegen ein axiales Abziehen von dem Schweißbolzen 19 gesichert wird. In dieser Ausführungsform bestehen die Schweißbolzen 19 aus Edelstahl. Es können jedoch auch Schweißbolzen 19 aus anderen Materialien verwendet werden.According to the invention, the cooling plate 15 with the help of two pins 19 formed as welding studs on the blade platform 2 attached. The welding bolts 19 are over their entire length with an external thread 20 provided and each at its welding end 21 at the paddling platform 2 fixed, namely to the ground 13 the depression 8th welded. The heat sink 15 is on the welded welding studs 19 put on from below, with the cooling plate 15 through holes in its central area 22 that is from the welding studs 19 be penetrated. On the lower end of the welding studs 19 is each a spring washer 23 pushed and a mother 24 screwed so that the spring washer 23 through the mother 24 against the wall section to be cooled 13 the scoop platform 2 groundbreaking surface 25 of the cooling plate 15 pressed and so the heat sink 15 against axial withdrawal from the welding stud 19 is secured. In this embodiment, the welding studs exist 19 made of stainless steel. However, it can also weld studs 19 be used from other materials.

Die zuvor beschriebene Befestigung des Kühlblechs 15 an der Schaufelplattform 2 mittels einer Schraubverbindung ist vorteilhaft, da die Schraubverbindung jederzeit lösbar ist. Wenn das Kühlblech 15 bei der Reparatur, Wartung und/oder dem Refurbishment der Turbinenleitschaufel 1 entfernt werden soll, können die Muttern 24 und Federringe 23 mit relativ geringem zeitlichen und technischen Aufwand und ohne Beschädigung der verbundenen Bauteile 2, 15 von dem Schweißbolzen 19 entfernt werden, um das Kühlblech 15 axial von dem Schweißbolzen 19 abzuziehen. Das demontierte Kühlblech 15 kann dann wiederverwendet werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige und wirtschaftliche Reparatur, Wartung und/oder Refurbishment der Turbinenleitschaufel 1. Ein weiterer Vorteil der Schraubverbindung besteht darin, dass sich die miteinander verbundenen Bauteile 2, 15 während des Betriebs der Turbinenleitschaufel 1, wenn sich möglicherweise unterschiedliche Materialien der Bauteile 2, 15 bei den hohen Betriebstemperaturen unterschiedlich stark ausdehnen, leicht gegeneinander verschieben können und somit unerwünschten Spannungen zwischen den Bauteilen 2, 15 vorgebeugt wird.The above-described attachment of the cooling plate 15 at the paddling platform 2 by means of a screw connection is advantageous because the screw connection is releasable at any time. If the heat sink 15 in the repair, maintenance and / or refurbishment of the turbine vane 1 The nuts can be removed 24 and spring washers 23 with relatively little time and technical effort and without damaging the connected components 2 . 15 from the welding stud 19 be removed to the heat sink 15 axially from the welding stud 19 deducted. The dismantled cooling plate 15 can then be reused. This allows a cost effective and economical repair, maintenance and / or refurbishment of the turbine vane 1 , Another advantage of the screw connection is that the interconnected components 2 . 15 during operation of the turbine vane 1 , if possibly different materials of the components 2 . 15 expand differently at high operating temperatures, can easily move against each other and thus undesirable stresses between the components 2 . 15 is prevented.

Während des Betriebs der Turbinenleitschaufel 1 tritt ein Teil eines Kühlfluids durch die Einlassöffnungen 6 in die Kühlkanäle 5 ein, durchströmt diese und führt hierbei mittels Konvektion Wärme an den die Kühlkanäle 5 umgebenden Wänden ab. Ein weiterer Teil des Kühlfluids strömt unter Bildung von Kühlfluidstrahlen erhöhter Geschwindigkeit durch die Kühllöcher 16 des Kühlblechs 15 und prallt in Form der Kühlfluidstrahlen auf den zu kühlenden Wandabschnitt 13 der Schaufelplattform 2, so dass der Wandabschnitt 13 gekühlt wird. Anschließend strömt das Kühlfluid von dem zu kühlenden Wandabschnitt 13 weg und führt hierbei Wärme mittels Konvektion ab. Ein Teil des wegströmenden Kühlfluids strömt durch die Filmkühldurchgangsbohrungen 14 des zu kühlenden Wandabschnitts 13 auf die dem Schaufelblatt 3 zugewandte Oberseite 4 der Schaufelplattform 2 und bildet dort eine isolierende Schicht zwischen dem heißen, fluiden Arbeitsmedium und der Oberseite 4 der Schaufelplattform 2, so dass der zu kühlende Wandabschnitt 13 zusätzlich mittels Filmkühlung gekühlt wird. Ein weiterer Teil des wegströmenden Kühlfluids strömt durch den Verbindungskanal 12 in dem gekrümmten Umfangswandungsabschnitt 10 der Vertiefung 8 in den nicht dargestellten Kühlkanal, um zur Kühlung der Turbinenleitschaufel 1 weiterverwendet zu werden.During operation of the turbine vane 1 Part of a cooling fluid passes through the inlet openings 6 in the cooling channels 5 a, flows through them and this leads by means of convection heat to the cooling channels 5 surrounding walls. Another part of the cooling fluid flows through the cooling holes to form cooling fluid jets of increased speed 16 of the cooling plate 15 and bounces in the form of the cooling fluid jets on the wall section to be cooled 13 the scoop platform 2 so that the wall section 13 is cooled. Subsequently, the cooling fluid flows from the wall section to be cooled 13 away and thereby dissipates heat by convection. Part of the flowing cooling fluid flows through the film cooling through holes 14 of the wall section to be cooled 13 on the the airfoil 3 facing top 4 the scoop platform 2 where it forms an insulating layer between the hot, fluid working medium and the top 4 the scoop platform 2 so that the wall section to be cooled 13 additionally cooled by means of film cooling. Another part of the flowing cooling fluid flows through the connection channel 12 in the curved peripheral wall portion 10 the depression 8th in the cooling channel, not shown, for cooling the turbine vane 1 continue to be used.

Die 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbinenleitschaufel 1. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Schweißbolzen 19 keinen konstanten Durchmesser, sondern jeweils unter Bildung einer ringförmigen Anlagefläche 26, auf der das Kühlblech 15 aufliegt, zwei axiale Abschnitte 27, 28 mit unterschiedlichem Durchmesser aufweisen. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform sind die Schweißbolzen 19 nicht über ihre gesamte Länge, sondern nur deren hintere, axiale Abschnitte 27 mit dem geringeren Durchmesser mit einem Außengewinde 20, hier einem M4-Gewinde, versehen. Während der geringere Durchmesser durch das M4-Gewinde definiert ist, beträgt der größere Durchmesser 6 mm. Die vorderen, axialen Abschnitte 28 mit dem größeren Durchmesser weisen eine Länge von 2,5 mm und die hinteren, axialen Abschnitte 27 mit dem geringeren Durchmesser weisen eine Länge von 6 mm auf. Selbstverständlich können die axialen Abschnitte 27, 28 in anderen Ausführungsformen beliebige andere Durchmesser und Längen aufweisen.The 4 shows a schematic sectional view of a second embodiment of the turbine vane according to the invention 1 , The second embodiment differs from the first embodiment in that the welding studs 19 no constant diameter, but in each case to form an annular contact surface 26 on which the cooling plate 15 rests, two axial sections 27 . 28 having different diameters. In contrast to the first embodiment, the welding studs 19 not over their entire length, but only their rear, axial sections 27 with the smaller diameter with an external thread 20 , here an M4 thread, provided. While the smaller diameter is defined by the M4 thread, the larger diameter is 6mm. The front, axial sections 28 with the larger diameter have a length of 2.5 mm and the rear, axial sections 27 with the smaller diameter have a length of 6 mm. Of course, the axial sections 27 . 28 in other embodiments have any other diameter and lengths.

Die 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbinenleitschaufel 1. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass die Schweißbolzen 19 gewindelos sind und jeweils an ihrem freien Ende 29 einen Kopf 30, genauer gesagt einen Nietkopf, aufweisen, durch den das Kühlblech 15 gegen ein axiales Abziehen von den Gewindebolzen 19 gesichert ist.The 5 shows a schematic sectional view of a third embodiment of the turbine vane according to the invention 1 , The third embodiment differs from the second embodiment in that the welding studs 19 are threadbare and each at its free end 29 a head 30 More specifically, a rivet head, through which the heat sink 15 against axial withdrawal from the threaded bolt 19 is secured.

Die 6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbinenleitschaufel 1. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von den drei zuvor beschriebenen Ausführungsformen dadurch, dass der Stift 19 nicht als Schweißbolzen, sondern als Kerbstift ausgebildet ist, der wiederum als Kerbnagel ausgebildet ist, und dass die beiden Durchgangsbohrungen 22 nicht in dem zentralen Bereich 17 des Kühlblechs 15, sondern in dem den zentralen Bereich 17 umgebenden Randbereich 18 des Kühlblechs 15 ausgebildet sind. Die beiden Kerbnägel 19 erstrecken sich jeweils durch eine Durchgangsbohrung 22 des Kühlblechs 15 und sind in eine zu der Durchgangsbohrung 22 korrespondierende und koaxial dazu angeordnete Sackbohrung 31 in dem gekrümmten Umfangswandungsabschnitt 10 der Vertiefung 8 der Schaufelplattform 2 eingepresst und so an der Schaufelplattform 2 fixiert. Durch den Kopf 30 des Kerbnagels 19 ist das Kühlblech 15 gegen ein axiales Abziehen von dem Stift 19 gesichert.The 6 shows a schematic sectional view of a fourth embodiment of the turbine vane according to the invention 1 , The fourth embodiment differs from the three previously described embodiments in that the pin 19 is not designed as a welding pin, but as a grooved pin, which in turn is designed as a notched nail, and that the two through holes 22 not in the central area 17 of the cooling plate 15 but in the central area 17 surrounding edge area 18 of the cooling plate 15 are formed. The two notched nails 19 each extend through a through hole 22 of the cooling plate 15 and are in one to the through hole 22 corresponding blind bore arranged coaxially therewith 31 in the curved peripheral wall portion 10 the depression 8th the scoop platform 2 Pressed and so on the blade platform 2 fixed. Through the head 30 of the notched nail 19 is the cooling plate 15 against axial withdrawal from the pin 19 secured.

Die 7 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbinenleitschaufel 1. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Schaufelplattform 2 der Turbinenleitschaufel 1 an ihrer blattabgewandten Unterseite 7 nicht nur eine Vertiefung 8 mit einem kreissegmentartigen Öffnungsquerschnitt, sondern sechs Vertiefungen 8 mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten aufweist. Die Vertiefungen 8 sind um die Einlassöffnungen 6 der Kühlkanäle 5 herum angeordnet. Zwei aneinander angrenzende Vertiefungen 8 teilen sich jeweils einen als Steg 32 ausgebildeten Umfangswandungsabschnitt. Insgesamt vier Kühlbleche 15 liegen jeweils mit ihrem Randbereich 18 an der Umfangswandung einer zugeordneten Vertiefung 8 von der Unterseite 7 der Schaufelplattform 2 her an und sind jeweils mit einem oder zwei als Schweißbolzen ausgebildeten Stiften 19, wie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben, an der Schaufelplattform 2 befestigt. Eine der sechs Vertiefungen 8 ist zur besseren Veranschaulichung nicht mit einem Kühlblech 15 versehen.The 7 shows a schematic, perspective view of a fifth embodiment of the turbine vane 1 according to the invention Fifth embodiment differs from the first embodiment in that the blade platform 2 the turbine vane 1 on its side facing away from the sheet 7 not just a depression 8th with a circular segment-like opening cross section, but six wells 8th having different opening cross-sections. The wells 8th are around the inlet openings 6 the cooling channels 5 arranged around. Two adjoining depressions 8th each share one as a bridge 32 trained peripheral wall section. A total of four cooling plates 15 each lie with its edge area 18 on the peripheral wall of an associated recess 8th from the bottom 7 the scoop platform 2 forth and are each with one or two pins designed as welding pins 19 as described in connection with the first embodiment, on the blade platform 2 attached. One of the six wells 8th is not for better illustration with a heat sink 15 Mistake.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So ist die vorliegende Erfindung nicht auf Turbinenleitschaufeln beschränkt, sondern kann ebenso auf Turbinenlaufschaufeln angewandt werden.While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not limited to turbine vanes, but may also be applied to turbine blades.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 1476 [0012]DIN 1476 [0012]
  • ISO 8746 [0012]ISO 8746 [0012]
  • DIN 32501 [0013]DIN 32501 [0013]
  • ISO 13918 [0013]ISO 13918 [0013]
  • DIN 934 [0017]DIN 934 [0017]
  • ISO 4032 [0017]ISO 4032 [0017]
  • ISO 8673 [0017]ISO 8673 [0017]
  • ISO 8674 [0017]ISO 8674 [0017]
  • ISO 4033 [0017]ISO 4033 [0017]
  • DIN 128 [0017]DIN 128 [0017]

Claims (17)

Turbinenschaufel (1), insbesondere Lauf- oder Leitschaufel, mit einer Schaufelplattform (2) und einem Schaufelblatt (3), das mit der Schaufelplattform (2) verbunden ist, wobei an der Schaufelplattform (2) ein von Kühllöchern (16) durchsetztes Kühlblech (15) derart befestigt ist, dass es von einem gegenüberliegenden, zu kühlenden Wandabschnitt (13) der Schaufelplattform (2) beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlblech (15) mit Hilfe zumindest eines Stifts (19) an der Schaufelplattform (2) befestigt ist, der sich durch eine Durchgangsbohrung (22) des Kühlblechs (15) erstreckt und an der Schaufelplattform (2) fixiert ist, wobei das Kühlblech (15) gegen ein axiales Abziehen von dem Stift (19) gesichert ist.Turbine blade (1), in particular running or guide blade, having a blade platform (2) and an airfoil (3) which is connected to the blade platform (2), wherein on the blade platform (2) a cooling plate (16) interspersed by cooling holes (16) ( 15) is mounted such that it is spaced from an opposite, to be cooled wall portion (13) of the blade platform (2), characterized in that the cooling plate (15) by means of at least one pin (19) attached to the blade platform (2) is, which extends through a through hole (22) of the cooling plate (15) and is fixed to the blade platform (2), wherein the cooling plate (15) is secured against axial withdrawal from the pin (19). Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (19) als Kerbstift ausgebildet ist, welcher in eine zu der Durchgangsbohrung (22) des Kühlblechs (15) korrespondierende und koaxial dazu angeordnete Sackbohrung (31) der Schaufelplattform (2) eingepresst und so an der Schaufelplattform (2) fixiert ist, wobei der Kerbstift (19) insbesondere auch in die Durchgangsbohrung (22) des Kühlblechs (15) eingepresst ist, wodurch das Kühlblech (15) gegen ein axiales Abziehen von dem Stift (19) gesichert ist.Turbine blade (1) after Claim 1 , characterized in that the pin (19) is formed as a grooved pin, which in a to the through hole (22) of the cooling plate (15) corresponding and coaxially arranged blind bore (31) of the blade platform (2) pressed and so on the blade platform ( 2) is fixed, wherein the grooved pin (19) in particular in the through hole (22) of the cooling plate (15) is pressed, whereby the cooling plate (15) is secured against axial withdrawal from the pin (19). Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kerben, insbesondere drei Kerben, des Kerbstifts (19) in der Umfangsfläche des Kerbstifts (19) und zumindest im Wesentlichen parallel zur zentralen Längsachse des Kerbstifts (19) erstrecken.Turbine blade (1) after Claim 2 , characterized in that the notches, in particular three notches, of the notched pin (19) extend in the peripheral surface of the notched pin (19) and at least substantially parallel to the central longitudinal axis of the notched pin (19). Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben des Kerbstifts (19) gleichmäßig über die Umfangsfläche des Kerbstifts (19) verteilt angeordnet sind.Turbine blade (1) after Claim 2 or 3 , characterized in that the notches of the notched pin (19) are distributed uniformly over the peripheral surface of the notched pin (19). Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kerben des Kerbstifts (19) zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Kerbstifts (19) erstrecken.Turbine blade (1) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that the notches of the notched pin (19) extend at least substantially over the entire length of the notched pin (19). Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben des Kerbstifts (19) einen halbkreisförmigen, V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweisen.Turbine blade (1) according to one of Claims 2 to 5 , characterized in that the notches of the notched pin (19) have a semicircular, V-shaped or U-shaped cross-section. Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbstift (19) als Kerbnagel, insbesondere als Halbrundkerbnagel nach DIN 1476 und/oder ISO 8746, ausgebildet ist.Turbine blade (1) according to one of Claims 2 to 6 , characterized in that the notched pin (19) as a notched nail, in particular as a semi-circular notched nail according to DIN 1476 and / or ISO 8746, is formed. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (19) als Schweißbolzen, der an seinem Anschweißende (21) an die Schaufelplattform (2) geschweißt und so gegen ein axiales Entfernen gesichert ist, ausgebildet ist und insbesondere aus Edelstahl besteht.Turbine blade (1) after Claim 1 , characterized in that the pin (19) as a welding bolt, which is welded at its welding end (21) to the blade platform (2) and thus secured against axial removal, is formed and in particular consists of stainless steel. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißbolzen (19) unter Bildung einer ringförmigen Anlagefläche (26), auf der das Kühlblech (15) aufliegt, axiale Abschnitte (27, 28) mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist.Turbine blade (1) after Claim 8 , characterized in that the welding stud (19) to form an annular abutment surface (26) on which the cooling plate (15) rests, axial sections (27, 28) having different diameters. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlblech (15) auf der Schweißnaht des Schweißbolzens (19) aufliegt.Turbine blade (1) after Claim 8 , characterized in that the cooling plate (15) rests on the weld of the welding bolt (19). Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißbolzen (19) an seinem freien Ende (29) einen Nietkopf (30) aufweist, durch den das Kühlblech (15) gegen ein axiales Abziehen von dem Stift (19) gesichert ist.Turbine blade (1) according to one of Claims 8 to 10 , characterized in that the welding pin (19) at its free end (29) has a rivet head (30) through which the cooling plate (15) is secured against axial withdrawal from the pin (19). Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißbolzen (19) an seinem freien Ende (29) ein Außengewinde (20) aufweist, auf das eine Mutter (24) geschraubt ist, durch die das Kühlblech (15) gegen ein axiales Abziehen von dem Schweißbolzen (19) gesichert ist.Turbine blade (1) according to one of Claims 8 to 10 , characterized in that the welding stud (19) at its free end (29) has an external thread (20) on which a nut (24) is screwed, through which the cooling plate (15) against axial withdrawal from the welding stud (19 ) is secured. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (24) eine Sechskantmutter mit Regelgewinde nach DIN 934 und/oder ISO 4032, eine Sechskantmutter mit Feingewinde nach DIN 934 und/oder ISO 8673 und/oder ISO 8674 oder eine Sechskantmutter des ISO-Typs 2 nach ISO 4033 ist und zwischen der Mutter (24) und einer von dem zu kühlenden Wandabschnitt (13) der Schaufelplattform (2) wegweisenden Oberfläche (25) des Kühlblechs (15) ein Federring (23), insbesondere ein Federring (23) nach DIN 128, eingeklemmt ist, oder dass die Mutter (24) eine Sechskantmutter mit Flansch und Sperrverzahnung nach DIN 6923 und/oder ISO 1661 ist.Turbine blade (1) after Claim 12 , characterized in that the nut (24) is a hexagon nut with standard thread according to DIN 934 and / or ISO 4032, a hexagon nut with fine thread according to DIN 934 and / or ISO 8673 and / or ISO 8674 or a hexagon nut of ISO type 2 according to ISO 4033 and between the nut (24) and one of the wall to be cooled section (13) of the blade platform (2) pioneering surface (25) of the cooling plate (15) has a spring ring (23), in particular a spring ring (23) according to DIN 128, is clamped, or that the nut (24) is a hexagon nut with flange and locking teeth according to DIN 6923 and / or ISO 1661. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißbolzen (19) ein Schweißbolzen (19) nach DIN 32501 und/oder ISO 13918 ist.Turbine blade (1) after Claim 12 or 13 , characterized in that the welding stud (19) is a welding stud (19) according to DIN 32501 and / or ISO 13918. Turbinenschaufel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelplattform (2) an ihrer blattabgewandten Unterseite (7) eine Vertiefung (8) aufweist, deren Boden der zu kühlende Wandabschnitt (13) der Schaufelplattform (2) ist, das Kühlblech (15) einen zentralen Bereich (17), in dem Kühllöcher (16) ausgebildet sind, und einen diesen umgebenden Randbereich (18) umfasst und der Randbereich (18) des Kühlblechs (15) an einer die Vertiefung (8) umgebenden Wandung (9, 10) der Schaufelplattform (2) von der Unterseite (7) der Schaufelplattform (2) her anliegt.Turbine blade (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the blade platform (2) on its side facing away from the blade (7) has a recess (8) whose bottom is to be cooled wall portion (13) of the blade platform (2), the Cooling plate (15) has a central region (17), in which cooling holes (16) are formed, and a peripheral region (18) surrounding them. comprises and the edge region (18) of the cooling plate (15) on a the recess (8) surrounding wall (9, 10) of the blade platform (2) from the bottom (7) of the blade platform (2) rests forth. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Durchgangsbohrung (22) in dem zentralen Bereich (17) des Kühlblechs (15) ausgebildet und das Kühlblech (15) mit Hilfe eines als Schweißbolzen ausgebildeten Stifts (19), wie in einem der Ansprüche 8 bis 14 beschrieben, der an den Boden (13) der Vertiefung (8) geschweißt ist, an der Schaufelplattform (2) befestigt ist.Turbine blade (1) after Claim 15 , characterized in that the at least one through hole (22) in the central region (17) of the cooling plate (15) and formed the cooling plate (15) by means of a pin formed as a welding pin (19), as in one of Claims 8 to 14 described, which is welded to the bottom (13) of the recess (8) is attached to the blade platform (2). Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Durchgangsbohrung (22) in dem Randbereich (18) des Kühlblechs (15) ausgebildet und das Kühlblech (15) mit Hilfe eines als Kerbstift oder Kerbnagel ausgebildeten Stifts (19), wie in einem der Ansprüche 2 bis 7 beschrieben, an der Schaufelplattform (2) befestigt ist.Turbine blade (1) after Claim 15 or 16 , characterized in that the at least one through hole (22) formed in the edge region (18) of the cooling plate (15) and the cooling plate (15) by means of a pin or notch formed pin (19), as in one of Claims 2 to 7 described, is attached to the blade platform (2).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1356355A (en) 1971-04-16 1974-06-12 Curtiss Wright Corp Transpiration cooled turbine blade with metered coolant flow
EP1164252A2 (en) 2000-06-13 2001-12-19 General Electric Company Support pedestals for a wall cover in a gas turbine nozzle segment
JP2008248826A (en) 2007-03-30 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stationary blade for gas turbine and gas turbine provided with the same
DE102011053891A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Apparatus and method for cooling platform sections of turbine rotor blades

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1356355A (en) 1971-04-16 1974-06-12 Curtiss Wright Corp Transpiration cooled turbine blade with metered coolant flow
EP1164252A2 (en) 2000-06-13 2001-12-19 General Electric Company Support pedestals for a wall cover in a gas turbine nozzle segment
JP2008248826A (en) 2007-03-30 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stationary blade for gas turbine and gas turbine provided with the same
DE102011053891A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Apparatus and method for cooling platform sections of turbine rotor blades

Non-Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 128
DIN 1476
DIN 32501
DIN 934
ISO 13918
ISO 4032
ISO 4033
ISO 8673
ISO 8674
ISO 8746
Norm DIN 128 1994-10-00. Federringe gewölbt
Norm DIN 1476 1978-11-00. Halbrundkerbnägel
Norm DIN 6923 1983-06-00. Sechskantmuttern mit Flansch. S. 1-4
Norm DIN EN 1661 1998-02-00. Sechskantmuttern mit Flansch (ISO/DIS 4161 : 1996, modifiziert). Deutsche Fassung EN 1661 : 1997
Norm DIN EN ISO 13918 2008-10-00. Schweißen - Boizen und Keramikringe für das LichtbogenbolzenschweiBen (ISO 13918:2008); Deutsche Fassung EN ISO 13918:2008
Norm DIN EN ISO 4032 2016-05-00. Sechskantmuttern (Typ 1) –Produktklassen A und B (ISO/DIS 4032:2016);Deutsche und Englische Fassung prEN ISO 4032:2016
Norm DIN EN ISO 4033 2013-04-00. Hohe Sechskantmuttern (Typ 2) –Produktklassen A und B (ISO 4033:2012);Deutsche Fassung EN ISO 4033:2012
Norm DIN EN ISO 8673 2016-05-00. Sechskantmuttern (Typ 1) mit metrischem Feingewinde – Produktklassen A und B (ISO/DIS 8673:2016); Deutsche und Englische Fassung prEN ISO 8673:2016
Norm DIN EN ISO 8674 2013-04-00. Hohe Sechskantmuttern (Typ 2) mit metrischem Feingewinde – Produktklassen A und B (ISO 8674:2012); Deutsche Fassung EN ISO 8674:2012
Norm DIN EN ISO 8746 1998-03-00. Halbrundkerbnägel (ISO 8746 : 1997)Deutsche Fassung EN ISO 8746 : 1997

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