DE19904229A1

DE19904229A1 - Cooled turbine blade has shroud formed by sealing rib with integrated cooling channels connected to coolant channel in blade

Info

Publication number: DE19904229A1
Application number: DE19904229A
Authority: DE
Inventors: Herbert Brandl; Ibrahim El-Nashar; Bernhard Weigand; Rudolf Kellerer; Wilhelm Reiter
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-10

Abstract

The turbine blade (11) has a shroud (23) formed by a sealing rib (10). The ribs of all blades form a closed ring. Each rib has first cooling channels (24-27) passing through it. On the intake side, all channels are connected to a coolant channel extending through the blade to the blade tip, and a flow orifice is located at the connection point. The flow profile of the cooling channels is constant or decreases or increases in flow direction. Each rib has at least one side bore (26,27) for tangential discharge of the cooling air or coolant.

Description

TECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gekühlte Turbinenschaufel gemäss Ober begriff des Anspruch 1The present invention relates to a cooled turbine blade according to Ober Concept of claim 1

STATE OF THE ART

Bei Turbinenschaufelrädern stellt sich im allgemeinen das Problem, die Turbinen schaufeln auf der radialen Aussenseite abzudichten, d. h. dafür zu sorgen, dass keine heisse Luft in den Wirkungsgrad vermindernder Weise zwischen den äusse ren Kanten der Schaufeln und dem Gehäuse hindurchtreten kann. Dies ist insbe sondere deshalb nicht einfach, weil die Schaufeln meist als Funktion des Be triebszustandes der Turbine um eine Achse senkrecht zur Rotationsachse des Schaufelrades drehbar sind, weil die Schaufeln meist über lange und hochgradig optimierte Profile verfügen, und weil die einzelnen Bauteile einer solchen Turbine meist über unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten verfügen.The problem generally arises with turbine bucket wheels, the turbines to seal blades on the radial outside, d. H. to make sure that no hot air in the efficiency reducing way between the housings Ren edges of the blades and the housing can pass through. This is especially true special not simply because the blades mostly as a function of loading Drive state of the turbine around an axis perpendicular to the axis of rotation of the Paddle wheel are rotatable because the blades are mostly long and high have optimized profiles, and because the individual components of such a turbine usually have different coefficients of thermal expansion.

Die Dichtung wird nach dem Stand der Technik meist derart erreicht, dass auf der Aussenkante der Schaufeln zunächst ein Deckband angeordnet ist, welches als tangentiale oder konisch um die Achse des Rades geformte Platte gestaltet ist. Dieses Deckband weist nun zusätzlich eine oder mehrere Dichtrippen auf, welche senkrecht zum Deckband liegen und radial nach aussen zeigen und zwar derart, dass in der normalen Betriebsstellung der Schaufeln die Dichtrippen der einzelnen Schaufeln im wesentlichen aneinander stossen und so einen Kreisring bilden, dessen Ebenennormale parallel zur Achse des Schaufelrades liegt. Der Kreisring ist derart in der Lage, den stromaufwärts des Schaufelrades liegenden Raum der Turbine vom dahinterliegenden Raum abzudichten. Die Dichtrippe stabilisiert au sserdem das Deckband, welches bei Normalbetrieb beachtlichen Zentrifugalkräf ten ausgesetzt ist. Ausserdem können Deckband und Dichtrippe bei geeigneter Gestaltung auch dazu dienen, die einzelnen Schaufeln in einer Endstellung ge genseitig aneinander anzuschlagen und so den Endzustand zu stabilisieren und fest vorzugeben.The seal is usually achieved in such a way that on the Outside edge of the blades, a shroud is first arranged, which as tangential or conically shaped plate around the axis of the wheel. This shroud now also has one or more sealing ribs, which lie perpendicular to the shroud and point radially outwards in such a way that in the normal operating position of the blades, the sealing ribs of the individual Essentially collide blades and form a circular ring, whose plane normal lies parallel to the axis of the paddle wheel. The annulus is able to close the space upstream of the impeller Sealing the turbine from the space behind. The sealing rib also stabilizes In addition, the shroud, which has a remarkable centrifugal force during normal operation is exposed. In addition, the cover tape and sealing rib can be used if appropriate Design also serve to ge the individual blades in an end position on the opposite side and thus stabilize the final state and to specify firmly.

Bei den heute verwendeten extrem hohen Betriebstemperaturen von Gasturbinen stellt sich bei solchen Dichtrippen das Problem, dass die den starken Zentrifugal kräften ausgesetzten Teile Kriechverformungen und Deformationen ausgesetzt sind. Diese Veränderungen können vermieden werden, indem die Dichtrippen hö her konstruiert werden, d. h. die Dichtrippe aus einer breiteren Platte geformt wird. Bei grösserer Breite tritt nun aber das sogenannte Biege-Drill-Knicken auf, das seinerseits nur verhindert werden kann, indem die Platten der Dichtrippen auch dicker gestaltet werden. So werden die Dichtrippen am Ende immer breiter und aus dickerem Material hergestellt, wodurch sie immer schwerer und damit unwirt schaftlicher werden.With the extremely high operating temperatures of gas turbines used today The problem arises with such sealing ribs that the strong centrifugal exposed parts exposed to creep and deformation are. These changes can be avoided by the sealing ribs height be constructed here, d. H. the sealing rib is formed from a wider plate. With a larger width, however, the so-called bending-drill buckling occurs, the in turn can only be prevented by the plates of the sealing ribs too be made thicker. In the end, the sealing ribs become wider and wider Made of thicker material, which makes them increasingly heavy and therefore inhospitable become more economical.

PRESENTATION OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine gekühlte Turbinen schaufel zur Verfügung zu stellen, welche bei hohen Temperaturen eingesetzt werden kann, welche aber dennoch leichtgewichtige Dichtrippen von geringer Hö he aufweist, welche weder Kriechverformungen noch Biege-Drill-Knicken ausge setzt sind.The invention is therefore based on the object of a cooled turbine to provide shovel which is used at high temperatures can be, which, however, lightweight sealing ribs of low height hey, which has neither creep deformations nor bending-twisting sets are.

Diese Aufgabe wird bei einer gekühlten Turbinenschaufel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die gekühlte Turbinenschaufel schaufelspitzenseitig min destens eine Dichtrippe trägt, welche Dichtrippe mit Mitteln im Sinne von minde stens einem Kanal durchzogen ist. This task is carried out in a cooled turbine blade of the type mentioned Type solved in that the cooled turbine blade on the blade tip side min always carries a sealing rib, which sealing rib with means in the sense of minde at least one channel is crossed.

Der Kern der Erfindung besteht mit anderen Worten darin, durch ein gezieltes Niedrighalten der Temperatur der Dichtrippen diese weniger deformierbar zu ma chen, und infolgedessen eine schmalere und leichtere Konstruktion derselben zu erlauben. Dieses Vorgehen kann bei Anwesenheit von mehreren Dichtrippen bei allen, oder auch nur bei Teilen der Dichtrippen Anwendung finden. Des weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass durch die Durchführung des Kühl mediums durch die Dichtrippen und dessen Ausblasung ein Sperrfilm resp. Sperr strahl gegenüber der Heisströmung entsteht, gleichzeitig werden die gegenüber liegenden Honigwaben durch diesen Sperrfilm ebenfalls nachhaltig gekühlt.In other words, the essence of the invention is through a targeted Keeping the temperature of the sealing ribs low makes them less deformable chen, and consequently a narrower and lighter construction of the same allow. This procedure can be used in the presence of several sealing ribs all, or only apply to parts of the sealing ribs. Furthermore The invention is characterized in that by performing the cooling mediums through the sealing ribs and its blow-out a barrier film resp. Lock beam against the hot flow arises, at the same time the opposite lying honeycomb is also sustainably cooled by this barrier film.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Deckband der Schaufel eine im wesentlichen radial nach innen gerich tete Innenfläche und eine im wesentlichen radial nach aussen gerichtete Aussen fläche aufweist, wobei das Deckband seinerseits wenigstens eine auf er Aussen fläche angeordnete radiale Dichtrippe umfasst. Diese Dichtrippe ist mit minde stens einem Kühlkanal durchzogen, welcher eingangsseitig mit wenigstens einem durch die Turbinenschaufel zur Schaufelspitze verlaufenden Kühlkanal in Verbin dung stehen. So wird die bei luftgekühlten Turbinenschaufeln bereits vorhandene, nach dem Stand der Technik meist zur Kühlung der Schaufel und des Deckban des verwendete Kühlluftführung zusätzlich dazu benutzt, die Dichtrippen zu tem perieren.A first preferred embodiment of the invention is characterized in that that the shroud of the scoop is a substantially radially inward direction tete inner surface and a substantially radially outward facing has surface, the shroud in turn at least one on the outside Radial sealing rib arranged surface includes. This sealing rib is with minde least one cooling channel, which is connected on the input side with at least one through the turbine blade to the cooling tip in Verbin cooling channel stand. In this way, the already existing air-cooled turbine blades according to the state of the art mostly for cooling the blade and the deck ban of the cooling air duct used in addition to the sealing ribs to tem perieren.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtrippe eine mittige, sich im wesentlichen über die ganze, sich radial aus dehnende Höhe der Dichtrippe erstreckende Verbreiterung aufweist, und dass der durch die Turbinenschaufel zur Schaufelspitze verlaufende Kühlluftkanal im Be reich der Verbreiterung in die Kühlkanäle mündet. Auf diese Weise wird erreicht, dass mit minimalem Materialaufwand eine grösstmögliche Stabilität erreicht wird.Another embodiment is characterized in that the at least a sealing rib a central, essentially over the whole, radially stretching height of the sealing rib extending widening, and that the through the turbine blade to the blade tip cooling air duct in the loading rich of widening flows into the cooling channels. In this way it is achieved that the greatest possible stability is achieved with minimal material expenditure.

Der Austrittsquerschnitt des Kühlkanals weist eine beliebige Fläche auf; es kön nen auch im Bereich der Verdickung der Dichtrippe zwei nebengeordnete längs verlaufende Kühlkanäle vorgesehen werden, welche eine gleichmässige Wand stärke der Dichtrippe über ihre ganze Länge ermöglichen.The outlet cross section of the cooling channel has any surface; it can NEN in the area of the thickening of the sealing rib two adjacent longitudinal running cooling channels are provided, which have a uniform wall allow strength of the sealing rib over its entire length.

Eine andere Ausführungsform beruht darauf, dass der Kühlkanal in eine radiale, in der Verbreiterung angeordnete Hauptbohrung oder in eine Reihe von Bohrungen mündet, welche bevorzugt einen elliptischen Querschnitt aufweisen. Werden wei terhin seitliche, von der Hauptbohrung abzweigende Bohrungen angebracht, so kann zusätzlich Gewicht gespart werden bei gleichzeitiger Erhöhung der Küh lungseffizienz. Die seitlichen Bohrungen können dabei aus den verschiedenen Ebenen von Dichtrippe und Deckband austreten. Weitere Bohrungen ohne Kühl luftdurchfluss können zur Erniedrigung der Masse der Dichtrippe angebracht wer den.Another embodiment is based on the cooling channel being in a radial, in the main hole arranged in the widening or in a series of holes opens, which preferably have an elliptical cross section. Become white then lateral holes branching off from the main bore, see above additional weight can be saved while increasing the cooling efficiency. The side holes can be from the different Exit the levels of the sealing rib and cover tape. Further drilling without cooling air flow can be used to reduce the mass of the sealing rib the.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die seitlichen Bohrungen derart angeordnet, dass die ausströmende Kühlluft entgegen oder quasi entgegen der Rotationsrichtung des Schaufelrades ausgeblasen wird. So kann mit Hilfe der Kühlluft eine Impulskraft auf die Schaufel in Rotationsrichtung gegeben werden. Die Dichtrippen aller Turbinenschaufeln bilden im Normalbetriebsstellung einen im wesentlichen geschlossenen und senkrecht zur Achse liegenden Kreisring.In a particularly preferred embodiment, the side bores are arranged such that the outflowing cooling air counter or quasi counter the direction of rotation of the impeller is blown out. So with the help of Cooling air is given an impulsive force on the blade in the direction of rotation. The sealing ribs of all turbine blades form an im in the normal operating position essentially closed circular ring perpendicular to the axis.

Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufga benlösung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient developments of the task according to the invention Solution are characterized in the further claims.

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforder lichen Elemente sind weggelassen worden.In the following, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings explained in more detail. None for the immediate understanding of the invention elements have been omitted.

BRIEF EXPLANATION OF THE FIGURES

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusam menhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: In the following, the invention is to be described using exemplary embodiments together menhang with the drawings are explained in more detail. Show it:

Fig. 1-14 Schematische perspektivische Darstellungen von Turbinen schaufeln mit Kühlkanälen in schräger Aufsicht auf das Deckband. Fig. 1-14 Schematic perspective views of turbines with cooling channels in oblique view of the shroud.

WAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer einzelnen Turbinenschaufel mit Kühlkanälen in schräger Aufsicht auf das Deckband. In diesem und den fol genden Ausführungsbeispielen ist der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber immer eine Schaufel mit einer Dichtrippe dargestellt, das erfindungsgemässe Konzept ist aber auch auf Schaufeln mit mehreren Dichtrippen anwendbar. Die Schaufel 11 wird von der rechten Seite von einem Heissluftstrom 12 an der An strömkante 22 angeblasen, und leitet diesen ablenkend zur Abrisskante 21 strom abwärts des Schaufelrades. Das Schaufelrad erfährt dadurch eine Kraft, welche das Rad in eine Rotation in Richtung 13 versetzt. Auf der radialen Aussenspitze der Schaufel 11 ist ein Deckband 23 angeordnet, welches im wesentlichen senk recht zur Schaufelfläche und meist tangential oder auch konisch in Bezug auf die Rotationsachse des Schaufelrades ausgerichtet ist. Aufgesetzt auf dem Deckband 23, gewissermassen als umgekehrtes T-Profil, befindet sich die Dichtrippe 10. In der Normalstellung der Schaufeln bei Vollbetrieb der Turbine liegt die Ebenen normale der Dichtrippe 10 parallel zur Rotationsachse des Schaufelrades und die Dichtrippen 10 der benachbarten Turbinenschaufeln kommen dabei in Kontakt. So bildet die Menge der Dichtrippen 10 einen Kreisring um die Achse des Schaufel rades, welcher dieses strömungsmässig abdichtet. Fig. 1 shows a perspective view of a single turbine blade with cooling channels in an oblique view of the shroud. In this and the fol lowing embodiments, a blade with a sealing rib is always shown for the sake of simplicity and clarity, but the concept according to the invention is also applicable to blades with several sealing ribs. The blade 11 is blown from the right side by a hot air stream 12 at the leading edge 22 , and deflects this to the trailing edge 21 downstream of the paddle wheel. As a result, the paddle wheel experiences a force which sets the wheel in rotation in the direction 13 . On the radial outer tip of the blade 11 , a shroud 23 is arranged, which is oriented substantially perpendicular to the blade surface and usually tangentially or conically with respect to the axis of rotation of the blade wheel. The sealing rib 10 is located on the cover band 23 , to a certain extent as an inverted T-profile. In the normal position of the blades when the turbine is in full operation, the normal plane of the sealing rib 10 lies parallel to the axis of rotation of the blade wheel and the sealing ribs 10 of the adjacent turbine blades come into contact. So the amount of sealing ribs 10 forms a circular ring around the axis of the blade wheel, which seals this in terms of flow.

Infolge der normalerweise hohen Temperatur wirken die grossen Fliehkräfte bei der Rotation derart, dass die dann als Biegebalken wirkende Dichtrippe 10 im Be reich der Seitenkanten 17, 18 nach aussen deformiert wird. Dies zu verhindern werden in die Dichtrippe 10 einerseits Kühlkanäle 25-27 eingezogen, andererseits wird die Dichtrippe 10 derart gestaltet, dass sie mittig eine Verbreiterung 24 auf weist. Die Verdickung 24 erstreckt sich über die ganze Höhe der Dichtrippe 10, erhöht deren Stabilität im entscheidenden Bereich und lässt eine gute Führung der Kanäle 25-27 zu.As a result of the normally high temperature, the large centrifugal forces act during the rotation in such a way that the sealing rib 10 then acting as a bending beam is deformed outward in the region of the side edges 17 , 18 . To prevent this, cooling channels 25-27 are drawn into the sealing rib 10, on the one hand, and the sealing rib 10 is designed such that it has a widening 24 in the center. The thickening 24 extends over the entire height of the sealing rib 10 , increases its stability in the critical area and allows the channels 25-27 to be guided well.

Eine luftgekühlte Turbinenschaufel weist normalerweise im Schaufelprofil einen oder mehrere Kühlluftkanäle auf, durch welche Kühlluft radial nach aussen strömt. An dieses vorhandene Kühlluftkanalsystem (in den Figuren nicht dargestellt) greift nun das Kühlsystem der Dichtrippe 10 an. Eine radiale, im Bereich der Verbreite rung 24 angeordnete Hauptbohrung 25 als Kühlkanal wird von unten vom Kühl luftkanalsystem der Schaufel mit Kühlluft gespeist, und leitet die Kühlluft durch die Dichtrippe 10 hindurch radial nach aussen aus der Aussenkante 16 der Dichtrippe 10 hinaus. Diese Bohrung ist bevorzugt oval, elliptischen, oder ähnlichen oder an deren Querschnitts, damit der verbreiterte Bereich 24 möglichst optimal gekühlt wird. Bei der Positionierung der Bohrungen ist generell darauf zu achten, dass sie in Bereiche geringer Belastung zu liegen kommen. Damit auch die dünneren seit lichen Bereiche der Dichtrippe 10 gekühlt werden, zweigen von der Hauptbohrung 25 zwei seitliche Bohrungen 26 und 27 ab, welche die Kühlluft ebenfalls nach au ssen aus der Aussenkante 16 der Dichtrippe 10 hinaus blasen.An air-cooled turbine blade normally has one or more cooling air channels in the blade profile, through which cooling air flows radially outwards. The cooling system of the sealing rib 10 now acts on this existing cooling air duct system (not shown in the figures). A radial, in the area of the widening 24 arranged main bore 25 as a cooling channel is fed from below by the cooling air duct system of the blade with cooling air, and directs the cooling air through the sealing rib 10 radially outwards from the outer edge 16 of the sealing rib 10 . This bore is preferably oval, elliptical, or similar or at their cross-section, so that the widened area 24 is cooled as optimally as possible. When positioning the bores, it must generally be ensured that they come to lie in areas with low loads. So that the thinner areas of the sealing rib 10 are also cooled, two lateral bores 26 and 27 branch off from the main bore 25 and also blow the cooling air outwards from the outer edge 16 of the sealing rib 10 .

Eine freie betriebsabhängige Ausgestaltung des Querschnitts der Bohrungen gilt für alle Varianten der Erfindung.A free operational design of the cross-section of the holes applies for all variants of the invention.

Fig. 2 zeigt ein anderes Kühlsystem für die Dichtrippe 10. Die Hauptbohrung wird hier durch eine Reihe von Bohrungen 28 ersetzt, von denen die randständigen ebenfalls Verzweigungen 26 und 27 aufweisen. Ausserdem sind hier noch radiale Bohrungen 29 dargestellt, welche dazu dienen, das Gewicht der Dichtrippe 10 weiter zu reduzieren. Fig. 2 shows another cooling system for the sealing rib 10 degrees. The main bore is replaced here by a series of bores 28 , of which the peripheral ones also have branches 26 and 27 . In addition, radial bores 29 are also shown here, which serve to further reduce the weight of the sealing rib 10 .

In Fig. 3 findet sich ebenfalls eine Reihe von Bohrungen 28, welche direkt vom Kühlluftsystem der gekühlten Schaufel gespeist werden. Hier ist zusätzlich ge zeigt, dass diese Bohrungen 28 ebenfalls bevorzugt oval ausgestaltet sein kön nen. Ausserdem weist die Dichtrippe 10 wiederum ungekühlte Bohrungen 29 zur Gewichtsersparnis auf, hier sind diese aber tangential zur Achse des Schaufelra des und als Sackbohrungen von den Seitenkanten 17 und 18 ausgeführt.In Fig. 3 there is also a number of holes 28 which are fed directly from the cooling air system of the cooled blade. Here it is additionally shown that these bores 28 can also preferably be oval. In addition, the sealing rib 10 again has uncooled bores 29 to save weight, but here they are tangential to the axis of the blade and are designed as blind bores from the side edges 17 and 18 .

Fig. 4 zeigt, dass die seitlichen Bohrungen auch in die stromaufwärts oder in die stromabwärts gerichteten Seiten 14 und 15 der Dichtrippe 10 enden können. Ins besondere kann so verhindert werden, dass die Kühlluft, wenn die Dichtrippe bei spielsweise in einer Honey-comb-Schicht des Gehäuses eingreift, nicht gut abflie ssen kann. Ausserdem weist hier die Hauptbohrung 25 eine Abdeckung 31 auf, welche verhindert, dass Kühlluft radial ausströmt. Insbesondere, wenn die Kanäle, was sich als besonders vorteilhaft erweisen kann, nicht separat als Bohrungen nachträglich bearbeitet werden müssen, sondern als Gusskerne und -kanäle aus dem Gussprozess des Bauteils aus Schaufel 11, Dichtrippe 10 und Deckband 23 stammen, kann es aus strömungstechnischen Gründen notwendig sein, gewisse Kanäle abzuschliessen. Bei der Gestaltung der Gussform können vorzugsweise die Gusskanäle für den Gusskern gerade so gewählt werden, dass aus den Guss kanälen die optimalen Kühlkanäle entstehen. Fig. 4 shows that the side holes can end 10 in the directed upstream or downstream sides 14 and 15 of the sealing rib. In particular, it can be prevented that the cooling air cannot flow away well if the sealing rib engages, for example, in a honey-comb layer of the housing. In addition, the main bore 25 here has a cover 31 , which prevents cooling air from flowing out radially. In particular, if the channels, which can prove to be particularly advantageous, do not have to be subsequently machined separately as bores, but rather as casting cores and channels from the casting process of the component from the blade 11 , sealing rib 10 and shroud 23 , it can occur for fluidic reasons be necessary to close certain channels. When designing the casting mold, the casting channels for the casting core can preferably be chosen such that the optimum cooling channels are created from the casting channels.

Damit die Kühlluft auf jeden Fall auch bei Eingreifen der Dichtrippe 10 in das Ge häuse (z. B. in Honey-comb) gut abströmen kann, können auch, wie in Fig. 5 dargestellt, Kerben 32 in der Dichtrippe vorgesehen werden, welche ein seitliches Abfliessen erlauben.So that the cooling air can flow well in any case even when the sealing rib 10 engages in the housing (e.g. in honey comb), notches 32 can also be provided in the sealing rib, as shown in FIG. 5, which a Allow lateral drainage.

Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, bei denen die Hauptbohrung 25 je nach Bedürfnissen vielfältig erweiternd oder verengend aus gestaltet ist, und wie die seitlichen Kanäle auch in die Seitenkanten 17, 18 der Dichtrippe 10 münden können. Ausserdem ist dargestellt, wie die Bohrungen auch gekrümmt sein können. Die Bohrungen können auch die Form eines Diffusors oder Konfusors einnehmen. FIGS. 6, 7 and 8 show further embodiments in which the main bore 25 from is designed depending on the needs of varied widening or narrowing, and as the lateral channels may also open into the side edges 17, 18 of the sealing rib 10 degrees. It also shows how the bores can also be curved. The holes can also take the form of a diffuser or confuser.

In Fig. 9 ist die Aussenkante 16 zum besseren Abströmen der Kühlluft mit einer Rinne 34 versehen, welche bis zu den Seitenkanten 17, 18 reichen kann, welche aber auch weniger weit ausgeführt sein kann. Die seitlich tangentialen Bohrungen 33 münden hier wiederum in die Seitenkanten 17 und 18, es ist aber auch denk bar, dass sie, sich verzweigend, in die Seiten 14 und 15 münden. Ebenso kann die Kerbe 34 seitlich verzweigend ausgestaltet sein.In FIG. 9, the outer edge 16 is provided with a groove 34 for better flow of the cooling air, which can extend as far as the side edges 17 , 18 , but which can also be made less far. The laterally tangential bores 33 open here again into the side edges 17 and 18 , but it is also conceivable that they branch out into the sides 14 and 15. Likewise, the notch 34 can be configured to branch laterally.

In Fig. 10 sind zwei verschiedene Bohrungen, wie sie beispielsweise gut mit ECM- oder EDM-Technik hergestellt werden können, dargestellt. Die Bohrungen 35 sind helixartig einander umwindend ausgeführt und münden in die Seiten 14 und 15. Es ist dabei darauf zu achten, dass der Umwindungsbereich in den Be reich der biegeneutralen Achse zu liegen kommt, da in diesem Bereich die Mate rialstärke ziemlich gering wird. Der Kanal 36 mündet nach unten, d. h. unterhalb des Deckbandes 23 auf der Innenfläche 20. Er soll zeigen, dass die Kanäle in be liebigen Winkeln, beliebigen Formen und mit vielfältigen Austrittsorten gestaltet werden können, je nach dem Ort, wo Kühlung nötig ist und das Ausströmen am wenigsten stört oder eben gerade vorteilhaft ist.In Fig. 10, two different holes, such as can be prepared, for example well with ECM or EDM technology, is shown. The bores 35 are designed to wind around each other in a helical manner and open into the sides 14 and 15 . It is important to ensure that the wrapping area is in the area of the bend-neutral axis, since the material thickness in this area becomes fairly low. The channel 36 opens downwards, ie below the cover band 23 on the inner surface 20 . It is intended to show that the channels can be designed at any angle, in any shape and with a variety of outlet locations, depending on the location where cooling is necessary and where the outflow is least disruptive or just advantageous.

Die Fig. 11 und 12 zeigen beide Kanalführungen 27 und 36, bei welchen die Kühlluft derart austreten soll, dass gleichzeitig auch noch Impuls auf die Schaufel gegeben wird, indem entgegen oder quasi entgegen der Rotationsrichtung des Schaufelrades ausgeblasen wird. FIGS. 11 and 12 show the two channel guides 27 and 36, in which the cooling air is to exit so that at the same time also pulse is applied to the blade by being blown against or virtually against the direction of rotation of the paddle wheel.

Fig. 13 zeigt zwei nebengeordnete Bohrungen 25, welche sich innerhalb der Verdickung erstrecken, und so diese Verdickung zu gleich starken Rippen unter teilt. Eine solche Dichtrippe ist lässt sich leichter giessen, ohne Gefahr zu laufen, dass Lunkern entstehen können. Aus lassen sich die schmäleren Rippen leichter und effizienter kühlen. Fig. 13 shows two secondary bores 25 , which extend within the thickening, and so this thickening to ribs of equal strength under divides. Such a sealing rib is easier to cast without running the risk of cavities. The narrower fins can be cooled more easily and efficiently.

Fig. 14 zeigt eine Durchflussblende 37 zwischen Kühlmediumskanal innerhalb der Schaufel und Kühlkanal im Bereich der Dichtrippe 10. Mit dieser Blende lässt sich eine gezielte Kühlmediumsspeisung Richtung Dichtrippe 10 bewerkstelligen. Fig. 14 shows a flow orifice 37 between cooling medium passage within the blade and the cooling channel in the region of the sealing rib 10 degrees. With this diaphragm, a targeted cooling medium supply in the direction of the sealing rib 10 can be achieved.

LIST OF DESIGNATIONS

1010th

Dichtrippe
Sealing rib

1111

Turbinenschaufel
Turbine blade

1212th

Heissluftstrom
Hot air flow

1313

Rotationsrichtung
Direction of rotation

1414

stromaufwärts gerichtete Seite von upstream side of

1010th

1515

stromabwärts gerichtete Seite von downstream side of

1010th

1616

Aussenkante von Outer edge of

1010th

1717th

, ,

1818th

Seitenkanten von Side edges of

1010th

1919th

Aussenfläche von Outside area from

2323

2020th

Innenfläche von Inner surface of

2323

2121

Abrisskante von Spoiler lip from

1111

2222

Vorderkante von Leading edge of

1111

2323

Deckband
Shroud

2424th

mittige Verbreiterung in central broadening in

1010th

2525th

radiale Hauptbohrung
radial main bore

2626

, ,

2727

Seitenbohrungen
Side holes

2828

Reihe von Bohrungen
Series of holes

2929

ungekühlte Bohrungen
uncooled holes

3030th

seitliche Bohrung
side hole

3131

Abdeckung
cover

3232

Kerbe
score

3333

seitlich tangentiale Bohrungen
laterally tangential holes

3434

Aussenkerbe
External notch

3535

gekrümmte Bohrungen
curved holes

3636

seitlich tangentiale Bohrungen
laterally tangential holes

3737

Durchflussblende
Flow orifice

Claims

1. Cooled turbine blade ( 11 ), in which a shroud ( 23 ) is arranged on the shovel wheel, which radially outwards with respect to the axis of rotation of a shovel ( 11 ) carrying the shovel ( 11 ), said shroud ( 23 ) by at least one sealing rib ( 10 ) is formed, which sealing rib in the normal operating position of the turbine blades ( 11 ) with the sealing ribs ( 10 ) of all turbine blades ( 11 ) of the impeller form a substantially closed circular ring lying perpendicular to the axis, characterized in that the sealing rib ( 10 ) with the first Means ( 25-28 , 30 , 32-36 ) is crossed.

2. Turbine blade according to claim 1, characterized in that the cover band ( 23 ) has a substantially radially inwardly directed inner surface ( 20 ) and a substantially radially outwardly directed outer surface ( 19 ), and which at least one on which Radial sealing rib ( 10 ) arranged on the outer surface ( 19 ), which is penetrated by first means ( 25-28 , 30 , 32-36 ).

3. Turbine blade according to claim 1 or 2, characterized in that the first means comprise cooling channels ( 24-28 , 30 , 32-36 ), which face on the input side with at least one through the turbine blade ( 11 ) to the blade tip cooling medium channel in connection stand, and that the cooling channels ( 24-28 , 30 , 32-36 ) have a constant or widening or narrowing flow cross-section in the flow direction.

4. Turbine blade according to claim 3, characterized in that the transition of the blade-side cooling medium channel to the cooling channels ( 24-28 , 30 , 32-36 ) is provided with a flow orifice.

5. Turbine blade according to claim 2, characterized in that the at least one sealing rib ( 10 ) has a central, in essence Chen over the entire height of the sealing rib ( 10 ) extending Ver widening ( 24 ), and that through the turbine blade ( 11 ) to the blade tip cooling channel in the area of the Ver widening ( 24 ) opens into the cooling channels ( 24-28 , 30 , 32-36 ).

6. Turbine blade according to claim 5, characterized in that in the region of the widening ( 24 ) a plurality of cooling channels ( 24-28 , 30 , 32-36 ) are arranged side by side.

7. turbine blade according to claims 4 and 5, characterized in that the cooling medium channel in a radial, in the United broadening ( 24 ) arranged main bore ( 25 , 28 ) opens any cross-section.

8. Turbine blade according to claim 7, characterized in that the main bore ( 25 ) has the cross-sectional shape of an elongated hole, and that the longer main axis of the elongated hole extends along the sealing rib ( 10 ).

9. Turbine blade according to claim 7, characterized in that the main bore is designed as a series of bores ( 28 ), the series of bores ( 28 ) being arranged along the sealing rib ( 10 ).

10. Turbine blade according to claim 9, characterized in that the bores ( 28 ) are of elliptical cross section and that the longer main axes of the elliptical cross sections extend along the sealing rib ( 10 ).

11. Turbine blade according to one of claim 7, characterized in that lateral bores ( 26 , 27 , 30 , 33 , 35 , 36 ) branch off from the main bore ( 25 , 28 ).

12. A turbine blade according to claim 11, characterized in that at least one of the lateral bores ( 26 , 27 ) allows the cooling air or the cooling medium to flow out at the tangential outer edge ( 16 ) of the sealing rib ( 10 ).

13. Turbine blade according to one of claims 11 or 12, characterized in that at least one of the lateral bores ( 30 , 35 , 36 ) allows the cooling air flowing through to flow out on one of the sides ( 14 , 15 ) of the sealing rib ( 10 ).

14. Turbine blade according to one of claims 11 to 13, characterized in that at least one of the lateral bores ( 33 ) allows the cooling air flowing through to flow out in one of the side blades ( 17 , 18 ) of the sealing rib ( 10 ) facing the adjacent turbine blades.

15. Turbine blade according to one of claims 11 to 14, characterized in that at least one of the lateral bores ( 33 ) allows the cooling air flowing through to flow out on the inner surface ( 20 ) of the cover strip ( 23 ) in the direction of the blade ( 11 ).

16. Turbine blade according to one of claims 11 to 15, characterized in that the cooling air from the side bores ( 27 , 35 , 36 ) can be blown out against or quasi against the direction of rotation of the blade wheel.

17. Turbine blade according to one of claims 11 to 16, characterized in that the lateral bores ( 26 , 27 , 30 , 33 , 35 , 36 ) are curved or helical or diffuser-like or confusing.

18. Turbine blade ( 11 ) according to one of claims 3 to 17, characterized in that second means ( 32 , 34 ) are provided which allow a controlled removal of the cooling air or the cooling medium from the sealing rib ( 10 ).

19. Turbine blade ( 11 ) according to claim 18, characterized in that the second means in the sealing rib ( 10 ) comprise notches ( 32 , 34 ) which are either perpendicular ( 32 ) or parallel ( 34 ) to the sealing rib ( 10 ) in the Outside edge ( 16 ) of the sealing rib ( 10 ) are arranged on.

20. Turbine blade ( 11 ) according to one of claims 3 to 19, characterized in that the mouth of at least one of the bores ( 24-28 , 30 , 32-36 ) is closed by a cover ( 31 ).

21. Turbine blade ( 11 ) according to one of claims 2 to 20, characterized in that in the sealing rib ( 10 ) bores ( 29 ) are arranged, which are not flowed through by cooling air / cooling medium.

22. Turbine blade ( 11 ) according to one of claims 2 to 21, characterized in that means are arranged in the cooling channels ( 24-28 , 30 , 32-36 ) which swirl the cooling air / cooling medium flowing therein.