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Gezieltes Ausblasen im Airfoil/Plattform-Uebergangsbereich zur Beeinflussung der Sekundaerstroemung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000021616D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 2 (2004-02-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Feb-25
Document File: 2 page(s) / 69K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei Turbinenschaufeln von Gasturbinen wird der Uebergangsbereich Schaufelblattprofil/Plattform aufgrund der Randbedingungen der Gussherstellung und Festigkeitsanforderungen verrundet und mit Korbboeden ausgestattet. Dabei entstehen Materialansammlungen und Beanspruchungen, die zugleich den Waermeabfluss aus diesem Bereich durch im Schaufelinneren installierte Kuehlmethoden erschweren und auch die direkte Kuehlung durch Durchfuehrung/Ausblasen des Kuehlmediums durch den Korbbodenbereich verhindern. Wird die Materialsammlung durch alternative Geometrien und veraenderte mechanische Auslegung/Beanspruchung vermieden, ist eine unverrundete, scharfkantige Uebergangsstelle Schaufelblatt/Plattform moeglich. Der scharfkantige Uebergang kann unerwuenschte Sekundaerstroemungen im Schaufelkanal (Hufeisen-/Eckenwirbel) ermoeglichen und aufgrund des Sekundaerstroemungsverlaufes erneut zu schlecht gekuehlten Plattformbereichen fuehren. Zur Kuehlung von Korbbogen, Profilrandbereich und profilnahen Plattformen wird derzeit Filmkuehlung mittels Bohrungen im Schaufelblatt und Plattform in der Naehe der gefaehrdeten Bereiche eingesetzt. Weiterhin wird vor dem Schaufelgitter durch Ausblasen von Sperr-/Kuehlluft aus Spalten am Umfang ein Kuehlfilm auf die Plattform gelegt. Aufgrund der komplizierten Sekundaerstroemungssituation wird hierzu eine erhebliche Kuehlluftmenge aufgewendet, wobei Wirbelkonfigurationen der Sekundaerstroemung zum Abheben und Ablenken des Kuehlfilms fuehren und in schwer vorhersagbaren Bereichen zu einem ungekuehlten Blatt/Plattform-Uebergang fuehren.

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S

Gezieltes Ausblasen im Airfoil/Plattform-Uebergangsbereich zur Beeinflussung der Sekundaerstroemung

Idea: Michael Haendler, DE-Muelheim; Stefan Baldauf, DE-Muelheim; Christian Lerner, DE- Muelheim; Hans-Thomas Bolms, DE-Muelheim

Bei Turbinenschaufeln von Gasturbinen wird der Uebergangsbereich Schaufelblattprofil/Plattform aufgrund der Randbedingungen der Gussherstellung und Festigkeitsanforderungen verrundet und mit Korbboeden ausgestattet. Dabei entstehen Materialansammlungen und Beanspruchungen, die zugleich den Waermeabfluss aus diesem Bereich durch im Schaufelinneren installierte Kuehlmethoden erschweren und auch die direkte Kuehlung durch Durchfuehrung/Ausblasen des Kuehlmediums durch den Korbbodenbereich verhindern. Wird die Materialsammlung durch alternative Geometrien und veraenderte mechanische Auslegung/Beanspruchung vermieden, ist eine unverrundete, scharfkantige Uebergangsstelle Schaufelblatt/Plattform moeglich. Der scharfkantige Uebergang kann unerwuenschte Sekundaerstroemungen im Schaufelkanal (Hufeisen-/Eckenwirbel) ermoeglichen und aufgrund des Sekundaerstroemungsverlaufes erneut zu schlecht gekuehlten Plattformbereichen fuehren.

Zur Kuehlung von Korbbogen, Profilrandbereich und profilnahen Plattformen wird derzeit Filmkuehlung mittels Bohrungen im Schaufelblatt und Plattform in der Naehe der gefaehrdeten Bereiche eingesetzt. Weiterhin wird vor dem Schaufelgitter durch Ausblasen von Sperr-/Kuehlluft aus Spalten am Umfang ein Kuehlfilm auf die Plattform...