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EP1512489B1 - Schaufel einer Turbine - Google Patents

Schaufel einer Turbine Download PDF

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Publication number
EP1512489B1
EP1512489B1 EP03020211A EP03020211A EP1512489B1 EP 1512489 B1 EP1512489 B1 EP 1512489B1 EP 03020211 A EP03020211 A EP 03020211A EP 03020211 A EP03020211 A EP 03020211A EP 1512489 B1 EP1512489 B1 EP 1512489B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
slot
trailing edge
length
turbine blade
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03020211A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1512489A1 (de
Inventor
Fathi Ahmad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP03020211A priority Critical patent/EP1512489B1/de
Priority to DE50306044T priority patent/DE50306044D1/de
Priority to US10/931,089 priority patent/US7160084B2/en
Publication of EP1512489A1 publication Critical patent/EP1512489A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1512489B1 publication Critical patent/EP1512489B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
    • F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades

Definitions

  • the invention relates to a, according to the preamble of claim 1, directed along a blade axis and formed from a base blade.
  • Such a blade is known from US-2003/0138322 A.
  • a flow medium is transported in a flow channel in order to gain energy from this.
  • turbine blades are arranged in the flow channel.
  • vanes vane rings and rotor vanes formed from rotor blades are arranged in the flow channel.
  • the vanes suitably direct the flow medium onto the blades, which are connected to a rotor and rotated so that kinetic energy of the flow medium is converted to rotational energy.
  • Such blades in turbomachines are often exposed to considerable mechanical stress. Especially at the same time high temperature and high speeds, such as in a gas turbine, it comes to a high material stress of the blade material. As a result, cracks may form in the blade material, which spread over time with continued stress. Eventually, the blade may fail, shattering the blade or breaking up debris. For subsequent blades in the flow direction, this can lead to considerable damage. Cracking and crack propagation should therefore be monitored. Depending on the speed of the processes, this can lead to a significant reduction in the availability of the turbine come as regular service intervals lead to downtime of the turbine.
  • JP 2000018001 a gas turbine blade is shown, are introduced in the relief slots in the direction of the blade axis to the edge of the head area. These relief slots are used to reduce thermal stresses in this area. The reduction of thermal stresses should reduce cracking.
  • the relief slots are limited to the head area.
  • JP 10299408 shows a gas turbine blade in which elliptical holes are introduced in areas of high thermal stresses, which are intended to reduce crack propagation.
  • the bores are arranged in the transition region of the blade and the platform, wherein in the airfoil region the ellipse main axis is directed perpendicular to the blade axis. A corresponding orientation of the holes can be found at the trailing edge.
  • the object of the invention is the specification of a turbine blade which is exposed to particularly low thermal stresses.
  • a turbine blade which is directed along a blade axis and formed from a base body, comprising a foot region A head region and an airfoil having a blade height reaching from the root region to the tip region and having a blade width reaching from a blade leading edge to a blade trailing edge, wherein a fillet is formed in a transition region between the blade trailing edge and the root region, wherein a relief slot is formed across the blade trailing edge ,
  • the invention is based on the recognition that the blade trailing edge of a turbine blade itself is exposed to particularly high mechanical stresses in a region above the rounded transition region between the blade trailing edge and the base region and in this rounded transition region itself. Furthermore, the invention is based on the finding that the blade trailing edge is not unduly mechanically destabilized by slots extending transversely to it with appropriate dimensioning. By introducing a relief slot transversely to the blade trailing edge through the blade trailing edge, a considerable relief from thermal stresses is now achieved in that thermal expansion can be compensated through the slot.
  • the relief slot is in the vicinity of the rounding. Especially in an area in the vicinity of the rounding the blade trailing edge is subject to particularly high thermal stresses.
  • the relief slot effectively dissipates these stresses in this particularly affected area.
  • the relief slot is located less than 20% of the blade height of the rounding. Particularly preferred is a distance of the relief slot from the rounding of less than 10% of the blade height.
  • the slot has a length of at least 2% of the blade width. In this extension, a particularly high effect in the discharge through the slot is achieved.
  • the slot has at most a length of 5% of the sheet width.
  • a greater extension of the slot length than this 5% of the blade width leads only to a comparatively small further relief of thermal stresses, while on the other hand would suffer from too great a slot length, the mechanical stability of the blade trailing edge.
  • At least two, more preferably at least three relief slots are provided. With more than two or three relief slots following each other along the blade axis, a larger portion of the blade trailing edge can be relieved of thermal stresses. In addition, higher overall thermal stresses can be counteracted. Preferably, all relief slots in an area smaller than 25% of the blade height are removed from the rounding.
  • Three relief slots are preferably provided, wherein a first slot lying closest to the rounding has a first length, a second slot following the first slot has a second length and a third slot has a third length following the second slot along the blade axis wherein the third length is greater than the second length and the second length is greater than the first length.
  • the turbine blade is a gas turbine blade.
  • Gas turbine blades are exposed to particularly high temperatures. Accordingly, it is precisely here to build particularly high thermal stresses.
  • the relief slot preferably has an approximately circular extension on its end opposite the blade trailing edge. Such a circular widening reduces the radii of curvature of the surfaces delimiting the slot at the end and thus reduces the stresses that occur particularly at such curvatures.
  • the circular extension is a circular bore from which the slot extends through the blade trailing edge.
  • the slot is preferably cut by means of a laser beam or it is milled.
  • the gas turbine 1 shows a gas turbine 1.
  • the gas turbine 1 is directed along a turbine axis 10 and has along the turbine axis 10 successively a compressor 3, a Combustion chamber 5 and a turbine part 7.
  • the compressor 3 and the turbine part 7 are arranged on a common turbine shaft 9.
  • a hot gas duct 12 is formed in the guide vanes 11 and blades 13, which are arranged on the turbine shaft 9, protrude into it.
  • the compressor air 15 is burned with fuel in the combustion chamber 5 to hot gas 17, which flows through the hot gas channel 12. It puts the turbine shaft 9 in motion via the effect on the rotor blades 13.
  • the rotational energy of the turbine shaft 9 may be e.g. be used for generating electrical energy.
  • FIG. 2 shows a gas turbine guide vane 31.
  • the gas turbine guide vane 31 has a foot region 33 with a platform 34.
  • an airfoil 35 connects.
  • the airfoil 35 ends in a head region 37, which in particular also has a platform, which is not shown here.
  • the platform 34 and also the illustrated platform of the head region 37 serve to delimit the hot gas channel 12.
  • the airfoil 35 has a blade height h .
  • the airfoil 35 has a blade width b .
  • the blade airfoil 35 extends from a blade leading edge 39 to a blade trailing edge 41.
  • the gas turbine guide blade 31 has a base body 32 which is hollow a blade outer wall 63 encloses the cavity. Stabilizing side ribs 65 are arranged in the cavity between the suction side 47 and the pressure side 45.
  • a rounding 71 is formed in the region of the blade leading edge 39, and a rounding 73 is formed in the region of the blade trailing edge 41.
  • These fillets 71, 73 or also called thickenings or notches, are exposed to particularly high mechanical stresses during operation.
  • discharge slots 51 are provided in the blade trailing edge.
  • FIG. 3 shows a detail of a longitudinal section through the gas turbine guide blade 31 in the region of the rounding 73 between the blade trailing edge 41 and the platform 34.
  • the relief slots 51 extend transversely to the blade trailing edge 41 through the blade trailing edge 41.
  • the blade trailing edge 41 may be formed, for example, solely by the suction side 47, while the pressure side 45 ends in a stepped manner and cooling air openings are provided in this stage, which cool the blade trailing edge 41. This would be an open blade trailing edge 41.
  • a closed blade trailing edge 41 may also be present in which the pressure side 45, rounded, merges into the suction side 47 and thereby forms the blade trailing edge 41.
  • the relief slots 51 in the suction side 47, the pressure side 45 or in both sides extend.
  • the relief slots 51 end with their blade trailing edge 41 opposite ends in circular extensions 53, in which comparatively little stress caused by a relatively low curvature.
  • the relief slot 51 closest to the rounding has a smaller amount than the second relief slot following in the blade axis direction.
  • the second relief slot is again shorter than the one in the direction of the blade axis following and the rounding 73 farthest third relief slot 51st
  • thermal stresses are reduced by a thermal expansion can be compensated in the discharge slots 51.
  • thermal stresses are minimized both in the region of the trailing edge 4 and in the rounding 73.
  • cooling air 67 is introduced for cooling.
  • This cooling air 67 exits the slot 51 from the hollow interior of the gas turbine blade 34.
  • the slot 51 is shaped so that the cooling air 67 forms a cooling film on the surface of the airfoil 35.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, entlang einer Schaufelachse gerichtete und aus einem Grundkörper gebildete Schaufel.
  • Eine solche Schaufel ist aus US-2003/0138322 A, bekannt.
  • In Turbinen wird in einem Strömungskanal ein Strömungsmedium transportiert, um hieraus Energie zu gewinnen. Hierzu sind im Strömungskanal Turbinenschaufeln angeordnet. Zum Beispiel sind im Strömungskanal einer axialen Gasturbine in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend abwechselnd aus Leitschaufeln gebildete Leitschaufelkränze und aus Laufschaufeln gebildete Laufschaufelkränze angeordnet. Die Leitschaufeln lenken in geeigneter Weise das Strömungsmedium auf die Laufschaufeln, die mit einem Rotor verbunden sind und in Rotation versetzt werden, so dass kinetische Energie des Strömungsmediums in Rotationsenergie umgewandelt wird.
  • Solche Schaufeln in Strömungsmaschinen sind häufig erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Gerade bei gleichzeitig hoher Temperatur und hohen Drehzahlen, wie in einer Gasturbine, kommt es zu einer hohen Materialbeanspruchung des Schaufelmaterials. Hierdurch können sich im Schaufelmaterial Risse bilden, die sich im Laufe der Zeit bei fortgesetzter Beanspruchung ausbreiten. Schließlich kann es zu einem Versagen der Schaufel kommen, wobei die Schaufel zerbricht oder Bruchstücke herausgelöst werden. Für in Strömungsrichtung nachfolgende Schaufeln kann dies zu erheblichen Beschädigungen führen. Eine Rissbildung und Rissausbreitung ist somit zu überwachen. Je nach Geschwindigkeit der Prozesse kann es hierdurch zu einer signifikanten Reduzierung der Verfügbarkeit der Turbine kommen, da regelmäßige Serviceintervalle zu Ausfallzeiten der Turbine führen.
  • In der US-PS 6,490,791 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem in einem Serviceprozess Risse in der Hinterkante einer Turbinenschaufel durch ein Zurückschneiden der Hinterkante beseitigt werden. Durch ein anschließendes Verrunden des Schaufelprofils werden die durch die verkürzte Hinterkante hervorgerufenen zusätzlichen aerodynamischen Verluste gering gehalten. Dieses Verfahren kann zwar ein vollständiges Austauschen von gebrauchten gegen neue Schaufeln vermeiden, verringert aber nicht die Häufigkeit von Serviceintervallen.
  • In der JP 2000018001 ist eine Gasturbinenlaufschaufel gezeigt, bei der Entlastungsschlitze in Richtung der Schaufelachse zum Rand des Kopfbereiches eingebracht sind. Diese Entlastungsschlitze dienen zur Reduktion thermischer Spannungen in diesem Bereich. Durch die Reduktion thermischer Spannungen soll eine Rissbildung verringert werden. Die Entlastungsschlitze sind auf den Kopfbereich beschränkt.
  • Die JP 10299408 zeigt eine Gasturbinenschaufel, bei der in Bereichen hoher thermischer Spannungen elliptische Bohrungen eingebracht sind, die eine Rissausbreitung verringern sollen. Die Bohrungen sind im Übergangsbereich von Schaufelblatt und Plattform angeordnet, wobei im Schaufelblattbereich die Ellipsenhauptachse senkrecht zur Schaufelachse gerichtet ist. Eine entsprechende Ausrichtung der Bohrungen findet sich an der Hinterkante.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Turbinenschaufel, die besonders niedrigen thermischen Spannungen ausgesetzt ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine entlang einer Schaufelachse gerichtete und aus einem Grundkörper gebildete Turbinenschaufel, umfassend einen Fußbereich, einen Kopfbereich und ein Schaufelblatt mit einer vom Fußbereich zum Kopfbereich reichenden Blatthöhe und mit einer von einer Schaufelvorderkante bis zu einer Schaufelhinterkante reichende Blattbreite, wobei in einem Übergangsbereich zwischen der Schaufelhinterkante und dem Fußbereich eine Verrundung gebildet ist, wobei quer durch die Schaufelhinterkante hindurch ein Entlastungsschlitz gebildet ist.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Schaufelhinterkante einer Turbinenschaufel in einem Bereich oberhalb des verrundeten Übergangsbereiches zwischen der Schaufelhinterkante und dem Fußbereich und in diesem verrundeten Übergangsbereich selbst besonders hohen mechanischen Spannungen ausgesetzt ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die Schaufelhinterkante durch quer zu ihr verlaufende Schlitze bei entsprechender Dimensionierung nicht unzulässig mechanisch destabilisiert wird. Durch die Einführung eines Entlastungsschlitzes quer zur Schaufelhinterkante durch die Schaufelhinterkante hindurch wird nunmehr eine erhebliche Entlastung gegenüber thermischen Spannungen dadurch erreicht, dass durch den Schlitz thermische Ausdehnung kompensierbar ist.
  • Vorzugsweise liegt der Entlastungsschlitz in der Nähe der Verrundung. Gerade in einem Bereich in der Nähe der Verrundung unterliegt die Schaufelhinterkante besonders hohen thermischen Spannungen. Durch den Entlastungsschlitz können diese Spannungen in diesem besonders betroffenen Bereich wirksam abgebaut werden. Weiter bevorzugt liegt der Entlastungsschlitz dabei weniger als 20% von der Blatthöhe von der Verrundung entfernt. Besonders bevorzugt ist ein Abstand des Entlastungsschlitzes von der Verrundung von weniger als 10% von der Blatthöhe.
  • Bevorzugtermassen hat der Schlitz eine Länge von mindestens 2% der Blattbreite. In dieser Ausdehnung wird eine besonders hohe Wirkung in der Entlastung durch den Schlitz erzielt.
  • Vorzugsweise hat der Schlitz höchstens eine Länge von 5% der Blattbreite. Eine größere Ausdehnung der Schlitzlänge als diese 5% der Blattbreite führt nur noch zu einer vergleichsweise geringen weiteren Entlastung von thermischen Spannungen, während auf der anderen Seite durch eine zu große Schlitzlänge die mechanische Stabilität der Schaufelhinterkante leiden würde.
  • Vorzugsweise sind mindestens zwei, weiter bevorzugt mindestens drei Entlastungsschlitze vorgesehen. Mit mehr als zwei oder drei entlang der Schaufelachse aufeinander folgenden Entlastungsschlitzen kann ein größerer Bereich der Schaufelhinterkante von thermischen Spannungen entlastet werden. Zudem kann insgesamt höheren thermischen Spannungen entgegengewirkt werden. Vorzugsweise sind alle Entlastungsschlitze in einem Bereich kleiner als 25% der Blatthöhe von der Verrundung entfernt.
  • Bevorzugt sind drei Entlastungsschlitze vorgesehen, wobei ein erster, der Verrundung nächstliegender Schlitz eine erste Länge, ein zweiter, entlang der Schaufelachse dem ersten Schlitz folgender zweiter Schlitz eine zweite Länge und ein dritter, dem zweiten Schlitz entlang der Schaufelachse folgender dritter Schlitz eine dritte Länge aufweist, wobei die dritte Länge größer als die zweite Länge und die zweite Länge größer als die erste Länge ist.
  • Vorzugsweise ist die Turbinenschaufel eine Gasturbinenschaufel. Gasturbinenschaufeln sind besonders hohen Temperaturen ausgesetzt. Dementsprechend kommt es gerade hier zum Aufbau besonders hoher thermischer Spannungen.
  • Bevorzugt weist der Entlastungsschlitz auf seinem der Schaufelhinterkante gegenüberliegenden Ende eine etwa kreisförmige Erweiterung auf. Durch eine solche kreisförmige Erweiterung werden die Krümmungsradien der den Schlitz am Ende begrenzenden Flächen herabgesetzt und damit die besonders an solchen Krümmungen auftretenden Spannungen reduziert. Insbesondere ist die kreisförmige Erweiterung eine Kreisbohrung, von der aus sich der Schlitz durch die Schaufelhinterkante hindurch erstreckt. Der Schlitz ist vorzugsweise mittels eines Laserstrahls geschnitten oder er ist eingefräst.
  • Die oben beschriebenen Mechanismen zur Entlastung thermischer Spannungen in der Schaufelhinterkante sind gleichermaßen auch geeignet, Spannungen in der Verrundung zwischen der Schaufelhinterkante und dem Fußbereich herabzusetzen. Gerade in dieser Verrundung oder auch Kerbe können sehr hohe Spannungen auftreten. Damit ist diese Zone auch eine bevorzugte Zone für Rissbildung.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigen teilweise schematisch und nicht maßstäblich:
    • Figur 1
    eine Gasturbine,
    Figur 2
    eine Gasturbinenleitschaufel und
    Figur 3
    einen Ausschnitt eines Längsschnittes durch eine Gasturbinenleitschaufel im Bereich der Verrundung zwischen Schaufelhinterkante und Fußbereich.
  • Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
  • Figur 1 zeigt eine Gasturbine 1. Die Gasturbine 1 ist entlang einer Turbinenachse 10 gerichtet und weist entlang der Turbinenachse 10 aufeinanderfolgend einen Verdichter 3, eine Brennkammer 5 und ein Turbinenteil 7 auf. Der Verdichter 3 und das Turbinenteil 7 sind auf einer gemeinsamen Turbinenwelle 9 angeordnet. Im Turbinenteil 7 ist ein Heißgaskanal 12 gebildet, in den Leitschaufeln 11 und Laufschaufeln 13, die auf der Turbinenwelle 9 angeordnet sind, hinein ragen.
  • Im Betrieb der Gasturbine 1 wird vom Verdichter 3 Umgebungsluft angesaugt und zu Verdichterluft 15 komprimiert. Die Verdichterluft 15 wird mit Brennstoff in der Brennkammer 5 zu Heißgas 17 verbrannt, welches durch den Heißgaskanal 12 strömt. Dabei versetzt es über die Wirkung auf die Laufschaufeln 13 die Turbinenwelle 9 in Bewegung. Die Rotationsenergie der Turbinenwelle 9 kann z.B. zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden.
  • Figur 2 zeigt eine Gasturbinenleitschaufel 31. Die Gasturbinenleitschaufel 31 weist einen Fußbereich 33 mit einer Plattform 34 auf. An der Plattform 34 schließt sich ein Schaufelblatt 35 an. Das Schaufelblatt 35 endet in einem Kopfbereich 37, der insbesondere auch eine Plattform aufweist, die hier aber nicht dargestellt ist. Die Plattform 34 und auch die dargestellte Plattform des Kopfbereiches 37 dienen zur Begrenzung des Heißgaskanals 12. Das Schaufelblatt 35 hat eine Blatthöhe h. Weiterhin hat das Schaufelblatt 35 eine Schaufelbreite b. Das Schaufelblatt 35 erstreckt sich von einer Schaufelvorderkante 39 zu einer Schaufelhinterkante 41. Zwischen Schaufelvorderkante 39 und Schaufelhinterkante 41 liegt einerseits die Druckseite 45 und andererseits die gegenüberliegende Saugseite 47 des Schaufelblattes 35. Die Gasturbinenleitschaufel 31 weist einen Grundkörper 32 auf, der hohl ausgeführt ist, wobei eine Schaufelaußenwand 63 den Hohlraum umschließt. Stabilisierende Seitenrippen 65 sind im Hohlraum zwischen der Saugseite 47 und der Druckseite 45 angeordnet.
  • Im Übergangsbereich zwischen Schaufelblatt 35 und Plattform 34 ist im Bereich der Schaufelvorderkante 39 eine Verrundung 71 und im Bereich der Schaufelhinterkante 41 eine Verrundung 73 ausgebildet. Diese Verrundungen 71, 73 oder auch Verdickungen oder Kerben genannt, sind besonders hohen mechanischen Spannungen im Betrieb ausgesetzt. Zur Entlastung von thermischen Spannungen, die durch die hohen Temperaturen auftreten, der die Gasturbinenleitschaufel 31 ausgesetzt ist, sind in der Schaufelhinterkante Entlastungsschlitze 51 vorgesehen. Diese werden näher anhand von Figur 3 beschrieben.
  • Figur 3 zeigt einen Ausschnitt eines Längsschnittes durch die Gasturbinenleitschaufel 31 im Bereich der Verrundung 73 zwischen Schaufelhinterkante 41 und Plattform 34. Die Entlastungsschlitze 51 erstrecken sich quer zur Schaufelhinterkante 41 durch die Schaufelhinterkante 41 hindurch. Dabei kann die Schaufelhinterkante 41 z.B. allein durch die Saugseite 47 gebildet sein, während die Druckseite 45 stufenartig endet und Kühlluftöffnungen in dieser Stufe vorgesehen sind, die die Schaufelhinterkante 41 kühlen. Dies wäre eine offene Schaufelhinterkante 41. Es kann aber auch eine geschlossene Schaufelhinterkante 41 vorliegen, bei der die Druckseite 45 gerundet in die Saugseite 47 übergeht und dabei die Schaufelhinterkante 41 bildet. Hierbei können die Entlastungsschlitze 51 in der Saugseite 47, der Druckseite 45 oder in beiden Seiten sich erstrecken. Die Entlastungsschlitze 51 enden mit ihren der Schaufelhinterkante 41 gegenüberliegenden Enden in kreisförmigen Erweiterungen 53, in denen vergleichsweise wenig Spannungen durch eine relativ niedrige Krümmung hervorgerufen werden. Der der Verrundung nächstliegender Entlastungsschlitz 51 weist eine geringere Menge als der in Schaufelachsenrichtung nächstfolgende zweite Entlastungsschlitz auf. Der zweite Entlastungsschlitz ist wiederum kürzer als der in Richtung der Schaufelachse auf ihn folgende und der Verrundung 73 entfernteste dritte Entlastungsschlitz 51.
  • Durch die Entlastungsschlitze 51 werden thermische Spannungen verringert, indem in den Entlastungsschlitzen 51 eine thermische Ausdehnung kompensierbar ist. Hierdurch werden thermische Spannungen sowohl im Bereich der Hinterkante 4 als auch in der Verrundung 73 minimiert.
  • In die Gasturbinenlaufschaufel 34 wird Kühlluft 67 zur Kühlung eingeleitet. Diese Kühlluft 67 tritt aus dem Schlitz 51 aus dem hohlen Inneren der Gasturbinenlaufschaufel 34 aus. Dabei ist der Schlitz 51 so geformt, dass die Kühlluft 67 einen Kühlfilm auf der Oberfläche des Schaufelblattes 35 bildet.

Claims (10)

  1. Entlang einer Schaufelachse (30) gerichtete und aus einem Grundkörper (32) gebildete Turbinenschaufel (31), umfassend einen Fußbereich (33), einen Kopfbereich (37) und ein Schaufelblatt (35) mit einer vom Fußbereich (33) zum Kopfbereich (37) reichenden Blatthöhe h und mit einer von einer Schaufelvorderkante (39) bis zu einer Schaufelhinterkante (41) reichenden Blattbreite b, wobei im Übergangsbereich zwischen der Schaufelhinterkante (41) und dem Fußbereich (33) eine Verrundung (73) gebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    quer durch die Schaufelhinterkante (41) hindurch ein Entlastungsschlitz (51) gebildet ist.
  2. Turbinenschaufel (31) nach Anspruch 1,
    bei der der Entlastungsschlitz (51) in der Nähe der Verrundung (73) liegt.
  3. Turbinenschaufel (31) nach Anspruch 2,
    bei der der Entlastungsschlitz (51) weniger als 20 % von der Blatthöhe h von der Verrundung (73) entfernt ist.
  4. Turbinenschaufel (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    bei der der Schlitz (51) eine Länge von mindestens 2% der Blattbreite b hat.
  5. Turbinenschaufel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Schlitz (51) eine Länge von höchstens 5% der Blattbreite b hat.
  6. Turbinenschaufel (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    bei der mindestens zwei Entlastungsschlitze (51) vorhanden sind.
  7. Turbinenschaufel (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    bei der mindestens drei Entlastungsschlitze (51) vorhanden sind.
  8. Turbinenschaufel (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    ausgebildet als Gasturbinenschaufel.
  9. Turbinenschaufel (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    bei der der Entlastungsschlitz (51) auf seinem der Schaufelhinterkante (41) gegenüberliegenden Ende eine etwa kreisförmige Erweiterung (53) aufweist.
  10. Turbinenschaufel (31) nach Anspruch 7,
    bei der ein erster, der Verrundung (73) nächstliegender Schlitz (51) eine erste Länge, ein zweiter , entlang der Schaufelachse (30) dem ersten Schlitz (51) folgender zweiter Schlitz (51) eine zweite Länge und ein dritter, dem zweiten Schlitz entlang der Schaufelachse (30) folgender dritter Schlitz (51) eine dritte Länge aufweist, wobei die dritte Länge größer als die zweite Länge und die zweite Länge größer als die erste Länge ist.
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