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1、10申请公布号CN104114818A43申请公布日20141022CN104114818A21申请号201380009850122申请日2013021500210/1220120217CHF01D25/1220060171申请人阿尔斯通技术有限公司地址瑞士巴登72发明人H布兰德J克鲁伊科斯F雷纳特74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人万欣严志军54发明名称用于热机尤其燃气轮机的构件57摘要本发明涉及一种用于热机尤其燃气轮机的构件，构件具有受到高热负荷的拐角或者棱边22。通过以下方式优化构件的冷却，即为了冷却拐角或者棱边22直接在拐角或者棱边22附近布置至少一个从表面以沉入到。
2、构件中的方式引入的冷却通道25。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014081886PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0531162013021587PCT国际申请的公布数据WO2013/121016DE2013082251INTCL权利要求书1页说明书4页附图8页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图8页10申请公布号CN104114818ACN104114818A1/1页21一种用于热机尤其燃气轮机的构件10,202634，所述构件10,202634具有受到高热负荷的拐角或者棱边2240A,B，其特征在于，为了冷却拐角或者棱边。
3、2240A,B直接在所述拐角或者棱边2240A,B附近布置有至少一个从表面以沉入到所述构件10,202634中的方式引入的冷却通道25,25AD273738,39。2根据权利要求1所述的构件，其特征在于，所述拐角或者棱边2240A,B沿着预设的线延伸，并且所述至少一个冷却通道25,25AD273738,39基本上平行于所述拐角或者棱边2240A,B在预定的路程上伸延。3根据权利要求1或2所述的构件，其特征在于，直接在所述拐角或者棱边2240A,B附近连续地布置多个冷却通道25,27,37,38,39。4根据权利要求1到3中任一项所述的构件，其特征在于，直接在所述拐角或者棱边22,40A,B附近。
4、布置多个平行伸延的、沉入地引入的冷却通道25AD。5根据权利要求4所述的构件，其特征在于，平行伸延的所述冷却通道25,27布置成相互偏置。6根据权利要求15中任一项所述的构件，其特征在于，所述冷却通道25,25AD273738,39分别包括引入到沟槽41中的冷却管31。7根据权利要求6所述的构件，其特征在于，所述冷却管31相应地嵌入到填充所述沟槽41的填充材料32中并且由此热耦合到所述构件10,202634的环绕的材料处。8根据权利要求6或7所述的构件，其特征在于，朝向待冷却的表面封闭带有引入的冷却管31的所述沟槽41。9根据权利要求8所述的构件，其特征在于，为了封闭沟槽41设置焊上的覆盖层3。
5、3。10根据权利要求1到9中任一项所述的构件，其特征在于，所述冷却通道25,25AD273738,39具有从其中轴线到待冷却的表面的处于1MM的范围中的间距。11根据权利要求1到10中任一项所述的构件，其特征在于，所述冷却通道25,25AD273738,39具有在大约1MM的范围中的内径。12根据权利要求1到11中任一项所述的构件，其特征在于，所述冷却通道25,25AD273738,39在待冷却的表面的这一侧上具有出口29，并且在相对侧上具有进口30。13根据权利要求1到12中任一项所述的构件，其特征在于，施加热障层到所述构件的表面上。14根据权利要求1到13中任一项所述的构件，其特征在于，所。
6、述构件构造成燃气轮机的轮叶10,20。15根据权利要求14所述的构件，其特征在于，所述轮叶由分离的构件10,20装配而成，并且待冷却的所述拐角或者棱边22,40A,B构造在分离的构件10,20之间的过渡部处。16根据权利要求15所述的构件，其特征在于，所述拐角或者棱边22,40A,B在一侧处通过由热气加载的间隙23限制。权利要求书CN104114818A1/4页3用于热机尤其燃气轮机的构件技术领域0001本发明涉及热机的领域。本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于热机尤其用于燃气轮机的构件。背景技术0002在热机尤其燃气轮机中，存在不同的构件，其一方面由于结构的原因而具有拐角和棱边并且另一方。
7、面在这些部位处在运行中遭受高的热负荷。针对这样的构件的示例是燃气轮机的由多个部件装配而成的转子叶片LAUFSCHAUFEL，如其例如在出版文件EP2189626A1中所公开的那样。该出版文件的图1和2在本申请中作为图1被复述。0003在图1中显示的部件即平台元件PLATTFORMELEMENT10和叶片元件SHAUFELBLATTELEMENT20装配成转子叶片并且互相连接。该平台元件10在上侧11中有通过开口12，叶片元件20可以终止在叶片顶部18中的叶片17插入通过该通过开口12。在平台元件10的下侧上的带有模制的钩部15,16的支腿13,14以及在叶片元件20处的叶片根部21该叶片根部通。
8、过柄部19与叶片17相连接用于固定装配而成的轮叶SCHAUFEL。0004在组装的状态中得到在叶片17和平台元件10的上侧11之间的过渡部，其在图2中在截面中放大示出。通过在部件17和部件11之间形成的间隙23该间隙由围绕叶片17流动的热气加载，产生带有拐角区域24的棱边22，该拐角区域受到高的热负载。0005至今为止通过以下方式冷却该在图2中垂直于图平面伸延的棱边22，即平行于棱边22设置铸造的冷却通道。然而这样的冷却通道不是非常有效果的，因为A对于铸造的通道来说与表面的距离相对较大，这导致在拐角区域24中较高的温度；并且B对于铸造的通道来说内径相对较大，这导致较高的冷却空气需求。0006由。
9、于该原因因为缺少冷却以不是可忽略的程度在棱边22处出现氧化和开裂。0007为解决该问题已经建议参见出版文件JP2010144656或US7,597,536B1，通过以下方式减少利用热气加载棱边，即设置成例如利用冷却空气进行吹扫。在此不利的是，需要显著数量的吹扫空气，来保持混合的热气的温度较低。尤其在间隙较大的情况下需要的吹扫空气数量显著地增加。如果间隙宽度在运行期间以不相应于期望的吹扫空气量的方式改变，则该冷却类型失去其效果。在最差的情况中当流动条件在运行期间改变时吹扫空气能够直接流入到主流中。由于这些原因，该间隙最大可能地没有冷却，因为两个方案建议以由穿入到间隙中的热气和被引导通过孔口的吹扫。
10、空气的均衡的混合为前提。发明内容0008本发明的目标是，提供开头提及类型的构件，其避免已知的构件的缺点并且在热负荷高的拐角或者棱边的区域中利用少的冷却剂消耗始终充分地被冷却。0009该目标通过权利要求1的特征的总体解决。设置成用于热机尤其燃气轮机并且具有热负荷高的拐角或者棱边的根据本发明的构件的特征在于，为了冷却拐角或者棱边直接说明书CN104114818A2/4页4邻近拐角或者棱边布置有至少一个以从表面沉入到构件中的方式而引入的冷却通道。0010根据本发明的构件的一种设计方案的特征在于，拐角或者棱边沿着预设的线延伸，并且该至少一个冷却通道基本上平行于拐角或者棱边在预定的路程上伸延。0011另。
11、一设计方案由此出众，即直接在拐角或者棱附近布置多个平行伸延的，沉入地引入的冷却通道。0012另一设计方案的特征在于，冷却通道分别包括引入到沟槽中的冷却管。0013尤其地，冷却管相应地嵌入到填充沟槽的填充材料中并且由此热耦合到构件的环绕的材料处。0014另一设计方案由此出众，即朝向待冷却的表面封闭带有引入的冷却管的沟槽。0015尤其地为了封闭沟槽设置焊上的覆盖层。0016本发明的另一设计方案的特征在于，冷却通道具有从其中轴线到待冷却的表面的处于1MM的范围中的间距。0017根据另一设计方案冷却通道具有处于大约1MM的范围中的内径。0018本发明另一设计方案的特征在于，冷却通道在待冷却的表面这一侧。
12、上具有出口而在相对侧上具有进口。0019根据另一设计方案构件配备有热障层。这考虑尤其用于受到高热负荷的构件，例如在燃气轮机中的构件。0020根据另一设计方案构件构造成燃气轮机的轮叶。0021尤其地轮叶由分离的构件装配而成，其中待冷却的拐角或者棱边构造在分离的构件之间的过渡部处。0022拐角或者棱边在此可在一侧处通过由热气充满的间隙限制。附图说明0023下面按照实施例结合图纸进一步解释本发明。其中图1显示了从出版文件EP2189626A1中已知的燃气轮机的装配而成的转子叶片，本发明可应用于该出版文件中；图以截面图显示了来自图1的轮叶的受到高热负荷的拐角或者棱边；图3到5显示了根据本发明的用于冷却。
13、来自图2的拐角或者棱边的不同的实施例；图以纵向截面图A和横向截面图B显示了用于根据本发明的拐角冷却的示例性的冷却通道配置；图7以从上方观察的俯视图显示了根据本发明的带有环绕的冷却通道的制造的轮叶的平台；以及图8显示了在来自图1的平台元件的外部的拐角或者棱边处的根据本发明的拐角冷却通道。具体实施方式0024根据本发明使用接近表面沉入的冷却通道的技术以用于冷却燃气轮机构件例如转子叶片、引导叶片或热屏蔽件的受到高热负荷的拐角或者棱边。在根据图2的配置中存在这样的问题，即棱边22遭受来自两个相互紧靠的表面的热气的影响并且由此在角说明书CN104114818A3/4页5区域24中受到非常高的热负荷。00。
14、25根据图3现在在棱边区域中直接在表面下设置有平行于棱边22伸延的带有小的内径的冷却通道25，以为了有效地并且在减少使用冷却剂通常为冷却空气的情况下来冷却拐角区域24。冷却通道25的进口30和出口29在图3中以虚线示出。0026冷却通道25以进口30由填充有冷却空气的气室PLENUM开始，然后平行于待冷却的棱边22伸延并且然后通过出口29将加热的空气送出到间隙23中。然而出口29也能够引导到表面处，以为了将加热的空气直接排出到热气流中并且在表面处产生以薄膜冷却意义的冷却空气薄膜。0027如果根据图3的单个的冷却通道25不足够来冷却棱边22，则根据图4能够设置两个平行地伸延的冷却通道25A和25。
15、B，这两个冷却通道相应地联接到气室和热气通道处。如果这也不足够，则根据图5多于两个冷却通道25A，25C和25D可平行于棱边22伸延。0028借助图6说明了该原则上的方法，借助于该方法细的冷却通道可从表面随后地以非常接近待冷却的表面的方式被引入到预成形的构件中，其中图6A显示了穿过示例性的组件的纵向截面，以及图6B显示了在BB平面中的横截面从上侧开始通过合适的方法例如沉蚀SENKERODIEREN利用合适成形的工具将沟槽41引入构件26中引入到构件的壁部中，该沟槽41在一个端部处在具有弯曲部31A的情况下倾斜地向上伸出出口29并且在另一端部处在弯曲部31B后面具有朝向下侧的通道进口30。相应地。
16、设计尺寸且成形的冷却管31被引入到如此形成的沟槽中并且通过填充材料32例如硬焊料或诸如此类紧密地热耦合到构件26的环绕的材料处。然后通过以下方式封闭如此形成的组件，即通过焊接施加覆盖层33。该组件形成接近表面的冷却通道27，该冷却通道在运行中由冷却介质28例如冷却空气穿流。0029以这种方式制造的冷却通道27例如在内径处于大约1MM的范围中的情况下具有从中轴线到表面的处于1MM的范围中的间距。冷却通道27的长度一般处在从10MM到100MM优选地20MM到40MM的范围中。在棱边长度超出上述范围时串联地布置多个冷却通道27，如在图7和8中示例性地显示的那样。相继连续的冷却通道27在其长度方面可。
17、相互不同，以为了例如考虑不同的热应力或设计限制。为了实现最佳的冷却效果冷却通道可以相同的或相反的方向由冷却介质穿流。这同样也适用于平行布置的冷却通道。0030对于根据图7的平台元件34其在上侧35上具有通过开口36，该通过开口36由弯曲的曲线限制边界，其与轮叶轮廓相同来说，根据本发明的至少一个冷却通道37必须复制该弯曲的曲线。许多一个接一个布置的冷却通道37其也可弯曲地构造跟随曲线轮廓。单个通道37的具体的长度尤其依赖平台元件34的热负荷。该长度通常在20MM和40MM之间。0031然而对于根据图1的平台元件来说也可在外棱边处使用根据本发明的冷却空气通道，如在图8中对冷却通道38和39所表明的。
18、那样。0032本发明的优点可总结如下A通过降低的冷却空气需求改进机器的效率；B冷却尽可能接近待冷却的部位执行；C有效地冷却受到高热负荷的拐角或者棱边，其形成在互相紧靠的环形面处并且由此尤其受到高的负荷；以及说明书CN104114818A4/4页6D明显地延长如此冷却的构件的使用寿命。0033参考标号列表10,34平台元件11,35上侧12,36通过开口13,14支腿15,16钩部17叶片18叶片顶部19柄部20叶片元件21叶片根部22拐角，棱边23间隙24拐角区域25,25AD冷却通道26构件27,37冷却通道28冷却介质，例如空气29出口30进口31冷却管31A,B弯曲部32填充材料例如焊料33覆盖层焊接的38,39冷却通道40A,B拐角，棱边41沟槽说明书CN104114818A1/8页7图1说明书附图CN104114818A2/8页8图2说明书附图CN104114818A3/8页9图3说明书附图CN104114818A4/8页10图4说明书附图CN104114818A105/8页11图5说明书附图CN104114818A116/8页12图6说明书附图CN104114818A127/8页13图7说明书附图CN104114818A138/8页14图8说明书附图CN104114818A14。