NO763456L

NO763456L -

Info

Publication number: NO763456L
Application number: NO763456A
Authority: NO
Inventors: M L Noble; H R Przirembel
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 1975-10-14
Filing date: 1976-10-11
Publication date: 1977-04-15
Also published as: DE2643049A1; SE7610963L; BR7606847A; IT1068785B; GB1516757A; FR2328106A1

Description

Turbomaskinaerofoilskovl med kjølteTurbomachinery aerofoil vane with cooled

plattformer.platforms.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører kjøling av plattformer for turbomaskinskovler eller -blader, nærmere bestemt kjøling hvor det anvendes støtkjøleluftstrømmer som støter mot plattformens overflate, samt en anordning for isolering av disse luftstrømmer fra hovedkjøleluftstrømmen slik at støtkjøleluft-strømmene ikke avbøyes eller på annen måte påvirkes ugunstig på grunn av kjøleluftstrømmer som krysser hverandre. The present invention relates to the cooling of platforms for turbo machine blades or blades, more specifically cooling where shock cooling air currents are used that impinge on the surface of the platform, as well as a device for isolating these air currents from the main cooling air flow so that the shock cooling air currents are not deflected or adversely affected in any other way due to cooling air currents crossing each other.

Innen teknikken vedrørende kjøling av skovl- eller bladplattformer er det gjort mange forsøk for å oppnå fullgod kjøl-ing av plattformer for skovler eller blad, som utsettes for stadig høyere temperaturer etter hvert som kraften som frem-bringes av turbomaskinene øker med teknologiske fremskritt. Ifølge US-patentskrift 3.066.910 strømmer kjølemiddel gjennom kanaler i bladplattformen, men dette er bare utnyttelse av kon-veks jonskjøling . Ifølge US-patentskrift 3.527.543 slippes det kjøleluft langs overflaten av en skovlplattform, men det be-nyttes utelukkende filmkjøling. Fra fransk patentskrift 1.214. 618 er det kjent å lede kjøleluft gjennom kanaler opptil skovlplattformen, men det er bare utnyttelse av konveksjonskjøling. US-patentskrifter 3.656.863, 3.318.573, 3.290.004, 2.828.940, 3.446.480, 3.446.481 samt 3.446.482 vedrører alle kjøling av skovl- eller bladplattformer, men ikke fra noen av disse er konstruksjonen og kombinasjonen av kjøleprinsipper ifølge den foreliggende oppfinnelse kjent. Within the technique of cooling blade or blade platforms, many attempts have been made to achieve adequate cooling of platforms for blades or blades, which are exposed to increasingly higher temperatures as the power produced by the turbomachines increases with technological progress. According to US patent 3,066,910, coolant flows through channels in the blade platform, but this is only utilization of convective ion cooling. According to US patent 3,527,543, cooling air is released along the surface of a paddle platform, but exclusively film cooling is used. From French patent document 1.214. 618 it is known to direct cooling air through channels up to the vane platform, but this is only utilization of convection cooling. US Patents 3,656,863, 3,318,573, 3,290,004, 2,828,940, 3,446,480, 3,446,481 and 3,446,482 all relate to the cooling of vane or blade platforms, but from none of these is the construction and combination of cooling principles according to the present invention known.

Et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse er å oppnå kjøling av atskilte partier på en skovl- eller bladplattform, ved anvendelse av en kombinasjon av støt-, konveksjons- og film-kjøling. A main purpose of the present invention is to achieve cooling of separate parts on a paddle or blade platform, using a combination of impact, convection and film cooling.

Ifølge oppfinnelsen er dette oppnådd ved at det i et atskilt parti av skovlplattformen er utformet et kjølekammer, According to the invention, this has been achieved by designing a cooling chamber in a separate part of the bucket platform,

og støtstråler av kjøleluft blir ført gjennom støthuller i and shock jets of cooling air are passed through shock holes i

støtplaten som er atskilt fra plattformoverflaten, samt en ribbeanordning anbrakt slik at det dannes støtkamre inne i kjøle-kamrene for isolasjon eller beskyttelse av støtstrålen mot virk-ningene av tidligere støtkjølestråler gjennom kammeret. the shock plate which is separated from the platform surface, as well as a rib arrangement arranged so that shock chambers are formed inside the cooling chambers for insulation or protection of the shock jet against the effects of previous shock cooling jets through the chamber.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser en turbomaskinaerofoil ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et perspektivriss av en turbomaskinskovl ifølge oppfinnelsen. The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a turbomachine aerofoil according to the invention. Fig. 2 shows a perspective view of a turbo machine vane according to the invention.

Fig. 3 viser et planriss, sett ovenfra eller nedenfra,Fig. 3 shows a plan view, seen from above or below,

av en skovl og viser plattformens kjøleområder.of a shovel and shows the platform's cooling areas.

Fig. 4 viser et planriss, sett ovenfra eller nedenfra,Fig. 4 shows a plan view, seen from above or below,

av en skovl og viser skovlens kjølearrangement.of a vane and shows the vane cooling arrangement.

Fig. 5 viser et snitt langs linjen 5-5 i fig. 4.Fig. 5 shows a section along the line 5-5 in fig. 4.

Fig. 6 viser et snitt langs linjen 6-6 i fig. 4.Fig. 6 shows a section along the line 6-6 in fig. 4.

Fig. 7 viser et snitt langs linjen 7-7 i fig. 4.Fig. 7 shows a section along the line 7-7 in fig. 4.

Fig. 8 viser et snitt langs linjen 8-8 i fig. 4.Fig. 8 shows a section along the line 8-8 in fig. 4.

Fig. 1 viser en aerofoil 10 i form av en stasjonær skovl som er av den type som anvendes i turbinmotorer ifølge US-patentskrif ter 2.711.631 og 2.747.367, men som også ville kunne være et roterende blad i denne. Skovlen 10 vil bli beskrevet som om den var anbrakt ved inntaket til turbinseksjonen i en turbinmotor, men den vil kunne være anbrakt andre steder i enten turbin- eller kompressorseksjonen for en vanlig turbinmotor. Skovlen 10 er en av et antall skovler som løper stort sett radialt i forhold til motorens senterlinje og som er anordnet langs en omkrets om denne og rager tvers over en ringformet varmgasskanal 12 i turbomaskinens turbin- eller kompressordel. Skovlen 10 har en vingeseksjon 14 som er anordnet mellom en Fig. 1 shows an aerofoil 10 in the form of a stationary blade which is of the type used in turbine engines according to US patents 2,711,631 and 2,747,367, but which could also be a rotating blade therein. The vane 10 will be described as if it were located at the intake of the turbine section in a turbine engine, but it could be located elsewhere in either the turbine or compressor section for a normal turbine engine. The vane 10 is one of a number of vanes which run largely radially in relation to the centerline of the engine and which are arranged along a circumference around this and project across an annular hot gas channel 12 in the turbine or compressor part of the turbomachine. The vane 10 has a wing section 14 which is arranged between a

ytre plattform eller vange 16 og en indre plattform eller vange 18 på vanlig måte. Skovlen 10 opptar varme gasser fra turbomaskinen fra en kanal 20 oppstrøms fra denne. Disse varme gasser passerer gjennom kanalen 12 og strømmer ut nedstrøms^ i forhold til skovlen på vanlig måte mot vingene eller skovlene på en kompressor- eller turbinrotor med optimal innfallsvinkel. Kanalen 20 er eventuelt en overgangskanal som forbinder forbrennings-kammerseksjonen i turbomaskinen med.dennes turbinseksjon slik at den varme gass som passerer gjennom kanalen 12 og tvers over skovlenes 10 vingeseksjoner 14 er meget varme. Skovlene 14 og overgangskanalen 20 er deler av en konvensjonell turbin 21.- Tur- outer platform or vange 16 and an inner platform or vange 18 in the usual way. The vane 10 receives hot gases from the turbomachine from a channel 20 upstream from this. These hot gases pass through the channel 12 and flow out downstream^ relative to the vane in the usual manner towards the vanes or vanes of a compressor or turbine rotor at an optimum angle of incidence. The channel 20 is possibly a transition channel which connects the combustion chamber section in the turbo machine with its turbine section so that the hot gas that passes through the channel 12 and across the wing sections 14 of the vanes 10 is very hot. The blades 14 and the transition channel 20 are parts of a conventional turbine 21.- Tur-

binens innløp anses vanligvis for å være den del av turbinmas-kinen som utsettes for de høyeste temperaturer, og den tempera-tur som turbininnløpet, såsom skovlen 10, kan motstå, er et vik-tig kriterium for effekten som en turbin kan frembringe. Det er derfor vanlig praksis å kjøle skovlens 10 vingeseksjon 14, og the inlet of the vanes is usually considered to be the part of the turbine machine that is exposed to the highest temperatures, and the temperature that the turbine inlet, such as the blade 10, can withstand is an important criterion for the effect that a turbine can produce. It is therefore common practice to cool the wing section 14 of the blade 10, and

ifølge oppfinnelsen tas det sikte på å kjøle begge skovlplattformer 16 og 18 også. Disse plattformer er utsatt for tempera-turene de varme gasser har når disse strømmer gjennom kanalen 12 og over skovlens vingeseksjon 14, idet plattformflater 22 according to the invention, the aim is to cool both paddle platforms 16 and 18 as well. These platforms are exposed to the temperatures that hot gases have when these flow through the channel 12 and over the vane wing section 14, as platform surfaces 22

og 24 danner de radiale grenser for varmgasskanalen 12.and 24 form the radial boundaries of the hot gas channel 12.

Slik som best vist i fig. 1 kan skovlen 10 være under-støttet på vilkårlig vanlig måte slik at den rager radialt tvers over kanalen 12, men fortrinnsvis har den ytre plattform 16 en fremre flens 26 som på vanlig måte er forbundet med en bæreanordning 28, og en bakre flens 30 er på vanlig måte lagret i en bæreanordning 32. På liknende måte har den indre plattform 18 en fremre flens 34 som på vanlig måte er forbundet med en bæreanordning 36, og en bakre flens 38 er på vanlig måte forbundet med en bæreanordning 40.~Bæreanordningene 28, 32, 36 As best shown in fig. 1, the vane 10 may be supported in any conventional way so that it projects radially across the channel 12, but preferably the outer platform 16 has a front flange 26 which is connected in the usual way to a support device 28, and a rear flange 30 is in the usual way stored in a carrying device 32. In a similar way, the inner platform 18 has a front flange 34 which is connected in the usual way to a carrying device 36, and a rear flange 38 is connected in the usual way to a carrying device 40.~The carrying devices 28 , 32, 36

og 4 0 understøttes på vanlig måte av turbomaskinen 21 hvor skovlen 10 er anbrakt. Det fremgår videre av fig. 1 at som vist med piler strømmer kjølefluidum i form av kjøleluft om turbin-maskinens forbrenningskammer over begge plattformers 16 og 18 indre flater 22 og 24 for filmkjøling av disse flater. Kjøle-luften som strømmer inn i områder 46 og 48 vil bli benyttet på en måte som vil bli beskrevet nedenfor for ytterligere kjøling av plattformene 16 og 13. En rekke tetninger, såsom fjærtet-ninger 50, 52 og tetninger 54, 56 hindrer at de varme gasser fra kanalen 12 strømmer mellom naboskovler 10 og innad i om-rådene 46 og 48. Tetningene bevirker ikke bare at de varme gasser utfører sin tiltenkte energigenererende funksjon i kanalen 12, men hindrer også at de varme gasser fra kanalen 12 varmer opp kjølegassene og derved reduserer kjølesystemets effekt. and 40 is supported in the usual way by the turbo machine 21 where the vane 10 is placed. It is further apparent from fig. 1 that, as shown by arrows, cooling fluid in the form of cooling air flows around the turbine machine's combustion chamber over the inner surfaces 22 and 24 of both platforms 16 and 18 for film cooling of these surfaces. The cooling air flowing into areas 46 and 48 will be used in a manner that will be described below for further cooling of the platforms 16 and 13. A series of seals, such as spring seals 50, 52 and seals 54, 56 prevent the hot gases from the channel 12 flow between neighboring vanes 10 and into the areas 46 and 48. The seals not only cause the hot gases to perform their intended energy-generating function in the channel 12, but also prevent the hot gases from the channel 12 from heating up the cooling gases and thereby reducing the cooling system's effect.

Som vist i fig. 1 har plattformen 16 en forkant 58 og en bakkant 60, mens plattformen 18 har en forkant 6 2 og en bakkant 64. As shown in fig. 1, the platform 16 has a front edge 58 and a rear edge 60, while the platform 18 has a front edge 6 2 and a rear edge 64.

Fig. 2 viser et perspektivriss av skovlen 10, og henvis-ningstallene som er benyttet i fig. 1 for angivelse av skovlens deler er ..benyttet i fig. 2 for å angi samme deler. Fig. 2 viser at en konvensjonell festeanordning kan føres gjennom en åpning 66 i flensen 26 for festing av plattformen 16 til bæreanordningen 28, og kan også føres gjennom en åpning 68 i flensen 30 og forbindes med bæreanordningen 32, og føres gjennom en spalte 70 i flensen 38 til bæreanordningen 40. Fjærtetningene 50 og 52 har generelt samme konstruksjon og består av spor 72 og 74 i plattformenes 16 og 18 sidekanter og tilsvarende spor i mot-stående sidekanter, såsom 80 i fig. 3, slik at en fjærtetning eller -strimmer 83 løper i fluktende, stort sett aksiale spor, såsom 74 og 80, i de ytre plattformer i naboskovler slik at de hindrer at varm gass strømmer mellom disse fra varmgasskanalen 12. Tetningen 56 blir holdt på plass ved hjelp av bæreanordningen 40 og løper mellom tilstøtende sideflater på naboskovler 10 for utøvelse av samme funksjon som den ytre tetning 54. Fig. 2 shows a perspective view of the vane 10, and the reference numbers used in fig. 1 for indicating the parts of the vane is ..used in fig. 2 to indicate the same parts. Fig. 2 shows that a conventional fastening device can be passed through an opening 66 in the flange 26 for fixing the platform 16 to the carrier device 28, and can also be passed through an opening 68 in the flange 30 and connected to the carrier device 32, and passed through a slot 70 in the flange 38 of the carrier device 40. The spring seals 50 and 52 generally have the same construction and consist of grooves 72 and 74 in the side edges of the platforms 16 and 18 and corresponding grooves in opposite side edges, such as 80 in fig. 3, so that a spring seal or strip 83 runs in flush, generally axial grooves, such as 74 and 80, in the outer platforms of neighboring vanes so as to prevent hot gas from flowing between them from the hot gas channel 12. The seal 56 is held in place by means of the carrier device 40 and runs between adjacent side surfaces of neighboring vanes 10 to perform the same function as the outer seal 54.

Heretter vil bare kjølingen av den indre plattform 18 bli beskrevet, men den ytre plattform kan kjøles på tilsvarende måte under anvendelse av nøyaktig samme konstruksjon som den som nå vil bli beskrevet i forbindelse med plattformen 18. Den kan også kjøles på vilkårlig annen måte eller den kan være ukjølt. Hereafter, only the cooling of the inner platform 18 will be described, but the outer platform can be cooled in a similar way using exactly the same construction as that which will now be described in connection with the platform 18. It can also be cooled in any other way or the may be unrefrigerated.

Fig. 3 viser et planriss, sett nedenfra, av plattformens eller vangens 18 kjølefunksjonsområde. Plattformen 18 er fortrinnsvis utformet i ett stykke med vingeseksjonen 14 som består av en trykkside 82 og en sugeside 74, en forkant 86 og en bakkant 88. Vingeseksjonen 14 kjøles fortrinnsvis på en måte som ikke utgjør noen del av oppfinnelsen. Et kjølehulrom 90 på trykksiden er anordnet i plattformen 18 opptil vingeseksjonens 14 trykkside 82, mens et kjølelufthulrom eller -kammer 92 er anordnet opptil sugesiden i skovlens 10 vingeseksjon. Det parti av plattformen 18 som vanligvis er nedstrøms i forhold til vingeseksjonen er et plattformbakkantområde 94. Plattformens overflate opptil sidekanten 78 på trykksiden og sidekanten 80 Fig. 3 shows a plan view, seen from below, of the cooling function area of the platform or van 18. The platform 18 is preferably formed in one piece with the wing section 14 which consists of a pressure side 82 and a suction side 74, a front edge 86 and a rear edge 88. The wing section 14 is preferably cooled in a way that does not form any part of the invention. A cooling cavity 90 on the pressure side is arranged in the platform 18 up to the pressure side 82 of the wing section 14, while a cooling air cavity or chamber 92 is arranged up to the suction side in the blade 10 wing section. The portion of the platform 18 that is generally downstream of the wing section is a platform trailing edge area 94. The surface of the platform up to the side edge 78 on the pressure side and the side edge 80

på sugesiden, som danner en del av flaten 24 benevnes henholdsvis plattformtrykksideskinne 96 og plattformsugesideskinne 98. on the suction side, which forms part of the surface 24, is called platform pressure side rail 96 and platform suction side rail 98, respectively.

Fig. 3 er benyttet prinsipielt for illustrasjon av kjøling av plattformen 18 på forskjellige måter i fire ulike områder ved hjelp av fire forskjellige og uavhengige kjølekonstruksjoner. Det første av disse områder er et fremre plattformområde 100 Fig. 3 is used in principle to illustrate cooling of the platform 18 in different ways in four different areas by means of four different and independent cooling structures. The first of these areas is a front platform area 100

som i illustrasjonsøyemed er vist i fig. 3 med skråttløpende skraveringer og som er avgrenset av forkanten 62,sidekantene 78 og 80 samt, ved dets nedstrømskant, av temperaturgrense- which for illustrative purposes is shown in fig. 3 with sloping shading and which is delimited by the front edge 62, the side edges 78 and 80 as well as, at its downstream edge, by the temperature limit-

linjer 102 og 104 samt vingeseksjonen 14. Dette fremre plattformområde 100 blir filmkjølt både på innerflaten 24 og innerflaten 22 med kjøleluft fra forbrenningskammerområdet som vist med piler i fig. 1. Plattformtrykkområdet, som omfatter trykksidekjøle-hulrommet eller -kammeret 90, kjøles slik som beskrevet nedenfor ved en kombinasjon av støt-, konveksjons- og filmkjøling. Platt-formsugesideområdet, som omfatter sugesidekjølelufthulrommet eller -kammeret 92, kjøles også slik som beskrevet nedenfor ved en kombinasjon av støt-, konveksjon- og filmkjøling. Platt-formbakkantområdet 94 kjøles slik som beskrevet nedenfor ved hjelp av borete konveksjonshuller. lines 102 and 104 as well as the wing section 14. This front platform area 100 is film-cooled both on the inner surface 24 and the inner surface 22 with cooling air from the combustion chamber area as shown by arrows in fig. 1. The platform pressure area, which includes the pressure side cooling cavity or chamber 90, is cooled as described below by a combination of shock, convection and film cooling. The platform suction side area, which includes the suction side cooling air cavity or chamber 92, is also cooled as described below by a combination of shock, convection and film cooling. The platform rear edge area 94 is cooled as described below by means of drilled convection holes.

Fig. 4 viser konstruksjonsdetaljer av kjølesystemer for trykksiden, sugesiden og bakkantområdet av plattformen 18. Trykk-sidek j ølekammeret eller -hulrommet 90 er fortrinnsvis delvis avgrenset av kontinuerlige eller sammenføyete, oppadragende ribber 90a, 90b, 90c og 90d som er støpt som i ett stykke med skovlen 10 som en del av denne, idet skovlen 10 fortrinnsvis er et støpestykke og rager utad fra flaten 44. En støtplate 106 Fig. 4 shows construction details of cooling systems for the pressure side, suction side and trailing edge area of the platform 18. The pressure side cooling chamber or cavity 90 is preferably partially bounded by continuous or joined, upstanding ribs 90a, 90b, 90c and 90d which are cast as one piece with the vane 10 as part thereof, the vane 10 being preferably a casting and projecting outwards from the surface 44. A shock plate 106

har samme kontur som kammeret 9 0 og er forbundet med ribbene 90a, 90b, 90c og 90d på vilkårlig egnet måte, såsom ved sveising, til dannelse av lukkete kjølekamre mellom disse. Det fremgår av fig. 4 at kjølekammeret 90 løper langs trykksiden av skovlens 10 vingeseksjon 14 i stort sett hele dettes vingekorde, har meget små dimensjoner i sideretning i dets fremre ende 90a ogøkende dimensjon i sideretning mot plattformbakkanten 64. has the same contour as the chamber 90 and is connected to the ribs 90a, 90b, 90c and 90d in any suitable manner, such as by welding, to form closed cooling chambers between them. It appears from fig. 4 that the cooling chamber 90 runs along the pressure side of the wing section 14 of the vane 10 in largely its entire wing chord, has very small dimensions in the lateral direction at its front end 90a and increasing dimensions in the lateral direction towards the rear edge of the platform 64.

En støtplate 106 er utformet med et antall støthuller 108 somA shock plate 106 is designed with a number of shock holes 108 which

er vist i fig. 5 og som fortrinnsvis er anordnet slik som vistis shown in fig. 5 and which is preferably arranged as shown

i fig. 4 langs hulrommets 90 vingetrykkside 90f. Et antall ribber 110 rager sideveis utad fra trykksiden 90f i hulrommet 90 mot midten av hulrommet og har full høyde h mellom den nedre . flate 90g, som er en del av hulrommets 90 ytterflate 44, og støtplaten 106 til dannelse av atskilte støtkamre 112 mellom in fig. 4 along the cavity 90 wing pressure side 90f. A number of ribs 110 project laterally outwards from the pressure side 90f in the cavity 90 towards the center of the cavity and have a full height h between the lower one. surface 90g, which is part of the outer surface 44 of the cavity 90, and the impact plate 106 to form separate impact chambers 112 between

dem sammen med ribben 90b, flaten 90g og støtplaten 106. Støt-kamrene 112 kommuniserer med og munner ut i en hovedkjølekanal 114 i hulrommet 90. Som best vist i fig. 4 er det i hvert støt-kammer 112 anordnet støthuller 10.8, og antallet og plasseringen er valgt etter behov for gunstig støtkjøling av plattformen i dette spesielle område. Det fremgår av fig. 4 og 5 at kjøle-luften fra området 48 passerer gjennom støthullene 108 som et antall støtkjøleluftstrømmer og passerer tvers over høyden h i them together with the rib 90b, the surface 90g and the impact plate 106. The impact chambers 112 communicate with and open into a main cooling channel 114 in the cavity 90. As best shown in fig. 4, shock holes 10.8 are arranged in each shock chamber 112, and the number and location are chosen as needed for favorable shock cooling of the platform in this particular area. It appears from fig. 4 and 5 that the cooling air from the area 48 passes through the impact holes 108 as a number of impact cooling air streams and passes across the height h i

kjølekammeret 90 og støter mot overflaten 90g av plattform-veggen 18 i støtkamrene 112. Etter støt strømmer kjøleluften fra støtkammeret 112 inn i hovedkjølekanalen 114 og forenes med kjøleluften fra de andre støtstråler og strømmer i kanalen 114 mot skovlbakkanten 64 og strømmer deretter inn i et antall åpninger 116 i flaten 90g. Åpningene 116 danner innløpene til et antall kjøleluftkanaler 118 som ender i åpninger 120 i plattformens 12 innerflate og strømmer i disse og bevirker film-kjøling av en plattformskinne 96 sideveis utenpå og nedstrøms denne. Når kjøleluften passerer gjennom kanalene 118 har den kjølt de tilstøtende partier av plattformen 18 ved konveksjons-kjøling. Når kjøleluften strømmer gjennom kammerets 90 hoved-kjølekanal 114 føres den om én eller flere stenger 122 som er støpt inn i skovlen 10 og rager utad fra flaten 90g og danner anlegg mot støtplaten 106. Stengene 122 øker kanalenes varme-overføringskoeffisienter. Det fremgår av hovedkjølekanalen 114 løper mellom kammerets innløpsåpninger 108 og dets utløpsåpn-inger 116. the cooling chamber 90 and impacts the surface 90g of the platform wall 18 in the impact chambers 112. After impact, the cooling air from the impact chamber 112 flows into the main cooling channel 114 and unites with the cooling air from the other impact jets and flows in the channel 114 towards the blade trailing edge 64 and then flows into a number openings 116 in the surface 90g. The openings 116 form the inlets to a number of cooling air channels 118 which end in openings 120 in the inner surface of the platform 12 and flow in these and cause film cooling of a platform rail 96 laterally outside and downstream of it. When the cooling air passes through the channels 118, it has cooled the adjacent parts of the platform 18 by convection cooling. When the cooling air flows through the main cooling channel 114 of the chamber 90, it is passed around one or more rods 122 which are molded into the vane 10 and project outwards from the surface 90g and form contact with the impact plate 106. The rods 122 increase the heat transfer coefficients of the channels. It appears from the main cooling channel 114 running between the chamber's inlet openings 108 and its outlet openings 116.

Plattformens 18 trykkside kjøles derfor ved en kombinasjon- av støtkjøling når kjøleluftstrømmer støter an mot flaten 90g, konveksjonskjøling når kjøleluften strømmer gjennom kanalene 114 og 118 samt filmkjøling når kjøleluften føres ut langs flaten 24 ved skinnen 96. Terskler eller ribber 110 utfører den meget viktige funksjon å danne støthulrom 112 som støt-strømmene av kjøleluft som strømmer gjennom støthullene 108 slynges tvers over og støter an mot flaten 90g og isolerer og beskytter støtstrømmene mot krysstrømvirkning fra den tidligere støtluft som strømmer gjennom hovedkjølekanalen 114. Strøm-ningstersklene 110 eliminerer forringelse av støtstrømmen ved avskjerming av støtstrålene mot strømmen i hovedkanalen. Uten ribbene eller veggene 110 og støtkamrene 112 som de danner ville den tidligere støtkjøleluft som strømmer gjennom hovedkanalen 114 krysset gjennom støtstrømmene og bevirket at de ble avbøyet og derved miste sin støtkjølevirkning. The pressure side of the platform 18 is therefore cooled by a combination of shock cooling when cooling air streams collide with the surface 90g, convection cooling when the cooling air flows through the channels 114 and 118 and film cooling when the cooling air is led out along the surface 24 by the rail 96. Thresholds or ribs 110 perform the very important function to form impingement cavities 112 as the impingement streams of cooling air flowing through the impingement holes 108 are flung across and impinge on the surface 90g and isolate and protect the impingement streams from cross-current action from the previous impingement air flowing through the main cooling channel 114. The flow thresholds 110 eliminate deterioration of the impingement flow by shielding of the shock jets against the current in the main channel. Without the ribs or walls 110 and the shock chambers 112 which they form, the former shock cooling air flowing through the main channel 114 would cross through the shock streams and cause them to be deflected and thereby lose their shock cooling effect.

Plattformens sugesidekjølekammer 92 er utformet på liknende måte som kammeret 90 og omfatter en kontinuerlig, oppstående ribbe 92a som fortrinnsvis er støpt og rager utad fra skovlens 14 flate 44 som samvirker med plattformens 18 flate 44 og støtplaten 124 som er av liknende konstruksjon som støt-platen 106 og er utformet slik som ribben 92a og forbundet med denne på vanlig måte, såsom ved sveising, til dannelse av lukkete sugesider, kjøleluftkamre eller -hulrom 92. Støthuller 126 ut-gjør de eneste kjøleluftinnløpsåpninger til kammeret 92 og løper gjennom støtplaten 124 i valgt mønster og bevirker at kjøle-luft som passerer gjennom disse danner støtstrømmer som støter mot flaten 44 på plattformen 18 for kjøling av plattformen på tilsvarende måte som støtstrømmene i trykksidekammeret 90. Kjøleluftstøtstrømmene dannes av trykkdifferansen over åpningene 108 og 126. Etter støt strømmer kjøleluften i kammeret 92 tvers over stenger 128 og føres ut gjennom borete konveksjonshuller eller -kanaler 130 som hver har et innløp 132 som kommuniserer med kammeret 92 og et utløp i flaten 24 slik at kjøleluften fra kammeret 92 føres ut gjennom åpninger 134 og kjøleplattform-skinnen 98 ved filmkjøling. I bruk virker kammeret 92 på samme måte som beskrevet ovenfor i forbindelse med trykkside-kjøle-kammeret 90, ved at kjøleluften kommer inn i kammeret 92 som støtstrømmer gjennom støthullene 126 i støtplaten. 124 og støter mot flatens 44 overflate 92b (se fig. 8) på plattformen 18 og strømmer deretter langs overflaten 92b når støtluften passerer gjennom kammeret 92 og over stengene 128 og strømmer ut derfra gjennom borete kjølehuller 130 langs flaten 124 og bevirker filmkjøling av plattformskinnen 98 ved denne. The platform's suction side cooling chamber 92 is designed in a similar manner to the chamber 90 and comprises a continuous, upright rib 92a which is preferably molded and projects outwards from the blade 14's surface 44 which cooperates with the platform's 18 surface 44 and the impact plate 124 which is of similar construction to the impact plate 106 and is designed like the rib 92a and connected to it in the usual way, such as by welding, to form closed suction sides, cooling air chambers or cavities 92. Shock holes 126 constitute the only cooling air inlet openings to the chamber 92 and run through the shock plate 124 in selected pattern and causes cooling air that passes through them to form shock currents that impinge on the surface 44 of the platform 18 for cooling the platform in a similar way to the shock currents in the pressure side chamber 90. The cooling air shock currents are formed by the pressure difference across the openings 108 and 126. After impact, the cooling air flows in the chamber 92 across rods 128 and is led out through drilled convection holes or channels ler 130 each of which has an inlet 132 which communicates with the chamber 92 and an outlet in the surface 24 so that the cooling air from the chamber 92 is led out through openings 134 and the cooling platform rail 98 during film cooling. In use, the chamber 92 works in the same way as described above in connection with the pressure side cooling chamber 90, in that the cooling air enters the chamber 92 as shock flows through the shock holes 126 in the shock plate. 124 and impinges on the surface 92b of the surface 44 (see Fig. 8) on the platform 18 and then flows along the surface 92b as the impingement air passes through the chamber 92 and over the bars 128 and flows out from there through drilled cooling holes 130 along the surface 124 and causes film cooling of the platform rail 98 by this.

Det fremgår således at kjølekammeret 92 bevirker kjølingIt thus appears that the cooling chamber 92 causes cooling

av plattformens 18 sugeside ved en kombinasjon av støt-, konveksjons- og filmkjøling slik som beskrevet ovenfor i forbindelse med kammeret 90. of the platform 18 suction side by a combination of impact, convection and film cooling as described above in connection with the chamber 90.

Kjølingen av bakkantområdet 94 fremgår best av fig. 4 ogThe cooling of the trailing edge area 94 can best be seen from fig. 4 and

6. Av fig. 4 fremgår det at et antall borete huller 136 løper i plattformen fra området 48 og kommuniserer med ett eller flere konveksjonshuller eller -kanaler 138 som løper derfra stort sett parallelle med hverandre og munner gjennom åpninger 140 ut i plattformens bakkant 64. Det fremgår av fig. 4 og 6 6. From fig. 4 it appears that a number of drilled holes 136 run in the platform from the area 48 and communicate with one or more convection holes or channels 138 which run from there largely parallel to each other and open through openings 140 into the rear edge 64 of the platform. It is clear from fig. 4 and 6

at bakkantområdet 94 av plattformen 18 konveksjonskjøles når kjøleluft fra området 48 kommer inn i kjølelufthullene 136 som kommuniserer med konveksjonskjølehullene 138, og strømmer gjennom disse og strømmer ut utløpet 140 i- plattformbakkanten 64. that the rear edge area 94 of the platform 18 is convection cooled when cooling air from the area 48 enters the cooling air holes 136 which communicate with the convection cooling holes 138, and flows through these and flows out the outlet 140 in the platform rear edge 64.

På grunn av en fjærtetning 142 (fig. 4) som er anordnet mellom skovlplattformer 18 og som er opptatt i fluktende spor 144 og 146 i disse (fig. 7) hindres de varme gasser fra kanalen 12 i å passere mellom naboplattformer 18 slik at det blir nød-vendig at de ytre åpninger er spalter 148 med tilstrekkelig tverrdimensjon til å kunne kommunisere med de to tilstøtende borete huller 132a og 132b (fig. 4) slik at kjøleluft fra området 48 kan passere gjennom spalten 148 og inn i hullene 132a og 132b. Det vil forstås at dersom åpningen 148 ikke var spalte-formet, men hadde sirkelformet tverrsnitt slik som det borete hull 136, ville fjærtetningen 142 ha blokkert innløpet til det borete hull 132a. Plattformens bakkantparti 94 kjøles således ved at kjøleluft strømmer gjennom parallelle, borete kjølehuller 132 som løper i et kontinuerlig mønster mellom og er parallelle med.plattformens sideflater 78 og 80. Due to a spring seal 142 (Fig. 4) which is arranged between the paddle platforms 18 and which is engaged in flush grooves 144 and 146 in these (Fig. 7), the hot gases from the channel 12 are prevented from passing between neighboring platforms 18 so that it becomes necessary for the outer openings to be slits 148 with a sufficient transverse dimension to be able to communicate with the two adjacent drilled holes 132a and 132b (fig. 4) so that cooling air from the area 48 can pass through the slit 148 and into the holes 132a and 132b . It will be understood that if the opening 148 was not slot-shaped, but had a circular cross-section such as the drilled hole 136, the spring seal 142 would have blocked the inlet to the drilled hole 132a. The rear edge portion 94 of the platform is thus cooled by cooling air flowing through parallel, drilled cooling holes 132 which run in a continuous pattern between and are parallel to the side surfaces 78 and 80 of the platform.

Claims

1.Turbo machine blade with a wing section and a platform at one end, where the platform has a leading edge, a trailing edge and two side edges, a first wall with an inner surface up to the wing section, and an outer surface, as well as devices for cooling the platform, characterized in that there is arranged at a distance from the first wall a second wall to form a main cooling fluid channel between them, a connecting device between the first and the second wall to form a platform cooling fluid chamber, that at least one cooling fluid shock hole runs between the second wall with size and orientation so that a flow of cooling fluid is directed across the cooling chamber and towards the first wall depending on the pressure difference across it, and that threshold devices partially enclose the impact hole and run across .of the cooling chamber and communicates with the main cooling fluid chamber and is oriented so that the shock jet is isolated from the cooling flow through the main cooling fluid channel and so that cooling fluid from the shock jet will enter the main channel after impact.

2. Vane in accordance with claim 1, characterized in that at least one channel runs through the platform, communicates with the cooling chamber and ends in the inner surface of the first wall so that cooling fluid flowing from the main cooling fluid channel will be led out through this after passing through the chamber whereby the platform is cooled by convection, while the platform's inner surface is film-cooled.

3. Bucket in accordance with claim 2, characterized in that the second wall is a plate with a number of openings arranged along one side of the cooling chamber, that the connecting device is an upright flange that runs from the first wall and to which the second wall is attached to, and that the threshold device comprises a number of mutually separated thresholds which run across the cooling chamber to form a number of impact chambers which each communicate with at least one of the openings and with the main cooling fluid channel.

4. Vane in accordance with claim 3, characterized in that the wing section comprises a pressure side, a suction side, a leading edge, a trailing edge and a chord between the leading edge and the trailing edge, that the main cooling fluid channel runs over the entire extent of the cooling chamber and that the thresholds run from one side of the cooling chamber towards the center of the chamber and largely perpendicular to the main cooling fluid channel and leading into it.

5. Blade in accordance with claim 4, characterized in that the cooling chamber is arranged up to the pressure side of the wing section.

6. Scoop in accordance with one of claims 1-5, characterized in that the pole members are arranged in the main fluid cooling channel to increase heat transfer.

7. Scoop in accordance with claim 4, characterized in that the platform cooling device comprises a further cooling chamber up to the suction side of the wing section, and that a second wall is arranged at a distance from the first wall and connected to this to form a cooling channel between them and comprising a cooling air inlet to the duct and cooling air outlet device from the duct.

8. Shovel in accordance with claim 7, characterized in that the cooling air inlet comprises a number of impact holes through the second wall oriented so that cooling air impact jets collide with the outer surface depending on the pressure difference across the impact holes, and that the cooling air outlet device comprises a number of channels that run from the cooling chamber to the platform's inner surface so that the cooling air that flows into the cooling chamber through the shock flow holes passes through the chamber and flows out of it through the channel along the platform's inner surface so that the platform is cooled up to the suction side of the wing section by a combination of shock, convection and film cooling.

9. Shovel in accordance with one of claims 1-8, characterized in that the platform cooling device comprises a number of channels that run along the platform largely parallel to the inner surface and the outer surface and end at the rear edge of the platform, and that it comprises a device for joining each of the channels with the platform's outer surface for letting cooling air through into the channels for outflow from the rear edge of the platform for convection cooling of the rear part of the platform.

10. Vane in accordance with claim 9, characterized in that the channels are drilled holes which are largely parallel to each other and to the side edge on the pressure side and the suction side, respectively.

11. Scoop in accordance with claim 9 or 10, characterized in that a sealing member is arranged between the rear edge of the platform on the pressure side and the suction side and corresponding edges of adjacent scoops.

12. Shovel in accordance with claim 9 or 10, characterized in that the cooling air inlet device comprises a number of holes which run from the outer surface of the platform and are connected to the channels somewhere away from the rear edge of the platform.

13. Shovel in accordance with claim 12, characterized in that the cooling air inlet device comprises a slot-shaped opening which runs from the outer surface of the platform and communicates with at least two of the channels.

14. Bucket in accordance with claim 13, characterized in that a sealing member is arranged between the rear edge of the platform on the pressure side and the suction side and corresponding edges of adjacent platforms, the sealing member comprising a plate element which partially covers the slit-shaped opening.

15. A blade in accordance with one of claims 1-14, characterized in that another platform is connected to the other end of the wing section, and that devices are arranged for cooling the other platform.

16. Shovel in accordance with claim 15, characterized by a device according to one of claims 1-14 for cooling the second platform.

17. Turbo machine vane or blade, characterized by a) a wing section which has a leading edge, a trailing edge, a pressure side and a suction side and which runs across a hot gas channel, b) a platform which is attached to one end of the wing section and which runs largely across it and comprises a leading edge part in front of the leading edge of the wing section, a trailing edge part behind the trailing edge of the wing section and an inner surface which delimits the hot gas shield, c) a first device for cooling the platform up to the pressure side of the wing section by a combination of shock, convection and film cooling, d) a second device for cooling the platform up to the suction side of the wing section by a combination of shock and film cooling, and e) a third device for cooling the rear edge area of the platform by convection cooling. '