Nova Patents
EP0798447A2

Turbomachine blade

Abstract

The turbine blades (6-13) in the ring duct between the outside of the turbine and the inner drive unit have improved profiles to reduce turbulence and hence reduce drag. The blade profile is thicker near to one wall of the duct and extends into the duct with reducing profile. The blade contouring is applied to both the movable blades and the fixed blades. The thickening is more pronounced at the rear of the blade and the blade is curved more at the thicker profile.

EP0798447A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 19

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Projected expiry passed 15 March 2017, 9.5 years ago.

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16 claims: 12 independent, 4 dependent

  1. 1
    Schaufelblatt für Schaufelgitter von Strömungsmaschinen in einem Ringkanal, deren Profilschnitte (P) über die Schaufelblatthöhe (h) unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die randnahen Profilschnitte (P R ) an zumindest einer begrenzenden Seitenwand (innere bzw. äußere Kanalbegrenzung 8,9) des Ringkanals (7) eine strömungsmechanisch gestaltete Aufdickung (11) aufweisen, die gegenüber der Kontur eines Referenz-Profilschnittes (P M ) des Schaufelblattes (1) einen vergrößerten Vorderkantenradius (R N ), einen größeren Keilwinkel (γ N ) bzw. (γ H ) an der Vorder- und/oder Hinterkante (12 bzw. 13) und/oder eine größere absolute Profildicke (d) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdickung (11) mit zunehmenden radialem Abstand (h) von der Seitenwand (8 bzw. 9) zumindest abschnittsweise nach einer Übergangsfunktion (T Ü ) abnimmt und die Übergangsfunktion (T Ü ) durch eine Cosinus- oder Tangensfunktion gebildet wird.
  2. 2
    Schaufelblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdickung (11) bis zu einer Schaufelblatthöhe (h 1 ) als zylindrisches oder konisch verlaufendes Teilstück (T Z ) ausgebildet ist und die Aufdickung (11) im Anschluß an das Teilstück (T Z ) nach einer Übergangslunktion (T Ü ) ausgeführt ist.
  3. 3
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h auf ) mit Aufdickung (1) eine Funktion von der Dicke der Vorgrenzschicht an der Seitenwand (8,9) ist.
  4. 4
    Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h auf ) mit Aufdickung (1) eine Funktion der Abströmwinkel (α) an der Schaufelhinterkante (13) ist.
  5. 5
    Schaufelblatt für Schaufelgitter von Strömungsmaschinen in einem Ringkanal, deren Profilschnitte (P) über die Schaufelblatthöhe (h) unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die randnahen Profilschnitte (P R ) an zumindest einer begrenzenden Seitenwand (innere bzw. äußere Kanalbegrenzung 8,9) des Ringkanals (7) eine strömungsmechanisch gestaltete Aufdickung (11) aufweisen, die gegenüber der Kontur eines Referenz-Profilschnittes (P M ) des Schaufelblattes (1) einen vergrößerten Vorderkantenradius (R N ), einen größeren Keilwinkel (γ N ) bzw. (γ H ) an der Vorder- und/oder Hinterkante (12 bzw. 13) und/oder eine größere absolute Profildicke (d) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h auf ) mit Aufdickung (1) eine Funktion der Abströmwinkel (α) an der Schaufelhinterkante (13) ist.
  6. 6
    Schaufelblatt nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelblatt einen Abströmwinkelverlauf α = f(h) aufweist, der wandseitig, bis zur Schaufelblatthöhe h C eine bereichsweise Über- und/oder Minderumlenkung (A bzw. B) aufweist und die Aufdickung (1) innerhalb des Bereiches mit Über- bzw. Minderumlenkung (A bzw. B) liegt.
  7. 7
    Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelblatt einen Abströmwinkelverlauf α = f(h) aufweist, der wandseitig, bis zur Schaufelblatthöhe h C eine bereichsweise Minder- und/oder Überumlenkung (A bzw. B) aufweist und die Höhe (h auf ) mit Aufdickung (1) etwa 80 bis 120% der Schaufelblatthöhe h C mit Minder- bzw. Überumlenkung (A bzw. B) beträgt.
  8. 8
    Schaufelblatt für Schaufelgitter von Strömungsmaschinen in einem Ringkanal, deren Profilschnitte (P) über die Schaufelblatthöhe (h) unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die randnahen Profilschnitte (P R ) an zumindest einer begrenzenden Seitenwand (innere bzw. äußere Kanalbegrenzung 8,9) des Ringkanals (7) eine strömungsmechanisch gestaltete Aufdickung (11) aufweisen, die gegenüber der Kontur eines Referenz-Profilschnittes (P M ) des Schaufelblattes (1) einen vergrößerten Vorderkantenradius (R N ), einen größeren Keilwirkel (γ N ) bzw. (γ H ) an der Vorder- und/oder Hinterkante (12 bzw. 13) und/oder eine größere absolute Profildicke (d) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h auf ) mit Aufdickung (1) eine Funktion von der Dicke der Vorgrenzschicht an der Seitenwand (8,9) ist.
  9. 9
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufdickung (11) vom Vorderkanten- bis zum Hinterkantenbereich des Schaufelblattes (1) erstreckt.
  10. 10
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb einer an den Seitenwänden vorhandenen Grenzschicht liegenden Profilschnitte ( P R , P 1-5 ) mit der Aufdickung (11) versehen sind.
  11. 11
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufdickung maximal bis zu einer Höhe (h auf ) von der Seitenwand (8,9) erstreckt, die 30% der Schaufelblatthöhe (h ges ) entspricht.
  12. 12
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdickung (11) derart gestaltet ist, daß die Lage des saugseitigen Druckminimums im wesentlichen unverändert bleibt.
  13. 13
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staffelungswinkel (b) der randnahen Profilschnitte (P R ) gegenüber dem des Referenz-Profilschnitts (P M ) derart gestaltet ist, daß die Lage des saugseitigen Druckminimums im wesentlichen unverändert bleibt.
  14. 14
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelblatt im Bereich der aufgedickten (Aufdickung 11) Profilschnitte (P) hohl ausgeführt sind.
  15. 15
    Schaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelblatt im Bereich der aufgedickten (Aufdickung 11) Profilschnitte (P) in axialer Richtung und/oder Umfangsrichtung gefädelt ist.
  16. 16
    Sehaufelblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdickung (11) derart gestaltet ist, daß die axiale Abmessung (t) des Profilschnittes (P R ) unverändert bleibt.
Independent claims16