DE1426789C2 - Laufschaufel für thermische, axial durchströmte Strömungsmaschinen - Google Patents

Description

,Die Erfindung betrifft eine Laufschaufel für thermische, axial durchströmte Strömungsmaschinen großer Umfangsgeschwindigkeit, von der zumindest der radial äußere Teil im Gebiet transsonischer Strömung liegt, wobei das Schaufelblatt am Fuß mit einem Profil bekannter Form beginnt und gegen die Spitze in ein Profil übergeht, dessen Profilteil nach der Eintrittskante ballig oder keulenförmig ausgebildet ist und dessen größte Profildicke im vorderen Viertel der Sehnenlänge nach der Eintrittskante auftritt.

Für die letzten Stufen großer Dampfturbinen sind aus der schweizerischen Patentschrift 230 954 derartige Laufschaufeln bekannt. Diese Laufschaufeln haben gekrümmte Profilteile am Eintritt und gerade Ausläufe. Sie sind für senkrechte Anströmung vorgesehen. Die Erreichung einer solchen Anströmung setzt aber eine hohe Austrittsgeschwindigkeit aus dem Leitrad voraus, was wiederum ein großes Stufengefälle bedingt. Versuche mit derartigen und ähnlichen Schaufeln haben jedoch gezeigt, daß damit ao große Stufengefälle nicht wirtschaftlich zu verarbeiten sind.

Es sind auch S-förmig gekrümmte Leitschaufeln bekannt (deutsches Patent 306 642), deren größte Profildicke am Eintritt liegt. Sie weisen eine übergroße Profillänge auf, was zu erhöhten Reibungsverlusten führt. Eine solche Profilform wäre auch bei einer Laufschaufel ungünstig, weil die große Massenanhäufung zu dementsprechend hohen Spannungen am Schaufelfuß führen würde. Außerdem wäre diese Profilform nur für senkrechte Anströmung verwendbar, woraus hervorgeht, daß sie nicht für hohe Umfangsgeschwindigkeiten geeignet wäre.

Es liegt die Aufgabe vor, eine Laufschaufel für thermische Turbomaschinen großer Umfangsgeschwindigkeit zu entwickeln, welche die durch die bekannten Schaufelformen verursachten Nachteile vermeidet und auch bei hohen Machzahlen noch einen guten Wirkungsgrad aufweist. ' .

Diese Aufgabe wird bei Laufschaufeln der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckseite durchgehend gerade oder schwach konvex gekrümmt ist und die Saugseite mit kleinerem Krümmungsradius als die Druckseite konkav gekrümmt ist.

Die konvexe Krümmung der Druckseite und die konkave Krümmung der Saugseite sind bei einem dünnen Profil nicht oder nur schwer zu verwirklichen. Eine Verstärkung des Profils wird daher zweckmäßigerweise durch die Ausbildung eines kräftigen Profilteils nach der Eintrittskante, und durch eine relativ dicke Hinterkante, die stumpf ausgebildet ist und eine größere Dicke aufweist, als die dünnste Stelle des Profils, erreicht.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß durch die beschriebene Profilform und Anordnung der Schaufeln im Gitter der Wirkungsgrad des radial äußeren Teils der Laufschaufelreihe und somit der gesamte Stufenwirkungsgrad wesentlich erhöht wird. Als weitere Vorteile sind zu nennen: Die bei flachen Schaufeln mit dünner Hinterkante auftretenden Flatterschwingungen, besonders der Austrittspartie, werden weitgehend vermieden. Die relativ dicke, nur wenig abgerundete Hinterkante, die keine zusätzlichen Strömungsverluste verursacht, erleichtert den Herstellungsvorgang, so daß der Anteil des Ausschusses an der Produktion kleiner wird. Die breite, kräftige Eintrittskante eignet sich besser zur Aufbringung eines Erosionsschutzes als eine dünne Eintrittskante.

In der Zeichnung, die einen Ausschnitt aus der Abwicklung einer zur Welle konzentrischen Zylinderfläche darstellt, welche die Schaufeln in der Nähe der Schaufelspitze schneidet, ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,- welches im folgenden näher beschrieben wird. D ist die Druckseite, Sa die Saugseite, L die Sehnenlänge, E die Eintrittskante, H die Hinterkante mit der Profildicke d.,, d_x die größte Profildicke und Se die Profilsehne der Laufschaufel LS. N ist die Normale auf die Profilsehne Se der Nachbarschaufel, auf die sie unter einem Winkel von 90° auftrifft.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Laufschaufel für thermische, axial durchströmte Strömungsmaschinen großer Umfangsgeschwindigkeit, von der zumindest der radial äußere Teil im Gebiet transsonischer Strömung liegt, wobei das Schaufelblatt am Fuß mit einem Profil bekannter Form beginnt und gegen die Spitze in ein Profil übergeht, dessen Profilteil nach der Eintrittskante ballig oder keulenförmig ausgebildet ist und dessen größte Profildicke im vorderen Viertel der Sehnenlänge nach der Eintrittskante auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite durchgehend gerade oder schwach konvex gekrümmt ist und die Saugseite mit kleinerem Krümmungsradius als die Druckseite konkav gekrümmt ist.

2. Laufschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkante stumpf ausgebildet ist und die stumpfe Hinterkante eine größere Dicke aufweist als die dünnste Stelle des Profils.