EP1529962A2 - Verdichterlaufschaufel - Google Patents
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/668—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations
-
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- 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
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-
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- F01D5/16—Form or construction for counteracting blade vibration
-
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- F01D5/20—Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator
-
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- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/20—Rotors
- F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05D2240/301—Cross-sectional characteristics
Definitions
- the invention relates to a compressor blade having the features the preamble of the independent claim.
- a generic compressor blade is known from EP 0 991 866 B1.
- Such compressor blades have the disadvantage that they Excitation of high frequencies (Lyra mode) so vibrated be that in particular the profile tips of increased mechanical stress are exposed. This can cause significant damage to the Compressor blades lead to a breakage.
- the basic idea of the invention is that of the blade on the Blade tip in an area in front of the blade trailing edge with a recess equip.
- the airfoil starts at the blade tip From the blade leading edge first on a pristine area, which by a stepped step or a curve in one to the blade trailing edge reaching recess passes.
- FIG. 1 shows an embodiment of a compressor blade 1 according to the invention, which comprises an airfoil 2, a platform 3 and a blade root 4.
- the compressor blades 1 are arranged over the circumference of a rotor (not shown). They are not connected by a shroud.
- the blade 2 of the compressor blade 1 has a blade tip 2, a front edge 5, a trailing edge 6 and a pressure and a suction side.
- the compressor blade 1 is solid and has no internal cooling system. According to the invention, the blade 2 of the compressor blade 1 is provided on the blade tip 7 with a recess 8.
- This recess 8 extends over an exit-side region of the blade tip 7 to the trailing edge 6, wherein the pristine length I 1 from the front edge 5 of the compressor blade 1 to the beginning of the recess 20% to 60%, preferably 30% to 50% and especially preferably between 30% and 40% of the axial chord length of the compressor blade 1.
- the transition from the untouched region of the blade tip 7 to the recess 8 is effected by a step-shaped shoulder 9, wherein the edges of the shoulder 9 are formed with a radius R 1 of about 2mm to 5mm to avoid notch effects.
- the blade surface within the recess 8 extends substantially parallel to the original contour of the blade tip 7, which is indicated in the figures by dashed lines.
- the depth h 1 of the recess 8 is about 5% to 10% of the height H of the trailing edge 6.
- FIG. 2 shows a further embodiment of a compressor blade 1 according to the invention, the essential feature of which is a rounded recess 10 of the outlet-side blade tip 7.
- the transition from the blade tip 7 to the trailing edge 6 is formed in the form of a Abru tion 10 with a radius R 2 , wherein R 2 corresponds to 0.5 to 1.5 times the chord length of the blade 1.
- the blade tip 7 merges into the trailing edge 6 in a radius R 2 which corresponds to the chord length.
- the area of the untouched length I 2 of the blade tip 7 in this case is about 50% to 80%, preferably 60% to 70% of the chord length.
- the depth h 2 of the recess 8 at the trailing edge will regularly be below 30%, in particular below 20%, preferably between 10% and 20% of the length of the trailing edge 6.
- the outlet-side blade tip is formed by a bevel 11, which merges through one rounding with a radius R 3 at one end into the blade tip 7 and at the other end into the trailing edge 6.
- the bevel 11 assumes an angle ⁇ of 20 ° to 60 °, preferably from 30 ° to 45 ° to the trailing edge 6 a.
- the untouched length I 3 of the blade tip 7 is about 50% to 80%, preferably 60% to 70% of the axial chord length of the blade 1.
- the depth h 3 of the recess 8 at the trailing edge 6 is less than 30%, preferably between 10% and 20% of the height H of the trailing edge 6.
Landscapes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
- Fig. 1- 3
- drei verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Verdichterlaufschaufel.
Die Masseneinsparung, die sich durch die Aussparung 8 an der Verdichterlaufschaufel 1 ergibt, ist in den Ausführungsformen gemäss der Figuren 1 bis 3 annähernd gleich.
- 1
- Verdichterlaufschaufel
- 2
- Schaufelblatt
- 3
- Plattform
- 4
- Schaufelfuss
- 5
- Vorderkante
- 6
- Hinterkante
- 7
- Schaufelspitze
- 8
- Aussparung
- 9
- Absatz
- 10
- Abrundung
- 11
- Abschrägung
- R1
- Radius
- R2
- Radius
- R3
- Radius
- I1
- unberührte Länge
- I2
- unberührte Länge
- I3
- unberührte Länge
- H
- Höhe der Hinterkante 6
- h1
- Tiefe der Aussparung an Hinterkante 6
- h2
- Tiefe der Aussparung an Hinterkante 6
- h3
- Tiefe der Aussparung an Hinterkante 6
Claims (19)
- Verdichterlaufschaufel, umfassend einen Schaufelfuss (4), eine Plattform (3) und ein Schaufelblatt (2), welches Schaufelblatt (2) massiv ohne internes Kühlsystem ausgeführt ist und eine Schaufelspitze (7), eine Vorderkante (5), eine Hinterkante (6) sowie eine Druck- und eine Saugseite aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelblatt (2) an der Schaufelspitze (7) eine Aussparung (8) aufweist, die sich bis zur Hinterkante (6) erstreckt. - Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelblatt (2) an der Schaufelspitze (7) einen stufenförmigen Absatz (9) aufweist.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unberührte Länge (I1) der Schaufelspitze (7) 20% bis 60% der axialen Sehnenlänge der Schaufel (1) beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unberührte Länge (I1) der Schaufelspitze (7) 30% bis 50%, insbesondere 30% bis 40% der axialen Sehnenlänge beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der stufenförmige Absatz (9) eine Tiefe (h1) von etwa 5% bis 10 % der Höhe (H) der Schaufelhinterkante (6) besitzt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelspitze (7) des Schaufelblatts (2) austrittseitig eine Abrundung (10) zur Schaufelhinterkante (6) hin aufweist.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrundung (10) einen Radius (R2) von der 0,5- bis 1,5-fachen Sehnenlänge besitzt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius R2 der axialen Sehnenlänge der Schaufel (1) entspricht.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unberührte Länge (I2) der Schaufelspitze (7) 50% bis 80% der axialen Sehnenlänge beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die unberührte Länge (I2) der Schaufelspitze (7) 60% bis 70% der axialen Sehnenlänge beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Aussparung (8) 10% bis 30%, vorzugsweise 10% bis 20%, der Höhe (H) der Schaufelhinterkante (6) beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelspitze (7) des Schaufelblatts (2) austrittseitig eine Abschrägung (11) zur Schaufelhinterkante (6) hin aufweist.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8) aus einer in einem Winkel (α) zur Schaufelhinterkante (6) angeordneten Geraden besteht, die in je einer Rundung mit einem Radius (R3) in die Schaufelspitze (7) bzw. in die Schaufelhinterkante (6) übergeht.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die unberührte Länge (I3) der Schaufelspitze (7) 50% bis 80% der axialen Sehnenlänge beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die unberührte Länge (I3) der Schaufelspitze (7) 60% bis 70% der axialen Sehnenlänge beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Aussparung (8) 10% bis 30%, vorzugsweise 10% bis 20%, der Höhe (H) der Schaufelhinterkante (6) beträgt.
- Verdichterlaufschaufel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschrägung (11) einen Winkel (α) von 20° bis 60° zur Hinterkante (6) der Verdichterlaufschaufel (1) einnimmt.
- Verdichterschaufel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschrägung (11) einen Winkel (α) von 30° bis 45° einnimmt.
- Verdichterlaufschaufel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterlaufschaufel (1) kein Deckband aufweist.
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