DE102011084125A1

DE102011084125A1 - Blade segment for turbomachine e.g. gas turbine for aircraft engine, has upper shroud which interconnects blades to each other, and lower shroud is divided into several portions which are firmly connected to the blades

Info

Publication number: DE102011084125A1
Application number: DE102011084125A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hess; Dr. Bayer Erwin; Peter Geiger; Sven Hiller
Original assignee: MTU Aero Engines GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-04-11

Abstract

The blade segment (1) has two adjacent blades (12a-12c,14a-14c) and two shrouds (8,10) to define a main current path. The upper shroud (8) interconnects the blades to each other and the lower shroud is divided into several portions (16a-16c,18a-18c) which are firmly connected to the blades. The front ends of the divided portions are interlinked. A gap formed between the divided portions is sealed by a sealing element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaufelsegment nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Strömungsmaschine.The invention relates to a blade segment according to the preamble of patent claim 1 and a turbomachine.

In Strömungsmaschinen wie Flugzeugtriebwerken und stationären Gasturbinen sind regelmäßig einzelne in Umfangsrichtung nebeneinander positionierte Leitschaufeln zu Schaufelsegmenten zusammengefasst. Das Zusammenfassen bewirkt vorrangig eine Vereinfachung der Montage und eine Reduzierung von Spaltverlusten. In der US 7,445,426 B1 ist beispielsweise ein sogenanntes Tandemleitschaufelsegment gezeigt, das zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Schaufeln bzw. Schaufelblätter aufweist. Die Schaufelblätter sind in einem engen axialen Abstand zueinander positioniert und mittels eines Innendeckbandes und eines Außendeckbandes miteinander verbunden. Das Innendeckband und das Außendeckband bilden einen Teil des Schaufelsegmentes und definieren einen Abschnitt eines Hauptstrompfads einer Hauptströmung. Die Tandemanordnung bewirkt vorrangig eine höhere Umlenkung der Hauptströmung gegenüber Einzelschaufeln. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass im Betrieb durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Nabe und des Gehäuses thermische Spannungen in das Schaufelsegment eingeleitet werden, die dieses erheblich belasten.In turbomachines such as aircraft engines and stationary gas turbines, individual guide vanes positioned side by side in the circumferential direction are regularly combined to form vane segments. The summarizing causes primarily a simplification of the assembly and a reduction of gap losses. In the US Pat. No. 7,445,426 B1 For example, a so-called tandem vane segment is shown, which has two blades or airfoils arranged behind one another in the flow direction. The blades are positioned at a close axial distance from each other and connected to each other by means of a Innenendeckbandes and an outer shroud. The inner shroud and outer shroud form part of the blade segment and define a portion of a main flow path of a main flow. The tandem arrangement primarily causes a higher deflection of the main flow compared to individual blades. A disadvantage of this solution, however, is that thermal stresses are introduced into the blade segment during operation by different thermal expansions of the hub and the housing, which load this considerably.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaufelsegment zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile beseitigt und einen Ausgleich von unterschiedlichen Wärmeausdehnungen ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Strömungsmaschine mit einem verbesserten Strömungsverhalten zu schaffen.The object of the invention is to provide a blade segment which eliminates the aforementioned disadvantages and allows compensation of different thermal expansions. Furthermore, it is an object of the invention to provide a turbomachine with an improved flow behavior.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schaufelsegment mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12.This object is achieved by a blade segment having the features of patent claim 1 and by a turbomachine having the features of patent claim 12.

Ein erfindungsgemäßes Schaufelsegment für eine Strömungsmaschine hat zumindest zwei benachbarte Schaufelblätter und zwei Deckbänder zum Begrenzen eines Hauptstrompfads. Erfindungsgemäß verbindet das eine Deckband die Schaufelblätter miteinander und das andere Deckband ist in Einzelteile unterteilt, die zumindest jeweils mit einem Schaufelblatt fest verbunden sind.An inventive blade segment for a turbomachine has at least two adjacent airfoils and two shrouds for defining a main flow path. According to the invention, one shroud connects the blades to one another and the other shroud is subdivided into individual parts which are firmly connected at least in each case to an airfoil.

Dadurch, dass das eine Deckband mehrteilig ausgebildet ist, wird das Schaufelsegment nur über das durchgehende Deckband zusammengehalten. Hierdurch werden in den Schaufelsegmenten Freiheitsgrade geschaffen, die einen Ausgleich von unterschiedlichen Wärmeausdehnungen erlauben. Thermischen Spannungen in dem Schaufelsegment werden reduziert. Insbesondere dann, wenn das Schaufelsegment einteilig generativ aus einzelnen Materialschichten hergestellt wird, kann das Schaufelsegment zudem aerodynamisch optimal ausgelegt werden. Ferner erlaubt die generative Fertigung die Herstellung von sich überlappenden Schaufelblättern, wodurch sich der Wirkungsgrad der Strömungsmaschine verbessern lässt. Alternativ kann das Schaufelsegment jedoch auch mehrteilig aus einzelnen Schaufelblättern und Deckbändern hergestellt werden bzw. durch die Fertigung einer einteiligen Schaufelblattdeckbandkombination, an welcher dann in einem folgenden Verfahrensschritt das andere Deckband bzw. deren Einzelteile angebunden wird/werden. Characterized in that the one shroud is designed in several parts, the blade segment is held together only on the continuous shroud. As a result, degrees of freedom are created in the blade segments, which allow a balance of different thermal expansions. Thermal stresses in the vane segment are reduced. In particular, when the blade segment is produced in one piece generatively from individual material layers, the blade segment can also be designed aerodynamically optimal. Furthermore, the generative manufacturing allows the production of overlapping blades, which can improve the efficiency of the turbomachine. Alternatively, however, the blade segment can also be produced in several parts from individual airfoils and shrouds or by the production of a one-piece airfoil cover tape combination, to which the other shroud or its individual parts are then connected in a subsequent process step.

Zum Ausgleich von Wärmeausdehnungen in Axialrichtung kann das mehrteilige Deckband in Umfangsrichtung in die Einzelteile unterteilt sein.To compensate for thermal expansion in the axial direction, the multi-part shroud can be divided in the circumferential direction in the items.

Insbesondere zum Ausgleich von Wärmeausdehnungen in Umfangsrichtung, kann das mehrteilige Deckband in Axialrichtung in die Einzelteile unterteilt sein.In particular, to compensate for thermal expansion in the circumferential direction, the multi-part shroud can be divided in the axial direction in the items.

Zur Verbesserung eines Schwingverhaltens des Schaufelsegmentes ist es vorteilhaft, wenn die stromabwärtigen Einzelteile mit den stromaufwärtigen Einzelteilen stirnseitig verzahnt sind.To improve a vibration behavior of the blade segment, it is advantageous if the downstream items are frontally toothed with the upstream items.

Die Herstellung der Einzelteile ist besonders einfach, wenn diese stumpfstoßartig zueinander positioniert sind.The production of the individual parts is particularly simple if they are butt-joint-like positioned to each other.

Zur Verringerung von Spaltverlusten zwischen den Einzelteilen ist es vorteilhaft, wenn die Einzelelemente überlappstoßartig zueinander positioniert sind.To reduce gap losses between the individual parts, it is advantageous if the individual elements are positioned overlapping each other.

Um eine Beschädigung der Einzelteile im Kantenbereich bzw. in Stoßbereichen durch bspw. ein Gegeneinanderschlagen im Betrieb zu verhindern, kann zwischen den Einzelteilen jeweils ein Spalt gebildet sein.In order to prevent damage to the individual parts in the edge region or in abutting areas by, for example, a counterblowing during operation, a gap can be formed in each case between the individual parts.

Zur Vermeidung von Spaltverlusten können die Spalte mittels Dichtelementen abgedichtet sein. Zum Schutz der Dichtelemente vor Beschädigungen bzw. vor Fehlpositionierungen können diese in Kammern der Einzelteile bzw. in lokalen Vergrößerungen der Spalte angeordnet sein.To avoid gap losses, the gaps may be sealed by means of sealing elements. To protect the sealing elements against damage or against incorrect positioning, these can be arranged in chambers of the individual parts or in local enlargements of the gaps.

Eine optimale Abdichtung lässt sich erzielen, wenn die Dichtelemente auxetische Strukturen aufweisen. Auxetische Strukturen dehnen sich temperaturabhängig aus, wodurch eine aktive Spaltsteuerung geschaffen wird und die Spalte automatisch vollständig zugesteuert werden.An optimal seal can be achieved if the sealing elements have auxetic structures. Auxetic structures expand in a temperature-dependent manner, creating an active gap control and automatically closing the gaps completely.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Schaufelsegment ein Tandemleitschaufelsegment, dessen Außendeckband einteilig und dessen Innendeckband mehrteilig ausgeführt ist. Das Tandemleitschaufelsegment weist zumindest zwei Schaufelgitter auf, die nur ein Tandempaar oder mehrere Tandempaare aufweisen können. In a preferred embodiment, the blade segment is a Tandemleitschaufelsegment whose outer shroud is made in one piece and the inner shroud is made of several parts. The tandem vane segment has at least two vane grids which may have only one tandem pair or several tandem pairs.

Eine bevorzugte Strömungsmaschine hat zumindest einen Schaufelsegmentenring, der aus einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Schaufelsegmenten zusammengesetzt ist. Eine derartige Strömungsmaschine ist einfach zu montieren und zeichnet sich durch die aerodynamische Optimierung der Schaufelsegmente durch ein verbessertes Strömungsverhalten und somit durch einen verbesserten Wirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Strömungsmaschinen aus.A preferred turbomachine has at least one vane segment ring composed of a plurality of vane segments according to the invention. Such a turbomachine is easy to assemble and is characterized by the aerodynamic optimization of the blade segments by improved flow behavior and thus by an improved efficiency over conventional turbomachines.

Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous embodiments of the invention are the subject of further subclaims.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:In the following preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to schematic representations. Show it:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schaufelsegmentes in Umfangsrichtung, 1 a side view of a blade segment according to the invention in the circumferential direction,

2 eine Schnittdarstellung des Schaufelsegments in einer Axialebene, 2 a sectional view of the blade segment in an axial plane,

3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spaltabdichtung zwischen Einzelteilen eines Innendeckbandes des Schaufelsegmentes, und 3 a first embodiment of a gap seal between individual parts of an inner shroud of the blade segment, and

4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spaltabdichtung zwischen Einzelteilen des Innendeckbandes. 4 A second embodiment of a gap seal between individual parts of the inner cover tape.

In 1 ist eine Seitenansicht in Umfangsrichtung y eines erfindungsgemäßen Schaufelsegmentes 1 einer Strömungsmaschine wie ein Flugzeugtriebwerk gezeigt. Das Schaufelsegment 1 ist bevorzugterweise ein verdichterseitiges Leitschaufelsegment und bildet mit weiteren Schaufelsegmenten einen Schaufelsegmentenring. Das Schaufelsegment 1 hat zwei Schaufelgitter 2, 4, die in Strömungsrichtung betrachtet hintereinander angeordnet sind und dabei eine Überlappung 6 in Axialrichtung x bzw. Strömungsrichtung bilden. Zudem hat das Schaufelsegment 1 ein gehäusenahes Außendeckband 8 und ein nabennahes Innendeckband 10, die in Radialrichtung betrachtet an den Schaufelgittern 2, 4 endseitig angeordnet sind und einen Abschnitt eines Hauptstrompfads bzw. Ringraums begrenzen.In 1 is a side view in the circumferential direction y of a blade segment according to the invention 1 a turbomachine such as an aircraft engine shown. The blade segment 1 is preferably a compressor-side vane segment and forms with other vane segments a vane segment ring. The blade segment 1 has two scoop grids 2 . 4 , which are arranged one behind the other, viewed in the flow direction and thereby an overlap 6 form in the axial direction x or flow direction. In addition, the blade segment has 1 a housing close outer shroud 8th and a near-inner inner band 10 viewed in the radial direction at the blade grids 2 . 4 are arranged end and limit a portion of a main flow path or annulus.

Vorzugsweise ist das Schaufelsegment 1 einstückig ausgebildet. Es wird insbesondere generativ aus verfestigten Materialschichten, bevorzugterweise Pulverschichten, aufgebaut. Ein beispielhaftes Verfahren ist das sogenannte Selective Laser Melting (SLM). Alternativ kann das Schaufelsegment 1 jedoch auch mehrteilig mit beispielsweise an den Schaufelgittern 2, 4 angeschweißten Deckbändern 8, 10 ausgebildet sein.Preferably, the blade segment 1 integrally formed. In particular, it is constructed generatively from solidified material layers, preferably powder layers. An exemplary method is the so-called Selective Laser Melting (SLM). Alternatively, the blade segment 1 but also in several parts with, for example, on the blade grids 2 . 4 welded shrouds 8th . 10 be educated.

Die Schaufelgitter 2, 4 bestehen aus einer Vielzahl von vorderen Schaufelblättern 12a, 12b, 12c bzw. hinteren Schaufelblättern 14a, 14b, 14c. Aufgrund der Seitenansicht ist in 2 jedoch jeweils nur ein Schaufelblatt 12a, 14a sichtbar. Selbstverständlich können die Schaufelgitter 6, 8 auch mehr oder weniger als drei sogenannte Tandempaare 12a, 14a; 12b, 14b; 12c, 14c aufweisen. The scoop grid 2 . 4 consist of a variety of front airfoils 12a . 12b . 12c or rear airfoils 14a . 14b . 14c , Due to the side view is in 2 but only one blade at a time 12a . 14a visible, noticeable. Of course, the blade grilles 6 . 8th also more or less than three so-called tandem pairs 12a . 14a ; 12b . 14b ; 12c . 14c exhibit.

Das Außendeckband 8 ist einteilig ausgebildet und fest mit den Schaufelblättern 12a, 12b, 12c, 14a, 14b, 14c bzw. mit deren Blattspitzen verbunden. Das Innendeckband 10 ist, wie in der Schnittdarstellung A-A in 2 gezeigt, mehrteilig und weist eine Vielzahl von vorderen Einzelteilen 16a, 16b, 16c sowie hinteren Einzelteilen 18a, 18b, 18c auf. Vorzugsweise ist jedem Einzelteil 16a, 16b, 16c, 18a, 18b, 18c ein Schaufelblatt 12a, 12b, 12c, 14a, 14b, 14c zugeordnet.The outer cover tape 8th is formed in one piece and fixed to the blades 12a . 12b . 12c . 14a . 14b . 14c or connected to their tips. The inner cover tape 10 is, as in the sectional view AA in 2 shown, in several parts and has a variety of front items 16a . 16b . 16c as well as rear items 18a . 18b . 18c on. Preferably, every item is 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c an airfoil 12a . 12b . 12c . 14a . 14b . 14c assigned.

Die vorderen Einzelteile 16a, 16b, 16c sind jeweils gleich aufgebaut. Sie haben eine Vorderkante 20, eine Hinterkante 22 sowie zwei Seitenkanten 24, 26. Die Vorderkante 20 ist in Umfangsrichtung y gerade ausgebildet. Die Hinterkante 22 ist in Richtung der Vorderkante 20 abschnittsweise zurückgestuft und somit zahnartig ausgebildet. Zwischen den zahnartigen Vorsprüngen der Einzelteile 16a, 16b, 16c ist jeweils ein Freiraum 28 zur Verrastung mit den hinteren Einzelteilen 18a, 18b, 18c geschaffen. Die Seitenkanten 24, 26 sind geradlinig in Axialrichtung x verlaufend ausgebildet. The front items 16a . 16b . 16c each have the same structure. They have a leading edge 20 , a trailing edge 22 as well as two side edges 24 . 26 , The leading edge 20 is straight in the circumferential direction y. The trailing edge 22 is towards the front edge 20 Partially downgraded and thus formed like a tooth. Between the tooth-like projections of the items 16a . 16b . 16c is each a free space 28 for locking with the rear parts 18a . 18b . 18c created. The side edges 24 . 26 are formed in a straight line in the axial direction x extending.

Die hinteren Einzelteile 18a, 18b, 18c sind ebenfalls jeweils gleich aufgebaut. Sie haben eine Vorderkante 30, eine Hinterkante 32 sowie zwei Seitenkanten 34, 36. Die Vorderkante 30 ist zur Aufnahme in den Freiräumen 28 abschnittsweise in Richtung der Hinterkante 32 zurückgestuft und somit zahnartig ausgebildet. Die Hinterkante 32 ist in Umfangsrichtung y verlaufend geradlinig ausgebildet. Die Seitenkanten 34, 36 sind in Axialrichtung x geradlinig ausgebildet.The rear items 18a . 18b . 18c are also the same structure. They have a leading edge 30 , a trailing edge 32 as well as two side edges 34 . 36 , The leading edge 30 is for inclusion in the open spaces 28 partially in the direction of the trailing edge 32 downgraded and thus formed like a tooth. The trailing edge 32 is formed in the circumferential direction y extending straight. The side edges 34 . 36 are formed in the axial direction x rectilinear.

In Gesamtschau über alle Einzelteile 16a, 16b, 16c, 18a, 18b, 18c betrachtet, weist das Schaufelsegment 1 in Umfangsrichtung y gesehen eine durchgehende gerade Vorderkante 20, eine durchgehende gerade Hinterkante 32 und eine stirnseitige Verrastung der vorderen Einzelteile 16a, 16b, 16c mit den hinteren Einzelteilen 18a, 18b, 18c auf. Im Seitenbereich ist das Schaufelsegment 1 durch die Zurückstufungen der Hinterkanten 22 und der Vorderkanten 30 im Bereich zwischen den sich in Axialrichtung x erstreckenden geradlinigen Seitenkanten 24, 26 34, 36 stufenartig ausgebildet. Das Innendeckband 10 wird somit von einer Vielzahl von in Umfangsrichtung y und in Axialrichtung x unterteilten Einzelteilen 16a, 16b, 16c, 18a, 18b, 18c gebildet. Im montierten Zustand des Schaufelsegmentes 1 und somit bei Bildung des Schaufelsegmentringes bilden die vorderen Einzelteile 16a, 16b, 16c und die hinteren Einzelteile 18a, 18b, 18c quasi zwei jeweils vereinzelte Innendeckbandringe, die miteinander verzahnt sind. In total view of all items 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c considered, the vane segment 1 in the circumferential direction y seen a continuous straight leading edge 20 , a continuous straight trailing edge 32 and a frontal locking of the front items 16a . 16b . 16c with the rear parts 18a . 18b . 18c on. In the side area is the vane segment 1 through the Decrements of the trailing edges 22 and the leading edges 30 in the region between the axially extending x rectilinear side edges 24 . 26 34 . 36 stepped formed. The inner cover tape 10 is thus of a plurality of divided in the circumferential direction y and in the axial direction x individual parts 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c educated. In the assembled state of the blade segment 1 and thus at the formation of the blade segment ring form the front items 16a . 16b . 16c and the rear items 18a . 18b . 18c quasi two each isolated Innenendeckbandringe, which are interlinked.

Die Einzelteile 16a, 16b, 16c, 18a, 18b, 18c sind im Bereich ihrer Stoßbereiche bei einem Ausführungsbeispiel stumpfstoßartig zueinander positioniert. Stumpfstoßartig bedeutet dabei, wie in 2 gezeigt, im Ruhezustand eine spaltfreie Anordnung der Einzelteile 16a, 16b, 16c, 18a, 18b, 18c zueinander. Alternativ können die Einzelteile 16a, 16b, 16c, 18a, 18b, 18c, wie beispielhaft anhand dem Einzelteil 16b und dem Einzelteil 18b in 3 gezeigt, durch jeweils einen Spalt 38 in den Stoßbereichen voneinander beabstandet sein. Zur Vermeidung von Spaltverlusten sind die Spalte 38 durch jeweils ein Dicht- bzw. Dehnungselement 40 gasdicht verschlossen.The items 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c are in the region of their joint areas in one embodiment butt-like positioned to each other. Stump-like means, as in 2 shown, in the resting state, a gap-free arrangement of the items 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c to each other. Alternatively, the items can be 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c as exemplified by the item 16b and the item 18b in 3 shown, each by a gap 38 be spaced apart in the abutting areas. To avoid gap losses are the column 38 by a respective sealing or expansion element 40 sealed gas-tight.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Einzelteile 16a, 16b, 16c, 18a, 18b, 18c überlappstoßartig zueinander angeordnet. Überlappstoßartig bedeutet dabei spaltlos oder, wie in 4 gezeigt, über einen entsprechend labyrinthartigen Spalt 38. Beispielsweise können in den Stoßbereichen die einen Einzelteile einen kantenseitigen Vorsprung 42 und die anderen Einzelteile eine entsprechende Nut 44 zur Aufnahme des jeweiligen Vorsprungs 42 aufweisen. Beispielhaft ist in 4 an der Hinterkante 22 des vorderen Einzelteiles 16b der Vorsprung 42 und an der Vorderkante 30 des hinteren Einzelteil 18b die Nut 44 vorgesehen. Hierdurch ist die Hinterkante 22 T-förmig und die Vorderkante 30 U-förmig ausgebildet. Die Nut 44 hat dabei eine derartige Erstreckung, dass der Vorsprung 42 sowohl stets stirnseitig vom Nutgrund 46 als auch seitlich von Nutflanken 48, 50 beabstandet ist. Hierdurch begrenzen der Vorsprung 42 und die Nut 44 eine Kammer bzw. einen vergrößerten Spaltbereich, in der zum Abdichten des Überlappstoßes ein Dichtelement 40 angeordnet ist. Das Dichtelement 40 stützt sich an den Nutflanken 48, 50 ab und ist vom Nutgrund 46 beabstandet. Es weist vorzugsweise eine auxetische Struktur auf und bewirkt aufgrund seiner temperaturabhängigen Ausdehnung eine aktive und insbesondere automatische Spaltsteuerung über den Schaufelsegmentenring.In an alternative embodiment, the items are 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c arranged overlapping each other. Overlap bumpy means gapless or, as in 4 shown, over a corresponding labyrinthine gap 38 , For example, in the joint areas, the individual parts may have an edge-side projection 42 and the other items a corresponding groove 44 for receiving the respective projection 42 exhibit. Exemplary is in 4 at the rear edge 22 of the front item 16b the lead 42 and at the front edge 30 the rear item 18b the groove 44 intended. This is the trailing edge 22 T-shaped and the front edge 30 U-shaped. The groove 44 has such an extent that the projection 42 always on the front side of the groove bottom 46 as well as laterally of groove edges 48 . 50 is spaced. This limits the lead 42 and the groove 44 a chamber or an enlarged gap area, in the sealing of the lap joint, a sealing element 40 is arranged. The sealing element 40 supports itself on the groove sides 48 . 50 off and is from the groove bottom 46 spaced. It preferably has an auxetic structure and due to its temperature-dependent expansion causes an active and in particular automatic gap control via the blade segment ring.

Offenbart ist ein Schaufelsegment für eine Strömungsmaschine mit zumindest zwei benachbarten Schaufelblättern und mit zwei Deckbändern zum Begrenzen eines Hauptstrompfads, wobei das eine Deckband die Schaufelblätter miteinander verbindet und das andere Deckband mehrteilig in Einzelteile unterteilt ist, die zumindest jeweils mit einem Schaufelblatt fest verbunden sind, sowie eine Strömungsmaschine mit einer Vielzahl von derartigen Schaufelsegmenten.Disclosed is a blade segment for a turbomachine with at least two adjacent blades and two shrouds for limiting a main flow path, wherein the one shroud connects the blades together and the other shroud is divided into several parts in pieces, which are at least each firmly connected to an airfoil, and a turbomachine with a plurality of such blade segments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schaufelsegment vane segment
22: vorderes Schaufelgitter front scoop grid
44: hinteres Schaufelgitter rear vane grille
66: Überlappung overlap
88th: Außendeckband Outer shroud
1010: Innendeckband. Inner shroud.
12a, b, c12a, b, c: vorderes Schaufelblattfront airfoil
14a, b, c14a, b, c: hinteres Schaufelblattrear blade
16a, b, c16a, b, c: vorderes Einzelteilfront item
18a, b, c18a, b, c: hinteres Einzelteilrear item
2020: Vorderkante leading edge
2222: Hinterkante trailing edge
2424: Seitenkante side edge
2626: Seitenkante side edge
2828: Freiraum free space
3030: Vorderkante leading edge
3232: Hinterkante trailing edge
3434: Seitenkante side edge
3636: Seitenkante side edge
3838: Spalt gap
4040: Dichtelement sealing element
4242: Vorsprung head Start
4444: Nut groove
4646: Nutgrund groove base
4848: Nutflanke flank
5050: Nutflanke flank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7445426 B1 [0002]

Claims

Vane segment ( 1 ) for a turbomachine with at least two adjacent airfoils (US Pat. 12a . 12b . 12c . 14a . 14b . 14c ) and with two shrouds ( 8th . 10 ) for limiting a main flow path , characterized in that the one shroud ( 8th ) the blades ( 12a . 12b . 12c . 14a . 14b . 14c ) and the other shroud ( 10 ) in individual parts ( 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c ), which at least in each case with an airfoil ( 12a . 12b . 12c . 14a . 14b . 14c ) are firmly connected.

A blade segment according to claim 1, wherein the multi-part shroud ( 10 ) in the circumferential direction in the items ( 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c ) is undiluted.

Blade segment according to claim 1 or 2, wherein the multi-part shroud ( 10 ) in the axial direction in the items ( 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c ) is undiluted.

Blade segment according to claim 1, 2 or 3, wherein the individual parts ( 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c ) are toothed together frontally.

Blade segment according to one of claims 1 to 4, wherein the individual parts ( 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c ) are positioned butt-like to each other.

Blade segment according to one of claims 1 to 4, wherein the individual elements ( 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c ) are positioned overlapping each other.

Blade segment according to claim 5 or 6, wherein between the individual parts ( 16a . 16b . 16c . 18a . 18b . 18c ) one gap each ( 38 ) is formed.

Blade segment according to one of claims 7, wherein the gaps ( 38 ) by means of sealing elements ( 40 ) are sealed.

Blade segment according to one of claims 8, wherein the sealing elements ( 40 ) are housed in chambers.

Blade segment according to one of claims 9, wherein the sealing elements ( 40 ) have auxetic structures.

Blade segment according to any one of the preceding claims, which is a tandem vane segment whose outer shroud ( 8th ) in one piece and its inner cover tape ( 10 ) is executed in several parts.

Turbomachine with at least one blade segment ring consisting of a plurality of blade segments ( 1 ) is composed according to one of the preceding claims.