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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Deckband, das an Schaufelspitzen von Schaufelkörpern einer Rotationsmaschine zu befestigen ist, eine Schaufelanordnung mit dem Deckband und eine Rotationsmaschine.
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In den letzten Jahren wurden Gasturbinen konzipiert, um bei höheren Temperaturen und mit verbesserter Effizienz zu arbeiten. Das löste einen Trend aus, bei dem die Länge der Turbinenschaufeln vergrößert wurde (Bereitstellung von langen Schaufeln). Während solche Schaufeln aufgrund der größeren Schaufellänge eine verringerte Vibrationsfrequenz aufweisen, sind sie für Flattern und andere instabile Vibrationen anfälliger.
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Um dies zu bekämpfen, wurden Spitzendeckbänder auf den Spitzen der Schaufelkörper, die die Turbinenschaufeln bilden, vorgesehen, um die natürliche Frequenz und/oder die strukturelle Dämpfung der Turbinenschaufeln zu vergrößern und folglich das Auftreten von Vibrationen zu unterdrücken. Angrenzende Spitzendeckbänder solcher Turbinenschaufeln liegen aneinander an, um den Leckstrom zwischen den Schaufelspitzen zu reduzieren. Vibrationen werden auch gedämpft, indem die angrenzenden Spitzendeckbänder aneinander anliegen. Zur Vermeidung von Beschädigungen, die durch heterogene Berührung und Belastungskonzentration an Eckabschnitten verursacht werden, wurden jedoch Spitzendeckbänder mit einem Abschnitt mit einem Freiraum vorgesehen, durch den angrenzende Spitzendeckbänder nicht aneinander anliegen (siehe beispielsweise
JP H10-317 905 A ).
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Aus der
US 4 243 360 A ist ein Deckband mit mehreren Deckbandkörpern bekannt, die an Schaufelspitzen von Schaufelkörpern nebeneinander in einer Umfangsrichtung eines Rotorkörpers angeordnet sind. Jeder der Deckbandkörper besitzt eine auskragende Struktur an der radial nach außen gerichteten Außenfläche in Form einer Lippe, die die Außenfläche eines benachbarten Deckbandkörpers überlappt und einen zwischen den angrenzenden Deckbandkörpern gebildeten Zwischenraum übergreift. Die Abdichtung des Zwischenraums erfolgt bei diesem Stand der Technik dadurch, dass der Rand des übergriffenen Deckbandkörpers durch den Druck im Bereich der Schaufelkörper im Betrieb radial nach außen und in Kontakt mit der Lippe gedrückt wird. An der Außenfläche jedes Deckbandkörpers in Umfangsrichtung unmittelbar vor der Lippe ist ein weiterer Vorsprung vorgesehen.
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Die
US 2008/0019835 A1 und die
US 2005/0079058 A1 zeigen jeweils Deckbänder, gebildet aus nebeneinander in Umfangsrichtung angeordneten Deckbandkörpern, wobei jeder Deckbandkörper an beiden Umfangsendflächen in Rotationsrichtung an der radial nach außen gerichteten Außenfläche jeweils weiter radial nach außen vorstehende Vorsprünge besitzt.
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Durch einen solchen Freiraum kann Verbrennungsgas vom Hauptstrom in einen Hohlraum austreten, der sich radial nach außen von den Spitzendeckbändern befindet, was zu einem Verlust und zur Leistungsreduktion der Turbine führt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Deckbänder vorzusehen, die die Menge von Fluid, das durch den Abstandsraum zwischen den Deckbändern austritt, reduzieren können. Solche Deckbänder sind nebeneinander in der Umfangsrichtung angeordnet, wobei jedes der Deckbänder auf einer Schaufelspitze einer Schaufel, die an einem Rotorkörper angebracht ist, sich in der Radialrichtung erstreckend befestigt ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Deckband mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bereit.
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Gemäß einer solchen Konfiguration fungiert der Vorsprung als ein Damm, der das Fluid, das in den radialen Außenbereich des Deckbands konvektiert, staut. Folglich steigt der Druck am radialen äußeren Auslass des Abstandsraums, der bewirkt, dass der Strom des Fluids, das an diesen Stellen strömt, verhindert wird. Mit anderen Worten wird die Fluidmenge, die vom Abstandsraum entweicht, reduziert.
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Das oben beschriebene Deckband kann ferner eine Konfiguration aufweisen, in der der Vorsprung an einer Position auf der Außenfläche am weitesten hin zu einer Vorderseite in einer Drehrichtung der Schaufeln angeordnet ist. Gemäß einer solchen Konfiguration, tritt aufgrund der Stauung ein Druckanstieg in der Nähe des Auslasses des Abstandsraums auf. Dadurch kann die Fluidmenge, die vom Abstandsraum entweicht, weiter reduziert werden.
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Das oben beschriebene Deckband kann ferner eine Konfiguration aufweisen, bei der der Abstandsraum einen Abstand zwischen den angrenzenden gegenüberliegenden Flächen aufweist, der auf einer Seite, die in der Nähe der Anlageendfläche ist, größer ist, und der Vorsprung von der Außenfläche weiter vorspringt als auf der Seite, die in der Nähe der Anlageendfläche ist.
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Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Form des Vorsprungs optimiert werden. Mit anderen Worten kann die Höhe des Vorsprungs abhängig von der Größe des Abstandsraums entsprechend bestimmt werden.
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Das oben beschriebene Deckband kann ferner eine Konfiguration aufweisen, bei der der Vorsprung einen Kappenabschnitt umfasst, der eine radiale Außenseite des Abstandsraums bei Ansicht in der Radialrichtung zumindest teilweise bedeckt. Gemäß einer solchen Konfiguration kann dadurch, dass das Fluid, das vom Abstandsraum entweicht, in Berührung mit dem Kappenabschnitt kommt, die Fluidmenge, die direkt austritt, reduziert werden.
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Die vorliegende Erfindung stellt in einer alternativen Lösung auch ein Deckband mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 bereit, bei dem der Vorsprung den Kappenabschnitt umfasst, der die radiale Außenseite des Abstandsraums bei Ansicht in der Radialrichtung zumindest teilweise bedeckt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Schaufelanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 6.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Rotationsmaschine, umfassend die oben beschriebene Schaufelanordnung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fluidmenge, die durch den Abstandsraum zwischen den Deckbändern austritt, reduziert werden, indem die Deckbänder nebeneinander in der Umfangsrichtung angeordnet werden, wobei jedes der Deckbänder an eine Schaufelspitze einer Schaufel, die an einem Rotorkörper angebracht ist, sich in der Radialrichtung erstreckend befestigt ist.
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- 1 ist eine schematische Ansicht der Konfiguration einer Gasturbine der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Ansicht von einer Position, die von der Turbine einer Turbinenschaufel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung radial nach außen liegt.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang A-A von 2 und stellt die Querschnittsform eines Vorsprungs der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang B-B von 2, um die Erklärung der Höhe des Vorsprungs der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen.
- 5 ist ein Diagramm, das die Querschnittsform des Vorsprungs gemäß einem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 6 ist ein Diagramm, das die Querschnittsform des Vorsprungs gemäß einem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 7 ist ein Diagramm, das die Querschnittsform des Vorsprungs einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 8 ist ein Diagramm, das die Querschnittsform des Vorsprungs gemäß einem modifizierten Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Erste Ausführungsform
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Eine Gasturbine 1, die eine Rotationsmaschine der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wird nachstehend in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht der Gasturbine 1 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 dargestellt, beinhaltet eine Gasturbine 1 einen Kompressor 2, der Außenluft komprimiert, um Druckluft zu erzeugen, eine Brennkammer 3, die Brennstoff im Beisein der Druckluft verbrennt, um Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine 4, die durch Hochdruckverbrennungsgas mit hoher Temperatur angetrieben wird.
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Nachstehend kann die axiale Richtung des Kompressors 2 und der Turbine 4 der Einfachheit halber als „Axialrichtung“ oder „axial“ bezeichnet werden; die umfängliche Richtung des Kompressors 2 und der Turbine 4 kann der Einfachheit halber als „Umfangsrichtung“ oder „umfänglich“ bezeichnet werden; und die radiale Richtung des Kompressors 2 und der Turbine 4 kann der Einfachheit halber als „Radialrichtung“ oder „radial“ bezeichnet werden.
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Der Kompressor 2 umfasst einen Kompressorrotor 6 und ein Kompressorgehäuse 7, das den Kompressorrotor 6 bedeckt. Der Kompressorrotor 6 umfasst eine Kompressorrotorwelle 8, die sich um die Rotationsmittelachse dreht, und eine Mehrzahl von Kompressorschaufelanordnungen 9, die an dem Umfang der Kompressorrotorwelle 8 in Abständen in der Axialrichtung vorgesehen befestigt sind.
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Jede der Kompressorschaufelanordnungen 9 umfasst eine Mehrzahl von Kompressorschaufeln 10, die an dem Umfang der Kompressorrotorwelle 8 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet vorgesehen sind. Die Kompressorschaufeln 10 erstrecken sich in Richtung der Innenfläche des Kompressorgehäuses 7.
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Eine Mehrzahl von Kompressorflügelanordnungen 11 sind an der Innenfläche des Kompressorgehäuses 7 in Abständen in der Axialrichtung vorgesehen und befestigt. Jede der Kompressorflügelanordnungen 11 umfasst eine Mehrzahl von Kompressorflügeln 12, die an der Innenfläche des Kompressorgehäuses 7 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet vorgesehen sind. Die Kompressorflügel 12 erstrecken sich in Richtung der Kompressorrotorwelle 8.
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Die Kompressorflügelanordnungen 11 und die Kompressorschaufelanordnungen 9 sind in Stufen im Kompressorgehäuse 7 vorgesehen, wobei die Kompressorflügelanordnungen 11 und die Kompressorschaufelanordnungen 9 in der Axialrichtung alternieren.
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Die Turbine 4 umfasst einen Turbinenrotor 14, der mit dem Kompressorrotor 6 und einem Turbinengehäuse 15, das den Turbinenrotor 14 bedeckt, drehfest verbunden ist. Der Turbinenrotor 14 umfasst eine Turbinenrotorwelle 16 (Rotorkörper), die sich um die Rotationsmittelachse dreht, und eine Mehrzahl von Turbinenschaufelanordnungen 17, die an dem Umfang der Turbinenrotorwelle 16 in Abständen in der Axialrichtung vorgesehen befestigt sind.
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Jede der Turbinenschaufelanordnungen 17 umfasst eine Mehrzahl von Turbinenschaufeln 18 (Schaufelelemente), die an dem Umfang der Turbinenrotorwelle 16 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet vorgesehen sind. Die Turbinenschaufeln 18 erstrecken sich in Richtung der Innenfläche des Turbinengehäuses 15.
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Eine Mehrzahl von Turbinenflügelanordnungen 19 sind an der Innenfläche des Turbinengehäuses 15 in Abständen in der Axialrichtung vorgesehen und befestigt. Jede der Turbinenflügelanordnungen 19 umfasst eine Mehrzahl von Turbinenflügeln 20, die an der Innenfläche des Turbinengehäuses 15 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet vorgesehen sind. Die Turbinenflügel 20 erstrecken sich in Richtung der Turbinenrotorwelle 16.
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Die Turbinenflügelanordnungen 19 und die Turbinenschaufelanordnungen 17 sind in Stufen im Turbinengehäuse 15 vorgesehen, wobei die Anordnungen 19, 17 in der Axialrichtung alternieren. Der Turbinenrotor 14 kann zum Beispiel mit einem Generator verbunden sein, der durch Drehung des Turbinenrotors 14 Elektrizität erzeugt.
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Von den Turbinenschaufelanordnungen 17 der mehreren Stufen, sind zumindest die Turbinenschaufelanordnungen 17 einer Stufe durch die Turbinenschaufeln 18 gebildet, wobei jede der Turbinenschaufeln 18 einen Schaufelkörper 21 und ein Spitzendeckband 22, das auf der Schaufelspitze des Schaufelkörpers 21 befestigt ist, umfasst. Die Spitzendeckbänder 22 sind angrenzend in der Umfangsrichtung mit einem Abschnitt von angrenzenden Spitzendeckbändern 22 in Anlage angeordnet. Mit anderen Worten, jedes Spitzendeckband 22 ist mit einem anderen Spitzendeckband 22 der angrenzenden Gasturbinen 1-Schaufel in der Umfangsrichtung in Berührung. Die angrenzenden Spitzendeckbänder 22 drücken auch gegeneinander.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, sind die Spitzendeckbänder 22 planare Elemente, die zusammenwirken, um die Vibrationen, die bei der Drehung der Turbinenschaufeln 18 entstehen, zu unterdrücken. Das Spitzendeckband 22 ist einstückig mit dem Schaufelkörper 21 an der radialen Außenseite der Turbinenschaufel 18 gebildet. Auch wenn nicht dargestellt, beinhaltet die Turbinenschaufel 18 an der radialen Innenseite des Schaufelkörpers 21 ferner eine Plattform, die vom Schaufelkörper 21 vorsteht, und einen Schaufelfuss, der von der Plattform weiter radial nach innen vorsteht. Die Turbinenschaufeln 18 sind an der Turbinenrotorwelle 16 einstückig befestigt, indem sie an der Außenfläche der Turbinenrotorwelle 16 angebracht sind.
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Wie in 2 dargestellt, weist der Schaufelkörper 21 einen gekrümmten, tragflügelförmigen Querschnitt auf, der zu einer Seite in der Umfangsrichtung (die Vorderseite der Rotationsrichtung R des Turbinenrotors 14, die untere Seite von 2) von der Vorderkante, was stromaufwärts von der Verbrennungsgas-Strömungsrichtung F entspricht, bis zur Hinterkante, was stromabwärts entspricht, entlang der Axialrichtung konvex ist. Dieser Querschnitt hat eine Tragflügelfläche, die sich in Richtung der anderen Seite in der Umfangsrichtung (die Hinterseite der Rotationsrichtung R des Turbinenrotors 14, die obere Seite von 2) bei stromabwärtigem Verlauf in der Verbrennungsgas-Strömungsrichtung F (rechte Seite von 2) erstreckt.
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Wie in 3 dargestellt, hat das Spitzendeckband 22 eine planare Form mit einer vorher festgelegten Dicke in der Radialrichtung und es ist einstückig an dem Schaufelkörper 21 befestigt, wobei es in der Umfangsrichtung an der radialen Außenseite des Schaufelkörpers 21 vorsteht. Die Fläche des Spitzendeckbands 22, die radial nach außen gerichtet ist, entspricht einer Außenfläche 24 des Spitzendeckbands 22.
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Das Spitzendeckband 22 umfasst eine stromaufwärtige Endfläche 25, welche die Fläche ist, die einer Seite, welche der stromaufwärtigen Seite (stromaufwärtige Seite der Verbrennungsgas-Stromrichtung F, linke Seite von 2) entspricht, in der Axialrichtung gegenüberliegt, und die sich entsprechend der Umfangsrichtung erstreckt, und eine stromabwärtige Endfläche 26, welche die Fläche ist, die der anderen Seite, welche der stromabwärtigen Seite entspricht, in der Axialrichtung gegenüberliegt, und die sich entsprechend der Umfangsrichtung erstreckt.
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Zusätzlich umfasst das Spitzendeckband 22 eine erste Umfangsendfläche 27, welche die Fläche ist, die der Vorderseite der Rotationsrichtung R gegenüberliegt, d.h. eine Seite in der Umfangsrichtung, und eine zweite Umfangsendfläche 28, welche der Hinterseite der Rotationsrichtung R gegenüberliegt, d.h. die Außenseite in der Umfangsrichtung.
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Zwei winzige Abstandsräume 31, 32 sind zwischen angrenzenden Spitzendeckbändern 22 angeordnet, wobei die Verformung des Spitzendeckbands 22 bei der Bearbeitung berücksichtigt wird. Der erste Abstandsraum 31 ist an der stromaufwärtigen Seite vorgesehen und der zweite Abstandsraum 32 ist an der stromabwärtigen Seite vorgesehen. Der erste Abstandsraum 31 und der zweite Abstandsraum 32 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Sehnenrichtung des Schaufelkörpers 21. Der erste Abstandsraum 31 ist versetzt zur Hinterseite der Rotationsrichtung R des Turbinenrotors 14 angeordnet.
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Die erste Umfangsendfläche 27 und die zweite Umfangsendfläche 28 umfassen erste gegenüberliegende Flächen 33 (33a, 33b), die gegenüberliegende Flächen direkt beim ersten Abstandsraum 31 sind; zweite gegenüberliegende Flächen 34 (34a, 34b), die gegenüberliegende Flächen direkt beim zweiten Abstandsraum 32 sind; und Anlageendflächen 35, die zwischen den ersten gegenüberliegenden Flächen 33 und den zweiten gegenüberliegenden Flächen 34 angeordnet sind.
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Die Anlageendfläche 35 ist zwischen dem ersten Abstandsraum 31 und dem zweiten Abstandsraum 32 angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Verlaufsrichtung davon. An zumindest einem Ende der Anlageendfläche 35 (in der vorliegenden Ausführungsform, zur Seite des zweiten Abstandsraums 32), ist eine Entlastungsbohrung 36 mit einer Breite, die größer als jene des Abstandsraums ist, vorgesehen, um eine Berührung zu verhindern. Mit anderen Worten, der Abstandsraum 32 weist eine Distanz zwischen den zweiten gegenüberliegenden Flächen 34 auf, die auf der Seite, die in der Nähe der Anlageendfläche 35 liegt, größer ist.
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Eine Rippe 38 ist auf der Außenfläche 24 des Spitzendeckbands 22 gebildet. Die Rippe 38 steht radial nach außen vor und erstreckt sich in der Umfangsrichtung. Die Rippe 38 ist durchgängig auf angrenzenden Spitzendeckbändern 22 gebildet. Die Rippe 38 hat eine planare Form mit einer emporragenden Fläche davon, die gebildet ist, um sich senkrecht zur Axialrichtung zu erstrecken.
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Ein Vorsprung 40 ist auf der Außenfläche 24 des Spitzendeckbands 22 gebildet. Der Vorsprung 40 reduziert die Fluidmenge, d.h. Verbrennungsgas, das vom zweiten Abstandsraum 32 austritt. Der Vorsprung 40 ist gebildet, um sich entlang der zweiten gegenüberliegenden Fläche 34 zu erstrecken. Insbesondere ist der Vorsprung 40 entlang der zweiten gegenüberliegenden Fläche 34, welche den zweiten Abstandsraum 32 definiert, an einer Position, die am weitesten hin zu der Vorderseite in der Rotationsrichtung R des Turbinenrotors 14 liegt, gebildet.
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Wie in 3 dargestellt, umfasst der Vorsprung 40 eine Fluidberührungsfläche 41, welche eine Fläche mit der zweiten gegenüberliegenden Fläche 34 teilt, und eine mäßig geneigte Fläche 42, die das radiale Außenende der Fluidberührungsfläche 41 und die Außenfläche 24 des Spitzendeckbands 22 verbindet. Die radiale Höhe H des Vorsprungs 40 ist ein Maximum von ungefähr fünf Mal Dimension C des zweiten Abstandsraums 32 und vorzugsweise von ungefähr zwei bis drei Mal.
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Wie in 4 dargestellt, ist der Vorsprung 40 mit einer Höhe gebildet, die in der Nähe der Entlastungsbohrung 36 mäßig steigt. Mit anderen Worten, der Vorsprung 40 springt von der Außenfläche 24 weiter vor als auf der Seite, die in der Nähe der Anlageendfläche 35 liegt. Beachten Sie, dass die Höhe des Vorsprungs 40 in der Nähe der Entlastungsbohrung 36 nicht erhöht werden muss und sie kann eine einheitliche Höhe in der Verlaufsrichtung sein.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform, fungieren die Vorsprünge 40 als ein Damm, der das Fluid, das in den radialen Außenbereich des Spitzendeckbands 22 konvektiert, staut. Folglich steigt der Druck am radialen äußeren Auslass des zweiten Abstandsraums 32, der bewirkt, dass der Strom des Verbrennungsgases, das an diesen Stellen strömt, verhindert wird. Mit anderen Worten, die Menge des Verbrennungsgases, das vom zweiten Abstandsraum 32 austritt, kann reduziert werden, und folglich wird die Effizienz der Turbine 4 verbessert.
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Dadurch, dass der Vorsprung 40 an einer Position auf der Außenfläche 24 am weitesten hin zu der Vorderseite der Rotationsrichtung R des Turbinenrotors 14 vorgesehen ist, tritt aufgrund von Stagnation ferner ein Druckanstieg in der Nähe des Auslasses des zweiten Abstandsraums 32 auf. Dadurch kann die Menge des Verbrennungsgases, das vom zweiten Abstandsraum 32 entweicht, weiter reduziert werden.
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Durch Bilden des Vorsprungs 40, der von der Außenfläche 24 weiter vorspringt als auf der Seite, die in der Nähe der Anlageendfläche 35 liegt, kann die Form des Vorsprungs 40 optimiert werden. Mit anderen Worten, die Höhe des Vorsprungs 40 kann abhängig von der Größe des zweiten Abstandsraums 32 entsprechend bestimmt werden.
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Beachten Sie, dass der Vorsprung 40 nicht auf eine Form, wie jene, die vorstehend beschrieben wird, beschränkt ist, und sie kann ggf. abhängig vom Herstellungsverfahren der Turbinenschaufeln 18 und dergleichen geändert werden. Wie in 5 dargestellt, kann beispielsweise ein Abschnitt der Umfangsendfläche 27 des Spitzendeckbands 22 radial nach außen gekrümmt sein. Unter Berücksichtigung einer Bildung des Vorsprungs 40 auf einem bestehenden Spitzendeckband 22, ist eine solche Form vorzuziehen.
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Weiters beschränkt sich der Vorsprung 40 nicht auf eine Position in der Nähe des Abstandsraums 32. Mit anderen Worten, die Fluidberührungsfläche 41 des Vorsprungs 40 muss nicht angeordnet sein, um eine Fläche mit der gegenüberliegenden Fläche 34 zu teilen und sie kann in einem Abstand von der gegenüberliegenden Fläche 34, wie in 6 dargestellt, angeordnet sein.
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Der Vorsprung 40 beschränkt sich ferner nicht auf die Bildung auf der Seite des zweiten Abstandsraums 32 und sie kann auf der Seite des ersten Abstandsraums 31 gebildet sein.
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Zweite Ausführungsform
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Nachstehend wird das Spitzendeckband 22 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 7 stellt eine Querschnittsform eines Vorsprungs 40B der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. 7 bezieht sich auf 3 der ersten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich Punkte beschrieben werden, die von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform abweichen, und eine Beschreibung der Abschnitte, die gleich sind, ausgelassen wird. Wie in 7 dargestellt, ist der Vorsprung 40B der vorliegenden Ausführungsform an einer Position auf der Außenfläche 24 des Spitzendeckbands 22 am weitesten hin zu der Hinterseite in der Rotationsrichtung R vorgesehen. Mit anderen Worten, der Vorsprung 40 ist durchgängig mit der gegenüberliegenden Fläche 34 des Paares der gegenüberliegenden Flächen 34 gebildet, die sich näher an der Stelle befinden, an der der Schaufelkörper 21 angebracht ist.
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Ferner umfasst der Vorsprung 40B einen Kappenabschnitt 44, der gebildet ist, um die radiale Außenseite des Abstandsraums 32 zu bedecken. Der Kappenabschnitt 44 kann gebildet sein, um den gesamten Abstandsraum 32 zu bedecken oder er kann gebildet sein, um den Abstandsraum 32 zumindest teilweise zu bedecken. Mit anderen Worten, der Kappenabschnitt 44 ist gebildet, um den Abstandsraum 32 zumindest teilweise zu überlappen, wenn der Abstandsraum 32 von einer Position radial nach außen davon betrachtet wird. Ferner ist ein Freiraum D zwischen der radialen Außenfläche des Kappenabschnittes 44 und der Außenfläche 24 allenfalls gleich mit der Dimension C des Abstandsraums.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kommt, durch Bilden des Kappenabschnitts 44 auf dem Vorsprung 40B, das Verbrennungsgas, das vom zweiten Abstandsraum 32 austritt, mit dem Kappenabschnitt 44 in Berührung. Folglich kann die Menge des Verbrennungsgases, das austritt, reduziert werden.
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Durch durchgängiges Bilden des Vorsprungs 40B mit dem Kappenabschnitt 44 mit der gegenüberliegenden Fläche 34 des Paares der gegenüberliegenden Flächen 34, das sich näher an der Stelle befindet, an der der Schaufelkörper 21 angebracht ist, kann das Spitzendeckband 22, welches durch Fliehkraft verursachte Anstiege der Biegebelastungen minimiert, gebildet werden.
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Beachten Sie, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform der Vorsprung 40 mit dem Kappenabschnitt 44 durchgängig mit der gegenüberliegenden Fläche 34 des Paares der gegenüberliegenden Flächen 34, das näher an der Stelle liegt, an der der Schaufelkörper 21 angebracht ist, gebildet ist. Der Vorsprung 40 beschränkt sich allerdings nicht auf diese Bildung. Wie beispielsweise in 8 dargestellt ist, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt, kann der Vorsprung 40B durchgängig mit der gegenüberliegenden Fläche 34 des Paares der gegenüberliegenden Fläche 34, das sich weiter entfernt von der Stelle befindet, an der der Schaufelkörper 21 angebracht ist, gebildet werden.
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Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorangehende Beschreibung und sie wird ausschließlich durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche beschränkt. Beispielsweise hat die zuvor beschriebene Ausführungsform eine Konfiguration, in der das Spitzendeckband 22 mit einer Turbinenschaufel 18 vorgesehen ist. Allerdings beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht darauf und ein Spitzendeckband 22 kann mit einer Mehrzahl von Turbinenschaufeln 18 vorgesehen sein.
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Gemäß diesem Deckband fungiert der Vorsprung als ein Damm und das Fluid, das in den radialen Außenbereich des Deckbands konvektiert, wird gestaut. Folglich steigt der Druck am radialen äußeren Auslass des Abstandsraums, der bewirkt, dass der Strom des Fluids, das an diesen Stellen strömt, verhindert wird. Mit anderen Worten, die Fluidmenge, die vom Abstandsraum entweicht, wird reduziert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gasturbine
- 2
- Kompressor
- 3
- Brennkammer
- 4
- Turbine
- 6
- Kompressorrotor
- 7
- Kompressorgehäuse
- 8
- Kompressorrotorwelle
- 9
- Kompressorschaufelanordnung
- 10
- Kompressorschaufel
- 11
- Kompressorflügelanordnung
- 12
- Kompressorflügel
- 14
- Turbinenrotor
- 15
- Turbinengehäuse
- 16
- Turbinenrotorwelle (Rotorkörper)
- 17
- Turbinenschaufelanordnung
- 18
- Turbinenschaufel (Schaufelkörper, Schaufelelement)
- 19
- Turbinenflügelanordnung
- 20
- Turbinenflügel
- 21
- Schaufelkörper
- 22
- Spitzendeckband (Deckband, Deckbandkörper)
- 24
- Außenfläche
- 25
- Stromaufwärtige Endfläche
- 26
- Stromabwärtige Endfläche
- 27
- Erste Umfangsendfläche
- 28
- Zweite Umfangsendfläche
- 31
- Erster Abstandsraum
- 32
- Zweiter Abstandsraum
- 33
- Erste gegenüberliegende Fläche
- 34
- Zweite gegenüberliegende Fläche
- 35
- Anlageendfläche
- 36
- Entlastungsbohrung
- 38
- Rippe
- 40
- Vorsprung
- 41
- Flüssigkeitsberührungsfläche
- 42
- Geneigte Fläche
- 44
- Kappenabschnitt
- C
- Dimension des zweiten Abstandsraums
- D
- Freiraum zwischen radialer Außenfläche des Kappenabschnitts und Außenfläche
- H
- Radiale Höhe des Vorsprungs
- F
- Verbrennungsgas-Strömungsrichtung
- R
- Rotationsrichtung
