DE60128324T2

DE60128324T2 - Gasturbinenschaufelform

Info

Publication number: DE60128324T2
Application number: DE60128324T
Authority: DE
Inventors: Eisaku 2 chome Takasago Ito; Kazuo 2 chome Takasago Uematsu
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: EP1223307A2; US20020094276A1; EP1223307B2; CA2366969A1; EP1223307A3; JP2002213202A; EP1223307B1; CA2366969C; US6799948B2; DE60128324D1; DE60128324T3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaufel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 für eine Gasturbine, wobei die Schaufel einen weiten Drehwinkel hat und für eine Hochleistungs- und Hochlast-Gasturbine geeignet ist.
Hintergrund der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die 7 bis 12 werden Gasturbinenschaufeln allgemein erläutert. Eine Gasturbine umfasst allgemein mehrere Stufen von Leitschaufeln, die ringförmig in einem Gehäuse (Schaufelring oder -kammer) angeordnet sind, und mehrere Stufen von Laufschaufeln 1, die ringförmig in einem Rotor (Nabe oder Basis) angeordnet sind. Zwei benachbarte Laufschaufeln 1 sind in 7 dargestellt.
Die Laufschaufel 1 ist gemäß 7 zusammengesetzt aus einer Vorderkante 2, einer Hinterkante 3 und einem Bauch (oder einer Bauchseite) 4 und einem Rücken (oder einer Rückseite) 5, welche die Vorderkante 2 und die Hinterkante 3 miteinander verbinden. Verbrennungsgase G1, G2, wie in 7 dargestellt ist, strömen in einen Durchgang 6 zwischen dem Bauch 4 und der Rückseite 5 zweier benachbarter Laufschaufeln 1 mit einem Einströmwinkel α1 (G1), und kehren um und strömen mit einem Ausströmwinkel α2 (G2) aus. Durch die Strömung der Verbrennungsgase G1, G2 dreht sich der Rotor in einer Richtung eines ausgesparten Teils U durch die Laufschaufeln 1.
Die Breite des Durchgangs 6 ("Durchgangsbreite"-"passage width") der Laufschaufeln 1, in denen die Verbrennungsgase G1, G2 strömen, nimmt von der Vorderkante 2 zur Hinterkante 3 allmählich ab, wie durch die Kurve mit durchgezogener Linie in 8 angedeutet ist. Am Hinterende 3 ist die Breite minimal, d.h., am Hals 0. Somit werden durch Verengen der Durchgangsbreite zwischen den Laufschaufeln 1 entlang der Strömungsrichtung der Verbrennungsgase G1 und G2 die Verbrennungsgase G1 und G2 expandiert und beschleunigt, und der Wirkungsgrad der Turbine wird verbessert.
In jüngster Zeit besteht auf dem Gebiet der Gasturbine der Trend hin zu einer Gasturbine hoher Last mit dem Druckverhältnis von 20 oder mehr und der Turbineneinlassgastemperatur von 1400 Grad Celsius oder mehr.
Als Gasturbine hoher Last sind die beiden folgenden Typen bekannt. Einer ist eine Hochlast-Gasturbine, bei der eine große Anzahl, beispielsweise vier bis fünf Schaufeln vorhanden sind. Die andere ist eine Hochlast-Gasturbine, bei der die Arbeit jeder Schaufel jeder Stufe gesteigert wird, ohne die Anzahl von Schaufelstufen zu steigern, beispielsweise indem bei vier Stufen verblieben wird. Von diesen beiden Hochlast-Gasturbinen ist die letztere Hochlast-Gasturbine hinsichtlich des Kosten-/Leistungsverhältnisses überlegen.
Um die Arbeit ΔH jeder Schaufel in jeder Stufe zu steigern, ist es erforderlich, den Schaufeldrehwinkel Δα zu vergrößern, wie in 9 und in 10 sowie in den Gleichungen (1) und (2) dargestellt ist. ΔH = U × ΔVθ (1) ΔVθ = Vθ1 + Vθ2 (2)
In den Gleichungen (1) und (2) ist nur die Umfangsgeschwindigkeitskomponente Vθ in dem absoluten System definiert, und die anderen Umfangsgeschwindigkeitskomponenten sind in dem Relativsystem definiert.
Genauer gesagt bezeichnet das Symbol U die Umfangsgeschwindigkeit der Laufschaufel 1. Die Umfangsgeschwindigkeit U der Laufschaufel ist annähernd konstant und wird bestimmt durch den Abstand von dem Drehzentrum des Rotors und der Spitze bzw. Außenseite der Laufschaufel 1 sowie durch die Drehgeschwindigkeit des Rotors und der Laufschaufel 1. Demgemäß ist es zur Steigerung der Arbeit ΔH jeder Schaufel in jeder Stufe zunächst erforderlich, den Unterschied ΔVθ zwischen den Umfangsgeschwindigkeitskomponenten nahe dem Einlass des Verbrennungsgases G1 und dem Auslass des Verbrennungsgases G2 zu vergrößern.
Um den Unterschied ΔVθ zwischen den Umfangsgeschwindigkeitskomponenten zu vergrößern, ist es erforderlich, die Umfangsgeschwindigkeitskomponente Vθ1 nahe dem Einlass des Verbrennungsgases G1 sowie die Umfangsgeschwindigkeitskomponente Vθ2 nahe dem Auslass des Verbrennungsgases G2 zu erhöhen.
Wenn die Umfangsgeschwindigkeitskomponente Vθ1 nahe dem Einlass des Verbrennungsgases G1 vergrößert wird, wird der Einströmwinkel α1 größer. Wenn die Umfangsgeschwindigkeitskomponente Vθ2 nahe dem Auslass des Verbrennungsgases G2 vergrößert wird, wird der Ausströmwinkel α2 größer. Wenn der Einströmwinkel α1 und der Ausströmwinkel α2 größer werden, wird der Drehwinkel Δα größer (siehe 10). Infolgedessen wird, wenn der Drehwinkel Δα größer wird, die Arbeit ΔH jeder Schaufel in jeder Stufe gesteigert.
Demgemäß kann, wie in 11 und 12 gezeigt ist, indem der Einströmwinkel α3 und der Ausströmwinkel α4 größer als der Einströmwinkel α1 und der Ausströmwinkel α2 gemäß 7 gestaltet werden, in Betracht gezogen werden, den Drehwinkel Δα1 größer als den Drehwinkel Δα gemäß 10 zu machen.
Es treten aber die folgenden Probleme auf, wenn nur der Einströmwinkel α3 und der Ausströmwinkel α4 größer eingestellt werden. D.h. die Durchgangsbreite wird zu der Durchgangsbreite, wie sie durch eine einfach strichpunktierte Kurvenlinie in 8 angedeutet ist.
Infolgedessen tritt gemäß 8 eine Maximalbreite 7 an einer Position hinter der Vorderkante 2 auf, und eine Minimalbreite 8 tritt an einer Position vor der Hinterkante 3 auf, d.h. es wird eine Breite gebildet, die schmäler ist als der Hals O. Daher wird, wie durch eine einfach strichpunktierte Kurvenlinie angedeutet ist, ein Verzögerungsdurchgang (Diffusordurchgang) von der Vorderkante 2 bis zur maximalen Breite 7 gebildet, und von der minimalen Breite 8 bis zur Hinterkante 3. Demgemäß wird die Strömung des Verbrennungsgases G1, G2 verzögert und der Verlust des Wirkungsgrads der Turbine nimmt zu. Somit ist, wenn nur der Schaufeldrehwinkel vergrößert wird, die Gasturbine mit solchen Schaufeln nicht für die hohe Leistung und die hohe Last geeignet. Das Problem ist gleich bei den Leitschaufeln wie bei den Laufschaufeln 1.
US-A-1749528 offenbart eine Schaufel für die Reaktionsturbinen. Die Schaufel hat eine Kontur entlang der Bauchseite und der Rückenseite derart, dass Durchmesser von Kreisen, die in die Bauchseite und die Rückenseite benachbarter Schaufeln eingeschrieben sind, allmählich von der Vorderkante zur Hinterkante abnehmen.
Weitere Schaufelkonturen mit einer ähnlichen Änderung der Durchmesser von Kreisen, die in die Bauchseite und die Rückenseite eingeschrieben sind, sind in EP-A-0937862 und GB-A-01067169 offenbart.
Abriss der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaufel für eine Gasturbine bereitzustellen, die einen weiten Drehwinkel hat und für eine Hochleistungs- und Hochlast-Gasturbine geeignet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schaufel bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Weitere Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung gehen aus folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 ein erläuterndes Diagramm eines Einströmwinkels, eines Ausströmwinkels, des Halses, der Hinterkanten-Wanddicke und des Abstands von einem Kühldurchgang bis zur Hinterkante in der Nabe der Laufschaufel einer ersten Ausführungsform einer Schaufel gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung eines Durchgangs, von dem ein Durchmesser eines in den Bauch und den Rücken von benachbarten Schaufeln eingeschriebenen Kreises allmählich von der Vorderkante zur Hinterkante derselben abnimmt,
3 ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung der Wanddicke, der maximalen Wanddicke, der Bogensehnenlänge, des Keilwinkels, der Krümmungslinie, des Einströmwinkels und Ausströmwinkels der Schaufel,
4A eine graphische Darstellung der Charakteristik von Tmax/C, 4B eine graphische Darstellung der Charakteristik von WA, und 4C eine graphische Darstellung der Charakteristik von d/O
5 eine graphische Darstellung der Beziehung des Turbinen-Wirkungsgrads und des Drehwinkels bei der Schaufel von Gasturbinen der Erfindung und bei der herkömmlichen Schaufel von Gasturbinen,
6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Verlust des Turbinen-Wirkungsgrads und dem Keilwinkel,
7 ein erläuterndes Diagramm des Einströmwinkels, Ausströmwinkels und Halses in der Nabe von Laufschaufeln, wobei die herkömmlichen Turbinenschaufeln gezeigt sind,
8 eine graphische Darstellung einer idealen Durchgangbreite und einer ungeeigneten Durchgangsbreite,
9 ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung der Richtung eines einströmseitigen Verbrennungsgases und der Richtung eines ausströmseitigen Verbrennungsgases,
10 ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung des Drehwinkels,
11 ein erläuterndes Diagramm eines Falles mit vergrößertem Drehwinkel, und
12 ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung eines vergrößerten Drehwinkels.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der Schaufel der Gasturbine gemäß dieser Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 erläutert. Es ist jedoch anzumerken, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform allein beschränkt ist. In den Zeichnungen werden die gleichen Teile wie in 7 bis 12 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die Schaufel der Ausführungsform, d.h. die Laufschaufel 10, hat einen großen Einstellwinkel α3 und Ausströmwinkel α4, und auch einen großen Drehwinkel Δα1. Beispielsweise beträgt der Ausströmwinkel α4 etwa 60 bis 70 Grad und der Drehwinkel Δα1 etwa 115 bis 150 Grad. Da die Laufschaufel 10 einen weiteren Drehwinkel Δα1 hat (als der herkömmliche), ist diese Schaufel ideal und ist für die Hochleistungs- und Hochlast-Gasturbine geeignet.
In der Laufschaufel 10 gemäß 2 sind die Durchmesser R1, R2, R3 und R4 eingeschriebener Kreise 91, 92, 93 und 94 des Bauches 4 und des Rückens 5 benachbarter Laufschaufeln 10 so gestaltet, dass sie von der Vorderkante 2 zur Hinterkante 3 kleiner werden.
D.h., der Durchgang 6 ist in der Beziehung eines Durchmessers R1 eines eingeschriebenen Kreises 91 mit durchgezogener Linie (an der Vorderkante 2 eingeschriebener Kreis) > Durchmesser R2 eines eingeschriebenen Kreises 92 mit gestrichelter Linie > Durchmesser R3 eines eingeschriebenen Kreises 93 mit doppelt gestrichelter Linie > Durchmesser R4 (Hals O) eines eingeschriebenen Kreises 94 mit unterbrochener Linie (an der Hinterkante 3 eingeschriebener Kreis) gebildet.
Die Laufschaufeln 10 der Ausführungsform sind auf diese Weise zusammengesetzt, und wenn der Einströmwinkel α3 und der Ausströmwinkel α4 vergrößert werden, wird in dem Durchgang 6 zwischen benachbarten Laufschaufeln 10 kein Verzögerungsdurchgang gebildet. Deshalb sind die Laufschaufeln 10 der vorliegenden Ausführungsform ideal für eine Gasturbine mit großem Drehwinkel Δα1, mit hoher Leistung und hoher Belastung.
Ein Vergleich des Wirkungsgrads der herkömmlichen Schaufeln (Laufschaufeln 1) und der Laufschaufeln 10 der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 5 vorgenommen. D.h. im Fall der herkömmlichen Schaufel fällt, wie in dem schattierten Bereich, der von der durchgezogenen Kurvenlinie in 5 umgrenzt ist, wenn der Drehwinkel Δα1 größer ist als etwa 115 Grad, der Wirkungsgrad der Turbine plötzlich ab. Andererseits wird bei den Laufschaufeln 10 der Ausführungsform, wie durch eine unterbrochene Linie in 5 angedeutet ist, auch wenn der Drehwinkel Δα1 mehr als etwa 115 Grad beträgt, einer hoher Turbinen-Wirkungsgrad beibehalten.
3 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung einer spezifischen Konfiguration der Laufschaufel 10. Bei dieser Schaufel beträgt der Drehwinkel Δα1 etwa 115 bis 150 Grad. Das Verhältnis Tmax/C der maximalen Wanddicke Tmax der Laufschaufel 10 und der Schaufel-Bogensehnenlänge C beträgt etwa 0,15 oder mehr. Der Keilwinkel WA der Hinterkante der Laufschaufel 10 beträgt etwa 10 Grad oder weniger.
Der Herstellungsprozess (Gestaltungsprozess) der Laufschaufeln 10 wird im folgenden mit Bezug auf 3 erläutert. Zunächst werden der Einströmwinkel α3 und der Ausströmwinkel α4 bestimmt. Entlang dem aus dem Einströmwinkel α3 und dem Ausströmwinkel α4 bestimmten Drehwinkel Δα1 wird eine Krümmungslinie 9 bestimmt. Dann wird der Keilwinkel WA der Hinterkante bestimmt sowie die Wanddicke T und Tmax der Laufschaufel 10. Im Anschluss kann die Laufschaufel 10 hergestellt werden.
Das Verhältnis Tmax/C der maximalen Wanddicke Tmax der Laufschaufel 10 und der Schaufel-Bogensehnenlänge C beträgt etwa 0,15 oder mehr in einem Bereich an der Pfeilrichtungsseite von der geraden Linie L in dem charakteristischen Zustand, der in dem Graphen in 4a dargestellt ist. Der Keilwinkel WA der Hinterkante der Laufschaufel 10 beträgt etwa 10 Grad oder weniger in einem Bereich an der Pfeilrichtungsseite von der geraden Linie L in dem charakteristischen Zustand, der in dem Graphen in 4B dargestellt ist.
Wenn diese beiden charakteristischen Zustände bzw.
Bedingungen erfüllt sind, werden der von der durchgezogenen Linie in 8 angedeutete Durchgang 6 (wie in 2 gezeigt ist, ist es der Durchgang 6, der allmählich in dem Durchmessern R1, R2, R3 und R4 der eingeschriebenen Kreise 91, 92, 93, 94 der Bauchseite 4 und Rückenseite 5 benachbarter Laufschaufeln 10 von der Vorderkante 2 zur Hinterkante 3 abnimmt) geometrisch bestimmt. D.h., angenommen das Verhältnis Tmax/C der maximalen Wanddicke Tmax der Laufschaufel 10 und der Schaufel-Bogensehnenlänge C beträgt etwa 0,15 oder mehr, so wird der Abschnitt auf der Seite der maximalen Breite 7, der durch die einfach gestrichelte Linie in 8 angegeben ist, so korrigiert, dass er entlang der durchgezogenen Kurvenlinie verläuft, wie durch einen Pfeil angegeben ist. Angenommen, der Keilwinkel WA der Hinterkante der Laufschaufel 10 beträgt etwa 10 Grad oder weniger, so wird der Abschnitt auf der Seite der minimalen Breite 8, der durch eine einfach gestrichelte Linie in 8 angegeben ist, so korrigiert, dass er entlang der durchgezogenen Kurvenlinie, wie durch einen Pfeil angegeben, verläuft. Somit ist die Gestaltung der Laufschaufel 10 einfach.
Wenn ferner gemäß 6 der Keilwinkel WA der Hinterkante der Laufschaufel 10 mehr als etwa 10 Grad beträgt, ist der Verlust des Turbinen-Wirkungsgrads signifikant, wenn er aber kleiner als etwa 10 Grad ist, wird der Verlust des Turbinen-Wirkungsgrads gemindert. In 6 zeigt die unterbrochene Linie die Laufschaufel 10 mit dem Ausströmwinkel α4 von 60 Grad, und die durchgezogene Linie zeigt die Laufschaufel 10 mit dem Ausströmwinkel α4 von 70 Grad.
Die Laufschaufel 10 umfasst eine Kühlungs-Laufschaufel, deren Kühlungsdurchgang 11 sich nahe der Hinterkante 3 befindet, wie in 1 gezeigt ist. An der Hinterkante 3 der Kühlungs-Laufschaufel 10 befindet sich eine Ausstoßöffnung 12 zum Ausstoßen der Kühlluft (a). Eine oder mehrere Ausstoßöffnung(en) ist/sind von der Nabenseite zur Außenseite der Hinterkante 3 der Kühlungs-Laufschaufel 10 vorgesehen. Die Kühlungs-Laufschaufel 10, kann so zusammengesetzt sein, wie in 1 gezeigt ist. D.h. das Verhältnis d/O der Wanddicke (d) der Hinterkante 3 der Laufschaufel 10 und des Halses O zwischen den benachbarten Laufschaufeln 10 beträgt etwa 0,15 oder weniger.
Das Verhältnis d/O der Wanddicke (d) der Hinterkante 3 der Laufschaufel 10 und des Halses O zwischen den benachbarten Laufschaufeln 10 beträgt etwa 0,15 oder weniger in einem Bereich an der Pfeilrichtungsseite von der geraden Linie L bei dem im Graphen der 4C gezeigten charakteristischen Zustand.
Wenn die charakteristische Bedingung erfüllt ist, wird auch in dem Fall der Kühlungsschaufel 10, deren Kühlungsdurchgang 11 sich nahe der Hinterkante 3 befindet, der durch die durchgezogene Linie in 8 angegebene Durchgang 6 (wie in 2 gezeigt ist, verringert sich bei dem Durchgang 6 allmählich der Durchmesser R1, R2, R3 und R4 der eingeschriebenen Kreise 91, 92, 93 und 94 des Bauches 4 und des Rückens 5 benachbarter Laufschaufeln 10 von der Vorderkante 2 zur Hinterkante 3) geometrisch bestimmt. Somit ist die Gestaltung der Kühlungs-Laufschaufel 10, deren Kühlungsdurchgang 11 sich nahe der Hinterkante 3 befindet, einfach.
Ferner beträgt bei der Kühlungs-Laufschaufel 10, deren Kühlungsdurchgang 11 sich nahe der Hinterkante 3 befindet, wie 1 zeigt, das Verhältnis L1/d der Strecke L1 vom Kühlungsdurchgang 11 bis zur Hinterkante 3 (ungeachtet des Vorhandenseins oder der Abwesenheit einer Hinterkanten-Ausblasöffnung; die Länge der Ausstoßöffnung 12 bei Vorhandensein der Hinterkanten-Ausblasöffnung) und der Schaufelhinterkanten-Wanddicke (d) 2 oder weniger.
Wenn die charakteristische Bedingung erfüllt ist, wird ebenso wie im Fall der Schaufel (Laufschaufel 10), die in Anspruch 3 der Erfindung dargelegt ist, auch im Fall der Kühlungs-Laufschaufel 10, deren Kühlungsdurchgang 11 sich nahe der Hinterkante 3 befindet, der durch die durchgezogene Linie in 8 angedeutete Durchgang 6 geometrisch bestimmt (wie in 2 gezeigt ist, nimmt der Durchmesser R1, R2, R3 und R4 von eingeschriebenen Kreisen 91, 92, 93 und 94 beim Durchgang 6 am Bauch 4 und Rücken 5 benachbarter Laufschaufeln 10 von der Vorderkante 2 zur Hinterkante 3 allmählich ab). Somit ist die Gestaltung der Kühlungs-Laufschaufel 10, deren Kühlungsdurchgang 11 sich nahe der Hinterkante 3 befindet, einfach.
Vorstehend wurde eine Erläuterung zu den Laufschaufeln gegeben. Diese Erfindung ist jedoch auch auf Leitschaufeln anwendbar. Durch Anwenden der Erfindung auf die Laufschaufeln und die Leitschaufeln ist die Strömung des Verbrennungsgases G1, G2 reibungslos, und der Wirkungsgrad der Turbine wird weiter verbessert.
Die Bedingungen in der Erfindung (der Drehwinkel Δα1 von etwa 115 bis 150 Grad, das Verhältnis Tmax/C der maximalen der Wanddicke Tmax und der Schaufel-Bogensehnenlänge C von etwa 0,15 oder mehr, der Keilwinkel WA der Hinterkante von etwa 10 Grad oder weniger, der Ausströmwinkel α4 von 60 bis 70°, das Verhältnis d/O der Wanddicke (d) der Hinterkante und des Halses O von etwa 0,15 oder weniger sowie das Verhältnis L1/d der Strecke L1 von dem Kühlungsdurchgang 11 bis zur Hinterkante 3 sowie die Hinterkanten-Wanddicke der Schaufel von 2 oder weniger) kann zumindest in dem Nabenabschnitt der Laufschaufeln 10 erfüllt werden.
Wie oben erläutert wurde, wird gemäß der Schaufel dieser Erfindung, da der Durchmesser eines eingeschriebenen Kreises an der Bauchseite und der Rückenseite benachbarter Schaufeln allmählich von der Vorderkante zur Hinterkante abnimmt, wenn der Einströmwinkel und der Ausströmwinkel groß eingestellt werden, kein Verzögerungsdurchgang im Durchgang zwischen benachbarten Schaufeln gebildet. Daher kann eine Schaufel bereitgestellt werden, die für eine Gasturbine mit großem Drehwinkel, hoher Leistung und hoher Last geeignet ist.
Außerdem beträgt der Drehwinkel 115 Grad oder mehr, das Verhältnis der maximalen Schaufelwanddicke und der Schaufel-Bogensehnenlänge beträgt 0,15 oder mehr, und der Keilwinkel der Hinterkante beträgt 10 Grad oder weniger. Infolgedessen kann der Durchgang, in dem der Durchmesser eines eingeschriebenen Kreises der Bauchseite und der Rückenseite benachbarter Schaufeln allmählich von der Vorderkante zur Hinterkante abnimmt, geometrisch bestimmt werden. Daher kann die Schaufel mit einer optimalen Gestaltung entworfen werden. Ferner beträgt im Fall der Kühlungsschaufel, deren Kühlungsdurchgang sich nahe der Hinterkante befindet, das Verhältnis der Wanddicke der Hinterkante und des Halses zwischen benachbarten Schaufeln 0,15 oder weniger. Infolgedessen kann auch in dem Fall der Kühlungsschaufel, deren Kühlungsdurchgang sich nahe der Hinterkante befindet, der Durchgang, bei dem der Durchmesser eines eingeschriebenen Kreises der Bauchseite und der Rückenseite benachbarter Schaufeln allmählich von der Vorderkante zur Hinterkante abnimmt, geometrisch bestimmt werden. Daher ist es einfach, die Kühlungsschaufel zu gestalten, deren Kühlungsdurchgang sich nahe der Hinterkante befindet.
Darüberhinaus beträgt im Fall der Kühlungsschaufel, deren Kühlungsdurchgang sich nahe der Hinterkante befindet, das Verhältnis der Strecke vom Kühlungsdurchgang bis zur Hinterkante und der Wanddicke der Hinterkante der Schaufel 2 oder weniger. Infolgedessen kann ebenso wie bei der in Anspruch 3 dargelegten Erfindung auch in dem Fall der Kühlungsschaufel, deren Kühlungsdurchgang sich nahe der Hinterkante befindet, der Durchgang, bei dem der Durchmesser eines eingeschriebenen Kreises der Bauchseite und der Rückenseite benachbarter Schaufeln allmählich von der Vorderkante zur Hinterkante abnimmt, geometrisch bestimmt werden. Daher ist es einfach, die Kühlungsschaufel zu gestalten, deren Kühlungsdurchgang sich nahe der Hinterkante befindet.

Claims

Schaufel (10) für eine Gasturbine, wobei die Schaufel (10) einen weiten Drehwinkel (Δα1), eine Bauchseite (4), eine Rückseite (5), eine Vorderkante (2) und eine Hinterkante (3) aufweist, wobei Durchmesser (R1-R4) von Kreisen (91-94), welche der Bauchseite (4) und der Rückseite (5) benachbarter Schaufeln (10) einbeschrieben sind, allmählich von der Vorderkante (2) zur Hinterkante (3) abnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel (Δα1) 115 Grad oder mehr beträgt, ein Verhältnis einer maximalen Schaufelwanddicke (Tmax) und einer Schaufel-Bogensehnenlänge (C) 0,15 oder mehr beträgt, und ein Keilwinkel (WA) der Hinterkante (3) 10 Grad oder weniger beträgt.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei die Schaufel (10) eine Kühlschaufel ist, die einen Kühldurchgang (11) nahe der Hinterkante (3) hat, und das Verhältnis der Wanddicke (d) der Hinterkante (3) und eines Durchganges (O) zwischen benachbarten Schaufeln (10) 0,15 oder weniger beträgt.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei die Schaufel (10) eine Kühlschaufel ist, die einen Kühldurchgang (11) nahe der Hinterkante (3) aufweist, und das Verhältnis der Strecke (L1) von dem Kühldurchgang (11) zur Hinterkante (3) und der Wanddicke (d) der Hinterkante (3) der Schaufel (10) 2 oder weniger beträgt.