EP1186748A1 - Rotor blade for a turbomachine and turbomachine - Google Patents

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EP1186748A1
EP1186748A1 EP00119203A EP00119203A EP1186748A1 EP 1186748 A1 EP1186748 A1 EP 1186748A1 EP 00119203 A EP00119203 A EP 00119203A EP 00119203 A EP00119203 A EP 00119203A EP 1186748 A1 EP1186748 A1 EP 1186748A1
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EP
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cellular
turbomachine
area
blades
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EP00119203A
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Volker Dr. Simon
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Siemens AG
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Abstract

The blade (1) consists of a cellular material (5) at least in some regions. It has an attachment region (9), especially a blade foot (11), in which the cellular material is provided. The cellular material is provided in an inner region of the blade and in an outer region enclosing the inner region. <??>AN Independent claim is also included for the following: a flow machine with an inventive device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufschaufel für eine Strömungsmaschine. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Strömungsmaschine mit einer Laufschaufel.The invention relates to a rotor blade for a turbomachine. The invention further relates to a turbomachine with a blade.

Laufschaufeln für Strömungsmaschinen, beispielsweise Laufschaufeln für Hoch-, Mittel- oder Niederdruckteilturbinen einer Dampfturbine oder Gasturbinenlaufschaufeln für Verdichter oder Turbine, werden üblicherweise aus homogenen metallischen Legierungen hergestellt. Dabei kommen neben Fräsverfahren auch Guss und Schmiedetechniken zum Einsatz. Das metallische Rohmaterial wird dabei erschmolzen und anschließend als Stangenmaterial gewalzt bzw. als Schaufelrohling geschmiedet.Rotor blades for turbomachines, for example rotor blades for high, medium or low pressure turbine parts Steam turbine or gas turbine blades for compressors or turbine, are usually made of homogeneous metallic Alloys made. In addition to milling processes Casting and forging techniques are also used. The metallic Raw material is melted and then as rod material rolled or forged as a blade blank.

Eine derartige Strömungsmaschine umfasst ein einzelnes Laufrad oder eine Anzahl von Axialrichtung hintereinander angeordneten Laufrädern, deren Laufschaufeln im Betrieb von einem gas- oder dampfförmigen Strömungsmedium umströmt werden. Das Strömungsmedium übt dabei auf die Laufschaufeln eine Kraft aus, die ein Drehmoment des Lauf- oder Schaufelrades und somit die Arbeitsleistung bewirkt. Dazu sind die Laufschaufeln üblicherweise an einer rotierbaren Welle der Strömungsmaschine angeordnet, deren an entsprechenden Leiträdern angeordnete Leitschaufeln am ruhenden, die Welle unter Bildung eines Strömungskanals umgebenden Gehäuse, dem Gehäuse der Strömungsmaschine, angeordnet sind.Such a turbomachine comprises a single impeller or a number of axial directions arranged one behind the other Impellers whose blades are in operation by one flow in gaseous or vaporous flow medium. The Flow medium exerts a force on the rotor blades from which is a torque of the impeller or paddle wheel and thus the work performed. The blades are for that usually on a rotatable shaft of the turbomachine arranged, their arranged on corresponding guide wheels Guide vanes at rest, the wave under formation of a flow channel surrounding housing, the housing of the Fluid machine, are arranged.

Während bei einem Verdichter oder einem Kompressor dem Strömungsmedium mechanische Energie zugeführt wird, wird bei einer Turbine als Strömungsmaschine dem durchströmenden Strömungsmedium mechanische Energie entzogen. Bei einer herkömmlichen Strömungsmaschine mit einer im Betrieb rotierenden Welle und mit ruhendem Gehäuse erzeugt die Fliehkraft in der oder jeder an der Welle befestigten Laufschaufel eine Zugbelastung, der eine durch die Strömungskräfte des Strömungsmediums hervorgerufenen Biegebelastung überlagert ist. Damit ergibt sich eine kritische Belastung an denjenigen Stellen im Schaufelfuß und in der Welle, an denen sich die Biege-Zugspannung und die Zugspannung infolge der Fliehkraft überlagern. Aufgrund dieser kritischen Belastung ist die Schaufelhöhe in ihrer radialen Dimension und damit der Wirkungsgrad der Turbomaschine begrenzt.While with a compressor or a compressor the flow medium mechanical energy is supplied at a Turbine as a flow machine the flowing medium deprived of mechanical energy. With a conventional one Turbomachine with one rotating during operation Shaft and with the housing at rest creates the centrifugal force in the or each blade attached to the shaft has a tensile load, the one by the flow forces of the flow medium caused bending stress is superimposed. In order to there is a critical load at those points in the Blade root and in the shaft on which the bending tensile stress and superimpose the tensile stress due to the centrifugal force. The bucket height is due to this critical load in its radial dimension and thus the efficiency the turbomachine limited.

Insbesondere die Laufschaufeln von Dampfturbinen-Niederdruckteilen (ND-Laufschaufeln) werden überwiegend durch Fliehkraft infolge der Rotation der Welle belastet. Die Belastung ist damit direkt proportional zur Dichte des verwendeten Schaufelmaterials. Da die Dichten der verwendeten Materialien dem von Eisen sehr ähnlich sind, ist die Belastung bei langen ND-Schaufeln so groß, dass eine bestimmte Schaufellänge nicht überschritten werden kann. Dies ist besonders für die höheren Stufen der ND-Beschaufelung von Bedeutung, deren radiale Abmessungen durch die Grenzen der Fliehkraftbelastung limitiert sind. Durch die begrenzte Schaufellänge lässt sich nur ein bestimmter Austrittsquerschnitt für das Strömungsmedium erzielen, so dass das Strömungsmedium, z.B. der Abdampf einer Niederdruck-Teilturbine, mit hoher Geschwindigkeit und demzufolge mit hohen Verlusten die Strömungsmaschine verlässt.In particular, the blades of steam turbine low-pressure parts (LP blades) are mainly caused by centrifugal force due to the rotation of the shaft. The burden is thus directly proportional to the density of the blade material used. Since the densities of the materials used are of iron are very similar, the load is with long LP blades so big that a certain blade length is not can be exceeded. This is especially for the higher ones Levels of LP blading of importance, their radial dimensions limited by the limits of centrifugal force are. Due to the limited bucket length only one can achieve a certain outlet cross-section for the flow medium, so that the flow medium, e.g. the evaporation of one Low pressure turbine part, at high speed and consequently leaves the turbomachine with high losses.

Bisherige Problemlösungen für ND-Laufschaufeln sehen vor, dass bei sehr großen Schaufellängen Materialien aus Titan-Legierungen verwendet werden. Titan-Legierungen weisen eine gegenüber Legierungen auf Eisen-, Kobalt- oder Nickelbasis geringere Dichte auf und Laufschaufeln aus diesem Material unterliegen daher bei sonst gleichen Abmessungen geringeren Beanspruchungen als Laufschaufeln aus den bis dahin üblichen metallischen Materialien. Der Nachteil dieser Problemlösung besteht allerdings darin, dass Titan-Legierungen sehr teuer sind und dass Problem der Fliehkraftbelastung nach wie vor, wenn auch in etwas geringerem Maße, besteht. Previous solutions to problems for LP rotor blades provide that with very large blade lengths, materials made of titanium alloys be used. Titanium alloys face one Alloys based on iron, cobalt or nickel are lower Density on and blades of this material are subject therefore lower stresses with otherwise the same dimensions as blades from the hitherto usual metallic materials. The disadvantage of this problem solving However, titanium alloys are very expensive are and that the problem of centrifugal force is still albeit to a lesser extent.

Aufgabe der Erfindung ist es für eine Laufschaufel für eine Strömungsmaschine ein Schaufeldesign anzugeben, dass bei den gegebenen Belastungen in der Strömungsmaschine die zulässigen Beanspruchungen nicht überschreitet und dennoch einen hohen Wirkungsgrad ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es eine Strömungsmaschine für hohe Beanspruchungen bei hohem Wirkungsgrad anzugeben.The object of the invention is for a blade for a Turbomachine to specify a blade design that at the given loads in the turbomachine the permissible Strains do not exceed and still high Efficiency enables. Another object of the invention it is a turbo machine for high loads indicate high efficiency.

Erfindungsgemäß wird die auf eine Laufschaufel gerichtete Aufgabe durch eine Laufschaufel für eine Strömungsmaschine gelöst, wobei die Laufschaufel zumindest bereichsweise aus einem zellularen Werkstoff besteht.According to the invention is directed to a blade Task through a rotor blade for a turbomachine solved, the blade from at least some areas a cellular material.

Gegenüber den herkömmlichen Ausgestaltungen von Laufschaufeln für Strömungsmaschinen, beispielsweise Gas- oder Dampfturbinen, beschreitet die Erfindung einen völlig neuen Weg. Wurden bisher homogene metallische Werkstoffe für die Laufschaufeln eingesetzt, beruht das Konzept der Erfindung auf der strukturellen Ausgestaltung der Laufschaufel und der sie bildenden Werkstoffe. Durch den Einsatz von zellularen Werkstoffen für die Laufschaufel wird eine erhebliche Reduzierung der mittleren Dichte der Laufschaufel erzielt. Die zellulare Struktur gewährleistet eine wesentlich geringere Dichte als bisher übliche homogene Materialien. Durch gezielte bereichsweise Anordnung des zellularen Werkstoffs rufen Laufschaufeln gemäß der Erfindung daher wesentlich geringere Beanspruchungen infolge der Fliehkraft hervor. Somit lassen sich bei Verwendung von zellularen Werkstoffen Laufschaufeln mit deutlich größerer Schaufellänge realisieren, so dass ein größerer Strömungsquerschnitt mit geringeren Verlusten beim Einsatz der Laufschaufel in einer Strömungsmaschine realisierbar ist.Compared to the conventional designs of blades for turbo machines, for example gas or steam turbines, The invention treads a completely new path. were previously homogeneous metallic materials for the blades used, the concept of the invention is based on the structural Design of the blade and the one forming it Materials. By using cellular materials for The blade will reduce the mean significantly Blade density achieved. The cellular structure ensures a much lower density than usual homogeneous materials. Through targeted arrangement in areas of the cellular material call blades according to the invention therefore significantly lower stresses as a result centrifugal force. Thus, when in use of cellular materials blades with significantly larger Realize blade length so that a larger flow cross-section with lower losses when using the Rotor blade can be realized in a turbomachine.

Zellulare Werkstoffe weisen zudem eine größere innere Dämpfung als homogene Materialien auf, so dass sie vorteilhafterweise mögliche Schwingungen besonders effizient dämpfen. Darüber hinaus zeigen zellulare Werkstoffe gute Steifigkeitseigenschaften, so dass sie durch die hohe spezifische Festigkeit annähernd die zulässige Belastung von vergleichbaren homogenen Werkstoffen aufweisen. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung in einer Strömungsmaschine, wo erhebliche thermomechanische Belastungen zu verzeichnen sind. Durch die gezielte Auswahl von Bereichen der Laufschaufel, wo der zellulare Werkstoff vorgesehen ist, kann ein belastungsangepasstes Schaufeldesign für die Laufschaufel angegeben werden. Je nach Anwendungsfall können daher unterschiedliche Bereiche der Laufschaufel den zellularen Werkstoff aufweisen.Cellular materials also have greater internal damping as homogeneous materials so that they are advantageous dampen possible vibrations particularly efficiently. About that cellular materials also show good stiffness properties, so they by the high specific strength approximately the permissible load of comparable homogeneous Have materials. This is particularly beneficial when used in a fluid machine where significant thermomechanical loads are recorded. Through the targeted selection of areas of the blade where the cellular Material is provided can be adapted to the load Blade design for the blade can be specified. ever Different areas can therefore be used depending on the application the blade have the cellular material.

Die Laufschaufel weist vorzugsweise einen Schaufelblattbereich mit dem zellularen Werkstoff auf. Gerade der Schaufelblattbereich einer Laufschaufel ist beim Einsatz der Laufschaufel in einer Strömungsmaschine infolge der Fliehkrafteinwirkung besonders hohen Schaufelbeanspruchungen ausgesetzt, da der Schaufelblattbereich gegenüber anderen Bereichen der Laufschaufel einen größeren radialen Abstand von der Rotationsachse aufweist. Ein den zellularen Werkstoff aufweisenden Schaufelblattbereich führt aufgrund der deutlich geringeren Dichte eine entsprechend geringere Zentrifugalbelastung.The rotor blade preferably has an airfoil area with the cellular material. Especially the airfoil area A blade is when using the blade in a turbomachine due to centrifugal force exposed to particularly high blade loads, because the airfoil area compared to other areas the blade a greater radial distance from the Has axis of rotation. A cellular material The airfoil area leads due to the significantly smaller Density a correspondingly lower centrifugal load.

Vorzugsweise weist die Laufschaufel einen Befestigungsbereich, insbesondere einen Schaufelfuß, auf, wobei der zellulare Werkstoff in dem Befestigungsbereich vorgesehen ist. Die Befestigung einer Laufschaufel erfolgt üblicherweise an einer rotierbaren Welle, wobei ein Befestigungsbereich der Laufschaufel mit einem korrespondierenden Aufnehmbereich der Welle verbunden ist. Es sind verschiedene Schaufelbefestigungskonzepte bekannt, beispielsweise Tannenbaumnut-Verbindungen oder Hammerkopf-Verbindungen, auf die das neue Laufschaufelkonzept anwendbar ist. Durch das Vorsehen des zellularen Werkstoffs in dem Befestigungsbereich der Laufschaufel, können auch in dem Befestigungsbereich die Schaufelbeanspruchungen entsprechend reduziert werden. Durch die Kombination verschiedener Bereiche der Laufschaufel, in denen der zellulare Werkstoff vorgesehen ist, wird eine gezielte Anpassung an die jeweiligen Belastungen ermöglicht. Beispielsweise kann der zellulare Werkstoff sowohl im Schaufelblattbereich als auch im Befestigungsbereich vorgesehen sein.The rotor blade preferably has a fastening area, in particular a blade root, the cellular Material is provided in the fastening area. The A blade is usually attached to a rotatable shaft, with an attachment area of the moving blade with a corresponding receiving area of the Shaft is connected. There are different blade attachment concepts known, for example Christmas tree nut connections or hammer head connections on which the new blade concept is applicable. By providing the cellular Material in the fastening area of the rotor blade, can also the blade stresses in the fastening area be reduced accordingly. Through the combination different areas of the blade in which the cellular Material is provided, a targeted adjustment to the respective loads. For example the cellular material both in the airfoil area and also be provided in the fastening area.

Die Laufschaufel kann auch als Ganzes aus einem zellularen Werkstoff bestehen, wodurch aufgrund der Dichtereduzierung gegenüber einem vergleichbaren massiven Werkstoff, eine Leichtbauweise der Laufschaufel insgesamt erreicht ist. Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften wie Gewicht, Härte und Flexibilität ist der zellulare Aufbau der Laufschaufel gegenüber dem Einsatz von massiven Leichtmetallen, beispielsweise Titan-Legierungen, weitaus überlegen.The blade can also be made from a cellular whole Material exist, due to the density reduction compared to a comparable solid material, one Lightweight design of the blade is achieved overall. Regarding physical properties such as weight, hardness and flexibility is the cellular structure of the blade compared to the use of massive light metals, for example Titanium alloys, far superior.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Laufschaufel einen Innenbereich und einen den Innenbereich umgebenden Mantelbereich auf, wobei in dem Mantelbereich und/oder in dem Innenbereich der zellulare Werkstoff vorgesehen ist.In a preferred embodiment, the moving blade has one Inner area and a jacket area surrounding the inner area on, in the jacket area and / or in the Interior of the cellular material is provided.

Weiter bevorzugt bildet der zellulare Werkstoff eine äußere Oberfläche mit gegenüber den Zellen geschlossener Struktur. Dies ist besonders vorteilhaft, sofern die äußere Oberfläche eine Teilfläche des Schaufelblattbereichs der Laufschaufel ist, wobei der Schaufelblattbereich im Betrieb mit einem Strömungsmedium beaufschlagt ist. Durch das Ausbilden einer geschlossenen Struktur der äußeren Oberfläche ist eine Oberfläche, z.B. eine Oberfläche im Schaufelblattbereich, mit entsprechend geringer Rauhigkeit bereitgestellt. Sofern die äußere Oberfläche der zellularen Struktur einem Strömungsmedium ausgesetzt ist, sind die Strömungswiderstände und damit die Strömungsverluste entsprechend gering. Vorteilhafterweise wird durch die zellulare Struktur des Werkstoffs eine äußere Oberfläche bereitgestellt, die auch gegenüber Sekundärverlusten infolge von Querströmungen stark dämpfend wirkt. Die Oberfläche weist hierzu Barrieren für eine mögliche Querströmung auf, die entlang aneinander grenzende Zellen der zellularen Struktur ausgebildet sein können. More preferably, the cellular material forms an outer one Surface with structure closed to the cells. This is particularly advantageous provided the outer surface a partial area of the airfoil area of the moving blade is, the airfoil area in operation with a Flow medium is acted upon. By training one closed structure of the outer surface is a surface e.g. a surface in the airfoil area with provided correspondingly low roughness. If the outer surface of the cellular structure a flow medium is exposed to the flow resistances and thus the flow losses are correspondingly low. advantageously, becomes an external due to the cellular structure of the material Surface provided that also counteracts secondary losses has a strong damping effect due to cross currents. The For this purpose, the surface has barriers for a possible cross flow on that along adjoining cells of the cellular Structure can be formed.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der zellulare Werkstoff ein Metallschaum. Vor allem Metallschäume gelten als Leichtbauwerkstoffe mit hohem Potential und einem breit gefächerten Anwendungsgebiet. Metallschäume können in verschiedenen Herstellverfahren, beispielsweise mittels Schmelz- sowie pulvermetallurgischen Abscheide- sowie Sputtertechniken gewonnen werden. Bei einem pulvermetallurgischen Verfahren wird durch Mischen eines Metallpulvers mit einem Treibmittel, beispielsweise Metallhydrid, ein Austauschmaterial hergestellt, dass nach anschließendem axialen Heißpressen oder Strangpressen zu einem vorgefertigten Halbzeug verdichtet wird, dass durch entsprechendes Umformen an ein jeweiliges Endprodukt formgetreu angepasst werden kann und durch entsprechendes Erwärmen bis knapp über die Schmelztemperatur des Metalls regelrecht aufgeschäumt wird. Das in dem Halbzeug enthaltene Treibmittel, für das typischerweise Titanhydrid verwendet wird, zersetzt sich bei Erwärmung und spaltet Wasserstoffgas ab. Der gasförmig entstehende Wasserstoff führt als Treibgas in der Metallschmelze zur entsprechenden Porenbildung. Die durch die Poren gebildete Porosität des Metallschaums kann dabei über die Dauer des Aufschäumvorgangs gezielt eingestellt werden.In a particularly preferred embodiment, the cellular Material is a metal foam. Metal foams in particular apply as lightweight materials with high potential and one wide range of applications. Metal foams can be in various manufacturing processes, for example by means of Melting and powder metallurgical deposition and sputtering techniques be won. With a powder metallurgical Process is done by mixing a metal powder with a Blowing agents, for example metal hydride, an exchange material manufactured that after subsequent axial hot pressing or extruded into a prefabricated semi-finished product will that by appropriate reshaping to a particular The final product can be adapted to the shape and by appropriate heating to just above the melting temperature of the metal is literally foamed. That in that Semi-finished blowing agent, for which typically titanium hydride is used, decomposes when heated and splits off hydrogen gas. The gaseous hydrogen leads as a propellant in the molten metal to the corresponding Pore formation. The porosity formed by the pores The metal foam can over the duration of the foaming process be set specifically.

Vorzugsweise beträgt die Dichte des Metallschaums zwischen etwa 5 % bis 50 %, insbesondere zwischen etwa 8 % bis 20 %, der Dichte des Massivmaterials.The density of the metal foam is preferably between about 5% to 50%, in particular between about 8% to 20%, the density of the solid material.

Vorzugsweise besteht der Metallschaum aus einem hochtemperaturfesten Material, insbesondere eine Nickelbasis- oder Kobaltbasislegierung. Die Wahl eines hochtemperaturfesten Materials ist insbesondere für die Anwendung in einer Gasturbine, mit Turbineneintrittstemperaturen von bis zu 1200 °C besonders vorteilhaft. Auch die Anwendung in einer Dampfturbine mit hohen Dampfzuständen von über 600 °C Dampftemperatur wird durch diese Materialwahl für den Metallschaum ermöglicht. The metal foam preferably consists of a high-temperature resistant one Material, especially a nickel-based or cobalt-based alloy. The choice of a high temperature resistant material is especially for use in a gas turbine, with turbine inlet temperatures of up to 1200 ° C especially advantageous. Also used in a steam turbine with high steam conditions of over 600 ° C steam temperature made possible by this choice of material for the metal foam.

Bevorzugt ist die Laufschaufel als eine Gasturbinenlaufschaufel, eine Dampfturbinenlaufschaufel, insbesondere eine Niederdruck-Dampfturbinenlaufschaufel, oder eine Verdichterlaufschaufel ausgestaltet. Insbesondere der Einsatz der Laufschaufel in einer Niederdruck-Dampfturbine erscheint besonders vorteilhaft, weil durch die Verwendung des zellularen Werkstoffs, beispielsweise eines Metallschaums, größere Schaufellängen bei niedrigerer Fliehkraftbelastung gegenüber den herkömmlichen Laufschaufeln realisierbar sind. Dies wirkt sich unmittelbar günstig auf den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine, beispielsweise einer Niederdruck-Dampfturbine aus.The rotor blade is preferred as a gas turbine rotor blade, a steam turbine rotor blade, in particular a low-pressure steam turbine rotor blade, or a compressor blade designed. In particular, the use of the moving blade appears special in a low pressure steam turbine advantageous because of the use of the cellular Material, for example a metal foam, larger Blade lengths compared with lower centrifugal force the conventional blades can be realized. This works directly beneficial to the efficiency of the turbomachine, for example, a low pressure steam turbine.

Die auf eine Strömungsmaschine gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Strömungsmaschine mit einer Laufschaufel gemäß den obigen Ausführungen. The object directed to a turbomachine is invented solved by a turbo machine with a Blade according to the above.

Vorteilhafterweise ist die Strömungsmaschine als eine Gasturbine, eine Dampfturbine oder ein Verdichter ausgestaltet. The turbomachine is advantageously designed as a gas turbine, designed a steam turbine or a compressor.

Die Vorteile einer solchen Strömungsmaschine ergeben sich entsprechend den Ausführungen zur Laufschaufel. The advantages of such a turbomachine arise according to the explanations for the blade.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen hierbei schematisch und teilweise vereinfacht:

FIG 1 FIG 1
in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel für eine Strömungsmaschine, a perspective view of a rotor blade for a turbomachine,
FIG 2 FIG 2
in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel für eine Strömungsmaschine, die bereichsweise aus einem zellularen Werkstoff besteht, a perspective view of a rotor blade for a turbomachine, which in some areas consists of a cellular material,
FIG 3 FIG 3
eine perspektivische Darstellung einer gegenüber FIG 2 modifizierten Laufschaufel, a perspective illustration of a rotor blade modified compared to FIG. 2,
FIG 4 FIG 4
eine Ansicht der in FIG 3 gezeigten Laufschaufel senkrecht zur Ebene entlang der Schnittlinie IV-IV, a view of the rotor blade shown in FIG 3 perpendicular to the plane along the section line IV-IV,
FIG 5 bis FIG 6 FIG. 5 to FIG. 6
jeweils eine Schnittansicht einer Laufschaufel mit gegenüber FIG 4 modifizierten Ausgestaltung, each a sectional view of a rotor blade with a modified configuration compared to FIG. 4,
FIG 7 FIG 7
in vergrößerter Darstellung die Einzelheit VII der in FIG 6 gezeigten Laufschaufel, und the detail VII of the rotor blade shown in FIG. 6 is enlarged, and FIG
FIG 8 FIG 8
einen stark vereinfachten Längsschnitt eines Ausschnitts einer Strömungsmaschine mit Laufschaufeln. a greatly simplified longitudinal section of a section of a turbomachine with rotor blades.
The invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing. The invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing. They show schematically and partially simplified: They show schematically and partially simplified:
FIG. FIG. 1 1
a rotor blade in perspective view for a turbomachine, a rotor blade in perspective view for a turbomachine,
FIG 2 FIG 2
a rotor blade in perspective view for a turbomachine, which consists in some areas of a cellular material, a rotor blade in perspective view for a turbomachine, which consists in some areas of a cellular material,
FIG 3 FIG 3
2 shows a perspective illustration of a rotor blade modified compared to FIG. 2 shows a perspective illustration of a rotor blade modified compared to FIG. 2, 2,
FIG 4 FIG 4
3 shows a view of the rotor blade shown in FIG. 3 shows a view of the rotor blade shown in FIG. 3 perpendicular to the plane along the section line IV-IV, 3 perpendicular to the plane along the section line IV-IV,
5 to 6 5 to 6
in each case a sectional view of a rotor blade with a modified configuration compared to FIG. in each case a sectional view of a rotor blade with a modified configuration compared to FIG. 4, 4,
FIG 7 FIG 7
in an enlarged view, the detail VII of the rotor blade shown in FIG. in an enlarged view, the detail VII of the rotor blade shown in FIG. 6, and 6, and
FIG 8 FIG 8
a greatly simplified longitudinal section of a section of a turbomachine with blades. a greatly simplified longitudinal section of a section of a turbomachine with blades.

Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.The same reference numerals have in the different figures same meaning.

FIG 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel 1, die sich entlang einer Längsachse 25 erstreckt. Die Laufschaufel weist entlang der Längsachse aufeinander folgend einen Befestigungsbereich 9, eine daran angrenzende Schaufelplattform 23 sowie einen Schaufelblattbereich 7 auf. Im Befestigungsbereich 9 ist ein Schaufelfuß 11 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufel 1 an der Welle einer in der FIG 1 nicht dargestellten Strömungsmaschine (vgl. FIG 8) dient. Der Schaufelfuß 11 ist als Hammerkopf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen, beispielsweise als Tannenbaum- oder Schwalbenschwanzfuß sind möglich. Bei herkömmlichen Laufschaufeln 1 werden in allen Bereichen 9, 23, 7 der Laufschaufel 1 massive metallische Werkstoffe verwendet. Die Laufschaufel 1 kann hierbei durch ein Gussverfahren, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.1 shows a rotor blade 1 in a perspective view, which extends along a longitudinal axis 25. The blade has one along the longitudinal axis Fastening area 9, an adjoining blade platform 23 and an airfoil area 7. In the fastening area 9 a blade root 11 is formed, which for Attachment of the blade 1 to the shaft of one in FIG 1 fluid machine, not shown (see FIG. 8) is used. The blade root 11 is designed as a hammer head. Other Configurations, for example as a fir tree or dovetail foot are possible. With conventional blades 1 are massive in all areas 9, 23, 7 of the blade 1 metallic materials used. The blade 1 can here by a casting process, by a forging process, manufactured by a milling process or combinations thereof his.

Eine Laufschaufel 1 gemäß der Erfindung ist in FIG 2 dargestellt. Die Laufschaufel 1 besteht gegenüber der in FIG 1 gezeigten herkömmlichen Laufschaufel 1 bereichsweise aus einem zellularen Werkstoff 5. Der zellulare Werkstoff 5 ist hierbei in dem Schaufelblattbereich 7 der Laufschaufel 1 vorgesehen, wobei der gesamte Schaufelblattbereich 7 den zellularen Werkstoff 5 aufweist. Der zellulare Werkstoff 5 weist eine Vielzahl von Zellen 17, 17a, 17b auf. Der Zellenaufbau des zellularen Werkstoffs 5 kann dergestalt sein, dass eine geschlossen poröse Struktur erzielt ist, wobei jede der Zellen 17, 17a, 17b geschlossen ist. In einer alternativen Ausgestaltung des zellularen Werkstoffs können die Zellen 17, 17A, 17B auch eine zumindest teilweise nicht geschlossene poröse Struktur bilden. Durch das Vorsehen des zellularen Werkstoffs 5 in dem Schaufelblattbereich 7 ist in dem Schaufelblattbereich 7 eine gegenüber herkömmlichen Laufschaufeln 1 mit massivem Materialeinsatz (vgl.FIG 1) ein Bereich 7 mit deutlich verringerter Materialdichte gegeben. Dies ist aufgrund der zellularen Struktur des Werkstoffs 5 erzielt. Durch die verringerte Dichte im Schaufelblattbereich 7 ist im Betriebsfall, d. h. beispielsweise beim Einsatz der Laufschaufel 1 in einer Strömungsmaschine, eine erhebliche Verringerung der Belastung infolge der entlang der Längsachse 25 radial auswärts gerichteten Zentrifugalkraft Fz erreicht. Der Bereich der Laufschaufel 1, der aufgrund des größeren radialen Abstandes zur Rotationsachse eine größere Zentrifugalkraft Fz erfährt, nämlich der Schaufelblattbereich 7, ist dabei gezielt mit dem zellularen Werkstoff versehen. Mit der Erfindung ist eine Anpassung an die jeweiligen Anforderungen, die vom Einsatzfall und der dadurch herrschenden Belastungen auf die Laufschaufel 1 abhängen, möglich. Dabei werden gegenüber herkömmlichen Konzepten erstmals die strukturellen Eigenschaften der Werkstoffe berücksichtigt und vorteilhaft eingesetzt.A blade 1 according to the invention is shown in FIG 2. Compared to the conventional rotor blade 1 shown in FIG. 1, the rotor blade 1 consists in some areas of a cellular material 5. The cellular material 5 is provided in the airfoil region 7 of the rotor blade 1, the entire airfoil region 7 having the cellular material 5. The cellular material 5 has a multiplicity of cells 17, 17a, 17b. The cell structure of the cellular material 5 can be such that a closed porous structure is achieved, each of the cells 17, 17a, 17b being closed. In an alternative embodiment of the cellular material, the cells 17, 17A, 17B can also form an at least partially non-closed porous structure. The provision of the cellular material 5 in the airfoil area 7 provides in the airfoil area 7 an area 7 with a significantly reduced material density compared to conventional moving blades 1 with massive material use (see FIG. 1). This is achieved due to the cellular structure of material 5. Due to the reduced density in the airfoil area 7, a considerable reduction in the load due to the centrifugal force F z directed radially outward along the longitudinal axis 25 is achieved during operation, ie for example when using the rotor blade 1. The area of the rotor blade 1 which experiences a greater centrifugal force F z due to the greater radial distance from the axis of rotation, namely the blade area 7, is specifically provided with the cellular material. With the invention, an adaptation to the respective requirements, which depend on the application and the resulting loads on the moving blade 1, is possible. Compared to conventional concepts, the structural properties of the materials are taken into account for the first time and used to advantage.

Der zellulare Werkstoff 5 kann in unterschiedlichen Bereichen 9, 23, 7 der Laufschaufel 1 vorgesehen sein. Um diese Flexibilität zu veranschaulichen, zeigt FIG 3 in perspektivischer Darstellung eine Laufschaufel 1 mit einer gegenüber der in FIG 2 dargestellten Laufschaufel 1 modifizierten Ausgestaltung hinsichtlich des Einbringens des zellularen Werkstoffs 5. Der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber ist dies anhand der Einzelheiten X1 und X2 der Laufschaufel 1 verdeutlicht. Der zellulare Werkstoff 5 ist gemäß Einzelheit X1 im Befestigungsbereich 9 sowie im Bereich der Schaufelplattform 23 gemäß Einzelheit X2 eingebracht. Die Einzelheiten X1 sowie X2 repräsentieren dabei beispielhaft Teilbereiche des Befestigungsbereichs 9 bzw. der Schaufelplattform 23. Selbstverständlich kann in einer vorteilhafter Ausgestaltung der gesamte Befestigungsbereich 9 und/oder der Bereich der Schaufelplattform 23 aus dem zellularen Werkstoff 5 bestehen. Der zellulare Werkstoff 5 umfasst dabei eine Vielzahl von Zellen 17.The cellular material 5 can be used in different areas 9, 23, 7 of the rotor blade 1 can be provided. To this flexibility 3 shows a perspective view Representation of a blade 1 with one compared to that in 2 shown blade 1 modified embodiment with regard to the introduction of the cellular material 5. For the sake of simplicity and clarity, this is based on the details X1 and X2 of the blade 1 clarified. The cellular material 5 is in accordance with detail X1 in Fastening area 9 and in the area of the blade platform 23 introduced according to detail X2. The details X1 as well X2 represent partial areas of the fastening area 9 or the blade platform 23. Of course In an advantageous embodiment, the entire Fastening area 9 and / or the area of the blade platform 23 consist of the cellular material 5. The Cellular material 5 comprises a large number of cells 17th

FIG 4 zeigt eine Schnittansicht der in FIG 3 gezeigten Laufschaufel 1 entlang einer Schnittlinie IV-IV. Die Laufschaufel 1 weist eine Eintrittskante 31 sowie eine Austrittskante 33 auf. Weiter weist die Laufschaufel 1 eine Druckseite 35 sowie eine der Druckseite 35 gegenüberliegende Saugseite 37 auf. Ein typisches Schaufelprofil ist hierdurch gegeben. Die Laufschaufel 1 weist einen Innenbereich 13 sowie einen den Innenbereich 13 umgebenden Mantelbereich 15 auf. Der Mantelbereich 15 bildet eine äußere Oberfläche 39 der Laufschaufel 1, wobei die äußere Oberfläche 39 im Betriebsfall mit einem Strömungsmedium, z.B. einem heißen Gas oder Dampf beaufschlagt ist. Gemäß FIG 4 besteht der Mantelbereich 15 aus einem herkömmlichen, nicht näher spezifizierten, beispielsweise metallischen Massivmaterial 27. Der Innenbereich 13 besteht zumindest bereichsweise aus einem zellularen Werkstoff 5, wobei der zellulare Werkstoff 5 aus einem Metallschaum 21 mit einer Vielzahl von aneinander grenzenden Zellen 17 gebildet ist. In dem Innenbereich 13 sind Kühlkanäle 29, 29A, 29B vorgesehen, so dass die Laufschaufel 1 im Betriebsfall für eine Innenraumkühlung ausgelegt ist. Hierbei werden die Kühlkanäle 29, 29A, 29B mit einem Kühlmittel, z.B. Kühlluft oder Kühldampf beaufschlagt. Der Kühlkanal 29 dient beispielsweise der Zufuhr des Kühlmittels, während die Kühlkanäle 29A, 29B der Abfuhr des Kühlmittels dienen. Die Kühlkanäle 29, 29A, 29B sind im Innenbereich 13 durch entsprechende Ausnehmungen des zellularen Werkstoffs 5 gebildet. Die Schaufel der FIG 3 kann hierbei beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass der dünnwandige das Schaufelprofil bildende Mantelbereich 15 als Hohlform mit dem Metallschaum 21 ausgespritzt wird, wobei entsprechende entfernbare oder herauslösbare Gusskerne zum Ausbilden der Kühlkanäle 29, 29A, 29B vor dem Einspritzen des Metallschaums 21 in dem Innenbereich 13 positioniert werden. Mit dem gezeigten Aufbau der Laufschaufel 1 ist ein dünnwandiger Mantelbereich 15 hergestellt, der durch den zellularen Werkstoff 5 im Innenbereich 13 als Stützstruktur gestützt ist.FIG. 4 shows a sectional view of the rotor blade shown in FIG. 3 1 along a section line IV-IV. The blade 1 has an entry edge 31 and an exit edge 33 on. The rotor blade 1 also has a pressure side 35 and a suction side 37 opposite the pressure side 35. This gives a typical blade profile. The blade 1 has an inner region 13 and an inner region 13 surrounding jacket area 15. The coat area 15 forms an outer surface 39 of the blade 1, wherein the outer surface 39 with a flow medium during operation, e.g. hot gas or steam. According to FIG. 4, the jacket area 15 consists of a conventional unspecified, for example metallic Solid material 27. The inner region 13 exists at least in some areas made of a cellular material 5, the cellular Material 5 from a metal foam 21 with a variety is formed by adjacent cells 17. By doing Cooling channels 29, 29A, 29B are provided in the inner region 13, see above that the blade 1 in operation for indoor cooling is designed. Here, the cooling channels 29, 29A, 29B with a coolant, e.g. Cooling air or cooling steam is applied. The cooling channel 29 serves, for example, to supply the Coolant, while the cooling channels 29A, 29B the discharge of the Serve coolant. The cooling channels 29, 29A, 29B are in the interior 13 through corresponding recesses of the cellular Material 5 formed. 3 can can be produced, for example, in that the thin-walled the shell area 15 forming the blade profile as a hollow shape is sprayed out with the metal foam 21, with corresponding removable or removable cast cores for formation of the cooling channels 29, 29A, 29B before the injection of the Metal foam 21 are positioned in the inner region 13. With the construction of the blade 1 shown is a thin-walled Coat region 15 made by the cellular Material 5 is supported in the inner region 13 as a support structure is.

Eine alternative Ausgestaltung des in FIG 4 gezeigten Schaufelprofils einer Laufschaufel 1 ist in FIG 5 dargestellt. Hierbei besteht der Mantelbereich 5 aus einem Metallschaum 21, der einen Innenbereich 13 umschließt. Der Innenbereich 13 bildet einen Hohlraum der Laufschaufel 1, so dass eine Innenraumkühlung möglich ist. Der Mantelbereich 15 weist eine äußere Oberfläche 39 auf, die im Betriebsfall mit einem Strömungsmedium beaufschlagt ist. Gegenüber der in FIG 4 gezeigten Variante bildet der Metallschaum 21 die äußere Oberfläche 39.An alternative embodiment of the blade profile shown in FIG. 4 A blade 1 is shown in FIG 5. Here, the jacket area 5 consists of a metal foam 21, which encloses an inner region 13. The interior 13 forms a cavity of the blade 1, so that an interior cooling is possible. The jacket region 15 has one outer surface 39, which in operation with a flow medium is acted upon. Compared to that shown in FIG. 4 Variant, the metal foam 21 forms the outer surface 39th

Eine weitere Variante einer Laufschaufel 1 ist in einer Schnittansicht in FIG 6 gezeigt. Hierbei besteht das Schaufelprofil vollständig aus einem zellularen Werkstoff 5, wobei hier wiederum ein Metallschaum 21 hierfür vorgesehen ist. Zugleich bildet, analog wie im Zusammenhang mit der FIG 5 diskutiert, der Metallschaum 21 eine äußere Oberfläche 39. Der Innenbereich 13 sowie der Mantelbereich 15 der Laufschaufel 1 bestehen somit aus zellularem Werkstoff 5.Another variant of a blade 1 is in a Sectional view shown in FIG 6. Here is the blade profile made entirely of a cellular material 5, wherein here again a metal foam 21 is provided for this. At the same time, analogously as in connection with FIG. 5 discussed, the metal foam 21 has an outer surface 39. The inner region 13 and the jacket region 15 of the rotor blade 1 thus consist of cellular material 5.

FIG 7 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt eine Einzelheit VII der in FIG 6 dargestellten Laufschaufel 1. Die zellulare Struktur des Werkstoffs 5, der hier durch einen Metallschaum 21 bereitgestellt ist, soll hierdurch verdeutlicht werden. Es sind eine Vielzahl von Zellen 17, 17A, 17B gezeigt, wobei die Zellen 17A, 17B aneinander grenzen und einen Teil der Oberfläche 39 der Laufschaufel 1 bilden. Es sind daneben auch Zellen 17 vorgesehen, die keine äußere Oberfläche 39 bilden. Diese Zellen 17 können auch als innere Zellen 17 bezeichnet werden. Die Zellen 17, 17A, 17B weisen in der Schnittansicht beispielhaft eine Vieleckstruktur auf. In einer dreidimensionalen Sichtweise entspricht dies Polyedern oder Linearkombinationen von Polyedern. Durch die Struktur und Anordnung der Zellen 17A, 17B bildet der zellulare Werkstoff 5 eine äußere Oberfläche 39 mit gegenüber den Zellen 17A, 17B geschlossener Struktur. Somit wird eine äußere Oberfläche 39 der Laufschaufel 1 bereitgestellt, die eine hinreichend geringe Oberflächenrauigkeit aufweist, so dass damit einhergehend entsprechend geringe Strömungsverluste beim Einsatz der Laufschaufel 1 in einer Strömungsmaschine (vgl. FIG 8) gewährleistet sind. Gegenüber herkömmlichen Laufschaufeln 1 ist somit auch im Hinblick auf eine möglichst glatte Oberfläche eine konkurrenzfähige, wenn nicht überlegene, Lösung aufgezeigt. Vorteilhafterweise kann die lokale Oberflächenstruktur im Bereich aneinander grenzender oberflächennaher Zellen 17A, 17B insbesondere die Sekundärverluste infolge von Querströmungen zusätzlich deutlich herabsetzen.7 shows a detail in an enlarged detail VII of the blade 1 shown in FIG. 1. The cellular Structure of the material 5, which here by a metal foam 21 is provided, is intended to clarify this. It a plurality of cells 17, 17A, 17B are shown, the Cells 17A, 17B adjoin each other and part of the surface 39 of the blade 1 form. It is also wrong Cells 17 are provided which do not form an outer surface 39. These cells 17 can also be referred to as inner cells 17 become. The cells 17, 17A, 17B face in the sectional view an example of a polygonal structure. In a three-dimensional From a perspective, this corresponds to polyhedra or linear combinations of polyhedra. Due to the structure and arrangement of the Cells 17A, 17B, the cellular material 5 forms an outer Surface 39 with closed to cells 17A, 17B Structure. Thus, an outer surface 39 of the blade 1 provided that a sufficiently low surface roughness has, so that associated with it low flow losses when using the moving blade 1 in a turbomachine (see FIG. 8) are guaranteed. Compared to conventional blades 1 is therefore also in A competitive, smooth surface if not superior, solution shown. advantageously, can the local surface structure in the area contiguous near-surface cells 17A, 17B especially the secondary losses due to cross currents additionally reduce significantly.

In FIG 8 ist in vereinfachter Darstellung in einem Längsschnitt ein Ausschnitt einer Strömungsmaschine 3 am Beispiel einer Niederdruck-Dampfturbine 59 gezeigt. Die Niederdruck-Dampfturbine 59 weist einen Läufer 43 auf, der sich entlang der Rotationsachse 41 der Dampfturbine 59 erstreckt. Weiter weist die Niederdruck-Dampfturbine 59 entlang der Achse 41 aufeinander folgend einen Einströmbereich 49, einen Beschaufelungsbereich 51 sowie einen Abströmbereich 53 auf. In dem Beschaufelungsbereich 51 sind rotierbare Laufschaufeln 1 und feststehende Leitschaufeln 45 angeordnet. Die Laufschaufeln 1 sind dabei an dem Turbinenläufer 43 befestigt, während die Leitschaufeln 45 an einem den Turbinenläufer 43 umgebenden Leitschaufelträger 47 angeordnet sind. Durch die Welle 43, den Beschaufelungsbereich 51 sowie den Leitschaufelträger 47 ist ein ringförmiger Strömungskanal für ein Strömungsmedium A, zum Beispiel Heißdampf, gebildet. Der zur Zufuhr des Strömungsmediums A dienende Einströmbereich 49 wird durch ein stromaufwärts des Leitschaufelträgers 59 angeordnetes Einströmgehäuse 55 in radialer Richtung begrenzt. Ein Abströmgehäuse 57 ist stromabwärts am Leitschaufelträger 47 angeordnet und begrenzt den Abströmbereich 53 in radialer Richtung. Im Betrieb der Dampfturbine 59 strömt das Strömungsmedium A, hier ein Heißdampf, von dem Einströmbereich 49 in den Beschaufelungsbereich 51, wo das Strömungsmedium A unter Expansion Arbeit verrichtet, und verlässt danach über den Abströmbereich 53 die Dampfturbine 59. Das Strömungsmedium A wird anschließend in einem dem Abströmgehäuse 57 nachgeschalteten, in der FIG 8 nicht näher dargestellten, Kondensator für die Dampfturbine 59 gesammelt.In Figure 8 is a simplified representation in a longitudinal section a section of a turbomachine 3 using the example a low pressure steam turbine 59 is shown. The low pressure steam turbine 59 has a runner 43 that runs along the axis of rotation 41 of the steam turbine 59 extends. Further points the low pressure steam turbine 59 along the axis 41 successively an inflow area 49, a blading area 51 and an outflow region 53. By doing Blading area 51 are rotatable blades 1 and fixed guide vanes 45 arranged. The blades 1 are attached to the turbine rotor 43, while the Guide vanes 45 on a turbine rotor 43 surrounding Guide vane carrier 47 are arranged. Through wave 43, the blading area 51 and the guide vane carrier 47 is an annular flow channel for a flow medium A, for example superheated steam. The one for supplying the flow medium A serving inflow region 49 is by a Inflow housing arranged upstream of the guide vane carrier 59 55 limited in the radial direction. An outflow housing 57 is arranged downstream on the guide vane carrier 47 and limits the outflow area 53 in the radial direction. in the Operation of the steam turbine 59 flows through the flow medium A, here a superheated steam, from the inflow area 49 into the blading area 51 where the flow medium A under expansion Does work, and then exits through the outflow area 53 the steam turbine 59. The flow medium A becomes then in a downstream of the outflow housing 57, not shown in FIG 8, capacitor for the Steam turbine 59 collected.

Beim Durchströmen des Beschaufelungsbereichs 51 entspannt sich das Strömungsmedium A und verrichtet Arbeit an den Laufschaufeln 1, wodurch diese in Rotation versetzt werden. Die Laufschaufeln 1 der Niederdruck-Dampfturbine 51 bestehen zumindest bereichsweise aus einem zellularen Werkstoff 5, wie in den Figuren 2 bis 7 beschrieben.Relaxed when flowing through the blading area 51 the flow medium A and does work on the blades 1, causing them to rotate. The Blades 1 of the low-pressure steam turbine 51 at least exist in areas made of a cellular material 5, such as described in Figures 2 to 7.

Dadurch weisen die Laufschaufeln 1 eine gegenüber herkömmlichen Laufschaufeln 1, (vgl FIG 1) geringere Dichte auf und sind nicht so starken Belastungen infolge der Fliehkraft unterworfen. Die Laufschaufeln 1 bilden die Niederdruck-Beschaufelung der Niederdruck-Dampfturbine 59. Durch die bereichsweise Verwendung eines zellularen Werkstoffs 5 für die Laufschaufeln 1 können Laufschaufeln 1 aufgrund des Dichtevorteils mit größerer radialer Dimension zum Einsatz kommen, so dass ein größerer Strömungsquerschnitt mit geringeren Verlusten für die Dampfturbine 59 realisiert ist.As a result, the blades 1 have a conventional one Blades 1, (see FIG. 1) lower density on and are not subject to such high loads due to centrifugal force. The blades 1 form the low-pressure blading the low-pressure steam turbine 59. Due to the areas Use of a cellular material 5 for the Blades 1 can blades 1 due to the density advantage are used with a larger radial dimension, so that a larger flow cross-section with lower losses is realized for the steam turbine 59.

Neben den Laufschaufeln 1 können auch die Leitschaufeln 45 bereichsweise aus einem zellularen Werkstoff 5 bestehen, so dass im Beschaufelungsbereich 51 sowohl Laufschaufeln 1 als auch Leitschaufeln 45 in Leichtbauweise einsetzbar sind. Weiterhin ist eine Anwendung des neuen Schaufelkonzepts auf andere Arten von Strömungsmaschinen 3 möglich. So kann die Beschaufelung einer Gasturbine, eines Verdichters, einer Hochdruck- oder Mitteldruck-Teilturbine einer Dampfturbinenanlage Laufschaufeln 1 und/oder Leitschaufeln 45 mit dem zellularen Werkstoff 5, insbesondere einem Metallschaum 21, aufweisen.In addition to the rotor blades 1, the guide blades 45 can also be consist in some areas of a cellular material 5, so that in the blading area 51 both blades 1 and guide vanes 45 of lightweight construction can also be used. Farther is an application of the new bucket concept to others Types of flow machines 3 possible. So the blading a gas turbine, a compressor, a high pressure or medium pressure partial turbine of a steam turbine plant Blades 1 and / or vanes 45 with the cellular Material 5, in particular a metal foam 21, have.

Claims (11)

  1. Laufschaufel (1) für eine Strömungsmaschine (3), wobei diese zumindest bereichsweise aus einem zellularen Werkstoff (5) besteht. Blade (1) for a turbomachine (3), wherein this at least in regions made of a cellular material (5) exists.
  2. Laufschaufel nach Anspruch 1,
    mit einem den zellularen Werkstoff (5) aufweisenden Schaufelblattbereich (7).
    Blade according to claim 1,
    with an airfoil area (7) comprising the cellular material (5).
  3. Laufschaufel (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei diese einen Befestigungsbereich (9), insbesondere ein Schaufelfuß (11), aufweist, wobei der zellulare Werkstoff (5) in dem Befestigungsbereich (9) vorgesehen ist.
    Blade (1) according to claim 1 or 2,

    wherein this has a fastening area (9), in particular a blade root (11), the cellular material (5) being provided in the fastening area (9). wherein this has a fastening area (9), in particular a blade root (11), the cellular material (5) being provided in the fastening area (9).
  4. Laufschaufel (1) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3,
    wobei diese einen Innenbereich (13) und einen den Innenbereich (13) umgebenden Mantelbereich (15) aufweist, wobei in dem Mantelbereich (15) und/oder in dem Innenbereich (13) der zellulare Werkstoff (5) vorgesehen ist.
    Blade (1) according to one of claims 1, 2 or 3,
    said inner region (13) and a sheath region (15) surrounding the inner region (13), the cellular material (5) being provided in the sheath region (15) and / or in the inner region (13).
  5. Laufschaufel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zellulare Werkstoff (5) eine äußere Oberfläche (39) mit gegenüber den Zellen (17,17A,17B) geschlossener Struktur bildet. Blade (1) according to one of the preceding claims, the cellular material (5) having an outer surface (39) with closed towards the cells (17, 17A, 17B) Structure forms.
  6. Laufschaufel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zellulare Werkstoff (5) ein Metallschaum (21) ist. Blade (1) according to one of the preceding claims, the cellular material (5) being a metal foam (21) is.
  7. Laufschaufel (1) nach Anspruch 6, wobei die Dichte des Metallschaums (21) zwischen etwa 5% bis 50%, insbesondere zwischen etwa 8% bis 20%, der Dichte des Massivmaterials (27) beträgt. Blade (1) according to claim 6, wherein the density of the Metal foam (21) between about 5% to 50%, in particular between about 8% to 20%, the density of the solid material (27) is.
  8. Laufschaufel (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Metallschaum (21) aus einem hochtemperaturfesten Material, insbesondere eine Nickelbasis- oder Kobaltbasislegierung, besteht. Blade (1) according to claim 6 or 7, wherein the metal foam (21) made of a high temperature resistant material, in particular a nickel-based or cobalt-based alloy.
  9. Laufschaufel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese als eine Gasturbinenlaufschaufel, eine Dampfturbinenlaufschaufel, insbesondere eine Niederdruck-Dampfturbinenlaufschaufel, oder eine Verdichterlaufschaufel ausgestaltet ist. Blade (1) according to one of the preceding claims, this being a gas turbine blade, a Steam turbine blade, in particular a low-pressure steam turbine blade, or a compressor blade is designed.
  10. Strömungsmaschine (3) mit einer Laufschaufel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Turbomachine (3) with a moving blade (1) any of the preceding claims.
  11. Strömungsmaschine (3) nach Anspruch 10, wobei diese als eine Gasturbine, eine Dampfturbine (59), insbesondere eine Niederdruck-Dampfturbine, oder ein Verdichter ausgestaltet ist.Fluid machine (3) according to claim 10, which as a gas turbine, a steam turbine (59), in particular one Low pressure steam turbine, or a compressor is.
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