EP1564374A1 - Schaufelblatt für eine Strömungsmaschine - Google Patents

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EP1564374A1
EP1564374A1 EP04003172A EP04003172A EP1564374A1 EP 1564374 A1 EP1564374 A1 EP 1564374A1 EP 04003172 A EP04003172 A EP 04003172A EP 04003172 A EP04003172 A EP 04003172A EP 1564374 A1 EP1564374 A1 EP 1564374A1
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EP
European Patent Office
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airfoil
curved surface
flow medium
viewed
overpressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04003172A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Dr. Stüer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F05D2250/71—Shape curved
    • F05D2250/711—Shape curved convex
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F05D2250/71—Shape curved
    • F05D2250/712—Shape curved concave

Definitions

  • the invention relates to an airfoil for a Turbomachine, in particular for a low-pressure steam turbine, which is based on a hub of the Turbomachine extends radially outward, from one Flow medium is flowed around while a Overpressure side surface and one facing away from it Has negative pressure side surface.
  • Blades of turbomachinery are highly stressed Components.
  • the last blade in Low-pressure steam turbines are subject to special Flow conditions exceeding the blade height, i. over the extension of the blade starting from the Scar of turbomachine radially outward, change greatly.
  • the blades must therefore be constructed with profiles that withstand these pressures withstand and are optimal in terms of fluid mechanics.
  • Such a known airfoil 10 is flown by a flow medium in a main flow direction 12 and in this case has an overpressure side surface 14 and a vacuum side surface 16 facing away from it. Between the overpressure side surface 14 and the vacuum side surface 16, the so-called nose edge 18 is located at the front of the airfoil 10, onto which the flow of the flow medium occurs and is divided there by the airfoil 10. The two, the airfoil 10 flowing around streams flow behind the airfoil 10 at the end edge 20 together again.
  • a front partial flow 22 flows along the overpressure side surface 14 which, viewed from the flow medium, has a flat, concavely curved surface.
  • a second, rear partial flow 24 flows along the vacuum side surface 16, which, viewed from the flow medium, has a comparatively strongly curved, convex surface.
  • the invention is based on the object, an airfoil to provide the type mentioned, the Massenund Stress distribution especially at high Flow velocities on the airfoil is better than the well-known blades.
  • the object is according to the invention with a generic Airfoil for a turbomachine solved in which the Airfoil at least in the middle region of its radial Extension on its overpressure side surface with one of Fluid medium viewed from concave and a concave adjacently arranged convexly curved surface portion is designed.
  • the invention is based on the recognition that in the Design of the profile of an airfoil next to the Flow behavior of the air flow along the blade Flow medium especially the centrifugal force of the Airfoil itself must be observed.
  • a shovel foot of the airfoil and the profile of the airfoil over the blade foot must have the centrifugal force of the rest Pick up the blade.
  • the mass of the airfoil reduced by placing its profile on the overpressure side surface is hollowed out. The hollow becomes concave arched and an adjacently arranged convex arched Surface section reached.
  • the inventive mass savings may alternatively or in addition also be achieved by the airfoil at least in the middle region of its radial extent its negative pressure side surface with one of the flow medium viewed from concave and one adjacent arranged convex curved surface section designed is.
  • the mass saving is then at the Low side pressure achieved by the top of this said excavation is provided.
  • the said should be concave curved surface section on the overpressure side surface of the airfoil with respect to the flow direction of Flow medium in the front of the Overpressure side surface is arranged.
  • concave and the convex curved Surface section both on the overpressure side surface as also the negative side surface of the airfoil in Circumferential direction of the turbomachine next to each other and be designed adjacent to each other.
  • the concave curved surface section at the Overpressure side surface and / or the negative side surface in a region of the airfoil is formed in the in Flow direction of the flow medium no overlap with If there is an adjacent airfoil, the influence can be be reduced to the profile pressure distribution because itself adjacent profiles or airfoils not or nearly do not influence each other.
  • both the positive pressure side surface and the negative pressure side surface leads to a particularly advantageous shaped airfoil, at least in the middle region of its radial extent has a substantially S-shaped cross-sectional area.
  • Such an S-shape of a profile is especially at transonic profiles of advantage.
  • the invention should Airfoil also in the radially inner region (i.e. Near its blade root) on its overpressure side surface with a view from the flow medium alone concave arched surface and / or on his Low pressure side surface with one from the flow medium considered to be designed solely convex curved surface.
  • the inventive Airfoil in the radially outer region i.e., in the vicinity his blade head or its outer edge or his Randbogens
  • the inventive Airfoil in the radially outer region i.e., in the vicinity his blade head or its outer edge or his Randbogens
  • the overpressure side surface with a from Flow medium viewed from alone convex curved Surface and / or on its negative pressure side surface with one viewed from the flow medium alone concave be designed curved surface.
  • FIG. 2-5 is with three cross sections or profiles and a side view of an embodiment of a Airfoil 10 shown, which of a Flow medium in a main flow direction 12th is flowing and thereby a positive pressure side surface 14 and a negative pressure side surface 16 has.
  • the Airfoil 10 of the prior art of FIG. 1 is in the airfoil 10 according to FIGS. 2-5 the Storming medium at a nose edge 18 of the airfoil 10th divided and flows at an end edge 22 of this again together.
  • the flow medium forms a front Partial flow 22 and a rear partial flow 24th
  • Fig. 5 is the side view of the airfoil 10th its radial longitudinal extent starting from a Foot area 30 in the vicinity of a hub, not shown the associated turbomachine, via a central region 32nd down to a header 34. At the Head portion 34 terminates the airfoil 10 at an outer edge 36 or an edge bow.
  • the profile of the airfoil 10 is in this Header area 34 illustrates.
  • the profile of Airfoil 10 has there on its overpressure side surface 14 a seen from the front partial flow 22 from alone convex curved surface on and is at its Vacuum side surface 16 from the rear partial flow 24 from considered with a single concave curved surface designed.
  • the profile of the airfoil is on its overpressure side surface 14 in the front region on which no overlap with an adjacent blade consists, with a concavely curved surface portion 26th designed, to which an adjacent convex arched Surface section 28 immediately connects.
  • a concavely curved surface portion 26th designed, to which an adjacent convex arched Surface section 28 immediately connects.
  • the vacuum side surface 16 of the profile in Center region 32 in the front region of the airfoil 10th viewed from the rear part of stream 24 from convexly curved Surface portion 28 formed on the rear Area of the airfoil 10 a concave Surface section 26 connects.
  • Fig. 3 are finally still the so-called Mach iso-lines 40 on the profile of the airfoil 10 in the Center area 32 illustrates.
  • the Mach iso lines 40 extend over a wide Area of the pressure side surface 14 and the Vacuum side surface 16 almost perpendicular to these Side surfaces and also almost without curvature.
  • Such Behavior of a front partial flow 22 and a rear Partial flow 24 on an airfoil 10 is aerodynamically particularly favorable.

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Abstract

Ein Schaufelblatt (10) für eine Strömungsmaschine, welches sich ausgehend von einer Nabe der Strömungsmaschine radial nach außen erstreckt, von einem Strömungsmedium umströmbar ist und dabei eine Überdruckseitenfläche (14) und eine davon abgewandte Unterdruckseitenfläche (16) ausweist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelblatt (10) zumindest im Mittenbereich (32) seiner radialen Erstreckung an seiner Überdruckseitenfläche (14) und/oder seiner Unterdruckseitenfläche (16) mit einem vom Strömungsmedium aus betrachtet konkav gewölbten und einem benachbart angeordneten konvex gewölbten Oberflächenabschnitt (26; 28) gestaltet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaufelblatt für eine Strömungsmaschine, insbesondere für eine Niederdruck-Dampfturbine, welches sich ausgehend von einer Nabe der Strömungsmaschine radial nach außen erstreckt, von einem Strömungsmedium umströmbar ist und dabei eine Überdruckseitenfläche und eine davon abgewandte Unterdruckseitenfläche aufweist.
Schaufelblätter von Strömungsmaschinen sind hochbeanspruchte Bauteile. Insbesondere die letzte Laufschaufel in Niederdruck-Dampfturbinen unterliegt besonderen Strömungsbedingungen, die sich über die Schaufelhöhe, d.h. über die Erstreckung des Schaufelblattes ausgehend von der Narbe der Strömungsmaschine radial nach außen, stark ändern. Da solche Laufschaufeln ferner typischerweise sehr lang sind, verwinden sie sich teilweise sehr stark und sind bei Volldrehzahl einer Dampfturbine durch die Fliehkraft mechanisch hoch belastet. Die Schaufelblätter müssen daher mit Profilen konstruiert werden, die diesen Belastungen standhalten und strömungsmechanisch optimal sind.
Ferner besteht bei Niederdruck-Dampfturbinen und auch allgemein bei Strömungsmaschinen das Problem, dass das Feld der so genannten transsonischen bzw. supersonischen Profile, d.h. Profile die von einem Strömungsmedium mit Überschallgeschwindigkeit umströmt werden, nicht so gut erforscht ist, wie das Feld der reinen Unterschallprofile. Weil stets die Sicherheit der Dampfturbine im Vordergrund steht, werden dort oft konventionelle Profile verwendet, bei denen die Massenverteilung und Spannungsverteilung nicht für das gesamte Schaufelblatt optimal ist. Selbst bei transsonischen Profilen wird darauf geachtet, dass der Erfahrungshorizont nicht zu weit überschritten wird, was zu einem Schaufelblattquerschnitt eines Schaufelblattes 10 führt, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.
Ein solches bekanntes Schaufelblatt 10 wird von einem Strömungsmedium in einer Haupt-Strömungsrichtung 12 angeströmt und weist dabei eine Überdruckseitenfläche 14 und eine davon abgewandte Unterdruckseitenfläche 16 auf. Zwischen der Überdruckseitenfläche 14 und der Unterdruckseitenfläche 16 befindet sich vorne an dem Schaufelblatt 10 die so genannte Nasenkante 18 auf die die Strömung des Strömungsmediums auftritt und dort vom Schaufelblatt 10 geteilt wird. Die beiden, das Schaufelblatt 10 umströmenden Teilströme strömen hinter dem Schaufelblatt 10 an dessen Endkante 20 wieder zusammen. Dabei strömt ein vorderer Teilstrom 22 entlang der Überdruckseitenfläche 14, die vom Strömungsmedium aus betrachtet eine flach konkav gekrümmte Oberfläche aufweist. Ein zweiter, hinterer Teilstrom 24 strömt entlang der Unterdruckseitenfläche 16, die vom Strömungsmedium aus betrachtet eine vergleichsweise stark gekrümmte, konvexe Oberfläche aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaufelblatt der eingangs genannten Art bereit zu stellen, dessen Massenund Spannungsverteilung insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten am Schaufelblatt besser ist, als das bekannter Schaufelblätter.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem gattungsgemäßen Schaufelblatt für eine Strömungsmaschine gelöst, bei dem das Schaufelblatt zumindest im Mittenbereich seiner radialen Erstreckung an seiner Überdruckseitenfläche mit einem vom Strömungsmedium aus betrachtet konkav gewölbten und einem benachbart angeordneten konvex gewölbten Oberflächenabschnitt gestaltet ist.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei der Gestaltung des Profils eines Schaufelblattes neben dem Strömungsverhalten des am Schaufelblatt entlang strömenden Strömungsmediums besonders auch die Fliehkraft des Schaufelblattes selbst beachtet werden muss. Ein Schaufelfuß des Schaufelblattes und das Profil des Schaufelblattes über dem Schaufelfuß muss die Fliehkraft des restlichen Schaufelblattes aufnehmen. Je niedriger die Gesamtfliehkraft des Schaufelblattes ist, desto einfacher kann das Schaufelblatt profiliert und konstruiert werden. Wenn das Schaufelblatt also eine besonders geringe Masse aufweist, kann es einfacher konstruiert und es können längere Schaufelblätter verwendet werden. Um diesen Vorteil zu erreichen, ist erfindungsgemäß die Masse des Schaufelblattes verringert, indem dessen Profil an der Überdruckseitenfläche ausgehöhlt ist. Die Aushöhlung wird mit einem konkav gewölbten und einem benachbart angeordneten konvex gewölbten Oberflächenabschnitt erreicht.
Erfindungemäß werden mit dieser Masseneinsparung Spannungen in den radial inneren bzw. darunter liegenden Profilschnitten vermindert. Ferner können die Spannungsverläufe und die Schaufellänge des erfindungsgemäßen Schaufelblattes besser optimiert werden. Bei entsprechender Gestaltung beeinflusst die erfindungsgemäße Profilierung die Druckverteilung am Schaufelblatt nicht negativ, sondern kann diese noch weiter verbessern. Ferner kann im Falle eines transsonischen Profils auch bei einem erfindungsgemäßen Schaufelblatt die transsonische Kanalführung beibehalten werden.
Die erfindungsgemäße Masseneinsparung kann alternativ oder zusätzlich auch erreicht werden, indem das Schaufelblatt zumindest im Mittenbereich seiner radialen Erstreckung an seiner Unterdruckseitenfläche mit einem vom Strömungsmedium aus betrachtet konkav gewölbten und einem benachbart angeordneten konvex gewölbten Oberflächenabschnitt gestaltet ist. Die Masseneinsparung wird dann an der Unterdruckseitenfläche erreicht, indem an dieser die oben genannte Aushöhlung vorgesehen ist.
Damit an dem erfindungsgemäßen Schaufelblatt optimale Strömungsverhältnisse bestehen, sollte der genannte konkav gewölbte Oberflächenabschnitt an der Überdruckseitenfläche des Schaufelblattes bezogen auf die Strömungsrichtung des Strömungsmediums im vorderen Bereich der Überdruckseitenfläche angeordnet sei.
Ferner sollten der konkav gewölbte und der konvex gewölbte Oberflächenabschnitt sowohl an der Überdruckseitenfläche als auch der Unterdruckseitenfläche des Schaufelblattes in Umfangsrichtung der Strömungsmaschine nebeneinander und aneinander angrenzend ausgestaltet sein. Alternativ können zwischen den konkav gewölbten und konvex gewölbten Oberflächenabschnitten auch ebene Oberflächenabschnitte vorgesehen sein.
Indem der konkav gewölbte Oberflächenabschnitt an der Überdruckseitenfläche und/oder der Unterdruckseitenfläche in einem Bereich des Schaufelblattes ausgebildet ist, in dem in Strömungsrichtung des Strömungsmediums keine Überlappung mit einem benachbarten Schaufelblatt besteht, kann der Einfluss auf die Profildruckverteilung verringert werden, weil sich benachbarte Profile bzw. Schaufelblätter nicht bzw. nahezu nicht gegenseitig beeinflussen.
Eine entsprechende erfindungsgemäße Profilierung sowohl an der Überdruckseitenfläche als auch der Unterdruckseitenfläche führt zu einem besonders vorteilhaft geformten Schaufelblatt, das zumindest im Mittenbereich seiner radialen Erstreckung eine im Wesentlichen S-förmige Querschnittsfläche aufweist. Eine solche S-Form eines Profils ist besonders bei transsonischen Profilen von Vorteil.
Um ein vergleichsweise biegesteifes und torsionssteifes Schaufelblatt zu erhalten, sollte das erfindungsgemäße Schaufelblatt ferner im radial inneren Bereich (d.h. in der Nähe seines Schaufelfußes) an seiner Überdruckseitenfläche mit einer vom Strömungsmedium aus betrachtet allein konkav gewölbten Oberfläche und/oder an seiner Unterdruckseitenfläche mit einer vom Strömungsmedium aus betrachtet allein konvex gewölbten Oberfläche gestaltet sein.
Alternativ oder zusätzlich sollte das erfindungsgemäße Schaufelblatt im radial äußeren Bereich (d.h. in der Nähe seines Schaufelkopfes bzw. seiner Außenkante oder seines Randbogens) an seiner Überdruckseitenfläche mit einer vom Strömungsmedium aus betrachtet allein konvex gewölbten Oberfläche und/oder an seiner Unterdruckseitenfläche mit einer vom Strömungsmedium aus betrachtet allein konkav gewölbten Oberfläche gestaltet sein.
Über die radiale Erstreckung bzw. Längserstreckung eines erfindungsgemäßen Schaufelblattes ergeben sich dabei vorteilhaft Flächenabschnitte, bei denen der konkav gewölbte und/oder der konvex gewölbte Oberflächenabschnitt an der Überdruck- und/oder an der Unterdruckseitenfläche des Schaufelblattes jeweils im Wesentlichen dreieckig ist. Die in der Regel rechteckige Grundform beispielsweise einer Überdruckseitenfläche eines erfindungsgemäßen Schaufelblattes ist dann aus einem dreieckigen, konkav gewölbten Oberflächenabschnitt und einem dreieckigen, konvex gewölbten Oberflächenabschnitt zusammengesetzt. Zwischen dem konkav gewölbten Oberflächenabschnitt und dem konvex gewölbten Oberflächen ergibt sich eine Übergangslinie der Wölbung die im Wesentlichen eine Gerade darstellt. Anstelle einer solchen geraden Übergangslinie, kann die Übergangslinie auch zumindest abschnittsweise gekrümmt und/oder gewellt sein. Im erfindungsgemäßen Schaufelblatt ergibt sich dann insgesamt eine Wellenstruktur, welche sich vorteilhaft auf die Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit des Schaufelblattes auswirkt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaufelblattes anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1 einen Querschnitt bzw. ein Profil eines Schaufelblattes des Standes der Technik im Mittelbereich seiner radialen Erstreckung,
  • Fig. 2 einen Querschnitt bzw. ein Profil eines Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaufelblattes im Kopfbereich seiner radialen Erstreckung,
  • Fig. 3 einen Querschnitt bzw. ein Profil eines Schaufelblattes gemäß Fig. 2 im Mittenbereich seiner radialen Erstreckung,
  • Fig. 4 einen Querschnitt bzw. ein Profil eines Schaufelblattes gemäß Fig. 2 im Fußbereich seiner radialen Erstreckung und
  • Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht eines Schaufelblattes gemäß Fig. 2.
    • In dem Fig. 2-5 ist mit drei Querschnitten bzw. Profilen und einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines Schaufelblattes 10 dargestellt, welches von einem Strömungsmedium in einer Haupt-Strömungsrichtung 12 angeströmt wird und dabei eine Überdruckseitenfläche 14 und eine Unterdruckseitenfläche 16 aufweist. Wie auch beim Schaufelblatt 10 des Standes der Technik gemäß Fig. 1 wird bei dem Schaufelblatt 10 gemäß den Fig. 2-5 das Störmungsmedium an einer Nasenkante 18 des Schaufelblattes 10 geteilt und strömt an einer Endkante 22 von diesem wieder zusammen. Das Strömungsmedium bildet dabei einen vorderen Teilstrom 22 und einen hinteren Teilstrom 24.
    In Fig. 5 ist mit der Seitenansicht des Schaufelblattes 10 dessen radiale Längserstreckung ausgehend von einem Fußbereich 30 in der Nähe einer nicht dargestellten Nabe der zugehörigen Strömungsmaschine, über einen Mittenbereich 32 hinweg bis zu einem Kopfbereich 34 veranschaulicht. Am Kopfbereich 34 endet das Schaufelblatt 10 an einer Außenkante 36 bzw. einem Randbogen.
    In Fig. 2 ist das Profil des Schaufelblattes 10 in diesem Kopfbereich 34 veranschaulicht. Das Profil des Schaufelblattes 10 weist dort an seiner Überdruckseitenfläche 14 eine vom vorderen Teilstrom 22 aus gesehen allein konvex gekrümmte Oberfläche auf und ist an seiner Unterdruckseitenfläche 16 vom hinteren Teilstrom 24 aus betrachtet mit einer allein konkav gekrümmten Oberfläche gestaltet.
    Im Mittelbereich 32 ist das Profil des Schaufelblattes an seiner Überdruckseitenfläche 14 im vorderen Bereich, an dem keine Überdeckung mit einem benachbarten Schaufelblatt besteht, mit einem konkav gewölbten Oberflächenabschnitt 26 gestaltet, an den ein benachbarter konvex gewölbter Oberflächenabschnitt 28 unmittelbar anschließt. In ähnlicher Weise ist an der Unterdruckseitenfläche 16 des Profils im Mittenbereich 32 im vorderen Bereich des Schaufelblattes 10 ein vom hinteren Teilstrom 24 aus betrachtet konvex gewölbter Oberflächenabschnitt 28 ausgebildet, an den im hinteren Bereich des Schaufelblattes 10 ein konkav gewölbter Oberflächenabschnitt 26 anschließt.
    In Fig. 4 ist schließlich das Profil des Schaufelblattes 10 im Fußbereich 30 dargestellt, in dem das Profil an seiner Überdruckseitenfläche 14 eine vom vorderen Teilstrom 22 aus betrachtet allein konkave Oberfläche und an seiner Unterdruckseitenfläche 16 eine vom hinteren Teilstrom 24 aus betrachtet allein konvexe Oberfläche ausweist.
    Am Schaufelblatt 10 gemäß den Fig. 2-5 ist in Richtung der radialen Erstreckung des Schaufelblattes 10 der Übergang der konkav gewölbten Oberflächenabschnitte 26 hin zu den konvex gewölbten Oberflächenabschnitten 28 fließend gestaltet. Der Übergang erstreckt sich dabei entlang einer Übergangslinie 38 die in Fig. 5 veranschaulicht ist. An dieser Übergangslinie 38 liegt jeweils der Wendepunkt zwischen der konkaven und der konvexen Krümmung.
    In Fig. 3 sind schließlich noch die so genannten Mach-Iso-Linien 40 am Profil des Schaufelblattes 10 in dessen Mittenbereich 32 veranschaulicht. Wie deutlich zu erkennen ist, erstrecken sich die Mach-Iso-Linien 40 über einen weiten Bereich der Überdruckseitenfläche 14 und der Unterdruckseitenfläche 16 hinweg nahezu senkrecht zu diesen Seitenflächen und auch nahezu ohne Krümmung. Ein solches Verhalten eines vorderen Teilstroms 22 und eines hinteren Teilstroms 24 an einem Schaufelblatt 10 ist strömungstechnisch besonders günstig.

    Claims (10)

    1. Schaufelblatt (10) für ein Strömungsmaschine insbesondere für eine Niederdruck-Dampfturbine, welches sich ausgehend von einer Nabe der Strömungsmaschine radial nach außen erstreckt, von einem Strömungsmedium umströmbar ist und dabei eine Überdruckseitenfläche (14) und eine davon abgewandte Unterdruckseitenfläche (16) aufweist,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Schaufelblatt (10) zumindest im Mittenbereich (32) seiner radialen Erstreckung an seiner Überdruckseitenfläche (14) mit einem vom Strömungsmedium aus betrachtet konkav gewölbten und einem benachbart angeordneten konvex gewölbten Oberflächenabschnitt (26; 28) gestaltet ist.
    2. Schaufelblatt nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      der konkav gewölbte Oberflächenabschnitt (26) bezogen auf die Strömungsrichtung (12) des Strömungsmediums am vorderen Bereich der Überdruckseitenfläche (14) angeordnet ist.
    3. Schaufelblatt (10) für eine Strömungsmaschine insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, welches sich ausgehend von einer Nabe der Strömungsmaschine radial nach außen erstreckt, von einem Strömungsmedium umströmbar ist und dabei eine Überdruckseitenfläche (14) und eine davon abgewandte Unterdruckseitenfläche (16) aufweist,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Schaufelblatt (10) zumindest im Mittenbereich (32) seiner radialen Erstreckung an seiner Unterdruckseitenfläche (16) mit einem vom Strömungsmedium aus betrachtet konkav gewölbten und einem benachbart angeordneten konvex gewölbten Oberflächenabschnitt (26; 28) gestaltet ist.
    4. Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1-3,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      der konkav gewölbte und der konvex gewölbte Oberflächenabschnitt (26; 28) in Umfangsrichtung der Strömungsmaschine nebeneinander und aneinander angrenzend ausgebildet sind.
    5. Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1-4,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      der konkav gewölbte Oberflächenabschnitt (26) in einem Bereich des Schaufelblattes (10) ausgebildet ist, in dem in Strömungsrichtung des Strömungsmedium keine Überlappung mit einem benachbarten Schaufelblatt (10) besteht.
    6. Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1-5,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      der/die konkav gewölbte/n und der/die konvex gewölbte/n Oberflächenabschnitt/e derart gestaltet ist/sind, dass das Schaufelblatt (10) zumindest im Mittenbereich (32) seiner radialen Erstreckung eine im Wesentlichen S-förmige Querschnittsfläche aufweist.
    7. Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1-6,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Schaufelblatt ferner als transsonisches Profil gestaltet ist.
    8. Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1-7,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Schaufelblatt (10) im radial inneren Bereich (30) seiner radialen Erstreckung an seiner Überdruckseitenfläche (14) mit einer vom Strömungsmedium aus betrachtet allein konkav gewölbten Oberfläche und/oder an seiner Unterdruckseitenfläche (16) mit einer vom Strömungsmedium aus betrachtet allein konvex gewölbten Oberfläche gestaltet ist.
    9. Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1-8,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Schaufelblatt (10) im radial äußeren Bereich (34) seiner radialen Erstreckung an seiner Überdruckseitenfläche (16) mit einer vom Strömungsmedium betrachtet allein konvex gewölbten Oberfläche und/oder an seiner Unterdruckseitenfläche (16) mit einer vom Strömungsmedium aus betrachtet allein konkav gewölbten Oberfläche gestaltet ist.
    10. Schaufelblatt nach einem der Ansprüche 1-9,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      in Strömungsrichtung (12) des Strömungsmediums betrachtet der konkav gewölbte und/oder der konvex gewölbte Oberflächenabschnitt (26; 28) an der Überdruck- und/oder an der Unterdruckseitenfläche (14; 16) des Schaufelblattes (10) jeweils im Wesentlichen dreieckig gestaltet ist.
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