EP2218875A1 - Blade formation of a flow machine - Google Patents

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Publication number
EP2218875A1
EP2218875A1 EP09002224A EP09002224A EP2218875A1 EP 2218875 A1 EP2218875 A1 EP 2218875A1 EP 09002224 A EP09002224 A EP 09002224A EP 09002224 A EP09002224 A EP 09002224A EP 2218875 A1 EP2218875 A1 EP 2218875A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
coupling element
shroud
arrangement according
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09002224A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Hermann Dr. Richter
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP09002224A priority Critical patent/EP2218875A1/en
Priority to PCT/EP2010/050936 priority patent/WO2010094540A1/en
Priority to EP10702854A priority patent/EP2399005B1/en
Priority to CN2010800081780A priority patent/CN102317578A/en
Priority to US13/201,893 priority patent/US20110299989A1/en
Publication of EP2218875A1 publication Critical patent/EP2218875A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/24—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations using wire or the like
    • 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
    • F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations

Definitions

  • the invention relates to an arrangement comprising a first blade and a second blade arranged adjacent to the first blade.
  • turbomachines are, for example, compressors, gas turbines or steam turbines.
  • the aforementioned turbomachines have in common that they consist of a housing and a rotor rotatably mounted in the housing, wherein between the rotor and the housing, a flow channel is formed, through which a flow medium flows.
  • the flow medium is steam in steam turbines.
  • vibration excitations Another problem of the vibration excitations is that the blades cause vibrations due to the vibration excitations, which lead to material fatigue of both the turbine blade and the rotor claw, in which the turbine blade is arranged. It would be desirable to achieve a reduction of the vibration amplitudes, which leads to a reduction of the material stress.
  • This object is achieved by an arrangement comprising a first blade and a second blade arranged adjacent to the first blade, wherein a coupling element is fixedly arranged in the first blade and a part of the coupling element bears against the second blade.
  • nodal diameter vibrations form.
  • These node diameter vibrations are characterized in that the amplitudes of the oscillations have a sinusoidal shape over the circumference of the blades.
  • An advantage of the invention is that such relative rotations of the immediate or distant neighboring blades are in accordance with the invention be steamed.
  • adjacent blades are modified such that a subset of the blades receives a coupling element which is firmly connected to the blade. This coupling element is designed such that it bears against the next adjacent blade or even up to the next but one neighboring blade, but is not firmly connected to the adjacent blade.
  • the first blade has a first blade tip and the second blade has a second blade tip, wherein the coupling element is arranged in the region of the first and second blade tip.
  • the vibrations are the largest due to the design of the blade tips. Therefore, it is advantageous if the damping device is arranged in the blade tip.
  • the coupling element is therefore advantageously arranged in the region of the first and second blade tip. The amplitudes of the disturbing vibrations are greatest there and are therefore most effectively damped.
  • the first blade tip on a first shroud wherein the coupling element is fixedly arranged in the first shroud.
  • the arrangement of a coupling element which is basically a foreign element, a suitable location must be found where the coupling element can be arranged.
  • the shrouds are arranged on the blade tips and have a construction which is comparatively large to the overall blade. In this shroud, the coupling element is fixed. This can be done for example by a soldering, a screw or riveting.
  • the second blade tip which belongs to the adjacent blade, a second shroud, wherein the coupling element is arranged in the second shroud.
  • the coupling element in the second shroud is loosely arranged, d. H. not firmly connected to the second shroud.
  • the second shroud is in this case arranged such that a centrifugal force occurring during operation leads to the coupling element being pressed against the second shroud. This means that the coupling element rubs in the second shroud when an oscillation occurs. This results in an energy dissipation, whereby the vibration is damped.
  • the first shroud and the second shroud each have a slot in which the coupling element is arranged.
  • a slot With a slot, a comparatively simple and production-technically favorable solution is available in order to effectively arrange the coupling element in the shroud.
  • the slot is arranged laterally in the first shroud and in the second shroud. Due to the lateral arrangement, it is possible to easily remove the coupling element during revision work.
  • the coupling element is elongated and narrow.
  • the effective damping of the blade vibrations depends essentially on the shape and the material of the coupling element. The longer the coupling element, the greater the oscillation amplitudes of the tip of the coupling element. The longer the coupling element is, the greater are therefore the vibration amplitudes at the top.
  • the material should be chosen such that it can be connected as rigidly and firmly as possible with the blade, the strength values of the coupling element should be such that the coupling element itself can hardly perform their own vibrations.
  • the coupling element is designed as a sheet metal.
  • the sheet has a rectangular shape with a width L and a height H, with the proviso that L is greater than H and that the coupling element is arranged in the shroud, that the surface with the width L in operation rests against the shroud ,
  • the coupling element therefore has the shape of a flat blade.
  • the coupling element is in a radial direction, i. H. in the direction in which the centrifugal forces prevail, relatively easily bendable, which results in that the coupling element can be easily pressed against the other shroud.
  • a bend in the axial direction, d. H. hardly possible perpendicular to the centrifugal force direction. This means that the vibration of the blade, on which the coupling element is fixed, entrains sufficiently well. Effective damping is possible.
  • the FIG. 1 shows a section of an arrangement in the radial direction. D. h., The radial direction is perpendicular to Plane.
  • the arrangement comprises a first blade 1 and a second blade 2 arranged adjacent to the first blade 1.
  • the first blade 1 and the second blade 2 are fixedly arranged on a rotor (not illustrated) via rotor claws.
  • the rotor rotates about a rotation axis 3.
  • the first blade 1 and the second blade 2 are elongated in the radial direction and are flowed during operation via a flow medium, not shown, wherein the first blade 1 and the second blade 2 rotation in a rotational direction 4 leads.
  • the first blade 1 is arranged adjacent to the second blade 2.
  • the first blade 1 comprises a coupling element 5, which is fixedly connected in a manner not shown with the first blade 1.
  • the coupling element 5 can be firmly connected, for example by screwing, riveting or by soldering to the first blade 1.
  • An oscillation 6 of the first blade 1 leads to a vibration of the coupling element tip 7.
  • This harmonic oscillation 8 is minimized, which takes place in that the coupling element 5 rests against the second blade 2 .
  • a free end 9 of the coupling element 5, which is arranged outside the first blade 1 is pressed in the radial direction outwards against the second blade 2. This leads to a friction between the free end 9 of the coupling element 5 and the second blade. 2
  • the coupling element 5 is arranged in a blade tip of the first blade 1 and in a blade tip of the second blade 2, which in the FIG. 1 not shown in detail.
  • FIG. 3 shows a shroud 10 of the first and second blades 1 and 2, respectively.
  • the shroud 10 is hereby arranged on the blade tip of the first blade 1 or second blade 2.
  • the shroud 10 has slots 11 into which the coupling element 5 is arranged.
  • the coupling element 5 is fixedly arranged in the slot 11.
  • the coupling element 5 is arranged only loosely in the slot 11. An occurring during operation centrifugal force acts in the centrifugal force direction 12, which is identical to the radial direction.
  • the FIG. 2 shows an alternative representation of a part of an arrangement.
  • the first blade 1 has a first shroud 13 and the blade 2 has a second shroud 14.
  • the shrouds are arranged in the blade tip of the first blade 1 and the second blade 2.
  • the coupling element 5 is arranged laterally in the first shroud 13 and in the second shroud 14.
  • the coupling element 5 is elongated and narrow and designed as a sheet metal.
  • the coupling element 5 has seen in cross section a rectangular shape with a width L and a height H.
  • the height H is substantially identical to the height H of the slot 11. At least the height H of the sheet 5 should be slightly smaller than the height H of the slot 11.
  • L is greater than H and that the coupling element 5 in the Shroud 14 is arranged so that the surface with the width L in operation rests on the shroud 14. As a result, a friction will result, which leads to an energy dissipation and thus causes a vibration reduction.
  • the coupling element 5 is fixedly arranged with the first shroud 13, which can be done for example by a screw.
  • screws are used, which connects the coupling element 5 with the first blade 1 fixed. This results in screw 15, 16.
  • the screw 15, 16 may be oriented, for example, in the axial direction 17. Of course, the screw connection 15, 16 can also take place in the radial direction 18.

Abstract

The arrangement has a coupling element (5) firmly arranged in a blade (1), where a part of the coupling element rests at another blade (2). The two blades comprise two blade points, and the coupling element is arranged in an area of the two blade points, where the latter blade is arranged adjacent to the former blade. The two blade points exhibit two cover volumes, and slots laterally formed in the two cover volumes. The coupling element is arranged in slots of the two cover volumes and designed as a metal sheet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend eine erste Schaufel und eine benachbart zur ersten Schaufel angeordnete zweite Schaufel.The invention relates to an arrangement comprising a first blade and a second blade arranged adjacent to the first blade.

Unter Strömungsmaschinen im Sinne dieser Anmeldung sind beispielsweise Verdichter, Gasturbinen oder Dampfturbinen zu verstehen. Die vorgenannten Strömungsmaschinen haben gemeinsam, dass sie aus einem Gehäuse und einem im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor bestehen, wobei zwischen dem Rotor und dem Gehäuse ein Strömungskanal ausgebildet ist, durch den ein Strömungsmedium strömt. Das Strömungsmedium ist in Dampfturbinen ein Wasserdampf. Im Betrieb der Dampfturbine besteht die Gefahr, dass die Strömung über die stromlinienförmigen Laufschaufeln eine Vibration der Schaufeln verursacht, die zu störenden Effekten führt. Beispielsweise könnte eine Laufschaufel in Form eines Risses beschädigt werden. Daher werden Bestrebungen unternommen, die Laufschaufeln derart zu modifizieren, dass Vibrationen vermieden bzw. gedämpft werden, damit keine Beschädigungen der Laufschaufeln auftreten.For the purposes of this application, turbomachines are, for example, compressors, gas turbines or steam turbines. The aforementioned turbomachines have in common that they consist of a housing and a rotor rotatably mounted in the housing, wherein between the rotor and the housing, a flow channel is formed, through which a flow medium flows. The flow medium is steam in steam turbines. During operation of the steam turbine, there is a risk that the flow over the streamlined blades causes vibration of the blades, which leads to disturbing effects. For example, a blade could be damaged in the form of a crack. Therefore, efforts are being made to modify the blades so that vibrations are avoided or damped so that no damage to the blades occur.

Es ist bekannt, die Deckbänder der Laufschaufeln mit einem einzigen Draht zu verbinden, damit Vibrationen gedämpft werden, damit Relativbewegungen zwischen den Deckbändern verhindert werden.It is known to connect the shrouds of the blades with a single wire, so that vibrations are damped, so that relative movements between the shrouds are prevented.

Aus der DE 697 04 001 T1 ist es bekannt, einen Stift in Deckbändern anzuordnen, die in sogenannten Sacklöchern bewegbar angeordnet sind.From the DE 697 04 001 T1 It is known to arrange a pin in shrouds, which are arranged movably in so-called blind holes.

In der DE 102 56 778 A1 werden nicht die Deckbänder rotordynamisch miteinander gekoppelt, sondern vielmehr die Fußdeckbänder.In the DE 102 56 778 A1 not the shrouds are coupled together rotorordynamically, but rather the Fußdeckbänder.

Ein weiteres Problem der Schwingungsanregungen ist, dass die Laufschaufeln infolge der Schwingungsanregungen Schwingungen durchführen, die zu einer Materialermüdung sowohl der Turbinenschaufel als auch der Rotorklaue führen, in der die Turbinenschaufel angeordnet ist. Wünschenswert wäre es, eine Reduktion der Schwingungsamplituden zu erreichen, die zu einer Reduzierung der Materialbeanspruchung führt.Another problem of the vibration excitations is that the blades cause vibrations due to the vibration excitations, which lead to material fatigue of both the turbine blade and the rotor claw, in which the turbine blade is arranged. It would be desirable to achieve a reduction of the vibration amplitudes, which leads to a reduction of the material stress.

Es ist weiterhin bekannt, Bohrungen in Turbinenschaufeln anzuordnen und in diese ein trockenes Granulat einzufügen. Schwingungen im Bereich des mit Granulat gefüllten Volumens führen zu Bewegungen des Granulats. Da diese Bewegung von innerer Reibung begleitet ist, ist damit auch eine Dämpfung verbunden.It is also known to arrange holes in turbine blades and to insert into this a dry granules. Vibrations in the area filled with granules lead to movements of the granules. Since this movement is accompanied by internal friction, it is also associated with a damping.

Es ist auch weiterhin bekannt, Granulate in Flüssigkeiten anzuordnen, die ebenfalls in Bohrungen der Schaufel angeordnet sind.It is also known to arrange granules in liquids, which are also arranged in bores of the blade.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Anordnung anzugeben, die durch einfache Mittel wirksam gegen störende Schwingungsanregungen geschützt ist.It is an object of the invention to provide an arrangement which is effectively protected by simple means against disturbing vibration excitations.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung, umfassend eine erste Schaufel und eine benachbart zur ersten Schaufel angeordnete zweite Schaufel, wobei ein Koppelelement in der ersten Schaufel fest angeordnet ist und ein Teil des Koppelelementes an der zweiten Schaufel anliegt.This object is achieved by an arrangement comprising a first blade and a second blade arranged adjacent to the first blade, wherein a coupling element is fixedly arranged in the first blade and a part of the coupling element bears against the second blade.

Bei einem gekoppelten Schaufelverband bilden sich sogenannte Knotendurchmesser-Schwingungen aus. Diese Knotendurchmesser-Schwingungen sind dadurch charakterisiert, dass über den Umfang der Schaufeln die Amplituden der Schwingungen eine sinusartige Form aufweisen. Das bedeutet, dass für benachbarte Schaufeln sich eine relative Drehung bezüglich der unmittelbaren oder entfernten Nachbarschaufeln ergibt. Ein Vorteil der Erfindung ist, dass solche relativen Drehungen der unmittelbaren oder entfernten Nachbarschaufeln erfindungsgemäß gedämpft werden. Dazu werden benachbarte Schaufeln derart modifiziert, dass eine Untermenge der Schaufeln ein Koppelelement erhält, das fest mit der Schaufel verbunden ist. Dieses Koppelelement ist derart ausgebildet, dass es bis zur nächsten Nachbarschaufel oder sogar noch bis zur übernächsten Nachbarschaufel anliegt, aber nicht mit der benachbarten Schaufel fest verbunden ist.In a coupled blade association so-called nodal diameter vibrations form. These node diameter vibrations are characterized in that the amplitudes of the oscillations have a sinusoidal shape over the circumference of the blades. This means that for adjacent blades there will be a relative rotation with respect to the immediate or distant neighboring blades. An advantage of the invention is that such relative rotations of the immediate or distant neighboring blades are in accordance with the invention be steamed. For this purpose, adjacent blades are modified such that a subset of the blades receives a coupling element which is firmly connected to the blade. This coupling element is designed such that it bears against the next adjacent blade or even up to the next but one neighboring blade, but is not firmly connected to the adjacent blade.

Wenn eine Schaufel in der Anordnung eine Schwingung durchführt, so bewegt sich die Schaufel mit dem fest verbundenen Balken. Die benachbarte Schaufel, die nicht fest mit dem Koppelelement verbunden ist, drückt dieses infolge der im Betrieb auftretenden Fliehkraft gegen die Schaufel, wodurch ein kraftschlüssiger Kontakt erfolgt, wobei infolge einer Reibung eine Energiedissipation erfolgt und dadurch Schwingungsenergie verloren geht, wodurch die störende Schwingung gedämpft wird.When a blade in the assembly makes a vibration, the bucket moves with the fixed beam. The adjacent blade, which is not fixedly connected to the coupling element, pushes this due to the centrifugal force occurring during operation against the blade, whereby a frictional contact takes place, which occurs as a result of friction energy dissipation and thereby vibration energy is lost, whereby the disturbing vibration is damped ,

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments are specified in the subclaims.

In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung weist die erste Schaufel eine erste Schaufelspitze auf und die zweite Schaufel eine zweite Schaufelspitze auf, wobei das Koppelelement im Bereich der ersten und zweiten Schaufelspitze angeordnet ist. Die Schwingungen sind konstruktionsbedingt an den Schaufelspitzen am größten. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Dämpfungseinrichtung in der Schaufelspitze angeordnet ist. Das Koppelelement wird daher vorteilhaft im Bereich der ersten und zweiten Schaufelspitze angeordnet. Die Amplituden der störenden Schwingungen sind dort am größten und werden somit am effektivsten gedämpft.In a first advantageous development, the first blade has a first blade tip and the second blade has a second blade tip, wherein the coupling element is arranged in the region of the first and second blade tip. The vibrations are the largest due to the design of the blade tips. Therefore, it is advantageous if the damping device is arranged in the blade tip. The coupling element is therefore advantageously arranged in the region of the first and second blade tip. The amplitudes of the disturbing vibrations are greatest there and are therefore most effectively damped.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die erste Schaufelspitze ein erstes Deckband auf, wobei das Koppelelement im ersten Deckband fest angeordnet ist. Durch die Anordnung eines Koppelelementes, das im Grunde ein fremdes Element ist, muss eine geeignete Stelle gefunden werden, wo das Koppelelement angeordnet werden kann. Die Deckbänder sind an den Schaufelspitzen angeordnet und weisen eine Konstruktion auf, die vergleichsweise groß ist zur Gesamtschaufel. In dieses Deckband wird das Koppelelement fest angeordnet. Dies kann beispielsweise durch eine Lötung, einer Verschraubung oder einer Vernietung erfolgen.In a further advantageous embodiment, the first blade tip on a first shroud, wherein the coupling element is fixedly arranged in the first shroud. The arrangement of a coupling element, which is basically a foreign element, a suitable location must be found where the coupling element can be arranged. The shrouds are arranged on the blade tips and have a construction which is comparatively large to the overall blade. In this shroud, the coupling element is fixed. This can be done for example by a soldering, a screw or riveting.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die zweite Schaufelspitze, die zur benachbarten Schaufel gehört, ein zweites Deckband auf, wobei das Koppelelement im zweiten Deckband angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist das Koppelelement im zweiten Deckband lose angeordnet, d. h. nicht fest mit dem zweiten Deckband verbunden. Das zweite Deckband ist hierbei derart angeordnet, dass eine im Betrieb auftretende Fliehkraft dazu führt, dass das Koppelelement gegen das zweite Deckband gedrückt wird. Das bedeutet, dass das Koppelelement im zweiten Deckband bei einer auftretenden Schwingung reibt. Dadurch erfolgt eine Energiedissipation, wodurch die Schwingung gedämpft wird.In a further advantageous development, the second blade tip, which belongs to the adjacent blade, a second shroud, wherein the coupling element is arranged in the second shroud. According to the coupling element in the second shroud is loosely arranged, d. H. not firmly connected to the second shroud. The second shroud is in this case arranged such that a centrifugal force occurring during operation leads to the coupling element being pressed against the second shroud. This means that the coupling element rubs in the second shroud when an oscillation occurs. This results in an energy dissipation, whereby the vibration is damped.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das erste Deckband und das zweite Deckband jeweils einen Schlitz auf, in der das Koppelelement angeordnet ist. Mit einem Schlitz ist eine vergleichsweise einfache und fertigungstechnisch günstige Lösung verfügbar, um das Koppelelement wirkungsvoll im Deckband anzuordnen.In a further advantageous development, the first shroud and the second shroud each have a slot in which the coupling element is arranged. With a slot, a comparatively simple and production-technically favorable solution is available in order to effectively arrange the coupling element in the shroud.

Vorteilhafterweise wird der Schlitz seitlich im ersten Deckband und im zweiten Deckband angeordnet. Durch die seitliche Anordnung ist es möglich, das Koppelelement während Revisionsarbeiten leicht zu entfernen.Advantageously, the slot is arranged laterally in the first shroud and in the second shroud. Due to the lateral arrangement, it is possible to easily remove the coupling element during revision work.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Koppelelement länglich und schmal ausgebildet. Die wirksame Dämpfung der Schaufelschwingungen hängt im Wesentlichen von der Form und dem Material des Koppelelementes ab. Je länger das Koppelelement ist, umso größer sind auch die Schwingungsamplituden der Spitze des Koppelementes. Je länger das Koppelelement ist, umso größer sind demnach die Schwingungsamplituden an der Spitze. Darüber hinaus sollte das Material derart gewählt werden, dass es möglichst starr und fest mit der Schaufel verbunden werden kann, wobei die Festigkeitswerte des Koppelelementes derart sein sollten, dass das Koppelelement selber kaum eigene Schwingungen durchführen kann.In an advantageous development, the coupling element is elongated and narrow. The effective damping of the blade vibrations depends essentially on the shape and the material of the coupling element. The longer the coupling element, the greater the oscillation amplitudes of the tip of the coupling element. The longer the coupling element is, the greater are therefore the vibration amplitudes at the top. In addition, the material should be chosen such that it can be connected as rigidly and firmly as possible with the blade, the strength values of the coupling element should be such that the coupling element itself can hardly perform their own vibrations.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Koppelelement als Blech ausgeführt. Vorteilhafterweise weist das Blech im Querschnitt gesehen eine rechteckige Form auf mit einer Breite L und einer Höhe H, wobei gilt, dass L größer H ist und dass das Kopplungselement derart im Deckband angeordnet ist, dass die Oberfläche mit der Breite L im Betrieb am Deckband anliegt. Das Koppelelement weist demnach die Form eines flachen Messers auf. Durch diese Konstruktion ist das Koppelelement in einer radialen Richtung, d. h. in der Richtung, in der die Fliehkräfte herrschen, vergleichsweise leicht biegbar, was dazu führt, dass das Koppelelement leicht gegen das andere Deckband gedrückt werden kann. Hingegen ist eine Biegung in axialer Richtung, d. h. senkrecht zur Fliehkraftrichtung kaum möglich. Das bedeutet, dass die Schwingung der Schaufel, an der das Koppelelement fest angeordnet wird, hinreichend gut mitnimmt. Eine wirksame Dämpfung ist dadurch möglich.In an advantageous development, the coupling element is designed as a sheet metal. Advantageously, seen in cross section, the sheet has a rectangular shape with a width L and a height H, with the proviso that L is greater than H and that the coupling element is arranged in the shroud, that the surface with the width L in operation rests against the shroud , The coupling element therefore has the shape of a flat blade. By this construction, the coupling element is in a radial direction, i. H. in the direction in which the centrifugal forces prevail, relatively easily bendable, which results in that the coupling element can be easily pressed against the other shroud. On the other hand, a bend in the axial direction, d. H. hardly possible perpendicular to the centrifugal force direction. This means that the vibration of the blade, on which the coupling element is fixed, entrains sufficiently well. Effective damping is possible.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in den Figuren näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1
einen Ausschnitt einer Anordnung in radialer Richtung gesehen, mit Blick auf die Deckbänder;
Fig. 2
einen Ausschnitt zweier benachbarter Deckbänder;
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht eines Deckbandes.
The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment in the figures. Show:
Fig. 1
a section of an arrangement seen in the radial direction, with a view of the shrouds;
Fig. 2
a section of two adjacent shrouds;
Fig. 3
a perspective view of a shroud.

Die Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Anordnung in radialer Richtung. D. h., die radiale Richtung steht senkrecht zur Zeichenebene. Die Anordnung umfasst eine erste Schaufel 1 und eine benachbart zur ersten Schaufel 1 angeordnete zweite Schaufel 2. Die erste Schaufel 1 und die zweite Schaufel 2 sind auf einem nicht näher dargestellten Rotor über Rotorklauen fest angeordnet. Der Rotor rotiert um eine Rotationsachse 3. Die erste Schaufel 1 und die zweite Schaufel 2 sind in radialer Richtung länglich ausgebildet und werden im Betrieb über ein nicht näher dargestelltes Strömungsmedium angeströmt, wobei die erste Schaufel 1 und die zweite Schaufel 2 eine Drehung in einer Rotationsrichtung 4 führt.The FIG. 1 shows a section of an arrangement in the radial direction. D. h., The radial direction is perpendicular to Plane. The arrangement comprises a first blade 1 and a second blade 2 arranged adjacent to the first blade 1. The first blade 1 and the second blade 2 are fixedly arranged on a rotor (not illustrated) via rotor claws. The rotor rotates about a rotation axis 3. The first blade 1 and the second blade 2 are elongated in the radial direction and are flowed during operation via a flow medium, not shown, wherein the first blade 1 and the second blade 2 rotation in a rotational direction 4 leads.

Die erste Schaufel 1 ist zur zweiten Schaufel 2 benachbart angeordnet. Die erste Schaufel 1 umfasst ein Koppelelement 5, das in einer nicht näher dargestellten Weise mit der ersten Schaufel 1 fest verbunden ist. Das Koppelelement 5 kann beispielsweise durch Verschraubungen, Vernietungen oder durch Löten mit der ersten Schaufel 1 fest verbunden werden. Eine Schwingung 6 der ersten Schaufel 1 führt zu einer Schwingung der Koppelelementspitze 7. Das führt ebenfalls zu einer harmonischen Schwingung 8 der Koppelelementspitze 7. Diese harmonische Schwingung 8 gilt es zu minimieren, was dadurch erfolgt, dass das Koppelelement 5 an der zweiten Schaufel 2 anliegt. Infolge der Fliehkräfte, die im Betrieb auftreten, wird ein freies Ende 9 des Koppelelementes 5, das außerhalb der ersten Schaufel 1 angeordnet ist, in radialer Richtung nach außen gegen die zweite Schaufel 2 gedrückt. Dies führt zu einer Reibung zwischen dem freien Ende 9 des Koppelelementes 5 und der zweiten Schaufel 2.The first blade 1 is arranged adjacent to the second blade 2. The first blade 1 comprises a coupling element 5, which is fixedly connected in a manner not shown with the first blade 1. The coupling element 5 can be firmly connected, for example by screwing, riveting or by soldering to the first blade 1. An oscillation 6 of the first blade 1 leads to a vibration of the coupling element tip 7. This also leads to a harmonic oscillation 8 of the coupling element tip 7. This harmonic oscillation 8 is minimized, which takes place in that the coupling element 5 rests against the second blade 2 , As a result of the centrifugal forces which occur during operation, a free end 9 of the coupling element 5, which is arranged outside the first blade 1, is pressed in the radial direction outwards against the second blade 2. This leads to a friction between the free end 9 of the coupling element 5 and the second blade. 2

Das Koppelelement 5 wird in einer Schaufelspitze der ersten Schaufel 1 und in einer Schaufelspitze der zweiten Schaufel 2 angeordnet, was in der Figur 1 nicht näher dargestellt ist.The coupling element 5 is arranged in a blade tip of the first blade 1 and in a blade tip of the second blade 2, which in the FIG. 1 not shown in detail.

Die Figur 3 zeigt ein Deckband 10 der ersten bzw. zweiten Schaufel 1 bzw. 2. Das Deckband 10 ist hierbei an der Schaufelspitze der ersten Schaufel 1 bzw. zweiten Schaufel 2 angeordnet. Das Deckband 10 weist Schlitze 11 auf, in die das Koppelelement 5 angeordnet wird. Im Falle der ersten Schaufel 1 wird das Koppelelement 5 in dem Schlitz 11 fest angeordnet. Im Falle der zweiten Schaufel 2 wird das Koppelelement 5 im Schlitz 11 lediglich lose angeordnet. Eine im Betrieb auftretende Fliehkraft wirkt in der Fliehkraftrichtung 12, die identisch ist mit der radialen Richtung.The FIG. 3 shows a shroud 10 of the first and second blades 1 and 2, respectively. The shroud 10 is hereby arranged on the blade tip of the first blade 1 or second blade 2. The shroud 10 has slots 11 into which the coupling element 5 is arranged. In the case of the first shovel 1, the coupling element 5 is fixedly arranged in the slot 11. In the case of the second blade 2, the coupling element 5 is arranged only loosely in the slot 11. An occurring during operation centrifugal force acts in the centrifugal force direction 12, which is identical to the radial direction.

Die Figur 2 zeigt eine alternative Darstellung eines Teils einer Anordnung. Die erste Schaufel 1 weist ein erstes Deckband 13 und die Schaufel 2 ein zweites Deckband 14 auf. Die Deckbänder sind in der Schaufelspitze der ersten Schaufel 1 und der zweiten Schaufel 2 angeordnet. Das Koppelelement 5 ist seitlich im ersten Deckband 13 sowie im zweiten Deckband 14 angeordnet. Dabei ist das Koppelelement 5 länglich und schmal ausgebildet und als Blech ausgeführt. Das Koppelelement 5 weist im Querschnitt gesehen eine rechteckige Form mit einer Breite L und einer Höhe H auf. Die Höhe H ist im Wesentlichen identisch mit der Höhe H des Schlitzes 11. Zumindest sollte die Höhe H des Bleches 5 geringfügig kleiner sein als die Höhe H des Schlitzes 11. Es gilt hierbei, dass L größer H ist und dass das Koppelelement 5 derart im Deckband 14 angeordnet ist, dass die Oberfläche mit der Breite L im Betrieb am Deckband 14 anliegt. Dadurch wird eine Reibung entstehen, die zu einer Energiedissipation führt und somit eine Schwingungsreduktion herbeiführt.The FIG. 2 shows an alternative representation of a part of an arrangement. The first blade 1 has a first shroud 13 and the blade 2 has a second shroud 14. The shrouds are arranged in the blade tip of the first blade 1 and the second blade 2. The coupling element 5 is arranged laterally in the first shroud 13 and in the second shroud 14. The coupling element 5 is elongated and narrow and designed as a sheet metal. The coupling element 5 has seen in cross section a rectangular shape with a width L and a height H. The height H is substantially identical to the height H of the slot 11. At least the height H of the sheet 5 should be slightly smaller than the height H of the slot 11. It is here that L is greater than H and that the coupling element 5 in the Shroud 14 is arranged so that the surface with the width L in operation rests on the shroud 14. As a result, a friction will result, which leads to an energy dissipation and thus causes a vibration reduction.

Das Koppelelement 5 wird fest mit dem ersten Deckband 13 angeordnet, was beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen kann. Dazu werden Schrauben verwendet, die das Koppelelement 5 mit der ersten Schaufel 1 fest verbindet. Dadurch entstehen Schraubverbindungen 15, 16. Die Schraubverbindung 15, 16 kann beispielsweise in axialer Richtung 17 orientiert sein. Die Schraubverbindung 15, 16 kann natürlich auch in radialer Richtung 18 erfolgen.The coupling element 5 is fixedly arranged with the first shroud 13, which can be done for example by a screw. For this purpose, screws are used, which connects the coupling element 5 with the first blade 1 fixed. This results in screw 15, 16. The screw 15, 16 may be oriented, for example, in the axial direction 17. Of course, the screw connection 15, 16 can also take place in the radial direction 18.

Claims (9)

Anordnung,
umfassend eine erste Schaufel (1) und eine benachbart zur ersten Schaufel (1) angeordnete zweite Schaufel (2),
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Koppelelement (5) in der ersten Schaufel (1) fest angeordnet ist und ein Teil des Koppelelementes (9) an der zweiten Schaufel (2) anliegt.Arrangement,
comprising a first blade (1) and a second blade (2) arranged adjacent to the first blade (1),
characterized in that
a coupling element (5) is fixedly arranged in the first blade (1) and a part of the coupling element (9) bears against the second blade (2). Anordnung nach Anspruch 1,
wobei die erste Schaufel (1) eine erste Schaufelspitze aufweist,
wobei die zweite Schaufel (2) eine zweite Schaufelspitze aufweist,
wobei das Koppelelement (5) im Bereich der ersten und zweiten Schaufelspitze angeordnet ist.Arrangement according to claim 1,
wherein the first blade (1) has a first blade tip,
wherein the second blade (2) has a second blade tip,
wherein the coupling element (5) is arranged in the region of the first and second blade tip. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die erste Schaufelspitze ein erstes Deckband (13) aufweist und das Koppelelement (5) im ersten Deckband (13) angeordnet ist.Arrangement according to claim 1 or 2,
wherein the first blade tip has a first shroud (13) and the coupling element (5) in the first shroud (13) is arranged. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
wobei die zweite Schaufelspitze ein zweites Deckband (14) aufweist und das Koppelelement (5) im zweiten Deckband (14) angeordnet ist.Arrangement according to claim 1, 2 or 3,
wherein the second blade tip has a second shroud (14) and the coupling element (5) in the second shroud (14) is arranged. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4,
wobei das erste Deckband (13) und das zweite Deckband (14) jeweils einen Schlitz (11) aufweist, in der das Koppelelement (5) angeordnet ist.Arrangement according to claim 3 or 4,
wherein the first shroud (13) and the second shroud (14) each have a slot (11) in which the coupling element (5) is arranged. Anordnung nach Anspruch 5,
wobei der Schlitz (11) seitlich im ersten Deckband (13) und im zweiten Deckband (14) angeordnet ist.Arrangement according to claim 5,
wherein the slot (11) is arranged laterally in the first shroud (13) and in the second shroud (14). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Koppelelement (5) länglich und schmal ausgebildet ist.Arrangement according to one of the preceding claims,
wherein the coupling element (5) is elongated and narrow. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Koppelelement (5) ein Blech ist.Arrangement according to one of the preceding claims,
wherein the coupling element (5) is a sheet metal. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8,
wobei das Koppelelement (5) im Querschnitt gesehen eine rechteckige Form mit einer Breite L und einer Höhe H aufweist,
wobei L größer H gilt und das Koppelelement (5) derart im Deckband (10, 13, 14) angeordnet ist, dass die Oberfläche mit der Breite L im Betrieb am Deckband (14) anliegt.Arrangement according to claim 7 or 8,
wherein the coupling element (5), viewed in cross-section, has a rectangular shape with a width L and a height H,
where L is greater than H and the coupling element (5) in the shroud (10, 13, 14) is arranged such that the surface with the width L in operation on the shroud (14).
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8951013B2 (en) * 2011-10-24 2015-02-10 United Technologies Corporation Turbine blade rail damper
US8967973B2 (en) * 2011-10-26 2015-03-03 General Electric Company Turbine bucket platform shaping for gas temperature control and related method
CN109057870B (en) * 2018-08-07 2020-12-01 中国航发湖南动力机械研究所 Turbine blade assembly
US11719440B2 (en) * 2018-12-19 2023-08-08 Doosan Enerbility Co., Ltd. Pre-swirler having dimples

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1165005A (en) * 1914-05-14 1915-12-21 Westinghouse Machine Co Blade construction for elastic-fluid turbines.
US1618285A (en) * 1927-02-22 Blade lashing
CH272378A (en) * 1949-02-17 1950-12-15 Escher Wyss Ag Blading on rotors of centrifugal machines with twisted blades, in particular of steam, gas turbines and compressors, through which there is axial flow.
DE1551180A1 (en) * 1965-12-06 1969-06-19 Gen Electric Guide vane ring for turbo machines, especially gas turbine engines
US4191508A (en) * 1977-02-02 1980-03-04 Hitachi, Ltd. Turbine rotor construction
DE69704001D1 (en) 1996-05-09 2001-03-08 Rolls Royce Plc Damping pins for cover tapes of turbomachinery
DE10256778A1 (en) 2001-12-11 2004-01-08 Alstom (Switzerland) Ltd. Oscillation dampers for damping vibrations produced by blades in turbines or compressors are arranged between neighboring blades or a rotor and are made from a light rigid non-metallic material
JP2008045419A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Shearing stress reducing structure of integral shrouded blade
EP2019188A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Rotor stage with damping element

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1544318A (en) * 1923-09-12 1925-06-30 Westinghouse Electric & Mfg Co Turbine-blade lashing
GB695724A (en) * 1950-08-01 1953-08-19 Rolls Royce Improvements in or relating to structural elements for axial-flow turbo-machines such as compressors or turbines of gas-turbine engines
US3034762A (en) * 1960-05-31 1962-05-15 United Aircraft Corp Blade damping means
GB1195012A (en) * 1966-06-21 1970-06-17 Rolls Royce Rotor for Bladed Fluid Flow Machines.
US3986792A (en) * 1975-03-03 1976-10-19 Westinghouse Electric Corporation Vibration dampening device disposed on a shroud member for a twisted turbine blade
CH666326A5 (en) * 1984-09-19 1988-07-15 Bbc Brown Boveri & Cie Turbine rotor blades with shroud plates at outer ends - have adjacent plates connected via damping circumferential wire through bores in plates
US4784571A (en) * 1987-02-09 1988-11-15 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for reducing blade flop in steam turbine
FR2612249B1 (en) * 1987-03-12 1992-02-07 Alsthom MOBILE BLADES FOR STEAM TURBINES
JPH08303205A (en) * 1995-05-11 1996-11-19 Hitachi Ltd Turbine moving blade
US5645402A (en) * 1996-04-10 1997-07-08 Solar Turbines Incorporated Turbine blade vibration dampening
US6371727B1 (en) * 2000-06-05 2002-04-16 The Boeing Company Turbine blade tip shroud enclosed friction damper

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1618285A (en) * 1927-02-22 Blade lashing
US1165005A (en) * 1914-05-14 1915-12-21 Westinghouse Machine Co Blade construction for elastic-fluid turbines.
CH272378A (en) * 1949-02-17 1950-12-15 Escher Wyss Ag Blading on rotors of centrifugal machines with twisted blades, in particular of steam, gas turbines and compressors, through which there is axial flow.
DE1551180A1 (en) * 1965-12-06 1969-06-19 Gen Electric Guide vane ring for turbo machines, especially gas turbine engines
US4191508A (en) * 1977-02-02 1980-03-04 Hitachi, Ltd. Turbine rotor construction
DE69704001D1 (en) 1996-05-09 2001-03-08 Rolls Royce Plc Damping pins for cover tapes of turbomachinery
DE10256778A1 (en) 2001-12-11 2004-01-08 Alstom (Switzerland) Ltd. Oscillation dampers for damping vibrations produced by blades in turbines or compressors are arranged between neighboring blades or a rotor and are made from a light rigid non-metallic material
JP2008045419A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Shearing stress reducing structure of integral shrouded blade
EP2019188A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Rotor stage with damping element

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