EP2539544A2 - Blade comprising pre-wired sections - Google Patents
Blade comprising pre-wired sectionsInfo
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- EP2539544A2 EP2539544A2 EP11711017A EP11711017A EP2539544A2 EP 2539544 A2 EP2539544 A2 EP 2539544A2 EP 11711017 A EP11711017 A EP 11711017A EP 11711017 A EP11711017 A EP 11711017A EP 2539544 A2 EP2539544 A2 EP 2539544A2
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- EP
- European Patent Office
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- profile section
- center point
- profile
- point component
- section
- Prior art date
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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
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- 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
- F05D2200/00—Mathematical features
- F05D2200/20—Special functions
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/49336—Blade making
- Y10T29/49337—Composite blade
Definitions
- the invention relates to an airfoil for a blade of a turbomachine with threaded profile sections, in particular an airfoil of a compressor blade, and a method for threading profile sections of such a blade.
- Object of the present invention is therefore to provide an improved airfoil for a
- Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
- profile sections of an airfoil are threaded in such a way that a first center point component of a second profile section is selected as a function of at least one midpoint component of a first profile section.
- the midpoint position of a profile section can in particular be the position i * c of its
- Center point components XCG in the axial, TCG in radial direction and ®CG in the circumferential direction wherein in particular reference is made to a usual coordinate system whose axial coordinate with a longitudinal axis of the flow grid or the turbomachine is aligned.
- At least one of these components which for the sake of greater compactness is referred to as the first center point component, is then formed for a second profile section as a function of one or more center point components of one, preferably radially outwardly preceding one, i.e. selected radially inward, first profile section. This allows for optimal threading of subsequent ones
- the individual profile sections are designed in advance in terms of fluid, in particular aerodynamically, preferably optimized, and then according to the invention, i.e. in dependence of
- Center point component of the second profile section additionally selected as a function of its graduation angle and / or in dependence on a stagger angle of the first profile section.
- first center point component of the second profile section can also be dependent on at least one other, second
- Center point component of the second profile section are selected.
- an axial center location i.e. a
- Mid-point component in the axial direction determined for the second profile cut, and then its mid-point circumferential position, i.e. its midpoint component in
- Circumferential direction to be selected depending on this axial center position.
- the mass mean or center of gravity or position of a radially inner first profile section (i) is known by its position or position xcofi) in axial, rcG) in radial and ®CG (in the circumferential direction and its stagger angle ⁇ ( t ), and the axial and radial positions xcGft + i), fcGfi + i) of the center of mass of a radially adjacent second
- Midpoint circumferential position ®cG (t + i) of the second profile section (i + 1) at least approximately the relationship
- substantially all profile sections of the airfoil at least approximately obey this relationship.
- radially inner profile section deviate from this. Therefore, preferably at least radially outer profile sections meet the above relationship, in particular all profile sections from 35% of a channel height of the blade grid, preferably from 25% of the channel height upwards.
- the radial position rcG (i) or rcGfi + i) of the first or second profile section may also be used, so that the Center point circumferential position ®cG (i + i) of the second profile section (i + J) at least approximately, for example, the relationship
- the stagger angle ß ⁇ or ß ( i + i) of the first or second profile section can be used approximately, so that the
- Center point circumferential position ®CG (I + I) of the second profile section at least approximately, for example, the relationship
- the blade can be inclined in the circumferential direction by the angle ® ⁇ ean . Then, the center-point circumferential position .RTM.CG (t + i) of the second profile section (i + 1) according to one of the above-explained relationships, the term
- 'CG (/ + 1) may be added such that the midpoint circumferential position ®CG (I + I) of the second profile section (i + 1) is at least approximately equal to the relationship
- Fig. 1A is a meridional view of an airfoil with threaded profile sections according to the prior art
- Fig. 1B is an axial view of the airfoil of Fig. 1A.
- FIG. 2 A, 2B an airfoil according to an embodiment of the present invention in FIG.
- FIGS. 2A, 2B show, in meridional or axial view, an airfoil 1 of FIG
- a compressor blade according to an embodiment of the present invention.
- some threaded profile sections are drawn in, of which a second one is labeled "i + 1".
- the individual profile sections are first generated under aerodynamic aspects, for example by setting or optimizing their skeleton line and their design circles. Subsequently, starting with a radially innermost profile section at the bottom of the flow channel, the axial center of gravity positions of the profile sections are recursively specified. For each profile section at least from 25% of the height of the channel upwards (from bottom to top in Fig. 2) its center of gravity position in the circumferential direction according to the relationship (2) or (2 "') is chosen, then finally the complete, both in aerodynamic and in terms of strength optimal 3D geometry of this blade results without the need for time and cost-intensive aero-strength iterations must be performed.
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Abstract
The invention relates to a method for wiring sections ((i), (i+1)) of a blade (1) for a blade row of a turbomachine. According to said method, a first central component (formula (II)) of a second section ((i+1)) is selected according to at least one central component ((formula (IV)), xCG(i), rCG(i)) of a first section ((i)), especially according to formula (I) where: (i) is a variable of the first section; (i+1) is a variable of the second section; (formula (III)) is a central component of a section in the peripheral direction, preferably in the angular or radian measure; xCG is a central component of a section in the axial direction; rCG is a central component of a section in the radial direction; ß is a graduated angle of a section; and (formula (V)) is a peripheral incline, preferably in the angular or radian measure.
Description
Schaufelblatt mit gefädelten Profilschnitten Airfoil with threaded profile cuts
Die Erfindung betrifft ein Schaufelblatt für ein Schaufelgitter einer Strömungsmaschine mit gefädelten Profilschnitten, insbesondere ein Schaufelblatt einer Verdichterlaufschaufel, sowie ein Verfahren zum Fädeln von Profilschnitten eines solchen Schaufelblatts. The invention relates to an airfoil for a blade of a turbomachine with threaded profile sections, in particular an airfoil of a compressor blade, and a method for threading profile sections of such a blade.
Insbesondere, um einzelne Profilschnitte in radialer Richtung an radial über einer Kanalhöhe eines Schaufelgitters variierende Strömungsbedingungen, insbesondere die Strömungsvektoren an Ein- und Austritt, anzupassen, ist es, beispielsweise aus der EP 0 798 447 A2 der Anmelderin und der DE 10 2006 055 869 AI, bekannt, die dreidimensionale Geometrie (3D-Geometrie) eines Schaufelblattes aus in radialer Richtung aufeinanderfolgenden Profilschnitten, In particular, in order to adapt individual profile sections in the radial direction to flow conditions which vary radially above a channel height of a blade grid, in particular the flow vectors at entry and exit, it is for example from EP 0 798 447 A2 of the Applicant and DE 10 2006 055 869 A1 , known, the three-dimensional geometry (3D geometry) of an airfoil from successive profile sections in the radial direction,
vorzugsweise 2D-Profilschnitten, aufzubauen, i.e. die Profilschnitte zu fädeln. Beide preferably to construct 2D profile sections, i.e. to thread the profile sections. Both
Druckschriften befassen sich ebenso wie die DE 10 2005 042 115 AI, die DE 34 41 115 Cl und die DE 10 2005 025 213 AI mit der Geometrie der einzelnen Profilschnitte, insbesondere deren Skelettlinien. Documents as well as DE 10 2005 042 115 A1, DE 34 41 115 C1 and DE 10 2005 025 213 AI deal with the geometry of the individual profile sections, in particular their skeleton lines.
Insbesondere bei Verdichterlaufschaufeln mit einer Pfeilung in axialer Richtung können infolge einer Fädelung in Umfangsrichtung, i.e. mit in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Profilschnitten, seitliche Biegespannungen im Schaufelblatt auftreten. In particular, in compressor blades with a sweep in the axial direction, due to circumferential threading, e.g. with circumferentially staggered profile sections, lateral bending stresses occur in the blade.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbessertes Schaufelblatt für ein Object of the present invention is therefore to provide an improved airfoil for a
Schaufelgitter einer Strömungsmaschine zur Verfügung zu stellen. To provide blade grid of a turbomachine.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a
Schaufelblatt mit den Merkmalen des Anspruchs 8 bzw. 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Airfoil with the features of claim 8 or 9 solved. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß werden Profilschnitten eines Schaufelblatts derart gefädelt, dass eine erste Mittelpunktlagenkomponente eines zweiten Profilschnittes in Abhängigkeit von wenigstens einer Mittelpunktslagenkomponente eines ersten Profilschnittes gewählt wird. According to the invention, profile sections of an airfoil are threaded in such a way that a first center point component of a second profile section is selected as a function of at least one midpoint component of a first profile section.
Die Mittelpunktslage eines Profilschnittes kann insbesondere die Lage i*c seines The midpoint position of a profile section can in particular be the position i * c of its
Flächenmittelpunktes
mit den Komponenten X in axialer, rc in radialer und ®c in Umfangsrichtung und dem Vektor rdF zum infinitesimalen Element dF der Profilschnittfläche F, vorzugsweise die Lage #*CG seines Massenmittel- bzw. Schwerpunktes
Space center with the components X in the axial direction, rc in the radial direction and rc in the circumferential direction and the vector rdF to the infinitesimal element dF of the profile section F, preferably the position # * CG of its center of mass or center of gravity
mit den Vektor ^M zum infinitesimalen Massenelement dM und den entsprechenden with the vector ^ M to the infinitesimal mass element dM and the corresponding one
Mittelpunktlagenkomponenten XCG in axialer, TCG in radialer und ®CG in Umfangsrichtung sein, wobei insbesondere auf ein fachübliches Koordinatensystem Bezug genommen ist, dessen Axialkoordinate mit einer Längsachse des Strömungsgitters bzw. der Strömungsmaschine fluchtet. Center point components XCG in the axial, TCG in radial direction and ®CG in the circumferential direction, wherein in particular reference is made to a usual coordinate system whose axial coordinate with a longitudinal axis of the flow grid or the turbomachine is aligned.
Erfindungsgemäß wird nun, vorzugsweise rekursiv, wenigstens eine dieser Komponenten, die zur kompakteren Darstellung als erste Mittelpunktlagenkomponente bezeichnet wird, für einen zweiten Profilschnittes in Abhängigkeit von einer oder mehreren Mittelpunktslagenkomponente eines, vorzugsweise in radialer Richtung nach außen vorhergehenden, i.e. radial innenliegenden, ersten Profilschnittes gewählt. Dies ermöglicht eine optimale Fädelung nachfolgender According to the invention, preferably recursively, at least one of these components, which for the sake of greater compactness is referred to as the first center point component, is then formed for a second profile section as a function of one or more center point components of one, preferably radially outwardly preceding one, i.e. selected radially inward, first profile section. This allows for optimal threading of subsequent ones
Profilschnitte bezüglich ihrer Mittelpunktslagen. Profile cuts with respect to their midpoint positions.
Dabei werden die einzelnen Profilschnitte, insbesondere ihre Geometrie oder Außenkontur, gemäß einer bevorzugten Ausführung vorab fluid-, insbesondere aerodynamisch ausgelegt, vorzugsweise optimiert, und anschließend erfindungsgemäß, i.e. in Abhängigkeit von In this case, according to a preferred embodiment, the individual profile sections, in particular their geometry or outer contour, are designed in advance in terms of fluid, in particular aerodynamically, preferably optimized, and then according to the invention, i.e. in dependence of
Mittelpunktslagenkomponenten eines vorhergehenden Profilschnittes gefädelt. Auf diese Weise kann sowohl fluiddynamischen als auch Festigkeitsanforderungen separat und somit jeweils optimal Rechnung getragen werden. Center point components of a previous profile section threaded. In this way, both fluid dynamic and strength requirements separately and thus optimally taken into account.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird eine erfindungsgemäß gewählte erste According to a preferred embodiment, a first selected according to the invention
Mittelpunktlagenkomponente des zweiten Profilschnittes zusätzlich auch in Abhängigkeit von seinem Staffelungs winkel und/oder in Abhängigkeit von einem Staffelungswinkel des ersten Profilschnittes gewählt. Als Staffelungs- bzw. Schaufel winkel ß eines Profilschnittes wird dabei in fachüblicher Weise insbesondere der schaufelanfangs-, oder schaufelendseitige Center point component of the second profile section additionally selected as a function of its graduation angle and / or in dependence on a stagger angle of the first profile section. As staggering or blade angle ß of a profile section is doing in the usual way, in particular the schaufelanfangs-, or blade end
Staffelungswinkel oder der Winkel bezeichnet, den eine Sehne zwischen Schaufelanström- und Schaufelabströmkante oder eine Profilskelettlinie mit einer Gitterebene des Schaufelgitters einschließt.
Zusätzlich oder alternativ kann die erste Mittelpunktlagenkomponente des zweiten Profilschnittes auch in Abhängigkeit von wenigstens einer anderen, zweiten Stagger angle or angle denoted by a chord between blade inflow and vane trailing edge or a profile skeleton line with a lattice plane of the blade lattice. Additionally or alternatively, the first center point component of the second profile section can also be dependent on at least one other, second
Mittelpunktlagenkomponente des zweiten Profilschnittes gewählt werden. Beispielsweise kann, etwa aus fluiddynamischen Gründen, zunächst eine axiale Mittelpunktlage, i.e. eine Center point component of the second profile section are selected. For example, for fluid dynamics reasons, first, an axial center location, i.e. a
Mittelpunktlagenkomponente in axialer Richtung, für den zweiten Profilschnitt bestimmt und dann dessen Mittelpunktsumfangslage, i.e. seine Mittelpunktlagenkomponente in Mid-point component in the axial direction, determined for the second profile cut, and then its mid-point circumferential position, i.e. its midpoint component in
Umfangsrichtung, in Abhängigkeit auch von dieser axialen Mittelpunktlage gewählt werden. Circumferential direction to be selected depending on this axial center position.
Sind beispielsweise die Massemittel- bzw. Schwerpunktlage bzw. -position eines radial inneren ersten Profilschnittes (i) durch seine Lage bzw. Position xcofi) in axialer, rcG) in radialer und ®CG( in Umfangsrichtung sowie sein Staffelungswinkel ß(t) bekannt, und die axiale und radiale Position xcGft+i), fcGfi+i) des Massenmittelpunktes eines radial anschließenden zweiten If, for example, the mass mean or center of gravity or position of a radially inner first profile section (i) is known by its position or position xcofi) in axial, rcG) in radial and ®CG (in the circumferential direction and its stagger angle β ( t ), and the axial and radial positions xcGft + i), fcGfi + i) of the center of mass of a radially adjacent second
Profilschnittes sowie sein Staffelungswinkel ßp+ij vorgegeben, etwa aufgrund Profile section as well as its stagger angle ßp + ij given, for example due
fluiddynamischer Bedingungen, so gehorcht gemäß einer bevorzugten Ausführung die fluid dynamic conditions, then obeyed in accordance with a preferred embodiment of the
Mittelpunktsumfangslage ®cG(t+i) des zweiten Profilschnittes (i+1) wenigstens näherungsweise der Beziehung Midpoint circumferential position ®cG (t + i) of the second profile section (i + 1) at least approximately the relationship
®C6( +D = ©CG(i) (2)
®C6 ( + D = © CG (i) (2)
wobei„tan" und„Arctan" in üblicher Nomenklatur den Tanges bzw. Arcustangens eines Winkels bezeichnen. Man erkennt, dass der Versatz (®cG(i+i) - ®CG )) des Schwerpunktes des zweiten Profilschnittes gegenüber dem ersten Profilschnitt in Umfangsrichtung von dem Versatz (xcGfi+i) - xcGfi)) in axialer Richtung sowie einem Mittelwert ( cGfi+i) + ^CG^)/2 für die radiale Position und einem gemittelten Staffelungswinkel (ßcGfl+i) +
abhängt. where "tan" and "arctan" in common nomenclature denote the tanges and arctangent of an angle. It can be seen that the offset (.DELTA.cG (i + i) -C.sub.CG) of the center of gravity of the second profile section relative to the first profile section in the circumferential direction of the offset (xcGfi + i) - xcGfi)) in the axial direction and an average value (cGfi + i) + ^ CG ^) / 2 for the radial position and an averaged stagger angle (ßcGfl + i) + depends.
Bevorzugt gehorchen im Wesentlichen alle Profilschnitte des Schaufelblattes wenigstens näherungsweise dieser Beziehung. Insbesondere, um lokale Belastungen auszugleichen, kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn radial innenliegende Profilschnitt hiervon abweichen. Daher erfüllen vorzugsweise wenigstens radial außenliegende Profilschnitte obige Beziehung, insbesondere alle Profilschnitte ab 35% einer Kanalhöhe des Schaufelgitters, vorzugsweise ab 25% der Kanalhöhe aufwärts. Preferably, substantially all profile sections of the airfoil at least approximately obey this relationship. In particular, to compensate for local loads, however, it may be advantageous if radially inner profile section deviate from this. Therefore, preferably at least radially outer profile sections meet the above relationship, in particular all profile sections from 35% of a channel height of the blade grid, preferably from 25% of the channel height upwards.
Zur Vereinfachung kann an Stelle des Mittelwertes (rcGß+i) + rcG(i))l2 auch die radiale Position rcG(i) bzw. rcGfi+i) des ersten oder zweiten Profilschnittes verwendet werden, so dass die
Mittelpunktsumfangslage ®cG(i+i) des zweiten Profilschnittes (i+J) wenigstens näherungs weise beispielsweise der Beziehung For simplification, instead of the mean value (rcGβ + i) + rcG (i ) ) 12, the radial position rcG (i) or rcGfi + i) of the first or second profile section may also be used, so that the Center point circumferential position ®cG (i + i) of the second profile section (i + J) at least approximately, for example, the relationship
®CG(/+D = 0CG( ) + Arctan (2')®CG (/ + D = 0 CG () + Arctane (2 ')
gehorcht. Zusätzlich oder alternativ kann näherungsweise auch der Staffelungswinkel ß^ bzw. ß(i+i) des ersten oder zweiten Profilschnittes verwendet werden, so dass die obeys. Additionally or alternatively, the stagger angle ß ^ or ß ( i + i) of the first or second profile section can be used approximately, so that the
Mittelpunktsumfangslage ®CG(I+I) des zweiten Profilschnittes wenigstens näherungs weise beispielsweise der Beziehung Center point circumferential position ®CG (I + I) of the second profile section at least approximately, for example, the relationship
( CG(/+1) XCG[i) ) (CG (/ + 1) X CG [i])
®CG(W) = ®cs(/) + Arctan tan( ?(i+1)) (2") ®CG (W ) = ®cs (/) + arctane tan (? (I + 1) ) (2 ")
' CG(/+1) gehorcht. 'CG (/ + 1) obeys.
Beispielsweise, um Fluid-, insbesondere Gaskräfte auszugleichen, kann das Schaufelblatt in Umfangsrichtung um den Winkel ®\ean geneigt sein. Dann kann der Mittelpunktsumfangslage ®CG(t+i) des zweiten Profilschnittes (i+1) gemäß einer der vorstehend erläuterten Beziehungen der Term For example, to compensate for fluid, in particular gas forces, the blade can be inclined in the circumferential direction by the angle ® \ ean . Then, the center-point circumferential position .RTM.CG (t + i) of the second profile section (i + 1) according to one of the above-explained relationships, the term
Aresin V CS(/+1) RCG(1) , sin(©,ean ) (3) Aresin V CS (/ + 1) R CG (1), sin (©, ean ) (3)
' CG(/+1) hinzugefügt werden, so dass die Mittelpunktsumfangslage ®CG(I+I) des zweiten Profilschnittes (i+1) wenigstens näherungsweise der Beziehung 'CG (/ + 1) may be added such that the midpoint circumferential position ®CG (I + I) of the second profile section (i + 1) is at least approximately equal to the relationship
Θ Θ
gehorcht. obeys.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Other features and advantages will become apparent from the dependent claims and the
Ausführungsbeispiel. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
Fig. 1 A eine meridionale Ansicht eines Schaufelblattes mit gefädelten Profilschnitten nach dem Stand der Technik; Embodiment. This shows, partially schematized: Fig. 1A is a meridional view of an airfoil with threaded profile sections according to the prior art;
Fig. 1B eine axiale Ansicht des Schaufelblattes der Fig. 1 A; und Fig. 1B is an axial view of the airfoil of Fig. 1A; and
Fig. 2 A, 2B ein Schaufelblatt gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Fig. 2 A, 2B an airfoil according to an embodiment of the present invention in FIG.
1 A bzw. 1B entsprechender Ansicht. 1 A or 1B corresponding view.
Fig. 2A, 2B zeigen in meridionaler bzw. axialer Ansicht ein Schaufelblatt 1 einer FIGS. 2A, 2B show, in meridional or axial view, an airfoil 1 of FIG
Verdichterlaufschaufel gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Exemplarisch sind einige gefädelte Profilschnitte eingezeichnet, von denen ein zweiter mit„i+1" bezeichnet ist.A compressor blade according to an embodiment of the present invention. By way of example, some threaded profile sections are drawn in, of which a second one is labeled "i + 1".
Zur Erzeugung der 3D-Geomtrie dieses Schaufelblattes werden die einzelnen Profilschnitte zunächst unter aerodynamischen Gesichtspunkten erzeugt, indem beispielsweise ihre Skelettlinie und ihre Konstruktionskreise vorgegeben bzw. optimiert werden. Anschließend werden rekursiv, beginnend mit einem radial innersten Profilschnitt am Grund des Strömungskanals, auch die axialen Schwerpunktlagen der Profilschnitte vorgegeben. Für jeden Profilschnitt wenigstens ab 25% der Höhe des Kanals aufwärts (von unten nach oben in Fig. 2) wird seine Schwerpunktlage in Umfangsrichtung gemäß der Beziehung (2) oder (2"') gewählt, so däss sich schließlich die komplette, sowohl in aerodynamischer als auch in Festigkeitshinsicht optimale 3D-Geomtrie dieses Schaufelblattes ergibt, ohne dass hierzu zeit- und kostenintensive Aero- Festigkeitsiterationen durchgeführt werden müssen. To generate the 3D geometry of this airfoil, the individual profile sections are first generated under aerodynamic aspects, for example by setting or optimizing their skeleton line and their design circles. Subsequently, starting with a radially innermost profile section at the bottom of the flow channel, the axial center of gravity positions of the profile sections are recursively specified. For each profile section at least from 25% of the height of the channel upwards (from bottom to top in Fig. 2) its center of gravity position in the circumferential direction according to the relationship (2) or (2 "') is chosen, then finally the complete, both in aerodynamic and in terms of strength optimal 3D geometry of this blade results without the need for time and cost-intensive aero-strength iterations must be performed.
Im Vergleich mit den in entsprechender Ansicht in den Fig. 1 A, 1B dargestellten Schaufelblatt 1 ' nach dem Stand der Technik erkennt man den günstigeren, gekrümmten Verlauf der In comparison with the blade 1 'according to the prior art shown in the corresponding view in FIGS. 1A, 1B, one recognizes the more favorable, curved course of the invention
Schwerpunktlagen, die in den Figuren durch eine Linie S bzw. S' verbunden sind, über der Kanalhöhe.
Balance positions, which are connected in the figures by a line S and S ', above the channel height.
Claims
Patentansprüche claims
Verfahren zum Fädeln von Profilschnitten ((i), eines Schaufelblatts (1) für ein Schaufelgitter einer Strömungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Method for threading profile sections ((i), of an airfoil (1) for a blade grid of a turbomachine, characterized in that a first
Mittelpunktlagenkomponente (0cG(i+i)) eines zweiten Profilschnittes in Abhängigkeit von wenigstens einer Mittelpunktslagenkomponente (0cG(i), *CG(i), ^CG©) eines ersten Profilschnittes ((i)) gewählt wird. Center point component (0cG ( i + i ) ) of a second profile section depending on at least one center point component (0cG (i), * CG (i), ^ CG ©) of a first profile section ((i)).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste A method according to claim 1, characterized in that the first
Mittelpunktlagenkomponente (0cG(i+i)) des zweiten Profilschnittes in Abhängigkeit von einem Staffelungswinkel ( ?(,),
des ersten und/oder zweiten Profilschnittes gewählt Center point component (0cG (i + i)) of the second profile section as a function of a stagger angle (? ( , ) , the first and / or second profile section selected
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mittelpunktlagenkomponente (0cG(i+i)) des zweiten Profilschnittes ((i+1)) in Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first center point component (0cG (i + i)) of the second profile section ((i + 1)) in
Abhängigkeit von wenigstens einer zweiten Mittelpunktlagenkomponente ( CG( +I), rcG(i+i)) des zweiten Profilschnittes ((i+1)) gewählt wird. Dependence on at least one second center point component (CG ( + I ) , rcG (i + i)) of the second profile section ((i + 1)).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mittelpunktlagenkomponente (0cG(i+i)) des zweiten Profilschnittes ((i+1)) rekursiv in Abhängigkeit von dem, vorzugsweise radial nach außen vorhergehenden, ersten Profilschnitt ((i)) gewählt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first center point component (0cG (i + i)) of the second profile section ((i + 1)) recursively in response to the, preferably radially outwardly preceding, first profile section ((i) ) is selected.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Profilschnitt vor dem Fädeln fluiddynamisch ausgelegt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second profile section are designed fluidically before threading.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Mittelpunktlagenkomponente eine Mittelpunktlagenkomponente (0cG(i+i)) des zweiten Profilschnittes ((i+1)) in Umfangsrichtung im Wesentlichen gemäß
Method according to one of the preceding claims, characterized in that, as the first center point component, a center point component (0cG (i + i)) of the second profile section ((i + 1)) in the circumferential direction substantially according to
gewählt wird, mit
is chosen with
wobei in which
(0 eine Größe des ersten Profilschnittes; (0 a size of the first profile section;
(i+1) eine Größe des zweiten Profilschnittes; (i + 1) a size of the second profile section;
©CG eine Mittelpunktlagenkomponente eines Profilschnittes in © CG a midpoint component of a profile section in
Umfangsrichtung, vorzugsweise im Winkel- oder Bogenmaß; Circumferential direction, preferably in angular or radian measure;
*CG eine Mittelpunktlagenkomponente eines Profilschnittes in axialer * CG a midpoint component of a profile section in axial
Richtung; Direction;
reo eine Mittelpunktlagenkomponente eines Profilschnittes in radialer reo a focal point component of a profile section in radial
Richtung; Direction;
einen Staffelungswinkel eines Profilschnittes; und a stagger angle of a profile cut; and
eine Umfangsneigung, vorzugsweise im Winkel- oder Bogenmaß bezeichnet. a circumferential inclination, preferably in angular or radian.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunktumfangsposition (0cG(i+i)) für alle Profilschnitte gemäß A method according to claim 6, characterized in that the center point circumferential position (0cG (i + i)) for all profile sections according to
® CG(/+D = ®CG(/) + ArctanfA · (xCG(i+1) - xCG(i) )· tan ßj+ C gewählt wird, für die die Differenz (rcG(i+i) - ^CG(i)) zwischen ihrer und einer ® CG (/ + D = ®CG (/) + ArctanfA * (x CG (i + 1) - x CG (i) ) · tan ßj + C is chosen, for which the difference (rcG (i + i) - ^ CG (i)) between her and one
Mittelpunktlagenkomponente in radialer Richtung eines radial innenliegenden Kanalgrundes wenigstens 35%, insbesondere wenigstens 25% einer Kanalhöhe des Schaufelgitters beträgt. Center point component in the radial direction of a radially inner channel bottom is at least 35%, in particular at least 25% of a channel height of the blade grid.
Schaufelblatt (1) für ein Schaufelgitter einer Strömungsmaschine, mit einer Mehrzahl gefädelter Profilschnitte ((i), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Blade (1) for a blade grid of a turbomachine, with a plurality of threaded profile sections ((i), characterized in that a first
Mittelpunktlagenkomponente (0cG(i+i)) eines zweiten Profilschnittes ((i+1)) gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gewählt ist. Center point component (0cG (i + i)) of a second profile section ((i + 1)) is selected according to a method according to one of the preceding claims.
Schaufelblatt (1) für ein Schaufelgitter einer Strömungsmaschine mit einer Airfoil (1) for a blade grid of a turbomachine with a
gefädelter Profilschnitte ((i), (i+1)), dadurch gekennzeichnet, dass eine
Mittelpunktlagenkomponente (0CG(I+I)) eines zweiten Profilschnittes in threaded profile sections ((i), (i + 1)), characterized in that a Center point component (0CG (I + I)) of a second profile section in FIG
Umfangsrichtung wenigstens näherungsweise der Beziehung Circumferential direction at least approximately the relationship
®CG( +D = ®cS( ) + Arctan[A · (xce(/+1) - xCG(/) ), tan ßj+ C ®CG ( + D = ®c S () + arctane [A * (x ce (/ + 1) -x CG (/) ), tan βj + C
mit With
C e Arcsin (/CG( +1) _ 'CG(I) ) sin(©/ean) ,0 C e Arcsin ( / CG (+1) _ 'CG (I)) sin (© / ean ), 0
' CG( ) 'CG ()
genügt. enough.
10. Schaufelblatt (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelblatt eine Krümmung in Umfangsrichtung und/oder eine Pfeilung in axialer Richtung aufweist.
10. airfoil (1) according to at least one of the preceding claims 8 to 9, characterized in that the airfoil has a curvature in the circumferential direction and / or a sweep in the axial direction.
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