EP4713567A1 - Schaufel mit vereinfachter fussgeometrie - Google Patents
Schaufel mit vereinfachter fussgeometrieInfo
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- EP4713567A1 EP4713567A1 EP24739195.6A EP24739195A EP4713567A1 EP 4713567 A1 EP4713567 A1 EP 4713567A1 EP 24739195 A EP24739195 A EP 24739195A EP 4713567 A1 EP4713567 A1 EP 4713567A1
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaufel (01) eines Verdichters mit einem sich Schaufelblatt (02) und einem Schaufelfuß (03). Dieser umfasst einen sich entlang einer Schaufelachse (11) erstreckenden Halteabschnitt (04), einen zwischen Schaufelblatt (02) und Halteabschnitt (03) angeordneten Anschlussabschnitt (05) und einen Grundabschnitt (06) auf der vom Schaufelblatt (02) wegweisenden Seite. Der Halteabschnitt (04) wird seitlich von planaren, einander gegenüberliegenden geneigten Halteflächen (14) und der Grundabschnitt (06) von planaren einander gegenüberliegenden geneigten Grundflächen (16) begrenzt. Weiterhin ist vorgesehen, dass auf der Unterseite eine von den Enden des Schaufelfußes beabstandete, ebene Passfläche (08) vorhanden ist.
Description
Beschreibung
TITEL
Schaufel mit vereinfachter Fußgeometrie
TECH NISCHES GEBIET
[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaufel einer Strömungsmaschine mit einem Schaufelblatt und einem Schaufelfuß, wobei der Schaufelfuß eine Geometrie aufweist, welche eine einfache Herstellung ermöglicht.
HINTERGRU ND ZUR ERFINDUNG
[0002] Strömungsmaschinen der vorliegenden Art weisen abwechselnd Reihen von Leitschaufeln und Reihen von Laufschaufeln auf. Dabei sind die Leitschaufeln im Gehäuse stehend und die Laufschaufeln an einem Rotor angeordnet. Dabei werden in aller Regel die Leitschaufeln sowie die Laufschaufeln einzeln befestigt, so dass einerseits eine einfachere Herstellung möglich wird als auch das optimale Material und Herstellungsverfahren einerseits für die Schaufeln und anderseits für die die Schaufeln tragende Teile verwendet werden kann.
[0003] Dabei werden die Schaufeln üblicherweise über Schaufelfüße in spezifische Haltenuten fixiert. Im einfachen Fall werden hierzu Nuten ähnlich einer Schwalbenschwanznut verwendet. Die Schaufel weisen ein sich radial erstreckendes Schaufelblatt und ein Schaufelfuß auf, welcher entsprechend der Formgebung der Haltenut im einfachsten Fall sich entlang der Haltenut erstreckende, gegenüberliegend angeordnete Halteflächen aufweist, wobei die Halteflächen gegenüber der radialen Richtung geneigt ausgerichtet sind.
[0004] Üblicherweise sind am Schaufelfuß auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Seite großzügige Abrundungen vorgesehen. Um einen möglichst spielfreien Sitz in der Haltenut zu ermöglichen, ist weiterhin vorgesehen, dass auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Unterseite des Schaufelfußes ein mittiger Absatz
angeordnet wird. Hierdurch kann ein möglichst spielfreier Einbau des Schaufelfußes in der Haltenut realisiert werden. Die Abrundungen in Verbindung mit dem Absatz gewährleistet demgegenüber einen kleinen Freiraum bei den Abrundungen.
[0005] Die bekannten Ausführungen von Schaufeln mit einfach gehaltenen Fußgeometrien haben sich zwar bewährt, jedoch erfordert deren Herstellung Spezialwerkzeuge und einen erhöhten Aufwand.
[0006] Eine einfachere Geometrie für einen Schaufelfuß offenbart die
EP 2569514 B1 . In diesem Fall wird auf eine Abrundung verzichtet und stattdessen der Schaufelfuß beidseitig mit geneigten, ebenen Flächen versehen.
[0007] Weiterhin wird ein spielfreier Einbau des Schaufelfußes in der Haltenut bevorzugt. Hierzu wird in der Ausführung mit vereinfachtem Schaufelfuß vorgesehen, dass in der Unterseite des Schaufelfußes eine unterseitige Rinne und übereinstimmend in der Haltenut eine nutgrundseitige Rinne vorhanden ist, wobei bei montiertem Schaufelfuß in dem Freiraum von unterseitiger und nutgrundseitiger Rinne ein C-förmiges Spannelement eingeschoben ist.
[0008] Wenngleich hierdurch eine sichere Anlage des Schaufelfußes in der Haltenut gewährleistet werden kann und zudem eine axiale Fixierung bei geneigter Ausrichtung möglich ist, so führt jedoch der beschränkte Bauraum zwischen zwei Schaufelreihen zu einer erschwerten Montage und Demontage der notwendigen Spannelemente.
[0009] Weiterhin von Nachteil ist der Aufwand für die Herstellung der unterseitigen und nutgrundseitigen Rinne insbesondere unter Berücksichtigung der einzuhaltenden Toleranz insbesondere in Richtung des Schaufelfußes.
ZUSAMM ENFASSU NG DER ERFINDUNG
[0010] Aufgabe für die vorliegende Erfindung ist es daher, eine kostengünstigere Herstellung und Montage/Demontage der Schaufeln zu ermöglichen.
[0011] Die gestellte Aufgabe wird durch eine Ausführungsform nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0012] Die erfindungsgemäße Schaufel umfasst zunächst ein sich radial erstreckendes Schaufelblatt und einen Schaufelfuß. Der Schaufelfuß erstreckt sich entlang einer Schaufelachse und weist einen sich über eine Profillänge erstreckenden Halteabschnitt und auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Seite einen Grundabschnitt sowie einen Anschlussabschnitt auf, welcher die Verbindung vom Halteabschnitt zum Schaufelblatt darstellt. Der Halteabschnitt definiert quer zur Schaufelachse eine Fußbreite des Schaufelfußes.
[0013] Der Halteabschnitt wird beidseitig gegenüberliegend (quer zur Schaufelachse) von planaren, zueinander geneigten Halteflächen begrenzt. Analog wird der Grundabschnitt beidseitig gegenüberliegend von planaren, zueinander geneigten Grundflächen begrenzt.
[0014] Die Herstellkosten mit einer einfacheren Montage wird erreicht, indem auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Seite des Grundabschnitts eine planare, von den gegenüberliegenden Enden des Schaufelfußes beabstandete Passfläche vorhanden ist.
BESCH REIBUNG DER ERFINDU NG
[0015] Eine gattungsgemäße Schaufel dient zur Verwendung in einer Strömungsmaschine. Hierbei weist die Strömungsmaschine einen Rotor und einen Stator auf und definiert hiermit eine Rotorachse sowie eine zur Rotorachse senkrechte radiale Richtung. Die Schaufel umfasst ein Schaufelblatt sowie ein an einem Ende des Schaufelblattes angeordneter Schaufelfuß, wobei sich das Schaufelblatt in radialer Richtung erstreckt.
[0016] Weiterhin kann vorgesehen sein, dass am anderen Ende des Schaufelblattes gegenüberliegend zum Schaufelfuß eine zweite Einrichtung zur Montage der
Schaufel vorhanden ist. Ein Schaufelblatt weist in der Regel keine geraden Flächen auf, sondern besteht aus gekrümmten Flächen. Somit erstreckt sich ein Schaufelblatt gleichfalls in axialer und tangentialer Richtung. An einem Ende des Schaufelblattes befindet sich der Schaufelfuß, welcher zur Befestigung in der Strömungsmaschine dient. Dabei definiert der Schaufelfuß eine Schaufelachse. Diese erstreckt sich quer zur radialen Richtung in tangentialer Richtung und/oder in Richtung der Rotorachse. In Richtung der Schaufelachse gemessen weist der Schaufelfuß eine Profillänge auf. Quer zur Schaufelachse sowie quer zur radialen Richtung gemessen weist der Schaufelfuß eine Schaufelbreite auf.
[0018] Der Schaufelfuß umfasst seinerseits einen sich in Richtung der Schaufelachse erstreckenden Halteabschnitt. Der Halteabschnitt dient insbesondere zur Fixierung der Schaufel in der Strömungsmaschine. Hierzu sind am Halteabschnitt einander gegenüberliegende, sich entlang der Schaufelachse erstreckende Halteflächen angeordnet. Entsprechend wird der Halteabschnitt in einer Richtung quer zur Schaufelachse und quer zur radialen Richtung durch die Halteflächen begrenzt. Für die gattungsgemäße Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Haltefläche planar, d.h. eben, ausgeführt sind und hierbei gegenüber der radialen Richtung geneigt sind. Der sich zwischen den Halteflächen ergebende Haltewinkel öffnet sich hierbei vom Schaufelblatt wegweisend.
[0019] Bevorzugt weist dabei ein Haltewinkel zwischen den beiden gegenüberliegenden Halteflächen einen Wert zwischen 25° und 60° auf. Besonders bevorzugt wird ein Haltewinkel von zumindest 35°. Demgegenüber sollte der Haltewinkel besonders bevorzugt höchstens 50° betragen.
[0020] Eine vorteilhafte Fixierung in der Strömungsmaschine bei Gewährleistung der notwendigen Stabilität wird vorteilhaft ermöglicht, wenn eine radiale Höhe des Halteabschnitts zumindest die 0,3-fache Fußbreite beträgt. Dieses führt zu einem hinreichenden Querschnitt zur Kraftübertragung in die Laufschaufel sowie zu einer hinreichenden Größe der Haltefläche. Besonders bevorzugt ist es, wenn die radiale Höhe des Halteabschnitts zumindest die 0,35-fache Fußbreite beträgt.
[0021] Demgegenüber sollte ein übergroßer Schaufelfuß vermieden werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn die radiale Höhe des Halteabschnitts nicht mehr als die 0,6-fache Fußbreite beträgt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die radiale Höhe des Halteabschnitts maximal der 0,5-fachen Fußbreite entspricht.
[0022] Weiterhin umfasst der Schaufelfuß einen Grundabschnitt, welcher auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Seite des Halteabschnitts angeordnet ist und sich gleichermaßen entlang der Schaufelachse erstreckt.
[0023] Für die weitere Betrachtung wird als Ende des Schaufelfußes an beiden gegenüberliegenden Seiten in Richtung der Schaufelachse das Ende des Halteabschnitts und des Grundabschnitts betrachtet. Möglicherweise über das Ende des Schaufelfußes, d.h. das Ende von Halteabschnitt und Grundabschnitt, überstehende andere Abschnitte am Schaufelfuß sind zunächst unerheblich.
[0024] Weiterhin ist vorgesehen, dass der Grundabschnitt von zwei gegenüberliegenden, sich entlang der Schaufelachse erstreckenden Grundflächen begrenzt wird, welche gleichfalls planar, d.h. eben, ausgeführt sind. Die Grundflächen sind somit am Grundabschnitt einander gegenüberliegend angeordnet und erstrecken sich entlang der Schaufelachse. Dabei sind die Grundflächen zueinander geneigt ausgerichtet.
[0025] Durch den Verzicht auf eine ansonsten standardmäßig vorgesehene Verrundung am Schaufelfuß kann die Schaufel einfacher hergestellt werden. Ein möglicherweise entstehender Freiraum am Schaufelfuß bei einem Einbau in der Strömungsmaschine wird hierbei in Kauf genommen. Somit kann ein Kostenvorteil erzielt werden.
[0026] Ein kostengünstiger und zugleich spielfreier Einbau wird erfindungsgemäß ermöglicht, indem der Schaufelfuß am Grundabschnitt auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Seite eine Passfläche aufweist. Hierbei wird die Passfläche als planare, d.h. ebene, Fläche ausgeführt. Dabei ist vorgesehen, dass sich die Passfläche in Richtung der Schaufelachse nicht bis zu den gegenüberliegenden
Enden des Schaufelfußes erstreckt. Folglich sind gegenüberliegende Querränder der Passfläche von dem jeweils zugehörigen Ende des Schaufelfußes beabstandet. Bevorzugt weist dabei ein Grundwinkel zwischen den beiden gegenüberliegenden Grundflächen einen Wert zwischen 60° und 120° auf. Besonders bevorzugt wird ein Grundwinkel von zumindest 70°. Demgegenüber sollte der Grundwinkel besonders bevorzugt höchstens 100° betragen.
Eine vorteilhafte Herstellung sowohl des Schaufelfußes als auch der entsprechenden Aufnahme in der Strömungsmaschine wird vorteilhaft ermöglicht, wenn eine radiale Höhe des Grundabschnitts zumindest die 0,15-fache Fußbreite beträgt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die radiale Höhe des Grundabschnitts zumindest die 0,2-fache Fußbreite beträgt.
[0029] Unvermindert sollte ein übergroßer Schaufelfuß vermieden werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn die radiale Höhe des Grundabschnitts nicht mehr als die 0,35-fache Fußbreite beträgt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die radiale Höhe des Grundabschnitts maximal der 0,3-fachen Fußbreite entspricht.
Es ist gleichermaßen vorteilhaft, wenn die Breite des Grundabschnitts auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Seite ungefähr der kleinsten Breite des Halteabschnitts entspricht oder etwas kleiner gewählt wird. Entsprechend sollte die kleinste Breite des Grundabschnitts zumindest der 0,6-fachen kleinsten Breite des Halteabschnitts gewählt werden. Demgegenüber sollte die kleinste Breite des Grundabschnitts nicht größer als die 1 ,2-fache kleinste Breite des Halteabschnitts sein.
[0031] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die kleinste Breite des Grundabschnitts zumindest der 0,8-fachen und/oder maximal der 1 ,0-fachen kleinsten Breite des Halteabschnitts entspricht.
[0032] Die kleinste Breite des Halteabschnitts ergibt sich durch den Abstand der beiden gegenüberliegenden Halteflächen an den zum Schaufelblatt weisenden
Rändern. Analog kann die kleinste Breite des Grundabschnitts als Abstand der beiden vom Schaufelblatt wegweisenden Ränder der gegenüberliegenden Grundflächen bestimmt werden.
[0033] Die Passfläche kann an unterschiedlichen Stellen zwischen den Enden des Schaufelfußes vorgesehen sein. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Passfläche in der Mitte des Schaufelfußes angeordnet ist. Dabei muss die Passfläche nicht exakt mit gleichem Abstand zu den Enden positioniert sein - wenngleich dies bevorzugt wird. Zumindest ist es hierfür notwendig, dass die Passfläche eine Querebene schneidet, wobei die Querebene den gleichen Abstand zu den beiden Enden des Schaufelfußes hat.
[0034] In der Querrichtung (quer zur Schaufelachse und quer zur radialen Richtung) betrachtet kann vorgesehen sein, dass gegenüberliegende Längsränder der Passfläche gleichermaßen zu den Längsseiten des Schaufelfußes, d.h. zu den Grundflächen, beabstandet sind. Bevorzugt erstreckt sich die Passfläche bis zu den Grundflächen. D.h. der jeweilige Längsrand der Passfläche ist zugleich abschnittsweise der Rand der zugehörigen Grundfläche.
[0035] Sofern die Querränder der Passfläche von den Enden des Schaufelfußes beabstandet sind, so können die Querränder zunächst einen beliebigen Verlauf (beispielsweise gebogen, gezackt) aufweisen. Insbesondere ergibt sich jedoch die Formgebung aus der zum Ende des Schaufelfußes vorgesehenen Geometrie. Naheliegend und bevorzugt wird dabei eine geradlinige Gestalt der Querränder.
(0036J Allerdings sollten die Querränder bevorzugt geneigt zur Querrichtung ausgerichtet sein. In besonders bevorzugter Ausführung wird ein Winkel zwischen der Schaufelachse und dem jeweiligen Querrand zwischen 30° und 60° gewählt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Querränder parallel zueinander verlaufen.
[0038] Zur Ermöglichung einer Einpassung des Schaufelfußes in eine entsprechende Aufnahme in der Strömungsmaschine ist es hinreichend, wenn sich die vorteilhafte Passfläche nur über einen Teil des Schaufelfußes erstreckt.
Vorteilhaft wird hierzu ein Abstand der Querränder der Passfläche zueinander im Bereich zwischen der 0,05-fachen und der 0,3-fachen Profillänge des Schaufelfußes gewählt. Besonders bevorzugt entspricht der Abstand zwischen den Querrändern zumindest der 0,1 -fachen Profillänge. Demgegenüber entspricht der besonders bevorzugte Abstand zwischen den Querrändern maximal der 0,2-fachen Profillänge.
[0039] Zur Realisierung einer Passfläche, beabstandet von den Enden des Schaufelfußes, kann beispielsweise beidseitig der Passfläche ein Absatz vorgesehen sein.
[0040] Besonders bevorzugt schließt sich beidseitig an die Passfläche eine geneigte Montagefläche an. Dabei sollte die Montagefläche ebenfalls planar, d.h. eben, ausgeführt werden. Hierbei wird ein Winkel zwischen der Montagefläche und der Passfläche zwischen 0,03° und 2° bevorzugt. Besonders bevorzugt ist ein Winkel zwischen der Montagefläche und der Passfläche zwischen 0,5° und 1 ,5°.
[0041] Durch die besonders vorteilhafte Gestaltung des Schaufelfußes mit dem Halteabschnitt und dem Grundabschnitt begrenzt an den gegenüberliegenden Seiten und auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Unterseite durch mehrere bevorzugt planare, d.h. ebene, Flächen kann eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht werden und zugleich wird die Funktion des Schaufelfußes mit einem passgenauen Einbau und sicheren Halt in einer entsprechenden Aufnahme ermöglicht.
[0042] Unerheblich ist es diesbezüglich, ob kleine Abrundungen oder Phasen ohne weitere Funktion zur Vermeidung scharfer Kanten vorhanden sind. Ebenso umfasst ist eine Ausführung, bei der zwischen dem Halteabschnitt mit den Halteflächen und dem Grundabschnitt mit den Grundflächen ein Abschnitt, beispielsweise in der Schaufelbreite, ohne weitere Funktion angeordnet ist.
[0043] Bei der Schaufel kann es sich sowohl um eine Laufschaufel an einem Rotor der Strömungsmaschine als auch bevorzugt um eine Leitschaufel befestigt an einem Stator der Strömungsmaschine handeln.
[0044] Besonders bevorzugt ist der Einsatz der beschriebenen Lösung bei einer Leitschaufel eines Verdichters einer Gasturbine.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNU NGEN
[0045] FIG 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung für eine erfindungsgemäße Schaufel mit vereinfachtem Schaufelfuß.
[0046] FIG 2 skizziert den Einbau eines Schaufelfußes nach dem Stand der Technik.
[0047] FIG 3 skizziert den Einbau des Schaufelfußes zur Ausführung in Fig. 1 .
[0048] FIG 4 skizziert in der Längsansicht einen Schaufelfuß nach dem Stand der Technik.
[0049] FIG 5 skizziert in der Längsansicht den Schaufelfuß zur Ausführung aus Fig. 1.
[0050] FIG 6 skizziert gleichfalls wie Fig. 5 den Schaufelfuß mit den Winkeln.
[0051] FIG 7 zeigt perspektivisch eine Ansicht von unten auf den Schaufelfuß zur Ausführung in Fig. 1 .
[0052] FIG 8 skizziert in einer Seitenansicht den Schaufelfuß zur Ausführung aus Fig. 1.
BESCH REIBUNG DER AUSFÜH RUNGSFORM EN
[0053] In der Figur 1 wird in perspektivischer Ansicht ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Schauf dargestellt. Hierbei kann es sich sowohl um eine Laufschaufel als auch um eine Leitschaufel handeln. Zumindest umfasst die Schaufel
zunächst das Schaufelblatt 02 sowie den Schaufelfuß 03, mittels dem 03 die Schaufel in der Strömungsmaschine befestigt werden kann.
[0054] Im Falle einer Leitschaufel ist in vielen Fällen gegenüberliegend zum Schaufelfuß 03 am anderen Ende des Schaufelblatts 02 ebenfalls eine Einrichtung zur Befestigung angeordnet. Wenngleich die erfindungsgemäße Schaufel bevorzugt als eine Leitschaufel verwendet wird, wurde hier auf die Darstellung entsprechend üblicherweise vorhandener Einrichtungen gegenüberliegend zum Schaufelfuß 03 verzichtet.
[0055] Bereits aus der Fig. 1 in der perspektivischen Darstellung ist zu erkenne, dass der Schaufelfuß 03 eine gegenüber den üblichen Ausführungsformen einfach herzustellende Formgebung aufweist.
[0056] Hierzu zeigen die Figur 2 sowie die Figur 4 zum Vergleich die übliche Ausführung eines Schaufelfußes 23 aus dem Stand der Technik.
[0057] Der Schaufelfuß 23 umfasst einen Halteabschnitt 24, welcher 24 von gegenüberliegenden, planaren, zueinander geneigten Halteflächen begrenzt wird. Über diese Halteflächen wird der Schaufelfuß in der Strömungsmaschine 10 fixiert.
[0058] Angrenzend an den Halteabschnitt 24 befindet sich der Anschlussabschnitt 25, über den die Anbindung des Schaufelblattes 22 erfolgt.
[0059] Gegenüberliegend zum Anschlussabschnitt 25 befindet sich der Grundabschnitt 26, an dem beidseitig großzügigen Abrundungen vorgesehen sind. Die Aufnahmenut in der Strömungsmaschine 10 weist ungefähr die gleiche Verrundung auf, so dass nur ein sehr kleiner Freiraum verbleibt. Hierdurch wird eine unerwünschte Strömung entlang des Schaufelfußes auf ein Minimum begrenzt.
Auf der vom Schaufelblatt 22 wegweisenden Seite gibt es im Anschluss an der Verrundung einen kleinen Absatz, mittels dem eine Fixierung in der Aufnahme in der Strömungsmaschine erfolgt. Dieser Absatz erstreckt sich üblicherweise über die gesamte Länge des Schaufelfußes.
[0061] Demgegenüber wird in Figur 3 und Figur 5 im Vergleich zum Stand der Technik der Schaufelfuß 03 aus dem Beispiel von Fig. 1 dargestellt.
[0062] Der Schaufelfuß 03 umfasst analog den Halteabschnitt 04 und auf einer Seite den Anschlussabschnitt 05, welcher 05 die Verbindung zum Schaufelblatt 02 realisiert. Der Bereich von Halteabschnitt 04 und Anschlussabschnitt 05 stimmt im Wesentlichen mit der Bauweise aus dem Stand der Technik mit dem Halteabschnitt 24 und Anschlussabschnitt 25 überein.
Zur Vereinfachung der Herstellung wird auf die sonst geforderte Abrundung verzichtet und stattdessen der an den Halteabschnitt 03 gegenüberliegend vom Schaufelfuß 02 angrenzenden Grundabschnitt 06 mit planaren Abschrägungen versehen.
[0064] Hierzu zeigt nochmals die Figur 6 den Schaufelfuß 03 der beispielhaften Schaufel 01 .
[0065] Auf der Oberseite in der Darstellung ist ansatzweise das Schaufelblatt 02 zu erkennen. Daran schließt sich der Anschlussabschnitt 05 an. Der Halteabschnitt 04 wird auf den beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils von einer Haltefläche 14 begrenzt. Dabei sind die Halteflächen 14 planar ausgeführt, wobei aufgrund der Neigung gegenüber der radialen Richtung 07 ein Haltewinkel 15 zwischen den beiden Halteflächen 14 definiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Haltewinkel 15 von 45° gewählt.
Auf der vom Schaufelblatt wegweisenden Seite befindet sich der Grundabschnitt 06, welcher 06 erfindungsgemäß analog auf den beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils von einer Grundfläche 16 begrenzt wird. Vorgesehen ist, dass die Grundflächen 16 jeweils planar, d.h. eben, ausgeführt sind. Durch die vorhandene Neigung gegenüber der radialen Richtung 07 definieren die Grundflächen 16 einen Grundwinkel 17. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Grundwinkel 17 von 85° gewählt.
[0CS7] Weiterhin definiert die Gestalt des Halteabschnitts 06 eine Schaufelbreite 13 gemessen quer zur radialen Richtung 07 und quer zur Schaufelachse 11 .
[0068] Auf der vom Schaufelblatt 02 wegweisenden Unterseite des Schaufelfußes 03 befindet sich eine Passfläche 08, welche 08 den spielfreien Einbau der Schaufel 01 in die Strömungsmaschine ermöglicht.
In der Figur 7 wird nochmals in perspektivischer Ansicht das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 mit Blick auf den Schaufelfuß 03 von der Unterseite aus gezeigt. Zu erkennen ist die geradlinige Erstreckung des Schaufelfußes 03 entlang einer Schaufelachse 11 .
[0070] Wiederum zu erkennen ist der Halteabschnitt 04 mit der Haltefläche. Das Schaufelblatt 02 ist über den Anschlussabschnitt 05 verbunden.
[0071] Der Grundabschnitt 06 weist auf der Unterseite drei getrennte Flächen auf. Hierbei ist in der Mitte des Schaufelfußes 03 die Passfläche 08 angeordnet. Diese 08 erstreckt sich parallel zur Schaufelachse und quer zur radialen Richtung 07.
Beidseitig an die Passfläche 08 schließt sich eine Montagefläche 09 an, welche 09 gegenüber der Passfläche 08 geneigt ist.
[0072] Somit wird die Passfläche 08 in Querrichtung von Längsrändern als Abschnitt der Umrandung der jeweiligen Grundfläche 16 begrenzt. Die Querränder der Passfläche 08 angrenzend zu den Montageflächen 09 erstrecken sich hierbei nicht quer zur Schaufelachse 11 , sondern vielmehr in einem Winkel von 45° zur Schaufelachse von einer Grundfläche 16 zur gegenüberliegenden Grundfläche 16.
[0073] Weiterhin ist zu erkennen, dass sich die Passfläche 08 in Richtung der Schaufelachse 11 nur über einen kurzen Abschnitt der Profillänge des Schaufelfußes 03 erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand der beiden Querränder der Passfläche 08 ungefähr dem 0,15-fachen der Profillänge des Schaufelfußes.
[0074] Die Anordnung der Passfläche 08 und relativ hierzu der Montageflächen 09 ist nochmals in Figur 8 mit Blick in Richtung der Querränder der Passfläche 08 dargestellt. Zwischen der Passfläche 08 und der Montagefläche 09 ist der Montagewinkel 18 vorhanden, welcher 18 in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 1 ° beträgt (in der Ansicht nicht maßstäblich).
Claims
1 . Schaufel (01 ) zur Verwendung in einer Strömungsmaschine, welche eine Rotorachse und eine radiale Richtung (07) definiert,
- mit einem sich in radialer Richtung (07) erstreckenden Schaufelblatt (02); und
- mit einem Schaufelfuß (03), welcher (03) eine Schaufelachse (11 ) definiert und eine Fußbreite (13) quer zur Schaufelachse (11 ) aufweist und einen sich entlang der Schaufelachse (11 ) über eine Profillänge erstreckenden Halteabschnitt (04) und auf der zum Schaufelblatt (02) weisenden Seite einen Anschlussabschnitt (05) und auf der vom Schaufelblatt (02) wegweisenden
Seite einen Grundabschnitt (06) umfasst, wobei der Halteabschnitt (04) quer zur Schaufelachse (11 ) von planaren einander gegenüberliegenden geneigten Halteflächen (14) und der Grundabschnitt (06) von planaren einander gegenüberliegenden geneigten Grundflächen (16) begrenzt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Grundabschnitt (06) auf der vom Schaufelblatt (02) wegweisenden Seite eine planare von den gegenüberliegenden Enden des Schaufelfußes (03) beabstandete Passfläche (08) aufweist.
2. Schaufel (01 ) nach Anspruch 1 , wobei ein Haltewinkel (15) zwischen den Halteflächen (14) zumindest 25°, insbesondere zumindest 35°, und maximal 60°, insbesondere maximal 50°, beträgt; und/oder wobei die radiale Höhe des Halteabschnitts (04) zumindest die 0,3-fache, insbesondere zumindest die 0,35-fache, und maximal die 0,6-fache, insbesondere maximal die 0,5-fache, Fußbreite (13) beträgt.
3. Schaufel (01 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Grundwinkel (17) zwischen den Grundflächen (16) zumindest 60°, insbesondere zumindest 70°, und maximal 120°, insbesondere maximal 100° beträgt; und/oder wobei die radiale Höhe des Grundabschnitts (06) zumindest die 0,15-fache, insbesondere zumindest die 0,2-fache, und maximal die 0,35-fache, insbesondere maximal die 0,
3-fache, Fußbreite (13) beträgt.
4. Schaufel (01 ) nach einer der Ansprüche 1 bis 3, wobei die kleinste Breite des Grundabschnitts (06) zumindest der 0,6-fachen, insbesondere zumindest der 0,8-fachen, und maximal der 1 ,2-fachen, insbesondere maximal der 1 ,0-fachen, kleinsten Breite des Halteabschnitts (04) entspricht.
5. Schaufel (01 ) nach einer der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Passfläche (08) in Richtung der Schaufelachse (11 ) mittig angeordnet ist; und/oder wobei gegenüberliegende Längsränder der Passfläche (08) an den jeweiligen Grundflächen (16) angrenzen.
6. Schaufel (01 ) nach einer der Ansprüche 1 bis 5, wobei gegenüberliegende Querränder der Passfläche (08), insbesondere parallel zueinander, in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur Schaufelachse (11 ) ausgerichtet sind; und/oder wobei der axiale Abstand gegenüberliegender Querränder der Passfläche (08) zueinander zumindest der 0,05-fachen, insbesondere zumindest der 0,1 -fachen, und maximal der 0,3-fachen, insbesondere maximal der 0,2-fachen, Profillänge entspricht.
7. Schaufel (01 ) nach einer der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich in Richtung der Schaufelachse (11) beidseitig an die Passfläche (08) jeweils eine planare gegenüber der Passfläche (08) geneigte Montagefläche (09) anschließt.
8. Schaufel (01 ) nach Anspruch 7, wobei ein Montagewinkel zwischen der Passfläche (08) und der Montagefläche (09) zumindest 0,3°, insbesondere zumindest 0,5°, und maximal 2°, insbesondere maximal 1 ,5°, beträgt.
9. Schaufel (01 ) nach einer der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich um eine Leitschaufel eines Verdichters, insbesondere einer Gasturbine, handelt.
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