CH701814A2 - Laufschaufelanordnung für eine Turbine. - Google Patents

Abstract

Laufschaufelanordnungen einer Turbine enthalten Schaufelblätter (40), die auf Basen (45) angebracht sind. Die vorderen (47) und/oder hinteren Kanten (49) der Basen sind mit gekrümmten Abschnitten versehen. In gleicher Weise können gekrümmte Abschnitte an Vorder- und/oder Hinterkanten der Engelsflügel einer Turbinenschaufelanordnung vorgesehen sein. Ebenfalls können gekrümmte Abschnitte an den vorderen (57) und/oder hinteren (59) Kanten von Leitschaufelanordnungen einer Turbine vorgesehen sein.

Description

Hintergrund der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft Turbinen, die mit einer umlaufenden Welle der Turbine verbundene Turbinenlaufschaufeln und Leitschaufeln enthalten, die Dampf oder Verbrennungsgase zu den Turbinenschaufeln führen.

[0002] In einer typischen Turbine, die in der Energieerzeugungsindustrie eingesetzt wird, wird Brennstoff in eine Verbrennungszone verbrannt, und heisse Verbrennungsgase werden anschliessend zu dem Turbinenabschnitt geleitet. In dem Turbinenabschnitt sind, wie in Fig. 1veranschaulicht, mehrere Laufschaufelnanordnungen auf eine umlaufende Welle 16 montiert. Die Schaufelanordnungen sind rings um die Aussenumfangsfläche der umlaufenden Welle 16 angebracht. Jede Reihe von Laufschaufelanordnungen ist zwischen einem benachbarten Paar von Reihen von Leitapparaten oder Leitschaufeln 16, 20 positioniert. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, ist eine erste Reihe Turbinenlaufschaufeln 22 zwischen einem benachbarten Paar Leitschaufeln 18 und 20 angeordnet.

[0003] Die erste Reihe Leitschaufeln 18 lenkt die heissen Verbrennungsgase in eine gewünschte Richtung, in der sie auf die Turbinenschaufel 22 auftreffen. Das Vorbeiströmen des Verbrennungsgases über den Turbinenschaufeln übt eine Kraft auf die Laufschaufel aus, die die befestigte Welle 16 veranlasst zu rotieren. Fig. 2 veranschaulicht eine typische Laufschaufelanordnung, die an einer umlaufenden Welle der Turbine angebracht sein würde. Die Laufschaufelanordnung enthält einen Befestigungsabschnitt 10, der die Laufschaufelanordnung physisch an die rotierende Welle ankoppelt. Eine Basis 45 ist über dem Befestigungsabschnitt 10 angebracht. Eine Laufschaufel 40 erstreckt sich von der oberen Fläche der Basis 45 aus nach oben.

[0004] Der Raum, der innerhalb der Laufschaufeln und Leitschaufeln, nahe bei der Mitte der Turbine angeordnet ist, wird gewöhnlich als der Laufradzwischenraum 15 bezeichnet. Wie oben erwähnt, strömen heisse Verbrennungsgase in der Richtung des Pfeiles 38, wie in Fig. 1veranschaulicht, vorbei. Der Druck in dem Gasströmungspfad über den Leitschaufeln in den Laufschaufeln ist meist kleiner als der Druck in dem Radzwischenraum 15. Infolgedessen neigt jedes Gas, das sich in dem Radzwischenraum 15 befindet, sich nach aussen und in den Heissgaspfad 38 hinein zu bewegen.

[0005] Es liegen örtlich begrenzte Schwankungen des Umgebungsdrucks in dem Heissgasströmungspfad vor. Zum Beispiel ist der Druck an der Vorderkante jeder der Laufschaufeln 40 meist höher als der Druck auf jeder Seite der Laufschaufel 40. In einigen Fällen kann dies dazu führen, dass der Druck neben der Vorderkante der Turbinenlaufschaufel grösser wird als der Druck in dem Radzwischenraum 15. Wenn dies auftritt, können heisse Verbrennungsgase aus dem Gasströmungspfad 38 nach unten in den Radzwischenraum 15 hinein vordringen. Dies stellt im Wesentlichen eine in den Radzwischenraum hinein führende Verlustströmung der heissen Verbrennungsgase dar, die den Gesamtwirkungsgrad der Turbine vermindert.

[0006] Ein Versuch, die heissen Verbrennungsgase am Vordringen nach unten in den Radzwischenraum zu hindern, bestand darin, sog. Engelsflügel (Angel Wings) 32, 33, 34, 35 zu der vorderen und hinteren Kante der Basis der Laufschaufelanordnungen hinzuzufügen. Entsprechende Vorsprünge 36 werden auf der Vorder-und der Hinterkante der Leitschaufelanordnungen ausgebildet. Die Engelsflügel an den Laufschaufelanordnungen und die entsprechenden Vorsprünge an den Leitschaufelanordnungen helfen, das Eindringen der heissen Verbrennungsgase bis hinunter in den Radzwischenraum zu verhindern. Nichtsdestoweniger besteht weiterhin ein Problem mit dem Verlust der heissen Verbrennungsgase, der eine unerwünschte Ineffizienz der Turbine darstellt.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0007] In einem Aspekt kann die Erfindung in einer Laufschaufelanordnung für eine Turbine enthalten sein, die einen Befestigungsabschnitt, der konfiguriert ist, um mit einer umlaufenden Welle eine Turbine gekoppelt zu werden, eine Basis, die» über dem Befestigungsabschnitt ausgebildet ist, wobei wenigstens entweder eine Vorderkante und/oder eine Hinterkante der Basis einen gekrümmten Abschnitt enthält, und eine Laufschaufel enthält, die sich von der Oberseite der Basis nach oben erstreckt.

[0008] In einem anderen Aspekt kann die Erfindung in einer stationären Leitschaufelanordnung enthalten sein, die einen ersten Befestigungsabschnitt, der konfiguriert ist, um an ein Inneres eines Turbinengehäuses angebracht zu werden, eine Leitschaufel, die ein an dem ersten Befestigungsabschnitt angebrachtes erstes Ende aufweist, und einen zweiten Befestigungsabschnitt enthält, der an einem zweiten Ende der Leitschaufel angebracht ist, wobei der zweite Befestigungsabschnitt eine Leitschaufelbasis aufweist, die eine Vorder- und eine Hinterkante aufweist, und wobei wenigstens entweder die Vorder- und/oder die Hinterkante der Leitschaufelbasis einen gekrümmten Abschnitt enthält.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0009] <tb>Fig. 1<sep>zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Turbine; <tb>Fig. 2<sep>zeigt eine Perspektivansicht einer Turbinenlaufschaufelanordnung; <tb>Fig. 3<sep>zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer Reihe von Turbinenlaufschaufeln, die zwischen zwei benachbarten Reihen von Leitschaufein angeordnet sind; <tb>Fig. 4<sep>zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer Reihe von Turbinenlaufschaufeln, die zwischen zwei benachbarten Reihen von Leitschaufein angeordnet sind; <tb>Fig. 5<sep>zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer Reihe von Turbinenlaufschaufeln, die zwischen zwei benachbarten Reihen Leitschaufeln angeordnet sind; <tb>Fig. 6<sep>zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer Reihe von Turbinenlaufschaufeln, die zwischen zwei benachbarten Reihen Leitschaufeln angeordnet sind; <tb>Fig. 7<sep>zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer Reihe von Turbinenlaufschaufeln, die zwischen zwei benachbarten Reihen Leitschaufein angeordnet sind; <tb>Fig. 8<sep>zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer Reihe von Turbinenlaufschaufeln, die zwischen zwei benachbarten Reihen von Leitschaufeln angeordnet sind; <tb>Fig. 9<sep>zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer Reihe von Turbinenlaufschaufeln, die zwischen zwei benachbarten Reihen Leitschaufein angeordnet sind; <tb>Fig. 10<sep>zeigt eine Draufsicht auf eine Laufschaufelanordnung; <tb>Fig. 11<sep>zeigt eine Draufsicht auf eine Laufschaufelanordnung, bei der die Vorder- und Hinterkanten der Basis und der Engelsflügel gekrümmte Abschnitte enthalten; <tb>Fig. 12<sep>zeigt eine Draufsicht auf eine Laufschaufelanordnung, bei der die Vorder- und Hinterkante der Basis gerade verlaufen und die Vorder- und Hinterkanten der Engelsflügel gekrümmte Abschnitte aufweisen; <tb>Fig. 13<sep>zeigt eine Draufsicht auf eine Laufschaufelanordnung, bei der die Vorder- und Hinterkanten der Basis und der Engelsflügel gekrümmte Abschnitte aufweisen, die zueinander versetzt sind; und <tb>Fig. 14<sep>zeigt eine Draufsicht auf eine Laufschaufelanordnung, bei der die Vorder- und Hinterkante der Basis gekrümmte Abschnitte aufweisen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0010] Wie vorstehend erläutert, sind Engelsflügel zu Turbinenlaufschaufelanordnungen hinzugefügt worden, wie in Fig. 2 veranschaulicht, um zu helfen, die Verbrennungsgase aus dem Heissgasströmungspfad am Durchdringen nach unten in den Radzwischenraum einer Turbine hinein zu hindern. In der in Fig. 2veranschaulichten Laufschaufelanordnung sind zwei Engelsflügel 32 und 33 auf der Vorderseite der Laufschaufelanordnung ausgebildet, und zwei Engelsflügel 34 und 35 sind auf der Hinterseite der Laufschaufelanordnung ausgebildet. Ausserdem enthält die Basis, auf der die Laufschaufel montiert ist, eine Vorderkante 47 und eine Hinterkante 49. Die Laufschaufel 40 erstreckt sich von der Basis 45 aus nach oben und enthält ebenfalls eine Vorderkante 42 und eine Hinterkante 46. Auf der Oberseite der Laufschaufel 40 ist eine Kappe 43 ausgebildet.

[0011] Fig. 3 zeigt eine ausschnittsweise Querschnittsansicht, die entlang der Linie III-III in Fig. 1 aufgenommen ist. Der Querschnitt verläuft durch drei benachbarte Turbinenlaufschaufeln, die an einer umlaufenden Welle der Turbine angebracht sind. Die Reihe von Turbinenlaufschaufeln ist zwischen zwei benachbarten Reihen von Leitschaufeln angeordnet. In Fig. 3 würde die Reihe Leitschaufeln auf der linken Seite der stromaufwärtigen Seite der Turbinenlaufschaufeln entsprechen, und die Reihe Leitschaufeln auf der rechten Seite würde der stromabwärtigen Seite der Turbinenlaufschaufeln entsprechen. Der Pfeil 38 zeigt die Richtung der Strömung der heissen Verbrennungsgase. Wie ferner in Fig. 3angezeigt, bewirken die Verbrennungsgase, wenn die heissen Verbrennungsgase durch den Heissgasströmungspfad strömen, dass die Turbinenlaufschaufeln 22 in der Richtung des angezeigten Pfeils rotieren.

[0012] Wie in Fig. 3 veranschaulicht, ist dort notwendigerweise ein sehr kleiner Spalt vorhanden, der sich zwischen den Hinterkanten 59 der Basen der stromaufwärtigen Leitschaufeln und der Vorderkante 47 der Basen der Turbinenlaufschaufelanordnungen befindet. In gleicher Weise liegt ein kleiner Spalt zwischen den Hinterkanten 49 der Turbinenlaufschaufelanordnungen und den Vorderkanten 57 der Basen an den stromabwärtigen Leitschaufeln vor. Die Spalten zwischen benachbarten Leitschaufeln und Turbinenlaufschaufelanordnungen schaffen einen Strömungspfad, in den heisse Gase entweichen können, wie dies vorstehend erläutert ist. Wie ferner vorstehend erläutert, sind die Engelsflügel an der vorderen und hinteren Seite der Laufschaufelanordnungen und die entsprechenden Vorsprünge an den Leitschaufelanordnungen dazu bestimmt, das Entweichen der heissen Verbrennungsgase in diese Spalten hinein zu verhindern.

[0013] Wie ferner vorstehend erläutert, stellen die Bereiche hohen Drucks, die vor den Vorderkanten sowohl der Turbinenlaufschaufeln als auch der Leitschaufeln erzeugt sind, einen der Faktoren dar, die dazu beitragen oder bewirken können, dass die heissen Verbrennungsgase in den Laufradzwischenraum hinabsinken. Demgemäss nehmen die Erfinder an, dass in dem Masse, in dem heisse Verbrennungsgase nach unten in den Radzwischenraum vordringen, das Vordringen wahrscheinlich neben den Vorderkanten der Turbinenlaufschaufeln und der Leitschaufeln stattfindet.

[0014] Um zu helfen, die heissen Verbrennungsgase am Eindringen nach unten in den Radzwischenraum zu hindern, schlagen die Erfinder vor, gekrümmte Abschnitte zu den Vorder- und/oder Hinterkanten der Basen der Turbinenlaufschaufelanordnungen hinzuzufügen. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der gekrümmte Abschnitte 60 an der Vorderkante 47 der Basen jeder der Turbinenlaufschaufelanordnungen ausgebildet sind. In der in Fig. 4veranschaulichten Ausführungsform sind die gekrümmten Abschnitte 60 an den Vorderkanten 47 der Turbinenlaufschaufelanordnungen benachbart zu den Vorderkanten der Turbinenlaufschaufeln 40 selbst angeordnet.

[0015] Die gekrümmten Abschnitte 60 an der Vorderkante 47 der Turbinenlaufschaufelnanordnungen können helfen, heisse Verbrennungsgase in dem Heissgaspfad daran zu hindern, nach unten in den Radzwischenraum hinein vorzudringen. Dies würde erfolgen, weil der gekrümmte Abschnitt die obere Fläche der Basis der Turbinenlaufschaufelanordnungen in die Vorwärtsrichtung von den Vorderkanten 42 der Turbinenlaufschaufeln weg verlängert. Da ausserdem die Turbinenlaufschaufeln innerhalb der Turbine rotieren, laufen die gekrümmten Abschnitte 60 tatsächlich durch das Gas hindurch, das sich zwischen der Vorderkante der Turbinenlaufschaufelanordnungen und den Hinterkanten der stromaufwärtigen Leitschaufelanordnungen befindet. Die gekrümmten Abschnitte wirken im Wesentlichen wie ein Schaufelblatt oder ein Tragflügelprofil, wodurch der Druck an den Stellen der gekrümmten Abschnitte reduziert wird. Weil die gekrümmten Abschnitte unmittelbar vor den Vorderkanten 42 der Turbinenlaufschaufeln 40 angeordnet sind, was diejenige Stelle ist, an der die heissen Verbrennungsgase wahrscheinlich in den Radzwischenraum eindringen, sollte die Gegenwart der gekrümmten Abschnitte 60 an diesen Stellen weiter dazu dienen, die heissen Verbrennungsgase am Eindringen in den Radzwischenraum zu hindern.

[0016] Die in Fig. 4 veranschaulichte Ausführungsform enthält ferner gekrümmte Abschnitte 62, die an den Hinterkanten 49 der Basen der Turbinenlaufschaufelanordnungen angeordnet sind. Wie in Fig. 4 veranschaulicht, sind die gekrümmten Abschnitte 62 benachbart zu den Hinterkanten 46 der Turbinenlaufschaufeln 40 angeordnet. Die heissen Verbrennungsgase können auch dazu neigen, an zu den Hinterkanten 46 der Turbinenlaufschaufeln 40 benachbarten Stellen in den Radzwischenraum einzudringen. Demgemäss könnte die Anordnung der gekrümmten Abschnitte 62 an den Hinterkanten 49 der Basen der Turbinenlaufschaufelanordnungen ebenfalls helfen, die heissen Verbrennungsgase am Vordringen in den Radzwischenraum zu hindern.

[0017] Aus den gleichen vorstehend beschriebenen Gründen ist der Druck, der sich vor den Vorderkanten. 25 der Leitschaufeln befindet, wahrscheinlich ebenfalls höher als normal, was die heissen Verbrennungsgase veranlassen kann, benachbart zu den Vorderkanten 57 der Leitschaufelanordnungen nach unten in den Radzwischenraum vorzudringen. Demgemäss kann es von Vorteil sein, gekrümmte Abschnitte 70 an den Vorderkanten 57 der Leitschaufelanordnungen vorzusehen. Wie in Fig. 4 veranschaulicht, würden in einigen Ausführungsformen die gekrümmten Abschnitte 70 unmittelbar vor den Vorderkanten 25 der Leitschaufeln angeordnet sein. In gleicher Weise würden gekrümmte Abschnitte 72 auch an den Hinterkanten 59 der Leitschaufelanordnungen an Positionen ausgebildet sein, die den Hinterkanten 27 der Leitschaufeln entsprechen.

[0018] Fig. 5 veranschaulicht eine weitere modifizierte Ausführungsform, bei der gekrümmte Abschnitte lediglich an den Vorder- und Hinterkanten der Turbinenlaufschaufelanordnungen ausgebildet sind. Wie in Fig. 5 veranschaulicht, sind gekrümmte Abschnitte 60 an den Vorderkanten 47 der Turbinenlaufschaufelanordnungen an Stellen ausgebildet, die den Vorderkanten der Turbinenlaufschaufeln entsprechen. In gleicher Weise sind gekrümmte Abschnitte 62 an den Hinterkanten 40 der Turbinenlaufschaufelanordnungen an Stellen ausgebildet, die den Hinterkanten der Turbinenlaufschaufeln entsprechen.

[0019] Fig. 6 veranschaulicht eine weitere modifizierte Ausführungsform, bei der gekrümmte Abschnitte 60 lediglich an den Vorderkanten 47 der Turbinenlaufschaufelanordnungen an Stellen ausgebildet sind, die den Vorderkanten der Turbinenlaufschaufeln entsprechen.

[0020] Fig. 7 veranschaulicht eine noch weitere modifizierte Ausführungsform, bei der gekrümmte Abschnitte nur an den Vorderkanten sowohl der Turbinenlaufschaufelanordnungen als auch der Leitschaufelanordnungen ausgebildet sind. Wie in Fig. 7veranschaulicht, sind gekrümmte Abschnitte 60 an den Vorderkanten 47 der Turbinenlaufschaufelanordnungen an Stellen ausgebildet, die den Vorderkanten der Turbinenlaufschaufeln entsprechen. Ferner sind gekrümmte Abschnitte 70 an den Vorderkanten der Leitschaufelanordnungen an Stellen ausgebildet, die den Vorderkanten der Leitschaufeln entsprechen.

[0021] Fig. 8 veranschaulicht eine noch weitere modifizierte Ausführungsform, bei der die gekrümmten Abschnitte 60, die an der Vorderkante 47 der Turbinenlaufschaufelanordnungen ausgebildet sind, in Bezug auf die Vorderkanten der Turbinenlaufschaufeln versetzt angeordnet sind. Wie in Fig. 8veranschaulicht, sind die gekrümmten Abschnitte 60 auf der Seite der Turbinenlaufschaufeln angeordnet, die sich in der Richtung befindet, in die sich die Turbinenlaufschaufeln bewegen, wenn sie in der Turbine rotieren. In weiteren modifizierten Ausführungsformen könnten gekrümmte Abschnitte an den Vorderkanten der Leitschaufelanordnungen an Stellen ausgebildet sein, die ebenfalls gegenüber den Vorderkanten der Leitschaufeln versetzt sind. In gleicher Weise könnten die an den Hinterkanten entweder der Turbinenlaufschaufelanordnungen und/oder der Leitschaufelanordnungen ausgebildeten gekrümmten Abschnitte ebenfalls zu den zugehörigen Hinterkanten der Turbinenlaufschaufeln und Leitschaufeln versetzt sein. Versuche könnten dazu verwendet werden, die optimalen Stellen für die gekrümmten Abschnitte an den Vorder- und/oder Hinterkanten der Turbinenlaufschaufel- und Leitschaufelanordnungen zu bestimmen. Demgemäss umfassen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung eine Anordnung des gekrümmten Abschnitts an irgendeiner Stelle an den Vorder- und Hinterkanten der Turbinenlaufschaufelanordnungen und Leitschaufelanordnungen.

[0022] Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, mehrere gekrümmte Abschnitte auf jeder einzelnen Turbinenlaufschaufelanordnung oder Leitschaufelanordnung aufzunehmen. Fig. 9veranschaulicht eine Ausführungsform, in der zwei gekrümmte Abschnitte 60 an der Vorderkante der Turbinenlaufschaufelanordnungen angeordnet sind. In anderen modifizierten Ausführungsformen können mehr als zwei gekrümmte Abschnitte an der Vorderkante jeder einzelnen Turbinenlaufschaufelanordnung ausgebildet sein. In gleicher Weise könnten in weiteren modifizierten Ausführungsformen zwei oder mehrere gekrümmte Abschnitte an den Hinterkanten der Turbinenlaufschaufelanordnungen ausgebildet sein. Ferner könnten zwei oder mehrere gekrümmte Abschnitte an den Vorderkanten und Hinterkanten der einzelnen Leitschaufelanordnungen ausgebildet sein.

[0023] Fig. 10 veranschaulicht eine Draufsicht von oben auf eine Turbinenlaufschaufelanordnung nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise die in Fig. 2 veranschaulichte. Wie in Fig. 10veranschaulicht, ist die Turbinenlaufschaufel 40 oben auf der Basis 45 der Turbinenlaufschaufelanordnung befestigt. Die Basis 45 enthält eine Vorderkante 47 und eine Hinterkante 49. In den in den Fig. 2und 10 veranschaulichten Ausführungsformen sind die Vorderkante 47 und die Hinterkante 49 der Basis 45 gerade ausgebildet. Ausserdem sind die Vorderkanten der Engelsflügel 32, 33 auf der Vorderseite der Turbinenlaufschaufelanordnung ebenfalls gerade. In gleicher Weise verlaufen auch die Hinterkanten der Engelsflügel 34, 35 auf der Hinterseite der Turbinenlaufschaufelanordnung ebenfalls gerade.

[0024] Aus ähnlichen Gründen, wie sie vorstehend erläutert sind, nehmen die Erfinder an, dass es auch vorteilhaft sein kann, Kurven bzw. Krümmungen an der Vorder- und der Hinterkante der Engelsflügel vorzusehen. Fig. 11veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der die Vorderkanten der Engelsflügel 32, 33 auf der Vorderseite der Turbinenlaufschaufelanordnung Kurven bzw. Krümmungen enthalten, die einer Kurve bzw. Krümmung an der Vorderkante 47 der Basis 45 der Turbinenlaufschaufelanordnung entsprechen. Ebenfalls enthalten die Hinterkanten der Engelsflügel 34, 35. auf der Hinterseite der Turbinenlaufschaufelanordnung auch Kurven bzw. Krümmungen, die einer Kurve bzw. Krümmung an eine Hinterkante 49 der Basis 45 der Turbinenlaufschaufelanordnung entsprechen.

[0025] Fig. 12 veranschaulicht eine weitere modifizierte Ausführungsform. In Fig. 12 sind die Vorderkante 47 und die Hinterkante 49 der Basis 45 der Turbinenlaufschaufelanordnung beide gerade ausgebildet. Jedoch sind gekrümmte Abschnitte an den Vorderkanten der Engelsflügel 32, 33 auf der Vorderkantenseite der Turbinenlaufschaufelanordnung vorgesehen. In gleicher Weise sind Krümmungen an den Hinterkanten der Engelsflügel 34, 35 auf der Hinterseite der Turbinenlaufschaufelanordnung vorgesehen.

[0026] Fig. 13 veranschaulicht eine weitere modifizierte Ausführungsform, bei der Kurven bzw. Krümmungen an der Vorderkante 47 und der Hinterkante 49 der Basis 45 der Turbinenlaufschaufelanordnung vorgesehen sind. Kurven bzw. Krümmungen sind ferner an den Vorderkanten der Engelsflügel 32, 33 auf der Vorderkantenseite der Turbinenlaufschaufelanordnung und an den Engelsflügeln 34, 35 der Hinterkantenseite der Turbinenlaufschaufelnanordnung vorgesehen. Jedoch sind die an jedem dieser Orte vorgesehenen Kurven bzw. Krümmungen zueinander versetzt.

[0027] Fig. 14 veranschaulicht eine noch weitere modifizierte Ausführungsform, bei der Kurven bzw. Krümmungen lediglich an der Vorderkante 47 und der Hinterkante 49 der Basis 45 einer Turbinenlaufschaufelanordnung vorgesehen sind. Es sind keine Kurven bzw. Krümmungen in den Engelsflügeln auf der Vorderkantenseite oder der Hinterkantenseite der Turbinenlaufschaufelanordnung vorgesehen.

[0028] Fig. 11-14 sollen diverse unterschiedliche Kombinationen von Kurven bzw. Krümmungen veranschaulichen, die an der Vorderkante und Hinterkante der Basis der Turbinenlaufschaufelanordnungen und der Engelsflügel vorgesehen sind. Jede beliebige Kombination von Kurven bzw. Krümmungen, unabhängig davon, ob diese zueinander in eine Linie ausgerichtet oder versetzt zueinander sind, würde auch in den Umfang der Erfindung fallen.

[0029] In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann eine gekrümmte Fläche zu den Vorderkanten und den Hinterkanten von Turbinenlaufschaufelanordnungen und Leitschaufelanordnungen hinzugefügt werden. In den vorstehend veranschaulichten Ausführungsformen sind die Kurven bzw. Krümmungen im Wesentlichen bogenförmig. In modifizierten Ausführungsformen könnten die gekrümmten Abschnitte diverse unterschiedliche Formen, einschliesslich Bezier-Kurven und abrupten und/oder nicht linearen Formen, enthalten, um ihr Verhalten zu verbessern. Weil die Turbinenlaufschaufelanordnungen und Leitschaufelanordnungen nebeneinander angeordnet sind, könnten ausserdem die nebeneinander liegenden Abschnitte von zwei einzelnen Turbinenlaufschaufelanordnungen oder zwei einzelnen Leitschaufelanordnungen zusammenwirken, um die gesamten gekrümmten Oberflächen an den Vorderkanten und den Hinterkanten zu bilden.

[0030] Drüber hinaus könnten die gekrümmten Abschnitte an den Vorderkanten und Hinterkanten der Leitschaufelnanordnungen und Turbinenlaufschaufelanordnungen eine komplexe zweidimensionale Gestalt aufweisen. Hier könnten wiederum Versuche durchgeführt werden, um die Gestalt und Konfiguration für die gekrümmten Oberflächen zu bestimmten. Jedoch könnte ein Versehen dieser gekrümmten Oberflächen an den Vorder- und Hinterkanten dazu dienen, die Menge an heissen Verbrennungsgasen, die in den Radzwischenraum eindringen, zu reduzieren, um dadurch den Gesamtwirkungsgrad der Turbine zu verbessern.

[0031] Während die Erfindung in Verbindung mit der momentan als die praktikabelste und bevorzugteste Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt sein soll, sondern dass sie im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die in dem Rahmen und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind, mit umfassen soll.

[0032] Turbinenlaufschaufelanordnungen einer Turbine enthalten Schaufelblätter 40, die auf Basen 45 angebracht sind. Die vorderen 47 und/oder hinteren Kanten 49 der Basen sind mit gekrümmten Abschnitten versehen. In gleicher Weise können gekrümmte Abschnitte an Vorder- und/oder Hinterkanten der Engelsflügel 32/33/34/35 einer Turbinenschaufelanordnung vorgesehen sein. Ebenfalls können gekrümmte Abschnitte an den vorderen 57 und/oder hinteren 59 Kanten von Leitschaufelanordnungen einer Turbine vorgesehen sein.

Claims (10)

1. Laufschaufelanordnung für eine Turbine, die aufweist: einen Befestigungsabschnitt, der konfiguriert ist, um mit einer umlaufenden Welle einer Turbine gekoppelt zu sein; eine Basis, die über dem Befestigungsabschnitt ausgebildet ist, wobei wenigstens entweder eine Vorderkante und/oder eine Hinterkante der Basis einen gekrümmten Abschnitt enthält; eine Laufschaufel, die sich von der Oberseite der Basis aus nach oben erstreckt.

2. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 1, wobei sowohl die Vorderkante als auch die Hinterkante der Basis einen gekrümmten Abschnitt enthalten.

3. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 1, wobei ein gekrümmter Abschnitt an der Vorderkante der Basis ausgebildet ist und wobei der gekrümmte Abschnitt einen konvexen Abschnitt aufweist, der sich vorne vor der Vorderkante der Basis erstreckt.

4. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 3, wobei der konvexe Abschnitt benachbart zu einer Vorderkante der Laufschaufel auf der Basis angeordnet ist.

5. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 3, wobei der konvexe Abschnitt auf einer Seite der Vorderkante der Laufschaufel auf der Basis angeordnet ist.

6. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 5, wobei der konvexe Abschnitt auf der Seite der Vorderkante der Laufschaufel angeordnet ist, die sich in der Richtung befindet, in der die Laufschaufelnanordnung umläuft, wenn sie in einer Turbine rotiert.

7. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 1, wobei der gekrümmte Abschnitt mehrere konvexe oder konkave Abschnitte aufweist.

8. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 1, wobei die Basis ferner aufweist: einen vorderen Engelsflügel, der auf der Vorderseite der Basis ausgebildet ist; und einen hintern Engelsflügel der auf der Hinterseite der Basis ausgebildet ist, wobei eine Aussenkante wenigstens entweder des vorderen Engelsflügels und/oder des hinteren Engelsflügels einen gekrümmten Abschnitt enthält.

9. Laufschaufelanordnung nach Anspruch 8, wobei die Aussenkanten sowohl des vorderen Engelsflügels als auch des hinteren Engelsflügels gekrümmte Abschnitte enthalten.

10. Laufschaufelanordnung Anspruch 9, wobei gekrümmte Abschnitte sowohl an der Vorderkante als auch an der Hinterkante der Basis ausgebildet sind, wobei gekrümmte Abschnitte an den äusseren Kanten sowohl des vorderen Engelsflügels als auch des hinteren Engelsflügels ausgebildet sind, wobei die gekrümmten Abschnitte an der Vorderkante der Basis und dem vorderen Engelsflügel ähnliche Formen und entsprechende Positionen aufweisen und wobei die gekrümmten Abschnitte an der Hinterkante der Basis und dem hinteren Engelsflügel ähnliche Formen und entsprechende Positionen aufweisen.