WO2012163337A1 - Laufschaufel für einen verdichter einer turbomaschine, verdichter sowie turbomaschine - Google Patents

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    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • Blade for a compressor of a turbomachine Blade for a compressor of a turbomachine, compressor and turbomachine
  • the invention relates to a blade for a compressor of a turbomachine according to the preamble of patent claim 1, a compressor with such blades and a turbomachine with such a compressor.
  • compressors in turbomachinery can regularly operate when operating the compressor outside a design point of the blades a so-called compressor pumps, in which the pressure in the compressor as a result of flow separation on the blades from back to front degrades and thus a backflow is formed.
  • compressor pumps in which the pressure in the compressor as a result of flow separation on the blades from back to front degrades and thus a backflow is formed.
  • high loads occur, which are due in part to a swing or flutter during the gearströmphase.
  • a known measure for reducing the load is targeted mistuning. However, this is technically very complicated.
  • An alternative measure is influencing the stationary and transient flow in the region of the trailing edge near the housing, since this area is decisive for the load.
  • blade-side modifications to reduce the load on the blades are also known.
  • DE 103 52 253 AI proposed for improving a vibration behavior of blades to provide these blade tip side with an opening into the trailing edge stage.
  • US 2010/0008785 AI is proposed to improve the vibration behavior, between the leading edge and the trailing edge of the blades each open to the blade tip pressure side pocket
  • the object of the invention is to provide a blade for a compressor of a turbomachine, which eliminates the aforementioned disadvantages and is exposed to reduced loads. Furthermore, it is an object of the invention to provide a compressor with a high compressor stability and a turbomachine with a high efficiency.
  • a rotor blade for a compressor of a turbomachine has an airfoil which has a leading edge, a trailing edge and a blade tip, between which a pressure side and a suction side extend.
  • the airfoil has a pressure-side profile variation which extends into the trailing edge and into the blade tip.
  • the profile variation is a local profile shape change of the pressure side. Due to the positioning in a region delimited by the trailing edge and the blade tip, the profile variation is formed at the stagnation point of a return flow established in compressor pumps, whereby according to the invention a scattering of the return flow during compressor pumping is achieved.
  • the return flow is decomposed into a plurality of part streams and thus can not be transferred concentrated to the neighboring blade.
  • the blade load is substantially reduced, whereby the blades can be designed reduced wall thickness and do not need to be thickened. In addition, eliminates a targeted and technically complicated Mistuning.
  • the profile variation is a recess or recess which is open to the blade tip and to the trailing edge.
  • the scattering effect of. Recess or profile variation can be improved if, viewed in the flow direction, it begins in a region of maximum pressure gradient.
  • the profile variation is formed as a wave profile.
  • the return flow can be dissipated very effectively if the wave profile is oriented transversely to the flow direction or radially to the direction of rotation, so that their wave troughs and wave crests each represent individual flow barriers separating the partial flows themselves for the return flow.
  • a compressor according to the invention has at least one row of blades with a multiplicity of rotor blades according to the invention.
  • Such a compressor is characterized by a low blade load, for example, in a compressor pumps or when forming a backflow, as it is effectively scattered on the blades in a plurality of partial streams.
  • the compressor stability is increased and a so-called flutter tendency is reduced.
  • the blades can be wall thickness optimized and thus executed with reduced weight, which u.a. results in a low compressor weight and in a quiet running.
  • the compressor stability can be further improved if the pressure-side profile variations are widened in the direction of the suction sides and transition into the blade tips in the transverse direction or in the direction of rotation passing through downgrades and also in a radially opposite side wall a plurality of counter contours is formed. As a result, a limited annular gap of the blade tips and the opposite side wall is radially expanded in the flow direction, whereby the pressure gradient can be reduced.
  • the downgrades and the counter contours are symmetrical to one another.
  • the mirror-symmetrical design is symmetrical to one another.
  • the downgrades and the counter-contours form a plurality of rectangular Ringpaltergewiferonne.
  • the downgrades and the counter-contours form a plurality of funnel-shaped annular gap extensions.
  • a turbomachine according to the invention has a compressor according to the invention.
  • Such a turbomachine is characterized by low efficiency losses and thus by a high efficiency and by reduced blade loads.
  • FIG. 1a shows a first embodiment of a blade according to the invention
  • FIG. 1b shows a detailed representation of a pressure-side profiling from FIG.
  • FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a radial gap extension according to the invention
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the radial gap extension according to the invention
  • Figure 5 shows a first embodiment of a stator-side contour variation
  • FIG. 6 shows a second embodiment of a stator-side contour variation.
  • Figure 1 shows a plan view of a developed blade row 1 of a compressor of a Aircraft engine.
  • the blade row 1 consists of a plurality of circumferentially or rotationally y juxtaposed blades, of which for reasons of clarity, only one blade 2 is shown.
  • the airfoil 2 has viewed in the flow direction x a leading edge 4 and a trailing edge 6, between which a pressure side 8 and a suction side 10 extends.
  • the blade 2 has a facing the viewer and extending in the blade longitudinal direction blade tip 12, which is a radially outer boundary of the suction side 8 and the pressure side 10.
  • a profile variation 14 is formed in a pressure-side area between the trailing edge 6 and the blade tip 12. As is shown in FIG. 1b, it is arranged in the region of a stagnation point 16 of a return flow 18 forming during a flow separation and effects the dispersion of the return flow 18 in a multiplicity of partial flows 18a, 18b oriented in different directions.
  • the profile variation 14 is formed in the embodiment shown as a recess which is open to the trailing edge 6 and the blade tip 12. It forms a local cross-sectional narrowing of the airfoil 2 and has an opposite to an adjacent surface portion 20 back-graded plane leading surface 22. It preferably extends in the transverse direction of the blade to the middle of the blade 2. It is delimited in the flow direction x by a front arcuate plateau 24 and by the downstream trailing edge 6. In the radial direction, the profile variation 14 is delimited by a radially inner arcuate longitudinal surface 26 extending in the blade longitudinal direction and the outer blade tip 12.
  • the pressure-side profile variation 14 is formed as a wave profile having a plurality of peaks or crests 28 and a plurality of depressions or troughs 30.
  • the elevations 28, which each extend beyond the pressure side profile, cause a local thickening of the airfoil 2.
  • the depressions 30 cause a local rejuvenation of the airfoil 2. They are oriented transversely to the flow direction x and thus quasi radial to the axis of rotation and thus form a plurality of flow barriers for the return flow 18 and for their partial flows 18a, 18b. In this case, it is preferred if the wave profile, viewed in the flow direction x, begins with a depression 30.
  • the wave profile 14 may have a constant amplitude and a constant wavelength.
  • the amplitude and / or the wavelength may also vary. For example, it is conceivable to provide a large amplitude in the stagnation point 16 and then to reduce this upstream and downstream, so that the wave profile 14 terminates quasi-attenuated on both sides.
  • the wavelength can remain unchanged. In particular, only troughs can be used.
  • Both embodiments cause a dispersion of the return flow 18 in a plurality of oriented in different directions partial streams 18 a, 18 b, so that a pressure disturbance, which is induced by the blade movement, scattered passes to the neighboring blade.
  • the pressure-side profile variations 14 bring about energization of a low-energy boundary layer close to the blade blade, which delays flow separation.
  • the profile variation 14 begins in the flow direction x, in the region of a maximum pressure gradient 32 between the low-energy boundary layer and a high-energy flow layer remote from the blade-blade.
  • the vertical surface 24 is arranged in the region of the maximum pressure gradient 32 for this purpose.
  • FIGS. 3 and 4 show exemplary embodiments of an extension 34 according to the invention of a radial gap 36 for influencing the steady-state flow in the area of the blade trailing edges 6, which is delimited by the blade tips 12 of a blade row and an opposite stator-side side wall section 38.
  • a shovel-blade side approximately in the region of the one-sided profile variation 14 shown in FIGS. 1 a, 2 b and 2 is formed so that the blade tips 12 are radially lowered in the downstream rear region.
  • a number of counter contours 42 corresponding to the number of rotor blades is formed in the side wall section 38.
  • FIGS. 5 and 6 show exemplary embodiments of a stator-side contour variation 44 according to the invention for influencing the stationary flow in the region of the blade trailing edges 6 of a blade row 1.
  • a multiplicity of grooves 46 are introduced in a side wall section which is approximately radially opposite the trailing edges 6 of the rotor blades or airfoils 2.
  • Figure 5 a parallelogram-like shape and are equally spaced in the circumferential direction y.
  • the grooves 46 are formed as parallel circumferential grooves, which are preferably equally spaced apart in the flow direction x. However, as shown in FIG. 6, the grooves 46 can also have different axial distances as viewed in the flow direction x by the front groove 46a.
  • a blade for a compressor of a turbomachine with an airfoil which has a leading edge, a trailing edge, and a blade tip, between which a pressure side and a suction side extends, wherein a provided in the trailing edge and the blade tip pressure-side profile variation is provided a compressor and a turbomachine.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Offenbart sind eine Laufschaufel für einen Verdichter einer Turbomaschine mit einem Schaufelblatt, das eine Vorderkante, eine Hinterkante, und eine Blattspitze aufweist, zwischen denen sich eine Druckseite und eine Saugseite erstreckt, wobei eine sich in die Hinterkante und die Blattspitze erstreckende druckseitige Profilvariation vorgesehen ist, ein Verdichter sowie eine Turbomaschine.

Description

Beschreibung
Laufschaufel für einen Verdichter einer Turbomaschine, Verdichter sowie Turbomaschine
Die Erfindung betrifft eine Laufschaufel für einen Verdichter einer Turbomaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einen Verdichter mit derartigen Laufschaufeln sowie eine Turbomaschine mit einem derartigen Verdichter.
Bei Verdichtern in Turbomaschinen kann regelmäßig beim Betreiben der Verdichter außerhalb eines Auslegungspunktes der Laufschaufeln ein sogenanntes Verdichterpumpen einsetzen, bei dem sich der Druck im Verdichter infolge einer Strömungsablösung an den Laufschaufeln von hinten nach vorne abbaut und somit eine Rückströmung gebildet wird. Dabei treten in der Beschaufelung hohe Belastungen auf, die zum Teil auf ein Schwingen bzw. Flattern während der Rückströmphase zurückzuführen sind. Eine bekannte Maßnahme zur Reduzierung der Belastung ist gezieltes Mistuning. Dieses ist jedoch technisch sehr aufwendig. Eine alternative Maßnahme ist die Beeinflussung der stationären und instationären Strömung im Bereich der Hinterkante in Gehäusenähe, da dieser Bereich maßgeblich für die Belastung ist. So ist es bspw. aus der DE 10 2008 037 154 AI bekannt, in einer den Laufschaufeln gegenüberliegenden Ringraumwandung eine Vielzahl von parallelogrammartigen Nuten oder Umfangsnuten vorzusehen, die derart in der Ringraumwandung positioniert sind, dass sie im Vorderkantenbereich der Laufschaufeln angeordnet sind. Aus der DE 2 942 703 AI ist es bekannt, in einer den Laufschaufeln gegenüberliegenden Ringraumwandung eine Umfangsnut einzubringen.
Neben diesen statorseitigen Modifikationen sind ebenfalls schaufelseitige Modifikationen zur Belastungsreduzierung der Schaufeln bekannt. So wird z.B. in der DE 103 52 253 AI zur Verbesserung eines Schwingverhaltens von Laufschaufeln vorgeschlagen, diese blattspitzen- seitig mit einer in die Hinterkante mündenden Stufe zu versehen. In der US 2010/0008785 AI wird zur Verbesserung des Schwingverhaltens vorgeschlagen, zwischen der Vorderkante und der Hinterkante der Laufschaufeln jeweils eine zur Blattspitze geöffnete druckseitige Tasche
|Bestätigungskopie| auszubilden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Laufschaufel für einen Verdichter einer Turbomaschine zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile beseitigt und reduzierten Belastungen ausgesetzt ist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, einen Verdichter mit einer hohen Verdichterstabilität sowie eine Turbomaschine mit einem hohen Wirkungsgrad zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Laufschaufel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Verdichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 und durch eine Turbo- maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
Eine erfindungsgemäße Laufschaufel für einen Verdichter einer Turbomaschine hat ein Schaufelblatt, das eine Vorderkante, eine Hinterkante und eine Blattspitze aufweist, zwischen denen sich eine Druckseite und eine Saugseite erstreckt. Erfindungsgemäß weist das Schaufelblatt eine druckseitige Profilvariation auf, die sich in die Hinterkante und in die Blattspitze erstreckt.
Die Profilväriation ist eine lokale Profilformänderung der Druckseite. Durch die Positionierung in einem von der Hinterkante und der Blattspitze begrenzten Bereich ist die Profilvariation im Staupunkt einer sich bei Verdichterpumpen einstellenden Rückströmung ausgebildet, wodurch erfindungsgemäß eine Streuung der Rückströmung beim Verdichterpumpen erzielt wird. Die Rückströmung wird in eine Vielzahl von Teilströmen zerlegt und kann somit nicht konzentriert zur Nachbarschaufel übertragen werden. Hierdurch wird die Schaufelbelastung wesentlich reduziert, wodurch die Schaufelblätter wandstärkenreduziert ausgeführt sein können und nicht aufgedickt werden müssen. Zudem entfällt ein gezieltes und technisch aufwendiges Mistuning.
Bei einem fertigungstechnisch einfach herzustellenden Ausf hrungsbeispiel ist die Profilväriation eine zur Blattspitze und zur Hinterkante geöffnete Ausnehmung bzw. Vertiefung.
Die Streuwirkung der. Ausnehmung bzw. Profilvariation lässt sich verbessern, wenn diese in Strömungsrichtung betrachtet in einem Bereich eines maximalen Druckgradienten beginnt. Bei einem alternativen die Schaufelbelastung reduzierenden Ausführungsbeispiel ist die Profilvariation als ein Wellenprofil ausgebildet.
Die Rückströmung lässt sich sehr wirkungsvoll zerstreuen, wenn das Wellenprofil quer zur Strömungsrichtung bzw. radial zur Rotationsrichtung orientiert ist, so dass ihre Wellentäler und Wellenberge jeweils einzelne, die Teilströme selbst zerlegende Strömungsbarrieren für die Rückströmung darstellen.
Ein erfindungsgemäßer Verdichter hat zumindest eine Schaufelreihe mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Laufschaufeln. Ein derartiger Verdichter zeichnet sich durch eine geringe Laufschaufelbelastung bspw. bei einem Verdichterpumpen bzw. beim Ausbilden einer Rückströmung aus, da diese an den Laufschaufeln wirkungsvoll in eine Vielzahl von Teilströmen zerstreut wird. Hierdurch wird zum einen die Verdichterstabilität erhöht und eine sogenannte Flatterneigung verringert. Zum anderen können die Laufschaufeln wandstärkenoptimiert und somit gewichtsreduziert ausgeführt werden, was sich u.a. in einem geringen Verdichtergewicht und in einer hohen Laufruhe resultiert.
Die Verdichterstabilität lässt sich weiter verbessern, wenn die druckseitige Profilvariationen in Richtung der Saugseiten erweitert sind und in eine die Blattspitzen in Querrichtung bzw. in Rotationsrichtung durchsetzende Zurückstufungen übergehen und zudem in einer radial gegenüberliegenden Seitenwandung eine Vielzahl von Gegenkonturen ausgebildet ist. Hierdurch wird ein von den Blattspitzen und der gegenüberliegenden Seitenwandung begrenzter Ringspalt in Strömungsrichtung radial erweitert, wodurch der Druckgradient reduziert werden kann.
Vorzugsweise sind die Zurückstufungen und die Gegenkonturen zueinander symmetrisch. Insbesondere sind die spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Bei einem wirkungsvollen und fertigungstechnich einfach ausbildenden Ausführungsbeispiel bilden die Zurückstufungen und die Gegenkonturen eine Vielzahl von rechteckigen Ringspalterweiferungen. Bei einem alternativen wirkungsvollen und einfach herzuteilenden Ausführungsbeispiel bilden die Zurückstufungen und die Gegenkonturen eine Vielzahl von trichterförmigen Ringspalterweiterungen.
Eine erfindungsgemäße Turbomaschine weist einen erfindungsgemäßen Verdichter auf. Eine derartige Turbomaschine zeichnet sich durch geringe Wirkungsgradverluste und somit durch einen hohen Wirkungsgrad sowie durch reduzierte Schaufelblattbelastungen aus.
Sonstige vorteilhafte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand stark vereinfachter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur la ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laufschaufel,
Figur lb eine Detaildarstellung einer druckseitigen Profilierung aus Figur la,
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Laufschaufel,
Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radialspalterweiterung,
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radialspalterweiterung,
Figur 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer statorseitigen Konturvariation, und
Figur 6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer statorseitigen Konturvariation.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine abgewickelte Schaufelreihe 1 eines Verdichters eines Flugzeugtriebwerks. Die Schaufelreihe 1 besteht aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung bzw. Rotationsrichtung y nebeneinander angeordneten Laufschaufeln, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein Schaufelblatt 2 gezeigt ist.
Das Schaufelblatt 2 hat in Strömungsrichtung x betrachtet eine Vorderkante 4 und eine Hinterkante 6, zwischen denen sich eine Druckseite 8 sowie eine Saugseite 10 erstreckt. Zudem hat das Schaufelblatt 2 eine dem Betrachter zugewandte und sich in Schaufellängsrichtung erstreckende Blattspitze 12, die eine radial äußere Begrenzung der Saugseite 8 und der Druckseite 10 darstellt.
Erfindungsgemäß ist in einem druckseitigen Flächenbereich zwischen der Hinterkante 6 und der Blattspitze 12 eine Profilvariation 14 ausgebildet. Diese ist wie in Figur lb gezeigt, im Bereich eines Staupunktes 16 einer sich bei einer Strömungsablösung ausbildenden Rück- strömung 18 angeordnet und bewirkt die Zerstreuung der Rückströmung 18 in einer Vielzahl von in unterschiedliche Richtungen orientierten Teilströmen 18a, 18b.
Die Profilvariation 14 ist in dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel als eine Ausnehmung ausgebildet, die zur Hinterkante 6 und zur Blattspitze 12 geöffnet ist. Sie bildet eine lokale Querschnittsverjüngung des Schaufelblattes 2 und weist eine gegenüber einem benachbarten Flächenabschnitt 20 zurückgestufte ebene Anströmfläche 22 auf. Vorzugsweise erstreckt sie sich in Schaufelquerrichtung bis zur Mitte des Schaufelblattes 2. Sie ist in Strömungsrichtung x betrachtet von einer vorderen bogenförmigen Hochfläche 24 und von der stromabwärtigen Hinterkante 6 begrenzt. In Radialrichtung wird die Profilvariation 14 von einer sich in Schaufellängsrichtung ersteckenden radial inneren bogenförmigen Längsfläche 26 und der äußeren Blattspitze 12 begrenzt.
Bei einem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die druckseitige Profilvariation 14 als ein Wellenprofil mit einer Vielzahl von Erhebungen bzw. Wellenbergen 28 und einer Vielzahl von Vertiefungen bzw. Wellentälern 30 gebildet. Die Erhebungen 28, die sich jeweils über das Druckseitenprofil hinaus erstrecken, bewirken eine lokale Verdickung des Schaufelblattes 2. Die Vertiefungen 30 bewirken eine lokale Verjüngung des Schaufelblattes 2. Sie sind quer zur Strömungsrichtung x und somit quasi radial zur Rotationsachse orientiert und bilden somit eine Vielzahl von Strömungsbarrieren für die Rückströmung 18 bzw. für deren Teilströme 18a, 18b. Dabei wird es bevorzugt, wenn das Wellenprofil in Strömungsrichtung x betrachtet mit einer Vertiefung 30 beginnt. Dabei kann das Wellenprofil 14 eine konstante Amplitude und eine konstante Wellenlänge aufweisen. Jedoch können die Amplitude und/oder die Wellenlänge auch variieren. Beispielsweise ist es vorstellbar, im Staupunkt 16 eine große Amplitude vorzusehen und diese dann stromaufwärts und stromabwärts zu verkleinern, so dass das Wellenprofil 14 quasi gedämpft beidseits ausläuft. Die Wellenlänge kann dabei unverändert bleiben. Insbesondere können auch nur Wellentäler verwendet werden.
Beide Ausführungsbeispiele bewirken eine Zerstreuung der Rückströmung 18 in eine Vielzahl von in unterschiedliche Richtungen orientierten Teilströmen 18a, 18b, so dass eine Druckstörung, die durch die Schaufel bewegung induziert wird, gestreut zur Nachbarschaufel übergeht. Gleichzeitig bewirken die druckseitigen Profilvariationen 14 eine Energetisierung einer schaufelblattnahen energiearmen Grenzschicht, wodurch eine Strömungsablösung verzögert wird. Zur optimalen Energetisierung beginnt in Strömungsrichtung x betrachtet die Profilvariation 14 im Bereich eines maximalen Druckgradienten 32 zwischen der energiearmen Grenzschicht und einer schaufelblattfernen energiereichen Strömungsschicht. Wie in Figur lb gezeigt ist hierzu die Hochfläche 24 im Bereich des maximalen Druckgradienten 32 angeordnet.
In den Figuren 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Erweiterung 34 eines Radialspaltes 36 zur Beeinflussung der stationären Strömung im Bereich der Laufschaufelhinterkanten 6 gezeigt, der von den Blattspitzen 12 einer Laufschaufelreihe und einer gegenüberliegenden statorseitigen Seitenwandungsabschnitt 38 begrenzt wird. Hierzu ist schaufelblattsei tig etwa im Bereich der in den Figuren la, lb und 2 gezeigten einseitigen Profilvariation 14 eine sich von der Druckseite 8 zur Saugseite 10 erstreckende Zurückstufung 40 ausgebildet, so dass die Blattspitzen 12 im stromabwärtigen hinteren Bereich radial abgesenkt sind. Statorseitig ist in dem Seitenwandungsabschnitt 38 eine der Anzahl der Laufschaufeln entsprechende Anzahl von Gegenkonturen 42 ausgebildet. Die Gegenkonturen 42 sind bevorzugterweise symmetrisch zu den Zurückstufungen 40 ausgebildet und bilden in Kombination mit diesen die Radialspalterweiterungen 34. Diese sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen bevorzugterweise rechteckig (Fig. 3) oder trichterförmig (Fig. 4) ausgeführt. In den Figuren 5 und 6 sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen statorseitigen Konturvariation 44 zur Beeinflussung der stationären Strömung im Bereich der Laufschaufelhinterkanten 6 einer Schaufelreihe 1 gezeigt. Hierzu ist in einem in etwa den Hinterkanten 6 der Laufschaufeln bzw. Schaufelblätter 2 radial gegenüberliegenden Seitenwandungsabschnitt eine Vielzahl von Nuten 46 eingebracht. Diese haben bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel eine parallelogrammartige Gestalt und sind in Umfangsrichtung y gleichmäßig voneinander beabstandet. Bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Nuten 46 als parallele Umfangsnuten ausgebildet, die bevorzugterweise in Strömungsrichtung x gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die Nuten 46 können jedoch auch wie in Figur 6 durch die vordere Nut 46a gezeigt, in Strömungsrichtung x betrachtet unterschiedlich Axialabstande aufweisen.
Offenbart sind eine Laufschaufel für einen Verdichter einer Turbomaschine mit einem Schaufelblatt, das eine Vorderkante, eine Hinterkante, und eine Blattspitze aufweist, zwischen denen sich eine Druckseite und eine Saugseite erstreckt, wobei eine sich in die Hinterkante und die Blattspitze erstreckende druckseitige Profilvariation vorgesehen ist, ein Verdichter sowie eine Turbomaschine.
Bezugszeichenliste
Schaufelreihe
Schaufelblatt
Vorderkante
Hinterkante
Druckseite
0 Saugseite
2 Blattspitze
4 Profilvariation
6 Staupunkt
8 Rückströmung
8a, b Teilströme
0 Flächenabschnitt
2 Anströmfläche
4 Hochfläche
6 Längsfläche
8 Erhebung / Wellenberg
0 Vertiefung / Wellental
2 Druckgradient
4 Erweiterung
6 Radialspalt
38 S eitenwandungsabschnitt
40 Zurückstufung
42 Gegenkontur
44 Konturvariation
46 Nut
46a vordere Nut x Längsrichtung Strömung / Triebwerk y Umfangsrichtung / Rotationsrichtung z Hochrichtung / Radialrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Laufschaufel für einen Verdichter einer Turbomaschine, mit einem Schaufelblatt (2), das eine Vorderkante (4), eine Hinterkante (6) und eine Blattspitze (12) aufweist, zwischen denen sich eine Druckseite (8) und eine Saugseite (10) erstreckt, gekennzeichnet durch eine sich in die Hinterkante (6) und die Blattspitze (12) erstreckende druckseitige Profilvariation (14).
2. Laufschaufel nach Anspruch 1, wobei die Profilvariation (14) eine zur Blattspitze (12) und zur Hinterkante (6) geöffnete Ausnehmung ist.
3. Laufschaufel nach Anspruch 2, wobei die Ausnehmung (14) im Bereich eines maximalen Druckgradienten (32) beginnt.
4. Laufschaufel nach Anspruch 1, wobei die Profilvariation (14) ein Wellenprofil ist.
5. Laufschaufel nach Anspruch 4, wobei das Wellenprofil (14) quer zur Strömungsrichtung (x) des Schaufelblatts (2) orientiert ist.
6. Verdichter mit zumindest einer Schaufelreihe (1) mit einer Vielzahl von Laufschaufeln nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Verdichter nach Anspruch 6, wobei die druckseitigen Profilvariationen (14) in Richtung der Saugseiten (10) erweitert sind und jeweils in eine die Blattspitzen (12) in Rotationslichtung (y) durchsetzende Zurücksmfung (40) übergehen und in einer radial gegenüberliegenden Seitenwandung (38) eine Vielzahl von Gegenkonturen (42) ausgebildet ist.
8. Verdichter nach Anspruch 7, wobei die Zurückstufungen (40) und die Gegenkonturen (42) zueinander symmetrisch sind.
9. Verdichter nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Zurückstufungen (40) und die Gegenkonturen (42) rechteckige Ringspalterweiterungen (34) bilden.
10. Verdichter nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Zurückstufungen (40) und die Gegenkonturen (42) trichterförmige Ringspalterweiterungen (34) bilden.
11. Turbomaschine mit einem Verdichter nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
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