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Trapezfoermige Anstreifkante

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020442D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 12 (2003-12-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Dec-25
Document File: 2 page(s) / 134K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Herkoemmliche Anstreifkanten von Turbinenlaufschaufeln besitzen eine konstante Dicke und bieten u.a. bei einem (ungewollten) Anstreifen der Schaufel am aeusseren Gehaeuse die Sicherheit, dass die Schaufel nicht schwer beschaedigt wird, weil die anstreifende Flaeche der Anstreifkanten und damit die entstehende Kraft kleiner ist, als es bei der gesamten Querschnittsflaeche der Schaufel waere. Die Anstreifkanten koennen jedoch aufgrund ihres kleinen Querschnitts nur schlecht gekuehlt werden. Gleichzeitig dringt viel Waerme von der Heissgasseite ein. Dadurch verbrennen die Anstreifkanten bei fortwaehrender Betriebsdauer und muessen in gewissen Abstaenden erneuert werden. Das Problem kann durch eine trapezfoermige Gestaltung der Anstreifkanten geloest werden. Dabei vergroessert sich der Querschnitt der Anstreifkanten zur Schaufel hin (siehe Abb. 1 und Abb. 2). Da von den drei Aussenwaenden Waerme in die Anstreifkante eindringt und die Kuehlung groesstenteils durch Waermeleitung in den gekuehlten Schaufelkoerper erfolgt, ergibt sich ein zur Spitze hin abnehmender Temperaturgradient. Da von aussen nach innen gesehen immer mehr der eingedrungenen Waerme in Richtung Schaufel abgeleitet werden muss, wird der Gradient zur Schaufel hin immer groesser. Die Maximaltemperatur an der Spitze der Anstreifkante ergibt sich dabei quasi rueckwaerts durch Aufintegration des Gradienten von der gekuehlten Schaufel aus. Es stellt sich diejenige Maximaltemperatur ein, die noetig ist, um die gesamte eingedrungene Waerme abzuleiten.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J15268.doc page: 1

Trapezfoermige Anstreifkante

Idea: Dr. Andreas Heselhaus, DE-Muelheim

Herkoemmliche Anstreifkanten von Turbinenlaufschaufeln besitzen eine konstante Dicke und bieten
u.a. bei einem (ungewollten) Anstreifen der Schaufel am aeusseren Gehaeuse die Sicherheit, dass die Schaufel nicht schwer beschaedigt wird, weil die anstreifende Flaeche der Anstreifkanten und damit die entstehende Kraft kleiner ist, als es bei der gesamten Querschnittsflaeche der Schaufel waere. Die Anstreifkanten koennen jedoch aufgrund ihres kleinen Querschnitts nur schlecht gekuehlt werden. Gleichzeitig dringt viel Waerme von der Heissgasseite ein. Dadurch verbrennen die Anstreifkanten bei fortwaehrender Betriebsdauer und muessen in gewissen Abstaenden erneuert werden.

Das Problem kann durch eine trapezfoermige Gestaltung der Anstreifkanten geloest werden. Dabei vergroessert sich der Querschnitt der Anstreifkanten zur Schaufel hin (siehe Abb. 1 und Abb. 2). Da von den drei Aussenwaenden Waerme in die Anstreifkante eindringt und die Kuehlung groesstenteils durch Waermeleitung in den gekuehlten Schaufelkoerper erfolgt, ergibt sich ein zur Spitze hin abnehmender Temperaturgradient. Da von aussen nach innen gesehen immer mehr der eingedrungenen Waerme in Richtung Schaufel abgeleitet werden muss, wird der Gradient zur Schaufel hin immer groesser. Die Maximaltemperatur an der Spitze der Anstreifkante ergibt sich dabei quasi rueckwaerts durch Aufintegration des Gradienten von der gekuehlten Schaufel aus. Es stellt si...