[go: up one dir, main page]

KR101839261B1 - 터빈 블레이드용 블레이드 기부 - Google Patents

터빈 블레이드용 블레이드 기부 Download PDF

Info

Publication number
KR101839261B1
KR101839261B1 KR1020167028047A KR20167028047A KR101839261B1 KR 101839261 B1 KR101839261 B1 KR 101839261B1 KR 1020167028047 A KR1020167028047 A KR 1020167028047A KR 20167028047 A KR20167028047 A KR 20167028047A KR 101839261 B1 KR101839261 B1 KR 101839261B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blade
turbine
curved portion
base
shroud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020167028047A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160130494A (ko
Inventor
라쳐 아르민 데
Original Assignee
지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 악티엔게젤샤프트 filed Critical 지멘스 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20160130494A publication Critical patent/KR20160130494A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101839261B1 publication Critical patent/KR101839261B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3023—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
    • F01D5/303—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
    • F01D5/3038—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F04D29/322—Blade mountings
    • 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
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
    • 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
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • F05D2230/642—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

본 발명은, 블레이드 에어포일(2)과, 블레이드 기부(3)와, 그리고 블레이드 기부(3)와 블레이드 에어포일(2) 사이의 슈라우드(14)를 포함하는 터빈 블레이드(1)에 관한 것이며, 슈라우드(14)는 전방면(40), 후방면(41), 제1 지지면(43) 및 제2 지지면(44)을 갖는 평행 사변형(42)을 포함하며, 블레이드 에어포일(2)은 프로파일화되어 형성되며 선단 에지(45) 및 후단 에지(46)를 포함하며, 선단 에지(45)는 전방면(40)을 향하며, 후단 에지(46)는 후방면(41)을 향하며, 작동 중에, 소성 변형이 방지되도록, 전방면(40)은 부분적으로 만곡부(20)를 포함한다.

Description

터빈 블레이드용 블레이드 기부{BLADE ROOT FOR A TURBINE BLADE}
본 발명은 블레이드 에어포일 및 블레이드 기부를 갖는 터빈 블레이드에 관한 것이며, 블레이드 기부 및 블레이드 에어포일은 회전축에 대해 수직으로 배향된 블레이드 축을 따라 구성되며, 상기 회전축 및 블레이드 축은 반경 면을 형성하며, 블레이드 기부는 상기 반경 면에 대해 실질적으로 수직으로 형성된 측면을 포함한다.
또한, 본 발명은 터보 기계의 슬롯 내에 터빈 블레이드 배열체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
포괄적 용어 "터보 기계"에는 수력 터빈, 증기- 및 가스 터빈, 풍력 터빈, 원심 펌프, 원심 압축기 및 프로펠러가 포함된다. 이러한 모든 기계들은 공통적으로, 유체로부터 에너지를 추출함으로써 다른 기계를 구동하거나, 반대로 이들의 압력을 높이기 위해 유체에 에너지를 부여하는 목적을 위해 사용된다.
터보 기계의 예로서의 증기 터빈은 실질적으로 회전 가능하게 지지되는 로터와 상기 로터를 중심으로 배열된 하우징을 포함한다. 통상, 증기 터빈은 상기 내부 하우징과 외부 하우징으로 구성되며, 외부 하우징이 내부 하우징을 중심으로 배열된다. 로터는, 원주 상에 분배되고 통상 슬롯 내에서 서로 인접하여 배열된 터빈 로터 블레이드를 포함한다. 이로써, 회전축을 따라 차례로 배열된 복수의 터빈 로터 블레이드 열이 형성된다. 내부 하우징이 원주 방향으로 서로 인접하여 배열되는 터빈 가이드 블레이드를 다시 포함함으로써, 터빈 로터 블레이드 열들 사이에 배열되는 터빈 가이드 블레이드 열이 형성된다. 작동 중에, 높은 열 에너지의 증기가 터빈 로터 블레이드와 터빈 가이드 블레이드 사이에서 유동하며, 증기의 열 에너지가 상기 로터의 회전 에너지로 변환된다.
예를 들어 터빈 로터 블레이드와 같은 개별 구성 요소를 슬롯 내에 조립하는 것은 실온에서 수행된다. 반면, 작동 중에, 600℃ 위의 온도가 발생할 수 있으며, 이는 터보 기계의 설치를 위한 증가된 기술적 요구에 이르게 한다.
이로써, 터빈 구성 부품은 통상 작동 중에, 과도적인(transient) 열적 부하에 노출되는데, 이는 열적인 변화가 개별 터빈 구성 부품의 가열 또는 냉각을 야기하는 것을 의미한다. 구성 요소의 열 용량 및 크기는 통상 상이한데, 이는 각각의 터빈 구성 부품들이 온도 변화에 서로 다르게 따르는 효과를 초래한다. 그다지 크지 않은 터빈 부품은 대형 터빈 부품보다 더 빠르게 가열 또는 냉각된다.
터보 기계의 구조에 사용되는 강재는 0이 아닌 열팽창 계수를 포함하는데, 이는 결과적으로 터빈 구성 부품의 치수가 온도 변화에 따라 변경되도록 한다. 터빈 구성 부품은 통상 온도가 증가함에 따라 커진다. 이는, 과도(transient) 온도 변화 중에, 다른 속도로 가열되는 구성 부품들 간에 응력이 발생할 수 있는 결과를 갖는다. 특히 응력은 다양한 크기의 터빈 구성 부품들 간에 발생할 수 있는데, 그 이유는 터빈 구성 부품들이 서로 다른 속도로 가열되기 때문이다.
이러한 응력은 터빈 구성 부품에 대한 상당한 기계적 부하를 야기할 수 있으며, 심지어 터빈 부품을 손상시킬 수 있다.
따라서, 이는 특히 과도 작동 중에 터보 기계를 구성하는 도전을 나타낸다. 신재생 에너지를 통한 변동적인 전력 공급의 보상으로 인해, 증기 터빈의 작동은 증기 터빈이 상당히 증가하는 정도로 부하 변경 작동으로 작동되어야 하는 것이 강조된다. 이 경우에, 발전소의 경제성과 관련하여, 부하의 급격한 변동에 대해 증기 터빈의 신속한 반응이 수행되도록 하는데 초점이 맞춰진다.
부하 변경 구배가 크면 클수록, 그리고 기동 시간이 짧으면 짧을수록, 터빈 구성 부품의 열적인 부하가 더 커지며, 이로써 개별 터빈 구성 부품이 열 응력에 의해 손상되는 위험도 커진다. 또한, 특정 범위 내에서 유지되어야 하는 온도 급변화도 문제이다.
예를 들어 로터 및 터빈 블레이드는 터빈 구성 부품을 나타낸다. 터빈 블레이드는 원주 방향으로 배열된 슬롯 내에 밀접하게 서로 차례로 설치된다. 작동 중에 생성된 증기에 의해 관류되는 터빈 블레이드는 증기의 온도 변화를 매우 빠르게 수용하는데, 이는 터빈 블레이드가 그 부피에 대해 상대적으로 큰 표면적을 갖는 냉각- 또는 가열 핀과 같이 작용한다는 것과 관련된다. 이에 반해, 로터는, 그 부피에 대해 상대적으로 비교적 작은 표면적을 따라서만, 작동 중에 생성된 증기에 노출된다. 따라서, 상기 로터는 터빈 블레이드에 비해 훨씬 더 느리게 가열된다. 이는 예를 들어, 로터 블레이드 열은, 더 빠르게 열을 흡수하며, 마찬가지로 로터보다 더 빠르게 열적으로 성장함으로써 로터의 열적 성장은 터빈 블레이드의 성장보다 저하된다.
이는, 터빈 블레이드의 고정점(anchor point) 내에 열적으로 유도된 응력을 형성한다. 블레이드 열이 그 직경에 있어서 증가될 수 없기 때문에, 마찬가지로 원주 방향으로 압축 응력이 형성된다.
터빈 블레이드는 블레이드 에어포일 및 블레이드 기부를 포함한다. 블레이드 기부의 특정 실시예는 마름모형 단면을 포함한다. 조립된 상태에서, 마름모 형태로 형성된 블레이드 기부는 밀접하게 서로 지지된다. 작동 중에, 열적 구배로 인해 압축 응력이 생성되는데, 이는 회전력이 터빈 블레이드 기부에 작용하도록 한다. 그 결과, 마름모의 모서리는 축 방향으로 샤프트 내로 몰린다. 그 힘은 블레이드 기부의 모서리 또는 로터의 모서리가 소성 변형될 정도로 클 수 있다. 이는, 이 위치에서, 터빈 블레이드 기부가 더 이상 밀접하게 지지되지 않고 느슨하게 지지되는 것을 야기한다.
이러한 문제를 방지하기 위하여, 통상 증기 터빈은, 온도 변화가 허용 범위 하에서 유지되는 방식으로 작동된다.
본 발명의 과제는 작동 중에 더 빠른 온도 변화를 허용하는 터빈 블레이드를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 터빈 블레이드에 의해 해결된다.
상기 과제는 마찬가지로 청구항 제8항에 따른 터빈 블레이드 배열체를 제조하는 방법에 의해 해결된다.
바람직한 개선예는 종속 청구항에 명시된다.
본 발명은 열적 과도에 대한 반응이 예측될 경우에 소성 변형 경향이 최소화되도록, 블레이드 기부의 기하학적 형상을 국부적으로 변경하는 것을 제안한다. 측면의 만곡부에 의해서는 작동 중에 발생하는 터빈 블레이드의 비틀림이 증가하는 경우에, 힘 전달이 감소됨으로써, 발생하는 응력이 제한되고 잔류하는 소성 변형이 억제되는 효과가 달성된다. 이로써, 블레이드의 헐거워짐 없이 더 큰 온도차 또는 구배가 고려될 수 있다. 이는, 소성 변형 및 점진적인 블레이드 헐거워짐이 발생하기 않기 때문에 특히 증기 터빈의 기동 또는 시동 때 바람직하다. 이에 의해, 더 짧아진 시동 시간, 더 빠른 부하 변경 등을 나타내는 더 유연한 작동 방식이 달성된다.
바람직한 개선예에서, 상기 만곡부는 볼록한 만곡부에 의해 설명된다. 이로써, 전달되는 힘이 최적으로 분배될 수 있다.
곡선은 바람직하게는 측면에서 절반부터 수행되는데, 그 이유는 전달되는 힘이 우선 측면의 주변부에서 예측될 수 있기 때문이다. 바람직하게는, 상기 만곡부는 작동 중에 탄성 변형만이 수행되도록 형성된다. 이로써, 바람직하게는, 소성 변형이 수행되는 것이 방지된다.
본 발명은 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 두 개의 터빈 블레이드의 사시도를 도시한다.
도 2는 각각의 터빈 블레이드의 사시도를 도시한다.
도 3은, 조립 상태에서 차례로 배열된 복수의 터빈 블레이드의 평면도를 도시한다.
도 4는 조립 상태의 슈라우드(shroud)를 도시한다.
도 5는 열팽창 시의 슈라우드를 도시한다.
도 6은 열팽창 시의 그리고 힘의 전달 시의 슈라우드를 도시한다.
도 7은 도 6의 세부 사항의 확대도이다.
도 8은 터빈 블레이드 기부의 확대도를 도시한다.
도 1은 터빈 블레이드(1)를 도시한다. 터빈 블레이드(1)는 터빈 가이드 블레이드 또는 터빈 로터 블레이드일 수 있다. 터빈 블레이드(1)는 블레이드 축(4)을 따라 배열된 블레이드 에어포일(2) 및 블레이드 기부(3)를 포함한다. 블레이드 축(4)은 실질적으로 터빈 블레이드(1)의 종방향 구조에 상응한다. 블레이드 에어포일(2)은 프로파일화되고, 특히 증기 터빈의 터보 기계 내로 설치되도록 제공된다. 터빈 블레이드(1)는 상세히 도시되지 않은 슬롯 내에 삽입된다. 예를 들어 증기 터빈과 같은 터보 기계는 회전축(5)을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 로터 및 로터를 중심으로 배열된 하우징을 포함한다. 슬롯은 로터 내에서 (도시되지 않은) 표면 상에 배열되며, 로터는 회전축(5)을 중심으로 구성된다. 이로써, 로터는 회전 방향(6)으로 회전축(5)을 중심으로 회전한다. 이 경우에, 블레이드 축(4)이 회전축(5)에 대해 수직으로 구성된다. 회전축(5) 및 블레이드 축(4)은 반경 면(7)을 형성한다. 블레이드 기부(3)는, 실질적으로 반경 면(7)에 대해 수직으로 구성되며 회전축(5)을 교차하는 측면(8)을 포함한다. 도 1에는, 회전축(5), 블레이드 축(4) 및 측면(8)의 방향 설정이 도시된 시스템(9)이 도시된다. 블레이드 축(4)은 회전축(5)에 대해 수직으로 배향된다. 블레이드 축(4) 및 회전축(5)에 의해 반경 면(7)이 형성된다. 측면(8)은 반경 면(7)에 대해 수직으로 배열된다. 터빈 블레이드(1)의 사시도에서, 원주 방향(10)이 부분적으로 도시되며, 상세히 도시되지 않은 로터 및 상세히 도시되지 않은 슬롯의 표면에 실질적으로 상응한다. 블레이드 기부(3)는 도 1에 따른 사시도에서 도시되지 않은 전방면(11) 및 후방면(12)을 갖는다. 측면(8) 내에 리세스(13)가 배열된다.
설치된 상태에서, 터빈 블레이드(1)는 환형 경로 내에서 회전축(5)을 중심으로 원주 방향(19)을 따라 배열된다. 이 경우에, 환형 경로는 회전축(5)에 대해 회전 대칭이다.
터빈 블레이드(1)는 블레이드 기부(3)와 블레이드 에어포일(2) 사이에 슈라우드(14)를 포함한다. 슈라우드(14)는 전방면(40) 및 이에 대해 평행으로 배열된 후방면(41)을 갖는 평행 사변형(42)과, 제1 지지면(43) 및 이에 대해 평행으로 배열된 제2 지지면(44)을 포함한다.
도 2는 터빈 블레이드(1)의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 1에 따른 터빈 블레이드(1)와의 차이점은, 블레이드 기부(3)가 로터 내의 상응하는 상보 전나무형 슬롯 내에 배열된 전나무 형상(13)을 포함한다는 것이다.
도 3에는 원주 방향(10)으로 차례로 밀접하게 지지되는 터빈 블레이드(1)를 포함하는 블레이드 배열체의 평면도를 도시한다. 블레이드 기부(3)는 마름모형 또는 평행 사변형 유형으로 구성된 슈라우드(14)를 포함한다. 슈라우드(14) 상에는 블레이드 에어포일(2)이 배열된다. 이는, 슈라우드(14)의 전방면(11)이 슈라우드(14)의 후방면(12)에 지지되는 것을 의미한다. 이 경우에, 전방면(11) 및 후방면(12)은 서로 접촉된다. 이로써, 원주 방향(10)으로 완전한 터빈 블레이드 열이 형성된다. 개관성의 이유로, 단지 3개의 터빈 블레이드(1)만이 도시된다. 블레이드 기부(3)는 원주 방향(10)에서 보면 폭(15)을 포함한다. 상세히 도시되지 않은 로터는, 마찬가지로 폭(15)을 포함하는 슬롯을 포함한다. 이로써, 측면(8)은 조립된 상태에서 슬롯의 상응하는 슬롯 면에 지지된다.
이는, 블레이드 기부(3)의 단지 3개의 슈라우드(14)만이 도시된 도 4에 도시된다. 블레이드 에어포일(2)에 대한 도시는 생략된다. 도 4는 온도, 예를 들어 실온에서의 조립 상태를 도시한다. 슈라우드(14)의 폭 및 슬롯의 폭에 상응하는, 실질적으로 동일한 폭(15)을 볼 수 있다.
예를 들어 과도 작동과 같은 특정 작동 조건에서, 슈라우드(14) 또는 블레이드 기부(3)가 로터의 슬롯보다 더 빨리 가열될 수도 있다. 이러한 이론적 상태가 도 5에 도시되며, 슬롯이 여전히 폭(15)을 포함하는 것을 볼 수 있는데, 그 이유는 과도 작동 중에는 로터의 큰 질량으로 인해 온도 팽창이 작게 발생하기 때문이다. 이에 반해, 블레이드 기부(3)의 슈라우드(14)는 작은 질량에 의해 열적으로 더 강하게 폭(15a) 상에서 팽창된다. 열적으로 팽창된 폭(15a)이 폭(15)보다 크다는 것을 인식할 수 있다. 또한, 원주 방향(10)에서 보면, 슈라우드(14)의 열적 팽창은 마찬가지로, 중첩이 이론적으로 가능하다는 것을 볼 수 있다. 이는, 도 6에 도시된 바와 같이 슈라우드(14)의 회전을 야기하는 응력 상태를 초래한다. 도 6에는 블레이드 기부(3)를 갖는 슈라우드(14)가 반시계 방향으로 약간의 회전을 실행하는 실제 상태가 도시된다. 이는, 측면(8)이 모서리(16)에서 슬롯의 슬롯 벽에 대해 가압되도록 한다. 이러한 상태가 도 6에서 원(17)으로 강조된 세부 사항에서 도시된다. 이러한 상태는 슈라우드(14)의 모서리(16)에서 측면(8)의 소성 변형을 유도한다.
도 7에서 이러한 상황이 다시 강조된다. 선(18)은 슬롯 벽을 심볼화하며, 원(17) 내에 도시된 세부 사항이 도 7의 우측에 확대 도시된다. 블레이드 기부(3)는, 측면(8)이 원주 방향 수직부(19)를 따라 블레이드 축(4)을 향해 부분적으로 만곡부(20)를 포함하도록, 모서리(16)에 형성된다. 만곡부(20)는 실질적으로 대략 측면(8)의 중간 지점(21)부터 시작되고 제1 근사 형태에서 직선으로 구현된다. 대안적으로, 전방면(40)이 길이 LO를 가지고 만곡부(20)가 LKV에서 시작된다고 가정하면, LKV는 0.3 LO와 0.7 LO 사이이며, 바람직하게는 0.2 LO와 0.8 LO 사이이고 더욱 바람직하게는 0.45 LO와 0.55 LO 사이이다. 또한, 후방면(41)이 길이 LO를 가지고 만곡부(20)가 LKR에서 시작된다고 가정하면, LKR은 0.3 LO와 0.7 LO 사이이며, 바람직하게는 0.2 LO와 0.8 LO 사이이고 더욱 바람직하게는 0.45 LO와 0.55 LO 사이이다. 측면(8)은 중간 지점(21)까지 하나의 평면 내에서 평편하게 형성되고 만곡부(20)를 유도하는 굽힘이 중간 지점(21)부터 실행된다.
만곡부(20)는 중간 지점(21)에서 시작되고, 전방면(11)과 일치하는 측면 주변부(22)까지 이어진다. 이 경우에, 만곡부(20)는 작동 중에 단지 슈라우드(14)의 탄성 변형만이 수행되도록 형성된다. 특히, 만곡부(20)는 소성 변형을 형성하지 않는다. 만곡부(20)는 측면 주변부(22)까지 연장된다. 측면(8) 및 전방면(11)은 모서리(23)를 형성한다. 모서리(23)는 90도 미만의 각도로 (따라서 예각으로) 형성된다. 후방면(12)과 측면(8) 사이에 형성된 모서리(24)가 모서리(23)에 대해 직경 방향으로 형성된다. 모서리(24)는 중간 지점(21)부터 마찬가지로 측면 주변부(22)를 향해 만곡부(20)를 포함한다. 블레이드 축(4) 방향에서 블레이드 기부(3)는 마름모형으로 형성된다. 측면(8)은 실질적으로 원주 방향 수직부(19)를 향해 절반까지 또는 중간 지점(21)까지 평편하게 형성된다.
터빈 블레이드(1)는 로터의 슬롯 면을 포함하는 슬롯 내로 터빈 기계, 특히 증기 터빈을 설치하기 위해 구성되며, 측면은 조립 상태에서 슬롯 면의 측면에 지지된다.
도 8은 터빈 블레이드 기부의 확대된 평면도를 도시한다. 만곡부(20)가 직선(20a)으로서 형성된 제1 실시예에 부가적으로, 볼록하게 굽은 만곡부(20b)를 볼 수 있다.
도 1 내지 도 8은 블레이드 에어포일(2) 및 블레이드 기부(3)를 갖는 터빈 블레이드(1)를 도시하며, 터빈 블레이드(1)는 터보 기계, 특히 증기 터빈 내에 설치를 위해 제공되며, 터보 기계는 회전축(5)을 중심으로 회전 가능한 로터를 포함하며, 블레이드 에어포일(2)은 블레이드 팁(30)을 포함하며, 블레이드 기부(3) 및 블레이드 에어포일(2)은 회전축(5)에 대해 수직으로 배향된 블레이드 축(4)을 따라 구성되며, 회전축(5) 및 블레이드 축(4)은 반경 면(7)을 형성하며, 블레이드 기부(3)는 실질적으로 반경 면(7)에 대해 수직으로 구성된 측면(8)을 포함하며 회전축(5)을 교차하며, 측면(8)은 원주 방향(19)을 따라 블레이드 축(4)을 향해 부분적으로 만곡부(20)를 포함하며, 복수의 터빈 블레이드(1)는 설치된 상태에서 환형 경로 내에서 회전축(5)을 중심으로 원주 방향(19)을 따라 배열된다.
또한, 도면은 만곡부(20)가 볼록하게 형성되는 것을 도시한다.
또한, 블레이드 기부(3)의 측면(8)이 측면 주변부(22)에 의해 한정되며, 볼록한 만곡부(20b)는 측면 주변부(22)로 연장된다.
또한, 볼록한 만곡부(20b)는 직경 방향으로 측면 주변부(22)에 반대로 배열된다.
또한, 블레이드 기부(3)는 블레이드 축(4) 방향에서 보면 마름모형으로 형성된다.
또한, 측면(8)은 실질적으로 원주 방향 수직부(19) 방향으로 보면 절반까지 평면으로 형성되며, 만곡부(20)는 절반부터 배열된다.
또한, 터빈 블레이드(1)는 터보 기계의 로터의 슬롯 면을 포함하는 슬롯 내로의 설치를 위해 구성되며, 조립 상태에서 측면(8)이 슬롯 면에 지지되며, 터보 기계의 작동 중에 힘이 블레이드 기부(3)로부터 측면(8)을 통해 슬롯 면 상으로 발생하며, 만곡부(20)는, 탄성 변형이 수행되도록 구성된다.
또한, 터보 기계의 슬롯 내에 터빈 블레이드 배열체를 제조하기 위한 방법이 도시되며, 터빈 블레이드 기부(3)는, 작동 중에 발생하는 힘이 터빈 블레이드 기부(3)로부터 슬롯 상으로 소성 변형을 야기하지 않도록 성형된다.

Claims (10)

  1. 블레이드 에어포일(2)과,
    원주방향 슬롯 내에 배치된 마름모형 헤머헤드(hammerhead) 기부로서 구성된 블레이드 기부(3)와,
    블레이드 에어포일(2)의 단부에 배열된 블레이드 팁(30)과,
    블레이드 기부(3)와 블레이드 에어포일(2) 사이의 슈라우드(14)를 포함하는 터빈 블레이드(1)이며,
    블레이드 기부(3) 및 블레이드 에어포일(2)은 블레이드 축(4)을 따라 블레이드 기부(3)로부터 블레이드 팁(30)을 향해 구성되며,
    슈라우드(14)는 전방면(40) 및 이에 대해 평행으로 배열된 후방면(41)과, 제1 지지면(43) 및 이에 대해 평행으로 배열된 제2 지지면(44)을 갖는 평행 사변형(42)을 포함하며,
    제1 지지면(43)은 인접한 터빈 블레이드의 제2 지지면(44)에의 지지를 위해 배향되고,
    블레이드 에어포일(2)은 프로파일화되어 형성되며, 선단 에지(45) 및 후단 에지(46)를 포함하며, 선단 에지(45)는 전방면(40)을 향하며, 후단 에지(46)는 후방면(41)을 향하는 터빈 블레이드(1)에 있어서,
    전방면(40)은 부분적으로 만곡부(20)를 포함하고,
    전방면(40)은 길이 LO를 가지며, 만곡부(20)는 LKV에서 시작되며,
    0.3 LO < LKV < 0.7 LO, 0.2 LO < LKV < 0.8 LO 또는 0.45 LO < LKV < 0.55 LO 이며,
    상기 평행 사변형은 예각의 영역에 배열된 모서리(16, 24)를 포함하고 상기 만곡부는 상기 모서리의 영역에 형성되며,
    상기 평행 사변형(42)은 둔각을 포함하고 상기 LKV는 상기 둔각과 상기 만곡부(20)의 시작 지점 사이의 거리를 나타내는, 터빈 블레이드(1).
  2. 제1항에 있어서, 후방면(41)은 부분적으로 만곡부(20)를 포함하는 터빈 블레이드(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 만곡부(20)는 블레이드 축(4)을 중심으로 수행되는 터빈 블레이드(1).
  4. 제1항에 있어서, 만곡부(20)는 볼록하게 형성되는 터빈 블레이드(1).
  5. 제1항, 제2항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 후방면(41)은 길이 LO를 가지며, 만곡부(20)는 LKR에서 시작되며,
    0.2 LO < LKR < 0.8 LO, 0.3 LO < LKR < 0.7 LO 또는 0.45 LO < LKR < 0.55 LO이며,
    LKR은 상기 둔각과 상기 만곡부(20)의 시작 지점 사이의 거리를 나타내는, 터빈 블레이드(1).
  6. 터빈 블레이드 배열체를 제조하기 위한 방법이며,
    복수의 터빈 블레이드(1)가 슬롯 내에 배치되고,
    상기 터빈 블레이드(1)에는 마름모형 헤머헤드 기부로서 구성된 블레이드 기부(3)가 형성되고,
    평행 사변형(42)으로 구성된 슈라우드(14)가 상기 블레이드 기부(3)와 블레이드 에어포일(2) 사이에 배열되고,
    상기 슈라우드(14)는 인접한 터빈 블레이드(1)의 제2 지지면(44)에의 지지를 위한 제1 지지면(43)을 포함하고,
    상기 슈라우드(14)에는 슬롯을 향하는 전방면(40)이 형성되고,
    상기 전방면(40)에는, 작동 중에, 상기 터빈 블레이드 기부(3)로부터 슬롯으로 발생되는 힘이 상기 전방면(40)의 소성 변형을 야기하지 않도록 구성된 만곡부(20)가, 상기 전방면(40)과 제2 지지면(44) 사이의 예각의 영역에 형성되는, 터빈 블레이드 배열체를 제조하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 만곡부는 볼록하게 굽은 만곡부(20b)인, 터빈 블레이드 배열체를 제조하기 위한 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020167028047A 2014-03-13 2015-03-03 터빈 블레이드용 블레이드 기부 Expired - Fee Related KR101839261B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14159497.8A EP2918784A1 (de) 2014-03-13 2014-03-13 Schaufelfuß für eine Turbinenschaufel
EP14159497.8 2014-03-13
PCT/EP2015/054339 WO2015135787A1 (de) 2014-03-13 2015-03-03 Schaufelfuss für eine turbinenschaufel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160130494A KR20160130494A (ko) 2016-11-11
KR101839261B1 true KR101839261B1 (ko) 2018-03-15

Family

ID=50342172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167028047A Expired - Fee Related KR101839261B1 (ko) 2014-03-13 2015-03-03 터빈 블레이드용 블레이드 기부

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170016336A1 (ko)
EP (2) EP2918784A1 (ko)
JP (1) JP6424233B2 (ko)
KR (1) KR101839261B1 (ko)
CN (1) CN106103903B (ko)
RU (1) RU2656176C2 (ko)
WO (1) WO2015135787A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108603490B (zh) * 2015-12-10 2019-11-08 维斯塔斯风力系统集团公司 一种根据预定的功率斜变速率限制来控制风力发电厂的功率输出的方法
DE102017202784A1 (de) * 2017-02-21 2018-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Laufschaufelmodul für Dampfturbine und Verfahren zur Herstellung desselben
US10858947B2 (en) * 2017-02-24 2020-12-08 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Method for measuring pre-twist amount of blade, and method for manufacturing rotor
KR102827314B1 (ko) * 2022-09-15 2025-06-27 두산에너빌리티 주식회사 블레이드, 이를 포함하는 회전 기계 및 가스 터빈, 블레이드의 설치 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19705323A1 (de) * 1997-02-12 1998-08-27 Siemens Ag Reduzierung von lokalen Spannungen in Schaufelfußnuten

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE718014C (de) * 1939-12-10 1942-02-28 Aeg Schaufelschloss fuer mehrkraenzige Turbinenbeschaufelungen
GB706618A (en) * 1950-06-22 1954-03-31 Power Jets Res & Dev Ltd Improvements in or relating to rotors for turbines and similarly bladed fluid flow machines
FR1192696A (fr) * 1957-03-05 1959-10-28 Oerlikon Maschf Turbomachine axiale
CH430754A (de) * 1964-01-10 1967-02-28 Goerlitzer Maschinenbau Veb Verfahren zur Befestigung der Schaufeln von Axialturbomaschinen, insbesondere von mit gröberen Fusstoleranzen hergestellten Schaufeln
US3923420A (en) * 1973-04-30 1975-12-02 Gen Electric Blade platform with friction damping interlock
US4078951A (en) * 1976-03-31 1978-03-14 University Patents, Inc. Method of improving fatigue life of cast nickel based superalloys and composition
GB2032535A (en) * 1978-07-25 1980-05-08 Rolls Royce Overlapping cantilevers
SU928039A1 (ru) * 1980-09-09 1982-05-15 Харьковский Филиал Центрального Конструкторского Бюро Главэнергоремонта Рабоча лопатка турбомашины
FR2517739A1 (fr) * 1981-12-09 1983-06-10 Snecma Dispositif de montage et de fixation d'aubes a pied marteau de compresseur et de turbine et procede de montage
GB2156908A (en) * 1984-03-30 1985-10-16 Rolls Royce Bladed rotor assembly for gas turbine engine
US4878811A (en) * 1988-11-14 1989-11-07 United Technologies Corporation Axial compressor blade assembly
JP2854722B2 (ja) * 1991-05-14 1999-02-03 株式会社東芝 蒸気タービン動翼
US5836744A (en) * 1997-04-24 1998-11-17 United Technologies Corporation Frangible fan blade
EP1028231B1 (de) * 1999-02-12 2003-09-03 ALSTOM (Switzerland) Ltd Befestigung von Laufschaufeln einer Strömungsmachine
GB9915648D0 (en) * 1999-07-06 1999-09-01 Rolls Royce Plc Improvement in or relating to turbine blades
US6558121B2 (en) * 2001-08-29 2003-05-06 General Electric Company Method and apparatus for turbine blade contoured platform
US7610113B2 (en) * 2003-05-09 2009-10-27 Intellipack, Inc. Operational control system and a system providing for remote monitoring of a manufacturing device
WO2005010323A1 (de) * 2003-07-26 2005-02-03 Alstom Technology Ltd Schaufelfussbefestigung für eine turbomaschine
GB2416568A (en) * 2004-07-24 2006-02-01 Rolls Royce Plc Aerofoil with support member
US7195454B2 (en) * 2004-12-02 2007-03-27 General Electric Company Bullnose step turbine nozzle
US7708528B2 (en) * 2005-09-06 2010-05-04 United Technologies Corporation Platform mate face contours for turbine airfoils
CH699998A1 (de) * 2008-11-26 2010-05-31 Alstom Technology Ltd Leitschaufel für eine Gasturbine.
US9039375B2 (en) * 2009-09-01 2015-05-26 General Electric Company Non-axisymmetric airfoil platform shaping
DE102009029587A1 (de) * 2009-09-18 2011-03-24 Man Diesel & Turbo Se Rotor einer Turbomaschine
US8277189B2 (en) * 2009-11-12 2012-10-02 General Electric Company Turbine blade and rotor
US20120107135A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 General Electric Company Apparatus, systems and methods for cooling the platform region of turbine rotor blades
ES2668268T3 (es) * 2012-01-23 2018-05-17 MTU Aero Engines AG Rotor para una turbomáquina y procedimiento para su fabricación

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19705323A1 (de) * 1997-02-12 1998-08-27 Siemens Ag Reduzierung von lokalen Spannungen in Schaufelfußnuten

Also Published As

Publication number Publication date
CN106103903A (zh) 2016-11-09
KR20160130494A (ko) 2016-11-11
JP6424233B2 (ja) 2018-11-14
EP2918784A1 (de) 2015-09-16
CN106103903B (zh) 2017-11-14
JP2017517666A (ja) 2017-06-29
EP3087252A1 (de) 2016-11-02
RU2656176C2 (ru) 2018-05-31
US20170016336A1 (en) 2017-01-19
WO2015135787A1 (de) 2015-09-17
RU2016139990A (ru) 2018-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6406256B1 (en) Device and method for the controlled setting of the gap between the stator arrangement and rotor arrangement of a turbomachine
US8100629B2 (en) Turbomachine casing with treatment, a compressor, and a turbomachine including such a casing
EP2546471B1 (en) Tip clearance control for turbine blades
EP2886801B1 (en) Seal system for a gas turbine and corresponding gas turbine
KR101839261B1 (ko) 터빈 블레이드용 블레이드 기부
JP7051274B2 (ja) 先端部フィレットを含むタービンエーロフォイル
EP2484867B1 (en) Rotating component of a turbine engine
US20110142654A1 (en) Turbine Blade Damping Device With Controlled Loading
JP6730031B2 (ja) タービン動翼を取り付けるための固定治具および方法
EP3269940A1 (en) Compressor and corresponding gas turbine engine with such a compressor
EP3388629B1 (en) Turbine vane
US10260361B2 (en) Turbomachine vane including an antivortex fin
EP3172410B1 (en) Stator vane system usable within a gas turbine engine
EP2666971A1 (en) Turbomachine having clearance control capability
EP2642082B1 (en) Thermal isolation apparatus
EP2636851B1 (en) Turbine assembly and method for supporting turbine components
JP5546816B2 (ja) 蒸気タービンエンジンの低圧セクション用の蒸気タービン回転動翼
US20160186574A1 (en) Interior cooling channels in turbine blades
US8678764B1 (en) Tip cap for a turbine rotor blade
EP1985805B1 (en) Rotary machine
EP2863017B1 (en) Turbine with bucket fixing means
EP3060763B1 (en) Incident tolerant turbine vane gap flow discouragement
EP3358134B1 (en) Steam turbine with rotor blade
EP1642008B1 (en) Turbine shroud segment
EP2847449A1 (en) Non-axisymmetric rim cavity features to improve sealing efficiencies

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20161010

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20161011

Comment text: Request for Examination of Application

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170929

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20171213

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20180309

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20180309

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20211220