CH259566A - Läufer für Kreiselmaschinen, insbesondere Gasturbinen. - Google Patents

Description

  Läufer für Kreiselmaschinen, insbesondere Gasturbinen.    Die. Erfindung     bezieht    sich auf einen  Läufer für     Kreiselmaschinen,        insbesondere     Gasturbinen, welcher quer zur Drehachse       unterteilt    aus mehreren Stücken     zusammen-          gesetzt    und durch     mindestens    einen zentralen,  mindestens eine Teilzahl der     Läuferstücke          durchdringenden    Zuganker zusammengehal  ten ist.  



  Ein Läufer dieser Art, für     manche        Krei-          yelmasehinenzulässig,        erweist    sich jedoch ins  besondere dann als unzulässig, wenn der Läu  fer 'bestimmt ist, den hohen     Temperaturen     und den starken und     wechselnden    Wärme  strömen ausgesetzt zu werden, wie sie in einer  Gasturbine vorkommen.  



  Die Temperaturdifferenz zwischen den  äussern, in axialer Richtung     sich    aufeinander  stützenden Teilen der Läuferstücke und dem  innen     liegenden    Zuganker nimmt hier zeit  weilig sehr grosse positive,     zeitweilig        grosse          negative    Beträge an. Infolgedessen steigt die  Spannung im Zuganker zeitwellig derart an,       d'ass    er     überlastet    wird, und zeitweilig sinkt.  eine Spannung     .derart,        dassder    Zusammenhalt       ,der    Läuferstücke gefährdet. ist.  



  Die Erfindung besteht darin, dass     zwecks     Verringerung bzw.     Beseitigung    dieser Gefah  ren     mindestens    an einem Ende des Zugankers  Mittel vorgesehen sind,     welche    die Elastizität  der Verbindung über die natürliche Elastizi  tät     des    Zugankers hinaus erhöhen.  



  In diesem Zweck kann man     zusätzliche          elastische        Zwisehenglie.der    anordnen, über  welche die Kraft des Zugankers dem Läufer    zufliesst. Ausserdem kann man zwecks     Er-          böhung    auch der Elastizität des Zugankers       selbst    die     Querschnitte        desselben    den in       Längsriahtunb    von Ort zu Ort     sich    ändernden  Temperaturen derart anpassen,

   dass die     Si-          eherheit    gegenüber der     Elastizitätagrenze    dies       Zuganker-Werkstoffes    in allen     Querschnitten     des Zugankers ungefähr     gleich    ist.  



  An Hand der Zeichnung werden Ausfüh  rungsbeispiele der Erfindung beschrieben.       Dief        Zeichnung    zeigt einen Läufer, wel  cher quer zur Drehachse unterteilt aus meh  reren     Stücken,    und zwar den     Scheibenrädern     bis 5 und den Wellenstummeln 1 und 6  zusammengesetzt und     durch    einen im dar  gestellten Beispiel die Gesamtzahl der Läu  ferstücke     durchdringentden    zentralen Zug  anker 7     zusammengehalten    ist. Die Stücke des  Läufers stützen sich mit den ringsum vorge  sehenen Rändern 8 aufeinander.

   Mindestens  an einem Ende des Zugankers sind zusätz  liche     elastise:he    Zwischenglieder angeordnet,  über welche die Kraft     des    Zugankers     dem     Läufer zufliesst. Diese Zwischenglieder be  stehen     aus    mindestens zwei koaxial, zum Zug  anker angeordneten.     rohrförmigen    Druck- bzw.       Zuggliedern    9 bzw.     10,    welche die Kraft des  Zugankers hin- und     herleiten,    bevor dieselbe  am Ende oder im     Innern    des Läufers an die  sen abgegeben wird.

   Ausserdem sind,     zwecks     Erhöhung der Elastizität des Zugankers  selbst, die Querschnitte desselben den in       Längsrichtung    von Ort zu Ort sich ändernden  Temperaturen derart angepasst, dass die Si-           cherheit    gegenüber der     Elastizitätsgrenze    des       Zuganker-Werkstoffes    in allen     Querschnitten     .des     Zugankers    ungefähr gleich ist.

   Hierzu  kann sich sein     Querschnitt    nach den Enden  des Läufers hin, an denen, die 'Temperatur  niedriger, die     Elastizitätsgrenzedies        Zug-          anker-Werkstoffes    also -höher ist, stetig oder,       wie    in der Zeichnung dargestellt, absatzweise  verringern.

   In gleicher Weise können sich,  zwecks Erhöhung der Elastizität der     rohr-          förmigen    Zwischenglieder 9 und 10, auch  deren     Querschnitte        nach    den Enden     dies    Läu  fers hin     stetig    oder     absatzweise        verrinb        rn.       Eine     weitere        Verbesserung        besteht    darin,       da3    längs :

  des Zugankers     Berührungsflächen     11 vorgesehen sind, an     welchen    ,der     Zuganker     mit den ihn     umgebenden        Läuferstücken    in       wärmeübertragenden    Kontakt tritt.

   Dieser  Kontakt kann ein     unmittelbarer    sein, er kann  auch,     wie    das in      & T    Zeichnung dargestellt  ist,     mittelbar    über     die        rohrförmigen    Zwi  schenglieder erfolgen.     Hiezu    sind auch auf  diesen     Berührungsflächen    12 vorgesehen, an       welschen    die Zwischenglieder     untereinander,     mit dem Zuganker     und    mit den sie umgeben  -den     Läuferstücken    in     wärmeleitenden    Kon  takt treten.

   Hierdurch     wird    erzielt, dass .der  Zuganker und die     rohrförmigen    Zwischen  glieder     den        Temperaturschwankungen    der sie  umgebenden Läuferstücke schneller folgen  und     .dass    somit auch die Temperaturdifferen  zen und die durch sie im Zuganker und in .den       rohrförmigen    Zwischengliedern entstehenden       Zusatzspannungen    ausreichend klein aus  fallen.  



  Eine weitere Verbesserung besteht darin,  dass die     jeweils        zusammengehörenden    Berüh  rungsflächen 12 der     rohrförmigen    Zwischen  glieder derart in     Längsrichtung    gegenein  ander versetzt sind, dass Elastizität -der Be  rührung gewahrt bleibt.

   Vermöge der radialen  Elastizität der     rohrförmigen        Zwischenglieder          können    -dann sämtliche Berührungsflächen  beider Montage mit einer derart bemessenen       radialen;        Vorsspannung        ineinrandergeschoben     werden,     ;da3    ihr Kontakt auch im Betrieb des       Läufers    ausreichend erhalten und selbst dann    noch     möglichst    gut bleibt, wenn die     Wärme-          belastung,des    Läufers     ausnahmsweise    einmal  sehr schroff gesteigert werden sollte.  



  Die     nach    der Beschreibung vorzusehen  den     Mittel    sind derart zu     dimensionieren,    dass  die Ränder 8, mit     .denen    ,die     Läuferstücke    sich  aufeinander stützen, in     allen        normalen        Be-          triebsfällen    Kontakt halten. Ereignet     sioh    je  doch ein Betriebsunfall, z. B. ein.

   Schaufel  bruch, und beginnen dabei die     Ränder    8 an  einer Stelle des Umfanges sich voneinander  zu trennen, so nimmt bei .der     beschriebenen     Bauart     des    Läufers     seine        Durchbiegungs-          elastizität    rasch zu und die Gefahr einer völ  ligen Zerstörung     des    Läufers ist daher     beson-          ders    gross.  



  Um dieser Gefahr zu begegnen, sind     einer-          s    Bits Sicherheitslager     1'8,        vorgesehien,    welche  ein derartiges Spiel besitzen, dass bei norma  lem Betrieb der Läufer nicht berührt wird  und     welche    bei     einem    Betriebsunfall     die     Duschbiegung des Läufers begrenzen, ander  seits sind die     einzelnen        Läuferstücke,    und  zwar jeweils zwei aufeinanderfolgende ausser  durch, den zentralen Zuganker noch durch  Verbindungsmittel derart zusammengehalten,  dass bei einem Betriebsunfall die Duschbie  gung des Läufers begrenzt ist.

       Diese        Verbin-          dungsmitte@l    -können eine     Verschraubung    14  sein. Wird diese bei der Montage fest ange  zogen,. so erleichtert sie     ;gleichfalils    das Ein  bauen,des Zugankers. Im Betrieb     jedoch    wird  sie     sich    infolge der starken und schwanken  den     Temperatur-Relativdehnungen    der Läu  ferstücke bald     lockern.    Sie eignet sich daher  nicht als feste Verbindung.

   Bei einem Be  triebsunfall jedoch, kommt sie an     S        elfen    ihres  Umfanges wieder zum Anliegen     und,    erfüllt  .damit ihre Aufgabe, die Duschbiegung des  Läufers zu begrenzen.  



  Eine weitere Verbesserung besteht darin,       .dass,        mindestens    die heissesten Stellendes Zug  ankers bzw. der     e'lastisc'hen    Zwischenglieder  einem sie     kühlenden    Luft- oder     Gasstrom     ausgesetzt sind. Eine solche Kühlung setzt  die     Elastizitäts,grenze    des Werkstoffes im.       Zuganker    und in .den     Zwischengliedern    hin-      auf, gestattet also, den     Querschnitt    d=ieser  Teile zu verringern und damit auch den  Durchmesser der Bohrungen, in denen diese  Teile die Läuferstücke durchdringen.

   Insbe  sondere für die heissesten der Läuferstücke  bedeutet dies einen     beträchtlichen    Vorteil.       Erst    die Erfindung     ermöglicht    es, eine solche       Kühlung    vorzusehen, ohne     dass    die Tempera  turspannungen im, Zuganker unzulässig hohe  Werte annehmen. Diese Kühlluft kann im  Innern des Läufers auf einem Weg geführt  werden,     welcher    auf der Zeichnung durch  Pfeile bezeichnet ist. Sie kann der     Sperrluft-          diehtung    des Läufers entnommen werden und  ihre Menge kann durch eine     DTosseddüse    15  begrenzt sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Läufer für Kreisel:mas-chinen, insbesondere Gasturbinen, welcher quer zur Drehachse unterteilt aus mehreren Stücken zusammen gesetzt und durch mindestens einen zentra- '.en, mindestens eine Teilzahl der Läufer stücke durchdringenden Zuganker zusammen gehalten ist, .dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an einem Ende des Zugankers Mittel vorgesehen sind, welche die Elastizi tät der Verbindung über die natürliche Ela stizität des Zugankers hinaus erhöhen. UN TERANSPRü CHE 1.

   Läufer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche elastische Zwiseh,englieder angeordnet sind, über welche die Kraft des Zugankers dem Läufer zu fliesst.. 2. Läufer nach Unteranspruch 1, da,dureh gekennze,iclrnet, da:ss die elastischen Zwischen glieder je aus mindestens zwei koaxial zum Zuganker angeordneten rohrförmigen Druck bzw. Zuggliedern bestehen, welche die Kraft dies Zugankers hin- und herleiten, bevor die selbe dem Läufer zugeführt wird. 3.

   Läufer nach. Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass :sowohl zusätzliche ela stische Zwischenglieder angeordnet sind, über welche die Kraft des Zugankers dem Läufer zufliesst, als auch, zwecks Erhöhung der Ela stizität des Zugankers selbst, die Querschnitte desselben den in Längsrichtung von Ort zu Ort sich ändernden Temperaturen. derart an gepasst sind, dass die Sicherheit .gegenüber der Elastizitätsgrenze des Zuganker-Werkstoffes in allen Querschnitten .des Zugankers unge fähr gleich ist. 4.

   Läufer nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erhöhung der Elastizität der rohrförmigen Zwischenglieder, die Querschnitte derselben den in Längsrich tung von Ort zu Ort sich ändernden Tempe raturen derart angepasst sind, dass die Sicher heit gegenüber der Elastizitätsgrenze des Rohrwerkstoffes in allen Querschnitten der rohrförmigen Zwischenglieder ungefähr gleich ist. 5.

   Läufer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet"dass längs des Zugankers Be rührungsflächen vorgesehen ,sind, an welchen der Zuganker mit den ihn umgebenden Läu- ferGtucken in wärmeübertragen#dien Kontakt tritt. 6.

   Läufer nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass längs der rohrförmigen Zwischenglieder Berührungsflächen vorge sehen sind, an welchen die Zwischenglieder untereinander, mit dem Zuganker und,den sie umgebenden Läuferstücken in wänmeleiten- den Kontakt treten, 7.

   Läufer nach Unteransprueh G, d.adurcli gekennzeichnet, dass die jeweils zusammen gehörenden innern und äussern Berührungs flächen der rohrförmigen Zwischenglieder derart in Länb richtung gegeneinander ver setzt sind., dhss eine Elastizität der Berührung gewahrt bleibt. B.

   Läufer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die heissesten Stellen, des Zugankers bzw. der elastischen Zwischenglieder einem sie kühlenden Gas strom ausgesetzt sind. 9. Läufer nach Patentanspruch, dadurch ekennzeiahnet, dass Sicherheitslager vorge- g <B>o</B> sehen sind, welche einderartiges Spiel be sitzen, dass bei normalem Betrieb der Läufer nicht berührt wird, und welche bei einem Betriebsunfall die Durchbiegung des Läufers begrenzen. 10.

   Läufer nach Patentanspruch, ,dadurch gekennzeichnet, & ss die einzelnen Läufer- stücke, und zwar jeweils zwei -aufeinander- Folgende, durch Verbindungsmittel derart zu- sammenbehalten,sind, .dass bei einem Betriebs unfall die. Durchbiegung des Läufers be grenzt ist.