CH265291A - Rotor für Axialströmungsmaschinen. - Google Patents

Description

  <B>Rotor für</B>     Axialströmungsmaschinen.            1)ie    Erfindung bezieht sich auf die Kon  struktion eines Rotors für     Axialströmungs-          maschinen,    wie zum Beispiel für Kompresso  ren oder Turbinen. Sie ist besonders, obschon  nicht ausschliesslich, bei der Konstruktion  eines Rotors für einen Kompressor oder eine  Turbine anwendbar, welche Maschine ein Ele  ment einer     Gasturbinenanlage    für     Luftfahr-          zeugvortrieb    bildet, bei welcher die Erforder  nisse von kräftiger Bauart, verbunden mit  leichtem     (Arewicht,    von     Wichtigkeit    sind.  



  (gemäss der Erfindung weist der Rotor eine  Mehrzahl von axial. voneinander entfernten  Seheiben auf, von     welchen    jede am Umfang in  axial sieh erstreckenden     Sehaufelfussveranke-          rungen        wenigstens    einen Kranz von getrennt.

    von der Scheibe hergestellten Schaufeln trägt  und die ganze     Zentrifugalbelastung    der Schau  feln aufnimmt, wobei die Scheiben durch  Druck zusammengehalten werden und der ge  samte Druck durch radial einwärts der Schau  felfüsse, jedoch an den     Umfangteilen    der  Scheiben liegende     Anschlagmittel    übertragen  wird; er weist ferner Zwischenringe zwischen  den     Umfängen    von benachbarten Scheiben  auf, um die Zwischenräume zwischen benach  barten Scheibenrändern abzudecken und die  Schaufeln axial festzulegen.  



  Zweckmässig können die Zwischenringe ra  dial äussere und innere koaxiale, axial sich er  streckende     Flansche    aufweisen, von welchen  die äussern Flansche     einen    Teil des Mantels  des Rotors bilden und die innern Flansche    unter Schultern von benachbarten Scheiben  greifen, um sie gegeneinander zu zentrieren  und um die Zentrifugalkraft der Ringe auf  die Scheiben zu übertragen.  



  Die Scheiben können an ihren     Nabenteilen          ineinandergreifende    Glieder für Drehmoment  übertragung besitzen, welche Glieder einen  axialen Spielraum haben, um zu gewährlei  sten, dass sie an der Übertragung des auf die  Scheiben ausgeübten Druckes nicht teilneh  men.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus  führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes  dargestellt.  



       Fig.    1 ist, ein teilweiser Längsschnitt eines       21xialströmungskompressors    mit einem Rotor  nach der Erfindung.  



       Fig.    2 und 3 zeigen Einzelheiten der     Fig.1     in grösserem Massstab.  



  Aus     Fig.1    bis 3 ist ersichtlich, dass der  Kompressor ein Gehäuse 1 mit daran angeord  neter     Statorschaufelung    2 und einen Rotor  aufweist, welcher eine Mehrzahl von Scheiben  3 besitzt., von welchen jede am Umfang in  axial sich erstreckenden Schaufelverankerun  gen einen Kranz getrennt hergestellter Schau  feln trägt und welche Scheiben durch die durch  einen Zuganker 4, 4a, 4b ausgeübte Druck  kraft zusammengehalten werden. Der Zug  anker 4,     4a,        4b    geht durch den hohlen Mittel  teil der Scheiben hindurch und besitzt eine  Spannmutter 5, die gegen die letzte Scheibe  an einem Ende des Rotors anliegt.

   Ferner be-      sitzt er     einen    Kopf 6, der gegen das andere  Ende des Rotors anliegt, das in diesem Fall  durch     eine    zusätzliche Scheibe 7 gebildet ist,  die ein     Zentrifugallaufrad    des Kompressors  bildet. Die Scheiben 3 besitzen in der Nähe  ihrer Naben     ineinandergreifende        Klauen    8,  um eine entsprechende     Drehmoment-Übertra-          gtmgskupplung    zwischen den Scheiben zu ge  währleisten; aber diese Klauen besitzen einen  Spielraum in     Axialrichtung,    so dass sie keine  irgendwie durch den Zuganker ausgeübte       Druckkraft    übertragen.

   Diese Kraft     wird    voll  ständig in der Nähe, jedoch nicht am Umfang  der Scheiben durch Anschläge übertragen, die  radial innerhalb des Schaufelfusses liegen;  z. B. kann bei der dargestellten Konstruktion  diese Kraft durch das axiale     Aneinandersto-          ssen    der radialen     innern    Flanschen 10 von       Zwischenringen    9 von     I-förmigem    Querschnitt  und der Umfangsschultern 11 der Scheiben 3  übertragen werden. Diese Flanschen 10     ttnd     Schultern 11 besitzen auch eine solche Ausbil  dung, dass die Scheiben und Ringe in radialer  Richtung     aneinanderliegen,    also einander zen  trieren.

   Durch diese Mittel lässt sich eine gün  stige     Beanspruchtmgsverteilung    erreichen, was  von beträchtlicher Wichtigkeit beim Betrieb  mit hohen Geschwindigkeiten,     besonders    bei  einem Rotor, dessen Teile aus einer Leicht  metall Legierung bestehen, sein kann. Die ra  diale Festlegung bzw. Zentrierung kann durch  einander     übergreifende,    ringförmige Rippen  12 der Scheiben ergänzt sein. Es ist augen  scheinlich, dass diese Rippen 12 an Stelle der  ringförmigen Flanschen 10 benutzt werden  könnten, um den axialen Druck zu übertragen.

         Wenn,        wie    beschrieben, die Flanschen 10 den  Druck übertragen, haben die Rippen einen       axialen    Spielraum, so dass sie an der     übertra-          gung    der durch den Zuganker ausgeübten  Druckkraft nicht     teilnehmen.     



  Die radial äussern Flanschen 13 der     Zwi-          schenringe    9 besitzen den gleichen Aussen  durchmesser wie die benachbarten Scheiben  und bilden einen Teil des Mantels des Rotors,  so dass das ganze Profil des     Fluidumdurchlass-          kanals    einen glatten, kontinuierlichen Umriss  hat.     Atich    befinden sich die äussern Flanschen    13, obschon sie nicht für die Übertragung der  Druckkraft benutzt werden, dicht genug bei  den Scheiben 3, um eine axiale Sicherung der  Schaufelfüsse, besonders nachdem die Teile  sich infolge der Erhitzung im Betrieb ausge  dehnt haben, zu gewährleisten.  



  Die mittleren Bohrungen der Scheiben 3,  durch welche sich die Zugstange 4 erstreckt,  sind mit Ringen 14 versehen.  



  Es ist ersichtlich, dass grosse innere Hohl  räume sich ergeben, welche entweder für er  zwungenen oder natürlichen Umlauf von  Kühlluft oder für das Umleiten von Luft un  ter Druck von irgendeiner     Kompressorstufe,     z. B. durch den innerhalb der     Scheibennaben     gebildeten     Durchlass    benutzt werden können.  



  Es ist zu beachten, dass der Zuganker 4,  4a, 4b beträchtliche Elastizität besitzen muss,  und um dies ohne Anwendung von Federn zu  erreichen, ist der Zuganker aus einem mitt  leren Glied, einer Zugstange 4 aufgebaut, auf  welche die Mutter 5 aufgeschraubt ist und  welche an ihrem andern Ende gegen eine     Zwi-          schendruckhülse        4a    anliegt, welche sich längs  der Stange 4 fast bis zur Mutter 5 zurück  erstreckt und dort an einer äussern Spann  hülse 4b befestigt ist, welche von der Mutter 5  sich weg erstreckt und den Kopf 6 trägt,  durch den der Zuganker am andern Ende ver  ankert wird.

   Durch diese Anordnung werden  die Zugstange 4     lind    Spannhülse 4b     unter    Zug  und die Zwischenhülse     4a    unter Druck gesetzt.  Die wirksame Länge des Ankers als Ganzes  und somit die wirksame elastische Bewegung  sind dadurch verdreifacht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Rotor für Axialströmungsmaschinen, ge kennzeichnet durch eine Mehrzahl von axial voneinander entfernten Scheiben, von welchen jede am Umfang in axial sich erstreckenden Schaufelfussverankerungen wenigstens einen Kranz von getrennt von der Scheibe herge stellten Schaufeln trägt und die ganze Zentri- fugalbelastung der Schaufeln aufnimmt, wo bei die Scheiben durch Druck zusammengehal ten werden und der gesamte Druck durch ra dial einwärts der Schaufelfüsse, jedoch an den Umfangteilen der Scheiben liegende Anschlag mittel übertragen wird,

   ferner gekennzeich net durch Zwischenringe zwischen den Um fängen von benachbarten Scheiben, um die Zwischenräume zwischen benachbarten Schei benrändern abzudecken und die Schaufeln axial festzulegen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Rotor nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zwischenringe radial äussere und innere, axial sich erstreckende koaxiale Flansche aufweisen, von welchen die äussern Flansche einen Teil des Mantels des Rotors bilden und die innern Plansche unter Schultern von benachbarten Scheiben greifen, um sie gegeneinander zu zentrieren und um die Zentrifugalkraft der Ringe auf die Schei ben zu übertragen. 2.

   Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenringe radial äussere und innere axial sich erstreckende koaxiale Flanschen haben, von welchen die äussern einen Teil des Mantels des Rotors bil den und die innern axial gegen die benachbar- ten Scheiben anliegen, um den die Scheiben zusammenhaltenden Druck zu übertragen. 3. Rotor nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Scheiben selbst radial einwärts der Zwischenringe mit axial sich er streckenden Teilen versehen sind, welche ein ander in radialem Sinn übergreifen, um die Scheiben gegeneinander zu zentrieren. 4. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenringe so aus gebildet sind, dass Luftkammern zwischen den Ringen und den Umfangsteilen der Scheiben entstehen. 5.

   Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben an ihren .NTabenteilen ineinandergreifende Glieder für Drehmomentübertagung besitzen, welche Glie der einen axialen Spielraum haben, um zu ge währleisten, dass sie an der Übertragung des auf die Scheiben ausgeübten Druckes nicht teilnehmen. 6. Rotor nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zwischenräume zwi schen den Scheiben für Kühlung von Teilen des Rotors bestimmt sind.