Mit Schaufeln versehener Rotor für Axial-Strömungsmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf die Kon struktion von finit Schaufeln versehenen Ro toren für Axial-Strömtuigsmasciiinen, z. B. Axialturbinen oder Kompressoren, bei welchen der Schaufelträger ans wenigstens drei zu.
sainmengehaltenen, ein Paket bildenden Plat ten aufgebaut ist., durch die jede Schaufel abgestützt wird. Besonders bei Rotoren für (xasturbineii, die bei hohen Temperaturen arbeiten, ist es erwünscht, die Schaufeln und die Schaufelträger zu kühlen. Die vorliegende Erfinduilg betrifft Kühlanordnungen bei sol.- elien aus wenigstens drei Platten aufgebauten Schaufelträgern.
(gemäss der Erfindung sind bei einem mit Schaufeln versehenen Rotor für eine Axial.- Strömungsinasehine, dessen Schaufelträger aus wenigstens drei zusammengehaltenen, ein Paket bildenden Platten aufgebaut ist, durch die jede Schaufel abgestützt wird, im Platten paket IIohlräunie gebildet, die Kanäle für die Zirkulation eines Kühlmittels im Paket bilden.
Vorteilhaft kann ein Kühlraum durch Zu sammenwirken benaelibarter Platten erhalten werden, indem z. B. in axial aneinander stossenden Platten sich überlappende Öffnun gen angeordnet sind, so dass sie einen kon tinuierlichen Durehlass bilden. Alternativ kön nen zwischen benachbarten Platten durch Rippen oder sonstige Deformierungen einer oder mehrerer Platten Zwischenräume erbal- ten werden. Vorteilhaft sind bei einem so ausgebildeten Schaufelträger die Schaufeln mittels Fuss teilen verankert, die in am Umfang des Plat tenpaketes vorgesehene Sitze eingreifen, wobei jede Schaufel innerhalb ihres Sitzes an einer Reihe Platten befestigt ist.
Für die Metallplatten können handels übliche Bleche, wie z. B. Feinbleche, das heisst Blech unter 5 mm Dicke, verwendet werden.
Vorteilhaft werden jedoch für die Platten des Schaufelträgers Bleche einer warmfesten Legierung benützt, welche einer Kaltbearbei tung unterworfen worden sind, um verbes serte Zugfestigkeit zusammen mit hoher Kriechfestigkeit zu erhalten.
Ausführungsbeispiele des Erfindungs- (yegenstandes sind in der Zeichnung darge stellt.
Fig. 1. und 2 sind ein teilweiser Schnitt und eine Stirnansicht eines Schaufelträgers gemäss der Erfindung mit Kühldurchlässen, finit Eintritt zu den Durchlässen von der Stirnseite des Schaufelträgers.
Fig. 3a, 3b und<B>3e</B> stellen alternative Aus führungen für die Bildung innerer Kühl durchlässe in einem Seliaufelträger dar.
Fig. 4 ist eine Stirnansicht eines Rotors und gibt drei alternative Arten für die An ordnung der innern Kühldurchlässe an.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt einer Anordnung für die Zuführung von Kühlluft von der Nabe eines solchen Ro tors. Fig. 6a, 6b und 6c sind ein Grundriss, eine Ansicht und ein Querschnitt nach Linie C-C einer Ausführungsform einer hohlen Metallbleehschaufel, welche für die Anwen dung bei einem Rotor gemäss der Erfindung geeignet ist, während Fig. 6d und 6e einen Füllblock für den Gebrauch beim Befestigen einer solchen Schaufel veranschaulichen.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist der Laufschaufelträger des Rotors aus wenig stens drei zusammengehaltenen, ein Paket bil denden Platten 1 aufgebaut. Am Umfang des Plattenpaketes sind Sitze für die Schaufel füsse vorgesehen.
Um die Schaufeln und den Schaufeträger zu kühlen, ist der letztere mit innern Kühldurchlässen 11_ versehen, indem aufeina.nderfolgende Platten mit Löchern so versehen sind, da.ss die Löcher in aufeinander folgenden Platten einander überlappen und zusammen kontinuierliche Durchlässe 11 bil den, die sieh von einer radial innern Stelle des Schaufelträgers bis zu den Schaufelfuss sitzen erstrecken.
Es ist n i beachten, dass bei diesem Beispiel die Durchlässe 11 bis zur Innenseite der einen äussersten Platte reichen, und die äusserste Platte ist an dieser Stelle deformiert, um eine Lippe 12 vorzusehen, welche als Schaufel für das Eintreten von Luft in die Durchlässe wirkt. Die Durch brechungen können so vorgesehen werden, dass keine Platte unzulässig geschwächt wird und es dennoch möglich ist, eine Verteilung von Kühldurchlässen zu erhalten, die zu jedem Schaufelfuss führen.
Bei der alternativ vorgeschlagenen Kühl anordnung nach Fig. 3 bis 5 wird vorge schlagen, einzelne Platten 1 so zu deformie ren, dass ein Abstand zwischen diesen an ge wünschten Stellen erzeugt wird. Zum Beispiel haben, wie es in Fig. 3a veranschaulicht ist, aufeinanderfolgende Platten ineinandergrei- fende, darin gebildete 1Vuten und Rippen 13, welche einen Abstand zwischen benachbarten Platten ergeben, während nach Fig. 3b nur Rippen 14 verwendet werden und nach Fig. 3c abwechselnd ebene und gewellte Platten 1 bzw. 15 vorgesehen sind.
Die Deformationen der verschiedenen vorgeschlagenen Arten kön- nen auf irgendeine der drei in Fit,. -4 allge"' gebenen Arten angeordnet sein, das heisst radial wie bei 16, ringförmig wie bei 17 oder spiralförmig wie bei 18,
so dass kontinuier liche Dur chlässe von irlendeiner radial innern Stelle des Schaufelträgers bis zum rmfang- entstehen. Bei dem in Fite. -1 und :
5 dar@,e- stellten Beispiel ist angenommen, dass die Lieft von einer Hohlwelle ' (Feg,. 5) durch Kanäle zugeführt wird, die mit, einem Ringhohlraum 19 in der Mitte des Rotors in Verbindung stehen.
Eine Plattenkonstruktion des Rotors mit Kühldurchlässen nach Fiv. 1 bis 5 kann. vor teilhaft mit einer hohlen Metallblechsehaufel kombiniert sein, von welcher ein Beispiel in Fig. 6 dargestellt ist, bei der ein Fuss 3 3 von gewellter Form verwendet wird, welcher in einem entsprechend geformten Sitz durch das Einsetzen eines innern Füllkörpers 31 fest gehalten wird.
Der letztere besitzt Durchlässe 35, um Kühlluft, welche aus dem Schaufel träger austritt, in den Sehaufellörper 36 zu leiten, der an seiner Hinterkante und radia lem äussern Ende offen. ist, damit die K ühl- luft. in die Arbeitsfluidumströmung ent,wei- ehen kann.
Rotor with blades for axial flow machine. The invention relates to the construction of finite blades provided Ro gates for Axial Strömtuigsmasciiinen, z. B. axial turbines or compressors, in which the blade carrier is at least three to.
sainmenhalten, a package forming plates is constructed. By which each blade is supported. Particularly in the case of rotors for (xasturbineii, which operate at high temperatures), it is desirable to cool the blades and the blade carriers. The present invention relates to cooling arrangements in the case of blade carriers made up of at least three plates.
(According to the invention, in a rotor provided with blades for an axial flow kinase, the blade carrier of which is made up of at least three plates that are held together and form a package, by which each blade is supported, the channels for the circulation are formed in the plate package IIohlräunie a coolant in the package.
Advantageously, a cold room can be obtained by working together benaelibarter plates by z. B. overlapping openings are arranged in axially abutting plates so that they form a continuous Durehlass. Alternatively, gaps can be created between adjacent panels by ribs or other deformations of one or more panels. Advantageously, the blades are anchored by means of foot share in a blade carrier designed in this way, which engage in seats provided on the circumference of the Plat tenpaketes, each blade being attached to a number of plates within its seat.
For the metal plates, commercially available sheets such. B. thin sheets, that is sheet metal less than 5 mm thick, can be used.
However, sheets of a heat-resistant alloy are advantageously used for the plates of the blade carrier, which have been subjected to cold machining in order to obtain improved tensile strength together with high creep resistance.
Embodiments of the invention (object are shown in the drawing Darge provides.
1 and 2 are a partial section and a front view of a blade carrier according to the invention with cooling passages, finite entry to the passages from the front side of the blade carrier.
Fig. 3a, 3b and <B> 3e </B> represent alternative designs for the formation of internal cooling passages in a Seliaufelträger.
Fig. 4 is an end view of a rotor and indicates three alternative types for the arrangement of the internal cooling passages.
Fig. 5 is a side view in partial section of an arrangement for the supply of cooling air from the hub of such a Ro tor. 6a, 6b and 6c are a plan view, a view and a cross-section along line CC of an embodiment of a hollow sheet metal blade which is suitable for use in a rotor according to the invention, while FIGS. 6d and 6e show a filling block for use illustrate when attaching such a shovel.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the blade carrier of the rotor is constructed from little least three held together, a package bil Denden plates 1. Seats for the shovel feet are provided on the circumference of the plate pack.
In order to cool the blades and the display support, the latter is provided with internal cooling passages 11_ in that successive plates are provided with holes in such a way that the holes in successive plates overlap and together form continuous passages 11, which see extend from a radially inner point of the blade carrier to the blade root seat.
It should be noted that in this example the passages 11 extend to the inside of the one outermost plate, and the outermost plate is deformed at this point in order to provide a lip 12 which acts as a scoop for the entry of air into the passages. The openings can be provided in such a way that no plate is inadmissibly weakened and it is still possible to obtain a distribution of cooling passages that lead to each blade root.
In the alternatively proposed cooling arrangement according to FIGS. 3 to 5 it is proposed that individual plates 1 be deformed in such a way that a distance between them is generated at desired locations. For example, as illustrated in FIG. 3a, successive plates have interlocking grooves and ribs 13 formed therein which provide a spacing between adjacent plates, while only ribs 14 are used in FIG. 3b and alternately in FIG. 3c flat and corrugated plates 1 and 15 are provided.
The deformations of the various proposed modes can be in any of the three in Fit,. -4 general types are arranged, i.e. radially as at 16, ring-shaped as at 17 or spiral-shaped as at 18,
so that continuous openings are created from a circular inner point of the blade carrier to the circumference. The one in Fite. -1 and:
In the example shown in FIG. 5, it is assumed that the material is supplied from a hollow shaft (FIG. 5) through channels which are connected to an annular cavity 19 in the center of the rotor.
A plate construction of the rotor with cooling passages according to Fiv. 1 to 5 can. Before geous be combined with a hollow sheet metal shovel, an example of which is shown in Fig. 6, in which a foot 33 of corrugated shape is used, which is held firmly in a correspondingly shaped seat by the insertion of an inner filling body 31.
The latter has passages 35 to guide cooling air, which exits from the blade carrier, into the Sehaufellkörper 36, which is open at its rear edge and radia lem outer end. is so that the cooling air. can divine into the working fluid flow around.