Turbinenschaufel. Diese Erfindung bezieht sich auf Turbi nenschaufeln, z. B. für Gasturbinen aller Ty pen.
Es ist allgemein gebräuchlich, hohle Schau feln für Gasturbinen aus einem einzigen Rohr herzustellen, so dass die Schaufeln, das heisst das Blatt und der Fuss, aus einem Stück be stehen, wobei letzterer Nuten aufweist zur Si cherung der Schaufel an der Turbinenscheibe oder -trommel.
Bei diesen Schaufeln, bei welchen die Dicke des Metalles im Schaufelblatt im Hinblick auf eine möglichst kleine Zentrifugalkraft klein ist, während sie im Fuss gross ist, um genügend Metall zur Verfügung zu haben für eine ge eignete Verzahnung oder andere Mittel. für die Befestigung der Schaufel in der Scheibe, ist es jedoch nahezu, wenn nicht ganz unmöglich, einen Übergang zwischen dem Schaufelblatt und dem Fuss vorzusehen, welcher sowohl aero dynamisch als auch mechanisch befriedigt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ver besserte Schaufeln zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweisen.
Erfindungsgemäss besteht die Turbinen schaufel aus zwei Teilen, aus einem Blatt und einem Fuss, wobei der Fuss für die Aufnahme des Blattes eine Öffnung aufweist, die über ihre ganze Länge dieselbe Form hat wie der Fussteil des Blattes. Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Aus- führungsbeispiel einer Schaufel gemäss der vorliegenden Erfindung.
Fig.1 zeigt einen Aufriss.
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig.1, in Pfeilrichtung gesehen.
Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig.1, in Pfeilrichtung gesehen, und Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2, in Pfeilrichtung gesehen.
Gemäss der Zeichnung weist die Schaufel ein hohles Schaufelblatt a auf, welches ent sprechend dem gewünschten aerodynamischen Profil geformt ist; das Profil wird im Quer schnitt im Fuss der Schaufel konstant gehal ten, bis hinunter zum Ende @ b der Schaufel. Dementsprechend hat die Öffnung im Fuss über ihre ganze Länge die gleiche Form wie der Fussteil des Blattes a. Ferner ist die äussere Form des Fusses zwecks Erniedrigung des Gewichtes so ausgebildet, dass, wie in Fig. 3 gezeigt, möglichst viel Material gespart ist, ohne dass die Festigkeit des Fusses unzu lässig geschwächt würde.
Bei dieser Ausfüh rung der hohlen Schaufeln, bei welcher durch das Innere der Schaufelblätter a von einem Reservoir im Innern der Turbinenscheibe her Luft strömen kann, ist es notwendig, dass keine Luft an die Aussenseite der Blätter ge langen kann, weshalb, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Vorsprung c so vorgesehen werden muss, dass dieser Vorsprung einer Sehaufel gegen die Vorsprünge der benachbarten Schaufeln stösst.
Nachdem das Schaufelblatt ca in den Fuss<I>d</I> eingeführt ist, wird es mit dem Fuss verbun den, z. B. durch Löten oder Schweissen. Diese Befestigungsmethode hat den Vorteil, dass das Verbindungsmaterial auf Scherung bean- spx-ucht wird und dass es möglich ist, die Ver bindungsfläche zwischen dem Blatt und dem Fuss genügend gross zu machen, um die in der Verbindungsstelle auftretenden Spannungen weit unter den zulässigen Spannungen für das Verbindungsmaterial zu halten. Die Schaufel ist in nicht gezeichneter Weise an der Scheibe vermittels am Fuss vorgesehenen Zähnen e befestigt, welche in entsprechende Zähne ein greifen, die im Umfang der Scheiben einge schnitten sind.
Das Blatt kann auch voll sein und kann zum Beispiel durch Walzen hergestellt wer den, während eine hohle Schaufel aus einem dünnen Rohr hergestellt werden kann, das zum Beispiel eine gleichmässige oder eine ver jüngte Wandstärke hat und durch Pressen auf das korrekte Profil gebracht werden kann. Der Fuss besteht aus einem einzigen Stück. Er könnte aber auch aus zwei oder mehr Stük- ken bestehen, welche miteinander auf dieselbe Weise verbunden werden wie das Schaufel blatt mit dem Fuss, wenn dieser aus einem Stück hergestellt ist. Der Fuss mit der profi lierten Öffnung, die auch zylindrisch sein kann, wird am vorteilhaftesten durch ein Prä zisionsgiessverfahr en hergestellt, z.
B. unter Verwendung von \'Wachsmodellen, die vor dem Giessen geschmolzen und so aus der Form ent fernt werden. Die Aussenfläche des Fusses hat ähnlichen Querschnitt wie die profilierte Öff nung, so dass die Wand annähernd konstante Dicke hat.
Turbine blade. This invention relates to turbine blades, e.g. B. pen for gas turbines of all types.
It is common practice to produce hollow blades for gas turbines from a single tube, so that the blades, i.e. the blade and the foot, are made in one piece, the latter having grooves to secure the blade on the turbine disk or drum .
In these blades, in which the thickness of the metal in the blade is small in view of the smallest possible centrifugal force, while it is large in the foot to have enough metal available for a suitable toothing or other means. for fastening the blade in the disk, however, it is almost, if not entirely impossible, to provide a transition between the blade and the root which is both aerodynamically and mechanically satisfactory.
The present invention aims to provide improved blades which do not have the above-mentioned disadvantages.
According to the invention, the turbine blade consists of two parts, a blade and a foot, the foot having an opening for receiving the blade which has the same shape over its entire length as the foot part of the blade. The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of a blade according to the present invention.
Fig.1 shows an elevation.
Fig. 2 is a section along line 2-2 in Fig. 1 looking in the direction of the arrow.
Fig. 3 is a section along the line 3-3 in Fig. 1 looking in the direction of the arrow, and Fig. 4 is a section along the line 4-4 in Fig. 2 looking in the direction of the arrow.
According to the drawing, the blade has a hollow blade a, which is shaped accordingly to the desired aerodynamic profile; the profile is kept constant in the cross section at the foot of the shovel, down to the end @ b of the shovel. Accordingly, the opening in the foot has the same shape over its entire length as the foot part of leaf a. Furthermore, in order to reduce the weight, the external shape of the foot is designed in such a way that, as shown in FIG. 3, as much material as possible is saved without the strength of the foot being unduly weakened.
In this embodiment of the hollow blades, in which air can flow through the interior of the blade a from a reservoir inside the turbine disk, it is necessary that no air can reach the outside of the blades, which is why, as shown in Fig. 2, a projection c must be provided in such a way that this projection of one blade abuts against the projections of the adjacent blades.
After the blade is introduced into the foot <I> d </I>, it is connected to the foot, z. B. by soldering or welding. This fastening method has the advantage that the connection material is subject to shear stress and that it is possible to make the connection surface between the blade and the foot large enough to keep the stresses occurring in the joint well below the permissible stresses for to hold the connecting material. The shovel is attached in a manner not shown to the disc by means of teeth e provided on the foot, which engage in corresponding teeth that are cut into the circumference of the discs.
The blade can also be full and can be made, for example, by rolling who the, while a hollow blade can be made from a thin tube, for example, has a uniform or a tapered wall thickness and can be brought to the correct profile by pressing. The foot consists of a single piece. But it could also consist of two or more pieces, which are connected to one another in the same way as the shovel blade with the foot, if this is made in one piece. The foot with the profiled opening, which can also be cylindrical, is most advantageously made by a precision casting process, e.g.
B. using \ 'wax models that are melted before casting and removed from the mold. The outer surface of the foot has a cross-section similar to that of the profiled opening, so that the wall has an approximately constant thickness.