DE1064757B

DE1064757B - Ceramic blade, especially blade for flow machines

Info

Publication number: DE1064757B
Application number: DED27195A
Authority: DE
Inventors: Hans Gassmann; Dr-Ing Eugen Neher
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1958-01-14
Filing date: 1958-01-14
Publication date: 1959-09-03

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die "Erfindung bezieht sich auf keramische Schaufeln für Strömungsmaschinen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, insbesondere auf Laufschaufeln für Gasturbinen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, keramische Schaufeln von Strömungsmaschinen gegen Temperaturänderungen, insbesondere gegen plötzliche Temperatursprünge, gegen sogenannte Wärmeschocks, unempfindlicher zu machen.The "invention relates to ceramic blades for fluid flow machines that are exposed to high temperatures, especially on rotor blades for gas turbines. The invention is based on the object of providing ceramic blades for turbomachines against temperature changes, especially against sudden temperature jumps, against so-called To make thermal shocks less sensitive.

Es ist bereits bekannt, bei Gasturbinen keramische Leit- oder Laufschaufeln zu verwenden. Früher wurden solche Schaufeln in einem Stück als einheitliches Ganzes hergestellt und so in die Turbine eingebaut. Diese Schaufeln hatten den Nachteil, daß sie nicht nur sehr empfindlich gegen mechanische Beanspruchung, sondern auch gegen plötzliche Temperaturänderungen waren.It is already known to use ceramic guide vanes or rotor blades in gas turbines. Used to be Such blades are manufactured in one piece as a unitary whole and so built into the turbine. These blades had the disadvantage that they are not only very sensitive to mechanical stress, but also against sudden changes in temperature.

Es sind auch schon Laufradschaufeln aus keramischen Massen für Gasturbinen bekanntgeworden, die in ihrer Breite unterteilt sind. Der Zweck dieser Maßnahme war es, die Spannungen, die als Folge der notwendigen Formgebung beim Brennen und Schwinden der keramischen Masse entstehen, herabzusetzen, um so eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit der Schaufeln zu erreichen. Auch diese Schaufeln sind aber noch immer gegen plötzliche Temperaturänderungen sehr empfindlich.Impeller blades made of ceramic masses for gas turbines have also become known which are divided in their width. The purpose of this measure was to relieve the tensions that arise as a result of the necessary shaping during firing and shrinkage of the ceramic mass, reduce, so as to achieve an improvement in the mechanical strength of the blades. These shovels are too but still very sensitive to sudden changes in temperature.

Die Erfindung vermeidet die vorgenannten Nachteile und besteht darin, daß jede Schaufel zum Schutz gegen Zerstörungen infolge Temperaturänderungen aus mehreren aufeinandergeschichteten, lamellenförmigen Streifen aufgebaut ist, die sich in Längsrichtung der Schaufel erstrecken. Die Auflösung der Schaufel in einzelne, lamellenförmige Streifen hat den Vorteil, daß eine solche Schaufel großen Temperaturschwankungen gegenüber unempfindlich ist und daher weniger leicht bricht. Außerdem ist es von Vorteil, daß, wenn nur ein einziger Schaufelstreifen zu Bruch geht oder beschädigt wird, nur dieser einzelne Schaufelstreifen und nicht die ganze Schaufel ausgetauscht werden muß.The invention avoids the aforementioned disadvantages and consists in that each blade for protection against destruction as a result of temperature changes from several lamellar layers stacked on top of one another Strips is constructed which extend in the longitudinal direction of the blade. The dissolution of the Shovel in individual, lamellar strips has the advantage that such a shovel large temperature fluctuations is insensitive to it and therefore breaks less easily. It is also advantageous that if only a single blade strip is broken or damaged, only that single blade strip is broken and not the whole blade has to be replaced.

In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung können, wie an sich bekannt, die einzelnen Streifen Nut und Nase aufweisen, die ineinandergreifen und benachbarte Streifen gegenseitig in einer bestimmten Stellung halten. Da die einzelnen Streifen in Längsrichtung der Schaufel verlaufen, kann jeder Streifen am Schaufelfuß bequem befestigt werden. Dieses Merkmal ist an sich bekannt; es wird infolgedessen hierfür nur Schutz als reiner Unteranspruch begehrt.In an advantageous further embodiment of the invention, as is known per se, the individual strips Have groove and nose that interlock and adjacent strips mutually in a certain Hold position. Since the individual strips run in the longitudinal direction of the shovel, anyone can Strips can be conveniently attached to the blade root. This feature is known per se; it will as a result for this only protection is sought as a pure subclaim.

Für die einfache Herstellung der Schaufeln ist es zweckmäßig, wenn Nut und Nase der einzelnen Streifen keilförmig ausgebildet sind. Eine derartige Ausbildung ergibt außerdem eine gute gegenseitige Be-Keramische Schaufel,For the simple production of the blades, it is useful if the groove and nose of the individual strips are wedge-shaped. Such a design also results in a good mutual Be ceramic Shovel,

insbesondere Laufschaufelespecially blade

für Strömungsmaschinenfor turbo machines

Anmelder:Applicant:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Hans Gassmann, Altbach (Kr. Eßlingen/Neckar),
und Dr.-Ing. Eugen Neher, Stuttgart-Obertürkheim,
,_ sind als Erfinder genannt wordenHans Gassmann, Altbach (Kr.Eßlingen / Neckar),
and Dr.-Ing. Eugen Neher, Stuttgart-Obertürkheim,
, _ have been named as inventors

festigung benachbarter Schaufelstreifen, insbesondere dann, wenn sich die Seitenflächen der Keile bis zu der Außenkante der Schaufel erstrecken.consolidation of adjacent blade strips, especially when the side surfaces of the wedges extend up to the Extend the outer edge of the blade.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 zeigt die seitliche Ansicht einer aus fünf Einzelstreifen zusammengesetzten Gasturbinen-Laufschaufel; 1 shows the side view of a gas turbine rotor blade composed of five individual strips;

Fig. 2 zeigt dieselbe Schaufel in Draufsicht und
Fig. 3 dieselbe Schaufel in einer Perspektiven Ansieht. Fig. 2 shows the same blade in plan view and
3 shows the same blade in perspective.

Wie aus den Figuren entnommen werden kann, besteht die Laufschaufel aus einzelnen Schaufelstreifen 1, die unten je einen verbreiterten Fußteil 2 aufweisen. Nach oben schließt sich an den Fußteil 2 der Kopfteil 3 an, wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist. Mit dem Fußteil 2 werden die einzelnen Schaufelstreifen zu einer Sahauf el vereinigt in das Laufrad eingesetzt. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Kopfteile 3 verschieden gestaltet und dadurch der durch die Umrißkante 4 dargestellten Schaufelform angepaßt. Fig. 2 ist außerdem zu entnehmen, daß die einzelnen Streifen der Schaufel an den Verbindungsstellen zur Nachbarschaufel keilförmig ausgebildet sind. Sie weisen dort Keilflächen 5 und 6 auf, wobei die Keilspitzen 7 jeweils etwa in der Mitte des Schaufelprofils verlaufen. As can be seen from the figures, the moving blade consists of individual blade strips 1, which each have a widened foot part 2 at the bottom. At the top, the foot part 2 joins the Head part 3, as can be seen in particular from FIG. 3. With the foot part 2, the individual blade strips united to form a Sahauf el inserted into the impeller. As FIG. 2 shows, the head parts 3 are different designed and thereby adapted to the blade shape represented by the contour edge 4. Fig. 2 it can also be seen that the individual strips of the blade at the connection points to the neighboring blade are wedge-shaped. They have wedge surfaces 5 and 6 there, with the wedge tips 7 each run approximately in the middle of the blade profile.

Claims

Patent claims:

1. Blade made of a ceramic material for flow machines, the high temperatures is exposed, in particular blades for gas turbines, characterized in that to protect against destruction as a result of temperature changes, the blade is made up of several

909 610/106

laminated, lamellar strips are built up, extending in the longitudinal direction of the blade extend.

2. Shovel according to claim 1, characterized in that the individual strips are groove and nose have that interlock and adjacent strips mutually in a certain position keep.

3. Shovel according to Claims 1 and 2, characterized in that the groove and nose are wedge-shaped are formed, the side surfaces of the wedges preferably extending to the outer edges the shovel extend.

Considered publications:
German patent specification No. 818!

1 sheet of drawings