DE1068274B

DE1068274B - Turbo machine drum runner

Info

Publication number: DE1068274B
Application number: DENDAT1068274D
Authority: DE
Inventors: Gut WöMried Post Rottendorf bei Würzburg Dr.-Ing. Karl Roder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1959-11-05

Description

BUNDEBUNDE

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft Turbomaschinen-Trommelläufer, die mit ihren Wellenenden ein einziges Schmiedestück bilden.The invention relates to turbo machine drum rotors, which form a single forging with their shaft ends.

Solche Läufer haben mehrere Nachteile. Erstens ist die Trommel, weil sie keine oder nur eine verhältnismäßig enge Innenbohrung hat. für die Werkstoffuntersuchung, z. B. auf Risse, schlecht zugänglich. Zweitens kann das Treibmittel die Trommel aus demselben Grunde, daß sie keine oder nur eine enge Bohrung hat. wesentlich nur von außen und daher nur viel langsamer als die Wellenenden erwärmen; die Werkstoffbeanspruchung durch Temperaturwechsel ist daher groß. Drittens ist an den Übergängen der Trommel zu den Wellenenden, weil sich dort infolge der plötzlichen Durchmesseränderung die Biegelinie am stärksten krümmt, die Werkstoffbeanspruchung durch Biegung besonders hoch. Jene Nachteile soll die Erfindung beheben.Such runners have several disadvantages. First is the drum because it has none or only one proportionate has a narrow inner bore. for material analysis, e.g. B. for cracks, poorly accessible. Second, the propellant can block the drum for the same reason that it does not have any or only a narrow one Has bore. heat only from the outside and therefore much more slowly than the shaft ends; the stress on the material due to temperature changes is therefore great. Third is at the transitions the drum to the shaft ends, because there, due to the sudden change in diameter, the The bending line bends the most, the material stress due to bending is particularly high. Those cons is intended to remedy the invention.

Und noch eine weitere Aufgabe hat die Erfindung: Wenn ein Turboläufer einseitig anstreift, also einseitig sich erhitzt, so dehnt er sich an dieser Seite, krümmt sich also. Diese einseitige Dehnung, diese Krümmung soll verhindert oder wenigstens vermindert werden.And the invention has another task: when a turbo runner touches on one side, that is on one side if it heats up, it expands on this side, so it bends. This one-sided stretch, this one Curvature should be prevented or at least reduced.

Die Erfindung besteht darin, daß an sich bekannte, offene radiale Ringnuten geringer axialer Breite und am Nutgrund abgerundeten Profils so weit radial einwärts in die Trommel eingestochen sind, daß eine in einer Achsebene zu denkende, die Grundprofile berührende Hüllkurve die Mantellinien der Wellenenden an den Trommelenden trifft.The invention consists in that known, open radial annular grooves of small axial width and at the bottom of the groove rounded profile are so far inserted radially inward into the drum that a Envelope to be thought of in an axial plane, touching the basic profiles, the surface lines of the shaft ends hits the drum ends.

Jene radialen Ringnuten von geringer axialer Breite und bogenförmig profiliertem Nutgrund sind als Mittel zur inneren Werkstoffprüfung bekannt bei einer Turbinenläufcrscheibe mit Bohrung und Nabe, die axial zu stark ist, als daß die bloß äußere Werkstoffprüfung genügte; bei dieser Scheibe sind die Nuten von der Bohrung her. also radial auswärts eingestochen.Those radial annular grooves of small axial width and an arcuate profiled groove base are known as a means for internal material testing a turbine rotor disk with bore and hub which is axially too strong for the merely external material test was enough; in this disc, the grooves are from the bore. so radially outwards stabbed.

Jene Ringnuten sind ferner bekannt als Mittel zur Verminderung der Masse und daher der Fliehbeanspruchung bei einem Turbinen-Trommelläufer und können dort natürlich auch zur Werkstoffprüfung benutzt werden: aber die anderen Erfindungsaufgaben können sie nicht lösen. Denn die Nuten sind bei jenem bekannten Trommelläufer zugleich zur Befestigung der Schaufeln benutzt, also durch die Schaufeln außen abgesperrt und daher nicht zur Durchwärmung der Trommel geeignet: und die radiale Tiefe der Nuten ist dort nur im Hinblick auf die Fliehbeanspruchiing der — dort hohlen — Trommel, also nicht in Rücksicht auf die Biegelinie des Läufers gewählt, und ilie Wellenenden bilden dort nicht ein einziges Schmiedestück mit der Trommel, sondern sind dortThose annular grooves are also known as a means of reducing the mass and therefore the centrifugal stress with a turbine rotor and can of course also be used there for material testing be used: but they cannot solve the other invention problems. Because the grooves are with that one known drum rotor used at the same time to attach the blades, so by the blades blocked on the outside and therefore not suitable for heating the drum through: and the radial depth of the Grooves is there only with a view to Fliehbeanspruchiing the drum - hollow there - so not chosen with regard to the bending line of the rotor, and the shaft ends do not form a single one there Forging with the drum but are there

Turbomaschinen -TrommelläuferTurbo machines - drum rotors

Anmelder:Applicant:

Dr.-Ing. Karl Roder,Dr.-Ing. Karl Roder,

Gut Wöllried,
Post Rottendorf bei WürzburgGut Wöllried,
Post Rottendorf near Würzburg

Dr.-Ing. Karl Roder,Dr.-Ing. Karl Roder,

Gut Wöllried, Post Rottendorf bei Würzburg,
ist als Erfinder genannt wordenGut Wöllried, Post Rottendorf near Würzburg,
has been named as the inventor

ao in die Trommel eingeschrumpft, so daß dorther die Lehre, die mit plötzlicher Durchmesseränderung verbundene starke Biegelinienkrümmung zu vermeiden, nicht naheliegt.ao shrunk into the drum so that the Teaching to avoid the strong bending line curvature associated with sudden changes in diameter, not obvious.

Freilich ist auch ein Trommelläufer mit zur Massen-Of course, a drum runner is also involved in the mass

»5 verminderung und zugleich zur Schaufelbefestigung dienenden, also durch die Schaufeln abgedeckten Ringnuten bekannt, bei dem eine dieser Nuten keine Schaufeln trägt, also offen gelassen ist; aber das ist aus einem anderen Grunde geschehen: Jener Läufer weist Schaufeln nicht nur in jenen Nuten, die der Massenverminderung dienen, weist also Schaufeln nicht nur zwischen den durch jene Nuten gebildeten Scheiben auf, sondern auch in diesen Scheiben selbst; bei der dem Hochdruckende nächsten, also thermisch höchstbeanspruchten Scheibe sind, damit sie zum Ausgleich dieser Wärmebeanspruchung etwas weniger durch Fliehkraft beansprucht wird, Schaufeln nur in der Scheibe, aber nicht auch zwischen ihr und der folgenden Scheibe angeordnet. Jener Trommelläufer lehrt also die Ringnuten als Mittel zur Durchwärmung des Trommelkernes auch nicht eigentlich.»5 reduction and at the same time for fastening the shovel serving, i.e. ring grooves covered by the blades, in which one of these grooves does not have any Carries shovels, so is left open; but that happened for another reason: that runner has blades not only in those grooves that serve to reduce mass, so it has blades not only between the disks formed by those grooves, but also in these disks themselves; are next to the high pressure end, i.e. the most thermally stressed disk, so that they can go to Compensation for this thermal stress is somewhat less stressed by centrifugal force, blades only in the disc, but not also arranged between it and the following disc. That drum runner thus does not actually teach the annular grooves as a means of heating the drum core.

Und es ist endlich — bei Kammerturbinen, nicht bei Turbinen mit Trommelläufer — bekannt, die Einstiche zwischen den Scheiben so voneinander verschieden tief zu machen, also den Wellendurchmesser über die axiale Länge des beschaufelten Läuferteiles so abzustufen, daß günstige Wellenbeanspruchung erzielt wird. Aber die erfindungsgemäße Lehre, auch bei Trommelläufern mittels Einstichen die Biegelinie und die Biegebeanspruchung zu beeinflussen, liegt danach nicht nahe.And it is finally - with chamber turbines, not with turbines with drum rotors - known that To make grooves between the disks so deeply different from each other, i.e. the shaft diameter Graduated over the axial length of the bladed rotor part in such a way that favorable shaft stress is achieved. But the teaching according to the invention, even with drum runners, the bending line by means of grooves and influencing the bending stress is then not obvious.

In den drei Abbildungen sind die Läufer ο mit den in der Tiefe gut abgerundeten Eindrehungen b dargestellt, deren Tiefe verschieden groß ist. Sie könnenIn the three illustrations, the runners ο are shown with the deeply rounded indentations b , the depth of which is different. You can

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entweder zwischen den Schaufelstufen angeordnet werden (c) oder, um jeden Einfluß auf den Strömungsverlauf zu vermeiden, in den Nuten der Laufschaufelkränze d oder auch unter den Spitzen der Leitschaufeln e, so daß sie den Lässigkeitsverlust an diesen Stellen herabsetzen.either between the blade stages (c) or, in order to avoid any influence on the flow course, in the grooves of the rotor blade rings d or under the tips of the guide vanes e so that they reduce the leakage at these points.

Aus der Zeichnung und der Beschreibung kann ohne weiteres entnommen werden, daß, wenn durch einseitiges Anstreifen der Trommel, also des Trommelaußenmantels dort eine einseitige Erwärmung und daher einseitige Dehnung eintritt, die am Grunde der Nuten befindliche Zone der Trommel wegen ihres radialen Abstandes vom Mantel nicht oder doch nicht so sehr wie der Mantel erwärmt wird und daher nicht oder kaum sich dehnt, daß also die Welle nicht oder i$ kaum sich krümmt.From the drawing and the description it can be readily seen that if the drum, i.e. the drum outer shell, is rubbing on one side, there is one-sided heating and therefore one-sided expansion, the zone of the drum located at the bottom of the grooves does not because of its radial distance from the shell or is not heated as much as the coat and therefore not or hardly expands, so that the shaft does not or i $ barely bends.

Claims

Claim:

Turbo machine drum rotor, which forms a single forging with its shaft ends, characterized in that known, open, radial annular grooves of small axial width and at the bottom of the groove with a rounded profile are inserted radially inwards into the drum, that an envelope to be thought in an axial plane, touching the basic profiles, the surface lines the shaft ends hits the drum ends.

Γη Considered publications:
German Patent Nos. 361 426, 832 524;
British Patent Nos. 377 289, 429 952.

1 sheet of drawings