DE1081276B - Schaufel fuer Turbinen oder Kompressoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einem einzigen Stück bestehende Schaufel für Turbinen oder Kompressoren mit mehreren vom Fuß zur Spitze durchlaufenden, an der Spitze mündenden und sämtlich in gleicher Richtung von einem am Fuß eintretenden und an der Spitze austretenden Kühlmittel durchströmten Kühlkanälen, die in einem S chaufel querschnitt, unterhalb der Spitze gesehen, in zwei beiderseits der Schaufelprofilsehne liegenden Reihen angeordnet sind. Bei bekannten Schaufeln dieser Art setzt die an der Spitze zur Verfügung stehende Fläche die obere Grenze für die Zahl der Kühlkanäle, die untergebracht werden können. Läuft die Schaufel in eine dünne Spitze aus, dann wäre man genötigt, einen Teil der Kanäle seitlich an den Schaufelflächen münden zu lassen, was strömungstechnisch unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kanäle nach wie vor sämtlich an der Spitze münden zu lassen, gleichwohl aber mehr Kanäle vorzusehen, als in der Spitze untergebracht werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je zwei einander gegenüberliegende Kanäle innerhalb der Schaüfelspitze vor der Austrittsöffnung ineinanderlaufen.

Die Schaufel nach der Erfindung kann dadurch weitergebildet werden, daß die Einzelkanäle jedes Paares auch im Schaufelfuß ineinahdermünden, wie dies bei einer nicht aus einem einzigen Stück bestehenden Schaufel an sich bekannt ist. Ferner können mit Vorteil die Einzelkanäle jedes Paares, gesehen in einem senkrecht zur Sehne des Schaufelprofils durch die Schaufel gelegten Längsschnitt, einen geschlossenen Rhombus bilden. Endlich kann entlang mindestens einer Schaufellängskante ein einfacher Kanal verlaufen, wie es gleichfalls bei der bereits erwähnten, nicht aus einem einzigen Stück bestehenden bekannten Schaufel vorgesehen ist. ;

Zur Herstellung einer Schaufel nach der Erfindung kann das "bekannte Verfahren dienen, bei dem ein Block teilweise stranggepreßt wird, in den zuvor Löcher gebohrt und mit einem Füllstoff gefüllt skid,-der mit dem Blockmetall während des Strangpressens, fließt und danach entfernt wird. Dieses Verfahren findet zweckmäßig in der Weise Anwendung, daß von einer Endfläche des Blocks nacheinander zwei Sätze von Löchern so gebohrt werden, daß die Löcher des ersten Satzes mit den Löchern des zweiten Satzes zusammentreffen. Dies geschieht am besten in der Weise, daß von der entgegengesetzten Endfläche des Blocks her ein Satz von Löchern gebohrt wird, die auf die Löcher des zuvor gebohrtens Satzes treffen, worauf, ausgehend von den gleichen Punkten, Löcher gebohrt werden, die auf die Löcher des zuvor gebohrten zweiten Satzes treffen.

Schaufel für Turbinen oder Kompressoren

Anmelder:

Henry Wiggin & Company Limited,
London

Vertreter:

Dr.-Ing. G. Eichenberg und Dipl.-Ing. H. Sauerland,
Patentanwälte, Düsseldorf 10, Cecilienallee 76

Beanspruchte Priorität: _
Großbritannien vom 7. Juni 1957

Campbell Clouston Hörne,

Thornliebank, Glasgow (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

Als Beispiel ist eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Löcher im Block in der Zeichnung veranschaulicht. Dort zeigt

Fig. 1 eine Ansicht des Blocks von der Seite,
Fig. 2 eine Ansicht des Blocks von oben,
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie IH-III in Fig. I₁
Fig. 4 eine Ansicht des Blocks von unten,
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 1,

-Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Schaufel, die

durch spanabhebende Bearbeitung des nach dem Strangpressen vorliegenden Rohlings entstanden ist, . Fig. 7 eine Ansicht der Schaufel nach Fig. 6 mit Blick auf die Schaufelspitze,

Fig, 8,9 und 10 Schnitte nach den Linien VIH-VIII, : IX-IX und X-X in Fig. 6 und

-■ Fig. 11 einen nahe der Schaufelspitze geführten Querschnitt durch die Schaufel nach Fig. 6 nach weiterer Bearbeitung.

Der in Fig. 1 bis 5 gezeichnete Block 1 ist quaderförmig und bildet den Ausgangskörper für eine Turbinen- oder Kompressorenschaufel mit angepreßtem Fuß und längsverlaufenden Kühlkanälen. Im gezeichneten Beispiel ist angenommen, daß die Schaufel insgesamt zehn Kanäle erhalten soll, nämlich zwei Kanäle nahe den Längskanten und vier Paare von Kanälen, wobei die Einzelkanäle eines jeden Paares in·- einandermünden. Zur Herstellung dieser Kanäle wird

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der Block in der nachstehend beschriebenen Weise mit Bohrungen versehen. In Fig. 1 sind lediglich die Mittellinien dieser Bohrungen gezeichnet, und zwar zur besseren Unterscheidung teils schwach punktiert, teils gestrichelt, teils strichpunktiert und teils verstärkt punktiert. Die gleiche Darstellung der Mittellinien ist dann in Fig. 5 gewählt.

Zur Herstellung der längs den Schmalkanten verlaufenden Kanäle werden zwei Löcher 2 parallel zu den Seitenflächen des Blocks bis zur Ebene E-E ge- ίο bohrt. In ähnlicher Weise werden hierauf von der gegenüberliegenden Seite Löcher 3 von kleinerem Durchmesser so weit gebohrt, bis sie die Löcher 2 treffen. Zur Bildung der übrigen Kanäle werden vier Löcher 4 geneigt zur mittleren Längsebene des Blocks von der gleichen Seite wie die Löcher 2 gebohrt, und zwar ebenfalls bis zur Ebene E-E. Hierauf werden vier weitere, wiederum bis zur Ebene E-E reichende Löcher 5 von derselben Seite wie die Löcher 4 her gebohrt, und zwar beginnend mit den Punkten, von denen auch die Löcher 4 ausgehen, aber mit entgegengesetzter Neigung zur Mittelebene. Sodann werden vier Löcher 6 kleinerer Weite vom entgegengesetzten Ende des Blocks her gebohrt, die gleichfalls zur Mittelebene geneigt sind und mit den Löchern 4 zusammentreffen. Schließlich werden vier Löcher 7 gebohrt, deren Anfangspunkte mit denen der Löcher 6 zusammenfallen, die aber entgegengesetzt zu den Löchern 6 geneigt sind und auf die Löcher 5 treffen. Die wahre Länge eines Lochs 5 ist in Fig. 5 durch das Maß A angegeben.

Nach dem Bohren werden alle Löcher mit Füllstoff gefüllt, und der Block wird dann teilweise durch einen Aufnehmer stranggepreßt, dessen öffnung wenigstens angenähert die Form des verlangten Flügelprofils der Schaufel hat, so daß der Rohteil 8 für den eigentlichen Schaufelabschnitt entsteht, wie er in Fig. 6 gestrichelt angedeutet ist. Der nicht durch den Aufnehmer gepreßte Teil des Blocks bildet den Rohteil 9 für den Schaufelfuß. Die Schaufel kann dann weiter durch V Lochwalzen, Schmieden im Gesenk oder Verdrillen geformt werden. Hierauf wird der Füllstoff durch Säure herausgeätzt. Aus dem stranggepreßten Werkstück wird schließlich durch spanabhebende Formung die fertige Schaufel 10 hergestellt.

Die in Fig. 7 bei 4 erscheinende einzige Reihe von Kanallöchern an der Spitze kann in einen Längsschlitz. 11 gemäß Fig. 11 umgewandelt werden, indem das zwischen den einzelnen Kanälen befindliche Material auf eine gewisse Tiefe entfernt wird, beispielsweise durch Funkenerosion.

Aus Fig. 6 und den einzelnen Schnitten ist ersichtlich, daß die Kühlkanäle in geringem Abstand von der Außenfläche der Schaufel verlaufen und demgemäß in ihrer Kühlwirkung wesentlich stärker sind als Kanäle derselben Abmessungen und Form, die längs der mittleren Ebene des sich verjüngenden Profils verlaufen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Aus einem einzigen Stück bestehende Schaufel für Turbinen oder Kompressoren mit mehreren vom Fuß zur Spitzel durchlaufenden, an der Spitze mündenden und sämtlich in gleicher Richtung von einem am Fuß eintretenden und an der Spitze austretenden Kühlmittel durchströmten Kühlkanälen, die in einem Schaufel-Querschnitt, unterhalb der Spitze gesehen, in zwei beiderseits der Schaufelprofilsehne liegenden Reihen angeordnet sind, da durch gekennzeichnet, daß-je zwei einander gegenüberliegend.e Kanäle innerhalb der Schaufelspitze vor der, Austrittsöffnung ineinanderlaufen.

2. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeilkanäle (4, 6; 5, 7) jedes Paares auch in an sich bekannter Weise im Schaufelfuß (9) ineinandermünden.

3. Schaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, gesehen in einem senkrecht zur Sehne des Schaufelprofils durch die Schaufel gelegten Längsschnitt, die Einzelkanäle (4, 5, 6, 7) jedes Paares einen geschlossenen Rhombus bilden.

4. Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise entlang mindestens einer Schaufellängskante ein einfacher Kanal (2) verläuft.

5. Verfahren zur Herstellung einer Schaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durch teilweises· Strangpressen eines Blockes, in den zuvor Löcher gebohrt und mit einem Füllstoff gefüllt sind, der mit dem Blockmetall während des Strangpressens fließt und danach entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Endfläche des Blockes (1) nacheinander zwei Sätze von Löchern (4, 5) so gebohrt werden, daß die Löcher (4) des ersten Satzes mit den Löchern. (5) des zweiten Satzes zusammentreffen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,· daß von der entgegengesetzten Endfläche des Blockes (1) her ein Satz von Löchern (6) gebohrt wird, die auf die Löcher (4) des zuvor gebohrten ersten Satzes treffen, worauf, ausgehend von den gleichen Punkten, Löcher (7) gebohrt werden, die auf die Löcher (5) des zuvor gebohrten zweiten Satzes treffen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 597 556;
schweizerische Patentschrift Nr. 195 736;
britische Patentschrift Nr. 768 247;
USA.-Patentschriften Nr. 2 778 601, 1 657 192;
' Flight, Bd. 69, Heft 2460 (16. 3. 56), Seite 294.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 0O9 505/115 4.60