DE1112860B - Gas turbine runner - Google Patents

Gas turbine runner

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Publication number
DE1112860B
DE1112860B DEK32116A DEK0032116A DE1112860B DE 1112860 B DE1112860 B DE 1112860B DE K32116 A DEK32116 A DE K32116A DE K0032116 A DEK0032116 A DE K0032116A DE 1112860 B DE1112860 B DE 1112860B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
teeth
gas turbine
shaft
parts
toothing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEK32116A
Other languages
German (de)
Inventor
Georg Oberlaender
Dipl-Ing Friedrich Homola
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority to DEK32116A priority Critical patent/DE1112860B/en
Publication of DE1112860B publication Critical patent/DE1112860B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/04Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • F01D5/043Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Gasturbinenläufer Die Erfindung betrifft einen Gasturbinenläufer mit fliegend gelagertem Turbinenlaufrad, dessen Nabe mit einer gegenseitige Bewegungen beider Teile in radialer Richtung zulassenden, in Umfangsrichtung jedoch spielfreien Stimverzahnung in die Läuferwelle eingreift, wobei beide Teile durch eine zentral angeordnete Schraube axial gegeneinander verspannt sind.Gas turbine rotor The invention relates to a gas turbine rotor cantilevered turbine runner, the hub of which with mutual movements allow both parts in the radial direction, but play-free in the circumferential direction Spike toothing engages in the rotor shaft, with both parts through a central arranged screw are axially braced against each other.

Bei einem solchen Gasturbinenläufer ist bei Ausgestaltung der Verzahnung darauf zu achten, daß der Wärinefluß von der Turbinenlaufradnabe zur Welle hin so gering wie möglich ist. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch eine derartige Verzahnung erreicht, bei der das Profil der Zähne, radial betrachtet, rechteckig ist, wobei der Querschnitt über die gesamte radiale Erstreckung der Verzahnung gleichbleibt, und bei der die Zähne des einen der ineinandergreifenden Teile höher sind als die Zähne des anderen Teiles. Hierdurch wird erreicht, daß nur die Hälfte der insgesamt vorhandenen Zähne am Grunde ihrer zugehörigen Nuten aufsitzen und die Stimflächen der anderen Zähne für den Wärinefluß von der Laufradnabe zur Welle hin ausfallen. Eine weitere Verringerung der Gesamtberührungsfläche ergibt sich inAusgestaltung der Erfindung dadurch, daß die Stirnflächen der axial aufsitzenden Zähne mit einer oder mehreren Aussparungen versehen werden.In the case of such a gas turbine rotor, the toothing is in the design make sure that the heat flow from the turbine wheel hub to the shaft is so is as low as possible. According to the invention, this goal is achieved by such a toothing achieved in which the profile of the teeth, viewed radially, is rectangular, where the cross-section remains the same over the entire radial extent of the toothing, and in which the teeth of one of the interlocking parts are higher than that Teeth of the other part. This ensures that only half of the total sit existing teeth at the bottom of their associated grooves and the end faces the other teeth fail for the heat flow from the impeller hub to the shaft. A further reduction in the total contact area results in the design the invention in that the end faces of the axially seated teeth with a or several recesses can be provided.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Abb. 1 zeigt eine Gasturbine mit fliegend gelagertem Turbinenlaufrad im, Längsschnitt; in Abb. 2 ist das Laufrad der Gasturbine nach Abb. 1, von der Getriebeseite her gesehen, in Draufsicht gezeigt.Fig. 1 shows a gas turbine with an overhung turbine impeller in a longitudinal section; In Fig. 2, the impeller of the gas turbine according to Fig. 1, seen from the transmission side, is shown in plan view.

In Abb. 1 ist die topfförmig ausgebildete Welle 6 des Turbinenlaufrades 1 mittels einer koaxial in ihr verlaufenden, wesentlich dünneren Lagerwelle 7 in dem rohrförmigen Gehäuseteil 8 drehbar gelagert, wobei dieses Gehäuseteil 8 in den Ringraum zwischen der Topfwelle 6 und der Lagerwelle 7 hineinragt. Mit dem, der Topfwelle abgewandten Ende 12 ist das Gehäuseteil 8 mit dem Einlaufgehäuse 13 fest verbunden. Der Boden 9 der Topfwelle 6 weist eine Bohrung 14 auf, durch die der einstückig mit der Laufradnabe 2 ausgeführte zentrale Gewindebolzen 5 hindurchragt. Dieser Bolzen ist mit der Lagerwelle 7 verschraubt, so daß die Topfwelle 6 zwischen der Lagerwelle 7 und dem Laufrad 1 in axialer Richtung fest eingespannt ist. Lagerwelle 7 und Topfwelle 6 sind gegen gegenseitige Verdrehung zusätzlich durch die Paßstifte 10 gesichert. Um es dem während des Betriebes thermisch hochbelasteten Turbinenlaufrad 1 zu ermöglichen, sich in seiner Befestigung auf der Topfwelle 6, insbesondere also in seiner Nabe 2, nach allen Seiten hin bei Einhaltung der Zentrierung frei ausdehnen zu können, sind, über den Umfang der Laufradnabe 2 symmetrisch verteilt, drei axial vorstehende Zähne 3 angeordnet, die in entsprechende Nuten in einem Bund 11 an der Topfwelle 6 eingreifen. Zähne und Nuten weisen, radial betrachtet, Rechteckforrn auf. Ihr Querschnitt bleibt über die gesamte radiale Erstreckung gleich. Da außerdem Zähne und Nuten gleiche Breite in Umfangsrichtung besitzen, gleiten bei radialer Ausdehnung der Nabe 2 die Zähne spielfrei in Umfangsrichtung in den zugehörigen Nuten. Infolge der symmetrischen Verteilung der Zähne und Nuten bleibt hierbei die Zentrierung erhalten. Um die Berührungsfläche zwischen dem Laufrad 1 und der Topfwelle 6 und den Wärmefluß vom Rad auf die Welle möglichst klein zu halten, ist die Höhe der Zähne in axialer Richtung größer als die Tiefe der dazugehörigen Nuten, so daß zwischen der Laufradnabe 2 und dem Bund 11 der Topfwelle 6 ein Luftspalt 15 entsteht.In Fig. 1, the pot-shaped shaft 6 is mounted the turbine impeller 1 by means of a coaxially in it extending substantially thinner support shaft 7 in the tubular housing part 8 rotatably, said housing part extends into the annular space between the well shaft 6 and the bearing shaft 7 8. With the end 12 facing away from the pot shaft, the housing part 8 is firmly connected to the inlet housing 13. The bottom 9 of the pot shaft 6 has a bore 14 through which the central threaded bolt 5 , which is embodied in one piece with the impeller hub 2, protrudes. This bolt is screwed to the bearing shaft 7 so that the pot shaft 6 is firmly clamped between the bearing shaft 7 and the impeller 1 in the axial direction. Bearing shaft 7 and pot shaft 6 are additionally secured against mutual rotation by dowel pins 10. In order to enable the turbine impeller 1 , which is thermally highly stressed during operation, to be able to expand freely in all directions in its fastening on the pot shaft 6, in particular in its hub 2, while maintaining the centering, over the circumference of the impeller hub 2 symmetrically distributed, three axially protruding teeth 3 are arranged, which engage in corresponding grooves in a collar 11 on the pot shaft 6 . When viewed radially, teeth and grooves have a rectangular shape. Their cross-section remains the same over the entire radial extent. Since teeth and grooves also have the same width in the circumferential direction, when the hub 2 expands radially, the teeth slide without play in the circumferential direction in the associated grooves. As a result of the symmetrical distribution of the teeth and grooves, the centering is retained. In order to keep the contact area between the impeller 1 and the pot shaft 6 and the heat flow from the wheel to the shaft as small as possible, the height of the teeth in the axial direction is greater than the depth of the associated grooves, so that between the impeller hub 2 and the collar 11 the pot shaft 6 an air gap 15 is formed.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gasturbinenräufer mit fliegend gelagertem Turbinenlaufrad, dessen Nabe mit einer gegenseitige Bewegungen beider Teile in radialer Richtung zulassenden, in Umfangsrichtung jedoch spielfreien Stimverzahnung in die Läuferwelle eingreift, wobei beide Teile durch eine zentral angeordnete Schraube axial gegeneinander verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Zähne der Verzahnung, radial betrachtet, rechteckig ist, daß der Querschnitt über die-gesamte radiale Erstreckung der Verzahnung gleichbleibt und daß die Zähne des einen der ineinandergreifenden Teile höher sind als die Zähne des anderen Teiles. PATENT CLAIMS: 1. Gas turbine rotor with a cantilevered turbine impeller, the hub of which engages in the rotor shaft with a mutual movement of both parts in the radial direction, but without play in the circumferential direction, whereby both parts are axially braced against each other by a centrally arranged screw, characterized in that the profile of the teeth of the toothing, viewed radially, is rectangular, that the cross-section remains the same over the entire radial extent of the toothing and that the teeth of one of the intermeshing parts are higher than the teeth of the other part. 2. Gasturbine nach Ansprach 1, -dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der in axialer Richtung aufsitzenden Zähne eine oder mehrere Aussparungen aufweisen. . In Betracht gezogene Druckschriftdn: Schweizerische Patentschrift Nr. 315 993; französische Patentschrift Nr. 1127 327; britische Patentschrift Nr. 740 904.2. Gas turbine according to spoke 1, characterized in that the end faces of the teeth seated in the axial direction have one or more recesses. . Considered publications: Swiss Patent No. 315 993; French Patent No. 1127 327; British Patent No. 740 904.
DEK32116A 1957-06-04 1957-06-04 Gas turbine runner Pending DE1112860B (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1949625A1 (en) * 1969-07-09 1971-02-04 Swearingen Judson S Gas turbine wheel
DE2845715A1 (en) * 1978-10-20 1980-04-30 Volkswagenwerk Ag Ceramic radial flow turbocharger turbine rotor disc - has hub with integral blades and central recess away from shaft mounting extension
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB740904A (en) * 1952-12-30 1955-11-23 Mini Of Supply Gas turbine power plant
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