DE1118537B - Fluessigkeitsgekuehlter Laeufer fuer Gasturbinen - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsgekühlter Läufer für Gasturbinen Zusatz zum Patent 972 310 Das Patent 972 310 bezieht sich auf flüssigkeitsgekühlte, aus Schaufeltragringen und Scheiben aufgebaute Läufer für mit hohen Temperaturen betriebene Gasturbinen. Bei dieser Anordnung werden die Schaufeltragringe durch die Stahlscheiben in radialer Richtung gehalten und am Umfang verspannt. Die zwischen den Schaufeltragringen und Stahlscheiben liegenden Ringräume dienen zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit. Zur Abdichtung des Läuferinneren nach außen sind die Schaufeltragringe außerhalb ihrer Einspannung durch angeschweißte, in axialer Richtung federnde Ringkörper abgedichtet. Es ist weiter vorgeschlagen, bei einer derartigen Anordnung in den Schaufeltragringen Kanäle vorzusehen, durch welche die durch federnde Wandteile abgeschlossenen Ringräume außerhalb der Scheibenkörper mit benachbarten Kühlräumen innerhalb der Schaufeltragringe verbunden werden und die Kühlmittelzufuhr über die Länge des Läufers sichergestellt ist.
• Gegenstand der Erfindung ist eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung der vorerwähnten Anordnungen, die darin bestehen, daß der zwischen den Schenkeln der nach der Welle zu offenen, in an sich bekannter Weise U-förmigen Schaufeltragringe liegende Hohlraum durch Stege in segmentförmige Kammern unterteilt ist. Die erfIndungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß infolge der Stegteile innerhalb der U-förinig gestalteten Schaufeltragringe die Bildung eines zusammenhängenden Wasserringes verhindert und infolgedessen die Möglichkeit zur Ausbildung störender Schwingungen herabgesetzt wird. Gleichzeitig hat die Anordnung der Stegteile den Vorteil zur Folge, daß der U-förmigen. Querschnitt aufweisende Ring mit verhältnismäßig geringer Wandstärke ausgeführt werden kann, ohne daß seine Festigkeit in axialer Richtung infolge der Verspannung zwischen den ihn haltenden Scheiben in unzulässiger Weise herabgesetzt ist. Die geringere Wandstärke des Schaufeltragringes hat aber den weiteren Vorzug zur Folge, daß die Wärineabfuhr verbessert wird und Gewicht sowie Schwungmoment des Läufers herabgesetzt werden können. Bei geeigneter Ausbildung der zwischen den Schenkeln des U-förmigen Querschnitts angeordneten Stegteile bietet sich unter Umständen die Möglichkeit, die Stege als Schaufeln für die Flüssigkeitsförderung zu benutzen.
• Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert werden, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt.
• 1, 2 und 3 bedeuten Läuferscheiben, die mit Gleitsitz auf eine Welle 4 aufgeschoben sind. Die Naben der Läuferscheiben weisen einen gewissen Abstand voneinander auf. Die Scheibenköpfe 5 bis 8 sind mit einem zahnförinigen Querschnitt ausgeführt und nehmen jeweils zwischen sich Schaufeltragringe 9 bis 11 auf, welche unter Anwendung eines entsprechenden Gegenprofils mit den benachbarten Scheibenköpfen verklammert sind. Die erste Scheibe 1 erstreckt sich bis zum Außendurchmesser des Läufers und wird durch die Wellenmutter 12 auf der Welle 4 gegen die übrigen Scheiben 2 und 3 sowie die Tragringe 9 bis 11 gedrückt. Die letzte Scheibe 3 legt sich mit der Ringfläche 13 gegen einen mit der Welle fest verbundenen Teil 14 an, der die von der Mutter 12 hervorgerufene Druckkraft aufnimmt. Die Schaufeltragringe 9 bis 11, die an ihrem äußeren Umfang die z. B. aufgeschweißten Schaufeln 26, 27, 28 tragen, weisen einen U-förmigen, zur Welle hin offenen Querschnitt auf, wodurch innerhalb der Ringe Hohlräume entstehen.
• Erfindungsgemäß sind nun zwischen den Schenkeln der U-förmigen Ringe, über den Umfang versetzt, Stege 15, 16, 17 angeordnet. Durch diese Stege werden einerseits die Hohlräume innerhalb der Schaufeltragringe in segmentförmige Kammern. zerlegt, andererseits die U-förmigen Schenkel der Schaufeltragringe fest gegeneinander abgestützt, so daß auch bei den hohen auftretenden Temperaturen die U-förmigen Schaufelringe den durch die Verspannung entstehenden axial gerichteten Kräften gewachsen sind. Man erkennt, daß die Einschaltung der Stege die Möglichkeit bietet, die Wandstärke der Schenkel für die Schaufeltragringe 9 bis 11 verhältnismäßig gering zu halten, was insbesondere im Interesse einer guten Wärmeabfuhr und der Herabsetzung der Spannungen liegt. Die Einschaltung der Stege 15 bis 17 hat zur Folge, daß innerhalb der Schaufeltragringe die Bildung eines zusammenhängenden Kühlwasserringes und damit von störenden Wasserbewegungen oder -schwingungen weitgehend verhindert wird. über die Kanäle 18, 19, die Hohlräume 21 sowie die Kanäle 20 wird den Hohlräumen der Schaufeltragringe Kühlflüssigkeit zugeführt.
• Erwähnt sei noch, daß die Ringräume am Umfang der Scheibenköpfe in der im Hauptpatent angedeuteten Weise durch federnde Abschlußglieder 22 abgeschlossen sind, die durch Schweißung m' it den Schaufelringen bzw. Seitenwandteilen verbunden sind.
• Die Wirkung der Stegteile 15 bis 17 kann unter Umständen noch dadurch vergrößert werden, daß ihnen radiale Ansätze 29 bis 31 zugeordnet sind, welche ebenfalls im Sinne einer Unterteilung des Wasserringes wirken. Für den Fall, daß die Kühlung so ausgelegt ist, daß das Kühlmittel verdampft, wird der gebildete Dampf durch die Bohrungen 32 bis 34 in der Welle 4 und die axiale Wellenbohrung 35 abgeleitet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Flüssigkeitsgekühlter Läufer für mit hohen Temperaturen betriebene Gasturbine, bei dem nach Patent 972 310 die Schaufeltragringe in an sich bekannter Weise durch Stahlscheiben in radialer Richtung gehalten sowie am Umfang verspannt sind, die zwischen den Schaufehingen und Stahlscheiben liegenden Ringkammern zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit dienen und die Schaufelringe außerhalb ihrer Einspannung durch in Achsrichtung federnde Ringkörper abgedichtet verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Schenkeln der nach der Welle zu offenen, in an sich bekannter Weise U-förmigen Schaufeltragringe (9 bis 11) liegende Hohlraum durch Stege (15 bis 17) in segmentförmige Kammein unterteilt ist.
2. 2. Flüssigkeitsgekühlter Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (15 bis 17) als Schaufeln für die Flüssigkeitsförderung ausgebildet sind. 3. Flüssigkeitsgekühlter Läufer, an dessen axiale Wellenbohrung zwischen den Scheibennaben angeordnete Radialbohrungen Anschluß haben, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Scheibe (1) bis zum Außendurchmesser des Läufers erstreckt und Radialbohrungen (18) zur Zuführung einer Kühlflüssigkeit und mit diesen verbundene Axialbohrungen (19) in Umfangsnähe aufweist und daß auch die Schenkel der Schaufeltragringe (9 bis 11) Axialbohrungen (20) aufweisen, durch welche die innerhalb der Schaufeltragringe liegenden Hohlräume mit den seitwärts liegenden Hohlräumen (21) verbunden sind.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 870 595, 862 23 1, 735 184, 86 359.