DE1299004B

DE1299004B - Einrichtung zur Schwingungsdaempfung an einem Turbinen-oder Verdichterschaufelkranz

Info

Publication number: DE1299004B
Application number: DEB80164A
Authority: DE
Inventors: Barth Alfred; Dipl-Ing Hermann; Reuter
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1965-01-19
Filing date: 1965-01-19
Publication date: 1969-07-10
Also published as: GB1066737A; DK114906B; AT254227B; BE675142A; CH461535A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an einem Turbinen- oder Verrichterschaufelkranz mit Deckband, das aus einzelnen Deckplatten besteht, deren jede mit der ihr zugehörigen Schaufel starr verbunden ist, wobei die Deckplatten sich mit ihren wesentlich in Umfangsrichtung weisenden Flächen gegeneinander pressen, so daß sie, wenn die Schaufeln relativ zueinander schwingen und die Flächen aufeinandergleiten, sich aneinander reiben, und wobei die Berührungsflächen der Deckplatten parallel oder nahezu parallel zur Schaufellängsachse angeordnet sind und die schwingungdämpfende Pressung zwischen denDeckplatten durch eine beim Zusammenbau des Schaufelkranzes erteilte elastische Vorspannung,der Schaufeln bewirkt wird.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1159 965) ist die Vorspannung eine Torsionsspannung der Schaufelblätter. Dort aber sollten gern die Berührungsflächen der Deckplatten so schräg zu der ihnen zugehörigen Achsebene sein, daß, wenn der Deckplattenkranz, z. B. durch Temperaturänderung oder durch Fliehkraft, sich verkleinert oder vergrößert, die Deckplatten aneinander gleiten können, also die Schaufeln ihre Torsion so vermehren und vermindern können, daß die Pressung zwischen den Deckplatten nicht zu groß und nicht zu klein wird; dort sollten also die Deckplatten gern rautenförmig sein. Dies schränkt die Anwendbarkeit jener bekannten Bauart unerwünsch terweise ein. Die Erfindung geht einen anderen Weg; sie verwendet statt Torsions- eine Biegespannung.
Es ist auch eine Einrichtung der eingangs genannten Bauart bekannt, welche eine Biegespannung anwendet (deutsche Patentschrift 606 351). Dort aber ist die Biegespannung nicht eine der Schaufelblätter, sondern der Deckplatten; diese sind dort durch axiale Einschnitte biegsam, d. h. in Umfangsrichtung zusammendrückbar gemacht und sind, wenn sie nicht zusammengedrückt sind, in Umfangsrichtung breiter, als der Breite der Schaufelfüße entspräche. Bei dieser bekannten Bauart indessen ist die elastische Länge, also die elastische Verformbarkeit, ziemlich gering, und auch das ist unerwünscht.
Die Erfindung sieht daher vor, daß die Vorspannung eine durch Biegung der Schaufeln in der Schaufelkranzebene bewirkte Biegespannung .der Schaufelblätter und so gerichtet ist, daß die Schaufeln jeder Schaufelgruppe - die Schaufeln des Kranzes sind in mindestens zwei Gruppen eingeteilt - ihre Deckplatten zur Gruppenmitte hin drängen.
Diese Biegespannung kann dadurch erzeugt sein, daß vor dem Einbau der Schaufeln das Schaufelblatt der außerhalb der Gruppenmitte befindlichen Schaufeln jeder Gruppe an seinem die Deckplatte tragenden Ende zur Mitte der Schaufelgruppe hin über die Werkstoffgrenze hinaus vorgebogen, und zwar um so mehr vorgebogen ist, je weiter die Schaufel außerhalb der Gruppenmitte angeordnet ist. Diese Bauart eignet sich sowohl für Schaufeln, die in einer Umfangsnut, als auch für Schaufeln, die in Axialnuten befestigt sind.
Die Biegespannung kann auch - dies aber nur bei Schaufeln, die in einer Umfangsnut befestigt sind - dadurch erzeugt sein, .daß die Schaufelfüße in an sich bekannter Weise in Umfangsrichtung schmaler sind, als der durch die Breite der Deckplatten bestimmten Teilung entspricht, und @daß die Schaufeln jeder Gruppe am Fuße :durch ein Füllstück, das zwischen dem Fuß jeder in Umfangsrichtung äußersten Schaufel der Gruppe und dem Fuß der ihr benachbarten Schaufel der Nachbargruppe angeordnet ist, enger, als der durch die Breite der Deckplatten bestimmten Schaufelteilung entspricht, zusammengepreßt sind.
Die Zeichnung zeigt diese letztgenannte Bauart. Darin bezeichneten 1 bis 4 die Schaufeln einer Schaufelgruppe eines Laufschaufelkranzes, 5 und 6, 7 die ihr nächsten Schaufeln der beiden benachbarten Gruppen und 8 die Füllstücke, welche zwischen dieser Gruppe und den Nachbargruppen angeordnet sind und die Schaufeln zur Mitte ihrer Gruppe hin pressen. Im Bereich der Deckplatten ist zwischen dieser Gruppe und jeder ihrer Nachbargruppen ein offener Spalt; dieser entsteht dort von selbst, denn das zum Einbau -der Schaufeln nötige Spiel der Deckplatten kann sich, weil innerhalb der Gruppen infolge der Biegespannung der Schaufeln die Deckplatten sich aneinander pressen, nur dort erhalten und addiert sich dort.
Im Falle von Schaufeln, die mittels Zwischenstükken in Umfangsnuten befestigt sind, kann die erstrebte Wirkung durch eine entsprechende Bemessung der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der Zwischenstücke erreicht werden, so daß auch in diesem Falle die Schaufeln jeder Gruppe am Fuße enger, als der durch die Breite der Deckplatten bestimmten Schaufelteilung entspricht, zusammengepreßt sind. Auch in diesem Falle wird das Zusammenpressen der Schaufeln durch Füllstücke bewirkt, die entsprechend den Füllstücken 8 der Zeichnung zwischen den einzelnen Schaufelgruppen angeordnet sind.
Da die Schaufelfüße in Nuten eingebaut sind, erwärmen sie sich langsamer als die Schaufelblätter und die Deckplatten. Infolgedessen verkleinert sich dabei durch die verhältnismäßig größere Wärmedehnung der Deckplatten der zwischen den einzelnen Deckplattengruppen vorgesehene Spalt. Zur Vermeidung unzulässiger Druckspannungen muß der Spalt bzw. die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Füllstücke 8 entsprechend groß bemessen werden.
Im Fall, daß die Biegespannung durch ein Vorbiegen der Schaufelblätter erzeugt wird, brauchen nicht unbedingt die Schaufelblätter aller außerhalb der Gruppenmitte liegenden Schaufeln entsprechend vorgebogen zu werden; es kann viehmehr auch genügen, nur die Schaufelblätter der an den Enden der Gruppen einzubauenden Schaufeln oder auch mehrerer im Bereich der Gruppenenden liegenden Schaufeln vorzubiegen.
Der Erfindungsgegenstand kann nicht nur füt Laufschaufeln, sondern mit dem gleichen Vorteil auch für Leitschaufeln angewendet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an einem Turbinen- oder Verdichterschaufelkranz mit Deckband, das aus einzelnen Deckplatten besteht, deren jede mit der ihr zugehörigen Schaufel starr verbunden ist, wobei die Deckplatten sich mit ihren wesentlich in Umfangsrichtung weisenden Flächen gegeneinander pressen, so daß sie, wenn die Schaufeln relativ zueinander schwingen und die Flächen aufeinandergleiten, sich aneinander reiben, und wobei die Berührungsflächen der Deckplatten parallel oder nahezu parallel zur Schaufellängsachse angeordnet sind und die schwingungsdämpfende Pressung zwischen den Deckplatten durch eine beim Zusammenbau des Schaufelkranzes erteilte elastische Vorspannung der Schaufeln bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung eine durch Biegung der Schaufeln in der Schaufelkranzebene bewirkte Biegespannung der Schaufelblätter und so gerichtet ist, daß die Schaufeln jeder Schaufelgruppe - die Schaufeln des Kranzes sind in mindestens zwei Gruppen eingeteilt -ihre Deckplatten zur Gruppenmitte hin drängen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegespannung dadurch erzeugt ist, daß vor dem Einbau der Schaufeln das Schaufelblatt der außerhalb der Gruppenmitte befindlichen Schaufeln jeder Gruppe an seinem die Deckplatte tragenden Ende zur Mitte der Schaufelgruppe hin über die Werkstoffstreckgrenze hinaus vorgebogen, und zwar um so mehr vorgebogen ist, je weiter die Schaufel außerhalb der Gruppenmitte angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 mit Befestigung der Schaufeln in hinterschnittener Umfangsnut, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegespannung dadurch erzeugt ist, daß die Schaufelfüße in an sich bekannter Weise in Umfangsrichtung schmaler sind, als der durch die Breite der Deckplatten bestimmten Teilung entspricht, und daß die Schaufeln jeder Gruppe am Fuße durch ein Füllstück (8), das zwischen dem Fuß jeder in Umfangsrichtung äußersten Schaufel der Gruppe und dem Fuß der ihr benachbarten Schaufel der Nachbargruppe angeordnet ist, enger, als der durch die Breite der Deckplatten bestimmten Schaufelteilung entspricht, zusammengepreßt sind.