DE2027861B2 - Scheibenfoermiges laufrad fuer hochtourige axialturbinen - Google Patents

Description

b) der Radkranz (2) ist mehrfach durch durch- nicht geeignet sind.

gehende Radialschlitze in Umfangsrichtung 20 Es ist auch bekannt, den Radkranz von Laufrä-

unterteilt; dern mehrfach durch durchgehende Radialschlitze in

\ Ao r j r· Ji /-.»j Umfanssrichtune zu unterteilen (USA.-Patentschrift

c) am Außenumfang des Radkranzes (2) sind %™%₃%_{2) B}ei dieser Lösung sind jedoch keine

2. Scheibenförmiges Laufrad nach Anspruch 1, len. wobei einige dieser Fasern in Umfangsrichtung

dadurch gekennzeichnet, daß cie Bor- oder Koh- 30 verlaufende Bandagen sind (deutsche Offenlegungs-

lefasern der Bandagen (1/ in einer wärmebestän- schrift 1 810 915). Diese Laufräder sind jedoch nur

digen Matrix eingebettet sind. für relativ niedrige Betriebstemperaturen geeignet. Es

ist zwar im Zusammenhang mit der Verwendung von

Kunststoffasern bei Laufrädern auch bekanntgewor-

35 den, in Verbindung mit einem Laufrad aus Metall Kohlefasern lediglich zu Bandagen für die Befesti-

Die Erfindung bezieht sich auf ein scheibenförmi- gung der Laufschaufeln im Radkranz zu verwenden

ges Laufrad für hochtourige Axialturbinen, mit einer (britische Patentschrift 1170 593), jedoch gibt diese

Innenscheibe, welche über Radspeichen, die mit der bekannte Lösung keinen Hinweis auf den übrigen

Innenscheibe einstückig sind, mit einem ringförmigen 40 Aufbau eines Laufrades.

Radkranz verbunden ist, und mit elastischen Glie- Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung

dem zur Aufnahme unterschiedlicher Radialdehnun- ist demgegenüber ein Laufrad aufgezeigt, das relativ

gen zwischen Innenscheibe und Radkranz. leicht ausgeführt sein kann und insbesondere infolge

Ein derartiges Laufrad ist aus der deutschen Pa- der vorgesehenen Bandagen die für besonders hohe

tentschrift 898 226 bekannt. 45 Drehzahlen geeignete Festigkeit hat.

Bei diesem bekannten Laufrad sind die radial ge- In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird richteten Radspeichen mit einem zylindrischen Me- vorgeschlagen, daß die Bor- oder Kohlefasern der tallkörper verbunden, der seinerseits unter Einhai- Bandagen in eine wärmebeständige Matrix eingebettung eines Radialabstandes mit einem koaxial an- tet sind.

geordneten Radkranz verbunden ist, in dem die 50 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Laufschaufeln eingesetzt sind. Die Radspeichen sind Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt
dabei sov/ohl mit der Innenscheibe als auch mit dem F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Laufrad in einem als elastisches Zwischenglied wirkenden Zylinder Schnitt durch die Drehachse und
einstückig verbunden. Diese Anordnung hat den F i g. 2 ausschnittsweise die Ansicht II des etwas Nachteil, daß sie relativ schwer ist und für hochtou- 55 geänderten Laufrades gemäß Fi g. 1.
rig umlaufende Axialturbinen mit hohen Betriebs- Das Laufrad weist eine Innenscheibe 4 auf, an die temperaturen wenig geeignet ist. sich radial nach außen schräggestellte Radspeichen 3 Es liegt die Aufgabe vor, ein leicht gebautes Tür- anschließen, die die Innenscheibe 4 mit einem Radbinenrad zu schaffen, welches für den Betrieb mit kranz 2 des Laufrades verbinden. An seinem Außenhohen Temperaturen geeignet ist. 60 umfang ist der Radkranz 2 mit einer Umfangsnut 21 Diese Aufgabe wird bei einem Laufrad der ein- versehen, in der mit Hammerkopffüßen 5 a ausgegangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die stattete Laufschaufeln 5 aufgereiht sind. Erfindungs-Kombination der folgenden Merkmale gelöst: gemäß werden die Laufschaufeln 5 von faserverstärkten Bandagen 1, die den äußeren Umfang des Rad-

a) Die elastischen Glieder sind durch die zur Ra- 65 kranzes umschließen, in dem Laufrad radial gehaldialrichtung schräg angeordneten Radspeichen ten. Die Bandagen 1 bestehen aus Bor-oder Kohlefagebildet, die an ihren radial äußeren Enden ein- sern, die in eine wärmebeständige Metallmatrix einstückig mit dem Radkranz verbunden sind; gebettet sind. Die faserverstärkten Bandagen 1 kön-

nen durch einen Blechmantel la gegen äußere Beschädigungen geschützt sein. Die axialen öffnungen 9 in dem Laufrad, die zwischen den einzelnen Radspeichen 3 entstehen, sind mit Abdeckplatten 6 verdeckt, um einen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Laufrades zu verhindern.

In F i g. 2 ist die Schrägstellung der Radspeichen 3 gegen die Radialrichtung des Laufrades zu sehen. Der Ra^'-anzl des Laufrades ist mehrfach durch Radialst ' ze geteilt. Dieses Laufrad unterscheidet sich von dem Laufrad gemäß F i g. 1 dadurch, daß mehrere Laufschaufeln 5 zu Schaufelabschnitten zusammengefaßt und die Laufschaufeln von einem Deckband 10 umgeben sind. Das Deckband 10 seinerseits ist von einer faserverstärkten äußeren Bandage 11 umschlossen.

Bei hoher Drehzahl des Laufrades werden die entsprechenden Tangentialspannungen aus der Fliehkraft der Radspeichen 3, des Radkranzes 2 und der Laufschaufeln 5 von den Bandagen 1 ganz aufgenommen. Im Falle einer zusätzlichen äußeren Bandage 11 nimmt diese die aus der Schaufelmasse entstehend: Fliehkraftbelastung teilweise auf, so daß die inneren Bandagen 1 entsprechend entlastet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ι 2 b) der Radkranz ist mehrfach durch durchgehende Patentansprüche: Radialschlitze in Umfangsrichtung unterteilt;

1. Scheibenförmiges Laufrad tür hochtourige c) am Außenumfang des Radkranzes sind in Um-Axialturbinen, mit einer Innenscheibe, welche 5 fanpsricKung verlaufende, zweiteilige, in sich über P - Ispeichen, die mit der Innenscheibe ein- ^schloss^ne Bandagen aus gewickelten Borstückig sind, mit einem ringförmigen Radkranz oder Kohlefasern vorgesehen, die auch der raverbunden ist, und mit elastischen Gliedern zur dialen Festlegung der Laufschaufeln im Rad-Aufnahme unterschiedlicher Radialdehnungen kranz dienen,
zwischen Innenscheibe und Radkranz, ge- ίο

kennzeichnet durch die Kombination fol- Es ist zwar bekannt, bei Axiallaufrädern Radspei-

gender Merkmale: chen schräg zur Radialrichtung anzuordnen, um da-

_λ -.· ,-. <->ι· j jj u j· durch elastische Glieder zu schaffen, welche zur Auf-

a) Die elastischen Glieder sind durch d.e zur ^ _{unterschiedlicher} Radialdehnungen im Lauf-Radialnchtung schräg angeordneten Rad- ^ ^l _{(deutsche Patentscmift 236 849}, Speichen (3) gebildet die an ihren radial au- ' _USA ⁸._Paf_entschrift ^₁₃₂₆ 869). Hierbei handelt es feien Enden einstückig mit dem Radkranz ^ · _{um besonders} J_hwere Konstruktionen (2) verbunden sind, _de_ ^_{aufrades die für den moder}nen Turbinenbau