DE2542445A1 - Ceramic impeller disc of gas turbine - is constructed of sectors each having one blade mechanically held together - Google Patents

Ceramic impeller disc of gas turbine - is constructed of sectors each having one blade mechanically held together

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DE2542445A1 DE19752542445 DE2542445A DE2542445A1 DE 2542445 A1 DE2542445 A1 DE 2542445A1 DE 19752542445 DE19752542445 DE 19752542445 DE 2542445 A DE2542445 A DE 2542445A DE 2542445 A1 DE2542445 A1 DE 2542445A1
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    • 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
    • F01D5/34Rotor-blade aggregates of unitary construction, e.g. formed of sheet laminae

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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

A shaft carries an impeller wheel (2) which has a central disc carrying blades (3) on its periphery. The blades are in a gas passage immediately downstream of stationary guide vanes. The wheel is assembled from separate sectors (6) each of which is a sector of the disc formed integrally with one blade. The sectors have axially projecting lobes at the inner end. They are placed together circumferentially to form the complete wheel and circular metal end caps are pushed over the root lobes. The end caps are forced together axially by a shoulder and a nut on the shaft and hold the wheel sectors together.

Description

Scheibenförmiges Laufrad für Axialturbinen Disc-shaped impeller for axial turbines

Die Erfindung bezieht sich auf ein scheibenförmiges Laufrad für Axialturbinen, insbesondere für Gasturbinen, mit am Außenumfang angeordneten Schaufeln.The invention relates to a disc-shaped impeller for axial turbines, especially for gas turbines, with blades arranged on the outer circumference.

Laufräder für insbesondere einstüfige Axialturbinen werden üblicherweise derart ausgeführt, daß in eine metallische Scheibe, die am Außenumfang axiale Nuten aufweist, einzelne metallia Turbinenschaufeln mit entsprechend geformten Fuß einge schoben werden. Bei anderen Ausführungsformen, insbesondere bei Kleingasturbinen, werden die Scheibe und die Schaufeln des Laufrades als ein Teil im Feingußverfahren aus hochwarmfesten, metallischen Werkstoffen hergestellt.Impellers for in particular single-stage axial turbines are usually designed in such a way that in a metallic disc, the axial grooves on the outer circumference has, individual metallia turbine blades with a correspondingly shaped foot be pushed. In other embodiments, in particular in the case of small gas turbines, the disc and the blades of the impeller are made as one part in the investment casting process made of highly heat-resistant, metallic materials.

Da der Wirkungsgrad und die spezifIsche Leistung einer Gasturbine entscheidend von der Gastemperatur abhängen, ist auch schon versucht worden, die durch die Verwendung von metallischen Werkstoffen begrenzte Arbeitstemperatur dadurch zu steigern, daß keramische Werkstoffe wie Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid bei gasführenden Turbinenteilen verwendet werden.As the efficiency and the specific output of a gas turbine depends crucially on the gas temperature, has also been tried that The working temperature is limited by the use of metallic materials to increase that ceramic materials such as silicon nitride or silicon carbide contribute gas-carrying turbine parts are used.

Diese Werkstoffe erlauben es dann, die Gastemperatur auf ca.These materials then allow the gas temperature to be reduced to approx.

1350 °C zu erhöhen.1350 ° C to increase.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen von metallischen Turbinenrädern lassen sich nun aber nicht ohne weiteres auf keramische Turbinenräder übertragen. Bei in metallische Scheiben eingesetzten keramischen Schaufeln besteht die Gefahr des Überhitzens des hochbelasteten Außenrandes der Scheibe, die aus dem gleichen Grund auch weiterhin aus teurem, hochwarmfesten Werkstoff hergestellt werden muß. Die Fertigung von volls-tandig aus Keramik bestehenden Laufrädern ist dagegen zur Zeit noch nicht zufriedenstellend gelöst. Dabei macht ein Umstand, der ganz allgemein auch bei einstückigen Turbinenlaufl-wdern festzustellen ist, besondere Schwierigkeiten, nämlich daß infolge des sich im Bauteil einstellenden Temperaturgradienten zwischen dem gegebenenfalls gekühlten, radial inneren Bereich und den mit dem heißen Gas direkt beaufschlagten radial äußeren Bereich erhebliche kann gentiale Zugspannungen auftreten, die zu einer )3eschädigung insbesondere der aus Keramik bestehenden einstückigen, scheibenförmigen Bauteile führen können.The embodiments of metallic turbine wheels described above However, they cannot simply be transferred to ceramic turbine wheels. There is a risk of ceramic blades used in metallic disks the overheating of the highly stressed outer edge of the disc resulting from the same Reason must continue to be made of expensive, highly heat-resistant material. In contrast, the production of impellers made entirely of ceramic is for Time not yet satisfactorily resolved. It makes a circumstance that is very general can also be determined with one-piece turbine rotors, particular difficulties, namely that as a result of the temperature gradient established in the component between the optionally cooled, radially inner area and the area with the hot gas Directly acted upon radially outer area can cause considerable tensile stresses occur that lead to) damage, in particular the one-piece ceramic disc-shaped components can lead.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, ein scheibenförmiges Laufrad der eingangs genannten Bauart zu schaffen, das die zuvor erwäCcnte Nachteile ver-eidet.The object on which the invention is based is therefore to be seen in to create a disc-shaped impeller of the type mentioned above, which the previously mentioned disadvantages avoided.

Insbesondere soll dadurch auch die Möglichkeit geschaffen werden, keramische Bauteile für die Turbinenbeschaufelung insbesondere von Gasturbinen zu verwenden, ohne dabei wesentlichen fertigungstechnischen Schwierigkeiten zu unterliegen.In particular, this should also create the possibility of ceramic components for turbine blading, in particular for gas turbines use without being subject to significant manufacturing difficulties.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß das Laufrad durch einzelne, jeweils eine Schaufel unfassende Radschweibensegmente gebildet ist, die über den Umfang zu einem geschlossenen Kranz aneinandergereiht zwischen axial verspannten Tragringen gehalten sind. Durch die Aufteilung des Laufrades in einzelne, jeweils eine Schaufel enthaltende Segmente wird erreicht, daß in der Scheibe beim Betrieb der Turbine durch die auftretenden Temperatur@@@er@@@em keine Zugspannungen in tangentialer Richtung mehr auftreten können.This object is achieved according to the invention in that the impeller by individual wheel disc segments each comprising a blade is formed, which are strung together over the circumference to form a closed ring are held between axially tensioned support rings. By dividing the Impeller in individual, each containing a blade segments is achieved that in the Washer when the turbine is running due to the temperature @@@ er @@@ em none Tensile stresses can occur more in the tangential direction.

Druckspannungen am Außenrand der Segmente infolge von tangentialen Wärmedehnungen können dagegen durch radiale Dehnung der Tragringe abgebaut werden. Insgesamt gesehen wird also die Beanspruchung des erfindungsgemäßen scheibenförmigen Laufrades infolge von Temperaturspannungen sehr gering sein, was besonders für instationäre Vorgänge von größter Bedeutung ist.Compressive stresses on the outer edge of the segments as a result of tangential On the other hand, thermal expansion can be reduced by radial expansion of the support rings. Viewed overall, the stress on the disk-shaped according to the invention is therefore Due to temperature stresses, the impeller can be very low, which is particularly important for non-stationary ones Operations is of the utmost importance.

Die Verneidtung von tangentialen Zugspannungen in den scheibenförmigen Körper ermöglicht nun eine bevorzugte Ausführung unter Verwendung von keramischen Werkstoffen, indem die einzelnen Radscheibensegmente aus keramischen Material gefertigt werden. lurch die Verwendung des keramischen V>aterials wird es also möglich gemacht ,die Arbeitstemperatur des Arbeitsmittels zwecks Vergrößerung des Wirkungsgrades und der spezifischen Leistung der Turbine erheblich zu erhöhen. Gleichzeitig werden die Fertigungsschwierigkeiten solcher keramischer Bauteile durch Verwendung kleinerer Bauteile entscheidend verringert sowie die Belastbarkeit des keramischen Werkstoffes, die abhangig von dem Volumen der Bauteile unterschiedlich groß ist, erhöht.The elimination of tangential tensile stresses in the disk-shaped Body now enables a preferred embodiment using ceramic Materials by making the individual wheel disc segments from ceramic material will. Using the ceramic material makes it possible made, the working temperature of the working fluid in order to increase the efficiency and to significantly increase the specific power of the turbine. Be at the same time the difficulties in manufacturing such ceramic components due to the use of smaller ones Components significantly reduced as well as the resilience of the ceramic material, which varies in size depending on the volume of the components, increases.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung soll die axiale Breite der Radscheibensegmente über den Durchmesser so bemessen sein, daß an allen Stellen eine etwa konstante Belastung auftritt. Durch diese Profilierung der Segmente, die die aus der Fliehkraft herrührenden radialen Spannungen an allen Stellen etwa konstant und innerhalb zulässiger Grenzen hält, wird eine. optimale Materialauslastung erreicht.According to an advantageous embodiment of the invention, the axial Width of the wheel disc segments across the diameter must be dimensioned so that at all Make an approximately constant load occurs. Through this profiling of the segments, the radial tensions resulting from the centrifugal force at all points, for example keeps constant and within permissible limits, becomes a. optimal material utilization achieved.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sollen die Radscheibensegmente in ihrem Fußbereich axiale Schultern aufweisen, die an überkragenden Tragbünden der Tragringe zur kräftebestehenden Tragringe, die die bein Betrieb der Turbine auftrewenden Fliehkräfte der einzelnen Segmente aufnehmern, können so ausgebildet sein, daß sie einen ausreichenden Abstand zu dem mit den hohen Arbeitsmitteltemperaturen beaufschlagten Bereich einhalten. Infolgedessen werden an die Temperaturfestigkeit dieser Tragringe keine so hohen Anforderungen gestellt, zumal da für sie die Möglichkeit einer intensiven Kühlung besteht.According to a further feature of the invention, the wheel disc segments have axial shoulders in their foot area, which are attached to projecting support collars the support rings to the force-existing support rings, which are the operation of the turbine Absorbing centrifugal forces of the individual segments can be designed in this way be that they are at a sufficient distance from the one with the high working fluid temperatures Comply with the pressurized area. As a result, the temperature resistance will be affected These support rings are not so demanding, especially since there is the possibility for them intensive cooling.

Die Beanspruchung der Ringe durch die Fliehkraft der Segmente kann in erträglichen Grenzen gehalten werden, da das spezifische Gewicht der für die Radscheibensegmente verwendeten keramischen Werkstoffe nur etwa ein Drittel des spezifischen Gewichtes von r.etallischen Werkstoffen ausmacht. Um zu erreichen, daß sich die einzelnen Segmente selbst in radialer Richtung einstellen können, ohne eine zusätzliche Biegung an den Dragschultern zu erfahren, können die tragenden Flächen der Schultern der Radscheibensegmente einerseits und der Tragbünde der Tragringe andererseits kugelkalottenförmig ausgebildet sein. Bei dieser Ausbildung wird auch bei einer- Deformation der Tragringe immer noch eine definierte. Kontaktstelle aufrechterhalten.The stress on the rings due to the centrifugal force of the segments can be kept within tolerable limits, as the specific gravity of the Wheel disc segments used only about a third of the ceramic materials specific weight of metallic materials. To achieve, that the individual segments can adjust themselves in the radial direction without Experiencing an additional bend in the drag shoulders can make the load-bearing Areas of the shoulders of the wheel disc segments on the one hand and the support collars of the support rings on the other hand, be designed in the shape of a spherical cap. This training will also with a deformation of the support rings still a defined. Maintain contact point.

Um das Auftreten zu hoher Axial'--afte zu vermelden, sollten die miteinander zur Auflage kommenden Flächen des Tragringes bzw.In order to report the occurrence of excessively high axial angles, the surfaces of the support ring or

der Radscheibensegmente gegenüber der Horizontalen in einem Winkel von 0...40° liegen.of the wheel disc segments at an angle to the horizontal from 0 ... 40 °.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, zwischen den Schultern der Radscheibensegmente und den Tragbünden der Tragringe eine aus einem relativ fließfähigen Material bestehende Zwischenlage vorzusehen, die vorzugsweise durch einen eingelegten, aus einem flie3fähigen metallischen Werkstoff bestehenden, besonders geformten Zwischenrino gebildet sein kann. Dieser beispielsweise aus Kupfer oder dergleichen bestehende Zwischenring verhindert durch sein Fließen bzw. durch elastische Verformung bei einer Deformation der Tragringe eine punktartige Belastung des keramischen Radscheibensegmentwerkstoffes und ermbglicht eine gleichmäßige Aufteilung der Kräfte über die gesamte Tragfläche.Another proposal of the invention is between the shoulders of the wheel disc segments and the support collars of the support rings one from a relative Provide flowable material existing intermediate layer, which is preferably through an inserted, made of a flowable metallic material, especially shaped intermediate rino can be formed. This, for example, made of copper or the same existing intermediate ring prevented by its flow or by elastic Deformation in the event of a deformation of the support rings is point-like load of the ceramic wheel disc segment material and enables an even distribution of the forces over the entire wing.

Zweckmäßigerweise kann die Außenkontur der Tragringe mit Dichtkämmen zur Bildung einer Labyrinthsperrdichtung versehen sein, was zu einer guten Integration der Tragringe in die Turbine beiträgt und die Möglichkeit einer Kühlung der Radscheibensegmente durch Sperrluft eröffnet. In diesen Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, an den miteinander zur Anlage kommenden Stirnflächen der Radscheibensegmente Ausnehmungen zur Führung von Kühlmittel, insbesondere von Luft vorzusehen.The outer contour of the support rings can expediently be provided with sealing combs be provided to form a labyrinth barrier seal, resulting in good integration the support rings contribute to the turbine and the possibility of cooling the wheel disc segments opened by sealing air. In this context it is also advantageous to contact the end faces of the wheel disk segments that come into contact with one another are recesses to be provided for guiding coolant, in particular air.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das in folgendem näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch eine einstufige Axialgasturbine mit dem erfindungsgemä-Ben, aus einzelnen Radscheibensegmenten bestehenden Laufrad und Figur 2 einen Ausschnitt aus dem in einer vertikalen Ebene geschnittenen Laufrad.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which is explained in more detail below. The drawing shows a longitudinal section in FIG by a single-stage axial gas turbine with the invention-Ben, from individual Wheel disc segments existing impeller and Figure 2 shows a section of the in a vertical plane cut impeller.

In der Zeichnung ist mit 1 die Abtriebswelle der Gasturbine bezeichnet, auf der ein scheibenförmiges Laufrad 2 mit an dessen Außenumfang angeordneten Schaufeln 3 gehalten ist.In the drawing, 1 denotes the output shaft of the gas turbine, on which a disc-shaped impeller 2 with blades arranged on its outer circumference 3 is held.

Die Schaufeln befinden sich in Bereich eines Gasführungskanals 4 mit Abstand hinter einem Kranz von Leitschaufeln 5. Die Richtung des den Gasführungskanal durchsetzenden, aus heißen Verbrennungsgasen bestehenden Arbeitsmittels wird durch Pfeile 33 angedeutet.The blades are located in the area of a gas duct 4 with Distance behind a ring of guide vanes 5. The direction of the gas duct penetrating working medium consisting of hot combustion gases is carried out by Arrows 33 indicated.

Das Laufrad 2 besteht, wie näher aus der Figur 2 ersichtlich st, aus einzelnen, jeweils eine Schaufel 3 unfassenden Radscheibensegmenten 6, die über den Umfang zu einem geschlossenen Scheibenkranz aneinandergereiht sind.As can be seen in greater detail in FIG. 2, the impeller 2 consists of individual, each a blade 3 comprehensive wheel disc segments 6, which over the circumference are lined up to form a closed ring of disks.

In ihre Fußbereich weisen die einzelnen Radscheibensegmente 6 axiale Schultern 7 auf, die an überkragenden Tragbünden 10 von auf der Antriebswelle 1 axial gegeneinander verspannten Tragringen ä und 9 zur kraftübertragenden Anlage kommen. Die uiteinander in Berührung kommenden Flächen der Schultern 7 der Radscheibensegmente 6 sowie der Tragbünde 10 der Tragringe 8 und 9 können etwa kugelkalottenförmig ausgebildet sein, so daß sich eine selbsttätige Einstellung der Radscheibensegmente im Betrieb ergibt.The individual wheel disk segments 6 have axial ones in their foot area Shoulders 7, which are attached to projecting support collars 10 from on the drive shaft 1 axially braced against each other support rings ä and 9 to the power-transmitting system come. The surfaces of the shoulders 7 of the wheel disc segments that come into contact with one another 6 and the support collars 10 of the support rings 8 and 9 can be approximately spherical so that there is an automatic adjustment of the wheel disc segments during operation results.

Gemäß der Erfindung können nun die einzeln hergestellten Radscheibensegmente 6 aus keramischem Material bestehen, während die Tragringe 8 und 9 aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sind.According to the invention, the individually manufactured wheel disc segments can now 6 made of ceramic material, while the support rings 8 and 9 made of a metallic Material are made.

Da die Tragringe einen relativ großen Abstand zu dem von den heißen Gasen beaufschlagten Bereichen der Turbine halten und außerdem, wie später noch beschrieben wird, relativ gut gekühlt werden können, ergibt sich auch keine Notwendigkeit, die Tragringe etwa aus hochwarmfestem und teurem Werkstoff zu fertigen. Um jedoch eine möglichst gleichmäßige Kräfteverteilung über die gesamte Tragfläche der Tragschultern 7 sicherzustellen und eine punktförmige Auflage nach Möglichkeit zu vermeiden, sind zwischen den Tragschultern 7 der Radscheibensegmente 6 und den Tragbünden 10 der Tragringe 8 und 9 Zwischenringe.11 eingelegt, die aus einem relativ fließfähigen Material, beispielsweise aus Kupfer oder dergleichen, bestehen. Diese Zwischenringe können außerdem in der Weise geformt sein, daß sie sich im Betrieb elastisch verformen können und so zu einer weiteren Vergleichmäßigung und Verteilung der Kräfte an den Tragsohultern 7 beitragen, Um das Auftreten zu großer axialer Kräfte zu verhindern, soll der Winkel der tragenden Flächen der Tragbünde einerseits bzw. der Tragschultern der Radscheibensegmente andererseits gegenüber der Horizontalen in einem Bereich von 0 ... 400 liegen. Zur axialen Fixierung der Tragringe 8 und 9 dient auf der einen Seite ein Wellenbund 12 der Turbinenwelle 1 bzw. eine am Ende 14 der Turbinenwelle 1 aufgeschraubte Spannmutter 13.Since the support rings are a relatively large distance from that of the hot Keep the areas of the turbine exposed to gases and also, as later can be cooled relatively well, there is also no need to to manufacture the support rings from highly heat-resistant and expensive material. To however a distribution of forces that is as even as possible over the entire wing of the shoulder shoulders 7 and a punctiform contact should be avoided if possible between the shoulder shoulders 7 of the wheel disc segments 6 and the support collars 10 of the Support rings 8 and 9 intermediate rings.11 inserted, which consist of a relatively flowable Material, for example made of copper or the like, consist. These intermediate rings can also be shaped in such a way that they deform elastically during operation can and so to a further equalization and distribution of the forces to the Carrying shoulders 7 contribute in order to prevent the occurrence of excessive axial forces, should be the angle of the supporting surfaces of the supporting collars on the one hand or the supporting shoulders of the wheel disc segments on the other hand in relation to the horizontal in one area from 0 ... 400. For the axial fixation of the support rings 8 and 9 is used on the one side a shaft collar 12 of the turbine shaft 1 or one at the end 14 of the turbine shaft 1 screwed on clamping nut 13.

Die Lagerung der Turbinenwelle 1 erfolgt bei dieser Ausführungsform mit Hilfe eines ölgeschmierten Gleitlagers 17, das zwischen einer auf der Turbinenwelle 1 ausgezogenen Wellenhülse 15 und einen Lagergehäuse 16 angeordnet ist. Durch dieses Lagergehäuse 16 verläuft auch ein Kanal 18 zur Zuführung von Sperr- und @ luft in einen Ringraum 19, von wo aus die Luft über eine in wesentlichen radiale Bohrung 20 in einen Ringraum 21 am Außenumfang des Lagergehäuses 16 zur Kühlung desselben strömt. Über einen anderen Kanal 23 gelangt die Luft von dem Ringraum 19 auch in einen zweiten Ringraun 22, von dem aus eie als Sperrluft in die die Wellendurchführung gegenüber den heißen Abgasen abdichtenden Labyrinthdichtung einströmt. Die Labyrinthdichtung wird dabei durch die am Außenumfang des Tragringes 8 gebildeten Dichtkämme 25 gebildet, die gegenüber der Innenkontur der Buchse 26 nur einen geringen Spalt fre-ilassen. Die Sperrluftzuführung erfolgt dabei in der Mitte der Labyrinthdichtung, von wo aus die Luft entsprechnnd den in der Zeichnung eingetragenen Pfeilen axial nach beiden Seiten strönt. Insbesondere die auf das Laufrad 2 gerichtete Luftströmung verhindert dabei ein Eindringen von Abgas in den Dichtraum und ermöglicht zudem eine Kühlung der mittleren Partien der Radscheibensegmente 6. Um die Kühlung der Radscheibensegmente weiter zu verbessern, kann die Luft ausgehend von der Labyrinthdichtung auch über eine radiale Bohrung 27 in dem Tragring 8 bis an den Fuß des Laufrades 2 gebracht werden, von wo aus sie über Spalte 28 und 29 zwischen den Tragrlngan Y, 9 und der Turbinenwelle 1 bzw. den B:ldscheibensegmenten 6 weitergeleitet wird. Auch an den miteinander zur Anlage kommenden Stirnflächen der Radscheibensegmente 6 können Ausnehmungen 30 zur Führung der Kühlluft vorgesehen sein, die zusammen mit den ohnehin vorhandenen geringen Spalten zwischen den einzelnen Radscheibensegmenten für einen ausreichenden Kühllufttransport in radialer Richtung sorgen. Diese Kühlluft hat gleichzeitig einen reinigenden und dichtenden Effekt für die Spalte zwischen den einzelnen Segmenten. Ebenfalls zur Führung der Kühlluft dient ein das Ende der Turbinenwelle umfassender, und im feststehenden Gehause befestigter Blechmantel 31. Mit 32 ist ein im Lagergehäuse 16 angeordneter Abführungskanal zur Abführung von Luft und Schmiermittel vorgesehen.The bearing of the turbine shaft 1 takes place in this embodiment with the help of an oil-lubricated sliding bearing 17, which is between one arranged on the turbine shaft 1 extended shaft sleeve 15 and a bearing housing 16 is. Through this bearing housing 16 there also runs a channel 18 for the supply of blocking and @ air in an annular space 19, from where the air via a substantially radial Bore 20 in an annular space 21 on the outer circumference of the bearing housing 16 for cooling the same flows. The air arrives from the annular space via another channel 23 19 also into a second ring space 22, from which one acts as sealing air into the shaft duct against the hot exhaust gases sealing labyrinth seal flows in. The labyrinth seal is formed by the sealing ridges 25 formed on the outer circumference of the support ring 8, which leave only a small gap free with respect to the inner contour of the bushing 26. The sealing air is supplied in the middle of the labyrinth seal, from where from the air corresponding to the arrows entered in the drawing axially flows on both sides. In particular, the air flow directed onto the impeller 2 prevents exhaust gas from penetrating into the sealing space and also enables it a cooling of the middle parts of the wheel disc segments 6. To cool the To further improve wheel disc segments, the air starting from the labyrinth seal can be used also via a radial bore 27 in the support ring 8 to the foot of the impeller 2, from where they are via column 28 and 29 between the supporting element Y, 9 and the turbine shaft 1 or the B: ldscheibensegmenten 6 is forwarded. Also on the end faces of the wheel disk segments that come into contact with one another 6 recesses 30 can be provided for guiding the cooling air, which together with the already existing small gaps between the individual wheel disc segments ensure sufficient cooling air transport in the radial direction. This cooling air at the same time has a cleaning and sealing effect for the gap between the individual segments. The end of the also serves to guide the cooling air Turbine shaft encompassing sheet metal jacket fastened in the fixed housing 31. At 32 is a discharge channel arranged in the bearing housing 16 for discharge provided by air and lubricant.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (9)

A N S P R Ü C H E 1. Scheibenförmiges Laufrad für Axialturbinen, insbesondere für Gasturbinen, mit am Außenumfang angeordneten Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2) durch einzelne, jeweils eine Schaufel (3) umfassende Radscheibensegmente (6) gebildet ist, die über den Umfang zu einem geschlossenen Kranz aneinandergereiht zwischen axial verspannten Tragringen (8,9) gehalten sind. A N S P R Ü C H E 1. Disc-shaped impeller for axial turbines, in particular for gas turbines, with blades arranged on the outer circumference, thereby characterized in that the impeller (2) encompassing individual blades (3) each Wheel disc segments (6) is formed, which over the circumference to form a closed Wreath lined up between axially braced support rings (8,9) are held. 2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibensegmente (6) aus keramischem Material einstückig gefertigt sind.2. Impeller according to claim 1, characterized in that the wheel disc segments (6) are made in one piece from ceramic material. 3. Laufrad nach anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite der Radscheibensegmente (6) über den Durchmesser so bemessen ist, daß an allen Stelle . eine etwa konstante Belastung auftritt.3. impeller according to claim 1 or 2, characterized in that the the axial width of the wheel disc segments (6) over the diameter is dimensioned in such a way that that at all point. an approximately constant load occurs. 4. Laufrad nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Radscheibensegmente (6) in ihrem Fußbereich axiale Schultern (7) aufweisen, die an übertragenden Tragbünden(10) der Tragringe (8,9) zur kraftübertragenden Anlage kommen.4. impeller according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the wheel disc segments (6) have axial shoulders (7) in their foot area, that of the carrying collars (10) of the carrying rings (8, 9) to the power-transmitting system come. 5. Laufrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Flächen der Schultern (7) der Radscheibensegmente (6) einerseits und der Tragbünde (10) der Tragringe (8,9) andererseits kugelkalottenförmig ausgebildet sind.5. impeller according to claim 4, characterized in that the load-bearing Areas of the shoulders (7) of the wheel disc segments (6) on the one hand and the support collars (10) of the support rings (8, 9) on the other hand are designed in the shape of a spherical cap. 6. Laufrad nach anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schultern (7) der Radscheibensegmente (6) und den Tragbünden (10) der Tragringe (8,9) eine aus einem relativ fließfähigen Material bestehende Zwischenlage (11) vorgesehen ist.6. impeller according to claim 4 or 5, characterized in that between the shoulders (7) of the wheel disc segments (6) and the support collars (10) of the support rings (8,9) an intermediate layer (11) consisting of a relatively flowable material is provided. 7. Laufrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage durch eingelegte Zwischenringe (11) gebildet 7. impeller according to claim 6, characterized in that the intermediate layer formed by inserted intermediate rings (11) 8. Laufrad n"ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der Tragringe (8, 7 mit Dichtkämmen (25) zur Bildung einer Labyrinthsperrdichtung versehen ist.8. impeller n "ch claim 1, characterized characterized in that the outer contour of the support rings (8, 7 with sealing combs (25) for Formation of a labyrinth barrier seal is provided. 9. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den miteinander zur Anlage kommenden Stirnflächen der Radscheibensegmente (6) Ausnehmungen (30) zur Führung von Kühlmittel vorgesehen sind.9. impeller according to claim 1, characterized in that to each other the end faces of the wheel disc segments (6) that come into contact with each other, recesses (30) are provided for guiding coolant.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7267527B2 (en) 2004-04-02 2007-09-11 Mtu Aero Engines Gmbh Rotor for a turbomachine

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