DE337940C - Schaufelbefestigung - Google Patents

Description

Bei den bisherigen Dampfturbinen wirkt der Dampfstrahl im allgemeinen gleichmäßig und fortdauernd ohne Unterbrechungen, und der auf die einzelnen Schaufeln ausgeübte Druck ist verhältnismäßig sehr gering. Bei Explosionsturbinen dagegen wird die in einer Explosion freigemachte Energie in verhältnismäßig sehr kurzer Zeit durch den Gasstrahl zur Wirkung auf die Schaufel gebracht.

ίο Im allgemeinen ist die für diese Wirkung zur Verfügung gestellte Zeit nur ^₁₀ Sekunde. Unmittelbar danach hört die treibende Wirkung aus der betreffenden Explosionskammer ganz auf, weil zunächst mit Luft gekühlt und

dann die Kammer frisch aufgeladen werden muß. Die Schaufeln von Explosionsturbinen erfahren also sehr kurze Zeit dauernde aber heftige Schläge. Infolge der hierbei auftretenden hohen Betriebstemperatur (400 bis

450⁰ C) ist für alle Teile des Laufrades nur eine mäßige Materialbeanspruchung zulässig. Besondere Sorgfalt ist aus diesem Grunde der Ausbildung des Schaufelfußes, der sehr kräftig gehalten werden muß, zu widmen.

Bei den Dampfturbinen der bisherigen Bauart ist es vollauf genügend, wenn die Schaufel in erster Linie gegen die auftretenden Zentrifugalkräfte ,durch ihren Fuß gehalten wird. Man hat sich aus diesem Grunde bei Dampfturbinen damit begnügen können, die Schaufeln aus gezogenen Stangen herzustellen, sie in profilierte Aussparungen einzufügen, zwischen je zwei Schaufeln Distanzstücke einzuschieben und .das Ganze mit leichten Hammerschlägen zu verstemmen; oder man hat Distanzstücke und Schaufeln zusam-

mengenommen, die Schaufeln aus einem Stück mit dem Schaufelfuß geschlagen oder bearbeitet und den Schaufelfuß wieder in Aussparungen des Laufrades mit Rillennuten u. dgl. eingeschoben und an Ort und Stelle verstemmt. Es sind auch bei Dampfturbinen Anordnungen bekannt geworden, wobei der Schaufelfuß von unten geschlitzt ist und die Schaufel von oben in Höcker, Wülste u. dgl. hereingepreßt wird, wobei die beiden Flanken des Schaufelfußes auseinander gespreizt werden und so eine gewisse Sicherheit gegen die auftretenden Zentrifugalkräfte bieten. Außerdem sind bei Dampfturbinen Anordnungen bekannt geworden mit von unten geschlitztem Schaufelfuß, wobei ein Keil u. dgl. eingetrieben wurde zum seitlichen Anpressen der Flanke des Schaufelfußes an das Laufrad.

Aber alle diese Anordnungen, so gut sie für den Dampfturbinenbetrieb genügen mögen, sind unzureichend für die Anforderungen des Gasturbinenbetriebes. Diese bisher bekannt gewordenen Ausbildungen des Schaufelfußes nehmen, wie gesagt, nur Rücksicht oder in erster Linie Rücksicht auf die auftretenden Zentrifugalkräfte der Schaufel; bei auftretenden Schlägen und stärkeren Schaufeldrücken geben sie nach. Die Schaufeln arbeiten dann in dem Maße, wie die Schläge kommen, mit den Fußflanken gegeneinander und gegen das Laufrad und werden dadurch locker. Diese kleinen Bewegungen gegeneinander und gegen das Laufrad werden immer schlimmer und führen allmählich zum Bruch der Schaufeln. Es fehlt allen bisherigen Ausführungen des Schaufelfußes die bleibende Verspannung,

auch im Betriebszustande, gegen den Laufradkranz und gegen die Nachbarschaufeln. Ohne diese bleibende Verspannung müssen die Schaufeln locker werden, wenn kurze Schläge auf die Schaufeln wirken, wie im Explosionsgasturbinenbetrieb.

Wie lang andauernde Versuche mit einer ι ooo-P.S.-Gasturbine einwandfrei bewiesen haben, entspricht eine auf der Grundlage dieser Erkenntnis aufgebaute Ausbildung des Schaufelfußes von Explosionsgasturbinen gemäß vorliegender Erfindung allen im Gasturbinenbetrieb auftretenden Anforderungen. Nach der Erfindung erfolgt die Befestigung

j 5 der Schaufel derart, daß der in bekannter Weise mit einem Schlitz versehene und an den Flanken beliebig profilierte Schaufelfuß durch einen in Richtung der Läufernut eingetriebenen, auf dem Grund der letzteren auf-

ao sitzenden Keil gespreizt wird. Die Zeichnung veranschaulicht schematisch den Gegenstand der Erfindung in einem Ausfühjungsbeispiel. Die Flanken des Schaufelfußes ^ind mit Zähnen α versehen, die genau in <£ifisprechende Ausdrehungen des Laufrades 'b' "passen. Der Schaufelfuß ist von unten her dachförmig geschlitzt, und ein Keil c wird in diesen dachförmigen Schlitz so tangential zum Rad verschoben und hereingetrieben, daß der Keil auf dem Grund der Ringnut des Laufrades b auf- | sitzt und seitlich gegen die Flanken des Schaufelfußes drückt. Auf diese Weise werden sowohl große seitliche als auch große radiale Anpressungsdrücke auf den Schaufelfuß ausgeübt. Durch den seitlichen Anpressungsdruck werden die gezahnten Flanken des Schaufelfußes in die entsprechenden Ausdrehungen (Rillen der Laufradringnut) hereingepreßt, und durch den radialen Anpressungsdruck wird die Schaufel in Richtung der später wirkenden Zentrifugalkräfte nach

außen gegen die Zahnflanken gepreßt. Auf diese Weise wird die ganze Schaufel gegenüber dem Laufradkranz in Spannung gesetzt, und sie wird durch diese Anordnung auch während des Betriebes in Spannung gehalten gegenüber allen auftretenden Schaufeldrücken, Schaufelstößen, Schaufelschlägen und zentrifugalen Beanspruchungen der Schaufeln. Es kann auch für mehrere Schaufeln ein gemeinsanier Keil angeordnet werden. Der Keil ist zweckmäßig aus härterem Baustoff herzustellen als der Schaufelfuß. Der harte Keil •treibt die gezahnten Flanken in die Nuten des Laufrades hinein und gewährleistet von vornherein eine mäßige Belastung der Zahnflanken durch äußere Kräfte. Zur Aufrechterhaltung dieser Vorteile auch bei hoher Betriebstemperatur muß der Keil der unmittelbaren Einwirkung der hohen .Strahltemperatür entzogen werden, d. h. der Schaufelfuß muß verhältnismäßig hoch sein und im unteren geschützten Teil den Keil aufnehmen. Zweckmäßig wird der Anzug des Keiles so gelegt, daß durch den vom Strahl auf die Schaufel ausgeübten Druck die Schaufel auf den Keil aufgeschoben wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Befestigung von Schaufeln von Gas- und Dampfturbinen für hohe Betriebstemperaturen mit dachförmig von unten geschlitzten, an den Flanken beliebig profilierten Füßen, dadurch gekennzeichnet, daß die, beiden Flanken des Fußes durch einen auf dem Grunde der Läufernut aufsitzenden Längskeil in Spannung gegen den Laufradkranz gehalten werden, und zwar sowohl in Richtung der Schaufelfliehkraft, als auch in an sich bekannter Weise in Richtung auf die Seitenwände des Schaufelfußes.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.