DE350430C

DE350430C - Blade attachment for steam and gas turbines

Info

Publication number: DE350430C
Application number: DE1921350430D
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1920-02-16
Filing date: 1921-02-12
Publication date: 1922-03-21
Also published as: FR540763A; NL8110C; US1353797A

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 21. MÄRZ 1922ISSUED MARCH 21, 1922

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-JVl 350430-KLASSE 14 c GRUPPE 10 -JVl 350430- CLASS 14 c GROUP 10

International General Electric Company, Incorporated in New York. Schaufelbefestigung für Dampf- und Gasturbinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Februar 1921 ab. International General Electric Company, Incorporated in New York. Blade attachment for steam and gas turbines. Patented in the German Empire on February 12, 1921.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 16. Februar 1920 beansprucht.According to the Union Treaty of June 2, 1911, priority is due to this application of the application in the United States of America dated February 16, 1920.

Die Erfindung bezieht sich auf die Schaufelbefestigung für Dampf- und Gasturbinen. Beim Anbringen von Schaufeln auf einem Schaufelträger, beispielsweise dem Radkranze, ist es besonders, wenn die Befestigung mittelsThe invention relates to the blade attachment for steam and gas turbines. When attaching blades to a blade carrier, for example the wheel rim, it is especially if the fastening means

Schwalbenschwanzes geschieht, erwünscht, daß die benachbarten Seiten der Schaufelfüße miteinander rund um das Rad herum so dicht in gegenseitigem Eingriff sind, daß in den Schaufeln Beanspruchungskräfte vonDovetail happens, desirable that the adjacent sides of the blade roots are so closely engaged with each other around the wheel that in the blades load forces of

solcher Größe entstehen, daß beim Umlauf des Rades die auftretenden Zentrifugalkräfte die Schaufeln nicht so sehr strecken können, daß die Schaufeln sich in der Umfangsrichtung des Rades voneinander trennen. Mit anderen Worten ist es erwünscht, daß die Seiten der Schaufelfüße sich mit genügendem Druck gegeneinanderlegen, um in den Schaufeln selbst eine Spannung zu entwickeln, die ίο mindestens der im Betriebe auftretenden Zentrifugalkraft gleichkommt. Gleichfalls ist es erwünscht, 'daß die Schaufelfüße den Kranz mit genügendem Druck berühren, so daß die dadurch bedingte Beanspruchung mindestens der im Betriebe auftretenden Zentrifugalbeanspruchung gleichkommt und die Schaufelfüße sich nicht von dem Kranze trennen. Anderseits aber ist es wesentlich, daß nicht zu große Anfangsspannungen beim Anbringen der Schaufeln in dem Schaufelring entstehen, da dies zu unrichtiger Lage der Schaufeln sowie Beschädigung des Rades und der Schaufeln führen kann.such a size arise that the centrifugal forces occurring when the wheel rotates the blades cannot stretch so much that the blades are circumferential of the wheel from each other. In other words, it is desirable that the sides of the blade roots move with sufficient Apply pressure against each other in order to develop a tension in the blades themselves ίο is at least equal to the centrifugal force occurring in the company. Likewise if it is desirable that the blade roots touch the rim with sufficient pressure, see this that the resulting stress is at least equal to the centrifugal stress occurring in the company and the blade roots do not separate from the rim. On the other hand, it is essential that not too large initial stresses when attaching the blades in the blade ring arise as this leads to incorrect position of the blades as well as damage to the wheel and the blades can lead.

Der Zweck der Erfindung liegt darin, eine solche Anordnung und Ausführung zu schaffen, daß es nur möglich ist, in den Schaufelringen Vorspannungen von der gewünschten Größe zu erzeugen. Zu diesem Zweck werden nach der Erfindung an den Schaufelfüßen Leisten angeordnet, die sich wegquetschen, wenn die Beanspruchungen einen bestimmten Wert erreichen und dadurch ein Überschreiten dieses Wertes verhindern.The purpose of the invention is to provide such an arrangement and design, that it is only possible to generate prestresses of the desired size in the blade rings. Be for this purpose according to the invention on the blade roots arranged strips that squeeze away, when the stresses reach a certain value and thereby exceed them prevent this value.

In der Zeichnung sind drei Ausführungs- · beispiele des Erfindungsgegenstandes sehe- ■ matisch dargestellt:The drawing shows three exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown mathematically:

Abb. ι ist ein Radialschnitt durch einen Turbinenläufer nach einer ersten Ausführungsform,
Abb. 2 eine Seitenansicht der Abb. 1,Fig. Ι is a radial section through a turbine runner according to a first embodiment,
Fig. 2 is a side view of Fig. 1,

Abb. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Abb. i.Fig. 3 is a section along line 3-3 of Fig. I.

Abb. 4 und 5 sind den Abb. 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer zweiten Ausführungsform. FIGS. 4 and 5 are representations of a second embodiment corresponding to FIGS. 1 and 2.

Abb. 6 ist ein radialer Schnitt durch eine dritte Ausführungsform.Fig. 6 is a radial section through a third embodiment.

Gemäß Abb. 1 bis 3 ist die Erfindung an einer Schaufelbefestigung- derjenigen Art verkörpert, bei der das Rad 9 einen Kranz το hat, welche mit konzentrischen unterschnittenen Ringnuten versehen ist, wodurch Falze oder Vorsprünge 11 entstehen, die nach der Mitte des Teiles 9 hin geschrägt sind. Am Fuße des Kranzes 10 sind Schultern oder Ansätze 12. Die Füße der Schaufeln 13 sind ' U-förmig, und ihre Schenkel 14 reiten auf dem Kranz 10. Die Innenseiten der Schenkel 14 sind mit Falzen oder Vorsprüngen 15 versehen, welche in die unterschnittenen Nu- ^: ten am Kranze 10 passen, so daß die Falze 11 und 15 ineinandergreifen. Schaufeln dieser Art können nach einem bekannten Verfahren auf dem Radkranz zusammengebaut werden, indem man den Schaufelfußschenkeln 14 genügenden gegenseitigen Abstand gibt, daß sie rittlings radial auf den Kranz 10 aufgeschoben werden können, worauf die Schenkel zusammengepreßt und die Schaufeln radial bewegt werden, um die Falze 15 und 11 in Eingriff zu bringen. Nach diesem Verfahren werden die Schaufeln zunächst auf das Rad im richtigen gegenseitigen Abstand zusammengebaut, worauf die S chaufel schenkel jeder ■ Schaufel gegeneinander und gegen den Kranz gequetscht oder gepreßt werden, wobei die'Schaufeln gleichzeitig auswärts verschoben werden und somit die Falze 11 und 15 in sperrenden Eingriff kommen. Während dieses Quetschvorganges fließt das Metall 'der Schaufelfußschenkel in der Umfangsrichtung, was manchmal die Wirkung hat, daß benachbarte Schaufeln so scharf .gegeneinander gepreßt werden, daß die in dem Schaufelring dadurch erzeugten Spannungen das gewünschte Maß weitaus überschreiten. Wenn die Schaufelschenkel zusammengepreßt werden, so gleiten auch die Falze 15 bei der radialen Auswärtsbewegung an den Außenflächen der Falze 11 empor und werden dadurch gequetscht. Die hierdurch bedingte Reibung läßt manchmal die Falze 15 in der Umfangsrichtung fließen und sich so dicht und stramm gegen die Oberflächen der nächstbenachbarten Schaufeln legen, daß die Radialbewegung der Falze 15 zur richtigen Lage unter den Falzen 11 dadurch verhindert wird. Das Ergebnis wäre eine unvollkommene Wechselverriegelung zwischen den Falzen 15 und 11.According to Fig. 1 to 3, the invention is embodied in a Schaufelbefestigung- of the type in which the wheel 9 has a ring το, which is provided with concentric undercut annular grooves, whereby folds or projections 11 arise, which towards the center of the part 9 are inclined. At the foot of the rim 10 are shoulders or lugs 12. The feet of the blades 13 are 'U-shaped, and their legs 14 ride on the rim 10. The inner sides of the legs 14 are provided with folds or projections 15 which fit into the undercut Nu - ^: th fit on the rim 10 so that the folds 11 and 15 interlock. Blades of this type can be assembled on the wheel rim according to a known method by giving the blade root legs 14 sufficient mutual spacing that they can be pushed astride the ring 10, whereupon the legs are pressed together and the blades are moved radially around the folds 15 and 11 to engage. According to this method, the blades are first assembled on the wheel at the correct mutual spacing, whereupon the S shovel legs of each ■ blade are squeezed or pressed against each other and against the rim, with the blades being moved outwards at the same time and thus the folds 11 and 15 in blocking intervention come. During this squeezing process, the metal of the blade root legs flows in the circumferential direction, which sometimes has the effect that adjacent blades are pressed against one another so sharply that the stresses generated in the blade ring thereby exceed the desired level by far. When the blade legs are pressed together, the folds 15 also slide upwards on the outer surfaces of the folds 11 during the radial outward movement and are thereby squeezed. The resulting friction sometimes allows the folds 15 to flow in the circumferential direction and lie so tightly and tightly against the surfaces of the next adjacent blades that the radial movement of the folds 15 to the correct position under the folds 11 is prevented. The result would be an imperfect interlocking between the folds 15 and 11.

Erfindungsgemäß werden nun die obigen Schwierigkeiten durch Anordnung von Quetschleisten 16 zwischen den Schaufelfüßen vermieden. Diese Leisten verringern die Berührungsfläche zwischen benachbarten Schaufeln so weit, daß unabhängig von der Größe des auf die Seiten der Schaufeln ausgeübten Druckes in dem Schaufelring keine ein bestimmtes Maß überschreitenden Spannungen erzeugt werden können, da bei Überschreiten dieses Maßes die Streifen 16 sich wegquetschen. Gleichzeitig dienen die Quetschleisten t€ auch dazu, benachbarte Schaufeln an den Enden der Falze 15 etwas getrennt zu halten, so daß diese Falze, auch wenn sie während des Quetschvorganges efrvas in der Umfangsrichtung fließen, dennoch nicht mit benachbarten Schaufeln derart in Berührung kommen, daß sie die radiale Auswärtsbewegung verhindern könnten.According to the invention, the above difficulties are now avoided by arranging pinch strips 16 between the blade roots. These strips reduce the contact area between adjacent blades to such an extent that, regardless of the magnitude of the pressure exerted on the sides of the blades, no stresses exceeding a certain level can be generated in the blade ring, since when this level is exceeded the strips 16 squeeze away. At the same time Quetschleisten serve t € also to hold adjacent blades at the ends of the folds 15 is slightly separated, so that these folds, even when they flow in the circumferential direction during the crimping operation efrvas, yet does not come with adjacent blades in such a manner in contact that they could prevent the radial outward movement.

Nach dem Aufquetschen der SchaufelfüßeAfter the shovel roots have been squeezed open

auf den Radkranz verbleiben noch kleine Zwischenräume zwischen dem inneren Ende der Schaufelschenkel und den Schultern 12. Diese Zwischenräume können durch Anstauchen der Enden der Schaufelfüße oder des Materials der Schultern oder aber durch Eintreiben eines besonderen Stemmstreifens ausgefüllt werden. Laut Zeichnung sind die Zwischenräume durch einen besonderen Stemmstreifen 17 ausgefüllt.Small spaces remain on the rim between the inner end the shovel legs and the shoulders 12. These spaces can be created by upsetting the ends of the blade roots or the material of the shoulders or by driving in a special caulking strip fill out. According to the drawing, the gaps are filled with a special caulking strip 17.

Gemäß Abb. 4 und 5 ist eine Befestigung mit umgekehrtem Schwalbenschwanz verwendet, bei der in bekannter Art die Schaufeln durch Füllschlitze auf d.en Radkranz gebracht und in der Umfangsrichtung in richtige gegenseitige Abstandslage verschoben werden, wobei die Füße benachbarter Schaufeln in Eingriff miteinander oder mit zwischengeschalteten Ahstandsblöcken gebracht werden. Das Schaufelrad 20 hat einen Kranz 21 mit Wulst 22, der Vorsprünge 23 bildet. Die Schaufeln 24 haben U-förmige Füße, die mit ihren Schenkeln 25 auf dem Kranz 21 reiten und Ansätze 26 haben, welche unter Ansätze 23 greifen. Am Fuße des Kranzes 21 sind Ringschultern 27, gegen welche die inneren Enden der Schaufelschenkel 25 aufruhen. Be i 28 sind Ringflanscjien vorgesehen, welche ein seitliches Wegspreizen der Schaufelschenkel verhindern. Zwischen den benachbarten Schaufeln sind Quetschleisten 29, ähnlich den Quetschleisten 16 der Abb. 1 bis 3, vorgesehen, und an den inneren .Enden der Schaufelfußschenkel sind Quetschleisten 30 vorhanden, die zwischen den Böden der Schenkel und den Flanschen 28 ruhen.As shown in Figs. 4 and 5, an inverted dovetail mount is used, in the known way the blades are brought through filling slots on the wheel rim and in the circumferential direction in correct mutual spacing are moved, with the feet adjacent Blades brought into engagement with each other or with intermediate Ahstandsblocks will. The impeller 20 has a rim 21 with a bead 22, the projections 23 forms. The blades 24 are U-shaped Feet that ride with their thighs 25 on the wreath 21 and have lugs 26, which apply under approaches 23. At the foot of the wreath 21 are ring shoulders 27, against which the inner ends of the blade legs 25 rest. At 28 are ring flanges provided, which prevent lateral spreading of the blade legs. Between the adjacent blades there are pinch strips 29, similar to the pinch strips 16 of Figs. 1 to 3, provided, and at the inner .Ends of the blade root legs there are pinch strips 30 between the bottoms of the legs and the flanges 28 rest.

Bei Ausführung der Erfindung an einem Rade nach'Abb. 4 und 5 wird zunächst der Schaufelring auf dem Radkranz in üblicher Art angebracht, und die Füllöffnungen werden durch Blöcke verschlossen. Nunmehr sind die Schaufelfüße in gutem Eingriff miteinander. Alsdann wird eine Anzahl der Schaufeln in regelmäßigen Abständen rund um das Rad herum verstemmt, so daß in den Schaufeln selbst eine Spannung entsteht, welche ,der im Betriebe auftretenden Zentrifugalkraft gleich oder doch nahezu gleich ist.When carrying out the invention on a wheel according to Fig. 4 and 5 is initially the Blade ring is attached to the wheel rim in the usual way, and the filling openings are closed by blocks. The blade roots are now in good engagement with one another. Then a number of the blades are caulked at regular intervals around the wheel, so that in the Shovels themselves a tension arises, which, the centrifugal force occurring in the operation is the same or almost the same.

Spannungen über einen bestimmten Betrag hinaus können im Schaufelringe durch das Verstemmen nicht entstehen, da die Leisten 29 sich wegdrücken. Das Rad wird auch längs der seitlichen Oberflächen der Schultern 27 verstemmt, um letztere radial auszutreiben und die Ansätze 26 in festen Eingriff mit den Ansätzen 23 zu bringen. Durch Verwendung der Ouetschleisten 30 wird die Möglichkeit der Entwicklung zu hoher Beanspruchungen im Kranz 21 und den Schaufelschenkeln vermieden. Bei * dem letzterwähnten Verstemmen kann etwas Material weggedrückt oder zum Fließen in die Zwischenräume zwischen den Quetschleisten 30 gebracht werden, wie bei A in Abb. 5 angedeutet. Dies hilft dazu, die Schaufeln in ihrer Lage zu sperren.Tensions beyond a certain amount cannot arise in the blade ring as a result of the caulking, since the strips 29 push away. The wheel is also caulked along the lateral surfaces of the shoulders 27 in order to drive the latter out radially and to bring the lugs 26 into firm engagement with the lugs 23. The use of the Ouetsch strips 30 avoids the possibility of excessive stresses developing in the ring 21 and the shovel legs. With the last-mentioned caulking, some material can be pushed away or made to flow into the spaces between the pinch strips 30, as indicated at A in FIG. 5. This helps lock the blades in place.

Die Quetschleisten 30 können quer oder in der Umfangsrichtung verlaufen. Nach Abb. 4 und 5 sind sie quer gerichtet, während sie nach Abb. 6 in der Umfangsrichtung verlaufen. The pinch strips 30 can run transversely or in the circumferential direction. To Fig. 4 and 5 they are directed transversely, while according to Fig. 6 they run in the circumferential direction.

Gemäß Abb. 6 trägt das Rad 2O^ß die Schaufeln 24". Die Quetschleisten 29^s und 30" entsprechen den Leisten 29 und 30 der Abb. 4 und 5. Selbstverständlich können Ouetschleisten 30 oder 2>°^a entsprechend Abb.. 4 bis- 6, falls gewünscht, auch bei Ausführungen nach Abb. 1 bis 3 verwendet werden. ·According to Fig. 6, the wheel 20 ^ß carries the blades 24 ". The pinch strips 29 ^s and 30" correspond to the strips 29 and 30 of Fig. 4 and 5. Of course, Ouetsch strips 30 or 2> ° ^a according to Fig. 4 to- 6, if desired, can also be used with the designs according to Fig. 1 to 3. ·

Claims

Patent Claims:

i. Blade attachment for steam and gas turbines, where the blade roots comprise a projecting wheel rim, characterized in that the blade roots Have ouetsch strips that give way when pressed.

. 2. Schaufelbefestigimg according to claim 1, characterized in that the pinch go afford to be located between adjacent blades.

3. blade attachment according to claim 2, characterized in that the blade roots end at shoulders 12 on the wreath and the Ouetsch ledges are between the Shovel feet and shoulders.

1 sheet of drawings.