DE352282C

DE352282C - Turbine runner, especially for high-speed light steam or gas turbines

Info

Publication number: DE352282C
Application number: DE1919352282D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1919-04-20
Filing date: 1919-04-20
Publication date: 1922-04-24

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 24. APRIL 1922ISSUED APRIL 24, 1922

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVi 352282 KLASSE 14 c GRUPPE % - JVi 352282 CLASS 14 c GROUP %

Dr. Rudolf Wagner in Hamburg.Dr. Rudolf Wagner in Hamburg.

Turbinenläufer, insbesondere für schnellaufende leichte Dampf- oder Gasturbinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. April 1919 ab. Turbine rotors, especially for high-speed, light steam or gas turbines. Patented in the German Empire on April 20, 1919 .

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine besonders leichte Bauart des Läufers von mehrstufigen Dampf- oder Gasturbinen, bei den zur Ermöglichung einer besonders hohen Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit die einzelnen Räder in bekannter Weise als volle Scheiben ohne Nabenbohrung ausgeführt sind. Gegenüber bekannten Vorschlägen, bei denen die Verbindung der unter sich getrennten Radscheiben mittels angesetzter voller Wellen-The present invention aims at a particularly light design of the rotor of multi-stage steam or gas turbines, in which the individual wheels are designed in a known manner as full disks without a hub bore in order to enable a particularly high rotational speed or peripheral speed. Compared to known proposals, in which the connection of the separate wheel disks by means of attached full shaft

zapfen geschieht, kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die Radscheiben mittels umlaufender, mit den letzteren aus einem Stück bestehender Kränze von verhältnismäßig geringer Wandstärke gegeneinander abgestützt sind. Die Kränze können zugleich als Verbindungsmittel benutzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen besonders leichten und starren Läufer zu erreichen, der eine wesentlichpin happens, the invention is characterized in that the wheel disks by means of rotating, with the latter one-piece wreaths of comparatively less Wall thickness are supported against each other. The wreaths can also be used as connecting means to be used. In this way it is possible to achieve a particularly light and rigid runner, which is one essential

ίο höhere kritische Drehzahl als bei den bekannten Vorschlägen ergibt, so daß ζ. Β. zwecks besserer Dampfausnutzung entweder mit der Umfangsgeschwindigkeit noch höher gegangen oder aber die Zahl der Räder vermehrt werden kann. Die vorliegende Bauart ist daher besonders für Turbinen zum Antrieb von sehr leichten Fahrzeugen, z. B. Luftfahrzeugen, geeignet, da es naturgemäß bei solchen Antrieben auf denkbar größte Gewichtsersparnis bei gleichzeitig mögliehst geringem Dampfverbrauch ankommt.ίο higher critical speed than the known ones Suggestions so that ζ. Β. for the purpose of better steam utilization either with the peripheral speed can go even higher or the number of wheels can be increased. The present design is therefore especially for Turbines for driving very light vehicles, e.g. B. aircraft, suitable because it naturally with such drives to the greatest possible weight saving while at the same time being possible low steam consumption.

In Abb. ι bis 5 sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei in Abb. ι vier volle Radscheiben a, b, c, d angenommen sind (a ist ein zweikränziges Hochdruck-, d das Niederdruckrad), die unter sich sowie mit den Wellenstummeln β, f durch einige Bolzen g verbunden sind. Die Verbindungskränze h der einzelnen Räder können hierbei verhältnismäßig dünn sein, da sie nur die Steifigkeit des ganzen Rädergebildes gegen Durchbiegung zu übernehmen haben, jedoch von den Fliehkräften der Radscheiben selbst größtenteils entlastet sind. Der Baustoff für diese Kränze h kann daher, wie in Abb. 2 angedeutet, von innen unter Stehenlassen von Augen für die gute Führung der Bolzen g auf ein verhältnismäßig geringes Maß herausgefräst werden. Die einzelnen Räder a, h, c, d sind selbstredend gegenseitig durch vorspringende RänderIn Fig. Ι to 5 some embodiments of the invention are shown, in Fig. Ι four full wheel disks a, b, c, d are assumed (a is a two-ring high pressure, d the low pressure wheel), the under and with the stub shafts β, f are connected by some bolts g . The connecting rings h of the individual wheels can be relatively thin, since they only have to take over the rigidity of the entire wheel structure against deflection, but are largely relieved of the centrifugal forces of the wheel disks themselves. The building material for these wreaths h can therefore, as indicated in Fig. 2, be milled out to a relatively small extent from the inside, leaving your eyes open, for good guidance of the bolts g. The individual wheels a, h, c, d are of course mutually exclusive due to protruding edges

o. dgl. zentriert. In Abb. 1 bezeichnen noch i die Zwischenböden, k die Lagerstellen, Z einen Wellenflansch.or the like centered. In Fig. 1 i denote the intermediate floors, k the bearing points, and Z a shaft flange.

Bei dem Beispiel nach Abb. 3 können zwecks möglichster Verminderung der Zahl der Verbindungssteilen die Wellenstummel m in bekannter Weise mit den äußersten Rädern auf beiden Seiten aus einem Stück bestehen. ' Ferner ist die gegenseitige Verbindung der Räder n, 0, f usw. statt durch einzelne Bolzen, wie in Abb. 1 und 2, hier durch Verschrauben der mit Gewinde versehenen Ränder q_v q₂ angenommen, wobei zwecks kräftiger gegenseitiger Spannungsverbindung der Rand q_x außen sich etwa gegen einen Konus stemmen kann. Ein Lösen dieser Verbindung dürfte nicht zu befürchten sein, da dieselbe bei kräftigem Anziehen einen guten Reibungsschluß hat; außerdem kann natürlich noch eine geeignete Sicherung gegen Zurückdrehen vorgesehen werden. Diese Verbindung hat gegenüber derjenigen nach Abb. 1 und 2 den Vorteil, daß die Räder nicht durch Schraubenlöcher durchbrochen, an dieser Stelle also nicht verstärkt werden müssen, wodurch weitere Gewichtsersparnis erzielt wird. Ferner ist eine geringere Zahl von Teilen vorhanden, die Gefahr eines Losewerdens irgendeines Bolzens oder einer Verbindung durch Fliehkräfte, stärkere Erwärmungen oder Erschütterungen vermindert. In the example according to Fig. 3, for the purpose of reducing the number of connecting parts as much as possible, the stub shaft m can consist of one piece with the outermost wheels on both sides in a known manner. Furthermore, the mutual connection of the wheels n, 0, f etc. is assumed here by screwing the threaded edges q _v q ₂ instead of by individual bolts, as in Fig. 1 and 2, whereby the edge q _x can press against a cone on the outside. A loosening of this connection should not be feared, since it has a good frictional connection when tightened vigorously; In addition, a suitable safeguard against turning back can of course also be provided. This connection has the advantage over that according to FIGS. 1 and 2 that the wheels do not have to be pierced by screw holes, so they do not have to be reinforced at this point, which further saves weight. Furthermore, there is a smaller number of parts, which reduces the risk of any bolt or connection becoming loose due to centrifugal forces, increased heating or vibrations.

Abb. 4 zeigt eine Abänderung dieser Ausführungsart, wobei das Gewinde für die achsiale Spannungsverbindung nicht am äußeren Umfang der Kränze q_x oder q₂, sondern an einem zentralen Zapfen r angebracht ist.Fig. 4 shows a modification of this embodiment, wherein the thread for the axial tension connection is not attached to the outer circumference of the rims q _x or q ₂ , but to a central pin r .

In Abb. 5 ist ein weiteres Beispiel für die Verbindung der Räder s, t usw. dargestellt, wobei dieselbe mittels Aufschrumpfens der Kränzen, ν bewirkt ist. Naturgemäß ist hierbei etwas mehr Gewicht aufzuwenden als bei dem Beispiel nach Abb. 3, da diese Ränder zwecks Erzielung einer dauernd guten Schrumpfspannung im allgemeinen eine größere Stärke haben müssen, als für die Erreichung der nötigen Wellensteifigkeit erforderlich ist. w ist bei dieser Abbildung ein Sicherungsdübel.In Fig. 5 a further example for the connection of the wheels s, t etc. is shown, this being effected by means of shrinking the rims, ν . Naturally, a little more weight is required here than in the example according to Fig. 3, since these edges generally have to have a greater strength than is necessary to achieve the necessary shaft rigidity in order to achieve a permanently good shrinkage stress. w is a securing dowel in this illustration.

Claims

Patent Claims:

1. Runner for multi-stage high-speed steam or gas turbines, consisting of individual wheel disks, avoiding continuous, in the middle Bores are made from the solid, characterized in that the individual wheel disks by rims of relatively small wall thickness, which is directly on the associated wheel disks sit and consist of one piece with these, are supported against each other.

2. embodiment of the rotor according to claim i, characterized in that the Axial connection by screwing the circumferential ones on the running wheels Wreaths made.

3. embodiment of the rotor according to claim i, characterized in that by central threaded pin an axial tension connection of the impellers takes place.

4. embodiment of the rotor according to claim i, characterized in that the The impellers are connected by shrinking the rotating rims on each other.

1 sheet of drawings.