DE512883C - - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
20. NOVEMBER 1930

a 57365 η 14c

Bei der Turbinenbeschaufelung· für Radialräder, bei denen die Schaufeln einseitig in Schrumpfringen eingespannt sind, hat man bereits vorgeschlagen, die auf die Schaufeln wirkenden, eine Aufkrempelungsbeanspruchung auf die Schrumpfringe ausübende Fliehkraft dadurch auszugleichen, daß man die Schaufeln über die Einspannstelle hinaus verlängert. Durch eine solche Ausbildung der Schaufeln wird zwar eine Entlastung der Schrumpfringe erreicht, nicht aber eine Entlastung der Schaufeln selbst, da diese von der auf sie wirkenden Fliehkraft nach wie vor in der gleichen Weise beansprucht vverden und keine sie entlastenden Kräfte auftreten.

Die Erfindung bezieht sich auf Schaufelringe für radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbinen mit solchen Schaufeln, die zwisehen zwei oder mehr an Turbincnsclieiben angelenkten Ringverbänden befestigt sind.

Sie bezweckt, die von den Fliehkräften der Schaufeln herrührenden Beanspruchungen der Ringe und der Schaufeln ,selbst zu vermindern, und besteht darin, daß an beiden Außenseiten der Ringverbände zusätzliche Massen, z. B. in Gestalt von Vorsprüngen, vorgesehen sind, deren Fliehkräfte in den Ringen Momente hervorrufen, die die von den Fliehkräften der Schaufeln auf die Ringe ausgeübten entgegengesetzt gerichteten Momente ausgleichen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß sich die Schaufeln ungefähr wie ein an beiden Enden eingespannter Träger verhalten und dalier ihre Durchbiegung und die damit zusammenhängende Änderung der Schaufelform vermindert wird. Der Wirkungsgrad der Turbine wird dadurch verbessert; vor allem aber werden die Beanspruchungen des Schaufelbaustoffes, die an sich schon hoch sind, herabgesetzt.

Weitere die Erfindung kennzeichnende Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen

Abb. ι einen axialen Schnitt durch eine Turbine gemäß der Erfindung,

Abb. 2 einen Schnitt durch einen Schaufelring in vergrößertem Maßstabe,·

Abb. 3 den Schaufelring in Abb. 2 von oben gesehen,

Abb. 4 und 5 schematisch denselben Schaufelring unter verschiedenen Beanspruchungen. '

In Abb. ι ist 1 die Mittellinie des Turbinenläufers, während 2 und 3 zwei sich in entgegengesetzten Richtungen drehende Turbinenwellen bezeichnen. Der Dampf gelangt zutf Turbine durch Kanäle 4 in der Richtung der

'*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

AIf Lysholm in Stockholm und Gustav Boeslad in Lidingö, Schweden.

Pfeile ζ und strömt unter Abgabe von Fiutgie von dem mittleren Raum 6 durch das Schaufclsystcm 7, den Raum 9 zwischen dem Radialschaufelsystem 7 und dem Axialschau¹ felsystem 8 bis an den Auslaß 11. Die äußerste Schaufel 10 im Radialschaiifclsystem 7 ist im Vergleich zu den übrigen Schaufeln in demselben Schaufelsystem der Einwirkung 'durch die Fliehkraft am stärksten

to ausgesetzt. Diese Kräfte werden . auf die Ringverbändc 12 und 13 übertragen und wirken auf diese formändernd ein. Um diesen Kräften ganz oder teilweise entgegenzuwirken; werden gemäß der Erfindung die Ringverbände an den von der Schaufel abgewendeten Seiten mit zusätzlichen Massen, z. B. in Gestalt von Vorsprüngen 14 und 15, versehen, von denen im vorliegenden Fall der Vorsprung 14 gleichzeitig einen Teil der bcweglichen Verbindung des Schaufclringes mit der Turbinenscheibe bilden kann.

In Abb. 2, die denselben Schau felring" im Durchschnitt, jedoch in grüßcrem Maßstab zeigt, sind sowohl die Schaufel 10 als auch die Ringverbände 12 und 13 zu sehen, mit denen die Schaufel verbunden ist. Die Vorsprünge 14 und 15 sind, wie auch aus Abb. 3 ersichtlich, als Ringe ausgebildet, in denen Ausbohrungen 16 vorhanden sind. Die Ausbohrungen der einen Seite linden für die Verbindung des Ringverbandes mit der Turbinenscheibe Verwendung. Der Ring 14 wird je-. doch in der aus Abb. 3 ersichtlichen Weise bei 17 aufgeschnitten, so daß die Vorsprünge die Fenn von an'mehreren Stellen 17 aufgeschnittenen Ringen erhalten. Die Unterbrechung des Ringes ist wichtig. Würde der seitliche Vorsprung ein geschlossener Ring sein, so würden die darin auftretenden Fliehkräfte sich als Zugspannungen im Ringvorsprung selbst auswirken. Das ist durch die Aufschneidung des Ringes verhindert, so daß die in den Ringteilen durch die Fliehkraft auftretenden Momente auf den Ringverband, und zwar entgegen den von den Schaufeln herrührenden Momenten einwirken müssen. Die Einschnitte der Vorsprüngc können, wie bei 18 gezeigt ist, auch an solchen .Stellen vorhanden sein, wo der Vorsprung nicht gleichzeitig einen Teil der Verbindung zwischen dem Ringverband und der Turbincnscheibe ausmacht. Die Einschnitte 17 oder :i 8 können in solchem Abstand voneinander angebracht werden, daß die ausgleichenden Ringteile an solchen Stellen im Ringverband liegen, die den auf der anderen SeiU: des Ringverbandes gelegenen Schaufelbefestigungen entsprechen. Hierdurch kann in jedem Schnitt des Schaufelringes ein gänzlicher oder teilweiser Ausgleich erzielt werden.

In Abb. 4 wird schematisch (und übertrieben) die Form gezeigt, die die Schaufel] ο einnimmt, wenn an den Kingverbändcn 12 und 13 keine ausgleichenden Massen 1 4 und 15 vorhanden sind. Die aus den Fliehkräften entstehenden Momente, wirken in den Schaufelbefestigungcn, wie dies die Pfeile 20 und 21 andeuten. Hierdurch werden die Ringverbände 12 und 13 und die Schaufel in die in Abb. 4 dargestellte Lage gebracht. Durch eine ,solche Verdrehung der Ringverbändc werden in ihnen nicht nur höhere Beanspruchungen hervorgerufen, sondern wird auch die Gefahr hervorgerufen, daß die Schaufelbefcstigungen zerreißen.

Abb. 5 zeigt ebenfalls in übertriebener Weise die Form, die die Schaufel 10 erhält, wenn die Ringverbände 12 und 13 mit ausgleichenden Massen in Gestalt der Vorsprüngc 14 und 15 versehen sind. In diesem Falle werden die durch die Pfeile 20 und 21 angedeuteten Kräfte durch die Kräfte 22 und 23 ausgeglichen, die durch die Vorsprünge 14 und 15 entstehen, weil diese die Ringverbände in entgegengesetzter Richtung zu drehen bestrebt sind. Die Schaufel 10 erhält dadurch eine für die Haltbarkeit aller Teile geeignetere Form, und die Beanspruchung des Ringvcrbandcs und der Schaufeln wird geringer. Die Befestigungen der Schaufeln im Ringverband werden hauptsächlich auch nur radialen Kräften ausgesetzt. Die Vorsprünge 14 und 15 werden zweckmäßig- mit den Ringverbänden in einem Stück ausgeführt und, wie oben beschrieben, mit der Befestigung des Schaufclringes an der Turbinenscheibe vereinigt, doch können diese zusätzlichen Massen auch gesondert hergestellt werden.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist nur der äußere Schaufclring mit zu- sätzlichen Massen verseilen; es können jedoch auch andere Ringe mit solchen ausgleichenden Massen versehen werden. Hauptsächlich der äußere Schaufelring wird jedoch den schräg drehenden Kräften ausgesetzt, einerseits, weil dieser Schaufelring den größten Durchmesser hat und daher hier die größten Fliehkräfte auftreten, und anderseits, weil die Schaufel breiter und daher schwerer ist und weil der Ringverband keine breite oder axiale Ausdehnung' erhalten kann, durch die den auf Verdrehung wirkenden Kräften entgegengewirkt werden könnte. Der Ringverband erhält vielmehr in radialer Richtung größere Abmessungen, um die Schaufel und sich selbst tragen zu können; dadurch wird jedoch den auf Verdrehung wirkenden Kräften nicht en tgegengewirkt.

Falls erforderlich, können auch an demselben Ringverbande mehrere Vorsprünge angebracht werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf die Ausführung der gezeigten

Schaufelringe oder Turbine beschränkt, sondern es lassen sich sowohl bei Schaufeln η gen mit mehreren Ringverbänden, und Schaufeln als auch bei Turbinen ohne Axialschaufelsystem oder bei einfach umlaufenden Turbinen Ausführungsformen der Erfindung denken.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Schaufelring für radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbinen mit Schaufeln, die zwischen zwei oder mehr an Turbinenscheiben angelenkten Ringverbänden befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Außenseiten der Ringverbände zusätzliche Massen, z. B. in Gestalt von Vorsprüngen, angeordnet sind, deren Fliehkräfte in den Ringen Momente hervorrufen, die die von den Fliehkräften der Schaufeln auf die Ringe ausgeübten, entgegengesetzt gerichteten Momente ausgleichen.
2. 2. Schaufelring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Massen die Form von an mehreren Stellen durchschnittenen Ringen (14, 15) besitzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen