DE580649C - Mehrteilige Schaufel fuer Dampf- und Gasturbinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. JULI 1933

- ,.-.. REICHSPATENTAMT

- PATENTSCHRIFT

M 580649 KLASSE 14 c GRUPPE 11 oi

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Januar 1931 ab

Die bisher bekannten Schaufeln für Dampfund Gasturbinen haben trotz ihrer großen Mannigfaltigkeit das gemeinsam, daß der Schaufelfuß. oder das die Schaufel tragende Zwischenstück die auf die Schaufel wirkenden Kräfte nur über einen verhältnismäßig kleinen Teil des Umfanges auf das Rad überträgt. Meist erfordern diese Schaufelbefestigungen eine große Verbreiterung des

ίο Radkranzes, oder behält der Radkranz die Breite der Schaufel, so sind, wie im Falle der Reiterschaufehl oder der Lavaischauf ein, die Schaufelfüße zu schwächen. Ein weiterer Nachteil besteht bei diesen sämtlichen

ig Schaufelarten darin, daß die Verbindung der Schaufel mit dem Rade keine starre ist, so daß die Schaufeln durch Fliehkräfte oder Erwärmung des Radkranzes locker werden können. Soll ferner, wie z. B. bei Gasturbinen, die Schaufel gekühlt werden, so bietet die Zuleitung des Kühlwassers aus dem Radinnern zur Schaufel nahezu unüberwindbare Schwierigkeiten. Um alle diese Nachteile zu vermeiden, hat man bereits versucht, die Schaufein mehrteilig zu machen und den die Leistung übertragenden Körper, der aber selbst nicht zur Treibmittelführung dient, aus dem Baustoff des Radkranzes herauszuarbeiten, so daß dieser Schaufelteil ein Stück mit dem Rade bildet. Diese Schaufelbauweise hat aber wieder den Nachteil, daß die Herstellung einer Schaufelform guten Wirkungsgrades infolge der verwickelten Fräsarbeit schwierig und teuer wird und die Beschädigung einer Schaufel in den meisten Fällen das ganze Rad unbrauchbar macht. Eine die geschilderten Nachteile vermeidende Schaufelbefestigung würde erreicht, wenn sich die Schaufel ähnlich wie eine Schraube behandeln und durch Gewindegänge im Rade befestigen oder auch durch weniger Fräs- und Hobelarbeit aus dem Radkranz herausarbeiten ließe. Der Grund, warum beides nicht ohne weiteres möglich ist, liegt darin, daß bei einer Schaufelform guten Wirkungsgrades die Schaufeleintritts- und raustrittskanten und der für eine richtige Kanalform erforderliche Schaufelabstand das Einschrauben der fertigen oder das Herausarbeiten der aus dem Radkranzbaustoff herzustellenden Schaufel verbieten.

Diese Schwierigkeit wird dagegen bei mehrteiligen Schaufeln, die für besonders guten Wirkungsgrad geformt sind, überwunden, wenn man gemäß der Erfindung die Schaufel derart herstellt, daß der die Leistung übertragende Körper teilweise zur Treibmittelführung dient und durch nachträgliche Schweiß- und Lötverbindung mit dem Teil oder den Teilen für die übrige Treibmittelführung zu einer üblichen Schaufelform guten Wirkungsgrades ergänzt ist.

Der die Leistung übertragende Teil der Schaufel, der verhältnismäßig einfache Form besitzt, kann leicht aus dem Baustoff des Radkranzes herausgearbeitet werden, er kann aber auch besonders hergestellt und durch einfache Verschraubung in den Radkranz be-

festigt werden. Die Verschraubung kann noch durch Verschweißen unterstützt werden Die Übertragung der Schaufelkräfte auf das Rad erfolgt nun unmittelbar. Der Schaufelfuß kann so kräftig oder sogar kräftiger wie die Schaufel an ihrem unteren Ende gemacht werden, und er überträgt diese Kräfte über seinen ganzen Umfang. Der Radkranz braucht wegen der Schaufelbefestigung" nicht ίο verbreitert zu werden. Er ist frei von Biegungsspannungen. Ist die· Schaufel wie im Falle von Gasturbinen zu kühlen, so können die Kühlkanäle leicht und ohne schwierige Dichtungsstellen in dem die Leistung übertragenden Körper angebracht werden. Die Schaufeleintritts- und -austrittskanten werden nach der Befestigung oder Fertigstellung dieses Körpers durch Schweißung oder Lötung angebracht.

Es ist allerdings schön vorgeschlagen worden, die Schaufelkanten, z. B. aus besonderem Baustoff, an die Schaufeln anzuschweißen. Hier handelte es sich aber stets um die besondere Herstellungsweise der einzelnen as Schaufel, die dann auf übliche Weise im Rade "befestigt wurde. Bei vorliegender Erfindung geschieht das Einschweißen nachträglich, um das Einschrauben, die Befestigung am ganzen Umfang oder das Herausarbeiten aus dem Kranzbaustoff des einfachen, die Leistung übertragenden Körpers zu ermöglichen. Bei Gasturbinen oder besonderen Betriebsbedingungen wird man für die Schaufelkanten besonderen, z. B. hoch-■35 hitzebeständigen oder harten Baustoff verwenden.

Auf den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Abb. 1 und 2 betreffen eine Schaufelung, deren die Leistung übertragende Körper aus dem Baustoff des Radkranzes herausgearbeitet sind, während diese Körper nach Abb. 3, 4 und 5 eingeschraubt sind.

In Abb. ι und 2 ist 1 der Radkranz, 2 sind die die Leistung übertragenden Körper. Mit den strichpunktierten Linien 3 ist angedeutet, welcher Baustoff durch Hobeln oder Fräsen, mit Linien 4, welcher Baustoff durch Drehen entfernt werden kann, so daß rechteckige Klötze stehenbleiben, die nun leicht durch Fräsen auf die Form des die Leistung übertragenden Körpers zu bringen sind. 5 sind die angeschweißten Schaufelkanten, 6 das Schweißgut. Um die anzuschweißenden Streifen leichter in Stellung zu bringen, können mehrere Streifen (Kanten) z. B. durch einen Ring.7 vereinigt sein, der an das Rad angeheftet wird, worauf die Verschweißung erfolgt. 8· sind Kühlkanäle, die mit dem Verschlußzapfen 9 verschlossen werden.

In Abb. 3, 4 und 5 ist 10 der die Leistung übertragende Körper. Er ist in den Radkranz eingeschraubt. An Stelle ti ist er noch verschweißt. 12 sind die Kanten, die mit Schweißgut 13 am Körper. 10 befestigt sind. Für die Abmessungen des Körpers 10 ist maßgebend, daß kein Punkt beispielsweise über den strichpunktierten Kreis 14 hinausragt, so daß das Einschrauben jeder Schaufel einzeln möglich ist. 15 sind Kühlkäriäle, falls die Schaufel gekühlt werden soll. Durch Einsatz 16 erfolgt die Trennung, durch den Schlitz im Verschluß zapfen 17 die Vereinigung beider Kanäle. Die Schaufeln sind mit einer Abschärfung bei 18 gezeigt, sie können natürlich auch mit Kopfring ausgeführt werden. Statt am Bund kann die Schraube auch am unteren Ende zum Aufliegen kommen (Abb. 5a). Dies hat den Vorteil, daß die Gänge der Schraube beim Anziehen bereits auf der gleichen Seite zum Anliegen kommen wie unter dem Einfluß der Fliehkräfte. Es wird dadurch auch die Schweißung bei 19 entlastet. Es kann ferner der Grund der Schraube bei 20 scharfkantig gemacht werden, so daß die Schraube leicht in richtige Stellung gebracht wird, indem sich die Kante 20 mehr oder weniger abplattet oder in den Baustoff des Radkranzes eindrückt.

Ein besonderer Vorteil der eingeschraubten Schaufeln besteht darin, daß sie nach Entfernung der Kanten einzeln ausgetauscht werden können, der Ersatz der Schaufel also rasch und billig zu bewerkstelligen ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mehrteilige Schaufel für Dampfund Gasturbinen, deren Leistung übertragender Körper mit dem Schaufelträger starr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Leistung übertragende Körper teilweise zur Treibmittelführung dient und durch nachträgliche Schweißoder Lötverbindung mit dem Teil oder den Teilen für die übrige Treibmittelführung zu einer Schaufelform guten Wirkungsgrades ergänzt ist.

2. Mehrteilige Schaufel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Leistung übertragende Körper mit der teilweise zur Treibmittelführung dienenden Fläche oder deren mehreren aus dem Radkranz herausgearbeitet ist.

3. Mehrteilige ■ Schaufel nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel mit dem Radkranz verschraubt oder verschweißt oder vefschraubt und verschweißt ist.

4. Mehrteilige Schaufel nach An- iao spruch ι bis 3, insbesondere für Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß der

die Leistung übertragende Körper. mit Bohrungen, die mit dem Rade in Verbindung stehen, "versehen ist, durch welche Kühlwasser geleitet werden kann.

5. Mehrteilige Schaufel nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der angeschweißte Teil für die übrige Treibmittelführung aus besonderem, z. B. hartem oder hochhitzebeständigem Baustoff besteht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen