DE7009473U - Elektronenstrahl-geschweisste schaufel-radscheiben-verbindung fuer gasturbinen. - Google Patents

Elektronenstrahl-geschweisste schaufel-radscheiben-verbindung fuer gasturbinen.

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DE7009473U
DE7009473U DE19707009473 DE7009473U DE7009473U DE 7009473 U DE7009473 U DE 7009473U DE 19707009473 DE19707009473 DE 19707009473 DE 7009473 U DE7009473 U DE 7009473U DE 7009473 U DE7009473 U DE 7009473U
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0006—Electron-beam welding or cutting specially adapted for particular articles
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description

MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
MÜNCHEN GMBH.
München, den 6. März 1970
Elektronenstrahl- geschweißte Schaufel- Radscheiben-Verbindung für Gasturbinen
Die Neuerung betrifft eine elektronenstrahl- geschweißte Schaufel-Radscheiben- Verbindung für Gasturbinen, wobei die Turbinenschaufeln mit der Radscheibe einzeln oder als Kranz verschweißt werden und im Bereich der Schweißwurzel ein Freistich vorgesehen ist.
Die Forderung, moderne Gasturbinentriebwerke mit einer möglichst hohen Turbineneintrittstemperatur, welcher die besten zur Verfügung stehenden Materialien nicht Stand zu halten vermögen, zu betreiben, um insbesondere einen hohen termischen Wirkungsgrad und hohen spezifischen Schub zu erreichen, führt zu der Notwendigkeit, die Turbinenkomponenten, insbesondere die Laufschaufeln der Turbine zu kühl en. Als die Faktoren für die Lebensdauer einer Turbinenlaufschaufel seien die termische Ermüdung, Oxidation, Korrosion und Kriechen des Schaufelwerkstoffes genannt.
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Bekannt sind Schweißkonstruktionen von Turbinenrädern aus an den Turbinen befestigten Einzelschaufeln oder'Schaufelkränzen aus gleichem oder anderem Material. Da hierbei in den Schweißvrurzeln, insbesondere von Elektronenstrahl-Schweißungen Fehler auftreten (Pinholes), wird im allgemeinen ein Preistich vorsehen. Bisher war es nicht möglich, derartige Schaufeln ausreichend zu kühlen.
Bekannt ist vielmehr die sogenannte "innere Kühlung" der Turbinenlaufschaufeln, die in den Turbinenscheiben mit Hilfe von Tannenbaumfüßen lösbar befestigt sind. Hierbei tritt die Kühlluft durch eine oder mehrere Bohrungen am Schaufelfuß in die Hohlschaufel ein, won wo sie je nach Anordnung der Kühlkanäle an der Schaufelspitze oder nach einer Umlenkung am Schaufelfuß wieder austritt. Mit diesem Kühlsystem konnte nach den bisherigen Erfahrungen die Lebensdauer der Schaufel erheblich erhöht werden.
Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine ausreichende Kühlung für eine elektronenstrahl - geschweißte Schaufel-Scheiben-Verbindung für Gasturbinen zu schaffen, bei der ein gleich hohes Maß an Kühlwiikung wie für eine lösbare Verbindung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der in Umfangsrichtung in der Ebene der Schweißung gelegene Freistich einen Eingkanal bildet, welcher sowohl über Schrägbohrungen für
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den Kühllufteintritt mit der Scheibenoberfläche als auch, über weitere Verbindungskanäle mit den in der Schaufel angeordneten Kühlkanälen für deren Kühlung in Verbindung steht.
In weiterer Ausgestaltung besteht die Neuerung darin, daß die Schrägbonrungen am Umfang eines Teilkreises der Radscheibe gleichmäßig verteilt angebracht sind, wobei zusätzlich vorgeschlagen wird, jeder !Turbinenschaufel eine Schrägbohrung zuzuordnen. Für die innere Kühlung der Schaufel sind an sich bekannte Systeme von Kühlkanälen angeordnet.
Damit kann von der Turbineascheibenseite her durch die Schrägbohrungen eintretende Kühlluft durch den Ringkanal in die Schaufeln geleitet werden. Dies führt neben der eigentlichen Schaufelkühlung (innere Kühlung) auch wa einer Kühlung des Scheibenkranzes, dessen hohe Wärmespannungen im Betrieb ebenfalls abgebaut werden können. Als Folge der relativ niedrigen Temperatur an der Schweißwurzel ist in diesem kritischen Bereich die Zeitstandfestigkeit, folglich , die Lebensdauer der Schaufel auf optimale Werte angehoben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wiedergegeben. Es zeigen:
Fig. 1: eine Teilansicht der Neuerung
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Fig. 2 eine Schnittansieht nach der Linie II/II
- Fig. 1, wobei die Elektronenstrahl- geschweißte Schaufel-Scheiben-Verbindung gemäß der Neuerung aufgebaut ist.
Die Elektronenstrahl-Schweißverbindung 3 verbindet den Schaufelkranz 1 mit der Radscheibe 5· Jeder Schaufel ist eine Schrägbohrung 4 auf einem Teilkreir der Scheibe zugeordnet.(Jig. 1). Die Schrägbohrung führt zu dem durch den in der Schweißwurzel angebrachten Freistieh entstandenen, in Umfangsrichtung verlaufenden Ringkanai, der seinerseits über die im Schaufelfuß verbindenden Ringkanäle 6 mit den Kühlkanälen 7 im Schaufelrumpf in Verbindung steht, welche beispielsweise parallel zu den Schaufelkanten verlaufen und in dem Schaufelkopf münden. Die Pfeile geben den Kühlluftein- sowie den Kühlluftaustritt wieder. (Fig. 2)
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Claims (4)

1. Elektronenstrahl - geschweißte Schaufel-Radscheiben-Verbindung für Gasturbinen, wobei die Turbinenschaufeln mit der Radscheibe einzeln oder als Kranz verschweißt werden und im Bereich der Schweißwurzel ein ireistich vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ia Umfangsrichtung in der Ebene der Schweißung gelegte ireistich einen Ringkanal (2) bildet, welcher sowohl über Schrägbohrungen (4-) für den Kühllufteintritt und der Scheibenoberfläche als auch über weitere Verbindungskanäle (6) mit den in der Schaufel (1) angeordneten Kühlkanälen (7) für deren innere Kühlung in Verbindung steht.
2. Elektronenstrahl- geschweißte Schaufel-Eadscheiben-Verbindung für Gasturbinen nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägbohrungen (4) am Umfang eines Teilkreises der Radscheibe gleichmäßig verteilt angebracht sind.
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3. Elektronenstrahl- geschweißte Scliaufel-Badscneiben-Verbinduag für Gasturbinen nach den. Ansprüchen 1 tod 2, dadurch gekennzeichnet, «laß o@cLer aharbinenschaufel eine ßclirägbohrung ztogp— ordnet ist.
4. Elektronenstrahl- geschweißte Schaufel-Radscheiben-VerTa für Gasttirbinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß £ür die Kühlung der Schaufel an sich bekannte Systeme von Kühlkanal en angeordnet sind.
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DE19707009473 1970-03-14 1970-03-14 Elektronenstrahl-geschweisste schaufel-radscheiben-verbindung fuer gasturbinen. Expired DE7009473U (de)

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