DE719342C - Axial und teilweise beaufschlagtes Laufrad von Kreiselmaschinen - Google Patents

Axial und teilweise beaufschlagtes Laufrad von Kreiselmaschinen

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DE719342C
DE719342C DET54232D DET0054232D DE719342C DE 719342 C DE719342 C DE 719342C DE T54232 D DET54232 D DE T54232D DE T0054232 D DET0054232 D DE T0054232D DE 719342 C DE719342 C DE 719342C
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DE
Germany
Prior art keywords
impeller
partially loaded
axial
centrifugal machines
bell
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Expired
Application number
DET54232D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hermann Jaeckle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TURBINENFABRIK BRUECKNER KANIS
Original Assignee
TURBINENFABRIK BRUECKNER KANIS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TURBINENFABRIK BRUECKNER KANIS filed Critical TURBINENFABRIK BRUECKNER KANIS
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Application granted granted Critical
Publication of DE719342C publication Critical patent/DE719342C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/021Blade-carrying members, e.g. rotors for flow machines or engines with only one axial stage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Axial und ,teilweise beaufschlagtes Laufrad von Kreiselmaschinen Laufräder von ,axial und teilweise beaufschlagten Kreiselmaschinen, insbesondere von Dampf- und Gasturbinen, sind großen Biegebeanspruchungen äusgiesetzt, da der auf einem kleinen Umfangsteil des Schaufelringes auf. treffende Treibmittelstrahl einen großen Druck ausübt, der mit einem ungefähr dem um den Nabenhalbme,s,ser verringerten Laufradhalbmesser gleichkommenden Hebelarni wirkt. Die Folge davon ist, namentlich bei freier Lagerung, .also bei fliegenden Scheiben, ein Flattern des federnden Laufrades, das durch ein Abbiegen der b.eaufschlagten Stelle in Richtung des Triebmittelflusses gekennzeichnet ist, während der dieser Stelle im Durchmesser gegenüberliegende Teil im entgegengesetzten Sinne ausweicht. Dieses Flattern hat eine erhöhte Beanspruchung des Laufrades zur Folge, das einen dauernden Wechsel des, Ausschlages nach der einen Richtung über die Nullage hinweg nach der anderen Richtung erfährt, wobei sich die Stellen dieser Wechselbelastung stetig ändern. Zudem ergibt sich aus dem Flattern ein unruhiger Lauf der Kreiselmaschine.
  • Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, dieses Ausweichen des Laufrades an der Stelle bzw. an den Stellen der Beaufschlagung wenn nicht ganz zu vermeiden, so aber auf ein Mindestmaß herabzusetzen, indem es die Form einer biegungssteifen Schale erhält, deren Mittelfläche eine Kugelkalotte mit dem Mittelpunkt in der Wellenachse des Laufrades ist. Die öffnung der Schale liegt nach der Seite des Treibmitteleintritts zu. Dadurch erhält das Laufrad eine glockenförmige Gestalt, die an .sich bekannt ist. Aber in keinem Falle ist eine solche G1ockenforin gesetzmäßig durchgebildet, vielmehr meistens lediglich durch rein bauliche Maßnahmen bedingt, etwa dadurch, daß bei zwei gegenläufigen Rädern die Schaufelreihen möglichst nahe aneinandergelagert werden sollen. Lediglich eine bekannte glockenförmige Ausführung bezieht sich auf eine radial beaufschlagte, aus mehreren Ringen zusammengesetzte Scheibe mit einseitig angeordneten Schaufeln, bei der die Wölbung die durch die einseitige Anordnung der Schaufeln hervorgerufenen Biegungskräfte durch entgegengesetzte Biegungskräfte ausgleicht, indem sich der Krümmungsradius der Verbindungslinie der Mitten der geringsten Wandstärken an den Befestigungsstellen der Laufschaufelreihen von innen nach außen verkleinert.
  • Während also durch ein solches glockenförmiges Laufrad die durch die radiale Beschauflung bedingten Biegespannungen aufgehoben werden sollen, entwickelt die Erfindung ein axial beaufschlagtes Laufrad von großer Biegungssteifigkeit, indem sie die Formeiner Kugelschale mit einer Kugelkalotte als Mittelfläche wählt, deren Mittelpunkt in der Wellenachse liegt. Wenn für ;eine derartige nach den für die biegungssteife Schale geltenden Festigkeitsgesetzen entwickelte Laufradausführung ebenfalls die Bezeichnung Glockenform geprägt werden soll, so muß festgestellt werden, daß sich die öffnung dieser Glocke nach der Beanspruchungsseite Irin befindet. Ein solches eine Kugelschalenform zeigendes Laufrad wird zwar bei der Drehung durch die auftretenden Fliehkräfte zusätzlich auf Biegung beansprucht. Dieser Nachteil, dem durch entsprechende Quersch.nittsmaf)gebung Rechnung getragen werden kann, wird aber aufgehoben durch den Vorteil des Wegfalls der eben geschilderten Wechselbelastung, da die Kugelschalenform eine genügende Steifigkeit besitzt und höchstens Durchbiegungen als Folgen einer schiwellenden Belastung zuläßt.
  • Als Beispiel zeigt die Abbildung in wesenhafter Weise den Querschnitt eines axial und teilweise beaufs:chlagten Kreisehnaschinenlaufrade:s in Schalenform gemäß dem Erfindungsgedanken.
  • Auf der Welle i sitzt das fliegende Laufrad :2, das an seinem äußeren Umfange den Schaufelkranz 3 trägt. Aus der Düse -. strömt das Treibmittel, das den Schaufelkranz bei 5 verläßt. Die Strömungsrichtung des ist also durch eine Linie von q. nach 5 gekennzeichnet. Die Welle i ist in dem Lager 6 geführt.
  • Der Querschnitt der Laufscheibe nähert sich dem Querschnitt einer Schale, wobei selbstverständlich die Umrisse des Querschnittes nach Festigkeitsgesetzen ermittelt werden. Die Mittelfläche der Laufradschale ist eine Kugelkalotte, die sich im Querschnitt als Kreisbog:en.4 l darstellt, dessen Halbmesser l2 die Wellenmittellinie B-B in O schneidet.
  • Da das beschriebene Laufrad eine große Biegungssteifigkeit besitzt, wird die Gefahr seines Schwingens wenn nicht ganz beseitigt, so doch auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Ein weiterer Vorteil eines derartigen Laufrades ist in dem :erhöhten Widerstandsvermögen gegenüber Eigenspannungen zu finden, die durch den Hürstellungs- oder Bearbeitungsvorgang des Laufrades oder durch hohe Betriebstemperaturen bedingt sind. Schließlich sei noch auf die günstige Schwerpunkts-Jage bei fliegender Anordnung eines solchen Laufrades hingewiesen. Bei der üblichen Scheibenform liegt der Schwerpunkt S, des Laufrades unter der Schaufel 3 in der Wellenmitte, während er bei dem schalenförmig aus-;ebildeten Laufrad mehr nach dem Lager hin wandert (vgl. S.).

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Axial und teilweise beaufschlagtes Laufrad für Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf- oder Gasturbinen, mit glockenförmiger Gestalt, gekennzeichnet durch die Ausbildung als biegungssteife Schale mit einer Kugelkalotte als Mittelfläche, deren nach der Seite des Treibmitteleintritts zu liegender Mittelpunkt in die Achse des Laufrades fällt. Hierzu i Blatt Zeichnungen
DET54232D 1940-09-10 1940-09-10 Axial und teilweise beaufschlagtes Laufrad von Kreiselmaschinen Expired DE719342C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0669450A1 (de) * 1994-01-29 1995-08-30 ROLLS-ROYCE plc Tragvorrichtung für ein Bauteil

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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