DE807299C - Trommellaeufer mit Schaufelkraenzen, die an Stahlscheiben befestigt sind - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Läufer mit einer Anzahl von Schaufelkränzen an seinem Umfang für verhältnismäßig sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten, wie sie für Axialverdichter für Brennkraftturbinen von verhältnismäßig großem Durchmesser erforderlich sind.

Sind solche Verdichter für Brennkraftturbinen verhältnismäßig klein, so ist die Umfangsgeschwindigkeit der Schaufeln, auch wenn die Winkelgeschwindigkeit sehr hoch ist, nicht so groß, daß sie ausschließen würde, die Füße der Schaufeln unmittelbar in der hohlen Trommel zu lagern. Dies stellt aber keine befriedigende Lösung mehr dar, sobald die Umfangsgeschwindigkeiten größer werden.

Es mag an dieser Stelle erwähnt werden, daß es aus der britischen Patentschrift 27 008/03 bekannt ist, einen einzelnen Kranz von Läuferschaufeln durch ein Paar konisch oder ähnlich geformter Scheiben tragen zu lassen, deren konkave Seiten einander zugewandt sind und die zwischen sich die Schaufelfüße aufnehmen, die mit den Außenkanten der Scheiben durch Schraubenbolzen oder Niete verbunden sind; die Innenkanten der Scheiben umfassen die Seiten eines Ringes, der aus einem Stück mit einer umlaufenden Hülse besteht.

Erfindungsgemäß besteht der Läufer aus einer Trommel, auf welche Paare von stumpfkegeligen oder ähnlich geformten Stahlscheiben mit Festsitz aufgebracht, z. B. aufgepreßt oder aufgeschrumpft sind (wobei jedes Scheibenpaar an seinem äußeren Umfang einen Schaufelkranz trägt); die Stahlscheiben sind mit ihren konkaven Seiten einander

zugekehrt und sind auf der Trommel in axialer Richtung fixiert; sie haben miteinander in Antriebsverbindung stehende Klauen, wobei die Mituehmerklauen wenigstens einer Scheibe mit an der Trommel befestigten Klauen im Eingriff stehen.

Für den Läufer eines Verdichters einer Brennkräftturbinenanlage bestehen die Scheiben aus hochzugfestem Stahl; die Trommel besteht aus einem Werkstoff von größerem Wärmedehnungskoeffizienten als die Scheiben, so daß der radiale Festsitz der Scheiben auf der Trommel auch nach Erreichung der Betriebsbedingungen aufrechterhalten bleibt, d. h. dafi die radiale Ausdehnung der Scheiben unter der Zentrifugalwirkung bei hohen Geschwindigkeiten im wesentlichen etwa gleich der radialen Ausdehnung der Trommel bei Arbeitstemperaturen ist. Die axiale Lagerungsfixierung kann mit Hilfe von Nabenteilen erfolgen, die mit den Scheiben aus einem Stück bestehen und gleichzeitig auch die miteinander im Eingriff stehenden Mitnehmerklauen aufweisen können.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι ist ein abgebrochener Längsschnitt durch den Läufer eines Axialverdichters nach der Erfindung,

Fig. 2 ist eine Teilansicht der Schaufeln des Ilöchstdruckkranzes, wobei die angrenzende Scheibe fortgelassen ist und die Niete im Schnitt gezeigt sind.

Die Zeichnungen zeigen einen Teil einer hohlen, zylindrischen Trommel 11, die einen verhältnismäßig großen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt. Die Trommel ist in geeigneter Weise drehbar gelagert. Auf ihrem L^Tmfang ist eine gewisse Anzahl von Scheibenpaaren 12", I2^ft gelagert. Jedes Scheibenpaar trägt gemeinsam einen Schaufelkranz 13. Der Höchstdruckschaufelkranz ist mit i3^c bezeichnet. Jede Schaufel besitzt einen Fuß 14, der durch Xiete 15 zwischen den Außenrändern jedes Scheibenpaares 12", I2^ft befestigt ist. Die Scheiben sind von hochzugfestem Stahl, der einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt als die Trommel.

Wie man sieht, besitzt jede Scheibe die Form eines stumpfen Kegels, wobei die Scheiben paarweise mit ihren konkaven Seiten einander zugewendet sind. Jede Scheibe besitzt einen Nabenteil 16, der auf dem Außenumfang, der Trommel 11 mit Festsitz aufgebracht ist. Wie gesagt, soll der Sitz der Scheiben auf der Trommel so sein, daß er in radialer Richtung unveränderlich fest bleibt, wenn der Betriebszustand erreicht ist.

In dem gezeichneten Ausfülirungsbeispiel besitzt die Scheibe 12° an der Niederdruckseite, d.h. auf der rechten Seite der Fig. 1, eine Nabe 16, deren Lage in axialer Richtung durch eine Platte 17 gesichert ist, die durch eine Schraube 18 auf diesem Ende der Trommel befestigt ist. Jede der Naben 16 besitzt Klauenkränze 19, die mit Klauen 20 der benachbarten Scheibennabe im Eingriff stehen. Die Scheibe 12* des Höchstdruckschaufelkranzes besitzt an ihrer Nabe 16 Klauen 19, die mit Klauen 21 an einer Scheibe 22 im Eingriff stehen, die beispielsweise mittels Schrauben 23 an diesem Ende des Trommelläufers befestigt ist. Die Scheibe 22 vervollständigt die Axialfixierung der Scheiben. Erforderlichenfalls können die Zwischenräume zwischen den Schaufelkränzen durch angeflanschte Ringe 25 abgedeckt werden.

Ein weiteres Merkmal der beschriebenen konischen Formgebung ist ihre Starrheit in Axialrichtung. Würden nur einzelne Scheiben benutzt werden, deren Dicke die Zentrifugalbeanspruchungen aufhalten könnte, so wären diese in axialer Richtung unstarr und könnten zu Vibrationen neigen. Sie würden auch nicht den unausgeglichenen Gas- oder Luftdrücken gewachsen sein, die sie in axialer Richtung beanspruchen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Läufer mit einer Anzahl von Schaufelkränzen an seinem LTmfang für verhältnismäßig sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Trommel Paare von stumpfkegeligen oder ähnlich geformten Stahlscheiben mit Festsitz aufgebracht sind, wobei jedes Paar an seinem Umfang die Schaufeln eines Kranzes trägt, deren konkave Seiten einander zugewandt sind, die auf der Trommel axial fixiert sind und ineinandergreifende Mitnehmerklauen besitzen, wobei die Klauen wenigstens einer Scheibe mit Klauen im Eingriff stehen, die mit der Trommel fest verbunden sind. "

2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus hochzugfestem Stahl bestehen und die Trommel aus einem Werkstoff von höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten als die Scheiben, so daß der radiale Festsitz zwischen Scheiben und Trommel auch unter Betriebsbedingungen bestehen bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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