DE818806C

DE818806C - Beschaufelung an Rotoren von axial durchstroemten, stark verwundene Schaufeln aufweisenden Kreiselmaschinen, insbesondere von Dampf-, Gasturbinen und Verdichtern

Info

Publication number: DE818806C
Application number: DEE484A
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss AG
Current assignee: Sulzer Escher Wyss AG
Priority date: 1949-02-17
Filing date: 1950-01-06
Publication date: 1951-10-29

Description

Beschaufelung an Rotoren von axial durchströmten, stark verwundene Schaufeln aufweisenden Kreiselmaschinen, insbesondere von Dampf-, Gasturbinen und Verdichtern Die Erfindung betrifft eine Beschaufelung an Rotoren von axial durchströmten, stark verwundene Schaufeln aufweisenden Kreiselmaschinen, insbesondere von Dampf-, Gasturbinen und Verdichtern, bei denen mindestens zwei benachbarte Schaufeln durch Versteifungsglieder verbunden sind.
Zweck der Erfindung ist, eine Beschaufelung dieser Art zu schaffen, bei der die Versteifungsglieder die kleinstmögliche Schwächung der Schaufeln verursachen, indem sie sich so kurz als nur möglich bemessen lassen. Infolgedessen lassen sie sich verhältnismäßig leicht bauen, was zur Folge hat, daß die von ihnen herrührenden und die Schaufeln beanspruchten Fliehkräfte klein ausfallen. Diese Vorteile lassen sich gemäß der Erfindung dadurch erreichen, daß jede Schaufel der Schaufelreihe an mindestens zwei Stellen durch Versteifungsglieder gehalten ist, welche, in der Strömungsrichtung durch die Schaufelkanäle gesehen, in bezug aufeinander versetzt angeordnet und schräg zur Drehachse der Kreiselmaschine gerichtet sind. Die Versteifungsglieder können z. B. als mit den Schaufeln vernietete Bolzen ausgebildet sein, wobei jeder Bolzen von einer Hülse umgeben sein kann. Bolzen und Hülse können dabei aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt sein. Die Versteifungsglieder können aber auch als Schraubenschäfte, Schraubenverbindungen u. dgl. ausgebildet sein. In den Zeichnungen sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Dabei zeigt jede Figur, mit Ausnahme der Fig.8, die Abwicklung eines Schnittes in der Umfangsrichtung durch Schaufeln einer im übrigen nicht weiter gezeigten Laufschaufelreihe. Im besonderen zeigt Fig. i vier Schaufeln einer Laufschaufelreihe, die durch Versteifungsglieder verbunden werden, von denen jedes aus einem mit zwei benachbarten Schaufeln vernieteten Bolzen und einer den im. Strömungskanal gelegenen Teil des Bolzens umgebenden Hülse besteht, Fig.2 eine Laufschaufelung, bei der die Versteifungsglieder als Schraubenschäfte mit geschlitztem Kopf ausgebildet sind, Fig. 3 eine Beschaufelung, bei der die Versteifungsglieder als Schraubenverbindungen mit kegelförmigem Ende ausgebildet sind, Fig.4 eine Beschaufelung mit Versteifungsgliedern, die als Schraubenschäfte mit Senkkopf ausgebildet sind, Fig. 5 eine Beschaufelung mit Versteifungsgliedern, die je aus einer Hülse und zwei in diese eingeschraubten Schrauben mit Linsenkopf bestehen, Fig.6 eine Beschaufelung mit Versteifungsgliedern, die je aus zwei Teilen bestehen und auf drei benachbarte Schaufeln der Schaufelreihe versteifend wirken, Fig. 7 eine Beschaufelung, bei der jedes Versteifungsglied als Steg von stromlinienförmigem Profil mit zum Einführen in die Schaufeln bestimmten Nietschäften ausgebildet ist, Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig.7, und Fig. 9 zeigt eine Beschaufelung mit Versteifungsgliedern, die je als Steg von stromlinienförmigem Profil ausgebildet sind, wobei diese Stege Bohrungen zum Einführen von Befestigungsniete aufweisen.
In den verschiedenen Figuren sind die stark verwundenen Schaufeln der gezeigten Laufschaufelreihe jeweils mit dem Bezugzeichen i belegt.
Bei der in Fig. i gezeigten Laufschaufelreihe werden die Schaufeln i durch Bolzen 2, die je mit zwei benachbarten Schaufeln vernietet sind, versteift. Der im Strömungskanal gelegene Teil der Niete :2 ist von einer als Abstützglied dienenden Hülse 3 umgeben. Jede Schaufel i wird von zwei Versteifungsgliedern 2, 3 versteift, und zwar einmal dort, wo sie einen verhältnismäßig starken Querschnitt aufweist, und sodann gegen das dünner auslaufende Ende @ hin. In der Richtung A betrachtet, d. h. in der Richtung, in welcher die von den Schaufeln i begrenzten Kanäle von einem Medium durchströmt werden, sind somit die zwei Versteifungsglieder jeder Schaufel hintereinander versetzt angeordnet.
Zweckmäßig werden die Hülsen 3 aus einem gegen Erosionen hochwertigen Material und die Befestigungsbolzen 2 aus gut nietbarem Material hergestellt. Somit können die Teile 2 und 3 aus zwei verschiedenen Werkstoffen bestehen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Versteifungsglieder als Schraubenschäfte 4 ausgebildet, die mit ihrem mit Gewinde versehenen Fuß 5 in eine Schaufel i der Schaufelreihe eingeschraubt ist. Deren geschlitzter Kopf 6 wird dagegen mit Spiel von einer Ausnehmung ; einer benachbarten Schaufel i der Reihe- aufgenommen.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der zuletzt beschriebenen lediglich dadurch, daß das eine Ende 9 des als Schraubenverbindung 8 ausgebildeten Versteifungsgliedes kegelförmig ausgebildet ist. Das Ende 9 kommt statt in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung einer zweiten Schaufel i der Reihe zu liegen, so daß es einen Mindestabstand zwischen den Schaufeln i, welche durch die betreffende Schraubenverbindung versteift werden, gewährleistet.
In Fig. 4 ist ein Versteifungsglied gezeigt, das als Schraubenschaft i i mit Senkkopf 12 ausgebildet ist.
In Fig. 5 ist ferner eine Beschaufelung gezeigt, deren Versteifungsglieder je aus einer Hülse 13 und zwei in diese eingeschraubten Schrauben 14, 15 mit Linsenkopf 141 bzw. 151 bestehen.
Im weiteren ist in Fig.6 eine Beschaufelung gezeigt, bei der jedes Versteifungsglied aus zwei Teilen 16 und 17 besteht. Der Teil 16 weist ein konisches Ende 18, das in eine entsprechend geformte Bohrung einer der Schaufeln i der Schaufelreihe eingesetzt ist, und ferner einen Hohlraum i9 auf. Mit dem anderen hohlen Ende, das innen mit einem Gewinde versehen ist, liegt dieser Teil 16 gegen eine zweite Schaufel i der Schaufelreihe an. Der andere Teil 17 des Versteifungsgliedes, welcher Teil schwerer als der Teil 16 ist, ist ebenfalls am einen Ende 2o kegelförmig ausgebildet; mit diesem Ende ist er in eine dritte Schaufel i der Schaufelreihe eingesetzt. Am anderen Ende weist der Teil 17 ein als Schraubenmutter 21 geformtes Stück und ferner einen mit Gewinde versehenen Ansatz 22 auf. Letzterer ragt in die erwähnte Ausnehmung i9 des Teiles 16.
Die in Fig.6 gezeigte Ausführungsform ist insofern zweckmäßig, als das kegelförmig ausgebildete Ende 2o des Teiles 17 in das dickere Ende der zugeordneten Schaufel i, und das kegelförmig ausgebildete Ende 18 des zweiten Teiles 16 jedes Versteifungsgliedes in das dünnere Ende der diesem Ende 18 zugeordneten Schaufel i eingesetzt ist. Vom Standpunkt der Festigkeit aus betrachtet ist dies eine äußerst zweckmäßige Lösung, weil sich der schwerere Teil 17 im stärkeren Schaufelende, und der leichtere Teil 16 sich im dünneren Schaufelteil abstützt.
Fig. 7 und 8 zeigen eine Lösung, bei der jedes Versteifungsglied einen Steg 23 von stromlinienförmigem Profil aufweist. Jeder Steg 23 weist an beiden Enden je zwei Nietschäfte 24 auf, die zum Einführen in die Schaufeln i bestimmt sind und zum Vernieten der Stege 23 mit diesen Schaufeln dienen, so daß jede Schaufel i durch zwei Nietschäfte 24 versteift wird. Bei der in Fig.9 gezeigten Bauart weist das Versteifungsglied ebenfalls einen als Steg 25 von stromlinienförmigem Profil ausgebildeten Teil auf. In diesen sind noch Bohrungen zum Einführen von Befestigungsniete 26 vorgesehen. Mit Hilfe der Befestigungsniete 26 lassen sich je zwei benachharte Schaufeln i der Reihe je an zwei Stellen fest und versteifend verbinden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Beschaufelung an Rotoren von axial durchströmten, stark verwundene Schaufeln aufweisenden Kreiselmaschinen, insbesondere von Dampf-, Gasturbinen und Verdichtern, bei denen mindestens zwei benachbarte Schaufeln durch Versteifungsglieder verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel der Schaufelreihe an mindestens zwei Stellen durch Versteifungsglieder gehalten ist, die, in der Strömungsrichtung durch die Schaufelkanäle gesehen, in bezug aufeinander versetzt angeordnet und schräg zur Drehachse der Kreiseltnaschinen gerichtet sind. a. Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder als mit den Schaufeln vernietete Bolzen ausgebildet sind. 3. Beschaufelung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Schaufelkanal gelegene Teil der Bolzen von einer Hülse umgeben ist (Fig. i). 4. Beschaufelung nach den Ansprüchen i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bolzen und Hülse aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt sind. 5. Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder als Schraubenschäfte mit geschlitztem Kopf ausgebildet sind, die mit ihrem Fuß in eine Schaufel der Schaufelreihe eingeschraubt sind und deren Kopf mit Spiel von einer Ausnehmung einer benachbarten Schaufel der Reihe aufgenommen wird (Fig. 2). 6. Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder als Schraubenverbindungen mit kegelförmigem Ende ausgebildet sind (Fig. 3). . Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder als Schraubenschäfte mit Senkkopf ausgebildet sind (Fig. 4). B. Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder je aus einer Hülse und zwei in diese eingeschraubten Schrauben mit Linsenkopf bestehen (Fig. 5). 9. Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder je aus zwei Teilen bestehen, von denen der eine Teil ein konisches Ende, das in eine Bohrung einer Schaufel der Reihe eingesetzt ist und einen Hohlraum aufweist sowie mit dem anderen Ende gegen eine zweite Schaufel der Schaufelreihe anliegt und von denen der andere Teil, der ebenfalls ein konisches Ende aufweist, mit diesem Ende in eine dritte Schaufel eingesetzt ist und mit dem andern, mit Gewinde versehenen Teil, der sich durch eine Bohrung der zweitgenannten Schaufeln erstreckt, in die erwähnte Bohrung des erstgenannten Teiles ragt (Fig. 6). io. Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Versteifungsglied als Steg von stromlinienförmigem Profil mit zum Einführen in die Schaufeln bestimmten Nietschäften ausgebildet ist (Fig. 7 und 8). i i. Beschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Versteifungsglied als Steg von stromlinienförmigem Profil ausgebildet ist und Bohrungen zum Einführen von Befestigungsniete aufweist (Fig. 9).