DE945544C - Hohlschaufel fuer Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekuehltem Blechmantel - Google Patents

Hohlschaufel fuer Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekuehltem Blechmantel

Info

Publication number
DE945544C
DE945544C DED13815D DED0013815D DE945544C DE 945544 C DE945544 C DE 945544C DE D13815 D DED13815 D DE D13815D DE D0013815 D DED0013815 D DE D0013815D DE 945544 C DE945544 C DE 945544C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
gas turbine
blade
turbine according
stiffening core
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DED13815D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Herwig Kress
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.)
Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Original Assignee
Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
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 Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV filed Critical Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority to DED13815D priority Critical patent/DE945544C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE945544C publication Critical patent/DE945544C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

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
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187Convection cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Hohlschaufel für Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekühltem Blechmantel . Um die beim Betrieb von Gasturbinen und Abgasturbinen auftretenden hohen Temperaturen und Umfangsgeschwindigkeiten zu beherrschen, sind eine Reihe von Maßnahmen bekanntgeworden, die im wesentlichen eine Kühlung der einzelnen Schaufeln bezwecken. Besondere Bedeutung hat hierbei die sogenannte Hohlschaufel erlangt, bei der bekanntermaßen ein kaltes Kühlmittel durch die mit einem oder mehreren Kanälen versehenen Schaufeln gefördert wird.
  • So hat man z. B. vorgeschlagen, die Schaufel zur Erhöhung der Festigkeit aus einem gekühlten Kern, der mit dem Läufer starr verbunden ist, und aus einer gekühlten übergeschobenen Hülse anzufertigen. Um den vorgesehenen Zweck erfüllen zu können, sind jedoch bei den bekannten Ausführungsarten eine Reihe von zusätzlichen Teilen notwendig, wodurch die Schaufel so schwer wird; daß ihre Verwendung bei rasch laufenden Turbinen mit hoher thermischer Belastung der Schaufel und großem Gasdurchsatz nicht in Frage kommt. Darüber hinaus befinden sich bei derartigen Konstruktionen vielfach die zur Aufnahme der Zentrifugalkräfte vorgesehenen Schweißnähte im heißen Gasstrom, wodurch deren Haltbarkeit erheblich herabgesetzt wird.
  • Eine in diesem Zusammenhang bekanntgewordene Ausführungsart sieht einen zweiteiligen Läufer vor, in dessen Hälften längs der Trennfuge den Schaufeln entsprechende Einfräsungen vorgesehen sind, in die die jeweiligen aus Blech gefertigten Schaufelhälften eingeschweißt werden. Zur Verbesserung der Kühlwirkung und der mechanischen Festigkeit werden - analog den Ausführungen mit tragendem Kern - in das Schaufelinnere passende kleine U-Profile im Läufer befestigt und die beiden derart vorbereiteten Läuferrhälften darauf längs des ganzen Umfanges zusammengeschweißt. Derart ausgeführte Turbinen ergeben zwar sehr leichte und gut gekühlte Schaufeln, aber abgesehen davon, daß diese Ausführungsart bei kleinen Einheiten in der Herstellung erhebliche Schwierigkeiten 'bereitet, ergeben sich mit diesem Verfahren eine Reihe von Nachteilen, wie z. B. die umständliche und teuere Herstellungsweise der Läuferhälften sowie erhebliche Schwierigkeiten bei Ersatz von beschädigten Schaufeln. Außerdem dient in diesem Falle wie auch bei zahlreichen anderen Ausführungsarten nur ein Teil des am äußeren Läuferrand angehäuften Werkstoffes dazu, die von den Schaufeln ausgeübten Fliehkräfte aufzunehmen, so daß der Läufer verhältnismäßig schwer wird, und schließlich ist eine Prüfung der Unversehrtheit der Schweißnähte bei einer Überholung der Turbine als Folge der gegebenen Anordnung ausgeschlossen.
  • Durch die Erfindung können die den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermieden werden. Insbesondere wird durch die vorgesehene Anordnung erreicht, daß jeder nicht unmittelbar für die mechanische Fixierung der Schaufel notwendige Materialaufwand vermieden wird. Außerdem ist durch die Konstruktion die Herstellung der Turbine gegenüber den bisherigen Ausführungen wesentlich vereinfacht; und schließlich sind die einzelnen Schaufeln ohne besondere Schwierigkeit auswechselbar und werden im wesentlichen durch gekühlte Schweißnähte festgehalten, die überdies gut beobachtet werden können.
  • Die Schaufel besteht nach der Erfindung aus einem mit dem Läufer fest verbundenen Versteifungskern und aus einem aus Blech gefertigten gekühlten Schaufelmantel, der breiter als der Außenrand des Läufers und der Deckscheibe ist und der über das Beaufschlagungsgebiet nach innen im wesentlichen radial bis zum Läufer bzw. dem Deckblech verlängert und an den Berührungsstellen mit beiden vorzugsweise durch Schweißung verbunden ist.
  • Abb. r zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Axialschnitt; Abb. a ist eine Ansicht des in Abb. r vorgesehenen Läufers; Abb. 3 ist ein Schnitt durch die, in Abb. z dargestellte auf dem Laufrad befestigte Schaufel im vergrößerten Maßstab.
  • Das gesamte Laufrad setzt sich aus dem Läufer a, der Deckscheibe b und den Schaufeln c zusammen. Zwischen Läufer a und Deckscheibe b sind in an sich bekannter Weise am Läufer a bzw. am Deckblech b befestigte Rippen a3 bzw. b3 vorgesehen, so daß die axial angesaugte Kühlluft nach außen geschleudert wird, wenn das Laufrad umläuft. Die Kanäle a2 und b2 dienen der Zuleitung des Kühlmittels zu den äußeren Teilen der Hohlschaufel. Gemäß' der Erfindung besitzt der Läufer a an seinem äußeren Umfang eine der Schaufelzahl entsprechende Zahl von Verlängerungen a1, die den der Versteifung dienenden Kern der Schaufel oder einen Teil derselben bilden. In gleicher Weise kann auch die Deckscheibe b mit Verlängerungen b1 versehen sein, die in diesem Fall zusammen mit den Verlängerungen a1 den der Versteifung dienenden Kern der Schaufeln bilden. Über diesen Kern wird die entsprechend geformte Schaufel c im ganzen oder in einzelnen Teilen geschoben. Die Schaufel selbst ist erheblich breiter als die Außenwand des Läufers und die Drehscheibe zusammen und wird gemäß der Erfindung in allen Teilen bis zum Läufer a bzw. bis zur Deckscheibe b verlängert und an den Berührungsstellen mit beiden vorzugsweise durch Schweißung fest verbunden. Durch diese Maßnahme kann der Läufer a sehr leicht gehalten werden. Außerdem wird der größte Teil der zur radialen Fixierung der Schaufel dienenden Schweißnähte, die überdies wesentlich länger sind als der Schaufelumfang, in ein relativ kaltes Gebiet gerückt. Darüber hinaus besteht hierbei die Möglichkeit, auch die Außenseite des Laufrades mit Kühlluft zu kühlen, wobei die nach innen gehende radiale Verlängerung der Schaufel als Fächer eines Schleudergebläses aufgefaßt werden kann. Weiterhin erübrigt sich durch eine derartige Bauweise ein eigener Schaufelfuß, der in jedem Falle eine erhebliche Materialanhäufung am Umfang dies Läufers und damit eine wesentlich schwerere Bauweise bedingt. Andererseits ist die Herstellung von Laufrädern gemäß der Erfindung wesentlich einfacher als es die Anfertigung der Schaufeln aus einem Stück mit dem Läufer wäre.
  • Entsprechend dem in Abb. r bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes kann der Versteifungskern ohne Fräsarbeit lediglich durch Umbiegen des dem Läufer bzw. der Deckscheibe außen angearbeiteten Blechansatzes mit anschließender Verschweißung der Stoßstellen hergestellt werden. Dieses Verfahren wird, abgesehen von Sonderfällen, der an sich möglichen aber umständlicheren Herstellung des Versteifungskernes durch Fräsen aus dem Vollen oder Bohren u: dgl. vorzuziehen sein.
  • Die zu verschweißenden Stoßstellen des Versteifungskernes können auch an anderen Stellen vorgesehen werden, wie z. B. Abb. 4 zeigt. Auch kann es sich als zweckmäßig erweisen, den Versteifungskern nur im äußeren Teil durch Umbiegen herzustellen und den inneren Teil auszufräsen oder durch Ausbohren od. dgl. auf die gewünschte Form zu bringen. Der Versteifungskern wird sich in vielen Fällen nicht bis zur Schaufelspitze erstrecken. Auch kann er teilweise Aussparungen aufweisen.
  • Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist dadurch gegeben, daß der Versteifungskern teilweise durch die Schaufel c ersetzt wird, wie z. B. aus Abb. 5 ersichtlich ist. In diesem Fall muß die Schaufel c in einwandfreier Weise mit den Ansätzen a1 bzw. b1 verbunden sein, was durch Verschweißung des an den Stoßstellen ganz oder teilweise geschlitzten Schaufelbleches mit den jeweiligen Ansätzen a1 oder b1 erfolgen kann. Andererseits kann auch der Versteifungskern einen Teil des Schaufelmantels ersetzen. Die Dicke des Schaufelmantelbleches kann unveränderlich oder in radialer Richtung verjüngt ausgeführt werden. Außerdem kann das Schaufelmantelblech auf der Kühlmittelseite mit Rippen oder Rillen oder kleinen Ansätzen zur Verbesserung der Kühlwirkung versehen sein.
  • Der vorliegende Erfindungsgegenstand wird zwar in erster Linie für Gas- oder Abgasturbinen in Frage kommen, er ist jedoch ohne weiteres auch bei Dampfturbinen, unter Umständen auch ohne Schaufelkühlung anwendbar.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gas- oder Abgasturbine mit Hohlschaufelkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel aus einem mit dem Läufer (a) fest verbundenen Versteifungskern und aus einem aus Blech gefertigten gekühlten Schaufelmantel (c) besteht, der breiter als der Außenrund des Läufers (a) und der Deckscheibe (b) und über das Beaufschlagungsgebiet nach innen im wesentlichen radial bis zum Läufer (a) bzw. dem Deckblech (b) verlängert und an den Berührungsstellen mit beiden vorzugsweise durch Schweißung verbunden ist. a. Gas- oder Abgasturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen kastenförmige Versteifungskern hauptsächlich durch spanlose Verformung und Verschweißung aus dem entsprechend vorgedrehten Läufer (a) bzw. der Deckscheibe (b) hergestellt ist. 3. Gas- oder Abgasturbine nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungskern zum Teil durch das Mantelblech ersetzt ist. q.. Gas- oder Abgasturbine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelmantel aus -einem einzigen Blechkörper gebildet ist. 5. Gas- oder Abgasturbine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelprofil zum Teil durch die Außenwände des Versteifungskernes gebildet ist. 6. Gas- oder Abgasturbine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkranz im Bereich der Hohlschaufeln mit Zubringerkanälen (a2, b2) für die Kühlluft versehen ist, deren Austrittsöffnungen auf besonders wärmebelastete Stellen der Schaufeln (c) gerichtet sind. 7. Gas- oder Abgasturbine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Schäufelmantelbleches in radialer Richtung von innen nach außen gesehen abnimmt.
DED13815D 1940-06-08 1940-06-08 Hohlschaufel fuer Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekuehltem Blechmantel Expired DE945544C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DED13815D DE945544C (de) 1940-06-08 1940-06-08 Hohlschaufel fuer Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekuehltem Blechmantel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DED13815D DE945544C (de) 1940-06-08 1940-06-08 Hohlschaufel fuer Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekuehltem Blechmantel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE945544C true DE945544C (de) 1956-07-12

Family

ID=7034523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DED13815D Expired DE945544C (de) 1940-06-08 1940-06-08 Hohlschaufel fuer Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekuehltem Blechmantel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE945544C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE957002C (de) * 1944-12-16 1957-01-24 Messerschmitt Boelkow Blohm Gasturbinenlaufrad mit Luftgekuehlten Hohlschaufeln
DE1281214B (de) * 1962-11-23 1968-10-24 Licentia Gmbh Hohle Stroemungsmaschinenschaufel, insbesondere fuer Gasturbinen oder Verdichter
EP0534586A1 (de) * 1991-08-29 1993-03-31 General Electric Company Streuscheibe für Prallkühlung einer Turbinenschaufel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE957002C (de) * 1944-12-16 1957-01-24 Messerschmitt Boelkow Blohm Gasturbinenlaufrad mit Luftgekuehlten Hohlschaufeln
DE1281214B (de) * 1962-11-23 1968-10-24 Licentia Gmbh Hohle Stroemungsmaschinenschaufel, insbesondere fuer Gasturbinen oder Verdichter
EP0534586A1 (de) * 1991-08-29 1993-03-31 General Electric Company Streuscheibe für Prallkühlung einer Turbinenschaufel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2908242C2 (de) Rindförmiger Flansch für den Läufer einer axial durchströmten Strömungsmaschine zum Zusammenwirken mit einer Stirnfläche eines Radkranzes oder dergleichen
DE2947292C2 (de) Düsenleitschaufelaufbau für ein Gasturbinentriebwerk
DE2158242A1 (de) Zuführung von Kühlflüssigkeit in flüssigkeitsgekühlten Gasturbinen
EP3409897B1 (de) Dichtungsanordnung für eine strömungsmaschine, verfahren zur herstellung einer dichtungsanordnung sowie strömungsmaschine
EP1557535A1 (de) Turbinenschaufel und Gasturbine mit einer solchen Turbinenschaufel
DE967778C (de) Trommellaeufer fuer Axialverdichter
DE102008008887A1 (de) Mehrteiliger beschaufelter Rotor für eine Strömungsmaschine
DE1601635A1 (de) Beschaufelter Rotor
DE2032505A1 (de) Gekühlte Turbinenlaufschaufel
EP0745756A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln
DE1601568A1 (de) Turbomaschinenlaeufer
DE945544C (de) Hohlschaufel fuer Gas- oder Abgasturbine mit Versteifungskern und gekuehltem Blechmantel
DE2555911A1 (de) Rotor fuer stroemungsmaschinen, insbesondere gasturbinenstrahltriebwerke
DE809690C (de) Laufrad fuer Radialgeblaese und Radialturbinen in Blechkonstruktion
DE102009052314A1 (de) Dichtanordnung für eine Gasturbine und eine derartige Gasturbine
DE872416C (de) Hohlschaufelturbine mit aus Blech gefalteten Schaufeln
DE2048983A1 (de) Axia) durchflossene Stromungsmaschine
DE102006001909B4 (de) Laufrad eines Ventilators
EP3483399A1 (de) Dichtungsanordnung für eine strömungsmaschine, verfahren zur herstellung einer dichtungsanordnung sowie strömungsmaschine
AT111452B (de) Schaufelung für Laufräder von Dampf- und Gasturbinen.
DED0013815MA (de)
DE879487C (de) Aus einem feststehenden Innen- und Aussenring und an diese festgelegten Leitschaufeln bestehender Leitapparat fuer Gasturbinen
DE859171C (de) Laeufer fuer Turbomaschinen, insbesondere fuer Dampf- und Gasturbinen
DE2130127A1 (de) Verfahren zum Verschweissen des Schaufelblattes einer Stroemungs- maschinen-,insbesondere Turbomaschinenschaufel mit einem Schaufelbfussstueck
DE744859C (de) Einrichtung zur Kuehlung von Abgasturbinen und deren Wellen