DE953205C - Radscheibe fuer Gasturbinen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 29. NOVEMBER 1956

A 20665 Ia/46f

(Großbritannien)

Die Erfindung bezieht sich auf Radscheiben für Gasturbinen, die mit Schaufeln mit Tannenbaumfüßen bestückt sind, welche in sich im wesentlichen axialer Richtung erstreckenden Nuten im Rand der Radscheibe befestigt sind, und Seitenwangen aufweisen, welche Luftkammern zum Kühlen der radial innenliegenden Enden der Schaufelfüße und des Scheibenrandes bilden, wobei die Kühlluft durch' einen Kanal zugeführt wird, der von der Scheibe und einem einzigen membranähnlichen Glied gebildet wird, welches fest mit dem radial inneren Ende einer Wange verbunden ist.

Bei einer bekannten Radscheibe der genannten Art endet das membranähnliche Glied bereits an der Unterkante des Radscheibenrandes, und es wird hier nur eine Seite der Schaufelfüße gekühlt. Weiter führt hierbei das Ausschneiden von Durchgängen in dem Radscheibenrand zu einer erheblichen Schwächung dieses Randes. Bei einer weiteren bekannten Konstruktion sind zu beiden Seiten der Radscheibe im Abstand von dieser membranähnliche Glieder angeordnet, wobei die zwischen den Membranen und der Radscheibe durchströmende Luft einmal zwischen dem Radscheibenrand und den Membranen und zum anderen durch Bohrungen in der Radscheibe unter die Schaufelfüße und von hier durch die hohle Schaufel nach außen strömt. Diese Konstruktion benötigt erheb-

liehe Luftmengen zur Erreichung einer einwandfreien Kühlung, so daß sie unwirtschaftlich arbeitet. Es ist schließlich bekannt, zwei benachbarte Radscheiben an ihren Rändern durch eine geschlossene Umfangswand zu verbinden und die Kühlluft durch die hierdurch gebildeten Räume zwischen zwei benachbarten Radscheiben den Schaufelfüßen zuzuleiten. Hierbei sind die Schaufelfüße jeweils mit Ausfräsungen versehen, welche die Luftführungen ίο bilden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Membran an ihren Seitenwangen so auszubilden, daß eine gleichmäßige und wirtschaftliche Kühlung der Schaufelfüße erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlluft von dem Kanal aus zu beiden Luftkammern über an sich bekannte öffnungen geleitet wird, die über Durchgänge in der Wange an der anderen Seite der Scheibe mit der angrenzenden Luftkammer in Verbindung stehen, und daß die Seitenwangen Randverstärkungen an ihren radial äußeren Enden aufweisen, die an dem Radscheibenrand und den Enden der Schaufelfüße anliegen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die gesamte Kühlluftmenge auf einer Seite der Radscheibe zugeführt werden kann und dann so verteilt wird, daß beide Seiten des Radscheibenrandes und der gesamte Schaufelfuß wirksam gekühlt werden. Gleichzeitig werden mit den erfindungsgemäßen Mitteln die Schaufeln im Radscheibenrand abgedichtet und axial festgelegt. Dadurch wird einmal die gesamte zugeführte Luft ohne Verluste ausgenutzt und zum anderen können zusätzliche Mittel zum Haltern der Schaufeln entfallen. Schließlich wird dadurch eine sehr leichte Montage und Demontage möglich. Dabei sei noch darauf hingewiesen, daß jegliche Schwächungen durch Bohrungen, Ausfräsungen od. dgl., wie sie bei allen bekannten Konstruktionen notwendig sind, entfallen können.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden an Hand dieser Zeichnung im einzelnen beschrieben. Fig. ι ist ein Teilschnitt einer Hälfte einer zweistufig ausgeführten Turbine, bei der die erfindungsgemäßen Mittel bei der stromaufwärts liegenden Radscheibe Anwendung -finden, wobei der Schnitt durch eine der Nuten im Rand der Scheibe, in die der Tannenbaumfuß einer Schaufel, die selbst in Ansicht gezeigt ist, eingeführt wird, gelegt ist, und zwar längs der Linie 1-1 in Fig. 3;

Fig. 2 ist ein Teilschnitt der gleichen Radscheibe, der zeigt, wie die Seitenwangen an der Scheibe befestigt sind·; der dargestellte Schnitt ist längs der Linie 2-2 in Fig. 3 gelegt;

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen der Bolzen od. dgl., mit denen die Wangen an der Radscheibe befestigt sind.

Wie bereits erwähnt, gibt die Zeichnung einen Teil einer zweistufigen Turbine wieder, bei der jedoch nur die stromaufwärts liegende Radscheibe 12 mit den erfindungsgemäßen Mitteln ausgerüstet ist. Weiter wird in dem gezeigten Beispiel nur ein zwischenwandähnliches Glied 14 verwendet, um Luft, die entlang eines ringförmigen Durchganges 16 rund um die Turbinen welle zuströmt, radial durch einen Durchgang 17 zu leiten, der einmal durch die Zwischenwand 14 und zum anderen durch die Radscheibe 12 begrenzt wird.

Die Zwischenwand 14 ist an der ihr zugewandten Seite der Radscheibe an einem Teil befestigt, der als Seitenwange bezeichnet werden soll und der das Bezugszeichen 19 trägt. An der anderen Seite der Scheibe befindet sich eine ringförmige Seitenwange 20. Die beiden Seitenwangen besitzen an ihrem radial äußeren Ende 21 einen Rand, der an den Stellen, an denen sich- keine Nut zur Aufnahme des Tannenbaumfußes 23 einer Schaufel befindet, gegen den Rand 22 (Fig. 2) anliegt, und der sich an den Stellen, an denen sich diese Füße befinden, .gegen die Stirnseite der Füße anlegt (Fig. i), wobei er gleichzeitig dazu dient, den Fuß in seiner Stellung in der Nut zu fixieren und weiter in radial auswärts gerichteter Richtung eine luftdichte Abdichtung für die Schaufelfüße in ihren Aufnahmenuten zu bilden.

Die Zwischenwand 14 und die ihr zugeordnete Seitenwange 19 werden von der angrenzenden Oberfläche der Radscheibe mit Hilfe von Ansätzen 26, die zwischen der Seitenwange 19 und der Radscheibe angeordnet sind, axial in Abstand voneinander gehalten. In gleicher Weise wird auch die Wange 20 durch Ansätze 27 in Abstand von der anderen Seite der Radscheibe gehalten. Vorzugsweise sitzen diese Ansätze fest an den entsprechenden Seitenwangen, und die Wangen und die Ansätze sind so angeordnet, daß sie Bolzen od. dgl. 29 aufnehmen, mit deren Hilfe die beiden Wangen an der Scheibe befestigt werden. Die Bolzen 29 liegen radial einwärts von den Luftkammern 30, die radial einwärts von dem Rand 22 auf den gegenüberliegenden Seiten der Radscheibe angeordnet sind. Die Ansätze 26 teilen auf diese Weise den Zufuhrweg 17 auf diesem Radius in eine Anzahl sich radial erstreckender Wege 32 (Fig. 3). Jeder dieser Wege ist über eine öffnung 33 durch die Radscheibe, die auf demselben Durchmesser wie die Bolzen 29 liegt, mit der angrenzenden Luftkammer verbunden. Diese öffnungen führen zu einem Durchgang 34 in der Wange 20 auf der anderen Seite der Scheibe, die wiederum zu der angrenzenden Luftkammer führt. Die beiden Luftkammern 30 sind mit den Stirnseiten des radial inneren Endes der einzelnen Nuten verbunden, in denen die Schaufelfuße 23 angebracht sind. Es sei noch-bemerkt, daß der radial innere Umfang 37 der Wange 20 durchgehend an der angrenzenden Fläche der Radscheibe anliegt. Die Ansätze 37 liegen zwischen den Durchgängen 34. . lao

In der praktischen Ausführung kann jede Seitenwange aus einem radialen Flansch 39 bestehen, der sich von dem radial äußeren Ende der Wange bis zum radial inneren Ende der zugehörigen Luftkammer 30 erstreckt, wo der Flansch 39 in einen in axialer Richtung liegenden Teil 40 der Wange

Claims (2)

1. übergeht, der auf die Radscheibe zu gerichtet ist und die radial innere Wand der zugehörigen Luftkammer bildet. Die einwärts gerichteten oder angrenzenden Kanten der in axialer Richtung liegenden Teile sind mit weiteren radialen Flanschen verbunden, die die Befestigungsbolzen 29 und im vorliegenden Beispiel die Ansätze 26 und 27 tragen.

   Mit den erfindungsgemäßen Mitteln dient die Kühlluft, die deh Füßen zugeführt wird und die für die Innenkühlung der Rotorschaufeln der Turbine bestimmt ist, gleichzeitig dazu, den Scheibenrand 22 zu kühlen. Die Ränder an den radial äußeren Kanten der Flansche 39 der Wangen liegen an den Seitenflächen des Scheibenrandes an und schließen die radial inneren Enden der Schaufelfüße 23 und der Nuten ab, so daß die letzteren gegen ein Ausströmen von Luft abgedichtet werden. Sie dienen weiter dazu, die Schaufetfüße axial festzulegen.

   ^c PATENTANSPRÜCHE:

   i. Radscheibe einer Gasturbine, die Schaufeln mit Tannenbaumfüßen trägt, die in sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Nuten im Rande der Radscheibe befestigt sind, und Seitenwangen aufweist, welche Luftkammern zum Kühlen der radial innenliegenden Enden der Schaufelfüße und des Scheibenrandes bilden, wobei die Kühlluft durch einen Kanal zugeführt wird, der von der Scheibe und einem einzigen membranähnlichen Glied gebildet wird, welches fest mit dem radial inneren Ende einer Wange verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft von diesem Kanal aus zu der einen Luftkammer (30) direkt und zu der ande^- ren Luftkammer (30) über an sich bekannte öffnungen (33) in der Radscheibe geleitet wird, die über Durchgänge (34) in der Wange (20) an der anderen Seite der Scheibe mit der angrenzenden Luftkammer (30) in Verbindung stehen, und' das die Seitenwangen (19, 20) Randverstärkungen (21) an ihren radial äußeren Enden aufweisen, die an dem Radscheibenrand (22) und den Enden der Schaufelfüße (23) anliegen.
2. 2. Radscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Seitenwangen (19, 20) in der Hauptsache aus einem radialen Flansch (39) an der radial äußeren Kante der Wange besteht, der sich bis zum radial inneren Ende der zugehörigen Luftkammer (30) erstreckt, wo sich der radiale Flansch mit einem in axialer Richtung liegenden Teil (40) vereinigt, der auf die Scheibe zu gerichtet ist und "55 die radial innere Wand der zugehörigen Luftkammer bildet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentanmeldungen D 14649 I a/46 f

   (Patent 918 66?), B 10580 I a/46f (Patent 909 059); britische Patentschrift Nr. 612097;
   Buch: Stodola, »Dampf- und Gasturbinen«,

   O.Auflage, Berlin 1924, S. 180 und 321.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 528/167 5.56 (609 694 11.56)