DE961742C - Einrichtung zur Verstellung der Beschaufelung von Stroemungsmaschinen - Google Patents
Einrichtung zur Verstellung der Beschaufelung von StroemungsmaschinenInfo
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- F01D5/12—Blades
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- F01D5/148—Blades with variable camber, e.g. by ejection of fluid
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaufel fir Strömungsmaschinen,
insbesondere für Gasturbinen, welche aus mehreren, sich bei der Erwärmung der Schaufel verschieden stark dehnenden Teilen so
zusammengesetzt ist, daß sich mit der Temperatur der Schaufel auch deren Wölbung und Anstellung
ändern.
Bekannt ist eine Regelungsvorrichtung zur Veränderung der Steigung eines Propellers, insbesondere
zum Ansaugen der Kühlluft für Kraftfahrzeuge, wobei die Propellerflügel aus Metall mit
verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt sind und in Abhängigkeit von der
Temperatur der Umgebung mehr oder weniger von dem Mittel der Umgebung fördern. Es handelt sich
hierbei um eine Vorrichtung für eine verhältnismäßig einfache Strömungsmaschine, bei der sich
das Regelungsprinzip verwirklichen läßt, ohne daß sich dabei sonderliche bauliche Schwierigkeiten ergeben.
Der Wirkungsgrad spielt bei solchen Lüfterblättern in der Regel eine untergeordnete Rolle,
und es kommt auch nicht so sehr auf die Einhaltung eines strömungstechnisch günstigen Schaufelprofils
an. Im Vordergrund steht allein die Regelcharakteristik. In baulicher Hinsicht bieten sich
zur Durchführung des Prinzips im wesentlichen zwei Maßnahmen an. Einmal kann für den Aufbau
der Lüfterblätter Bimetallblech verwendet werden und zum anderen können, wie bereits vorgeschlagen,
auf das aus einheitlichem Material bestehende
Blatt Metallstreifen mit einem anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufgesetzt werden. Da die Lüfterblätter an der Nabe fest eingespannt sind, entspricht jedoch die durch Temper aturänderungen
erzielte Verformung den strömungstechnischen Erfordernissen nicht voll. Die Verdrehung
nimmt von der Einspannstelle der Blätter aus nach außen zu, was bei der Regelung solch einfacher
Strömungsmaschinen allerdings kaum ins Gewicht
ίο fällt. Die Übertragung des bekannten Regelungsprinzips auf Schaufeln mit Strömungsprofil ist
nicht ohne weiteres möglich. Würde man eine solche Schaufel, etwa einen Flugzeugpropeller, als
entsprechend profiliertes Bimetallblatt ausbilden, so wäre infoige der bei der Verformung auftretenden
übermäßigen Materialbeanspruchung, insbesondere an den Stellen starker Materialanhäufung,
ein Schaufelbruch zu befürchten. Dies gilt auch für eine solche Profilschaufel aus einheitlichem Werkstoff
und aufgesetzten Metallstreifen mit einem anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Für Hochleistungsströmungsmaschinen
sind solche aufgesetzten Streifen sowieso nicht verwendbar, da sie das strömungstechnische Verhalten der Schaufeln
ungünstig beeinflussen würden.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch die an sich bekannte Anwendung von Werkstoffen mit unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten Profilschaufeln für hochwertige Strömungsmaschinen,
insbesondere für Gasturbinen, für verstellbare Anstellwinkel so zu gestalten, daß die aufgezeigten
Nachteile in festigkeitsmäßiger und strömungstechnischer Hinsicht vermieden werden. Erreicht
wird dieses Ziel erfindungsgemäß dadurch, daß die Schaufeln aus einem feststehenden Holm und
daran frei dehnbar befestigten, das Schaufelprofil formenden Wandungen gebildet sind, wobei diese
Wandungen auf Saug- und Druckseite des Profils aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
bestehen. Folgende Eigenheiten der erfindungsgemäßen Schaufeln sichern die erwarteten Vorteile. Einmal sind die Schaufeln
so gehaltert, daß ihr sich verformender Teil über die gesamte Höhe der Schaufel in Verformungsrichtung
frei beweglich ist. Die Ausbildung dieses frei beweglichen Teiles als Hohlkörper hat noch
folgende besonderen Vorteile. Es könnten die Wandstärken dieses Teiles so bemessen werden,
daß die Beanspruchung des Materials bei der Verformung noch in durchaus zulässigen Grenzen
bleibt. Außerdem kann durch Variieren der Wandstärken die Verformung so gelenkt werden, daß
sich in jeder Regelstellung das strömungstechnisch günstigste Profil ergibt. Schließlich ermöglicht es
der Hohlraum als solcher noch, daß in ihm in Ausgestaltung der Erfindung Einrichtungen zum
Kühlen und/oder Erwärmen der einer Längenänderung unterworfenen Wände untergebracht
werden können.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs· beispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. ι zeigt zwei Schaufeln eines Turbinenleitapparates
für eine Gasturbine,
Abb. 2 eine Leit- oder Laufschaufel einer Strömungsmaschine, deren Arbeitsmittel keine hohen
Temperaturen erreicht.
Die Schaufeln in Abb. 1 sind aus einem mit dem nicht gezeichneten Schaufelträger verbundenen
Holm ι und einem sich in Strömungsrichtung an diesen anschließenden hohlen Teil gebildet, dessen
druck- und saugseitige Wandungen mit 2 bzw. 3 bezeichnet sind.
Die Schaufeln sind aus Metall gefertigt, wobei der Holm 1 und die Wand 3 einstückig ausgeführt
sind, während die Wand 2 ein besonderes, an den übrigen Teilen fest eingespanntes Bauteil bildet.
Der Holm 1 mit der aus ihm herauswachsenden Wand 3 und die Wand 2 sind aus verschiedenen,
sich bei Temperaturzunahme unterschiedlich stark dehnenden Metallen gefertigt, so daß es, wie ge- So
strichelt angedeutet, bei Temperaturschwankungen zu einer die Anstellung der Schaufeln verändernden
Verformung derselben kommt.
Bei der Schaufel in Abb. 2 sind ebenfalls zwei den Schaufelkörper bildende Stücke 4 und 5 vorgesehen,
die aus verschiedenen, sich bei Temperaturerhöhung unterschiedlich stark dehnenden Werkstoffen
hergestellt sind. Zwischen diesen beiden Stücken ist ein beispielsweise aus keramischem
Stoff bestehendes Isolierstück 6 angeordnet. Bei go Aufheizung dieser Schaufel mittels eines hindurchgeleiteten
elektrischen Stromes, zu welchem Zweck die beiden Teile 4 und S mit entsprechenden, mit +
und — angedeuteten Stromzuführungen verbunden sind, verformt sich diese Schaufel, wie gestrichelt
angedeutet.
Claims (2)
1. Schaufel für Strömungsmaschinen, insbesondere für Gasturbinen, welche aus mehreren
sich bei der Erwärmung der Schaufel verschieden stark dehnenden Teilen so zusammengesetzt
ist, daß sich mit der Temperatur der Schaufel auch deren Wölbung und Anstellung ändern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel aus einem feststehenden Holm und daran frei dehnbar
befestigten, das Schaufelprofil formenden Wandungen gebildet ist, wobei diese Wandungen
auf Saug- und Druckseite des Profils aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärme- no
ausdehnungskoeffizienten bestehen.
2. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Lenkung der Schaufelverformung Heiz- oder Kühleinrichtungen für die Schaufel wandungen vorgesehen sind.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 559 674, 700 586.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 609 659/407 10.5 (609 855 4. 57)
Priority Applications (1)
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DEK14320A DE961742C (de) | 1952-05-25 | 1952-05-25 | Einrichtung zur Verstellung der Beschaufelung von Stroemungsmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEK14320A DE961742C (de) | 1952-05-25 | 1952-05-25 | Einrichtung zur Verstellung der Beschaufelung von Stroemungsmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=7214279
Family Applications (1)
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DEK14320A Expired DE961742C (de) | 1952-05-25 | 1952-05-25 | Einrichtung zur Verstellung der Beschaufelung von Stroemungsmaschinen |
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