DEP0001150DA - Turbinenlaufrad mit keramischen Schaufeln. - Google Patents

Description

Turbinenlaufrad alt keramischen Schaufeln

Erfindung betrifft ein stählernes Turbinenlaufrad, insbesondere für Turbinen höherer Temperatur, mit kera~ eiechen 'Behäufeln, bei welchem die oitzfläciien tob fei und stählerner Laufsclieibe wegen der verschiedenen speaifiscnen Wärmedehnung ron Xereeik und stahl und der Unterschiede des Teapereturfelde* in den ausaamengebautea Bauteilen für eine bei allen Betriebssuständea kraftschlüssige Verbindung al» gegeneinauider gerichtete DoppeUteilflächea ausgebildet sind» deren Sbenen eich in einer GereAea achneiden. Sie besteht darin, daas der üchaufelftlea der Laufachaufel nor einseitig die gegeneinander gerichteten Keilflächen mit gemeinsamer Bchnittgeradem als Sitzfläche in der alt einer Ringnut versehenem Laufscheibe aufweist, während die nach der anderen axialen Richtung züge·* kehrte ebene Seite durch einen ebenen Ring abgedeckt wird. Diese Ausführung bietet den TorteIX₉ dass der Kranz solcher Schaufeln auf einfache Weise an die Laufscheibe angebaut und der Sie« der gegenseitiges. Auflageflächen von Schaufel und Lauf scheibe unmittelbar aufeinander nachgeschliffen werden kann» Der Abschluss» ring kann aus Stafel oder auch aus keramischem Werkstoff bestehen)

in diesem letzteren Fall· belastet er wegen seines geringen Gewichtes weniger die Laufscheibe, ist warmfester bei höherer Betriebstemperatur der Turbinenstufe und schirmt gleichzeitig di· tragenden Stahlbauten· vom Zutritt der Verbrennungsgas·

In der Zeichnung ist die Erfindung in drei Ausführungsbeispielen la Schnitt dargestellt·

Gemäss Ausführung nach Abb« 1 sitzt die aus keramischem Werkstoff bestehende !laufschaufel 1 mit ihrem als Hammerkopf ausgebildeten Fuse 2 in einer seitlich/ angedrehten Ringnut 3 der stählernen Laufscheibe 4, wob·! die Erzeugenden der als Drehflächen ausgebildeten SitSflachen 5 und 6 sich in einem Kreis mit der Spur 0 treffen. Die achaial gegenüberliegende, sieh für all· Schaufeln eines Kransea zo einer ebenen Ringfläche zusaeaenachlieeeende Geganeelte 1st durch einen Ring 7 abgedeckt, der zweckmassig ein« Sitzfläche 8 sur Abstützung an der X&uferschelbe 4 erhält and mit dieser in geeigneter Weis· durch Vernietung, Verschraubung oder Terecfaweiaeung vea>-bunden sein kann« In dem Aueführungebeispiel igt; eine Nietverbindung 9 vorgesehen· Besteht der Sing aas keramische» Stoff, so müssen die Fluchtpunkte A<u *2 ^d#r Sitzflächen der SietkSpfβ wegen der verschiedenen Temperatur und Värmeauedehnung von Stahl and Keramik ungefähr mit dem Punkt B in der Auflageeben· von Stahl imd Keramik saaammenfallen« Bbenao muss 41« Spar O in dieeem Fell in der SitRflache des Ringee 7» 4*h· In der gemeinsames. Berührungeflache von Keramik und Stahl liegen,

Vielfach wird es sveckm&ssig sein, mit Rückeicht «of iänieBpannungen auf die afi!betragende Wirkung eine« geeohlos8«nen Binges «α verzichten und einseine Ringabschnitte anzuwenden. Sie Fliehkraft dieser Bingaegmente kamt am einfach -stan durch die Sitzfläche 8 auf die Laufscheibe übertragen werden» sodasa die Befestigungselemente eine Entlastung erfahren»

Zn Fällen boiler Betriebstemperatur, in denen tier Ring 7 gleichseitig eur Isolation der Stahllauf scheibe

dient, kann man in ähnlicher «eise auch auf der anderen seite des Laufscheibenkranzea einen gleichartigen Hing zur Abdämmung der Wirkung dee heiseen Betriebsmittel* anbringen« Diese Bauweise let auch fü» aehrkränzige, eint* Stück bestehende TurbinenlatrTefrwit Torten anwendbar·

Die belastete Auflagerlache der Schaufeln brauobt nicht unbedingt wie im Beispiel dargestellt zylindrisch sein, in diesem Fall sind nut die achsialen Beaktionekvafte auf dem Ring 7 am kleinsten»

In Abb« 2 1st eine Ausführungeform dargestellt» welche der Bedingung Rechnung trägt, dass sieh die Regel der zusammenfallenden Keilschneiden la der Praxis nicht immer genau einhalten lässt und zu einer gewissen Auseinanderver*· lagerang der Fluchtpunkte der Schaufeleitfcflächen zwingt» Se ist 1 wieder die keramische Laufschaufel, 2 deren ham» merkopfartiger Fuss, 3 die Ringnut, und 4· die stählerne Lauf scheibe« Im Gegensatz zur vorigen Ausführung ist hler die au β 8 en liegende Sitzfläche 6 an einem elastisch, »erforeba·· ren Scheibenteil 1o derart angeordnet, dees durch die abweichende thermische Dehnung oder auch durch Fliehkraftwir·· kung ein elastisches Andrücken dieser federnden Sitzfläche der Laufscheibe an die Schaufelsitzfläche erfolgt« Wahrend hier der elastisch verformbare Scheibenteil 1o aua de« Mufer herausgearbeitet 1st, 1st er in dem Beispiel der Abb. 3 ein gesonderter, mit der Läuferscheibe 4- durch Scheiasung verbundener Teil 11« Die Grosse dieser elastisch f«N» dernden Scheibenansätze 1o bezw· 11 mit den federnden Längen a bezw. b hängt von den jeweiligen Betriebsbedingungen abt unter Umständen kann die Unterbrechung d£* tangentialen Zusanaenha&gee dieser ßingelemente an versohle· denen Stellen des ümf angee von F^an sein«

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Turbinenlaufrad aus Stahl mit keramischen schaufeln, dadurch gekennzeichnet, dass der einseitig in einer Ringnut der Scheibe sitzende Schaufelfuee sich an einer keilförmig dazu angeordneten Sitzfläche abstützt, während seine nach der anderen arialer Richtung zugekehrte Seite eben und durch einen Ring (?) abgedeckt ist.

2. Turbinenlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugendes der als zylindrische Drehflächen ausgebildeten Sitzfläche» (5» 6) sich in einem Kreis mit der Spur (0) in der Sitzflache des Abschlussringes (7) treffen.

3* Turbinenlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussring (7) aus Keramik besteht und gleichzeitig zur Warmeabdämmung für die Btahlbauteile dient.

4. Turbinenlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussring (7) in der Uefangsrichtung unterteilt ist.

5. Turbinenlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abschlussring (7) gegenüber auf der anderen Stirnseite der Läuferscheibe (4) ein entsprechend ausgebildeter %ärmes<3hutxring angeordnet ist«

6. Turbinenlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aussenliegende Sitzfläche (6) an einem elastisch verformbaren Teil (10, 11) der Laufscheibe (4) angeordnet ist»