Beschaufelung an Rotoren von axial durchströmten Kreiselmaschinen, insbesondere von Dampf-, Gasturbinen und Verdichtern. Die Erfindung betrifft eine Besehaufelung an Rotoren von axial durchströmten Kreisel maschinen, insbesondere von Dampf-, Gastur binen und Verdichtern, bei denen mindestens zwei benachbarten Schaufeln eines Schaufel gitters je ein Versteifungsglied zugeordnet ist.
Bei längeren Schaufeln, bei denen ein am Aussenumfang des Schaufelgitters angebrach tes Deckband nicht mehr genügt, um durch Sehwing-Lingserscheinungen herv orgerufeneBe- triebsschäden am Schaufelgitter zu verhin dern, sind zur Versteifung des Gitters schon ein oder mehrere, auf die Länge des Schaufel blattes verteilte Bindedrähte verwendet wor den, die in Bohrungen, die für sie im Schau felblatt angebracht sind, eingeführt und meist eingelötet werden.
Es ist jedoch in An betracht der äusserst kleinen Berührungs fläche ausserordentlich schwierig, die Binde drähte zuverlässig mit dem Schaufelblatt zu verlöten, weshalb auch schon der Weg be schritten worden ist, die Bindedrähte lose in die Bohrungen im Blatt einzulegen und sich lediglich auf die Dämpfung durch die von der Fliehkraft hervorgerufene Reibung zwi schen Draht und Blatt zu verlassen. In Anbe tracht der Ungleichmässigkeit, die allen Rei bungsvorgängen anhaften, ist jedoch auch diese Lösung unbefriedigend, wobei noch hin zukommt, dass die Bohrungen im Schaufel blatt infolge Spannungshäufung stets eine Ge fahrenquelle darstellen.
Ein anderer Vor- schlag, die Schaufeln eines Gitters ein- oder mehrfach untereinander zu verbinden, um sie zu versteifen, besteht darin, dass bei der me chanischen Herstellung der Schaufeln auf ihrer Druck- und Saugseite Ansätze derart stehengelassen werden, dass die Schaufel kanäle durch sie überbrückt werden und eine Verschweissung der Ansätze an dieser Stelle möglich ist. Die so gebildeten Schaufelpakete werden zwar ausserordentlich starr, die Her stellung der Ansätze bereitet jedoch in jedem Falle beträchtliche Schwierigkeiten.
Zweck der Erfindung ist, eine Beschaufe- lung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der sich die Versteifungsglieder für das Schaufelgitter in einfacher Weise herstellen und zuverlässig verbinden lassen. Zu diesem Behufe sind gemäss der Erfindung sowohl auf der Druck- als auch auf der Saugseite der Schaufeln auskragende Versteifungsglieder be festigt, von denen die vorstehenden Teile im zusammengebauten Zustand des Schaufelgit ters stoffschlüssig verbunden sind.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind ver schiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 die Abwicklung eines Teils eines Schnittes in der Umfangsrichtung durch ein Laufschaufelgitter einer Dampfturbine, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie die Fig. 1 durch eine zweite Ausführungsform, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3,
und Fig. .5 einen ähnlichen Schnitt wie die Fig. 3 durch eine dritte Ausführungsform. In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 Schau feln eines Laufschaufelgitters einer Dampf turbine. An jeder Schaufel 1 ist sowohl auf der Druck- als auch auf der Saugseite ein auskragendes Versteifungsglied 2 bzw. 3 be festigt; jedes dieser Glieder 2, 3 weist einen praktisch senkrecht zur Schaufel 1 vorstehen den Teil auf.
Das auf der Druckseite der Schaufeln 1 befestigte Versteifungsglied 2 liegt dem auf der Saugseite der benachbarten Schaufel 1 befestigten Versteifungsglied 3 praktisch gegenüber, indem die Versteifungs glieder 3 in der Längsrichtung der Schaufeln 1. nur um den Betrag der Profildicke s ihres vorstehenden Teils nach aussen versetzt, sind. Im zusammengebauten Zustand des Schaufel gitters überlappt daher der vorstehende Teil der Versteifungsglieder 3 den vorstehenden Teil des jeweils gegenüberliegenden Verstei fungsgliedes 2, wie das in Fig. 2 besonders deutlich gezeigt ist. Die Versteifungsglieder 2, 3 sind vorzugsweise aus Blech hergestellt, so dass sieh ihre zum Vorstehen bestimmten Teile leicht im gewünschten Masse umbiegen lassen.
Die Verbindung der umgebogenen, aufein- anderliegenden Teile der Versteifungsglieder 2, 3 erfolgt mittels Punktschweisselektroden E, durch die sich, -,vie in Fig. 1 angedeutet, Schweisspunkte P erzeugen lassen. Mittels einer solchen elektrischen -#Viderstandsschwei- ssung lässt sich eine zuverlässige Verbindung der einzelnen Schaufeln 1 über die Verstei fungsglieder 2 und 3 längs grossen Berüh rungsflächen zu einem Schaufelpaket her stellen.
Auch die Befestigung der Verstei fungsglieder 2, 3 an den Schaufeln 1 bereitet keinerlei Sehwierigkeiten, da diese Operation vor dem Einbau der Schaufeln 1 in die nicht gezeigte Tragscheibe vorgenommen werden kann und die Schaufeln dabei leicht in die jeweils günstigste Lage gebracht werden kön nen. Die Verbindung der aufeinanderliegenden vorstehenden Teile der Versteifungsglieder 2, 3 kann auch durch Löteng oder dureh Schmelzscliweissung und die Befestigung dieser Glieder 2, 3 an den Schaufeln 1 ausser durch Schweisseng ebenfalls dureh Löteng oder durch Nietverbindung erfolgen.
In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Aus führungsform. des Erfindungsgegenstandes gezeigt. Dabei zeigt Fig. 3 einen Lä ngsschiiitt durch einen von zwei Hohlschaufeln. 4 und 5 - von denen nur je eine Wand gezeichnet ist - begrenzten. Kanal.. Bei dieser Ausfüh rungsform weist das an der Schaufel 4 be festigte, auskragende Versteifungsglied einen obern Teil 41 und einen untern. Teil 42 und das an der Schaufel 5 befestigte Versteifungs glied einen obern Teil 51 und einen untern Teil 52 auf.
Die zwei Teile 41, 42 und die zwei Teile 51, 52 sind je spiegelgleich zu einer senkrecht zur Längsaehse der Schaufel 4 bzw. 5 gerichteten Achse angeordnet, wobei von jedem dieser Teile eine Partie von der zugeordneten Schaufel 4 bzw. 5 absteht. Die vorstehenden Partien der Teile 41, 51 berüh ren sich an den Stirnseiten bei der Stelle 7 und die vorstehenden Partien der Teile 42, 52 an den Stirnseiten bei der Stelle 8, liegen also nicht, wie bei der ersten Ausführungs form, übereinander. Die Verbindung zwischen den vorstehenden, sich an den Stellen 7 bzw. 8 stumpf berührenden Partien der Teile 41, 51 und 42, 52 wird durch ein Zwischenglied 9 hergestellt, das mit den Versteifungsgliedern 41, 42 und 51, 52 verschweisst oder verlötet ist.
Die Teile 4, 41, 42 und 9 begrenzen einen Hohlraum 10 und die Teile 5, 51, 52 und 9 einen Hohlraum 11. Wie in Fig. 4 gezeichnet ist, hängen die zwei Teile 41 und 42 des an der Schaufel 4 befestigten Versteifungsgliedes über die Anströmkante 43 unmittelbar zusam men, indem sie dort zu einem stromlinienför migen Profil umgebogen sind, was günstige Anströmverhältnisse ergibt. Dasselbe trifft für die Teile 51 und 52 des gegenüberliegen den Versteifungsgliedes zu.
Die Hohlräume 10 und 11. lassen sich bei Dampfturbinen im Nassdampfgebiet zweck- mässig zur Entwässerung der betreffenden Stufen herbeiziehen, falls in den Schaufeln und in den Versteifungsgliedern zu diesem Zwecke dienende Bohrungen 12 vorgesehen worden. In den Schaufelkanälen sich bildende und anschliessend unter der Fliehkraftwir- kung nach aussen geschleuderte Wassertropfen werden dann von den untern Teilen 42 und 5'2 der auskragenden Versteifungsglieder auf gefangen und durch die Bohrungen 12 über die Hohlräume 10 bzw. 11 im wesentlichen radial nach aussen abgeführt, wie das durch die Linienzüge W angedeutet ist.
In Fig. 5 ist schliesslich eine dritte Ausfüh rungsform des Erfindungsgegenstandes dar gestellt, bei der sich eine Entwässerung der im Nassdampfgebiet arbeitenden Stufen von Dampfturbinen in ähnlicher Weise wie bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform erreichen lässt. In dieser Fig. 5 bezeichnen <B>13</B> und 14 je eine Schaufelwand zweier im übrigen nicht gezeichneter, einen Schaufel kanal 15 begrenzender Hohlschaufeln. An der Schaufelwand 13 ist ein auskragendes Ver steifungsglied 16 und an der Schaufelwand 14 ein auskragendes Versteifungsglied 17 be festigt.
Die von den Schaufeln 13 und 14 vor stehenden Partien dieser Versteifungsglieder 16 bzw. 17 verlaufen, auf die Umdrehungs richtung oder auf die Längsachse der Schau feln bezogen, schräg, wobei das Glied 16 kon kav und das Glied 17 konvex ausgebildet ist und das freie Ende des letzteren über das freie Ende des Gliedes 16 zu liegen kommt. Diese Enden werden mittels Schweisspunkten zusammengehalten, von denen einer in Fig. 5 gezeichnet ist; er ist mit dem Bezugszeichen P1 belegt.
In dem Schaufelkanal 15 des Schaufel gitters sich bildende Wassertropfen werden von den vorstehenden Partien der Verstei fungsglieder 16, 17 in eine in der Wand 14 vorgesehene Öffnung 18, die unter der Ver bindungsstelle des Gliedes 17 mit der Schau felwand 14 liegt, übergeführt, wie das durch den Linienzug WI angedeutet ist, und so unter der Wirkung der Fliehkraft aus dem Kanal 1.5 herausbefördert. Der Verlauf der Schräge und der Krümmerradius der vorste- henden Partien der Versteifungsglieder 16 und 17 werden jeweils so gewählt, dass sich die gewünschte Dämpfung ergibt,
ferner un günstige Strömungsverhältnisse am Übergang zu den Schaufeln vermieden werden und eine wirksame Entwässerung gewährleistet ist.
Die Erfindung lässt sich auch bei Beschau- felungen für axial durchströmte Gasturbinen und Verdichter anwenden.