CH398644A - Beschauflung mit Deckband für Turbinen oder Verdichter - Google Patents
Beschauflung mit Deckband für Turbinen oder VerdichterInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
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Description
Beschauflung mit Deckband für Turbinen oder Verdichter Die Erfindung betrifft Beschauflungen mit Deck band für Turbinen oder Verdichter, bei denen das Deckband aus einzelnen nicht starr miteinander ver bundenen Deckplatten besteht.
Bei derartigen Beschauflungen ist es im allge meinen erwünscht, insbesondere wenn die Schaufeln unter hoher Biegebeanspruchung stehen, die Deck platten zur Vergrösserung der Biegesteifigkeit aus zunutzen. Es genügt hierzu nicht, die Deckplatten benachbarter Schaufeln aneinander anliegen zu las sen, da dann alle Schaufeln unter der Biegebean spruchung ausweichen und somit die Stützwirkung ausbleibt.
Die Deckplatten können sich dabei der Durch biegung der Schaufeln folgend ungehindert schräg stellen, so dass sich für die Schaufeln eine ungünstige Beanspruchung wie bei einem einseitig eingespannten Balken ergibt.
Nur wenn die Deckplatten gegen gegenseitiges radiales Verschieben ihrer seitlichen Anlageflächen gesichert sind, wirken sie wie eine Einspannung, wobei die Biegebeanspruchung der Schaufeln, ähn lich wie bei einem an beiden Enden eingespannten Balken erheblich vermindert wird.
Es ist zwar bekannt, die Deckplatten benachbar ter Schaufeln paarweise oder zu mehreren zu ver schweissen oder durch aufgenietete Deckbänder mit einander zu verbinden. Um Wärmedehnungen aus gleichen zu können, lässt man aber zwischen den so entstehenden Schaufelpaketen Spalte. An diesen Stel len ist die Übertragungsmöglichkeit für die auftreten den Kräfte unterbrochen. Im Gegensatz zu Leit- schaufeln könnten Laufschaufeln mit üblicher Fuss befestigung erst im eingebauten Zustand verschweisst werden, so dass der Läufer in, beschaufeltem Zustand nochmals geglüht werden müsste.
Ausserdem würde eine Demontage der Beschaufelung erschwert sein, da zuerst die Schweissnähte getrennt werden müssten. Meistens wären die Schaufeln dann nicht wieder ver wendbar.
Es ist auch bekannt, die Deckplatten in Umfangs- richtung mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut zu versehen und in diese einen Keil einzuschieben. Ein solcher Keil bleibt im Verhältnis zum Quer schnitt der Deckplatten schwach, so dass eine der artige Verbindung zwar zur Übertragung von Zug und Druckspannungen aber nicht von Schub- und Biegespannungen geeignet ist.
Ausserdem müsste der Keil mindestens für die übertragung von Schub- und Biegespannungen sehr genau gearbeitet und mit sehr wenig Spiel eingepasst werden, so dass er bei den in Turbinen auftretenden hohen Temperaturen leicht festbrennen könnte und eine Demontage der Be- schauflung schwierig wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschauflung für Turbinen oder Verdichter zu schaf fen, bei der das Deckband aus einzelnen nicht starr miteinander verbundenen Deckplatten besteht und bei der unter Ausnutzung der Vorteile einer solchen Beschauflung die vorgenannten Nachteile vermieden sind.
Zu diesem Zweck stehen gemäss der Erfindung die Stirnseiten der Deckplatten so miteinander form schlüssig in Eingriff, dass sie gegen durch Biege beanspruchungen der Schaufeln verursachte radiale Verschiebungen gesichert sind.
Bei der erfindungsgemässen Beschauflung ist eine leichte Montlerbarkeit der Schaufeln gewährleistet und gleichzeitig sichergestellt, dass sich die Deck platten unter der Wirkung von an den Schaufeln angreifenden Biegekräften nicht schräg stellen kön nen.
Die Deckplatten können ohne gegenseitiges Spiel eingebaut werden, wenn der Betrag des Tangens des Winkels zwischen den gegenseitigen Berührungskan ten der Deckplatten und einer diese Berührungskan ten schneidenden, parallel zur Turbinen- oder Ver- dichterdrehachse gelegten Geraden grösser ist als der Reibungskoeffizient zwischen den Berührungs flächen der Deckplatten. Nur dann erzielt man die an sich bereits bekannte Wirkung, dass sich näm lich die Wärmedehnungen durch Verdrehen der Schaufeln um ihre Längsachsen ausgleichen können. Dies ist ein zusätzlicher Vorteil, den alle anderen zuvor erwähnten bekannten Verbindungsarten nicht aufweisen.
Um zu erreichen, dass die Deckplatten auch ohne zu grosse Ansprüche an die Herstellungs genauigkeit sicher aneinander anliegen, können die Schaufeln so hergestellt sein, dass sie im Einbau- und Betriebszustand eine Torsiornsvorspannung auf weisen, die so gerichtet ist, dass die Deckplatten benachbarter Schaufeln in Umfangsrichtung anein- andergedrückt werden.
Zur Verbesserung der Stützwirkung können die Schaufeln ausserdem eine Biegevorspannung erhalten, die so gerichtet ist, dass durch diese Biegevorspannung die miteinander in Eingriff stehenden, der gegen seitigen Abstützung gegen radiale Verschiebungen dienenden Flächen von 'benachbarten Deckplatten im Einbau- und Betriebszustand gegeneinander ge drückt werden. Auch hierdurch können Bearbeitungs ungenauigkeiten ausgeglichen werden.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In Fig. 1 sind Leitschaufeln 1 mit Deckplatten 2 dargestellt. Die Deckplatten weisen seitlich einen Versatz 3, 4 auf und stehen über diesen so mit einander in Eingriff bzw. sind so miteinander ver hängt, dass sich die Deckplatten durch die durch den Pfeil 5 angedeutete Umfangskraft nicht schräg stellen können. Die Verhängung bewirkt dann, wie bereits erwähnt, eine Verminderung der Biegebeanspruchung der Schaufeln.
Selbstverständlich können auch andere Arten von Verhängungen gewählt werden. So kann die Ver hängung beispielsweise, wie in Fig.2 angedeutet, über eine Verzahnung oder, wie in Fig. 3 dargestellt, durch Bolzen 6 oder Keile erfolgen, die gegebenen falls zur Sicherung gegen Herausfallen an ihren Enden vernietet sein können.
Die Berührungskanten 7 und 8 der Deckplatten 2 können, wie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, zu einer zur Achsrichtung der Turbine oder des Verdichters parallelen Richtung 9 einen so grossen Neigungswinkel u erhalten, dass sie sich beim Auf treten von Wärmedehnungen im Sinne einer Ver kleinerung dieses Winkels verdrehen, so dass sich der auf den Beschauflungsumfang projizierte Ab stand der Kanten 7 und 8 zum Ausgleich dieser Dehnungen vermindert.
Damit bei dieser Ausgleichs bewegung keine Selbsthemmung durch Reibung auf tritt, muss der Betrag des Tangens des Winkels zwischen der Richtung 9 und den Kanten 7 und 8 grösser sein als der Reibungskoeffizient zwischen den Berührungsflächen der Deckplatten. Um ein Klaffen zwischen den Berührungskanten, beispielsweise bei Temperaturänderungen zu vermeiden, kann die Schaufel eine Torsionsvorspannung erhalten, die so gerichtet ist, dass sie die Neigung der Kanten 7 und 8 zur Richtung 9 zu vergrössern trachtet.
Die Berührungsflächen zwischen den Deckplatten können zur Verminderung der Reibung nach einem der bekannten Verfahren behandelt sein.
Durch die vielen nicht starren Verbindungsstellen zwischen den Deckplatten reiben die Schaufeln beim Auftreten von Schwingungen aneinander, so dass diese gedämpft werden. Bei Leitbeschauflungen für Gehäuse oder Zwischenböden mit Teilfuge kann vor teilhaft die Verhängung der Deckplatten zwischen den Schaufeln an der Trennstelle genauso ausgeführt werden wie an allen anderen Verbindungsstellen.
Die Erfindung beschränkt sich keinesfalls auf das Ausführungsbeispiel, welches für eine Leit- beschauflung dargestellt wurde. Sie ist mit dem gleichen Vorteil für Laufradbeschauflungen anwend bar. Sie bietet für alle Beschauflungen mit Deckband Vorteile, also auch für solche, bei denen mehrere Schaufeln, z.
B. durch Schweissen starr miteinander verbunden sind, wobei dann nur die Trennstellen zwischen den einzelnen Schaufelpaketen entspre chende Verhängungen aufweisen bzw. die Schaufel pakete an diesen Stellen in der erfindungsgemässen Weise miteinander formschlüssig in Eingriff stehen.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Beschauflung mit Deckband für Turbinen oder Verdichter, bei der das Deckband aus einzelnen nicht starr miteinander verbundenen Deckplatten be steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Deckplatten (2) so miteinander formschlüssig in Eingriff stehen, dass sie gegen durch Biegebean spruchungen der Schaufeln (1) verursachte radiale Verschiebungen gesichert sind.UNTERANSPRÜCHE 1. Beschauflung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Deckplatten (2) einen Versatz (3, 4) aufweisen, durch dien jede Deckplatte mit der ihr benachbarten Deckplatte in Eingriff steht (Fig. 1). z. Beschauflung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (2) über an ihren Stirnseiten vorgesehene Verzahnungen mit ent sprechenden Verzahnungen -der benachbarten Deck platten in Eingriff stehen (Fig. 2).3. Beschauflung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (2) an ihren Stirnseiten Ausnehmungen für zwischen je zwei be nachbarte Deckplatten eingelegte Bolzen oder Keile (6) aufweisen, über die die Deckplatten miteinander in Eingriff stehen (Fig. 3). 4. Beschauflung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen oder Keile (6) an ihren Enden vernietet sind.5. Beschauflung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Tangens des Winkels a zwischen den gegenseitigen Berührungskanten (7, 8) der Deck platten (2) und einer diese Berührungskanten schnei denden, parallel zur Turbinen- oder Verdichterdreh- achse gelegten Geraden (9) grösser ist als der Rei bungskoeffizient zwischen den Berührungsflächen der Deckplatten (2).6. Beschauflung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen zwischen den Deckplatten (2) zur Verminderung der Reibung behandelt sind. 7. Beschauflung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (1) eine Biegevorspannung erhalten, durch die die miteinander in Eingriff stehenden, der gegen seitigen Abstützung gegen radiale Verschiebungen dienenden Flächen benachbarter Deckplatten (2) im Einbau- und Betriebszustand gegeneinander gedrückt werden.B. Beschauflung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (1) eine Torsionsvorspannung aufweisen, durch -die die miteinander in Eingriff stehenden Flächen benachbarter Deckplatten (2) im Einbau und Betriebszustand in Umfangsrichtung aneinander gedrückt werden.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DEB0063594 | 1961-08-10 |
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| CH398644A true CH398644A (de) | 1966-03-15 |
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|---|---|---|---|
| CH951062A CH398644A (de) | 1961-08-10 | 1962-08-10 | Beschauflung mit Deckband für Turbinen oder Verdichter |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT242717B (de) |
| CH (1) | CH398644A (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0654586A1 (de) * | 1993-11-19 | 1995-05-24 | United Technologies Corporation | Leitschaufelsegment |
| WO2006100256A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Alstom Technology Ltd | A diaphragm and blades for turbomachinery |
| US8974186B2 (en) | 2010-07-12 | 2015-03-10 | Man Diesel & Turbo Se | Coupling element segments for a rotor of a turbomachine |
-
1962
- 1962-08-08 AT AT643862A patent/AT242717B/de active
- 1962-08-10 CH CH951062A patent/CH398644A/de unknown
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT242717B (de) | 1965-10-11 |
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