CH273201A - Bladed rotor of an axial flow machine. - Google Patents

Bladed rotor of an axial flow machine.

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CH273201A
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blade
metal plates
blades
plates
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Atkinson Joseph
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Atkinson Joseph
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/028Blade-carrying members, e.g. rotors the rotor disc being formed of sheet laminae
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/085Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor
    • F01D5/087Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor in the radial passages of the rotor disc

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Description

  

  Mit Schaufeln     versehener    Rotor einer     Axialatrömungamaschine.       Die Erfindung bezieht sich auf die Kon  struktion von mit Schaufeln versehenen Ro  toren für     Axialströmungsmaschinen,    wie z. B,  Turbinen und Kompressoren, bei welchen der  Schaufelträger aus wenigstens drei Metall  platten hergestellt ist, an denen die Schau  feln befestigt sind. Die Erfindung ist vor  allem von Bedeutung für     Gasturbinenrotoren,     die mit hohen Temperaturen arbeiten.

   Es war  tatsächlich beabsichtigt, die Erfordernisse sol  cher Turbinenrotoren zu befriedigen, obschon  aus einer Betrachtung der Einzelheiten her  vorgeht, dass die     Erfindung    auch bei Rotoren  für andere     Axialströmungsmaschinen    Vorteile  bieten.  



  Es ist übliche Praxis, den Rotor der be  schriebenen Art aus einer oder mehreren re  lativ massiven Scheiben oder Rädern herzu  stellen, von welchen höchstens zwei einen  Kranz von Schaufeln tragen und welche üb  licherweise aus einem Stück bestehende     Guss-          stücke    oder     Schmiedstücke    sind.

   Dieses Her  stellungsverfahren besitzt eine Anzahl Nach  teile, besonders im Fall von     Schmiedstücken,     infolge der Tatsache, dass ein aus einem Stück  bestehender Rotor im Einkaufspreis teuer ist  und dass ein örtlicher Riss oder Fehler den  ganzen Ausschuss des Elementes bedingt, viel  leicht erst, nachdem eine beträchtliche Aus  gabe bei vorhergehenden Bearbeitungsvorgän  gen gemacht wurde.     Rotorelemente    der üb  lichen Bauart aus einem Stück bedingen auch  teure Bearbeitungsverfahren, da jeder bear-         beitete    Teil aus dem Vollen bearbeitet werden  muss und sich daher nicht zur Massenherstel  lung eignet. In gleicher Weise eignen sie  sich infolge Bearbeitungsschwierigkeiten nicht.  leicht für die Anordnung von innern Küh  lungsdurchlässen.  



  Diese Schwierigkeiten können durch die  Benutzung einer Plattenkonstruktion für den  Schaufelträger gemildert werden.  



  Gemäss der Erfindung weist bei einem mit  Schaufeln versehenen Rotor für eine Axial  strömungsmaschine, z. B.     Axialgasturbine    oder  Kompressor, ein Schaufelträger wenigstens  drei Metallplatten auf, welche als Paket so  zusammengehalten werden, dass sie sich gegen  seitig abstützen und gemeinsam ein Dreh  moment übertragen können, während die  Schaufeln getrennt vom Schaufelträger her  gestellt sind und mittels Fussteilen in am Um  fang des Plattenpaketes vorgesehene Sitze ein  greifen.  



  Vorzugsweise weist ein Schaufelträger  mehr als drei Metallplatten auf. Die Schaufel  füsse können dabei in gewissen Fällen mit  allen Metallplatten zusammen verankert sein,  in andern Fällen können sie nur mit einer  Anzahl, jedoch nicht allen Metallplatten ver  ankert sein.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung sind Aus  führungsbeispiele des     Erfindungsgegenstandes     dargestellt.  



       Fig.1    ist eine Seitenansicht teilweise ge  schnitten einer einfachen     Ausführungsform         eines Schaufelträgers, der durch ein     lamellier-          tes    Paket gebildet ist.  



       Fig.    2 ist     eine    teilweise Stirnansicht des in       Fig.    1 dargestellten Schaufelträgers und zeigt.  zwei     Ausführungsformen    von axial sich er  streckenden     Schaufelfusssitzen.     



       Fig.    3 ist ein teilweiser Schnitt eines  Schaufelträgers mit einer in Lage befindli  chen Schaufel in einem     axial    sich erstrecken  den Sitz und zeigt eine Anordnung für die       Verhinderung    der axialen Verschiebung der  Schaufeln.  



       Fig.    4 und 5 sind ein Schnitt bzw. eine  Stirnansicht     eines        Schaufelträgers    mit einer  in einem axial sich erstreckenden Sitz ange  ordneten Schaufel, wobei jedoch eine alter  native Anordnung für die Verhinderung der  axialen Verschiebung der     Schaufeln    vorge  sehen ist.  



       Fig.    6 ist ein anderer Teilschnitt und ver  anschaulicht eine alternative Form der Schau  felfussanordnung.  



       Fig.    7 ist ein Detailschnitt einer möglichen  Art der     Befestigung    eines Ausgleichsgewich  tes an einem Schaufelträger.  



       Fig.        8a,    b und c sind ein Grundriss, eine  Ansicht und ein Querschnitt nach Linie     C-C     einer     Ausführungsform    einer hohlen Metall  blechschaufel, welche für die Anwendung bei  einem Rotor gemäss der Erfindung geeignet  ist, während     Fig.        8cl    und e einen Füllblock für  den Gebrauch beim Befestigen einer solchen  Schaufel veranschaulichen.  



       Fig.    9 und 10 sind ein teilweiser Schnitt  und eine Stirnansicht eines Schaufelträgers,  welcher Kühldurchlässe besitzt, mit Eintritt  zu den Durchlässen von der Stirnseite des  Schaufelträgers.  



       Fig.11a,    b und c stellen alternative Aus  führungen für die Bildung innerer Kühl  durchlässe in einem     Schaiüelträger    dar.  



       Fig.    12 ist eine Stirnansicht eines Rotors  und gibt drei alternative Arten der Anord  nung der Kühldurchlässe bei den in     Fig.    11  gezeigten Formen an.  



       Fig.    13 ist eine Seitenansicht mit     teilwei-          sem-Schnitt    einer Anordnung für die Zufüh-         rung    von Kühlluft von der Nabe eines sol  chen Rotors.  



       Fig.14    und 15 sind Detailansichten von  alternativen Formen der     Schaufelfussanörd-          nung,    welche benutzt werden können, und       Fig.    16 veranschaulicht die Anwendung  der Erfindung bei einem     1VIehrstufenrotor.     Bei der Ausführungsform der Erfindung  nach     Fig.1,    welche einen Turbinenrotor zeigt,  der für den Gebrauch bei einer hoch bean  spruchten     Verbrennungsturbinen-Anordnung     geeignet ist, ist der     Laufschaufelträger    durch  ein Paket von     Metallblechplatten    1 gebildet,

    die durch Bolzen 2 zwischen dem Flansch     3a     einer Welle 3 und einer Platte 3b     festgeklemmt     sind, wobei die Bolzen 2 durch alle Platten  hindurchgehen, so dass jede Platte radial re  lativ zu den andern im Betrieb festgelegt ist.

    Vorteilhaft sind die Platten Feinbleche, das  heisst Bleche unter 5 mm Dicke, einer warm  festen Legierung, deren Zugfestigkeit durch  ein kaltes Walzverfahren verbessert ist, wobei  eine geeignete Legierung für diesen Zweck  eine     austenitische    Stahllegierung ist, die     an-          nähernd        18        %        Chrom        und    8     %        Nickel        enthält     und mit Titan stabilisiert ist.  



  Die Schaufelfüsse 4 sind in am Umfang  des Scheibenpaketes vorgesehenen Sitzen ver  ankert; z. B. kann, wie in     Fig.    2 und 3 dar  gestellt ist, ein Fuss 4 von     tannenbaumartiger     Bauart vorhanden sein, welcher gewöhnlich  bei     Verbrennimgsgasturbinen    benutzt wird, wo  bei diese Bauart des Fusses und sein Sitz da  durch     gekennzeichnet    sind, dass sie in radialer       Einwärtsrichtung    zulaufen und ihre Seiten  wände     sägezahnartig    ausgebildet sind. Diese  Form der Schaufelanordnung hat sich als  sehr zufriedenstellend in     Zusammenhang    mit  Schaufelträgern aus einem Stück herausge  stellt; die Anwendung von Blechmaterial führt.

    selbst zur Konstruktion eines geeigneten Sit  zes dafür durch einfache     Stanzvorgänge    an  Stelle des üblichen     Fräsens,        Räumens    und       Bohrens    aus dem Vollen, obschon Bohren noch  immer als Endbearbeitung benutzt werden  kann.

   Bei dieser Konstruktion kann eine  axiale Verschiebung der Schaufeln nach dem  Zusammenbau entweder durch Stauchen der      Stirnseiten der Schaufelfüsse oder (siehe       Fig.    3) durch Anordnung äusserer Platten 5,  welche nicht genutet sind und sich somit quer  über die Enden der     Schaufelfussstirnflächen     erstrecken, oder auch (siehe     Fig.    4     und    5)  durch Verschiebung einer genuteten Platte 6  in Umfangsrichtung relativ zu den verbleiben  den Platten 1 verhindert werden, so dass sie  in eine Nut im Schaufelfuss eintritt.  



  An Stelle der     Tannenbaumbauart    der       Schaufelfussbefestigung    können die Seiten  eines Fusses und Sitzes halbkreisförmige axiale  Nuten haben, wie es in bezug auf den Fuss 7  in     Fig.    2 angegeben ist, bei welcher die Schau  fel gegen radiale Verschiebung durch Stifte 8  festgehalten ist, welche in die so gebildeten  Löcher passen und gegen axiale Verschie  bung durch Stauchen der Stifte 8 festgehal  ten ist.  



  Es ist zu beachten, dass bei jeder der so  eben beschriebenen Konstruktionen die     Zentri-          fugalbelastung    infolge der Schaufeln über alle  Platten verteilt wird.  



  Als eine Alternative zu der     axial    sich er  streckenden Fussbefestigung können benach  barte Platten 1 von verschiedenen radialen  Abmessungen sein, wie es in     Fig.    6 dargestellt  ist, so dass sie Umfangskanäle am Rand des  Rotors bilden; die Schaufelfüsse besitzen Zun  gen 9, welche in der     Umfangsrichtung    liegen,  wobei die Schaufeln durch Stifte oder Zapfen  10 in Lage gehalten sind, welche durch aus  gerichtete Löcher in den Zungen 9 und Plat  ten 1 hindurchgehen und für axiales     Fest-          halten    gestaucht sind. Bei dieser     Anordnung     sind die Befestigungsstifte 10 an verschie  denen Stellen ihrer Länge auf Abscheren be  ansprucht.

   Bei dieser gezeigten Anordnung  nehmen die Platten von kleinerem Radius  an ihren     Umfängen    die radiale Belastung  nicht auf; aber sie können befähigt werden,  dies dadurch zu tun, dass die Platten zusam  mengenietet oder auf andere Weise miteinan  der verbunden werden.

   Alternativ können die  Platten von kleinerem Durchmesser     unbean-          sprucht    gelassen werden, in welchem Falle sie  nur     als    Abstandsglieder wirken und aus min  derwertigerem Material als die grösseren Plat-         ten    hergestellt sein     können.    Es können natür  lich mehrere der letzteren auch aus mehreren       Feinblechen.        zusammengesetzt    sein, wie es auf  der rechten Seite der Figur gezeigt ist.  



  Um die Schaufeln und nötigenfalls den  Schaufelträger selbst zu     kühlen,    kann der  letztere in der in     Fig.    9 bis 13 angegebenen  Weise mit innern Kühldurchlässen 11 verse  hen sein. In.     Fig.    9 und 10 sind     aufeinander-          folgende    Platten 1 mit Löchern in solcher  Weise versehen, dass die Löcher in aufeinan  derfolgenden Platten einander überlappen  und zusammen     kontinuerliche    Durchlässe 11  bilden, die sich von einer radial     innern    Stelle  des Schaufelträgers zu den     Schaufelfusssitzen     erstrecken.

   Es ist zu beachten, dass bei diesem  Beispiel die Durchlässe 11 bis zur Innenseite  der einen äussersten Platte reichen, und die  äusserste Platte ist an dieser Stelle defor  miert, um eine Lippe 12 vorzusehen, welche  als Schaufel für das Eintreten von Luft in  die     Durchlässe    wirkt. Die     Durchbrechungen     können so vorgesehen werden, dass keine Platte       unzulässig    geschwächt wird und es     dennoch     möglich ist, eine Verteilung von Kühldurch  lässen     zu    erhalten, die zu jedem     Schaufelfuss     führen.  



  Bei der alternativ vorgeschlagenen Kühl  anordnung nach     Fig.11    bis 13 wird vorge  schlagen,     einzelne    Platten 1 so zu deformie  ren, dass ein Abstand zwischen diesen an ge  wünschten Stellen erzeugt wird. Zum Beispiel  haben, wie es in     Fig.11a    veranschaulicht ist,  aufeinanderfolgende Platten     ineinandergrei-          fende,    darin gebildete Nuten und Rippen 13  welche einen Abstand zwischen benachbarten  Platten ergeben, während nach     Fig.11b    nur  Rippen 14     verwendet    werden und nach       Fig.    11c abwechselnd ebene     und    gewellte Plat  ten 1 bzw. 15 vorgesehen sind.

   Die Deforma  tionen der verschiedenen vorgeschlagenen Ar  ten können. auf irgendeine der drei in     Fig.12     angegebenen Arten angeordnet sein, das heisst  radial wie bei 16, ringförmig wie bei 17 oder  spiralförmig wie bei 18, so dass kontinuierliche  Durchlässe von irgendeiner radial innern  Stelle des Schaufelträgers bis zum Umfang  entstehen. Bei dem in     Fig.12        und    13 darge-      stellten Beispiel ist angenommen, dass die  Luft von einer Hohlwelle 3 (Fug. 13) durch  Kanäle zugeführt     wird,    die mit einem     Ring-          hohlraiun    19 in der Mitte des Rotors in Ver  bindung stehen.  



  Eine Plattenkonstruktion des     Sehaufelträ-          gcrelementes    in Übereinstimmung mit der Er  findung, besonders     ein    solcher mit Kühldurch  lässen, wie in     Fig.    9 bis 13, kann vorteilhaft  mit     einer    hohlen     Metallblechschaufel    kombi  niert     sein,    von welcher ein Beispiel in     Fig.    8  dargestellt ist, bei der ein Fuss 33 von gewell  ter Form verwendet wird, welcher in einem  entsprechend geformten Sitz durch das Ein  setzen eines     innern        Füllkörpers    34 festgehal  ten     wird.    Der letztere besitzt Durchlässe 35,

    um Kühlluft, welche aus dem Schaufelträger  austritt, in den     Schaufelkörper    36 zu leiten,  der an seiner     Hinterkante    und radialem äu  ssern Ende offen ist, damit die Kühlluft in  die     Arbeitsfluidumströmung    entweichen kann.  



  Eine Konstruktion für die     Befestigung    von       Rotorausgleichsgewichten,    welche von den  Eigenschaften der     Lamellenkonstruktion    ent  sprechend der Erfindung Gebrauch macht, ist  in     Fig.    7 dargestellt, bei der das Gewicht die  Form eines mit Kopf versehenen Zapfens 31  hat, der in Löcher     nufeinanderfolgender     Platten 1     eingepasst    und dadurch festgehalten  wird, dass ein Kopf 32,     wie    gezeigt, von den  Platten umgeben ist.

   Es können einige dieser  Zapfen 31 ringförmig auf dem Schaufelträger  verteilt angeordnet sein, und zwecks Erleich  terung des     Auswuchtens    kann jeder durch  bohrt     sein,    um     Stiftschrauben,    wie     31c,    von  verschiedenen Gewichten aufzunehmen oder  um andere     Formzen    des Ausgleichsgewichtes       aufzunehmen.        Ein    Ausgleich der Umbalance  kann auch durch die     Anordnung    eines     Buk-          kels    37 (Fug. 3) erhalten werden, in welchem  Material abgelagert werden kann.  



  Die Erfindung kann auch bei der     Kon-          str.iktion    von Rotoren für     Mehrstufenmaschi-          nen    angewendet werden. Bei dem in     Fig.16     dargestellten Beispiel werden Plattenpakete  29 nur für diejenigen     Teile    des Rotors benützt,  welche tatsächlich die Schaufeln tragen; diese  Pakete 29 sind durch Distanzscheiben 30 von-    einander getrennt. Die Pakete 29 können na  türlich von irgendeiner der beschriebenen Aus  führungsformen sein.  



  Bei irgendeinem der vorstehend beschrie  benen Fälle, bei welchem axial verlaufende  Schaufelsitze verwendet werden, könnte der  Sitz in der in     Fig.14    angedeuteten Weise  schraubenlinienförmig verlaufen, wobei diese  Ausbildung ganz einfach durch relative Um  fangsverschiebung von     benachbarten    Platten 1  und nötigenfalls Bearbeitung der     innern     Flächen der Sitze erreicht wird, um die klei  nen so erzeugten Stufen zu beseitigen. Eine  weitere alternative Ausführungsform des Sit  zes ist in     Fig.    15 dargestellt und ist von       Schwalbenschwanzform,    welche sich durch Be  arbeitung von Vertiefungen 37 in aufeinan  derfolgende Platten 1 ergibt.  



  Wenn sich eine Schwierigkeit bei der Er  reichung von     annehmbaren    genauen Grenzen  für die axiale Abmessung eines Schaufelträ  gers mit einer Plattenkonstruktion entspre  chend der Erfindung ohne Zuflucht zu be  sonderer Bearbeitung der Oberfläche der ein  zelnen Platten ergeben sollte, so kann einer  solchen Schwierigkeit dadurch begegnet wer  den, dass Platten von verschiedener normali  sierter Dicke benutzt werden, wie es in     Fig.    6  veranschaulicht ist, so dass durch passende  Kombinationen von Platten die richtige Dicke  erhalten werden kann.



  Blade rotor of an axial flow machine. The invention relates to the construction of bladed Ro gates for axial flow machines such. B, turbines and compressors, in which the blade carrier is made of at least three metal plates on which the blades are attached. The invention is of particular importance for gas turbine rotors that operate at high temperatures.

   It was actually intended to meet the requirements of such turbine rotors, although from a consideration of the details it can be seen that the invention also offers advantages in rotors for other axial flow machines.



  It is common practice to make the rotor of the type described from one or more relatively massive disks or wheels, of which at most two carry a ring of blades and which are usually castings or forgings consisting of one piece.

   This manufacturing method has a number of disadvantages, especially in the case of forgings, due to the fact that a one-piece rotor is expensive to purchase and that a local crack or failure causes the entire scrap of the element, perhaps only after a Considerable expenditure was made in previous machining operations. Rotor elements of the customary design made from one piece also require expensive machining processes, since every machined part has to be machined from the solid and is therefore not suitable for mass production. In the same way, they are unsuitable due to processing difficulties. easy for the arrangement of internal cooling passages.



  These difficulties can be alleviated by using a plate construction for the blade carrier.



  According to the invention, in a rotor provided with blades for an axial flow machine, for. B. axial gas turbine or compressor, a blade carrier on at least three metal plates, which are held together as a package so that they support each other and can transmit a torque together, while the blades are made separately from the blade carrier and by means of foot parts in the order the plate pack provided seats engage.



  A blade carrier preferably has more than three metal plates. The shovel feet can in certain cases be anchored together with all metal plates, in other cases they can only be anchored with a number, but not all metal plates.



  In the accompanying drawings, exemplary embodiments of the subject invention are shown.



       FIG. 1 is a side view, partly in section, of a simple embodiment of a blade carrier which is formed by a laminated package.



       FIG. 2 is a partial end view of the vane carrier illustrated in FIG. 1 and shows. two embodiments of axially he stretching blade root seats.



       Fig. 3 is a partial sectional view of a blade carrier with a blade in a position located in an axially extending seat and shows an arrangement for preventing the axial displacement of the blades.



       Fig. 4 and 5 are a section and an end view of a blade carrier with a blade arranged in an axially extending seat, but an alternative native arrangement for preventing the axial displacement of the blades is easily seen.



       Fig. 6 is another partial section and illustrates an alternative form of the blade foot assembly ver.



       Fig. 7 is a detailed section of one possible way of attaching a compensating weight to a blade carrier.



       8a, b and c are a plan view, a view and a cross section along line CC of an embodiment of a hollow metal sheet blade which is suitable for use in a rotor according to the invention, while FIGS. 8cl and e show a filling block for use illustrate when attaching such a shovel.



       Figures 9 and 10 are a partial section and an end view of a vane carrier having cooling passages with entry to the passages from the face of the vane carrier.



       Fig. 11a, b and c represent alternative designs for the formation of internal cooling passages in a Schaiüelträger.



       FIG. 12 is an end view of a rotor and indicates three alternative ways of arranging the cooling passages in the shapes shown in FIG.



       Fig. 13 is a side view, in partial section, of an arrangement for the supply of cooling air from the hub of such a rotor.



       14 and 15 are detailed views of alternative forms of blade root configuration which may be used, and FIG. 16 illustrates the application of the invention to a 1V multi-stage rotor. In the embodiment of the invention according to FIG. 1, which shows a turbine rotor which is suitable for use in a highly stressed combustion turbine arrangement, the rotor blade carrier is formed by a package of sheet metal plates 1,

    which are clamped by bolts 2 between the flange 3a of a shaft 3 and a plate 3b, the bolts 2 passing through all the plates, so that each plate is fixed radially relative to the others in operation.

    Advantageously, the plates are thin sheets, i.e. sheets less than 5 mm thick, a heat-resistant alloy whose tensile strength is improved by a cold rolling process, a suitable alloy for this purpose being an austenitic steel alloy that contains approximately 18% chromium and 8% Contains nickel and is stabilized with titanium.



  The blade roots 4 are ver anchored in seats provided on the circumference of the disk package; z. B. can, as is shown in Fig. 2 and 3, a foot 4 of the fir tree-like design be present, which is usually used in combustion gas turbines, where this type of foot and its seat are characterized in that they are in the radial inward direction run up and their side walls are designed like a sawtooth. This form of the vane arrangement has proven to be very satisfactory in connection with vane carriers in one piece; the application of sheet metal leads.

    even for the construction of a suitable seat for this purpose by means of simple punching processes instead of the usual milling, broaching and drilling from the solid, although drilling can still be used as a finishing process.

   With this construction, the blades can be axially displaced after assembly either by upsetting the end faces of the blade roots or (see Fig. 3) by arranging outer plates 5 which are not grooved and thus extend across the ends of the blade root end faces, or ( see Fig. 4 and 5) can be prevented by displacement of a grooved plate 6 in the circumferential direction relative to the remaining plates 1, so that it enters a groove in the blade root.



  Instead of the fir tree construction of the blade root attachment, the sides of a foot and seat can have semicircular axial grooves, as is indicated with respect to the foot 7 in Fig. 2, in which the blade is held against radial displacement by pins 8, which in the holes formed in this way fit and against axial displacement environment by upsetting the pins 8 is held th is.



  It should be noted that in each of the constructions just described, the centrifugal load due to the blades is distributed over all plates.



  As an alternative to the axially stretching foot attachment, adjacent plates 1 can be of different radial dimensions, as shown in Figure 6, so that they form peripheral channels on the edge of the rotor; the blade roots have tongues 9 which lie in the circumferential direction, the blades being held in position by pins or pins 10 which pass through aligned holes in the tongues 9 and plates 1 and are compressed for axial retention. In this arrangement, the fastening pins 10 are claimed at various points where their length on shearing be.

   In this arrangement shown, the plates of smaller radius do not take up the radial load at their peripheries; but they can be enabled to do so by riveting the panels together or otherwise joining them together.

   Alternatively, the smaller diameter plates can be left unstressed, in which case they only act as spacers and can be made of lower quality material than the larger plates. Of course, several of the latter can also be made from several thin sheets. be composed as shown on the right side of the figure.



  In order to cool the blades and, if necessary, the blade carrier itself, the latter can be hen in the manner indicated in FIGS. 9 to 13 with internal cooling passages 11. In. 9 and 10, successive plates 1 are provided with holes in such a way that the holes in successive plates overlap and together form continuous passages 11 which extend from a radially inner point of the blade carrier to the blade root seats.

   It should be noted that in this example the passages 11 extend to the inside of the one outermost plate, and the outermost plate is deformed at this point in order to provide a lip 12 which acts as a scoop for the entry of air into the passages . The openings can be provided in such a way that no plate is inadmissibly weakened and it is still possible to obtain a distribution of cooling passages that lead to each blade root.



  In the alternative proposed cooling arrangement according to FIGS. 11 to 13, it is proposed to deform individual plates 1 in such a way that a distance between them is created at the desired locations. For example, as illustrated in FIG. 11a, successive plates have interlocking grooves and ribs 13 formed therein which result in a spacing between adjacent plates, while according to FIG. 11b only ribs 14 are used and according to FIG. 11c alternately flat ones and corrugated Plat th 1 and 15 are provided.

   The deformations of the various proposed types can th. be arranged in any of the three ways indicated in Figure 12, i.e. radially as at 16, annular as at 17 or spiral as at 18, so that continuous passages are created from any radially inner point of the vane carrier to the circumference. In the example shown in FIGS. 12 and 13, it is assumed that the air is supplied from a hollow shaft 3 (joint 13) through channels which are connected to an annular hollow space 19 in the center of the rotor.



  A plate construction of the saw blade carrier element in accordance with the invention, especially one with cooling passages, as in FIGS. 9 to 13, can advantageously be combined with a hollow sheet metal blade, an example of which is shown in FIG a foot 33 of corrugated ter shape is used, which is set in a correspondingly shaped seat by an inner filler 34 th is fixed. The latter has passages 35,

    in order to guide cooling air that emerges from the blade carrier into the blade body 36, which is open at its rear edge and radial outer end, so that the cooling air can escape into the working fluid flow around it.



  A construction for the attachment of rotor balance weights, which makes use of the properties of the lamellar construction accordingly of the invention, is shown in Fig. 7, in which the weight has the form of a headed pin 31 which fits into holes in successive plates 1 and retained by a head 32 surrounded by the disks as shown.

   Some of these pins 31 can be arranged in a ring shape on the blade carrier, and for the purpose of facilitating balancing, each can be drilled through to receive studs, such as 31c, of various weights or to receive other forms of the counterweight. The imbalance can also be compensated for by arranging a bucket 37 (Fig. 3) in which material can be deposited.



  The invention can also be used in the construction of rotors for multi-stage machines. In the example shown in FIG. 16, plate packs 29 are only used for those parts of the rotor which actually carry the blades; these packets 29 are separated from one another by spacers 30. The packets 29 can of course be of any of the described embodiments.



  In any of the above-described enclosed cases in which axially extending blade seats are used, the seat could extend helically in the manner indicated in Fig. 14, this formation simply by relative circumferential displacement of adjacent plates 1 and, if necessary, machining the inner surfaces of the Seats is achieved to eliminate the small steps so created. Another alternative embodiment of the Sit zes is shown in Fig. 15 and is of dovetail shape, which results from Be processing of depressions 37 in successive plates 1.



  If there is a difficulty in achieving acceptable precise limits for the axial dimension of a Schaufelträ gers with a plate structure according to the invention without resorting to special machining of the surface of the individual plates, such a difficulty can thereby be met that plates of different normalized thicknesses are used, as illustrated in Fig. 6, so that the correct thickness can be obtained by suitable combinations of plates.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Mit Schaufeln versehener Rotor für eine Axialströmungsmaschine, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Schaufelträger wenigstens drei Metallplatten aufweist, welche als Paket so zusammengehalten werden, dass sie sich gegenseitig abstützen und gemeinsam ein Drehmoment übertragen können, und dass die Schaufeln getrennt vom Schaufelträger her gestellt sind und mittels Fussteilen in am Um fang des Plattenpaketes vorgesehene Sitze ein greifen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Claim: rotor provided with blades for an axial flow machine, characterized in that a blade carrier has at least three metal plates, which are held together as a package so that they can support each other and jointly transmit a torque, and that the blades are made separately from the blade carrier are and by means of foot parts in the order of the plate package provided seats engage. SUBCLAIMS: 1. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaufelträger mehr als drei Metallplatten aufweist, wobei die Schaufeln mittels der Pussteile mit allen Me tallplatten zusammen verankert sind. 2. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln. mittels der Fussteile mit einer Anzahl, jedoch nicht allen Metallplatten verankert sind. 3. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Me tallplatten aus Feinblechen bestehen. Rotor according to patent claim, characterized in that a blade carrier has more than three metal plates, the blades being anchored together with all metal plates by means of the support parts. 2. Rotor according to claim, characterized in that the blades. are anchored by means of the foot parts with a number, but not all, of metal plates. 3. Rotor according to claim, characterized in that at least some of the Me tallplatten consist of thin sheets. .1. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten als Paket zwischen Klemmorganen zusammenge halten sind, die durch Spannmittel miteinan der verbunden sind, welche durch die Platten des Paketes hindurchgehen und auch im Be trieb dazu dienen, eine relative radiale Fest legung zu bewirken. 5. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten des Schaufelträgers gleiche Formen haben und am Umfang Schaufelfusssitze besitzen, die sich axial durch aufeinanderfolgende Plat ten erstrecken und axial sich erstreckende Nuten aufweisen, in welche Halteglieder ein greifen, die den Schaufelfüssen zugeordnet sind und so wirken, dass sie einer radialen Verschiebung derselben widerstehen. 6. .1. Rotor according to claim, characterized in that the metal plates are held together as a package between clamping members which are connected to each other by clamping means which pass through the plates of the package and also serve to effect a relative radial fixation during operation. 5. Rotor according to claim, characterized in that the metal plates of the blade carrier have the same shapes and have blade root seats on the circumference, which extend axially through successive Plat th and axially extending grooves into which holding members engage, which are assigned to the blade roots and act to resist radial displacement thereof. 6th Rotor nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelfusssitze und die Schaufelfüsse eine Vielzahl von axial sich erstreckenden, komplementär ausgebilde- ten Sägezähnen an ihren Seitenwänden auf weisen. 7. Rotor nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schauielfusssitze und die Schaufelfüsse axial sich erstreckende Nuten aufweisen, welche zusammen ein Loch bilden, in welches ein Haltestift eingesetzt ist. B. Rotor according to dependent claim 5, characterized in that the blade root seats and the blade roots have a plurality of axially extending, complementarily designed saw teeth on their side walls. 7. Rotor according to dependent claim 5, characterized in that the Schauielfusssitze and the blade roots have axially extending grooves which together form a hole into which a retaining pin is inserted. B. Rotor nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Metall platte so angeordnet ist, dass sie eine Axial bewegung der Schaufeln in ihren 'Sitzen ver hindert. 9. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung sich erstreckende Kanäle durch Zwischenräume zwischen den Umfangsteilen von axial ge trennten Metallplatten gebildet sind, und dass die Schaufelfüsse in Umfangsrichtung des Schaufelträgers sich erstreckende Zungen be sitzen, die in die Zwischenräume passen und in denselben befestigt sind. 10. Rotor according to dependent claim 5, characterized in that at least one metal plate is arranged so that it prevents axial movement of the blades in their seats. 9. A rotor according to claim, characterized in that circumferentially extending channels are formed by gaps between the circumferential parts of axially ge separated metal plates, and that the blade roots sit in the circumferential direction of the blade carrier extending tongues that fit into the gaps and in the same are attached. 10. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Plattenpaket durch Zwischenräume zwischen Scheiben Durch gänge gebildet sind, die Kanäle für das Hin durchströmen von Kühlmittel durch das Pa ket bilden. 11. Rotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus einer warmfesten, austenitisehen Stahllegierung be stehen, die annähernd 18 % Chrom und 8 1/o Nickel enthält und mit Titan stabilisiert ist. Rotor according to patent claim, characterized in that passages are formed in the plate package by spaces between disks, which passages form channels for coolant to flow through the package. 11. A rotor according to claim, characterized in that the plates are made of a heat-resistant, austenitic steel alloy which contains approximately 18% chromium and 8 1 / o nickel and is stabilized with titanium.
CH273201D 1945-11-30 1946-11-30 Bladed rotor of an axial flow machine. CH273201A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE926397C (en) * 1952-09-25 1955-04-18 Ernst Heinkel Dr Dr Hollow blade, preferably for axially flowed turbines
DE1245218B (en) * 1963-05-15 1967-07-20 Hitachi Ltd Gas turbine rotor
WO1998015716A1 (en) * 1996-10-07 1998-04-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Turbine inter-disk cavity cooling air compressor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE926397C (en) * 1952-09-25 1955-04-18 Ernst Heinkel Dr Dr Hollow blade, preferably for axially flowed turbines
DE1245218B (en) * 1963-05-15 1967-07-20 Hitachi Ltd Gas turbine rotor
WO1998015716A1 (en) * 1996-10-07 1998-04-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Turbine inter-disk cavity cooling air compressor

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