DE1476755A1 - Gekuehlte Laufschaufel - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft . Daim 6970/4 Stuttgart-Untertürkheim 1 476755 8.6,1966 '

»Gekühlte Laufschaufel¹¹

Die Erfindung besieht sich, auf eine'gekühlte Li. ufachaufel insbesondere für Brennkraftturbinen,""bei der Kühlmittel an der Schaufelv/urzel in Kanäle des Schaufelinnenkörpers eintritt und durch öffnungen des SÖhaufelhemdes austritt, und bei der die Temperaturunterschiede an der Außenfläche des Schaufelhemdes durch eine dies© Temperaturverteilung berücksichtigende Anordnung und/oder Ausbildung der Austrittiiüffnun^en im Sehaufelhemd im -wesentlichen ausgeglichen ε i ad.

3ei bekannten Laufschaufeln dieser Art bestehen die "Schaufel— hemden'aus porösem Metallgewebe, auf das ein Zusatzwerk— stoi"::* aufgespritzt wird, um die Durchlässigkeit des Gewebes · für das Kühlmittel entsprechend der Temperaturverteilung an der Laufschaufel örtlich zu verändern. Derartige Laufschaufeln mit Metallgewebe verursachen hohe Materialkosten und sind schwierig herzustellen. Das Aufspritzen von Zusatzwerkstoff muß für jede einzelne Laufschaufel gesondert im individuellen · Versuch durchgeführt werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende, Aufgabe besteht darin, eine Laufschaufel der.eingangs genannten Art zu verbessern»

Zu diesem Zweck ist gemäß der Srfiiid.ung vorgesehen, daß das Schaufelhemd einen blechartigen Mantglkärper bildet, in den Querschnittsausnehmungen für den Austritt'des Kühlmittels sind. ' .

Eine mit den Merkmalen der Erfindung.Ausgeführte Laufschaufel v/eist erhebliehe Vorteile auf» .Die ^Tien Materialkosten für das Metallgewebe bei teekannten'liquit gijattfein sind eingespart» Die Herstellung des Sc^OLjreihe^||r^ *&.ttB^: einem blechartigen Mantel ist wesentlich billiger als die Herstellung aus einem leicht zerstörbaren Gewebe. Das aufwendige Aufspritzen von Zusatzmetall ist ebenfalls vermieden. Insbesondere können.

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die Austritts öffnungen für das Kühlmittel durch" die Erfindung wesentlich einfacher und rationeller in das Schaufelher;<d eingebracht ',/erden - beispielfj-zeise durch die Wirkung von Ladungsträger strahlen. Hierbei ist es möglich, insbesondere Elekxronenetrahlen nach einem gespeicherten Programm - entsprechend der einmal ermittelten Temperaturverteilung an der Laufschaufel - auf cien abgewickelten Ms.ntelkörper des Schaufelbleches einv/irken zu lass an. Hierdurch können die Herstellung "der Schaufelhemden automatisiert und der Zusammenbau der Laufschaufel wesentlich verbilligt werden.

Wie eine Laufschaufel mit den Merkmalen der Erfindting beispielsweise ausgeführt sein kann, ist im folgenden anhand .der Zeichnung näher erläuterte
In der Zeichnung bedeuten

• Fig. T eine Seitenansicht einer Laufschaufel,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Laufschaufel nach Linie II - II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Abwicklung des Schaufelhemdes aus Fig. 1 ο

Der Sehaufelinnenkörper 10 ist massiv und v/eist an seinem Umfang stegartige Rippen 11 auf, zwischen denen Kanäle 12 für das Kühlmittel verlaufen. Der Schaufelinnenkörper 10 iet von einem Schaufelhemd 13 umgeben, dessen blechartiger Mantelkörper an den Rippen 11 anliegt und mit diesen, beispielsweise durch Slektronenstrahl-Schv/eißung, fest verbunden ist» An dem einen Ende weist der Schaufelinnenkörper 10 einen Schaufelkopf 14 auf, an dem das Schaufelhemd 13 dichtend anliegt. Pas Schaufelhemd 13 ist mit der Seitanfläche 15 des Schaufelkopfes I4 ■ebenfalls mittels Blektronenstrahl-Sehweißurtg fest verbunden, so daß die Kühlmittelkanäle 12 gegen den Schaufelkopf I4 druckfest abgedichtet sind.

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•An seinem dem Schaufelkopf 14 abgewendeten Ende ragt der Schaufelinnenkörper 10 ein Stück aus dem Schaufelhemd 13 heraus und bildet auf diese Weise eine Schaufelwurzel 16 zur Befestigung der Laufschaufel an-ihrem zugehörigen Turbinenrotor. Wenn die Laufschaufel in den Turbinenrotor eingesetzt ist, bilden die wurzelseitigen Enden 17 der Kanäle 12 Eintrittööffnungen für das Kühlmittel.

FUr den Austritt des Kühlmittels aus der laufschaufel ist das Schaufelhemd 13 mit .Bohrungen versehen. Das in Fig. 3 in abgewickelter Form dargectelllu Schaufelherad 13 weist eine^mitt— leren, strichpunktiert umrieaenen Flächenbereich A auf, innerhalb dessen größere Durchtrittsbohrungen, beispielsweise mit 0,065 mm Durchmesser, in das Schaufelhemd eingebracht sind. Der Flächenbereich A kann eine Durchlässigkeit von 25 ^cß> aufweisen» d.h. 25 $ einer Flächeneinheit dicaec Bereiches sind freier Durchtrittsquerschnitt. Die Bohrungen selbst sind infolge des gewählten Zeichnungomaßstaoes für das gezeigte Ausführungsr beiapiel einer erfindungsgemäßen laufschaufel bei der zeichnerischen Darstellung ausgelassene

In Umfangsrichtung des Schaufelhemdes 13 grenzen an seinen Fläohenbereich A zwei Flächenbereiche B an, innerhalb welcher, mittlere Durchtrittsbohrungen» beispielsweise mit 0,050 mm Durchmesser, in das Sehaufelhemd eingebracht oind. Die Flächenbereiche B weisen dann beispielsweise eine Durchläspirlreit von 20 # auf» Auch die Durchtrittsbohrungen in diesen Bereichen des Schaufelhemdes 13 sind nicht gezeichnet.

In Richtung der Schaufelenden grenzen an den mittleren Flächenbereich A zwei Fläcnenbereiche C. und Cp" an, innerhalb derer das Sehaufelhemd ebenfalls mit mittleren Durchtrittsbohrungen verseilen ist. Auch oie Flächenbereiche O₁ und'Cp weisen · eine Durchlässigkeit von 20 # auf. Die zugehörigen Bohrungen sind rleichfalls nicht dargestellt.

Am nchaufelkopfseitigen Ende des Sehaufelhemdes 13 ist eine Randfläche K angedeutet, irit der das Sehaufelhemd 13 am Schaufei-

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kopf 14 angeschweißt und die von Querschnittsausnehmungen frei

Am wurzelseiti^en Ende des Schaufelhemdes 13 ist eine Randfläche W vorgesehen, die ebenfalls keine Durchtrittsöffnung en aufweist ο

Der Anordnung der Stege 11 am Schaufelinnenkörper 10 entsprechend sind im Schaufelhemd 13 die Randfl-".chen K und W verbindende Flächenstreifen S vorgesehen, die von der Einbringung von Durchtrittsöffnungen aus-enoiLmen sind,.

Die noch verbleibende Restfläche des Schaufelhemdes 13 ist mit kleineren Durchtritt^öffnungen, beispielsweise im Durchmesser von 0,040 iul, versehen. Diese Restfläche besitzt df-nn eine Durchlas s igke i t von 1 5 $<> Auch die kleineren Durchtrittsbohrungen siiiü nicht dt.r.; ©stellt·

Durch die besc-irie jene Verteilung von größeren, mittleren und kleineren Durchtrittsöffnungen an Schaufelheiad 13 treten an uie;\'er_£ keine unterschiedlichen Betriebstemperaturen ^;-uf, da der Kühlni-'stel-Durchi-i&üZ durch die an·^:>g.--.ebene Lochverteilung :;eniiU auf die erblich abzuführenden Wärr-iotengen abf-estiiir.it isto

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Claims (1)

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   Anspruch:

   Gekühlte Laufschaufel insbesondere für Brennkrsift- ._,» turbinen, bei der Kühlmittel an der Schaufelwurzel in Kanäle des Schaufelinnenkörpers eintritt und durch öffnungen des S'phaufelhemdes austritt, und bei der die Temperaturunterschiede an der Außenfläche des Schaufelhemdes durch eine diese Teraperaturverteilung berücksichtigende Anordnung und/oder Ausbildung der Austrittsöffnungen im Schaufelhemd im wesentlichen ausgeglichen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaiifelhemd einen blechartigen Mantelkörper bildet, in den Querschnittsausnehmungen für den Austritt des Kühlmittels eingebracht sind·

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