DE3743253A1 - Axial durchstroemtes laufschaufelgitter fuer verdichter oder turbinen - Google Patents
Axial durchstroemtes laufschaufelgitter fuer verdichter oder turbinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein axial durchströmtes
Laufschaufelgitter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Laufschaufelgitter nach der eingangs genannten Art haben
sich in der Praxis bewährt, und zwar im Hinblick auf die
Beherrschung der bei verhältnismäßig hohen Drehzahlen und
Fliehkräften zu erwartenden periphären Kraft- und Spannungs
beanspruchungen am Rotor sowie im Hinblick auf die Erziel
barkeit eines vergleichsweise geringen Radscheibengewichts.
Bei Verdichter- oder Turbinenschaufelkonzepten bzw. -gittern
der genannten Art ist es schwierig, eine in Axialrichtung
wirksame Fixierung der Schaufeln am Rotor bzw. an der Scheibe
ohne vergleichsweise großen Montage- und Bauaufwand erzielen
zu wollen.
Es ist beispielsweise bekannt, unten an den betreffenden
Füßen der Laufschaufeln sogenannte "Nasen" anzuordnen, die
Axialanschläge an den betreffenden Scheibengegenflächen
des Rotors ausbilden sollen. Nachteile dieses bekannten Kon
zepts sind u.a. der Herstellungs- und Bearbeitungsaufwand
der betreffenden Schaufelfußpartien.
Z.B. bei örltich luftgekühlten Rotoren von Verdichtern für
Gasturbinentriebwerke kann die zum bekannten Konzept erwähnte
Nasenkantenausbildung zu örtlich vergleichsweise hohen Luft
reibungen, und damit Bauteiltemperaturerhöhungen führen, die
den eigentlichen Vorteil der Luftkühlung weitestgehend wieder
zu Nichte machen.
Der zum bekannten Konzept erwähnte Nachteil einer örtlich
erhöhten Luftreibung wäre auch einem anderweitig schon gemach
ten Vorschlag zu eigen, der zur axialen Sicherung von Lauf
schaufeln nach der eingangs genannten Art stirnseitig an den
betreffenden Schaufelfüßen nasenartige Haken vorsieht, die in
einen Draht oder in ein Ringblech eingreifen sollen, der bzw.
das seinerseits wieder in spezieller Weise am Rotor gegen
Verdrehung gesichert werden muß. Bau- und Montageaufwand auch
dieses Sicherungsvorschlages sind vergleichsweise hoch zu
veranschlagen.
Es ist ferner aus der FR-PS 12 07 772 bekannt, am vorderen
stirnseitigen Ende einer Turbinenradscheibe eine mitrotierende
Deckscheibe vorzusehen. Die Deckscheibe soll dabei zusammen
mit der stirnseitigen Radscheibenoberfläche eine Kühlluftkammer
einschließen, die von geeigneter Stelle des Turbinenrotors
aus mittels aus dem Verdichter des Triebwerks entnommener
Kühlluft beaufschlagt ist. Über die genannte Kühlluftkammer
soll die Kühlluft an der Radscheibe entlangströmen und dann
über entsprechende Kühlmittelleitungen in der Radscheibe sowie
an bzw. in den Schaufelfüßen den zu kühlenden Laufschaufeln
zugeführt werden.
Werden nun dem bekannten Fall gemäß der FR-PS die schon er
wähnte axialen Sicherungsmittel der Laufschaufeln u.a. in
Form von sogenannten "Nasen" bzw. "nasenartigen Haken" zugrun
de gelegt, so wäre dabei mit unerwünschten Querschnittsver
engungen für die schaufelfußartige Kühlluftzufuhr in die
Laufschaufeln zu rechnen.
Um in Verbindung mit gekühlten Turbinenlaufschaufelkonzepten,
wie sie aus der FR-PS 12 07 772 bekannt sind, also Lösungen,
die z.B. eine an der vorderen Seite einer Radscheibe befind
liche Deckscheibe für die Kühlmittelführung vorsehen, zugleich
eine axiale Fixierung der Schaufeln in einer Richtung am Rotor
zu erhalten, wurde ferner schon vorgeschlagen, am stromabwärti
gen Ende der jeweiligen Fußplatten in Umfangsrichtung verlau
fende Blechstreifen vorzusehen, die sowohl an der Radscheibe
gegen Verdrehung zu sichern sind und die mit ihrem äußeren
Ende in geeigneter Weise mit den Fußplatteninnenflächen ver
hakt werden müssen. Derartige Streifen oder Platten führen zu
Gewichtserhöhungen und damit zu einer zusätzlichen Belastung
der Radscheibe nebst Schaufeln. Erhöhter Fertigungs- und Mon
tageaufwand sind andere Nachteile derartiger scheibenartiger
oder plattenförmiger Sicherungsmittel.
Ein weiterer Nachteil des zuletzt genannten Vorschlags bezüg
lich der axialen Sicherung der Schaufeln an der Radscheibe
wird darin gesehen, daß verhältnismäßig große Bauteiltoleranzen
zu erwarten sind. Es besteht also die Gefahr, daß Bauteilstufen
zwischen den Schaufelfüßen und den benachbarten Scheibenhöckern
vom oberen stirnseitigen Ende der Deckscheibe für die Kühl
mittelführung überbrückt werden müssen. Hieraus können zusätz
liche Abdichtungsprobleme erwachsen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufschaufel
gitter nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die
Laufschaufeln auf verhältnismäßig einfache Weise in einer
Richtung an einer Radscheibe axial gesichert sind.
Die gestellte Aufgabe ist mit den Merkmalen des Kennzeich
nungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.
Es ergibt sich eine vergleichsweise einfache Montage der Lauf
schaufeln an der Radscheibe, d.h. die Schaufeln brauchen nur
auf die Scheibe geschoben zu werden, ohne jegliche anderweiti
ge Sicherungsvorkehrungen, die mit einem hohen Arbeits- und
Bauteilaufwand verknüpft wären, vornehmen zu müssen.
Im Rahmen der angegebenen Lösung ist es ferner vorteilhaft,
daß keine zusätzlich vorstehenden Teile wie Nasenkanten, Ringe,
Bandagen, Drähte oder dergleichen benötigt werden, die im
praktischen Betrieb den Luftwiderstand erhöhen und damit
wiederum zu Leistungseinbußen führen könnten.
Das betreffende Längenmaß der jeweiligen Schaufelfüße läßt
sich dabei ganz genau dem entsprechenden Längenmaß der
Axialnuten bzw. Aussparungen in der Radscheibe zuordnen. Auf
diese Weise lassen sich insbesondere in Verbindung mit einer
stirnseitig an der Radscheibe zur Kühlluftführung vorgesehenen
Deckscheibe die eingangs genannten Stufen praktisch verhindern.
In Verbindung mit der Kühlluftzufuhr in die Schaufeln wird
also eine optimale Abdichtung zwischen der stirnseitigen
Deckplatte und der betreffenden Scheibengegenfläche erzielt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, daß
weder genaue Bearbeitung der Fußwurzel der betreffenden
Schaufeln noch eine Nachbearbeitung der Scheibe behindert
wird, da an der Scheibe weder umlaufende Nuten noch Halte
nasen notwendig werden.
Ferner ist es vorteilhaft, daß in keinem Fall eine Kühlluft
zufuhr von unten durch die betreffenden Füße der Laufschau
feln behindert wird. Zusammen mit einer oder zwei Deckscheiben
ist somit die Kühlluftzufuhr zu den Turbinenlaufschaufeln von
unten durch den Fuß von einer oder beiden Seiten der Radschei
be unbehindert möglich.
Ferner ermöglicht die Erfindung, den betreffenden Übergangs
bereich zwischen den Scheibenhöckern und den Schaufelfußplat
ten ohne besonderen zusätzlichen Aufwand optimal abzudichten.
In diesem Bereich befindet sich also die später noch näher
kenntlich gemachte Überlappung von Schleifkontur und Räum
kontur. Die Abdichtstelle kann dabei beliebig positioniert
werden, ohne die Montagerichtung ändern zu müssen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 12.
Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter
erläutert; es zeigen:
Fig. 1 ein die gegenseitige Bauteilüberdeckung N
zwecks Axialfixierung und gegebenenfalls Ab
dichtung verkörperndes Schaubild im Hinblick
auf die gegenseitige Räum-/Schleifkontur/
Scheibe/Schaufel,
Fig. 2 eine von vorne gesehene Darstellung einer
Radscheibensektion mit am hinteren Ende der
Scheibenhöcker befindlichen Stegen als Schau
felanschlagflächen,
Fig. 3 ein von vorn gesehene perspektivische Darstel
lung einer in die Scheibensektion nach Fig. 2
eingebauten Turbinenlaufschaufel,
Fig. 4 eine von vorn gesehene, durch einen Schaufel
radial- schnitt verkörperte Einbausituation
der Turbinenschaufel nebst Radscheibensektion
nach Fig. 3 unter Verdeutlichung der örtlichen
Bauteilüberdeckung N,
Fig. 5 die von hinten gesehene Turbinenlaufschaufel
nach Fig. 3 und 4 unter Verdeutlichung der an
der Schaufelrückseite vorliegenden örtlichen
Stegposition,
Fig. 6 die schematische Seitenansicht der Schaufel
nebst Fuß nach Fig. 3 bis 5,
Fig. 7 eine gegenüber Fig. 2 bis 6 abgewandelte
Ausführung der Erfindung, die durch eine
scheibenhöcker-mittig in Umfangsrichtung ver
laufende Steg- Schaufel- Axialsicherung ge
kennzeichnet ist, und zwar von vorn aus
gesehen,
Fig. 8 die Scheibensektion gemäß Fig. 7, jedoch ohne
Schaufel, unter Verdeutlichung des örtlich
mittigen Stegverlaufs,
Fig. 9 eine Rad- und Deckscheibensektion in Kombi
nation mit dem Konzept nach Fig. 1 bis 6 für
zu kühlende Turbinenlaufschaufeln,
Fig. 10 Turbinenlaufschaufel - wie in Fig. 5 darge
stellt, jedoch unter Verdeutlichung des
genau erstellbaren Längenmaßes A (siehe
auch Fig. 9, 11 und 14),
Fig. 11 eine durch Seitenansicht einer Turbinenlauf
schaufel schematisch verkörperte weitere
Variante der Erfindung mit schaufelrückseitig
zwischen Fußplatte und Fuß in Radial- und
Umfangsrichtung ausgesparter Ausnehmung am
hinteren radialen Wandteil der Schaufel,
Fig. 12 die von hinten gesehene Schaufel nebst Fuß
nach Fig. 11,
Fig. 13 die gemäß Fig. 12 gesehene und dargestellte
Schaufel unter Verdeutlichung der Einbau
situation in die Radscheibe, hier im Wege
perspektivischen Teilausschnitts und
Fig. 14 die Radscheibensektion gemäß Fig. 2, jedoch
unter Verdeutlichung des Längenmaßes A in
Bezug auf Fig. 11,
Fig. 15 die Seitenansicht einer gekühlten Laufschau
fel nebst Radscheibensektion in Kombination
mit schaufelrückseitigem Stegeingriff gemäß
Fig. 6,
Fig. 16 die in die Zeichnungsebene projizierte
Draufsicht auf die Radscheibensektion nach
Fig. 15 unter Zuordnung eines Schaufel
schnitts gemäß A-A der Fig. 15,
Fig. 17 eine Abwandlung der Erfindung im Wege rad
scheibenstirnseitiger axialer Sicherung
einer gekühlten Laufschaufeln, hier in seit
licher Ansicht der Laufschaufel nebst Rad
scheibensektion nach Fig. 15 in Kombination
mit einer Deckscheibensektion - ähnlich
Fig. 9 - zwecks Kühlluftführung und
Fig. 18 die Vorderansicht der Radscheibensektion
nebst Laufschaufel nach Fig. 17 - hier ohne
Deckscheibe.
Die im Rahmen der nachstehend näher erläuterten Ausführungs
beispiele vorliegende Konstruktion soll grundsätzlich
die betreffenden Laufschaufeln in einer Richtung axial
fixieren.
Im Hinblick auf Fig. 1 folgendes.
Die Konstruktion basiert dabei auf einer Änderung der bis
her üblichen Raumkontur R der Laufscheibe und der Schleif
kontur S der Laufschaufel. Sie gibt hier beispielsweise im
Rahmen einer üblichen zweizähnigen Verbundrotorschaufel
erläutert, ohne allerdings an eine derartige Fußgeometrie
verbindlich gebunden zu sein.
Mit anderen Worten kann die betreffende Fußgeometrie z.B.
hammerkopfartig bzw. wie in Fig. 1, 3, 5 usw. dargestellt,
tannenzapfen- oder tannenbaumfußartig ausgebildet sein.
Prinzipiell ist also die betreffende Schleif- oder Umriß
kontur S der Laufschaufel kleiner als die Räumkontur R
der Scheibe. D. h., wenn beide Konturen übereinander gelegt
werden, ist die Räumkontur R immer die jeweils Äußere. Bei
de Konturen überschneiden sich prinzipiell also nicht.
Erfindungsgemäß soll sich also die Schleif- bzw. Umriß
kontur S mit der Räumkontur R der Scheibe 4 im oberen
Bereich N überschneiden. Hierüber wird auch die nachfolgend
noch näher erläuterte Fig. 4 ohne weiteres entsprechenden
Aufschluß (Bauteilüberdeckung N).
Damit die betreffende Laufschaufel trotzdem montierbar ist,
kann ein Teil der betreffenden Scheibenhöcker 8 (Fig. 2) im
oberen bzw. äußeren Bereich entsprechend abgearbeitet wer
den. Die genannte Abarbeitung kann beispielsweise durch
Drehen erfolgen.
Im Prinzip kann aber auch die Radscheibe 4 (Fig. 2) von
vornherein im Sinne des notwendigen Sollmaßes hergestellt
werden. D. h., die betreffende Radscheibe 4 kann von vorn
herein beispielsweise elektrochemisch oder im Rahmen eines
Drucksinterverfahrens im Rahmen des geforderten Sollmaßes
bzw. der Vorkehrungen zur Ausbildung der späteren Stege 7
hergestellt werden, wobei gegebenenfalls eine geeignete
Oberflächennachbearbeitung auf das erforderliche Sollmaß
erfolgen kann im Wege spanender bzw. schleifender Nachbe
arbeitung.
In Präziserer Erläuterung des Erfindungsgegenstandes sei
zunächst auf die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 2 bis 6
verwiesen. Darin wird ein axial durchströmtes Laufschaufel
gitter für eine Turbine eines Gasturbinenstrahltriebwerks
behandelt. Dabei sollen die Turbinenlaufschaufeln 1 mit
ihren Füßen 2 in geometrisch darauf abgestimmten Axialnu
ten 3 einer Radscheibe 4 so gehalten sein, daß zwischen
Fußplatten 5 der Schaufeln und Radscheibenoberfläche sich
in Achs- und Umfangsrichtung erstreckende Zwischenräume
ausgebildet sind.
Um einerseits die Laufschaufeln in einer Richtung axial an
der Radscheibe zu fixieren sowie gegebenenfalls eine ört
liche Abdichtung der zuvorgenannten Zwischenräume zu er
reichen, ist es gemäß dem Grundgedanekn vorgesehen, daß
zwischen Abschnitten der Laufschaufeln 1 und der Radschei
be 4 an den Zwischenräumen Bauteilüberdeckungen N ausge
bildet sind mit denen die Laufschaufeln 1 an der Radschei
be 4 in einer Richtung axial festgelegt sind.
Die Bauteilabschnitte können von radialen Wandteilen 6 der
Fußplatten 5 und radial in die Zwischenräume hineinragenden
Stegen 7 der Radscheibe 4 gebildet sein.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, wachsen also prak
tisch die genannten Stege aus der Radscheibe heraus, so daß
sie sich hier am stromabwärtigen Ende der betreffenden
Scheibenhöcker 8 zwischen den Umfangsnuten 3 erstrecken.
Insbesondere aus Fig. 2 erkennt man ferner, daß die betref
fenden Stege 7 nasenartig ausgebildet sind und sich jeweils
parallel zu den Scheibenstirnflächen an den Nasenhöckern 8
erstrecken.
Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, können die radialen
Wandteile der betreffenden Laufschaufeln 1, also beispiels
weise der hier hintere radiale Wandteil 6 bzw. die zugehöri
ge Fußplatte 5 mit räumlich nach innen eingezogenen Aus
nehmungen 9 ausgestattet sein, um die betreffenden Gegenab
schnitte der Stege 7, der Radscheibe 4 aufzunehmen.
Wie ferner aus den Fig. 3, 5 und 6 insbesondere ersichtlich
ist, kann jede betreffende Turbinenlaufschaufel 1 mindestens
zwei axial beabstandete radiale, sich über die gesamte Breite
einer Fußplatte 5 erstreckende Wandteile 6 bzw. 6′ aufweisen;,
wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, bildet also jede
Laufschaufel 1 vom Schaufelfuß ausgehende beidseitig die
Radscheibenoberfläche in Umfangsrichtung überkragende
Bauteilflächen aus, die zugleich als Anschlagflächen gegen
die betreffenden Stege 7 an der Radscheibe 4 ausgebildet sind.
Damit einhergehend ergibt sich der aus Fig. 4 näher ersicht
liche örtliche Überdeckungsbereich N. Die genannte Überdek
kung N der beiden Konturen kann sehr klein sein. Dabei ist
die örtliche Überdeckung N abhängig von der Summe der
Toleranzen an den betreffenden gegenseitigen Anlagestellen,
der Fliehkraft und der Thermodehnung der Schaufel, der
Durchbiegung des betreffenden Steges 7 an der Radscheibe 4
durch Axialkräfte sowie ferner abhängig von der Flächen
pressung zwischen dem betreffenden Steg 7 und der Laufschau
fel 1.
Aus Fig. 3, Fig. 5 wie Fig. 6 ist ferner entnehmbar, daß das
jeweils vordere und hintere Ende der Fußplatte 5 jeder Lauf
schaufel 1 die betreffenden radialen Wandteile 6, 6′ in
Achs- und Umfangsrichtung dachförmig überragt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 ist insbesondere
dadurch gekennzeichnet, daß die zuvorgenannten Stege 7 an
der Radscheibe 4 hier sich im mittleren Umfangsbereich
entlang der Oberflächen der betreffenden Scheibenhöcker 8
erstrecken.
Im Zusammenhang mit dieser Konfiguration der Stege 7 ist
also eine Schaufelausführung darstellbar, die am stromab
wärtigen Ende einen vergleichsweise großen axial auskragenden
dachförmigen Überhang über die Fußplatte 5 ausbildet. Dem
entsprechend ergibt sich ein vergleichsweise schmaler um
fangsseitiger Kanalabschnitt zwischen den beiden radialen
Wandteilen 6 und 6′, und zwar örtlich oberhalb der von den
Höckern 8 ausgebildeten Radscheibenoberfläche.
Fig. 9 veranschaulicht die Erfindung im Hinblick auf ein
gekühltes Hochdrucklaufschaufelkonzept. Dabei ist der Rad
scheibe 4 eine stirnseitig mitrotierende Deckscheibe 10
zugeordnet, welche die in der Radscheibe 4 sitzenden, zu
kühlenden Turbinenlaufschaufeln 1′ über deren betreffende
Bauteilsektionen an den Stegen 7 in der zu Fig. 2 bis 6
schon erläuterten Weise in beiden Richtungen axial fixieren
soll. Mit dem äußeren Bauteilabschnitt 10′ sitzt also die
Deckscheibe 10 stirnseitig an den betreffenden Gegenflächen
der radialen Wandteile 6′ sowie den Scheibenhöckern 8 (Fig. 2)
und der Schaufelfüße 2 einwandfrei auf.
Gemäß Fig. 9 bildet die Deckscheibe 10 entlang der Radschei
be 4 eine Kühlluftkammer 11 aus, die von den betreffenden
Schaufelfußseiten aus über geeignete Kühlmittelleitungen 12,
13 (Kühlluftfluß von F nach F′) an die zu kühlenden Lauf
schaufeln 1′ des Laufgitters angeschlossen ist. Dabei wird
also die Kammer 11 mittels z.B. am Hochdruckverdichterende
entnommener Luft beaufschlagt, die über das Hohlwellensystem
des Hochdruckverdichters zugeführt wird.
Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für im wesentlichen
unveränderte Bauteile weicht das Beispiel nach Fig. 11 bis 14
von demjenigen nach Fig. 2 bis 6 dadurch ab, daß am rück
wärtigen Ende der Turbinenlaufschaufel 1, im Bereich des
hinteren Wandteils 6 sowie zwischen örtlichem Ende der
Fußplatte 5 und Fuß 2, eine verhältnismäßig großflächige
Ausnehmung 12 ausgebildet ist, in die die Stege 7 örtlich
hineinragen (Fig. 13).
Gemäß der Erfindung ist es durchaus möglich, entgegen der
gezeigten Einschubrichtung der Schaufeln - von links nach
rechts - die Schaufeln in umgekehrter Richtung am Rotor bzw.
an der Radscheibe 4 in Axialrichtung festzulegen.
Anstelle gezeigter Deckscheiben gemäß Fig. 9 können auch
anderweitige zusätzliche scheibenförmige Sicherungsgelemente
(mitrotierend) vorgesehen werden, die nicht mit einer gemäß
Fig. 9 beispielhaft gewählten Kühlmittelführung im Zusammen
hang stehen müssen.
Im Hinblick auf z.B. gekühlte Laufschaufeln 1 verdeutlichen
die Fig. 15 und 16 nochmals eine Variante im Rahmen des
Grundgedankens der Erfindung, hier beispielsweise in Form
rückwärtigen Eingriffs der Stege 7 in betreffende Ausneh
mungen 9 (siehe auch Fig. 6), wobei die betreffenden hinte
ren radialen Wandteile 6 satt an den Stegen 7 anliegen.
Aus Fig. 16 ist ferner erkennbar, daß die Schaufelfußnuten 3
jeweils unter gleichen Winkeln gegenüber der betreffenden
Scheibenachse geneigt angeordnet sind. Derartig geneigt
bzw. schräg angeordnete Nuten 3 sind bei sämtlichen vorher
gehenden Ausführungsformen beispielhaft zugrunde gelegt.
Die Axial bzw. Fußnuten könnten selbstverständlich auch
Achsparallel angeordnet sein.
Die Fig. 17 und 18 veranschaulichen eine Erfindungsvariante,
bei der z.B. gekühlte Turbinenlaufschaufeln 1′ vorgesehen
sind und die zur axialen Festlegung an der Radscheibe 4 vor
gesehene Bauteilüberdeckung zwischen dem hier vorderen radia
len Wandteil 6 der Schaufel 1 und äußeren Stirnflächen 7′ der
Radscheibe 4 bzw. der Scheibenhöcker 8 ausgebildet ist.
Ferner verdeutlicht Fig. 17 die Zuordnung einer mit einem
Dichtlabyrinth ausgestatteten Deckscheibe 10 im Hinblick auf
die Kühlmittelführung (Kanäle 11/12) in die Schaufel 1′,
ähnlich Fig. 9.
Vorteilhaft können erfindungsgemäß ferner beispielhaft genann
te Laufgittervarianten so ausgebildet sein, daß die Bauteil
überdeckungen eine örtliche Sekundärstromdichtung gegenüber
der Luftströmung im Verdichterkanal (Verdichterlaufschaufeln)
bzw. gegenüber der Heißgasströmung in Turbinenkanal (Turbi
nenlaufschaufeln) ausbilden.
Hierzu können korrespondierende Bauteilabschnitte (Radscheibe
und/oder Laufschaufeln) der Überdeckungen mit z.B. durch
Flamm- oder Plasmaspritzen erzeugten Dichtmaterialien ausge
kleidet sein.
Insbesondere im Wege der Beispiele nach Fig. 9 oder 17 können
die Bauteilüberdeckungen eine örtliche Kühlluftabsperrdich
tung gegenüber der Heißgasströmung in der Turbine ausbilden,
wobei die zwischen Fußplatten 5, Radialwandteilen 6, 6′ und
Radscheibenoberfläche eingeschlossenen Zwischenräume eine
geeignete Kühlluftführung in betreffende Kühlkanäle der Lauf
schaufeln bzw. der Schaufelblätter ermöglichen sollen.
Claims (12)
1. Axial durchströmtes Laufschaufelgitter für Verdichter
oder Turbinen, insbesondere von Gasturbinentriebwerken,
bei dem die Laufschaufeln mit ihren Füßen in Axialnuten
einer Radscheibe angeordnet und zwischen Fußplatten der
Schaufeln und Radscheibenoberfläche sich in Achs- und
Umfangsrichtung erstreckende Zwischenräume ausgebildet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abschnitten
der Schaufeln (1) und der Radscheibe (4) an den Zwischen
räumen Bauteilüberdeckungen (N) ausgebildet sind, mit
denen die Schaufeln (1) in einer Richtung an der Rad
scheibe (4) axial festgelegt sind.
2. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bauteilüberdeckungen (N) von sich geometrisch
überschneidenden Umriß- bzw. Schleifkonturen (S) der
Schaufelfüße (2) und Umriß- bzw. Räumkonturen (R) der
Scheibe ausgebildet sind.
3. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bauteilüberdeckungen von radialen Wand
teilen (6) der Fußplatten (5) und radial in die Zwischen
räume hineinragenden Stegen (7) der Radscheibe (4) gebil
det sind.
4. Laufschaufelgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (7) nasen
artig ausgebildet sind und sich in Umfangsrichtung an den
Nasenhöckern (8) erstrecken, die an der Radscheibe (4)
zwischen zwei benachbarten Axialnuten (3) ausgebildet
sind.
5. Laufschaufelgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Wand
teile (6) der Laufschaufeln (1) bzw. Fußplatten (5) räum
lich nach innen eingezogene Ausnehmungen (9) zur Auf
nahme betreffender Abschnitte der Stege (7) der Radschei
be (4) aufweisen.
6. Laufschaufelgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (1)
mindestens ein sich an der Fußplatte (5) in Umfangsrich
tung erstreckendes radiales Wandteil (6; 6′) aufweist, das
jeweils beidseitig des Schaufelfußes (2) Abschnitte für
die Bauteilüberdeckung ausbildet.
7. Laufschaufelgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere und hin
tere Ende der Fußplatte (5) jeder Laufschaufel die radia
len Wandteile (6, 6′) in Achs- und Umfangsrichtung dach
förmig überragt.
8. Laufschaufelgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Radscheibe (4)
in an sich bekannter Weise eine stirnseitig mitrotierende
Deckscheibe (10) zugeordnet ist, die die in der Radschei
be (4) an den Stegen (7) aufsitzenden Laufschaufeln (1)
in axialer Richtung fixiert.
9. Laufschaufelgitter nach Anspruch 8, mit gekühlten Tur
binenlaufschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck
scheibe (10) in an sich bekannter Weise entlang der
Radscheibe (4) mindestens eine Kühlluftkammer (11) aus
bildet, die über geeignete Kühlmittelleitungen (12, 13)
an die zu kühlenden Laufschaufeln (1) des Leitgitters
angeschlossen ist.
10. Laufschaufelgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, die Bauteilüberdeckungen
zwischen einem radialen Wandteil (6) der Schaufel (1) und
äußeren Stirnflächen (7′) der Radscheibe (4) bzw. der
Scheibenhöcker (8) ausgebildet sind.
11. Laufschaufelgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteilüber
deckungen eine örtliche Sekundärstromdichtung (Verdich
terluft oder Heißgas) für die Zwischenräume ausbilden.
12. Laufschaufelgitter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Bauteilüberdeckungen eine örtliche Kühlluft
absperrdichtung gegenüber der Heißgasströmung in der Tur
bine ausbilden, wobei zwischen Fußplatten (5), Radial
wandteilen (6, 6′) und Radscheibenoberfläche eingeschlos
sene Zwischenräume zur Kühlluftführung in die Laufschau
feln (1) ausgebildet sind.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873743253 DE3743253A1 (de) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | Axial durchstroemtes laufschaufelgitter fuer verdichter oder turbinen |
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