DE898150C

DE898150C - Laufrad fuer Turbomaschinen

Info

Publication number: DE898150C
Application number: DED3439D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Leist
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1943-01-08
Filing date: 1943-01-08
Publication date: 1953-11-26

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein. Laufrad für Turbomaschinen.
Die Laufschaufeln von Turbinen, wie Dampf-und Gasturbinen, sowie von hochtourigen Gebläsen usw. sind infolge ihrer [email protected]:gkeit einer starken Fliehkraftwirkung ausgesetzt, welche` insbesondere im Schaillfelfuß sehr hohe Fliehkraftbeanspruchungen zur Folge hat. Dazu kommen Biegungsbeanspruchungen durch das zu übertragende Moment. Abgesehen von in den Schaufeln möglicherweise entstehenden Schwingungen können in den Schaufeln auch Wärmesp-annungen auftreten. Vor allem bei den Laufradschaufeln von Gasturbinen ergeben sich leicht .durch die .in den meisten Fällen außerordentlich hohen Temperaturen Beanspruchungen, welche das zulässige Maß überschreiten. Vielfach ist nun. die Eintrittskante der Laufschaufeln der Turbomaschinen verhältnismäßig stumpf, die Austrittskante dagegen fast stets scharf ausgebildet. In dieser .scharf vorspringenden Kante sind die Beanspruchungen besonders hoch, weil gerade an der Stelle der am stärksten gespannten Faser, wo sich z. B. Biegebeanspruchungen, wie sie durch statischen Druck verursacht oder durch Schwingungen bedingt sein können., besonders ungünstig auswirken, nur außerordentlich wenig Material vorhanden ist. Insbesondere können sich aber die durch Fliehkraft gegebenen Spannungen in der scharfen Schaufeläu.strittskante gefährlich auswirken. Selbst wenn man, soweit die Form dieses gestattet, die Austrittskante abrun;det, besteht die Möglichkeit, daß örtliche Überbeanspruchungen auftreten.
Während nun die Schaufeln normalerweise so, gestellt sind, daß die Schwerpunkte aller Profilquerschnitte radial übereinanderliegen, werden gemäß der vorliegenden. Erfindung die oben beschriebenen Überbeanspruchungen dadurch vermieden-oder gemildert, daß die Längsachse der Schaufeln zum Radius der Radscheibe geneigt angeordnet ist, so daß eine die Schaufel auf Biegung beanspruchende Komponente der Fliehkraft entsteht, welche die an den scharfen Schaufelkanten .durch Fliehkraft entstehenden Spannungen mildert. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Es zeigt Abb. 1 einen Teil des Laufrades einer Turbine in Ansicht von vorn, Abb.2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb. 1, abgewickelt.
Die: Schaufeln a dies Laufrades Z werden von der Radscheibe b getragen. Die Drehrichtung des Laufrades l ist durch den Pfeil d, der Radius der Radscheibe b mit r, die Verbindungslinie der Schwerpunkte aller Schaufelprofile mit S und die Laufschaufelaustrittskante mit k bezeichnet. Gemäß der oben kurz beschriebenen Erfindung sind die Schaufeln a auf der Radscheibe b des Laufrades L schräg angeordnet, in dem Sinne, d@aß .der Radius y der Radscheibe b des Laufrades mit .der Verbindungslinie s der Schwerpunkte aller Schaufelprofile, welche die Längsachse der Schaufel a darstellt, einen Winkel bildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung eilt die Verbindungslinie s an der Schaufelspitze etwas vor. Auf diese Weise erhält -die Schaufel a eine biegende Komponente der Fliehkraft, die sich an der gefährdeten Schaufelaustrittskante in einer Druelebeanspruchung auswirkt, welche .der in Längsrichtung der Schaufel wirkenden Zugbeanspruchung durch die Fliehkraft an dieser Stelle entgegenwirkt. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird,das gesamte Belastungsniveau dieser durch ihre Form besonders ungünstigen Profilstelle .etwas gesenkt, wodurch Risse und andere Zerstörungen gerade an dieser empfindlichen Profilstelle vermieden werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Laufrad für Turbomaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Schaufeln zum Radius .der Radscheibe derart geneigt angeordnet ist, daß eine die Schaufeln auf Biegung bean-spruchende Komponente der Fliehkraft ent= steht, welche die an .den ,scharfen Schaufelkanten entstehenden Spannungen so weit mildert, daß diese geringer sind als die Spannungen im übrigen Querschnitt. Angezogene Druckschriften: S t o d o 1 a : »Dampf- und Gasturbinen«, 192q., S. 28g; Bauer: »Der Schiffsrn-aschinen@b,au«, Verlag von R. Oldenburg, 1941, S. 233 und 23q..