EP0712995A1 - Bladed rotor - Google Patents
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- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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- F01D5/32—Locking, e.g. by final locking blades or keys
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- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/38—Retaining components in desired mutual position by a spring, i.e. spring loaded or biased towards a certain position
Definitions
- the invention relates to a bladed rotor of a turbomachine, in which the rotor blades are fastened with their feet in substantially axially running blade grooves of the rotor.
- Bladed rotors of this type are known.
- the blades fastened in the axial grooves are fixed in their axial position.
- a circumferential, T-shaped groove is provided in the wheel rim at the level of the groove base of the axial grooves, above all for fixing the end stage rotor blade rows.
- the T-shaped groove is designed in the same way as conventional circumferential blade grooves, but is arranged in the wheel rim rotated by 90 degrees.
- a T-shaped groove is fitted for each row of blades with curved and oblique axial grooves. Due to the position of the T-groove at the level of the groove base of the blade groove, the T-groove runs through the blade root.
- L-shaped elements that are curved according to the circumference of the rotor can be inserted.
- Two L-shaped elements next to each other pushed together to form a T and completely fill the T-shaped groove.
- the L-shaped elements are segmented over the circumference. The individual segments are at least wider than the blade root and usually cover approximately three blade roots or grooves.
- the L-shaped elements are pushed into the T-shaped groove in segments one after the other.
- Narrower L-shaped elements are used as end elements, which can be pushed in together through the opening.
- a wedge is driven in between these two elements, which is additionally fixed.
- the invention has for its object to make the axial securing of the blades easier and cheaper in a bladed rotor of the type mentioned.
- the rotor blades are each axially fixed in the blade groove by at least one movable bolt which is resiliently mounted via a spring-like element and connects the blade root to the blade groove.
- a rotor 1 is provided with rotor blades 5.
- the blades 5 consist of an only partially illustrated blade 4 and a blade root 3.
- the blades are inserted with the blade roots 3 in blade grooves 2 of the rotor 1 which run essentially in the longitudinal direction.
- the blade root 3 is in the form of a fir tree with a plurality of teeth 11. Accordingly, the blade grooves 2 in the drum rotor 1 are also formed with teeth 20.
- the blades 5 are accelerated radially outward, being held back by the drum rotor 1 by the fir tree-shaped attachment.
- the bore 9 lies completely in the axial projection 12 of the blade root 3.
- the bore 9 is therefore outside that area of the blade root 3 which is loaded when the rotor 1 rotates.
- the blade root is not weakened by the bore 9.
- a further bore 13 is made in the axial projection 12 above the bolt 6.
- the diameter of the bore 13 is smaller than that of the bore 9.
- the spring 7 and then the bolt 6 are inserted into the bore 8.
- the bolt 6 can be pressed down so far into the bore 8 that it no longer protrudes beyond the groove base of the blade groove 2.
- the blades 5 are inserted into the axial blade grooves 2 and pushed over the depressed bolt 6 until the bore 9 is above the bore 8.
- the bolt 6 is pressed upwards by the spring 7 and penetrates into the bore 9, as a result of which the rotor blade is axially fixed.
- the spring 7 must of course be designed so that the spring force is at least as large as the sum of the friction of the bolt 6 in the bores 8 and 9 and the weight of the bolt.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen beschaufelten Rotor einer Turbomaschine, bei der die Laufschaufeln mit ihren Füssen in im wesentlichen axial verlaufenden Schaufelnuten des Rotors befestigt sind.The invention relates to a bladed rotor of a turbomachine, in which the rotor blades are fastened with their feet in substantially axially running blade grooves of the rotor.
Derartige beschaufelte Rotoren sind bekannt. Die in den axialen Nuten befestigten Schaufeln werden in ihrer axialen Position fixiert. Vor allem zur Fixierung der Endstufen-Laufschaufelreihen wird dazu im Radkranz auf der Höhe des Nutgrundes der axialen Nuten eine umlaufende, T-förmige Nut vorgesehen. Die T-förmige Nut ist analog zu üblichen umlaufenden Schaufelnuten ausgestaltet, jedoch um neunzig Grad verdreht im Radkranz angeordnet. Für jede Laufschaufelreihe mit bogenförmigen und schrägen axialen Nuten wird dabei eine T-förmige Nut angebracht. Durch die Lage der T-Nut auf der Höhe des Nutgrundes der Schaufelnut, verläuft die T-Nut durch den Schaufelfuss. Durch die Oeffnung der T-Nut können L-förmige, entsprechend dem Umfang des Rotors gebogene Elemente eingeschoben werden. Jeweils zwei L-förmige Elemente nebeneinander geschoben ergänzen sich zu einem T und füllen die T-förmige Nut vollständig auf. Die L-förmigen Elemente sind über den Umfang segmentiert. Die einzelnen Segmente sind mindestens breiter als der Schaufelfuss ausgelegt und überdecken üblicherweise ungefähr drei Schaufelfüsse, beziehungsweise Nuten. Nach dem Einbau der Schaufeln in den Rotor werden die L-förmigen Elemente segmentweise nacheinander in die T-förmige Nut eingeschoben. Als Abschlusselemente werden schmälere L-förmige Elemente verwendet, die gemeinsam durch die Oeffnung eingeschoben werden können. Zwischen diese beiden Elemente wird als Abschluss ein Keil eingetrieben, der zusätzlich fixiert wird.Bladed rotors of this type are known. The blades fastened in the axial grooves are fixed in their axial position. For this purpose, a circumferential, T-shaped groove is provided in the wheel rim at the level of the groove base of the axial grooves, above all for fixing the end stage rotor blade rows. The T-shaped groove is designed in the same way as conventional circumferential blade grooves, but is arranged in the wheel rim rotated by 90 degrees. A T-shaped groove is fitted for each row of blades with curved and oblique axial grooves. Due to the position of the T-groove at the level of the groove base of the blade groove, the T-groove runs through the blade root. Through the opening of the T-groove, L-shaped elements that are curved according to the circumference of the rotor can be inserted. Two L-shaped elements next to each other pushed together to form a T and completely fill the T-shaped groove. The L-shaped elements are segmented over the circumference. The individual segments are at least wider than the blade root and usually cover approximately three blade roots or grooves. After the blades have been installed in the rotor, the L-shaped elements are pushed into the T-shaped groove in segments one after the other. Narrower L-shaped elements are used as end elements, which can be pushed in together through the opening. A wedge is driven in between these two elements, which is additionally fixed.
Diese Art der Befestigung ist sehr zeitaufwendig bei der Montage und einer eventuellen Demontage der Laufschaufeln. Zudem entstehen bei der Fertigung der Nuten Grate, deren Entfernung sehr kompliziert ist, und es entstehen durch den dadurch benötigten hohen Arbeitsaufwand entsprechend hohe Kosten.This type of attachment is very time-consuming during assembly and eventual disassembly of the blades. In addition, burrs arise during the production of the grooves, the removal of which is very complicated, and correspondingly high costs result from the high workload required as a result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem beschaufelten Rotor der eingangs genannten Art die Axialsicherung der Schaufeln einfacher und kostengünstiger zu gestalten.The invention has for its object to make the axial securing of the blades easier and cheaper in a bladed rotor of the type mentioned.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Laufschaufeln jeweils durch mindestens einen, über ein federartiges Element federnd gelagerten, beweglichen Bolzen, der den Schaufelfuss mit der Schaufelnut verbindet, axial in der Schaufelnut fixiert sind.According to the invention, this is achieved in that the rotor blades are each axially fixed in the blade groove by at least one movable bolt which is resiliently mounted via a spring-like element and connects the blade root to the blade groove.
Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass durch den beweglichen Bolzen die Schaufeln sehr leicht ein- und ausgebaut werden können.The advantages of the invention can be seen, inter alia, in that the blades can be very easily installed and removed by means of the movable bolt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand des Rotors einer Turbomaschine dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Teilansicht des Querschnittes durch einen beschaufelten Trommelrotor;
- Fig. 2
- einen Teillängsschnitt entsprechend der Linie II aus Fig.1.
- Fig. 1
- a partial view of the cross section through a bladed drum rotor;
- Fig. 2
- a partial longitudinal section along the line II of Fig.1.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.Only the elements essential for understanding the invention are shown.
Gemäss Fig. 1 ist ein Rotor 1 mit Laufschaufeln 5 versehen. Die Laufschaufeln 5 bestehen aus einem nur teilweise dargestellten Schaufelblatt 4 und einem Schaufelfuss 3. Die Laufschaufeln sind mit den Schaufelfüssen 3 in im wesentlichen in längsrichtung verlaufenden Schaufelnuten 2 des Rotors 1 eingesetzt. Der Schaufelfuss 3 ist tannenbaumförmig mit mehreren Zacken 11 ausgebildet. Entsprechend sind die Schaufelnuten 2 im Trommelrotor 1 ebenso mit Zacken 20 ausgebildet. Wird der Rotor gedreht, werden die Laufschaufeln 5 radial nach aussen beschleunigt, wobei sie vom Trommelrotor 1 durch die tannenbaumförmige Befestigung zurückgehalten werden.
Das Axialsicherungselement, bestehend aus einem Bolzen 6 und einer Feder 7, ist in einer Bohrung 8 in der Fussgrundfläche des Rotors und einer Bohrung 9 in einem axialen Vorsprung 12 des Schaufelfusses 3 untergebracht. Die Bohrungen 8 und 9 sind dabei als Sacklöcher ausgestaltet.1, a rotor 1 is provided with
The axial securing element, consisting of a
Nach Fig. 2 liegt die Bohrung 9 vollständig im axialen Vorsprung 12 des Schaufelfusses 3. Die Bohrung 9 liegt damit ausserhalb jenes Bereiches des Schaufelfusses 3, der bei Drehung des Rotors 1 belastet wird. Dadurch wird der Schaufelfuss durch die Bohrung 9 nicht geschwächt. Oberhalb des Bolzens 6 ist eine weitere Bohrung 13 im axialen Vorsprung 12 angebracht. Der Durchmesser der Bohrung 13 ist jedoch geringer als derjenige der Bohrung 9.According to FIG. 2, the
Zur Montage der Laufschaufel 5 wird in die Bohrung 8 die Feder 7 und danach der Bolzen 6 eingesetzt. Der Bolzen 6 kann so weit in die Bohrung 8 hinuntergedrückt werden, dass er nicht mehr über den Nutgrund der Schaufelnut 2 hinausragt. Nun werden die Schaufeln 5 in die axialen Schaufelnuten 2 eingeführt und über den niedergedrückten Bolzen 6 geschoben, bis sich die Bohrung 9 über der Bohrung 8 befindet. In dieser Position wird der Bolzen 6 durch die Feder 7 nach oben gedrückt, dringt in die Bohrung 9 ein, wodurch die Laufschaufel axial fixiert ist. Die Feder 7 muss natürlich so ausgelegt werden, dass die Federkraft mindestens so gross ist wie die Summe aus der Passreibung des Bolzens 6 in den Bohrungen 8 und 9 sowie des Gewichts des Bolzens.
Zur Demontage der Laufschaufeln 5 kann der Bolzen 6 beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Stiftes, der in die Bohrung 13 eingeführt wird, hinuntergedrückt werden. Dadurch wird die Laufschaufel entsichert und kann axial aus der Schaufelnut 2 hinausgeschoben werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Art der Ausformung der axialen Nuten ist beliebig, d.h. es können beispielsweise gebogene oder rhombische axiale Nuten verwendet werden. Die Ausformung des Bolzens sowie der zugehörigen Bohrungen ist beliebig. Wesentlich ist die Beweglichkeit des Bolzens in den Bohrungen, die Auslegung des Bolzens entsprechend den axialen Kräften und eine feste Fixierung der Laufschaufeln in axialer Richtung. Die Bohrung 9 im Schaufelfuss kann beispielsweise auch als Nut ausgeformt werden. Mindestens der Teil des Bolzens, der in die Bohrung 9 hineinragt, kann beispielsweise mit Flächen, die rechtwinklig zur Beanspruchungsrichtung liegen, ausgestaltet werden. Damit wird die Fläche, über die die Kraft übertragen wird, vergrössert. Als Feder kann jedes federartige Element verwendet werden.To assemble the
To disassemble the
Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiment shown and described. The shape of the axial grooves is arbitrary, ie curved or rhombic axial grooves can be used, for example. The shape of the bolt and the associated bores is arbitrary. What is essential is the mobility of the bolt in the bores, the design of the bolt in accordance with the axial forces and a firm fixation of the rotor blades in the axial direction. The
- 11
- Rotorrotor
- 22nd
- Schaufelnuten im RotorBlade grooves in the rotor
- 33rd
- SchaufelfussBlade root
- 44th
- SchaufelblattAirfoil
- 55
- LaufschaufelBlade
- 66
- Bolzenbolt
- 77
- Federfeather
- 88th
- Bohrung im RotorHole in the rotor
- 99
- Bohrung im SchaufelfussHole in the blade root
- 1111
- Zacken SchaufelfussJagged blade root
- 1212th
- axialer Vorsprung Schaufelfussaxial projection blade root
- 1313
- Bohrung für DemontageHole for disassembly
- 2020th
- Zacken LängsnutJagged longitudinal groove
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
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| Date | Code | Title | Description |
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| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
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| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
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| AK | Designated contracting states |
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