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Leitschaufelträger, insbesondere für Verbrennungsturbinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitschaufelträger, insbesondere für Verbrennungsturbinen, dessen Mantel mit Schlitzen versehen ist.
Um eine höhere Wirksamkeit der Aggregate zu erreichen, arbeiten die Verbrennungsturbinen mit hohen Gastemperaturen. Diese Gase strömen durch Schaufelkanäle, die einerseits durch den gekühlten Läufer mit Schaufeln, anderseits durch das Leitrad mit Schaufeln gebildet sind. Die Leitschaufeln sind entweder direkt im Turbinengehäuse oder in einem besonderen Träger, der im Turbinengehäuse gelagert ist, angeordnet. Die zweite Ausführung, die eine bessere Ausnutzung der legierten Materialien und eine raschere Inbetriebnahme ermöglicht, wird fast ausschliesslich angewendet. Die bisherigen Lösungen waren aber vom Standpunkt der Fertigung zu kompliziert.
Zur Erzielung eines raschen Startes der Verbrennungsturbine muss der Leitschaufelträger konstruktiv in geeigneter Weise gestaltet werden. Um das Ansteigen des Wärmegradienten der Trägerwand unter dem Einfluss der raschen Wärmebelastung und damit unzulässige, manchmal auch bleibende Deformationen zu verhindern, wird der Leitschaufelträger in vorteilhafter Weise horizontal durch eine Trennungsebene geteilt. Bekannt wurden auch Ausführungen, bei denen der Leitschaufelträger an der Innen-und Aussenseite mit Längsschlitzen versehen ist, die gegeneinander versetzt angeordnet sind. Aber auch diese Lösungen konnten nicht restlos befriedigen.
Ziel der Erfindung ist ein Leitschaufelträger, insbesondere für Verbrennungsturbinen, der die aufgezeigten Mängel vermeidet. Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass die Schlitze als an der inneren kegel-oder zylinderförmigen Wand des Trägers angeordnete Längsnuten ausgebildet sind.
Nach einem Merkmal der Erfindung können die Längsnuten in der Wand des Trägers, in im wesentlichen gleichmässiger Verteilung, als einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Rinnen ausgebildet sein, die über radial angeordnete Kanäle mit der Innenfläche des Trägers verbunden sind.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Längsnuten ermöglicht eine beachtliche Vergrösserung des Radius im Kerbgrund und trägt so ganz wesentlich zur Verringerung der Kerbspannungen bei. Da die Innenfasem im Material unterbrochen sind, können sich diese entsprechend verlängern, auch wenn der Träger rasch wärmebelastet wird und der Wärmegradient in der Wand hoch ist. Es besteht daher auch keine Gefahr, dass es zu einer Deformation des Trägers kommen könnte.
Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung sind die Längsnuten zwischen den einzelnen Reihen der Leitschaufeln durch Deckbleche abgeschlossen. Die Befestigung der Deckbleche kann in Schlitzen des Trägers ausgeführt sein, die mit der radial verlaufenden Achse der jeweiligen Längsnut einen spitzen Winkel einschliessen.
Die Abdeckung der Längsnuten ist notwendig, um den Schaufelkanal abzuschliessen und so das Durchblasen von Verbrennungsprodukten durch Längsnuten ohne Arbeitsleistung in der Schaufelstufe zu verhindern.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, näher erläutert. In diesen zeigt Fig. l die gesamte Anordnung der Längsnuten im Träger und Fig. 2 das Detail einer Längsnut mit dem Deckblech.
Der in Fig. l dargestellte, in vorteilhafter Weise aus zwei gleichen Teilen gefertigte, kegelförmig
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gestaltete Leitschaufelträger-l-ist an seiner inneren Wand mit in gleichmässiger Verteilung angeordneten Längsnuten-2-versehen. Diese sind als einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Rinnen ausgebildet, die über in radialer Richtung anschliessende Kanäle mit der Innenfläche des Leitschaufelträgers --1-- verbunden sind. Die Längsnuten --2-- sind zwischen den einzelnen Reihen der Leitschaufeln --4-- durch Deckbleche --3-- abgeschlossen. Die Befestigung der Deckbleche --3-- ist in Schlitzen--5-im Bereich der die kreisförmigen Rinnen mit der Innenfläche des Trägers-l-verbindenden Kanäle ausgeführt.
Die beiderseits des jeweiligen Kanals
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einen spitzen Winkel a ein, so dass das mit seinen beiden Rändern in die Schlitze --5-- eingesetzte Abdeckblech --3-- gegen die Innenfläche des Trägers --1-- gewölbt ist und dem auf das Blech wirkenden Druck besser standhält.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Leitschaufelträger, insbesondere für Verbrennungsturbinen, dessen Mantel mit Schlitzen
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Guide vane carriers, in particular for combustion turbines
The invention relates to a guide vane carrier, in particular for combustion turbines, the jacket of which is provided with slots.
In order to achieve a higher efficiency of the units, the combustion turbines work with high gas temperatures. These gases flow through vane channels which are formed on the one hand by the cooled rotor with vanes and on the other hand by the stator with vanes. The guide vanes are either arranged directly in the turbine housing or in a special carrier that is mounted in the turbine housing. The second version, which enables better utilization of the alloyed materials and faster commissioning, is used almost exclusively. The previous solutions were too complicated from a manufacturing point of view.
In order to achieve a quick start of the combustion turbine, the guide vane carrier must be designed in a suitable manner. In order to prevent the increase in the thermal gradient of the carrier wall under the influence of the rapid thermal load and thus inadmissible, sometimes permanent deformations, the guide vane carrier is advantageously divided horizontally by a parting plane. Designs have also become known in which the guide vane carrier is provided with longitudinal slots on the inside and outside, which are offset from one another. But even these solutions were not entirely satisfactory.
The aim of the invention is a guide vane carrier, in particular for combustion turbines, which avoids the deficiencies indicated. This is achieved according to the invention in that the slots are designed as longitudinal grooves arranged on the inner conical or cylindrical wall of the carrier.
According to a feature of the invention, the longitudinal grooves in the wall of the carrier can be designed in a substantially uniform distribution as channels having a circular cross-section which are connected to the inner surface of the carrier via radially arranged channels.
The design of the longitudinal grooves according to the invention enables a considerable increase in the radius in the notch base and thus makes a very significant contribution to reducing the notch stresses. Since the inner fibers in the material are interrupted, they can lengthen accordingly, even if the support is quickly exposed to heat and the thermal gradient in the wall is high. There is therefore no risk of deformation of the carrier.
According to further features of the invention, the longitudinal grooves between the individual rows of guide vanes are closed by cover plates. The fastening of the cover plates can be carried out in slots of the carrier which enclose an acute angle with the radial axis of the respective longitudinal groove.
The covering of the longitudinal grooves is necessary in order to close off the blade channel and thus prevent combustion products from being blown through longitudinal grooves without any work being done in the blade stage.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment which is shown schematically in the drawings. In these, FIG. 1 shows the entire arrangement of the longitudinal grooves in the carrier and FIG. 2 shows the detail of a longitudinal groove with the cover plate.
The shown in Fig. 1, advantageously made of two equal parts, conical
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The guide vane carrier-1-designed is provided on its inner wall with evenly distributed longitudinal grooves-2-. These are designed as channels having a circular cross section, which are connected to the inner surface of the guide vane carrier --1-- via channels connecting in the radial direction. The longitudinal grooves --2-- are closed between the individual rows of guide vanes --4-- by cover plates --3--. The fastening of the cover plates --3 - is carried out in slots - 5 - in the area of the channels connecting the circular grooves with the inner surface of the carrier - 1.
On both sides of the respective canal
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an acute angle a, so that the cover plate --3-- inserted with its two edges into the slots --5-- is arched against the inner surface of the carrier --1-- and can better withstand the pressure acting on the plate.
PATENT CLAIMS:
1. Guide vane carrier, especially for combustion turbines, the jacket with slots
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