Leitvorrichtung für axial durchströmte Turbomaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Leit- vorrichtung für axial durchströmte Turbo maschinen, insbesondere Turbinen und Ge bläse für hohe Temperaturen, bei welcher die eigentlichen Umlenkschaufeln in eine Leit- scheibe sowie einen die letztere umgebenden Aussenkranz eingelassen und diesen Schau feln Tragstege vorgeschaltet sind, die den Aussenkranz mit der Leitscheibe verbinden.
Bei einer solchen Leitvorrichtung haben die eigentlichen Umlenkschaufeln die auf die Leitscheibe wirkenden Kräfte nicht selbst zu übertragen, indem diese Aufgabe durch die Tragstege, welche sich vornehmlich mit gro- ssein Widerstandsmoment in axialer Rich tung erstrecken, übernommen wird. Dabei werden in den meisten Fällen der Aussen kranz, die Tragstege und die Leitscheibe aus einem<B>Stück</B> gegossen.
Solche Ausführungen eignen sich ohne weiteres für verhältnis mässig niedrige Arbeitsmitteltemperaturen. Bei höheren Temperaturen ist man jedoch gezwungen, Gussbaustoffe hoher Warm- festigkeit zu verwenden, damit die grössten Beanspruchungen, welche in den Tragstegen auftreten, noch sicher<U>übernommen</U> werden können. Über etwa<B>500' C</B> fällt die Warm festigkeit, und vor allem die Dauerstands- festigkeit aller Stahlsorten sehr rasch ab, so dass nichts anderes übrig bleibt, als viele dicke Tragstege bei höheren Druckunter schieden anzubringen.
Die Schwierigkeiten der Herstellung sol cher verwickelter Gussstücke wachsen bedeu tend, wenn hochhitzebeständige Gussstahl- sorten zu verwenden sind. Werden in sol chen Fällen nicht besondere Vorkehrungen getroffen, so bilden sich,<B>an</B> den Übergangs stellen vom verhältnismässig dicken Kranz oder der dicken Scheibe in die Tragstege leicht Lunkerstellen und Einrisse, wodurch die Leitradscheibe sehr geschwächt, wenn nicht ganz unbrauchbar wird.
Zweck der Erfindung ist, diese Nach teile zu beheben, und zu diesem Behufe sind bei einer Leitvorrichtung der eingangs er- wähnten Art gemäss vorliegender Erfindung die Tragstege durch radiale Bohrungen des Aussenkranzes in radial verlaufende Vertie fungen der Leitscheibe gesteckt und gegen radiale Verschiebungen gesichert. Auf diese Weise wird eine zusammengesetzte Leitvor- richtung geschaffen, bei welcher Aussen kranz und Leitscheibe durch Tragstege ver bunden sind, die als Einzelstucke ausgebil det sind. Sowohl diese Einzelstücke als auch der Aussenkranz und die Leitscheibe können daher unabhängig voneinander her gestellt werden.
Dabei können Aussenkranz und Leitscheibe aus Guss oder Schmiede material bestehen, während die Stege aus hochwertigem, teurem Baustoif hergestellt werden, weil sie die grösste Beanspruchung aufzunehmen haben. Es braucht infolgedes sen nur verhältnismässig wenig teurer, hoch- warmfester Baustoff verwendet zu werden.
Ein weiterer Vorteil der neuen Bauart be steht darin, dass die vom Arbeitsmittelstrom bestrichenen Teile, das heisst also der freie Teil der Tragstege, sowie die Innenwand des Aussenkranzes und die Aussenwand der Leitscheibe vor dem Zusammensetzen ein wandfrei sauber bearbeitet, beispielsweise gefräst bezw. gedreht werden können.
Die in den Aussenkranz und die Leit scheibe gesteckten Tragstege können zum Beispiel mit diesen Teilen verschweisst sein, was die Stege gegen radiale Verschiebung sichert.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung, die eine beispielsweise Ausführungsform zeigt, im nachfolgenden eingehend erläutert.
Fig. <B>1</B> zeigt einen Teil eines axialen Längssehnittes durch eine axial durchströmte Turbine; Fig. 2 ist teils eine Seitenansicht und teils ein Schnitt durch eine Leitvorrichtung nach der Erfindung, und Fig. <B>3</B> ist ein in die Zeiehnungsebene ab gewickelter Schnitt in grösserem Massstab nach der Linie 111-III der Fig. <B>1.</B>
<B>1</B> bezeichnet eine zweiteilige Leitscheibe, 2 einen diese Scheibe<B>1</B> umgebenden, zweitei ligen Aussenkranz 'und<B>3</B> sind Tragstege, welche dazu dienen, die Teile<B>1</B> und 2 mit einander zu verbinden. 4 bezeichnet die eigentlichen Umlenkschaufeln, welche in die Leitscheibe<B>1</B> und den Aussenkranz 2 ein gelassen sind.<B>5</B> sind Laufräder, die mit der Turbinenwelle<B>6</B> ein Ganzes bilden, und<B>7</B> ist das Turbinengehäuse, in welches die ge zeigte Leitvorrichtung<B>1,</B> 2,<B>3</B> so eingesetzt ist, dass sie sich weder axial noch radial ver schieben kann und die beiden Hälften der zweiteiligen Teile<B>1,</B> 2 in der erforderlichen Weise gegeneinander anliegen.
In dem Aussenkranz 2 sind eine Anzahl radial durchgehende Bohrungen<B>8</B> von run dem Querschnitt vorgesehen. Die Stege<B>3</B> sind durch diese Bohrungen<B>8</B> gesteckt, wo bei sie noch in ebenfalls radial verlaufende Vertiefungen<B>9</B> der Leitscheibe<B>1</B> greifen. Die Form der Bohrungen<B>8</B> und Vertiefun gen<B>9</B> ist so gewählt, dass die Stege<B>3</B> pas send in sie hineingehen. Die in die Teile<B>1</B> und 2 gesteckten Stege<B>3</B> sind an ihren En den mit dem Teil<B>1</B> bezw. <B>9</B> bei<B>10</B> bezw. <B>11</B> verschweisst, so dass sie gegen radiale Ver schiebung gesichert sind.
Der freie Teil der Stege<B>3</B> ist in der in Fig. <B>3</B> gezeig-ten Weise stromlinienförmig ausgebildet, so,dass er dem durchtretenden Arbeitsmittel möglichst we nig Widerstand bietet.
Anstatt die Stege<B>3</B> mit den Teilen<B>1</B> und 2 zu verschweissen, lässt sich eine Sicherung dieser Stege gegen radiale Verschiebung be reits auch schon dadurch'erreichen, dass sie in den Aussenkranz 2 eingesehraubt werden. Die Tragstege<B>3</B> sind zweckmässig aus ge schmiedetem Baustoff, Aussenkranz<B>2</B> und Leitscheibe<B>1</B> dagegen aus schweissbarem Guss oder Gusslegierungen hergestellt. Ferner bestehen die Stege<B>3</B> aus einem Baustoff höherer Warmfestigkeit und Dauerstand festigkeit als der Aussenkranz und die Leit- scheibe.
Die Herstellung der zusammenzusetzen den Leitvorrichtung kann auch so geschehen, dass eine ganze Platte oder Plattenhälfte aus dem Baustoff hergestellt wird, der für den Aussenkranz und die Leitscheibe vorgesehen wurde. In diese Platte wird dann ein Ring- rauin entsprechend der Durchtrittsfläche für das Arbeitsmittel, das heisst von der Leit- schaufelhöhe, aus der vollen Platte heraus gedreht, und endlich werden die so erhaltene Scheibe und der Kranzteil durch Stege in der oben beschriebenen Weise verbunden.
Gegebenenfalls kann es auch vorteilhaft sein, die Tragstege mit Vorspannung-, das heisst durch Schrumpfen oder Pressen, in die Leitscheibe und den Aussenkranz einzusetzen.
Weil bei der besellriebenen Leitvorrich- tung für die Tragstege ein Baustoff von hoher Warmfestigkeit verwendet werden kann, lässt sich mit verhältnismässig wenigen dünnen Stegen auskommen, was bei der Her stellung von Leitvorrichtungen aus Guss in einem Stück nicht möglich ist. Infolgedessen werden bei einer Leitvorrichtung nach der Erfindung die Reibungsverluste herabge setzt, da, weniger Widerstandskörper (Trag stege) in der<U>Strömung</U> liegen.
Die in die Leitscheibe und den Aussen kranz gesteckten Teile der Stege können auch von ovaler, revliteckiger oder ähnlicher Querschnittsform sein, wobei dieser Form die Quersühnittsform der Bolirungen <B>8</B> und Vertiefungen<B>9</B> anzupassen ist.