DE1047538B

DE1047538B - Rotatable guide vane with limited range of rotation, especially for turbines, e.g. B. gas turbines

Info

Publication number: DE1047538B
Application number: DES51049A
Authority: DE
Inventors: Erich Pessel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-10-29
Filing date: 1956-10-29
Publication date: 1958-12-24

Description

DEUTSCHESGERMAN

Für Turbinen, insbesondere Gasturbinen, ist unter Umständen, gegebenenfalls zusätzlich zur Regelung, eine Verdrehung der Leitschaufeln erwünscht. Da nun derartige Maschinen mit verhältnismäßig hohen Temperaturen betrieben werden, die etwa bei 700° C und darüber liegen können, bereitet die Lagerung derartiger Leitschaufel erhebliche Schwierigkeiten.For turbines, in particular gas turbines, it may be necessary, in addition to the regulation, a rotation of the guide vanes is desirable. Since now such machines with relatively high temperatures are operated, which can be around 700 ° C and above, prepares the storage of such Guide vane significant difficulties.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für derartige drehbare Leitschaufeln mit begrenztem Drehbereich, insbesondere von Gasturbinen, eine Lagerung zu schaffen, die bei den vorhandenen hohen Temperaturen und den entsprechend großen Wärmedehnungen einwandfrei arbeitet und einen geringen Widerstand beim Verstellen der Schaufeln zur Folge hat.The invention is based on the object for such rotatable guide vanes with a limited range of rotation, in particular of gas turbines to create a bearing that can withstand the high temperatures present and the correspondingly large thermal expansions work properly and a low resistance when adjusting the blades.

Erfindungsgemäß wird eine einfache und sehr vorteilhafte Lösung dieser Aufgabe dadurch erreicht, daß der Schaufelschaft in seiner Achse auf Spitzen gelagert ist, indem wenigstens drei seitliche, bis zur Achse gehende Ansenkungen im Schaufelschaft vorgesehen sind, in welche im Turbinengehäuse befestigte Spitzen eingreifen. Vorzugsweise ist wenigstens eine dieser Spitzen nicht starr, sondern federnd befestigt.According to the invention, a simple and very advantageous solution to this problem is achieved in that the shovel shaft is mounted on tips in its axis by at least three lateral ones going up to the axis Countersinks are provided in the blade shaft, into which tips fixed in the turbine housing intervention. At least one of these tips is preferably not rigid, but rather resiliently attached.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine annähernd reibungsfreie Lagerung in einem durch den Ansenkwinkel des Schaufelschaftes und den Spitzwinkel begrenzten Drehbereich.The arrangement according to the invention enables an approximately frictionless storage in one through the Countersink angle of the blade shaft and the tip angle limited range of rotation.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden, das in den Zeichnungen wiedergegeben ist.
Fig. 1 gibt eine Aufsicht,
Fig. 2 einen Längsschnitt undIn the following, the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment which is shown in the drawings.
Fig. 1 gives a plan view,
Fig. 2 is a longitudinal section and

Fig. 3 einen Schnitt auf der Linie A-B der Fig. 2 wieder.FIG. 3 shows a section on the line AB of FIG. 2 again.

Mit 1 ist in den Figuren der Schaft einer verstellbaren Leitschaufel bezeichnet; die Leitschaufel selbst ist zur Vereinfachung nicht wiedergegeben. Der Schaftteil 1 a ist innerhalb eines Ringes 2, der in das Turbinengehäuse eingelassen ist oder einen Teil des Turbinengehäuses selbst darstellt, beweglich gelagert. Die Lagerung erfolgt hierbei in der Achse des Schaftes 1 in den Spitzenlagern 3, 4 und 5, die in der Schaftachse liegen. Die Spitzenlagerungen bestehen dabei einerseits aus den Ansenkungen 6, 7 und 8 in dem Schaftteil la, andererseits den. Lagerspitzen 9,10 und 11. Die Lagerspitzen 9,10 sitzen an den Enden der Lagerbolzen 12,13, die senkrecht zur Achse des Schaftes 1 in den Haltering 2 eingeschraubt und durch Sicherungsmuttern 14,15 verspannt sind. Der Lagerkegel 11 ist nicht starr, sondern federnd in die Aussparung 17 des Ringes 2 eingesetzt. 16 bedeutet eine Feder, 18 einen Abschlußflansch, der durch die Schrauben 19 an dem Ringkörper 2 befestigt ist. Mit Vorteil ist die Feder nach Art eines Wellrohres ausgebildet oder werden Tellerfedern verwandt. Die Federn können unter1 with the shaft of an adjustable guide vane is referred to in the figures; the guide vane itself is not shown for the sake of simplicity. The shaft part 1 a is movably mounted within a ring 2 which is let into the turbine housing or which is part of the turbine housing itself. The storage takes place here in the axis of the shaft 1 in the tip bearings 3, 4 and 5, which lie in the shaft axis. The tip bearings consist on the one hand of the countersinks 6, 7 and 8 in the shaft part la, on the other hand the. Bearing tips 9, 10 and 11. The bearing tips 9, 10 are seated at the ends of the bearing pins 12, 13, which are screwed into the retaining ring 2 perpendicular to the axis of the shaft 1 and are braced by locking nuts 14, 15. The bearing cone 11 is not rigid, but is inserted into the recess 17 of the ring 2 in a resilient manner. 16 denotes a spring, 18 an end flange which is fastened to the ring body 2 by the screws 19. The spring is advantageously designed in the manner of a corrugated pipe or disc springs are used. The springs can under

Drehbare Leitschaufel mit begrenztemRotatable guide vane with limited

Drehbereich, insbesondere für Turbinen,Turning range, especially for turbines,

z. B. Gasturbinenz. B. gas turbines

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Erich Pessel, Mülheim/Ruhr,
ist als Erfinder genannt wordenErich Pessel, Mülheim / Ruhr,
has been named as the inventor

Umständen auch durch eine Schraube festgehalten werden, falls die Gehäusewandung stark genug ist.Can also be held in place by a screw if the housing wall is strong enough.

Die Einschaltung einer federnden Lagerstelle bietet den besonderen Vorteil, daß auch bei Wärmedehnungen Zwängungen sowie Erhöhungen des Bewegungswiderstandes der Welle sicher ausgeschlossen werden.The inclusion of a resilient bearing offers the particular advantage that even with thermal expansion Constraints and increases in the resistance to movement of the shaft can be safely excluded.

Am Austritt des Schaftteiles la aus dem Gehäusering 2 ist noch eine Abdichtung 20 vorgesehen, die aus der federnden Dichtungsscheibe 21 sowie dem auf dem Schaft sitzenden Dichtungsring 22 besteht, dessen konischer Dichtungskranz 23 an der federnden Dichtscheibe 21 unter Spannung anliegt. An dem gegenüberliegenden Ende ist der Schaftteil la mit einem Hebel (Gabelhebel od. dgl.) versehen, auf den die Kräfte zum Verdrehen der Turbinenschaufel ausgeübt werden. Da im allgemeinen eine größere Anzahl von über den Umfang der Maschine verteilten Leitschaufeln vorgesehen ist, kann zur Verstellung der Hebel 24 der Leitschaufeln in an sich bekannter Weise ein konzentrisch zur Maschinenachse in dem Gehäuse angeordneter Verstellring vorgesehen sein, der an den Verstellhebelni 24 der einzelnen Leitschaufeln angreift.At the exit of the shaft part la from the housing ring 2, a seal 20 is also provided, which consists of the resilient sealing washer 21 and the sealing ring 22 seated on the shaft, the conical sealing ring 23 of which rests on the resilient sealing washer 21 under tension. At the opposite end, the shaft part la is provided with a lever (fork lever or the like) on which the forces for rotating the turbine blade are exerted. Since a larger number of guide vanes distributed over the circumference of the machine is generally provided, an adjusting ring arranged concentrically to the machine axis in the housing can be provided to adjust the levers 24 of the guide vanes in a manner known per se, which is attached to the adjusting levers 24 of the individual guide vanes attacks.

Mit Rücksicht auf die hohen Temperaturen wird man für die Lagerteile Materialien hoher Warmfestigkeit, insbesondere austenitische Stähle, verwenden. Jedoch kann unter Umständen auch anderes geeignetes Material, das bei höchsten Temperaturen seine Festigkeit noch behält, beibehalten werden, z. B. keramische Stoffe, Edelsteine, Wolframkarbide oder gesinterte Hartmetalle, die geschliffen sind. Beispielsweise ist es ctfhne Schwierigkeiten möglich, die Anordnung in der in Fig. 4 angedeuteten Weise abzuändern, indem fürIn view of the high temperatures, materials with high heat resistance are used for the bearing parts, especially austenitic steels. However, other suitable options may also be possible under certain circumstances Material that retains its strength at the highest temperatures can be retained, e.g. B. ceramic Materials, precious stones, tungsten carbides or sintered hard metals that are ground. For example it is It is possible without difficulties to modify the arrangement in the manner indicated in FIG

S09 700/184S09 700/184

die Lagerung Lagersteine vorgesehen werden, die aus hochtemperaturbeständigem Material bestehen. Das Steinlager 30 wird bei der Anordnung nach Fig. 4 durch einen in den Schaft eingeschraubten Bolzen 31 getragen. Ebenso kann auch an der Spitze der Lagerkegel ein Lagerstein vorgesehen werden.The storage jewels are provided, which are made of high-temperature-resistant material. That In the arrangement according to FIG. 4, stone bearing 30 is secured by a bolt 31 screwed into the shaft carried. A bearing block can also be provided at the tip of the bearing cone.

Claims

Patent claims:

1. Rotatable guide vane with limited rotation range, especially for turbines, e.g. B. gas turbines, characterized in that the blade shaft is mounted in its axis on points, placing at least three lateral, in common The axial plane of the shaft is provided with countersinks extending to the axis in the shaft the tips fixed in the turbine housing engage.

2. Shovel according to claim 1, characterized in that at least one of the bearing tips not rigid, but springs / d is supported.

3. Shovel according to claim 1, characterized in that the rigidly mounted tips to the The ends of bearing bolts are seated in the housing cage or connected to the housing of the turbine Rings are screwed in.

4. shovel according to claim 1, characterized in that that the resiliently mounted tip is guided in a recess of a housing ring part and by a flange screwed onto the housing ring or by a screw is kept under tension if the housing ring is thick enough.

5. shovel according to claim 1, characterized in that that the bearing point is closed off from the inside of the machine by a seal, ■ on the one hand by a resilient sealing washer, on the other hand by one on the blade shaft attached ring with sealing ring is formed.

6. A shovel according to claim 1, characterized in that the blade shaft outside the Bearing point is provided with an adjusting lever.

7. Turbine with a number of guide vanes distributed over the circumference according to claim 1, characterized characterized in that for pivoting the adjusting lever of the blade shafts in known per se Way an adjusting ring arranged coaxially to the machine shaft is arranged.

8. A shovel according to claim 1, characterized in that the parts forming the bearing high temperature resistant material (austenitic steels, hard metals) are made.

9. Shovel according to Claim 1, characterized in that that the bearing parts are at least partially made of non-metallic material.

10. A shovel according to claim 1, characterized in that the bearing points · at least partially are designed as stone bearings.

Considered publications:
German patent specification No. 929 667.

1 sheet of drawings