DE1185865B - Axialturbine mit axial nach vorn herausnehmbaren Eintrittsleitschaufeln - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F 02 c

Deutsche Kl.: 46 £-11

Nummer: 1185 865

Aktenzeichen: U 55141 a/46 f

Anmeldetag: 2. August 1958

Auslegetag: 21. Januar 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialturbine, bei der die Eintrittsleitschaufeln auf einfache Weise von der strömungsaufwärtigen Seite her eingesetzt und auch nach dieser Richtung herausgenommen werden können.

In modernen Turbinentriebwerken für Flugzeuge müssen die Brennkammern wegen der hohen Betriebstemperatur häufig ersetzt und ausgebessert werden. Sie müssen sich deshalb ohne Auseinandernehmen des gesamten Triebwerks auswechseln lassen. Wegen der hohen Betriebstemperaturen tritt dieses Problem des Auswechselns und Ausbesserns auch bei den Abdichtungen in der ersten Turbinenstufe auf, und auch diese Abdichtungen müssen sich ohne Auseinandernehmen des gesamten Triebwerks auswechseln lassen. Zu den Teilen der ersten Turbinenstufe, die ungewöhnlich hohen Drücken und Temperaturen und damit hoher Verschmutzung und Abnutzung ausgesetzt sind, gehören die Eintrittsleitschaufeln, die unmittelbar neben den Brennkammern liegen und von diesen die heißen Abgase aufnehmen und deren Richtung umlenken.

Es gehört zu der vorliegenden Erfindung, den Ständer einer ersten Turbinenstufe so auszubilden, daß die Schaufeln von der Vorder- oder Oberstromseite des Ständers her entfernt und erneuert werden können, wenn man hierzu die Verbrennungskammern ohne weiteres Auseinandernehmen des Triebwerkes abgenommen hat.

Bekannt ist eine Axialturbine, bei der die Eintrittsleitschaufeln mit an ihren Enden vorgesehenen Kopfbzw. Fußplatten zwischen zwei Gehäuseflanschen lösbar eingeklemmt sind. Bei dieser Axialturbine lassen sich die Eintrittsleitschaufeln jedoch nicht ohne weiteres axial nach vorn abziehen, da dies eine Demontage des strömungsaufwärtigen Gehäuseflansches in gleicher Richtung erfordert, was jedoch nicht möglich ist. Strömungsaufwärts von dem strömungsaufwärtigen Gehäuseflansch liegt nämlich ein zur Brennkammer führendes Mantelrohr, dessen Durchmesser sich in gleicher Richtung erweitert. Über dieses sich im Durchmesser vergrößernde Rohr läßt sich der Gehäuseflansch nicht abziehen.

Eine Demontage in dieser Richtung oder eine Reparatur der Eintrittsleitschaufeln von dieser Richtung ist aber erwünscht, da die Turbine bei Herausnahme der Brennkammern in dieser Richtung sowieso geöffnet und frei zugänglich ist. Gemäß der Erfindung wird dieser Wunsch dadurch verwirklicht, daß ausgehend von der eben genannten Axialturbine der strömungsaufwärtige Flanschteil, an dem die Fußplatten der Eintrittsleitschaufeln anliegen, ein am Innen-Axialturbine mit axial nach vorn
herausnehmbaren Eintrittsleitschaufeln

Anmelder:

United Aircraft Corporation,

East Hartford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Berkenfeld, Patentanwalt,

Köln-Lindenthal, Universitätsstr. 31

Als Erfinder benannt:
Walter Andrew Ledwith,
Glastonbury, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. August 1957 (678 693)

as gehäuse lösbar befestigter und nach vorn abziehbarer Haltering ist. Damit erhält man eine einfache Möglichkeit, die Eintrittsleitschaufeln nach einfachem Lösen und Abziehen des Halterings in Richtung auf die Brennkammer der Turbine herauszunehmen. Es ist einleuchtend, daß Reparaturen und Wartung hierdurch vereinfacht werden, zumal die Anordnung weiter so getroffen ist, daß die Eintrittsleitschaufeln nach Abziehen des Halterings noch so weit gehalten werden, daß sie nicht von selbst aus ihren Halterungen herausfallen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Haltering mit einer Schraubverbindung an einem radial nach außen ragenden Flansch des Innengehäuses befestigt.

An dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel wird die Erfindung weiter beschrieben. Dabei ist

Fig. 1 ein Schnitt durch Gehäuse und Läufer einer Turbinenstufe einer Axialturbine, wie sie bei Flugzeugen verwendet wird,

F i g. 2 ein Schnitt entsprechend der Linie 2-2 nach Fig. 1,

F i g. 3 ein Schnitt entsprechend der Linie 3-3 nach F i g. 1 und

F i g. 4 ein Schnitt entsprechend der Linie 4-4 nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Turbinenstufe 10 einer Eintrittsleitvorrichtung 12 und einem Läufer 14. Dieser ent-

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hält Schaufeln 16, die in gleichen Abständen auf einer Scheibe 18 befestigt sind. Der Läufer 14 steht strömungsabwärts der Eintrittsleitvorrichtung 12. In der Eintrittsleitvorrichtung liegen die Eintrittsleitschaufeln 20.

Obwohl vorliegende Erfindung am Beispiel einer Turbine mit axialer Strömungsrichtung beschrieben wird, muß berücksichtigt werden, daß sie sich sinngemäß auch auf andere Arten von Maschinen axialer Strömungsrichtung anwenden läßt.

Die Eintrittsleitvorrichtung 12 enthält eine äußere Schaufelhalterung 22 und eine innere Schaufelhalterung 24. Die äußere Schaufelhalterung 22 ist einstückig mit dem Außengehäuse 26. Die äußere Schaufelhalterung 22 hat die Form eines radial nach innen geöffneten U-förmigen Rings 28, der Radialflansche 30 und 32 aufweist, die durch ein zylindrisches Stück 34 verbunden sind. Die Halterung 32 ist über ein Gasführungsrohr 35 an die Brennkammer der Turbine angeschlossen. Die Abdichtung 38 bildet einen Abschluß zwischen dem durch die Wände 36 und 42 umschlossenen Heißgaskessel 40 und einem Kühlgaskanal 44. Mehrere Bohrungen 46 gehen axial durch den Flansch 30 und nehmen Niete oder Stifte 95 auf, die zur Befestigung der Eintrittsleitschaufeln 20 dienen. Ein Verschleißband 48 liegt an der Rückseite 50 der Schaufelhalterung 22 an und wird durch Niete 52 gehalten. Mehrere Kühlluftpfade 54 sind zur Kühlung des Verschleißbands 48 vorgesehen, durch die Kühlgas aus dem Kühlgaskanal 44 in den Heißgaskanal 40 eintritt.

Die innere Schaufelhalterung 24 enthält ein Innengehäuse 56 und den Haltering 58, die an aufeinanderliegenden Flanschen 60 und 62 durch eine Schraubverbindung 64, 66 miteinander verbunden sind. Für die vorliegende Erfindung ist es wichtig, daß die Schraubverbindung 64, 66 von einer Seite der Eintrittsleitvorrichtung 12 von der strömungsaufwärtigen Seite her abgenommen werden kann. Zur Montage wird eine Mutter 66 auf den Flansch 60 gehalten, so daß die Schraube 68 von der Vorderseite der Eintrittsleitvorrichtung 12 her in sie eingeschraubt werden kann. Das Innengehäuse 56 enthält eine konische Luftführung 70 und einen radial nach außen verlaufenden Flansch 72 mit einem Verschleißring 74, der durch Niete 76 gehalten wird und die gleiche Aufgabe erfüllt wie das Band 48 der äußeren Schaufelhalterung 22. Der Haltering 58 weist noch einen axial verlaufenden Flansch 75 und einen radial verlaufenden Flansch 73 auf. Der axial verlaufende Flansch 75 hat einen Vorsprung 78, der sich gegen die Fläche 80 des Innengehäuses 56 anlegt. Der radial verlaufende Flansch 73 weist mehrere axial vorspringende Ansätze 82 auf, die die inneren Schaufelenden radial abstützen. Der Flansch 73 enthält weiter mehrere Bohrungen 84, welche Nieten oder Stifte 86 aufnehmen, die zum Befestigen der inneren Schaufelenden dienen.

Wie F i g. 2 zeigt, weist der Flansch 75 mehrere radial nach außen vorspringende Ansätze 88 auf, die zwischen radial nach innen gerichtete Ansätze 90 der Schaufel 20 ragen, so daß für die inneren Schaufelenden eine Zweipunktauflagerung in Tangentialrichtung entsteht.

Wie F i g. 3 zeigt, weisen die inneren Enden der Schaufeln 20 zur Aufnahme von Nieten 86 an ihren vorderen inneren Enden radial nach innen geöffnete Einschnitte 92 auf. Diese Einschnitte nehmen die Nieten 86 auf, und zwar in Umfangsrichtung in enger Passung, so daß die oben beschriebene Halterung in Umfangsrichtung entsteht; diese ist in radialer Richtung lose, so daß eine radiale Schaufelbewegung gegenüber der inneren Halterung 24 möglich ist.

Wie F i g. 4 zeigt, sind in den äußeren Enden der Schaufeln 20 radial nach innen geöffnete Einschnitte 94 vorgesehen, welche Niete oder Stifte 95 aus den Bohrungen 46 in Umfangsrichtung mit enger Passung aufnehmen, die aber gegenüber den Nieten so angeordnet sind und eine solche Größe aufweisen, daß eine radiale Bewegung der Schaufel 20 gegenüber der äußeren Halterung 22 durch sie ermöglicht wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Axialturbine, bei der die Eintrittsleitschaufeln mit an ihren Enden vorgesehenen Kopf- bzw. Fußplatten zwischen zwei Gehäusefianschen lösbar eingeklemmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der strömungsaufwärtige Flanschteil ein am Innengehäuse (56) lösbar befestigter und nach vorn abziehbarer Haltering (58) ist.

2. Axialturbine nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (58) mit einer Schraubverbindung (64,66) an einem radial nach außen ragenden Flansch (60) des Innengehäuses (56) befestigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 843 700;
britische Patentschriften Nr. 641709, 589 542;
USA.-Patentschriften Nr. 2 625 013, 2 488 875.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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