DE1195090B

DE1195090B - Leitschaufelkranz von Axial-Gasturbinen

Info

Publication number: DE1195090B
Application number: DED33201A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Reinhold Huber
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1960-04-27
Filing date: 1960-04-27
Publication date: 1965-06-16

Description

Leitschaufelkranz von Axial-Gasturbinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitschaufelträger von Axial-Gasturbinen, der durch schräge Stöße in Segmente getrennt ist, die gegeneinander abgestützt und durch in Achsrichtung verlaufende Nuten mittels im Maschinengehäuse befestigter Paßfedern dort mit großem Radialspiel gelagert sind.
Im Gasturbinenbau ist es bekannt, die einzelnen Ringteile mehrfach geteilter Leitschaufelträger durch schräg zur Zylinderlängsachse verlaufende Stöße zu trennen. Die Aufhängung des Leitschaufelträgers im Maschinengehäuse ist dabei so getroffen, daß er sich in radialer Richtung frei ausdehnen kann, damit die während des Betriebes auf Grund der hohen Temperaturen auftretenden Dehnungen ohne Schaden aufgenommen werden. Zu diesem Zweck erfolgt die Aufhängung vielfach über außen an der Umfangsfläche der einzelnen Ringteile angebrachte, in axialer Richtung verlaufende Nuten, in denen mit großem radialen Spiel Paßfedern sitzen, die im Maschinengehäuse fest eingesetzt sind. Die Nuten befinden sich bei den bekannten Anordnungen neben oder entfernt von den Stößen der einzelnen Ringteile des Leitschaufelträgers. Auch sind hierbei die einzelnen Ringteile an ihren Stößen in radialer Richtung gegenseitig nicht abgestützt.
Bei dieser bekannten Aufhängung der Leitschaufelträger hat sich vielfach durch die gegenseitige unsymmetrische Beeinflussung der einzelnen Ringteile untereinander ergeben, daß während des Betriebs Verklemmungen und ungleichmäßige radiale Dehnungen, bezogen auf den ganzen Leitschaufelträger, auftreten, welche die Lagerung und Dichtung von Läuferteilen erschweren und einer gleichmäßigen und strömungstechnisch einwandfreien Beaufschlagung der nachfolgenden Turbinenschaufelreihe entgegenstehen.
Es sind ferner mehrfach geteilte Leitschaufelträger bekannt, zwischen deren einzelnen Ringteilen ein größeres Spiel in Umfangsrichtung vorgesehen ist. Um einen festen Gewölbeverband herzustellen, sind die Enden der einzelnen Ringteile jeweils keilförmig ausgebildet, die mit federbelasteten, von den Ringteilen getrennten Druckstücken mit keilförmigen Gegenflächen zusammenwirken. Außerdem sind die einzelnen Ringteile im Maschinengehäuse über zusätzliche Führungen aufgehängt. Diese bekannte Konstruktion ist kompliziert und teuer in ihrem Aufbau und insbesondere beansprucht diese Ausbildung des Leitschaufelträgers und die vielen Glieder dieser Aufhängung - besonders in radialer Richtung nach außen - viel Raum.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, gegenüber, den bekannten Aufhängungen von Leitschaufelträgem für größere Maschineneinheiten, wo viele komplizierte Einzelteile, wie Druckstücke und Federn, in herstellungstechnischer und montagetechnischer Hinsicht die Konstruktion verteuern, eine einfache Aufhängung und Ausbildung eines Leitschaufelträgers zu schaffen, die sich auch für Massenherstellung wirtschaftlich verwenden läßt, wie für Fahrzeuggasturbinen. Dabei soll die Aufhängung und die gegenseitige Abstützung der einzelnen Ringteile so ausgeführt sein, daß vor allen Dingen eine konzentrische Ausdehnung der einzelnen Ringteile zueinander gewährleistet ist.
Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß an einem Ende jedes Kranzsegments auf halber Breite der Außenring desselben, radial außen einen Höcker mit einer axialen Nut für die im Maschinengehäuse festsitzende Paßfeder und der Innenring des Kranzsegments radial innen eine Nase aufweist, daß Höcker und Nase über den Stoß hinweggreifen und das Ende des Außenringsegments radial nach außen und das benachbarte Ende des Innenringsegments radial nach innen abstützen.
In Ausgestaltung der Erfindung sind am anderen Ende jedes Ringsegments zur Auflage des Höckers bzw. der Nase des benachbarten Ringsegments radial außen und innen je ein passend bearbeitetes Plättchen aufgesetzt. Durch Verwendung von Plättchen verschiedener Stärke kann das Bearbeitungsspiel in einfacher Weise ausgeglichen werden.
Durch die erfindungsgemäße Aufhängung der einzelnen Ringsegmente im Gehäuse radial außerhalb der Stöße und die in beiden radialen Richtungen erfolgende gegenseitige Abstützung der einzelnen Ringsegmente untereinander wird bewirkt, daß sich bei Erwärmung des über den ganzen Umfang mit heißen Gasen beaufschlagten Leitschaufelkranzes die einzelnen Ringsegmente in bezug auf die an den Stößen befindlichen Aufhängestellen gegenseitig symmetrisch beeinflussend genau konzentrisch radial nach außen dehnen.
Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Leitschaufelkranz von vorn, F i g. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung B nach F i g. 1, F i g. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung C nach F i g. 1 und F i g. 4 den im Maschinengehäuse eingebauten Leitschaufelkranz im Schnitt.
Der Leitschaufelkranz besteht in vorliegendem Fall aus vier gleichen Segmenten 11,12,13 und 14, die an ihren Enden schräg verlaufende Stöße 15, 16, 17 und 18 bilden. Jeweils an einem Ende jedes Kranzsegments ist an seinem Außenring ein Höcker 11' bzw. 12' bzw. 13' bzw. 14' vorgesehen. In diesen Höckern sind axiale Nuten 19, 20, 21 und 22 eingearbeitet, in die Paßfedern 23, 24, 25 und 26 mit großem radialen Spiel eingreifen. Die Leitbeschaufelung ist mit 27 bezeichnet.
Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, greift der Höcker 11' des Segments 11 über den Stoß 15 hinweg, so daß sich das Segment 12 in radialer Richtung nach außen auf die Unterseite des Höckers 11' abstützen kann. Hierbei ist auf dem Segment 12 ein Plättchen 28 aufgesetzt, das passend bearbeitet ist.
Wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich ist, ist am Innenring des Segments 11 eine Nase 11" vorgesehen, die ebenfalls zur gegenseitigen Abstützung der beiden Segmente 11 und 12 in radialer Richtung nach innen dient. Auch hier ist wiederum ein Auflageplättchen 29 am Segment 12 vorgesehen. Das vorstehend Beschriebene gilt für sämtliche Stöße zwischen den einzelnen Segmenten.
Die F i g. 4 zeigt den im Maschinengehäuse 30 vor dem Turbinenläufer 31 mit Turbinenbeschaufelung 31' eingebauten Leitschaufelkranz. Es ist durchaus möglich, die gegenseitige radiale Abstützung der einzelnen Segmente 11,12,13 und 14 innerhalb der einzelnen Stöße 15,16,17 und 18 durch eine Abstufung vorzunehmen, wie dies im Stoß 16 lediglich angedeutet ist, so daß dadurch die Abstützung über die Plättchen 28 und die Höcker 11' in Fortfall käme. Hierbei würden die Höcker 12' lediglich zur Bildung der Nuten 20 dienen.

Claims

Patentansprüche: 1. Leitschaufelkranz von Axial-Gasturbinen, der durch schräge Stöße in Segmente getrennt ist, die gegeneinander abgestützt und durch in Achsrichtung verlaufende Nuten mittels im Maschinengehäuse befestigter Paßfedern dort mit großem Radialspiel gelagert sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß an einem Ende jedes Kranzsegments (11, 12, 13, 14) auf halber Breite der Außenring desselben radial außen einen Höcker (11',12',13',14') mit einer axialen Nut (19, 20, 21, 22) für die Paßfeder (23, 24, 25, 26) und der Innenring des Kranzsegments radial innen eine Nase (11",12",13",14") aufweist und daß Höcker und Nase über den Stoß (15,16,17,18) hinweggreifen und das benachbarte Ende des Außenringsegments radial nach außen und das benachbarte Ende des Innenringsegments radial nach innen abstützen.
2. Leitschaufelkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende jedes Ringsegments (11,12,13,14) zur Auflage des jeweiligen Höckers (11',12',13',14') bzw. der Nase (11",12",13",14") des benachbarten Ringsegments radial außen und innen je ein passend bearbeitetes Plättchen (29) aufgesetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 826 673, 846 342, 870 702; deutsches Gebrauchsmuster Nr.1735157.