DE1239889B - Eintrittsleitschaufelkranz fuer Axialturbinen, insbesondere Axialgasturbinen, mit radial federnd angedrueckten Ringsegmenten - Google Patents
Eintrittsleitschaufelkranz fuer Axialturbinen, insbesondere Axialgasturbinen, mit radial federnd angedrueckten RingsegmentenInfo
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- DE1239889B DE1239889B DE1963L0045236 DEL0045236A DE1239889B DE 1239889 B DE1239889 B DE 1239889B DE 1963L0045236 DE1963L0045236 DE 1963L0045236 DE L0045236 A DEL0045236 A DE L0045236A DE 1239889 B DE1239889 B DE 1239889B
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
- F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
F02c
Deutsche KL: 46f-9
1239 889
L 45236 I a/46 £
28.Juni 1963
3. Mai 1967
L 45236 I a/46 £
28.Juni 1963
3. Mai 1967
Im Turbinenbau sind Bauarten bekanntgeworden, bei denen im Zusammenhang mit Leitschaufeln radial
federnde Ringsegmente verwendet werden, wobei z.B. die mit diesen verbundenen Leitschaufeln an
ihrem Ende mit der Rotoroberfläche Labyrinthdichtungen bilden. Dabei besteht ein Laufspiel zwischen
den Leitschaufeln und dem Rotor.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Eintrittsleitschaufelkranz für Axialturbinen, insbesondere Axialgasturbinen,
mit radial federnd angedrückten, an oder in einem Gehäuseteil gleitbar dichtend geführten
Ringsegmenten.
Der Radialspaltverlust des Eintrittsleitschaufelkranzes einer nur wenige Stufen aufweisenden Axialturbine
geht sehr stark in den Wirkungsgrad der Türbine ein. Die Beseitigung dieses Radialspaltverlustes
ist eine schwer lösbare Aufgabe wegen der verschiedenartigen Wärme-Radialdehnungen der Leitschaufeln
des genannten Kranzes, des Leitschaufelträgers, in dem diese Leitschaufeln mit ihren radial außenliegenden
Enden festsitzen, und weiterer in der Nähe dieser Leitschaufeln befindlicher feststehender Teile,
unter anderem auch des den Leitschaufeln strömungsmäßig vorgeschalteten Einströmkanals. Insbesondere
ist die Lösung der genannten Aufgabe bei großen Axialturbinen schwierig, bei Axialturbinen, besonders
Axialgasturbinen, mit Längen genannter Leitschaufeln von über 500 mm und einem zugehörigen Eintrittsleitschaufelkranz-Außendurchmesser
von über 2500 mm. Bei so großen Abmessungen sind die Wärme-Radialdehnungen sehr groß. Die Erfindung
bezieht sich insbesondere auf solch große Axialturbinen.
Zur Lösung der genannten Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß bei einem genannten
Eintrittsleitschaufelkranz die Ringsegmente radial nach außen gegen die freien Enden der Leitschaufeln
durch Federn gedrückt und in der Gehäusestirnwand geführt werden. Die Segmente können auch an einen
diese Enden der Leitschaufeln verbindenden Ring, an ein derartiges Deckband od. dgl. gedrückt sein. Die
Segmente sind also am Eintrittsleitschaufelkranz-Innenumfang zentriert. Im Gebiet der Turbinenwellendurchführung
durch die Gehäusestirnwand ist eine Wellendichtung vorgesehen. Der vor der einströmseitigen
Läuferstirnfläche befindliche Raum steht praktisch nur mit dem zwischen dem Eintrittsleitschaufelkranz
und dem zugehörigen Laufschaufelkranz befindlichen Strömungsraum in Verbindung. Diese Verbindung kann noch durch eine Dichtung
od. dgl. auf ein Minimum beschränkt sein. Der Radialspalt zwischen den Ringsegmenten und dem Eintritts-Eintrittsleitschaufelkranz
für Axialturbinen,
insbesondere Axialgasturbinen, mit radial federnd angedrückten Ringsegmenten
insbesondere Axialgasturbinen, mit radial federnd angedrückten Ringsegmenten
Anmelder:
Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Als Erfinder benannt:
Manfred Seiche, Essen
Manfred Seiche, Essen
leitschaufelkranz ist praktisch gleich Null, und zwar bei jedem Betriebszustand der Turbine, unabhängig
von Wärme-Radialdehnungen. Der betreffende Radialspaltverlust ist praktisch beseitigt. Ohne Anwendung
der Erfindung müßte der Radialspalt bei genannten großen Turbinen 6 bis 8 mm betragen. Abgesehen
von dem dadurch bedingten großen Radialspaltverlust würde auch die genannte Läuferstirnfläche
von dem durch den Radialspalt geströmten heißen Lecktreibmittelstrom getroffen und zumindest
örtlich übererhitzt. Dies tritt bei Anwendung der Erfindung nicht ein. Der Federdruck kann sehr groß
sein, da die Ringsegmente und der Eintrittsleitschaufelkranz feststehen und daher keine Reibung
zwischen den Ringsegmenten und diesem Kranz auftritt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung im Turbinenlängsschnitt
bei einer einstufigen Entspannungsgasturbine dargestellt, die einen Leitschaufelkranz-Außendurchmesser
von etwa 3500 mm aufweist.
Das Treibmittel strömt in Richtung des Pfeils 10 durch einen Einströmkanal 11 in die Stufe 21 der
Turbine. Es sind, was nicht dargestellt ist, mehrere Einströmkanäle 11 auf dem gesamten Umfang verteilt
angeordnet. Die Stufe 21 ist bei Vollast auf dem gesamten Umfang beaufschlagt. Die Einströmkanäle 11
erhalten ihr Treibmittel von Gasturbinen nicht dargestellter Brennkammern einschließender Gasturbinentriebwerke
(Flugtriebwerke). Die die Einströmkanäle 11 bildenden Wände 12 sitzen in einem Außengehäuse 13 der Turbine, in dem auch ein Leitschaufelträger
14 mit Eintrittsleitschaufeln 15 radial wärmebeweglich sitzt. Die Enden 31 der Wände 12
sind nicht an feststehenden Teilen der Turbine befestigt. Der Turbinenläufer setzt sich aus einer Turbinenwelle
16 und einem Laufrad 17 einstückig zu-
709 078/78
sammen. Das Laufrad 17 besteht aus einer Laufradscheibe 18 und einem aus Laufschaufeln 32 bestehenden
Laufschaufelkranz.
Das Treibmittel im Raum 19 steht unter einer Temperatur und einem Druck, die auch im Raum 20 herrsehen.
Die Eintrittsleitschaufeln 15 dehnen sich bei Erwärmung nach radial innen frei und ungehindert,
wobei gleichzeitig Radialspaltverluste im Gebiet ihrer freien Enden 27 praktisch nicht auftreten, und zwar
auch dann nicht, wenn sich die radiale Länge der Leitschaufeln 15 bei Abkühlung wieder verkleinert.
Dies alles wird durch im dargestellten Schnitt T-Form aufweisende Segmente 22 erzielt, die in jedem Betriebszustand
der Turbine von radial innen durch Blattfedern 23 an die freien Enden 27 gedrückt sind
und in einer äußeren Ringnut 24 einer Stirnwand 25 radial geführt sind. Der Sitz der Führung ist so fein,
daß praktisch kein Gas aus dem Raum 26 in den Raum 19, 20 dringt. Zwischen den Segmenten 22 und
den Enden 27 strömt ebenfalls praktisch kein Gas aus dem Einströmkanal 11 in den Raum 19,20. Die Turbine
ist stirnseitig abgeschlossen durch eine Stirnwand 28, die um die Turbinenwelle 16 herum eine Wellendichtung
29 aufweist. Die Laufradscheibenstirnfläche 30 und somit die Laufradscheibe 18 und auch die
radial inneren Teile der Laufschaufeln 32 sind vor der hohen Temperatur und dem hohen Druck des im
Einströmkanal 11 zur Stufe 21 strömenden Treibmittels geschützt. Die Segmente 22 sind auf dem gesamten
Umfang verfolgt angeordnet, z.B. acht bis zwölf Segmente 22. Jeweils zwischen zwei Segmenten
ist eine nachgiebige Dichtung vorgesehen, um dort ein Strömen aus dem Raum 26 in den Raum 19,20
zu verhindern.
Claims (1)
- Patentanspruch:Eintrittsleitschaufelkranz für Axialturbinen, insbesondere Axialgasturbinen, mit radial federnd angedrückten, an oder in einem Gehäuseteil gleitbar dichtend geführten Ringsegmenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (22) radial nach außen gegen die freien Enden (27) der Leitschaufeln (15) durch Federn (23) gedruckt und in der Gehäusestirnwand (25) geführt werden.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 826 673;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1087138,
685, 1126 194,1140 945;schweizerische Patentschrift Nr. 360 074.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen709 578/78 4.67 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
DE1963L0045236 DE1239889B (de) | 1963-06-28 | 1963-06-28 | Eintrittsleitschaufelkranz fuer Axialturbinen, insbesondere Axialgasturbinen, mit radial federnd angedrueckten Ringsegmenten |
CH802464A CH425346A (de) | 1963-06-28 | 1964-06-19 | Einrichtung zur Beseitigung eines Radialspaltverlustes bei einer Axialturbine |
FR979514A FR1399924A (fr) | 1963-06-28 | 1964-06-24 | Dispositif pour supprimer une perte d'interstice radial dans une turbine axiale, en particulier une turbine à gaz axiale |
GB2654464A GB1062660A (en) | 1963-06-28 | 1964-06-26 | Improvements in or relating to axial-flow turbines |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=7271055
Family Applications (1)
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DE1963L0045236 Pending DE1239889B (de) | 1963-06-28 | 1963-06-28 | Eintrittsleitschaufelkranz fuer Axialturbinen, insbesondere Axialgasturbinen, mit radial federnd angedrueckten Ringsegmenten |
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DE (1) | DE1239889B (de) |
GB (1) | GB1062660A (de) |
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-
1963
- 1963-06-28 DE DE1963L0045236 patent/DE1239889B/de active Pending
-
1964
- 1964-06-19 CH CH802464A patent/CH425346A/de unknown
- 1964-06-26 GB GB2654464A patent/GB1062660A/en not_active Expired
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CN104564174B (zh) * | 2014-12-29 | 2017-01-18 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种燃气轮机透平静叶弹性密封结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CH425346A (de) | 1966-11-30 |
GB1062660A (en) | 1967-03-22 |
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