DE1246322B

DE1246322B - Guide vane ring for axial flow machines, especially gas turbines and compressors

Info

Publication number: DE1246322B
Application number: DEG35770A
Authority: DE
Inventors: Daniel Mathew Judge; Louis Ernest Varadi; Theodore Edmond Bourque
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1961-08-24
Filing date: 1962-08-23
Publication date: 1967-08-03
Also published as: GB967940A; US3107897A; CH408959A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

F02cF02c

Deutsche Kl.: 46f-llGerman class: 46f-ll

1246 322
G 357701 a/46 f
23. August 1962
3. August 19671246 322
G 357701 a / 46 f
23rd August 1962
3rd August 1967

Die Erfindung betrifft einen Leitschaufelkranz für Axialströmungsmaschinen, insbesondere Gasturbinen und Verdichter, dessen Leitschaufeln mit ihren inneren und äußeren Enden durch einen radial inneren und radial äußeren Ring gesteckt und an diesen Ringen befestigt sind, wobei der äußere Ring einen kastenförmigen Querschnitt aufweist.The invention relates to a guide vane ring for axial flow machines, in particular gas turbines and compressor, the guide vanes with their inner and outer ends by a radially inner and radially outer ring are plugged and attached to these rings, the outer ring being a Has box-shaped cross-section.

Der äußere Ring weist bei derartigen Leitschaufelkränzen Schlitze auf, die die Enden der Leitschaufeln aufnehmen. Diese Schlitze mußten entweder mit außerordentlich hoher Genauigkeit angeordnet und geformt sein, damit die Leitschaufeln in der richtigen Lage gehalten werden konnten, oder, falls größere Toleranzen möglich waren, die Schlitze mußten mit Übergröße gefertigt werden, damit beim Zusammenbau die erforderliche Freiheit einer Bewegung zum Ausrichten und Einrichten gegeben war. Wenn die Schlitze mit Übergröße hergestellt wurden, mußten die Teile der Schlitze, die im zusammengebauten Zustand nicht von den Leitschaufeln ausgefüllt wurden, mit einem geeigneten Füllmaterial ausgefüllt werden. Das Füllmaterial kann den Aufbau des Leitschaufelkranzes nachteilig beeinflussen.In such guide vane rings, the outer ring has slots which form the ends of the guide vanes take up. These slots had to be arranged and either with extremely high accuracy be shaped so that the vanes could be held in position, or larger if larger Tolerances were possible, the slots had to be oversized so that during assembly the required freedom of movement for aligning and setting up was given. If the Oversized slots were made using the parts of the slots that were when assembled not filled by the guide vanes should be filled with a suitable filler material. The filler material can adversely affect the structure of the guide vane ring.

So ist bereits ein Leitschaufelkranz bekannt, bei dem der äußere Ring aus einem einteiligen, kastenförmigen Bauteil besteht, der innen und außen Einschnitte zur Aufnahme der Leitschaufel aufweist. Bei diesem bekannten Ring müssen die Einschnitte zur Aufnahme der Schaufeln mit außerordentlicher Genauigkeit hergestellt werden, damit der Leitschaufelkranz in richtiger Weise zusammengebaut werden kann. Bei diesem bekannten Ring treten in der Praxis so erhebliche Toleranzunterschiede auf, daß nach dem Zusammenbau gewisse Abschnitte zwischen dem Ring und den Leitschaufeln, wie bereits dargelegt, mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden müssen.A guide vane ring is already known in which the outer ring consists of a one-piece, box-shaped There is a component that has incisions on the inside and outside for receiving the guide vane. In this known ring, the incisions for receiving the blades with extraordinary Accuracy must be established in order for the vane ring to be properly assembled can. With this known ring, there are so considerable tolerance differences in practice that that after assembly, certain sections between the ring and the guide vanes, as before outlined, must be filled in with a filler material.

Es ist auch bereits ein Leitschaufelkranz mit einem äußeren Ring bekannt, der zweiteilig ausgebildet ist und aus zwei Abschnitten besteht. Beide Abschnitte weisen Öffnungen zur Aufnahme der Leitschaufeln auf. Es könnte sein, daß bei diesem bekannten Ring beim Zusammenbau eine gewisse Freiheit bezüglich der relativen Winkellage zwischen den Abschnitten gegeben ist. Durch eine derartige Verschiebung können aber nicht alle Maßabweichungen ausgeglichen werden, so daß es immer noch erforderlich sein kann, die Schlitze mit Übergrößen herzustellen und Füllmaterialien zu verwenden.A guide vane ring with an outer ring that is designed in two parts is also already known and consists of two sections. Both sections have openings for receiving the guide vanes on. It could be that with this known ring a certain freedom with respect to assembly the relative angular position between the sections is given. Such a shift can but not all dimensional deviations are compensated for, so it may still be required can make the slots with oversize and use filler materials.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitschaufelkranz zu schaffen, bei dem der äußere Ring mit einfachsten Mitteln derart auf-Leitschaufelkranz für Axialströmungsmaschinen, insbesondere Gasturbinen und VerdichterThe present invention is based on the object To create a guide vane ring, in which the outer ring with the simplest means in such a way on-guide vane ring for axial flow machines, in particular gas turbines and compressors

Anmelder:Applicant:

General Electric Company,General Electric Company,

Schenectady, N. Y. (V. St. A.)Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. HauserDipl.-Ing. E. Prince, Dr. G. Hauser

und Dipl.-Ing. Ό. Leiser, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. Ό. Leiser, patent attorneys,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19Munich-Pasing, Ernsbergerstr. 19th

Als Erfinder benannt:
Daniel Mathew Judge, Saugus, Mass.;
Louis Ernest Varadi, Danvers, Mass.;
Theodore Edmond Bourque,
Norwalk, Conn. (V. St. A.)Named as inventor:
Daniel Mathew Judge, Saugus, Mass .;
Louis Ernest Varadi, Danvers, Mass .;
Theodore Edmond Bourque,
Norwalk, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. August 1961
(133 640)Claimed priority:
V. St. v. America August 24, 1961
(133 640)

gebaut werden kann, daß Maßabweichungen ausgeglichen werden können.can be built that dimensional deviations can be compensated.

Erfindungsgemäß besteht die äußere Wand des äußeren Rings aus einer Anzahl einander überlappender Segmente, von denen wenigstens ein Teil wenigstens eine Öffnung zur Aufnahme je einer Leitschaufel hat, und zwar sind diese Segmente in Umfangsriehtung an den einander überlappenden Stellen miteinander, z. B. durch Schweißen, verbunden.According to the invention, the outer wall of the outer ring consists of a number of overlapping ones Segments, at least some of which have at least one opening for receiving a guide vane each has, namely these segments are in circumferential direction at the overlapping points with each other, e.g. B. by welding connected.

Durch die Unterteilung der äußeren Wand des äußeren Rings in Segmente, und durch die Überlappung ist es möglich, die Winkellage der einzelnen Segmente am Ring oder die Winkellage benachbarter Segmente zu korrigieren, so daß jedes einzelne Segment den örtlichen Bedingungen entsprechend angeordnet werden kann. Es wird durch die sich überlappenden Segmente eine außerordentliche Flexibilität des Aufbaus erzielt, die die erforderliche Ausrichtung ohne weiteres zuläßt. Weiterhin werden durch die sich überlappenden Teile Versteifungselemente gebildet, die die Festigkeit der gesamten Anordnung wesentlich erhöhen.By dividing the outer wall of the outer ring into segments, and by the overlap it is possible to change the angular position of the individual segments on the ring or the angular position of neighboring segments Correct segments so that each individual segment is arranged according to local conditions can be. The overlapping segments make it extremely flexible of the structure achieved, which allows the required alignment easily. Continue to be stiffening elements formed by the overlapping parts, which increase the strength of the entire Increase arrangement significantly.

- ; . .: " 709 619/155-; . .: "709 619/155

Es kann zweckmäßig sein, daß die Segmente längs einer serpentinenförmigen Kurve miteinander verbunden sind.It can be useful that the segments are connected to one another along a serpentine curve are.

In der Zeichnung ist ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigtIn the drawing, an exemplary embodiment of the invention is shown schematically. It shows

Fig. 1 eine Teilansicht eines Leitschaufelkranzes für Axialströmungsmaschinen in Achsrichtung,1 shows a partial view of a guide vane ring for axial flow machines in axial direction,

Fig. 2 eine Teilansicht der Umfangsabwicklung des in Segmente unterteilten äußeren Rings des Leitschaufelkranzes und ίοFig. 2 is a partial view of the circumferential development of the outer ring of the guide vane ring, which is divided into segments, and ίο

Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 3-3 der F i g. 2.3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2.

In Fig. 1 ist ein Leitschaufelkranz 1 für Axialströmungsmaschinen teilweise dargestellt. Der Leitschaufelkranz 1 weist einen inneren Ring 2 auf, der mit einer Anzahl sich radial erstreckender Statorschaufeln 10 bis 14 ausgestattet ist. Die Statorschaufeln 10 bis 14 sind in der Nähe der Enden 20 bis 24 durch einen äußeren Ring 30 gesteckt, der eine innere Wand 35 und eine äußere Wand 36 aufweist. Die äußere Wand 36 besteht aus einer Anzahl von Segmenten 40 bis 44, die in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind und dadurch eine ganze äußere Wand 36 bilden. Der äußere Ring weist kastenförmigen Querschnitt auf. Die äußere Wand 36 besteht aus Segmenten 40 bis 44, die sich, wie bei 50 bis 54 gezeigt, überlappen, wenn diese Segmente 40 bis 44 in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind.In Fig. 1 is a guide vane ring 1 for axial flow machines partially shown. The guide vane ring 1 has an inner ring 2, which is equipped with a number of radially extending stator blades 10-14. The stator blades 10 to 14 are inserted in the vicinity of the ends 20 to 24 through an outer ring 30, the an inner wall 35 and an outer wall 36. The outer wall 36 consists of a number of segments 40 to 44, which are connected to one another in the circumferential direction and thereby a whole outer wall 36 form. The outer ring has a box-shaped cross section. The outer wall 36 consists of segments 40 to 44 which, as shown at 50 to 54, overlap when these segments 40 to 44 are connected to one another in the circumferential direction.

Wie Fig. 2 zeigt, haben die einzelnen Segmente 40 bis 42 der äußeren Wand Öffnungen 60 bis 62, die in den einzelnen Segmenten 40 bis 42 angeordnet sind. Die Öffnungen 60 bis 62 können durch verschiedene Bearbeitungsgänge hergestellt sein, wie beispielsweise durch Stanzen oder Ausschneiden. Die Öffnungen 60 bis 62 in den Segmenten 40 bis 42 nehmen die Stätorschaufelenden 20 bis 22 dicht sitzend in sich auf, da die Öffnungen 60 bis 62 Wandungen aufweisen, die konform zum Umfang der Sehaufelenden 20 bis 22 ausgebildet sind. Die einzelnen Segmente 4© bis 42 sind im Umfangsrichtung miteinander, beispielsweise durch Hartlötung, verbunden, nachdem diese Segmente in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet sind, und halten dadurch die sich radial erstreckenden Statorschaufeln 10 bis 14 in der richtigen Lage. Diese Ausrichtung kann bewirken, daß die-Überlappungen 70 und 71 verschieden groß sind, wie aus F i g. 3 zu erkennen ist.As FIG. 2 shows, the individual segments 40 to 42 of the outer wall have openings 60 to 62, which are arranged in the individual segments 40 to 42. The openings 60 to 62 can be through various Machining operations be made, such as by punching or cutting. the Openings 60 to 62 in the segments 40 to 42 take the Stätorschaufelenden 20 to 22 tight sitting in itself, since the openings 60 to 62 have walls that conform to the scope of the Saw blade ends 20 to 22 are formed. The individual segments 4 © to 42 are in the circumferential direction connected to one another, for example by brazing, after these segments in the circumferential direction are aligned with each other, and thereby hold the radially extending stator blades 10 to 14 in the right position. This alignment can cause the overlaps 70 and 71 to be different are large, as shown in FIG. 3 can be seen.

Eine Schnittansicht der äußeren Wand 36, genommen längs der Linie 3-3 der Fig. 2 ist in Fi g. 3 dargestellt; die Überlappungen 70, 71 der benachbarten Segmente 40 bis 42 sind durch die Ausrichtung verschieden, die vor dem Hartverlöten erforderlich ist. Es können auch andere Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder Bolzen vorgesehen sein, die durch benachbarte Segmente gesteckt sind.A sectional view of outer wall 36 taken along line 3-3 of FIG. 2 is shown in FIG Fi g. 3 shown; the overlaps 70, 71 of the neighboring Segments 40 through 42 differ in the orientation that is required prior to brazing is. Other fastening means, such as screws or bolts, can also be used be provided, which are inserted through adjacent segments.

Ein weiterer Vorteil ist in Fig. 2 dargestellt, in der gezeigt ist, daß die Überlappungen 70 bis 72 Versteifungsrippen 80 bis 82 längs einer serpentinenförmigen Kurve erzeugen, welche im allgemeinen der Krümmung der Leitschaufelenden 20 bis 22 entspricht. Derartige Verstärkungsrippen 80 bis 82 erzeugen eine wesentlich festere und starrere äußere Wand 36.Another advantage is illustrated in FIG. 2, in which it is shown that the overlaps 70-72 Create stiffening ribs 80-82 along a serpentine curve, which is generally the Curvature of the guide vane ends 20 to 22 corresponds. Such reinforcing ribs 80 to 82 create a much stronger and more rigid exterior Wall 36.

Es können auch andere Unterteilungen der äußeren Wand 36 vorgenommen werden. Beispielsweise können die Segmente 40 bis 44 eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, die sich durch die Segmente hindurch erstrecken und in denen die Statorschaufelenden 20 bis 44 aufgenommen werden. Es muß nicht sein, daß ein einzelnes Segment nur eine einzige Öffnung aufweist. Weiterhin können bestimmte Segmente kleine Öffnungen aufweisen, so daß dadurch Abstandhalter zwischen benachbarten Segmenten, die Öffnungen aufweisen, gebildet werden.Other subdivisions of the outer wall 36 can also be made. For example For example, segments 40 to 44 may have one or more openings extending through the segments extend therethrough and in which the stator blade ends 20 to 44 are received. It doesn't have to be that a single segment has only a single opening. Furthermore, certain segments have small openings, so that thereby spacers between adjacent segments, the Have openings are formed.

Die Versteifungsrippen 80 bis 82 müssen nicht unbedingt längs einer serpentinenartigen Kurve, wie dargestellt, verlaufen, es können vielmehr solche Versteifungsrippen in jeder gewünschten Form vorgesehen werden.The stiffening ribs 80 to 82 do not necessarily have to be along a serpentine curve, such as shown, run, but such stiffening ribs can be provided in any desired shape will.

Claims

Claim e:

1. Guide vane ring for axial flow machines, in particular gas turbines and compressors, its guide vanes with their inner and outer ends by a radially inner one and radially outer ring are inserted and attached to these rings, the outer ring having box-shaped cross-section, thereby characterized in that the outer wall of the outer ring (36) consists of a number of overlapping segments (40 bis_4J3), of at least some of which have at least one opening (60 to 62) for receiving one guide vane each (11 to 14) has, and that these segments in the circumferential direction on the overlapping Places (70 to 72) with each other, e.g. B. are connected by welding.

2. Annular partition according to claim 1, characterized in that the segments are connected along a serpentine curve.

Considered publications:
German Patent No. 1,017,420;
U.S. Patent Nos. 2,996,281, 2,980,396,
2,945,673.2,834,573.

1 sheet of drawings