DE1426870A1

DE1426870A1 - Turbinen-Leitschaufel-Befestigung

Info

Publication number: DE1426870A1
Application number: DE19651426870
Authority: DE
Inventors: Nichols Arnold Douglas; Werstler Emil Edward
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1964-01-13
Filing date: 1965-01-07
Publication date: 1968-11-21
Also published as: BE658208A; NL125370C; US3269702A; DE1426870B2; CH445524A; NL6415199A; GB1055069A; FR1420317A; SE305569B

Description

Die vorliegende Erfindung sieht ihre Aufgabe darin, bei einem Turbinen-Leitrad die Befestigung undH alte rung der Leitschaufeln so auszubilden, daß jerie Schaufel sicher befestigt ist, wobei neben dem Vorteil einer geschweißten Konstruktion der weitere Vorteil erreicht wird, daß jede beliebige Schaufel im Bedarfsfalle ausgewechselt werden kann.

Ein Merkmal der Erfindung ist die Konstruktion der Leitschaufeln und deren Halterung, bei der !ie Schaufeln als tragende Bauteile Verwendung finden und für 4en Turbinen-Rotor eine Lagerabstützung vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß hat die Schaufel-Halterorrichtung innere und äußere Tragringe, zwischen denen die über den Umfang verteilten Schaufeln radial verlaufen und an denen sie mittels Abschluß- oder Haltestücke befestigt sind. Eines der Ringlager weist axial verteilte zylindrische Flächen auf, mit denen das benachbarte Abschlußstück der Schaufel in Verbindung kommt, und dieses wiederum hat axial verteilte Flachen, an denen es mit den axial verteilten Flachen am Ring verbunden ist. Vorzugsweise radial angebrachte

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Schrauben verbinden den Ring mit den Haltestücken und halten diese fest am Ring in radialer Richtung. Entsprechend wird auch das Haltestück an der anderen Seite jeder Schaufel in fester axialer Lage am anderen Trag- oder Haltering gehalten.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel erläuternden Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein, Querschnitt durch den Turbinen-Aufbau, Fig. 2 ist einschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. Ii

Die Erfindung ist an der Konstruktion einer Turbine erläutert, die aus einer üblichen Gasturbinen-Triebwerksanlage mit heißem Gas unter Druck versorgt wird. Sie ist im Abgas-System dieser Anlage angeordnet und wird von Abgasen dieser Anlage angetrieben. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit dieser besonderen Anordnung beschrieben ist, kann sie selbstverständlich auch bei anderen Turbinen-Konstruktionen verwendet werden»

Die dargestellte Turbine hat einen kreis ringförmigen E-inlaß 2 zwischen einem äußeren Turbinengehäuse 4 und einer inneren. Leitkanalwand 6. Das Gehäuse kann mit einem Wärmeschild 8 versehen sein, das die äußere Wand der Gasstromleitung bildete Mittels Schrauben 10 ist das Turbinengehäuse an einem äußeren Düsenring 12 befestigt. Jede Schaufel 14 ist einzeln z.B. mittels Schrauben 16 an den Düsenring 12 und mittels Schrauben 18 an den inneren Düsenring 20 angeschraubt, Der letztere seist sich fort in eine konische Lagerstütze 22, deren Innenseite eine Lagerschale 24 für das Lager 26 des Ttsrbinen-

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Rotors 28 trägt. Zum Rotor gehört eine an der Rotorscheibe 32 befestigte Nabe 30, Am Scheibenumfang sitzen die Turbinenschaufeln 34. Der konische Bauteil 22 ist mit einem weiteren konischen Teil 36, der in der Zeichnung nach links verläuft und an seinem freien Ende die innere Leitkanalwand 6 hält, verschraubt. An dem konischen Teil 22 können auch noch Hitze-Abschirmungen 38 gehalten werden, die das Liger 26 schützen und gleichzeitig als Behälter

40 das Schmiermittel aus dem Lager auffangen. g

Gemäß der Erfindung ist jede Schaufel 14 am inneren Düsenring 20 mittels radial verlaufender Schrauben 18 gehalten, die durch Umfangsflansehe 42 und 44 des inneren, zur Schaufel gehörenden Haltestückes 45 und durch lie angrenzenden Teile des Düsenringes 20 verlaufen. Dieser hat in axialem Abstand zylindrische Oberflächen 46 und 46', die mit den Flanschen 4?. und fest verbunden sind, wenn die Schrauben angezogen sind.

Auch das äußere Haltestück 47 jeder Schaufel 14 ist fest mit dem äußeren Düsenring 12 mittels Schrauben 16 verschraubt, die ebenfalls radial verlaufen und die zylindrischen Flanschen 48 und 50 des Haltestückes der Schaufel 14 mit den entsprechenden Flanschen 52 und 54 des Ringes 12 verschrauben. Ein Vorsprung 56 am Ende der Fläche 54 dient zur axialen Einpassung der einzelnen Schaufeln bei der Ringmontage. Wenn Ήβ Schrauben 16 angezogen sind, liegen auch die Flanschen 48 und 50 fest auf dem äußeren Düsenring 12 und werden daran sicher gehalten.

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Die Schaufeln und die sie tragenden inneren und äußeren Tragringe sind so bemessen, daß die Schaufeln und Schrauben 16 und 18 bei Dauerbetrieb auf Zug beansprucht sind. Die Spannung wird vom äußeren Ring 12 über die Schaufeln zum inneren Ring 20 übertragen und bewirkt, daß die Lagerschale 24 genau und sicher konzentrisch zum äußeren Schaufelring liegt. Während des Überganges zwischen verschiedenen Betriebsbedingungen kann die relative Ausdehnung der einzelnen Teile so sein, daß die Schaufeln mehr auf Druck als auf Zug beansprucht werden, Aber der Abstandj der sich in Richtung und Gegenrichtung des Luftstromes erstreckenden Flansche 42 und 44 an jeder Schaufel bildet eine breite Abstützbasis, so daß bei Druckbeanspruchung die Lagerschale 24 noch sicher in der gewünschten Lage, sowohl radial als auch axial, zu dem äußeren "ing 12 verbleibt.

Jede einzelne Schaufel kann aus dem beschriebenen Aufbau ausgebaut werden, wenn die jeweils eine Schaufel halternden Schrauben 16 und 18 gelöst werden, die Schaufel nach vorn (in der Zeichnung nach links) bewegt und dann mit ihrem inneren Ende vorwärts gedreht wird, sobald der Flansch 50 mit dem vorderen Teil des äußeren Ringes 12 in Berührung kommt. Selbstverständlich muß der Gehäuseteil 4 und die Leitkanalwand 6 abgenommen werden, wenn zwecks Ausbaues einer Schaufel Zugang zu den Schaufeln und den Schrauben erforderlich wird.

Die beschriebene Turbine sitzt an einer nicht gezeigten Haltevorrichtung auf Stützflächen 58, die in einer rückwärtigen Verlängerung 60 des Schaufeltragringes 12 liegen. Auf diese Weise bleibt der Ring 12 in seiner Stellung,

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wenn das äußere Gehauseteil 4 abgenommen wird. Die innere Leitkanalwand 6 wird ebenfalls -vorwärts axial bewegt, um zwecks Auswechslung einer bestimmten Schaufel Zugang zu erhalten. Dies ist aber leicht durchzuführen, wenn die Schrauben 62 gelöst werden, welche die Wand 6 an dem konischen Gestellteil 36 halten.

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Claims

Patentansprüche

Iy Turbinen-Leitschaufel-Befestigung mittels innerer und Äußerer Tragringe, zwischen denen über den Umfang verteilte Schaufeln radial verlaufen und jede Schaufel ein inneres und ein äußeres Abschluß- oder Haltestück zur Befestigung an entsprechenden Tragringen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Tragringe (12 oder 20) axial in Abstand stehende zylindrische Lagerflachen (52,54 oder 46,46·) für axial unter Abstand ., stehende Paßflächen (48, 50 oder 42,44) auf dem zugeordneten Haltestück (47 oder 45) aufweist und daß etwa radial durch das Haltestück (47 oder 45) und den Ring (12 oder 20) verlaufende Schrauben (16 oder 18) zur Befestigung des Haltestückes gegen den Ring vorgesehen sind.
2. Leitschaufel-Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch das andere Haltestück (45 oder 47) an jeder Schaufel (14) in fester axialer Lage an dem anderen Tragring (20 oder 12) gehalten ist.
3; Leitschaufel-Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen in Abstand stehenden zylindrischen Lagerflächen (46,46·) auf dem inneren Ring (20) vorgesehen sind.
4, Leitschaufel-Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial unter Abstand stehenden zylindrischen Flächen (52,54) auf dem äußeren Ring (12) vorgesehen sind.

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5, Leitechaufel-Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial in Abstand stehenden zylindrischen Flachen (46,46·, 52,54) radial gegeneinander versetzt sind.
6. Leite chaufel-Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Äußere Ring (12) ein Teil des Turbinengehäuses ist und der innere Ring (20) auf einem nach innen gerichteten Flansch (22) ein Lager ä (24, 26) trÄgt.

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