DE1601679B2 - Leitschaufelbefestigung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitschaufelbefestigung in einer Turbine mit einem ringförmigen Gehäusemantel und einer daran lösbar befestigten Dichtungsanordnung, wobei die einzelnen Leitschaufeln an ihren äußeren Enden über je einen axial verlaufenden Zapfen sowohl an einer Ringscheibe befestigt als auch gegenüber dem Gehäusemantel in radialer Richtung festgelegt sind und wobei die inneren Enden der Leitschaufeln an der Tragkonstruktion der Turbine so gehaltert sind, daß eine begrenzte Radialbewegung der inneren Leitschaufelenden möglich ist.

Eine derartige Leitschaufelbefestigung ist aus der USA.-Patentschrift 3 062 499 bekannt.

Bei der bekannten Leitschaufelbefestigung ist die Entfernung der Eintrittsleitschaufeln der ersten Turbinenstufe, insbesondere bei Triebwerken mit einstückiger Ringbrennkammer, ein außerordentlich zeitraubender Vorgang, welcher größenordnungsmäßig mehrere Stunden in Anspruch nimmt. Das Herausnehmen der Leitschaufeln ist hierbei so langwierig, weil die Leitschaufeln einzeln an dem Gehäuse befestigt sind, weshalb jede Leitschaufel einzeln gelöst und entfernt werden muß.

Es liegt die Aufgabe vor, eine Leitschaufelbefestigung zu schaffen, welche trotz einer sicheren Verankerung der einzelnen Leitschaufeln ein rasches und einfaches Entfernen der Leitschaufelkränze zu Inspektions- oder Austauschzwecken ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Leitschaufelbefestigung der eingangs angegebenen Art durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) die Dichtungsanordnung wird durch einen einstückigen Dichtungsring gebildet, der an seinem inneren Umfang über die Zapfen mit den äußeren Enden der Leitschaufeln und an seinem äußeren Umfang mit dem Gehäusemantel verbunden ist;

b) die Ringscheibe ist in einzelne Segmente unterteilt;

c) die inneren Leitschaufelenden stützen sich gegen einen mit der, Tragkonstruktion der Turbine fest verbundenen Flansch in Richtung stromabwärts ab und sind an der Tragkonstruk-

tion über eine durch Abziehen in Richtung stromaufwärts lösbare Verbindung gehaltert.

Die erwähnte Ringscheibe kann in eine größere Zahl von Segmenten abgeteilt sein, ist jedoch vorzugsweise in zwei jeweils einem Bogen von 180° entsprechende Segmente unterteilt.

Die Zapfen können gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel die Form von Buchsen haben, welche eine Verstiftung zwischen der Dichtungsanordnung, den Teilen der Ringscheibe und den jeweiligen Leitschaufeln bilden.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß die Demontage des Leitschaufelkranzes der ersten Turbinenstufe beispielsweise in einer Zeit von weniger als einer Stunde erfolgen kann, wodurch Arbeiten an den hinter den Leitschaufeln gelegenen Turbinenteilen erleichtert und vereinfacht werden. Trotz der für das magazinartige Herausnehmen der Leitschaufeln wesentlichen Zusammenfassung von Leitschaufelgruppen an den Segmenten der Ringscheibe lassen sich doch einzelne Leitschaufeln ebenfalls leicht und rasch entfernen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil der ersten Turbinenstufe mit einer Leitschaufelbefestigung nach der Erfindung und

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines 180°-Segmentes des Leitschaufelkranzes aus der Blickrichtung stromabwärts gesehen.

In F i g. 1 der Zeichnungen sind Einzelheiten der Leitschaufelbefestigung wiedergegeben. Die Triebwerksachse ist in einem bestimmten Abstand oberhalb von F i g. 1 verlaufend anzunehmen.

Am radial äußeren Ende der Leitschaufel 24 ist ein Schaufelkopf 34 vorgesehen, welcher innen hohl ist und einen Anschlußraum 36 bildet, der mit Kühlmittelkanälen im Inneren der Leitschaufel 24 Verbindung hat, so daß ein Kühlmittelstrom durch die Leitschaufel geführt werden kann. Der stirnseitige Teil 38 des Kopfes liegt an der in halbkreisförmige Segmente unterteilten Ringscheibe 30 an, und Zap-

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fen 32 reichen durch die miteinander fluchtenden durch die Turbine, falls sich die Verschraubung 72

Bohrungen in der Ringscheibe 30 und der Stirnseite lösen sollte.

38 des Schaufelkopfes hindurch, so daß das radial Die beschriebene Konstruktion bildet einen der

äußere Ende der Leitschaufel 24 an dem zugehörigen ersten Stufe angehörigen Kranz von Leitschaufeln 24

Segment der Ringscheibe 30 festgehalten ist. Ein Ka- 5 mit den zugehörigen Halterungen am inneren und

nal 40 in dem Zapfen 32 bildet einen Einlaß für am äußeren Ende sowie mit den Dichtungsanord-

Kühlmittel, welches in den Anschlußraum 36 einströ- nungen. Die Leitschaufel nach F i g. 1 befindet sich

men soll. in der gezeigten Stellung im eingebauten Zustand

Eine einstückige Dichtungsanordnung 42 wird mit- und nimmt ihre Betriebsstellung ein. Eine bestimmte

tels der Zapfen 32 ebenfalls an dem Segment der io Anzahl von Leitschaufeln 24, welche eine Hälfte des

geteilten Ringscheibe 30 festgehalten. Die einstückige Leitschaufelkranzes der ersten Turbinenstufe bilden,

Dichtungsanordnung 42 umgibt die Triebwerksachse ist an dem halbkreisförmigen Segment der geteilten

ringförmig, und ihr ringförmiger, verlängerter An- Ringscheibe 30 durch die Zapfenverbindungen mit-

satz 44 liegt an der nach außen weisenden Seite eines tels der Zapfen 32 gehaltert, daß eine magazinartige

Befestigungsteiles 46 an, welches von der Außenseite 15 Anordnung entsteht, welche eine Hälfte der Leit-

der Brennkammerwand 48 wegsteht. Der Ansatz 44, schaufeln der ersten Stufe enthält und, wie schema-

das Befestigungsteil 46 und die Brennkammerwand tisch in F i g. 2 gezeigt, bei der Montage als Einheit

48 umgeben die Triebwerksachse jeweils ringförmig gehandhabt werden kann, worauf nachfolgend noch

und die Verbrennungsgase des Triebwerkes werden kurz eingegangen wird. Arbeiten an der in F i g. 1

von der Brennkammer her in der durch Pfeile ange- 20 gezeigten Laufschaufelabdichtung, etwa an den Tei-

deuteten Weise den Leitschaufeln 24 der ersten Tür- len 26, 96 und 98, lassen sich nach Entnahme der

binenstufe zugeleitet. Ein ebenfalls ringförmiger Hai- Leitschaufelkranz-Segmente rasch ausführen,

terungsflansch 50 für die Dichtungsanordnung 42 ist Zum Zwecke des Zerlegens werden zunächst die

mittels einer Schraubverbindung 52 an einem ring- Schrauben 56 und 60 gelöst, und der Gehäusemantel

förmigen Innengehäuse 54 des Turbinenabschnittes 25 22 wird nach links geschoben, so daß auch die

befestigt, und dieses Innengehäuse 54 ist seinerseits Schraubverbindung 52 gelöst werden kann und das

mittels Schrauben 56 am Gehäusemantel 22 des Tür- Innengehäuse 54 nach links verschoben werden kann,

binenteiles befestigt. Die Schrauben 56 dienen auch Nun wird die Dichtungsanordnung 42 von den Zap-

zur Befestigung einer ringförmigen Abteilungswand fen 32 abgezogen und ebenfalls nach links ge-

58, welche die Schaufelköpfe 34 an den hinteren 30 schoben.

Kanten abstützt und eine Abdichtung bildet. Das Nun ist es möglich, die aus den Segmenten der vordere Ende des Gehäusemantels 22 ist mittels wei- Ringscheibe 30, den zugehörigen Leitschaufeln 24, terer Schrauben 60 an dem weiter stromauf gelegenen dem ringförmigen Mantel 66 bestehenden, segment-Teil 61 des Außengehäuses des Triebwerkes be- artigen Einheiten so weit nach links zu bewegen, daß festigt. 35 die lösbare Verbindung 68 außer Eingriff gebracht Die innere Platte oder der Fuß 62 der Leitschaufel wird und der Hakenansatz 86 nicht mehr hinter den 24 ist über eine Keilverzahnung 64 mit dem äußeren Hakenansatz 90 greift. Die gesamte Segment-Bau-Teil eines ringförmigen Mantels 66 verbunden. Der einheit kann dann radial nach auswärts bewegt werinnere Teil des ringförmigen Mantels 66 ist seiner- den. Mit dem anderen 180°-Segment verfährt man seits ebenfalls über eine lösbare Verbindung 68 in 40 selbstverständlich in entsprechender Weise. Zum Form einer Keilverzahnung mit einem inneren Trag- Zwecke des Zusammenbaus werden die soeben erring 70 verbunden. Der innere Tragring 70 ist wie- wähnten Arbeiten in umgekehrter Reihenfolge ausderum mittels einer Verschraubung 72 sowohl an geführt.

einen ringförmigen inneren Mantel 74 als auch an Es sei noch auf den zusätzlichen wesentlichen Vordas ringförmige Innengehäuse 76 angeschlossen. Fer- 45 teil der Erfindung hingewiesen, welcher darin besteht, ner ist an dem Innengehäuse 76 mittels der Ver- daß man an Stelle der Herausnahme eines vollstänschraubung 72 noch ein zusätzlicher Haltering für digen 180°-Leitschaufelsegmentes auch einzelne Leitdie stromabwärts gelegene Seite des Fußes 62 der schaufeln leicht entfernen kann. Dieses Entfernen Leitschaufel befestigt. Von dem Fuß der Leitschaufel einzelner Leitschaufeln geht so vor sich, daß man zuaus ragt ein Paar von Halteflanschen 80 und 82 in 50 nächst den Gehäusemantel und die Dichtungsanordradialer Richtung nach einwärts gegen die Mittel- nung nach Lösen der Verschraubungen nach links linie des Triebwerkes. Die Halteflansche tragen an schiebt und die radial innere Leitschaufelbefestigung den Enden Hakenansätze 84 bzw. 86, wobei der Ha- durch Verschieben des Leitschaufelkranzes stromkenansatz 84 stromaufwärts gerichtet ist, während aufwärts löst und dann bestimmte Zapfen 32 entder Hakenansatz 86 stromabwärts weist. Den Haken- 55 fernt, so daß die Verbindung zwischen dem betrefansätzen 84 und 86 stehen Hakenansätze 88 bzw. 90 fenden Segment der Ringscheibe 30 und der Stirngegenüber, welche durch Begrenzung der radialen seite 38 des Kopfes der Leitschaufel gelöst wird. Auswärtsbewegung eine ungewollte Ablösung einer Nach Ablösung des Segmentes der Ringscheibe blei-Leitschaufel 24 verhindern, falls in der Haltekon- ben die einzelnen Leitschaufeln 24 auf Grund der struktion am radial äußeren Ende der Leitschaufel 60 ineinandergreifenden Hakenansätze 84 und 88 hänein Fehler auftritt, wobei der Hakenansatz 90 an gen. Die Entfernung der einzelnen Leitschaufeln einem mit der Tragkonstruktion der Turbine fest kann nun dadurch geschehen, daß die jeweils zu verbundenen Flansch 78 vorgesehen ist. Ein ringför- entfernende Leitschaufel lediglich um die Eingrifrmiges, nach innen verlängertes Abdeckelement 92, stelle zwischen den Hakenansätzen 84 und 88 im welches an einem nach innen weisenden Flansch 94 65 Uhrzeigersinn verschwenkt wird, wodurch die Keildes ringförmigen Mantels 66 festgenietet ist, verhin- verzahnung 64 außer Eingriff gebracht wird und der dert ein Eintreten der Verschraubung 72 in den Hakenansatz 84 an dem Hakenansatz 88 vorbeibe-Strom der Verbrennungsgase und ein Durchlaufen wegt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Leitschaufelbefestigung in einer Turbine mit einem ringförmigen Gehäusemantel und einer daran lösbar befestigten Dichtungsanordnung, wobei die einzelnen Leitschaufeln an ihren äußeren Enden über je einen axial verlaufenden Zapfen sowohl an einer Ringscheibe befestigt als auch gegenüber dem Gehäusemantel in radialer Richtung festgelegt sind und wobei die inneren Enden der Leitschaufeln an der Tragkonstruktion der Turbine so gehaltert sind, daß eine begrenzte Radialbewegung der inneren Leitschaufelenden möglich ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Dichtungsanordnung (42) wird durch einen einstückigen Dichtungsring gebildet, der an seinem inneren Umfang über die Zapfen (32) mit den äußeren Enden der Leitschaufeln (24) und an seinem äußeren Umfang mit dem Gehäusemantel (22) verbunden ist;

b) die Ringscheibe (30) ist in einzelne Segmente unterteilt;

c) die inneren Leitschaufelenden stützen sich gegen einen mit der Tragkonstruktion der Turbine fest verbundenen Flansch (78) in Richtung stromabwärts ab und sind an der Tragkonstruktion über eine durch Abziehen in Richtung stromaufwärts lösbare Verbindung (68) gehaltert.

2. Leitschaufelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (30) in zwei jeweils einem Bogen von 180° entsprechende Segmente unterteilt ist.

3. Leitschaufelbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (32) die Form von Buchsen haben, welche eine Verstiftung zwischen der Dichtungsanordnung (42), den Teilen der Ringscheibe (30) und den jeweiligen Leitschaufeln (24) bilden.