DE1911484A1

DE1911484A1 - Verfahren zur Herstellung von Statorschaufeln fuer Gasturbinentriebwerke

Info

Publication number: DE1911484A1
Application number: DE19691911484
Authority: DE
Inventors: Scott Malcolm Ralph
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1968-03-08
Filing date: 1969-03-06
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1158813A; FR2003472A1; US3600781A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. GONTHER KOCH

DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, 6. März I969 11882 - K/vM

UNSER ZEICHEN:

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England.

Verfahren zur Herstellung von Statorschaufein für Gasturbinentriebwerke

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Statorschaufeln für Gasturbinentriebwerke und insbesondere ä auf ein Verfahren zur Herstellung von Turbinendüseneinlass-

s chauf ein. ,-

Der Wirkungsgrad eines Gasturbinentriebwerks wir.d in hohem Maße durch die Einschnürung zwischen benachbarten Düsenleitschaufeln beeinträchtigt. Es ist jedoch nicht leicht, derartige Turbinendüsenleitschaufeln in der Weise zu fertigen, daß die Einschnürungsflächen genau dem jeweiligen Triebwerk, in dem sie installiert werden, angepaßt sind.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erzeugung einer Statorschaufel für ein Gasturbinentriebwerk und ist dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Plattform und/oder * des Schaufelringes mit einer konvexen Krümmung ausgestattet wird, und daß danach die konvexe Krümmung wenigstens einer der inneren Oberflächen so vermindert wird, daß die Einschnürungsfläche, die zwischen einander gleichen Statorschaufein gebildet wird, auf den erforderlichen Wert gebracht wird.

Der Ausdruck "innere Oberfläche" soll jene Oberfläche der Plattform oder des Schaufelringes kennzeichnen, die im Betrieb der Arbeitsmittelströmung, die durch das Gasturbinentriebwerk hindurchfließt, ausgesetzt ist. Demgemäß ist die "innere Ober-

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fläche" der Plattform die radial äußere Oberfläche, während es beim Schaufelring die radial innere Oberfläche ist.

Um eine Kompensation für eine übermäßige Verminderung der konvexem Krümmung zu schaffen, kann der Hinterrand der Statorschaufel so gebogen sein, daß der Abstand zwischen dem Hinterrand und dem Schaufelabschnitt einer benachbarten gleichen Statorsehauf el vermindert wird.

Stattdessen oder zusätzlich hierzu können zur Kompensation der übermäßigen Verminderung der konvexem Krümmung die axial verlaufenden Ränder der Plattform und des Schaufelr.inges so bearbeitet sein, daß der Einfallwinkel des Schaufelabschnitts der Statorschaufel relativ zur Richtung der Gasströmung durch das Gasturbinentriebwerk geändert wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Statorschaufel oder ein Gasturbinentriebwerk, das mit einer solchen Schaufelanordnung ausgebildet ist.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gasturbinenstrahltriebwerks bezüglich der Stufe des Zusammenbaues mehrerer, im Winkelabstand zueinander liegender Turbinendüsenleitschaufeln, von denen jede gemäß dem beschriebenen Verfahren hergestellt ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine schematische, teilweise im Schnitt gezeichnete Ansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks, das mit Düsenleitsehaufeln gemäß der Erfindung ausgestattet ist,

Fig. 2 in größerem Maßstab eine Düsenleitschaufel, · Pig. 3 eine perspektivische Ansicht der Düsenleitschaufel gemäß

Fig.2 in Richtung des Pfeiles "5", .

Fig.4 eine abgewickelte Schnittansicht in der radialen durch die Linie 4-4 gekennzeichneten Höhe.

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Fig. 1 zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 mit einem Triebwerksgehäuse 11, in dem in Strömungsrichtung hintereinander ein Kompressor 12,eine Verbrennungseinrichtung 13, eine ringförmige Anordnung von im Winkelabstand zueinander angeordneten Turbinendüsenleitschaufeln 14 und eine Turbine 15 vorgesehen sind, wobei die Turbinenabgase über einen Abgaskanal 16 in die Atmosphäre ausgestoßen werden.

Wie aus Fig.2 und 3 ersichtlich, besitzt jede Düsenleitschaufel 14 einen Schaufelabschnitt 20, der sich zwischen der radial inneren Plattform 21 und einem radial äußeren Schaufelring 22 erstreckt. Die Plattformen 21 der Schaufelreihe sind durch nicht dargestellte Bauteile, z.B. durch den äußeren Laufring eines Turbinenlagers, verbunden, wie dies an sich bekannt ist.

Plattform 21 und Schaufelring 22 sind je mit konvex gekrümmten inneren Oberflächen 23,24 ausgestattet, deren minimaler gegenseitiger Abstand durch den Doppelkopfpfeil χ angedeutet ist.

Der Schaufelkörper 20 weist einen Vorderrand 25 und einen Hinterrand 2.6 auf und der Abstand zwischen dem Hinterrand 26 der Düsenleitschaufel 14 und der konvexen Oberfläche 27 einer benachbarten gleichen Düsenleitschaufel 14 ist in Fig.4 durch den Doppelkopfpfeil y angedeutet.

Wie ersichtlich, ist die Einsehnürungsfläche zwischen benachbarten Düsenleitschaufeln 14 xy und diese Abstände sind koplanar.

Wenn daher die konvexe Krümmung der inneren Oberflächen 25,24 derart ist, daß der Abstand χ einen Minimalwert erhält, was in der Praxis immer gefordert wird, ergibt sich, daß die Einschnürungsfläche xy leicht auf den tatsächlich erforderlichen Wert vergrößert werden kann, wenn die innere Oberfläche 23 und/oder die innere Oberfläche 24 so bearbeitet wird, daß deren konvexe Krümmung vermindert wird.

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Wenn als Ergebnis dieser Bearbeitung die Einschnürungsfläche tatsächlich vergrößert ist infolge einer übermäßigen Verminderung der konvexen Krümmung einer oder beider innerer Oberflächen 23,24-, so sollte dies zweckmäßigerweise dadurch kompensiert werden, daß der Hinterrand 26 jeder Düsenleitschaufel 14 in einer solchen Richtung abgebogen wird, daß der Abstand y zwischen dem Hinterrand und der konvexen Oberfläche 27 des Schaufelkörpers 20 der benachbarten Düsenleitschaufel 14 vermindert wird.

Außerdem oder stattdessen kann eine Kompensation hinsichtlich einer übermäßigen Reduktion der konvexen Krümmung an den inneren Oberflächen 23,24 dadurch kompensiert werden, daß die im wesentlichen axial verlaufenden Ränder 30 von Plattform 21 und Schaufelring 22 so bearbeitet werden, daß der Einfallswinkel der Schaufelkörper 20 der Düsenleitschaufeln 14 relativ zu der das Gasturbinentriebwerk 10 durchsetzenden Gasströmung geändert wird.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche :

/1 .j Verfahren zur Erzeugung einer Statorschaufel für ein Gastur-

^-^ binentriebwerk,

dadurch gekennzeichnet , daß die innere Oberfläche (23,24) der Plattform (21) und/oder des Schaufelringes (22) mit einer konvexeß Krümmung ausgestattet wird und daß danach die konvexe Krümmung wenigstens einer der inneren Oberflächen (23,24) so vermindert wird, daß die Einschnürungsfläche (xy),die zwischen einander gleichen Statorschaufeln (14) gebildet wird, auf den erforderlichen Wert gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation übermäßiger Verminderung diesel* konvexen Krümmung der Hinterrand (26) Jeder Statorschaufel (14) so gebogen wird, daß der Abstand zwischen dem Hinterrand (26) und dem Schaufelkörper (20) einer benachbarten gleichartigen Statorschaufel (14) vermindert wird.
3· Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation einer übermäßigen Verminderung der konvexen Krümmung die im wesentlichen axial verlaufenden Ränder (30) von Plattform (21) und Schaufelring (22) so bearbeitet werden, daß der Einfallswinkel des Schaufelkörpers (20) der Statorschaufel (14) relativ zu den das Gasturbinenstrahltriebwerk (10) durchströmenden Gasen verändert wird.
4. Statorschaufelring für Gasturbinenstrahltriebwerke, bestehend aus mehreren im Winkelabstand zueinander angeordneten Statorschaufeln,

dadurch gekennz ei chnet , daß die inneren Oberflächen (23,24) der Plattform (21) und/oder des Schaufelringes konvex gekrümmt sind und daß der Hinterrand jeder Statorschaufel abgebogen ist.

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