DE2039064C3 - Adjustable guide vane in a gas turbine with an axial flow - Google Patents

Adjustable guide vane in a gas turbine with an axial flow

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Description

3535

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Leitschaufel in einer axial durchströmten Gasturbine mit einer nachgeschalteten, vom Gaserzeuger unabhängigen Arbeitsturbine, wobei die Leitschaufel innerhalb eines Leitschaufelkranzes vor dieser Arbeitsturbine angeordnet und in einem äußeren Gehäuseteil an ihrer Verstellwelle in Lagerbüchsen fliegend gelagert ist und wobei über eine, die Verstellwelle umgebende Druckfeder das Schaufelblatt der Leitschaufel mit seiner Stirnfläche gegen eine sphärische Gehäuseflache preßbar ist.The invention relates to an adjustable guide vane in an axially flow-through gas turbine with a downstream power turbine, independent of the gas generator, with the guide vane inside a guide vane ring arranged in front of this power turbine and in an outer housing part on its Adjusting shaft is cantilevered in bearing bushes and with a surrounding the adjusting shaft Compression spring the blade of the guide vane with its end face against a spherical housing surface is compressible.

Eine derartige verstellbare Leitschaufel ist aus der britischen Patentschrift 705 150 bekannt.Such an adjustable guide vane is known from British patent specification 705,150.

Bei der bekannten verstellbaren Leitschaufel ist zwischen dem äußeren Gehäuseteil und e;.,m am freien Ende der Versieliwelle angebrachten Verstellhebel eine diese Weile umschließende Druckfeder angebracht, mit welcher das Schaufelblatt ständig in Anlage gegen die sphärische Innenfläche des äußeren Gehäuseteils gehalten wird, (legen das radial innere Ende je zweier benachbarter Schaufeln wirkt ferner ein in einem zentralen Gehäuse geführter, von Druckluft Ih cUifschlagbarcr segmentförmiger Kolben mit sphärischer Oberfläche, durch welche die Schaufeln im Betrieb der Turbine gegen die Innenfläche des alitieren Gehäuses verspannt werden. Um die beidseitige Reibung bei der Verstellung der Schaufelblätter zu vermeiden, liegen diese jedoch nur im ien- 5s tralen Bereich um die Verstellachse gegen den Kolben wie auch das äußere Gehäuse an, wodurch Schwingungen am inneren Schaufelende nicht wirksam vermieden werden können, zumal auch der segmentförmige Kolben durch seine Führungslose im 6U eingestellten Lag: Gehäuse mitschwingen kann. Beim Anfahren fehlt Schwingungen.In the known adjustable guide vane, between the outer housing part and e; The radially inner end of each of two adjacent blades is also acted upon by a segment-shaped piston with a spherical surface, guided by compressed air in a central housing, through which the blades are braced against the inner surface of the alloyed housing during operation of the turbine To avoid the blade blades, however, they only rest against the piston and the outer housing in the central area around the adjustment axis, which means that vibrations at the inner blade end cannot be effectively avoided, especially since the segment-shaped piston with its guide slack in the 6 U entered Lag: Housing can resonate. There are no vibrations when starting.

die Stirnfläche des Schaufelblattes an seiner Spitze sich gegen eine sphärische Gegenfläche eines v· ;nthe end face of the blade at its tip is against a spherical mating surface of a v ·; n

Leitschaufelkranz umgebenen Gehäuseteils preßt.Guide vane ring surrounding the housing part presses.

Ein Ausführunp,sbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichmung näher erläutert, in welcher ein Axialschnitt durch eine Gasturbine Im Bereich einer verstellbaren Leitschaufel dargestelltAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which an axial section through a gas turbine is shown in the area of an adjustable guide vane

3c ist. Die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete I.eiischaufel besteht aus einem Schaufelblatt 16 und einer mit einem Lagerbund versehenen Verstellwelle !8, auf deren freies Ende ein Ritzel 19 aufgekeilt ist. Die radial innere Endfläche 20 und die radial äußere Endfläche des Schaufelblatts 16 sind sphärisch gestaltet und schmiegen sich dadurch ungeachtet der Drohstellung der Lei.schaufel auf ihrer gesamten Länge unmittelbar oder mit kleinstem Spiel an die entsprechend gestalteten Gegenflächen eines inneren Geliäu-3c is. The I.eiischaufel designated in its entirety with 10 consists of a blade 16 and an adjusting shaft provided with a bearing collar! 8, a pinion 19 is keyed onto its free end. The radially inner end surface 20 and the radially outer End surfaces of the airfoil 16 are spherical in shape and thus snuggle up over its entire length regardless of the threatening position of the Lei.schaufel directly or with the slightest play on the correspondingly designed opposing surfaces of an inner Geliäu-

4u seteiK 12 bzw. eines äußeren Gehäuseteils an. 4 u seteiK 12 or an outer housing part.

Der Lagerbund 17 ist drehbar in einer festen Lagerbuchse 24 geführt, und eine weitere feste Lager· büchse 25 bildet radial weiter außen ein zweites Lager für die Verstellwelle 18. Die beiden Lageibüchsen 24 und 25 sind in die Bohrung einer am äußeren Gehäuseteil ansetzende 1 ortsfesten Nabe 26 eingesetzt. The bearing collar 17 is rotatably guided in a fixed bearing bush 24, and another fixed bearing Bushing 25 forms a second bearing for the adjusting shaft 18 radially further outwards. The two position bushings 24 and 25 are inserted into the bore of a stationary hub 26 attached to the outer housing part.

Zwischen der Lagerbuchse 25 und einer gegen den vom Lagerbund 17 gebildeten Absatz 21 anliegenden Scheibe 28 stützt sich eine die Verstellwelle 18 umschließende Druckfeder 29 ab. Die Lagerbüchse 25 ist innerhalb der Nabe 26 durch einen Sprengring 30 gesichert, der in eine Ringnut in der Bohrung der Nabe 26 eingesetzt ist. Die Druckfeder 29 stellt siher, daß die radial innere Stirnfläche 20 des Schau-Between the bearing bush 25 and a shoulder 21 formed by the bearing collar 17 resting against it Disk 28 is supported by a compression spring 29 surrounding the adjusting shaft 18. The bearing bush 25 is secured within the hub 26 by a snap ring 30 which is in an annular groove in the bore of the Hub 26 is used. The compression spring 29 ensures that the radially inner end face 20 of the viewing

felblatts 16 auf ihrer gesamten Länge ständig an der ortsfesten sphärischen Gegenfläche des Gehäuseteils 22 unter Druck anliegt. Die dadurch entstehende Reibungskraft sichert lins Schaufelblatt in der jeweils und verhindert wirkungsvollfelblatts 16 constantly on the entire length stationary spherical counter surface of the housing part 22 rests under pressure. The resulting frictional force secures lins shovel blade in each and effectively prevents

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: jede Abstützung des radial inneren Schaufelendes überhaupt. Darüber hinaus ist die vorbekannte Leitschaufelanordnung äußerst aufwendig und somit naturgemäß auch störanfällig, während sich Repara-5 türen "nur schwer durchführen lassen. Eine derartige Schaufelanordnung ist deshalb für Gasturbinen in Fahrzeugen ungeeignet.any support of the radially inner blade end at all. In addition, the previously known guide vane arrangement extremely complex and therefore naturally prone to failure, while Repara-5 doors "can only be carried out with difficulty The blade arrangement is therefore unsuitable for gas turbines in vehicles. Es liegt die Aufgabe vor, eine fliegend gelagerte Leitschaufel zu schaffen, welche ohne größeren konstruktiven Aufwand eine schwingungsfreie Halterung des Schaufelblattes bei gleichzeitiger leichter Vers'dlbarkeit unabhängig von Wärmeausdehnungen sicherstellt, die unter allen Betriebsbedingungen einschließlich dem Stillstand und dem Anfahren voll wirksamThe task at hand is an overhung Guide vane to create which without major constructive Expenditure of a vibration-free mounting of the blade while at the same time being easy to displace regardless of thermal expansion ensures that under all operating conditions including fully effective after standstill and start-up Verstellbare Leitschaufel in einer axial durchströmten Gasturbine mit einer nachgeschalteten, vom Gaserzeuger unabhängigen Arbeitsturbine, wobei die Leitschaufel innerhalb eines Leitschaufelkranzes vor dieser Arbeitsturbine angeordnet und in einem äußeren Gehäuseteil an ihrer Verstellwelle in Lagerbüchsen fliegend gelagert ist und wobei über eine, die Verstellwelle umgebende Druckfeder das Schaufelblatt der Leitschaufel mit seiner Stirnfläche gegen eine sphärische Gehäusefläche preßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (29) zwischen einer schaufelblattnahen Lagerbüchse (24) 15 ist.Adjustable guide vane in an axially flown through gas turbine with a downstream, power turbine independent of the gas generator, with the guide vane inside a guide vane ring arranged in front of this power turbine and in an outer housing part on its adjusting shaft is cantilevered in bearing bushes and with a surrounding the adjusting shaft Compression spring the blade of the guide vane with its end face against a spherical one Housing surface can be pressed, characterized in that the compression spring (29) between a bearing bush (24) 15 close to the airfoil. und einer schaufelblattfernen Lagerbüchse (25) Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Lt.t-and a bearing bush (25) remote from the blade blade. According to the invention, this object is achieved in a Lt.t- angeordnet ist, wobei die Druckfeder (29) zwi- schaufel dci eingangs angegebenen Art dadurch ■.·-- sehe der schaufelblattfernen Lagerbüchse (25) löst, daß die Druckfeder zwischen einer schaufelbiäit- uncl einem Absatz (21) der VersteJIwelle (18) so nahen Lagerbüchse und einer schaufelblattie;;^!! verspannt ist, daß die Stirnfläche des Schaufel- 20 Lagerbüchse angeordnet ist, wobei die Druckfeder blaues (16) an seiner Spitze sich gegen eine sphä- zwischen der schaufelblattfernen Lagerbüchse und ,:,.„u„ η nv-L- «Λ1 _: .... ,., einem Absatz der Verstellwelle so verspannt ist.is arranged, wherein the compression spring (29) between the blade of the type indicated at the beginning thereby releases the bearing bushing (25) remote from the blade blade that the compression spring between a blade and a shoulder (21) of the adjusting shaft (18) so nearby bearing bush and a shovel leaf ;; ^ !! is braced that the end face of the blade 20 bearing bush is arranged, the blue compression spring (16) at its tip against a spherical between the bearing bush remote from the blade and,:,. "u" η nv-L- « Λ1 _: ....,., a paragraph of the adjusting shaft is so braced. rische Gegenfläche (20) eines vom Leitschaufelkranz umgebenen Gehäuseteils (22) preßt.Rische mating surface (20) of a housing part (22) surrounded by the guide vane ring presses.
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