DE2121707C3 - Leitschaufelkranz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitschaufelkranz einer Axial-Gasturbine, der, in Segmente aufgeteilt, etwa in Richtung des Schaufeleintrittswinkels verlaufende abgedeckte Trennspalte aufweist, mit einem radial nach innen verlaufenden, ebenfalls unterteilten Befestigungsflansch, der über Schrauben in Axialrichtung am Gehäuse der Axial-Gasturbine befestigt ist, wobei eine der Schrauben eines jeden Segmentes eine Paßverbindung aufweist, die die Segmente in Umfangsrichtung im Gehäuse festlegt. Ein derartiger Leitschaufelkranz ist aus der USA.-Patentschrift 3 142 475 bekannt.

Bei dem bekannten Leitschaufelkranz sind die einzelnen Segmente mit je drei Schrauben am Gehäuse befestigt, wobei jeweils eine Schraube als Paßschraube ausgebildet ist Die Trennspake zwischen den Segmenten sind dabei zur Verminderung von Treibgas-Leckverlusten durch an den Segmenten angebrachte einzelne Überlappungsstreifen überdeckt. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß für die Befestigung der Segmente unterschiedliche Schrauben erforderlich sind, daß die Trennspalte in axialer Richtung nicht vollständig abgedeckt sind und daß die Segmente durch die Verbindung mit der ringförmigen Brennkammer in der freien Ausdehnung in radialer Richtung behindert sind.

Es ist auch ein Leitschaufelkranz bekannt, der aus einzelnen Schaufeln zusammengesetzt ist. Hierbei sind zwischen ytdem Schaufelfuß und einem Haltering konstruktivbedingt Spalte vorhanden, welche Treibgas-Leckverluste verursachen. Zur Abdichtung dieser Spalte ist ein mit Draht umflochtener elastischer Dichtring mit kreisförmigem Querschnitt zwischen dem Haltering und einem Dichtungsträgerring angeordnet. Es ist jedoch sehr problematisch, an dieser Stelle elastische Dichtungen anzuordnen, da wegen der hohen Dauertemperatur die Standzeit des Dichtringes gering ist.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen in Segmente aufgeteilten Leitschaufelkranz zu schaffen, bei dem unter Verwendung von gleichen Schrauben eine weitgehende Abdichtung der Trennsipalte zwischen den einzelnen Segmenten erzielt wird, ohne die Wärmeausdehnung des Leitschaufelkranzes zu behindern.

Diese Aufgabe wird bei einem Leitschaufelkranz der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der Befestigungsflansch eines jeden Segmentes ist über zwei Schrauben am Gehäuse so befestigt, daß eine Schraube von einer im Gehäuse und Befestigungsflansch eingepaßten Hülse mit Abstand umgeben ist, während die Bohrung im Befestigungsflansch für die andere Schraube diese mit Abstand umgibt;

b) die Abdeckung der Trennspalte erfolgt über einen radial innerhalb der Segmente eingepaßten ungeteilten Abdeckring, dessen in Axialrichtung weisender Umfangsflansch an der inneren Umfangsfläche der Segmente und dessen in Radialrichlung nach innen weisender Umfangsflansch an einer radial nach außen weisenden Umfangsfläche des Gehäuses eingepaßt ist. wobei der Abdeckring in Axialrichtung durch die Schrauben festgelegt ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die äußeren Trennspalte durch einen äußeren Abdeckring abgedichtet, der mit einer axialen Anlagefläche für den äußeren Mantelteil der Segmente ausgestattet ist und in kaltem Zustand, wie an sich bekannt, den zusammengesetzten Leitschaufelkranz axial zur Anlagefläche hin radial mit Spalt umgibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im äußeren Mantelteil eines jeden Segmentes bei jedem zweiten Schaufelkanal je ein Entlastungsschlitz angeordnet, der etwa in Richtung des Schaufeleintrittswinkels verläuft.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen Umfangsrichtuag erfclgt d^urch J^e _r

insbesondere darin, daß auch bei hohen, wechseln- Schraubenbohrung 21 angeordnete i ^ ^^

den thermischen Belastungen eine problemlose Be- die Befestigungsflansch 1» uno ^ mit Spalt

fesügung der Leitschaufeln für Abgasturbolader ge- miteinander verbindet und die bcnrauoc _v

schaffen wurde, daß mit Hilfe der Abdeckringe trotz 5 umgibt. R_Pfestieunssflansches

der notwendigerweise vorhandenen Trennspalte keine Um die Wärmedehnung des neu» ε, & *-

Leckverluste auftreten können und daß außerdem 18 in Umfangsrichtung von der f«™^?™¹^.

die wirtschafüiche Herstellung der Leitschaufel- Festpunkt aus nicht zu behindern, ^ "*". »j

Segmente mögUch wird. 22 für die jeweils andere ^hraube als ausreichend

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der io großes Durchgangsloch ^au!|^etu°^ . , «eementes

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher Im äußeren Mantelteil 23 eines jeden ^gmentes

beschrieben. Es zeigt 11 ist bei jedem zweiten^chaufelkanal je "t

- Fi g. 1 einen Längsschnitt durch Axial-Gasturbine lastungsschlitz 24 angeordnet, der etwa m λ β

und Leitschaufelkranz gemäß Linie M in F i g. 2, des Schaufeleintrittswinkels verl*^ "™£,_n ^W™

Fig. 2 eine Vorderansicht eines einzelnen Leit- 15 eine Biegebeanspruchung der Leitradscnaurem in

schaufelsegmentes, folge der größeren Wärmedehnung; des äußeren

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Entlastungs- Mantelteils 23 gegenüber dem kürzeren inneren

schlitz im äußeren Mantelteil eines Leitschaufel- Mantelteil 25 wirksam vermieden. äußeren

Segmentes gemäß Pfeilrichtung m in Fig.2. Ein äußerer Abdeckung 13 der aie

Am Gehäuse 16 eines Abgasturboladers ist ein in 20 Trennspalte zwischen den ■ ^fJ¹¹¹⁶⁰¹T¹ "_q^_ichtet

Segmente 11 aufgeteilter Leitschaufelkranz 17 an Enüastungsschlitze 24 gegen Gasverluste J^ntet

einem sich radial nach innen erstreckenden Be- ist mit einer axialen Anlagefiache 26 fur den auberen

festigungsflansch 18 mittels eines ungeteilten inneren Mantelteil 23 der Segmente 11 a^us6^estf"" ™ » 2£

Abdeckringes 12, der die inneren Trennspalte gegen gibt in kaltem Zustand ^den^^am^f^^SZl,

Gasverluste abdichtet, und zweier Schrauben 15 be- a₅ schaufel kranz 17 axial zur ^{An a}8^eflac°^e„. T ™?v"

festigt. mit Spalt, womit auch in radialer und axialer Rich-

Die radiale Zentrierung der Segmente 11 über-- tung die Wärmedehnung der *epnente ix un-

nimmt der innere Abdeckring 12 mit zwei Zentrier- behindert erfolgen ksmn, ohne daß irgendweicne

sitzen 19,20. Die Festlegung der Segmente 11 in Zwangskräfte auftreten, können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Leitschaufelkranz einer Axial-Gasturbine, der, in Segmente aufgeteilt, etwa in Richtung des Schaufeleintrittswinkels verlaufende abgedeckte Trennspalte aufweist, mit einem radial nach innen verlaufenden, ebenfalls unterteilten Befestigungsflansch, der über Schrauben in Axialrichtung am Gehäuse der Axial-Gasturbine be- ίο festigt ist, wobei eine der Schrauben eines jeden Segmentes eine Paßverbindung aufweist, die die Segmente in Umfangsrichtung im Gehäuse festlegt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der Befestigungsflansch (18) eines jeden Segmentes (11) ist über zwei Schrauben (15) am Gehäuse (16) so befestigt, daß eine Schraube (15) von einer im Gehäuse (16) und Befestigungsflansch (18) eingepaßten ^ao Hülse (14) mit Abstand umgeben ist, während die Bohrung (22) im Befestigungsflansch (18) für die andere Schraube (15) diese mit Abstand umgibt;

b) die Abdeckung der Trennspalte erfolgt über einen radial innerhalb der Segmente (11) eingepaßten ungeteilten Abdeckring (12), dessen in Axialrichtung weisender Umfangsflansch an der inneren Umfangsfläche (19) der Segmente (11) und dessen in Radialrichtung nach innen weisender Umfangsflansch an einer radial nach außen weisenden Umfangsfläche (20) des Gehäuses (16) eingepaßt ist, wobei der Abdeckring (12) in Axialrichtung durch die Schrauben (15) festgelegt ist.

2. Leitschaufelkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Abdeckring (13), der die Trennspalte am äußeren Umfang des Leitschaufelkranzes (17) abdichtet, mit einer axialen Anlagefläche (26) für den äußeren Mantclteil (23) der Segmente (11) ausgestattet ist und in kaltem Zustand, wie an sich bekannt, den zusammengesetzten Leitschaufelkranz (17) axial zur Anlageflache (26) hin radial mit Spalt umgibt.

3. Leitschaufelkranz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im äußeren Mantelteil (23) eines jeden Segmentes (11) bei jedem zweiten Schaufelkanal je ein Entlastungsschlitz (24) angeordnet ist, der etwa in Richtung des Schaufcleintrittswinkels verläuft.

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