DE2235142C3 - Wärmeelastische Abstützung eines EinlaBgehäuses einer axial beaufschlagten thermischen Turbomaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wärmeelastische Abstützung eines Einlaßgehäuses einer axial beaufschlagten thermischen Turbomaschine, wobei ein den Strömungsringkanal nach außen begrenzendes rohrförmiges Gehäuseteil einen Leitschaufelkranz und eine über eine radiale Abstützung radial bewegbar abgestützte, den Strömungsringkanal nach innen begrenzende Turbinennase umgibt, und wobei ein fliegend angeordnetes Turbinenlaufrad vorgesehen ist, dessen Laufschaufeln in axialer Richtung vom rohrförmigen Gehäuseteil überdeckt sind. Eine derartige wärmeelastische Abstützung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1907 040 bekannt.

Bei der bekannten Abstützung eines Einlaßgehäu- »es einer axial beaufschlagten thermischen Turbomachine ist ein einstückig geformter Leitschaufelkranz ftuf der dem Turbinenlaufrad zugekehrten Seite der iTurbinennase über Schrauben mit dieser fest verbunden. Bei diesem Aufbau der Abstützung kann es gefcchehen, daß infolge von Temperaturschwankungen Spannungsrisse im Leitschaufelkranz auftreten, wodurch die Lebensdauer der gesamten Anordnung herabgesetzt wird.

Bei einem anderen bekannten Einlaßgehäuse einer thermischen Turbomaschine wird der Strömungsringkanal von einem inneren gehäusefesten Mantel und einem diesen umgebenden radial bewegbaren Mantel s gebildet. Innen- und Außenmantel sind mit öffnungen versehen, durch die die Enden der Leitschaufel hindurchgeführt sind derart, daß die Leitschaufeln am Innenmantel sich nur bei bestimmten Betriebszuständen mit einem Absatz abstützen können, während sie ίο in Öffnungendes Außenmantels vollständig einsitzen und dort lediglich durch ein den Außenmantel umgebendes nachgebendes Band gehalten sind, das mittels Punktschweißung fest mit dem Außenmantel verbunden ist. Die Öffnungen im Außen- und Innenmantel sind ferner so ausgebildet, daß die Leitschaufeln begrenzt axial verschiebüch sind. Diese bekannte Abstützungist nicht für die wärmeelastische radiale alleinige Abstützung des Innenmantels geeignet (USA.-Patentschrift 3071346).

Aufgabe der Erfindung ist es. -?ine wärmeelastische radiale Abstützung einer Turbinennase eines Einlaßgehäuses siner axial beaufschlagten thermischen Turbomaschine zu schaffen, bei der trotz einfachen Aufbaus thermische Ausdehnungen wirksam ohne wesentliche Wärmespannungen aufgefangen werden können.

Bei einer Abstützung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) das rohrförmige Gehäuseteil ist mit radial verlaufenden, dem Profil der Leitschaufeln angepaßten durchgehenden öffnungen versehen, in die die Leitschaufeln radial cinschiebbar sind; b) die Leitschaufeln sind über ein lösbares, elastisches Klemmband, das an ihren radial äußeren Stirnflächen anliegt und das das cohrförmige Gehänseteil mit Vorspannung umgibt, an ihren radial inneren Stirnflächen gegen eine äußere Zylinderfläche der Turbinennase gepreßt;
c) das Klemmband ist so ausgelegt, daß bei Erwärmung der Turbomaschine die unterschiedlichen Wärmedehnungen von Turbinennase, Leitschaufeln und rohrfömigem Gehäuseteil durch die Elastizität des Klemmbandes ausgleichbar sind.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß unterschiedliche Wärmeausdehnungen von Turbinennase, Leitschaufeln und rohrförmigem Gehäuseteil durch ein einziges elastisches Mittel ausgeglichen werden, nämlich durch das Klemmband. Trotzdem ist gewährleistet, daß die Leitschaufeln und auch die Turbinennase sicher gehalten sind. Ferner wird der Vorteil erzielt, daß einzelne Leitschaufeln bequem ausgewechselt werden können, falls dies wegen Beschädigung oder aus sonstigen Gründen erforderlich wird. Hierzu muß lediglich das Klemmband gelöst und abgenommen werden, wonach dann jede einzelne Leitschaufel über die zugehörige öffnung im rohrförmigen Gehäuseteil herausgenommen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das Einlaßgehäuse einer axial beaufschlagten thermischen Turbomaschine, das mit einer wärmeelastischen Abstützung versehen ist;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung

nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2.

Fig. 1 zeigt einen Endabschnitt 20 eines Maschinengehäuses. Er ist an einem Zwischenteil 21 befestigt. Die Abschlußwand 25 des Endabschnittes 20 ist mit einer kreisrunden öffnung versehen, in der das ringförmige Endstück 26 eines rohrförmigen Einlaßgehäuseteils 27 angebracht ist. Eine Turüinennase 30 ist so ausgebildet, daß sie radiale Streben 31 aufweist, die in der im äußeren Teil des rohrförmigen Gehäuseteils 27 angeordneten Gegenbohrung mit radialem Spiel angebracht sind. Die Turbinennase 30 ist mit einer äußeren Zylinderfläche 33 versehen, die mit dem rohrförmigen Gehäuseteil 27 einen Strömungsring bildet.

Ein Turbinenlaufrad 45 ist mit einer Hohlwelle 46 verbunden. Das Turbinenlaufrad 45 ist mit einer Reihe von Laufschaufeln 49 versehen. Diese sind so angeordnet, daß sie in dem Strömungsringkanal zwischen dem rohrförmigen Gehäuseteil 27 und der Turbinennase laufen.

Das rohrförmige Gehäuseteil 27 ist so geformt, daß es an seinem äußeren Umfang mit zwei in Umfangsrichtung verlaufende, axial im Abstand angeordneten radialen Vorsprüngen 51 versehen ist. In dem Bereich zwischen den radialen Vorsprüngen 51 weist das rohrfönnige Gehäuseteil 27 eine Reihe von über den Umfang im Abstand zueinander angeordnete öffnungen 53 auf. In jede dieser öffnungen 53 ist eine Leitschaufel 55 radial eingeschoben. Die Leitschaufeln 55 ge-

hen quer durch den Strömungsringkanal nach innen und stoßen an die äußere Zylinderfläche 33 der Turbinennase 30. Die äußeren Enden der Leitschaufeln 55 ragen ein kurzes Stück über den Umfang des rohrförmigen Gehäuseteils 27 hinaus.

ίο Die Leitschaufeln 55 werden von einem geteilten Klemmband 60 umgeben. Dieses Klemmband 60 ist so geformt, daß es an den Enden einen radialen Ansatz 61 trägt. Dieser hat Bohrungen für Klemmschrauben 63. Nachdem die Klemmschrauben 63 festgezogen

sind, wird das Klemmband 60 gegen die äußeren Enden der Leitschaufeln 55 gepreßt, so daß sie radial gegen die äußere Zylinderfläche 33 der Turbinennase 30 kraftschlüssig angedrückt werden. Das Klemmband 60 dient also dazu, die Leitschaufeln 55 elastisch in radialer Anlage an der Turbinennase 30 zu halten. Doch streckt oder verlängert sich das Klemmband 60 ausreichend, wenn sich die Leitschaufeln 55 und die Turbinennase 30 unter dem Einfluß von Temperaturschwankungen im Betrieb der Turbomaschine in radialer Richtung ausdehnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wärmeelastische Abstützung eines Einlaßgehäuses einer axial beaufschlagten thermischen Turbomaschine, wobei ein den Strömungsringkanal nach außen begrenzendes rohrförmiges Gehäuseteil einen Leitschaufelkranz und eine über eine radiale Abstützung radial bewegbar abgestützte, den Strömungsringkanal nach innen begrenzende Turbinennase umgibt, und wobei ein fliegend angeordnetes Turbinenlaufrad vorgesehen ist. dessen Laufschaufeln in axialer Richtung vom rohrförmigen Gehäuseteil überdeckt sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das rohrförmige Gehäuseteil (27) ist mit radial verlaufenden, dem Profil der Leitschaufeln (55) angepaßten durchgehenden öffnungen (53) versehen, in die die Leitschaufeln (55) radial einschiebbar sind;

b) die Leitschaufeln (55) sind über ein lösbares, elastisches Klemmband (60), das an ihren radial äußeren Stirnflächen anliegt und das das rohrförmige Gehäuseteil (27) mit Vorspannung umgibt, an ihren radial inneren Stirnflächen gegen eine äußere Zylinderfläche der Turbinennase (30) gepreßt;

c) das Klemmband (60) ist so ausgelegt, daß bei Erwärmung der Turbomaschine die unterschiedlichen Wärmedehnungen von Turbinennase (30), Leitschaufeln (55) und rohrförmigem Gehäuseteil (27) durch die Elastizität des Klemmbandes (60) ausgleichbar sind.

2. Wärmeelastische Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmband (60) durch radiale Vorsprünge (51) am rohrförmigen Gehäuseteil (27) gegen axiale Verschiebung gesichert ist.