DE2260552B2 - Leitschaufelkranz fuer eine gasturbine - Google Patents

Description

Kanal 13 umgeben, der mit dem Auslaß cies Kompressors der Turbine 10 in Verbindung steht und durch den Gas zur Turbine 11 strömt. Im Kanal 13 sind eine gerade Anzahl von Leitschaufeln 14 schwenkbar gelagert. Mit ersten Leitschaufeln 14a sind Ritzel 15 und mit den verbleibenden zweiten Leitschaufeln 146 sind Ritzel 16 gekuppelt, wobei die letzteren einen kleineren Teilkreisdurchmesser als die Ritzel IS aufweisen. Das Verhältnis der Teilkreisdurchmesser ist derart, daß eine 40°-Drehung der Ritzel 15 zu einer 140°- Drehung der Ritzel 16 führt. Jedes Ritzel 16 kämmt mit den Ritzeln 15 auf der einen wie auf der anderen Seite. Die Ritzel 15 sind von einem Zahnkranz 17 umgeben, der im Eingriff mit ihnen steht. Der Zahnkranz ist zwischen einer ersten Position, in der die Leitschaufeln in der im Sektor B in Fig. 1 und 2 gezeigten Position stehen, und einer zweiten Position drehbar, in der die Leitschaufeln sich in Positionen befinden, die im Sektor CinFig. 1 und 4 gezeigt sind. Die Ritzel 15 und 16 stehen so im Eingriff miteinander, daß eine Zwischenposition vorhanden ist, wie in Sektor A in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, in der die Leitschaufeln 14a tangential zur Arbeitsturbine 11 liegen, während die Leitschaufeln 14b radial in bezug auf die Achse der Arbeitsturbine stehen. In dieser Zwischenposition ist der Gasstrom zur Arbeitsturbine effektiv abgeschnitten.

Im Betrieb sind damit die Leitschaufeln 14 aus den in Fig. 3 gezeigten Zwischenpositionen in die in Fig. 2 gezeigten Positionen bewegbar, und in dieser letzteren Position wird die Arbeitsturbine nach links gedreht, wie das in Fig. 1 zu sehen ist.

Während dieser Bewegung wird die Gasmenge, die zur Arbeitsturbine fließt, progressiv erhöht. Entsprechend sind die Leitschaufeln 14 in die entgegengesetzten Richtungen aus den in Fig. 3 gezeigten Positionen in die in Fig. 4 gezeigten bewegbar, um ein Drehen der Arbeitsturbine in Richtung nach rechts zu bewirken, wobei der Gasstrom zur Arbeitsturbine wie zuvor progressiv zunimmt. Die Leitschaufelanordnung bewirkt damit eine Reduzierung des Gasstroms auf ein Minimum, ehe ein umgekehrter Impuls auf die Arbeitstuibine ausgeübt wird.

Inderin Fig. 5 gezeigten Alternativausführunghaben die Leitschaufel 146 zugehörige Treibbolzen 23, die radial von der Schwenkachse der Leitschaufeln 146 entfernt liegen. Den Leitschaufeln 14a sind geschlitzte Treibelemente 18 zugeordnet, die an den Bolzen 23 angreifen. Jeder der Bolzen 23 ist um die zugehörige Leitschaufelachse durch einen zugehörigen Arm 19 bewegbar, wobei die Arme 19 durch Koppeln 20 miteinander verbunden sind. Die Arbeitsweise dieser Alternativausführung ist im wesentlichen die gleiche wie jene, die unter Bezugnahme auf

^ao Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Leitschaufeln 146 drehen sich um einen größeren Winkel als die Leitschaufeln 14a, und der Gasstrom zur Arbeitsturbine wird effektiv abgeschnitten, ehe eine Umkehr im Druck erfolgt.

»5 Die weitere Alternative, die in Fig. 6 gezeigt ist, weist Leitschaufeln 14a, 146 auf, die unabhängig durch entsprechende Koppelanordnungen 21, 22 betätigbar sind. In einer abgewandelten Form dieser alternativen Ausführung wirkt die Koppelanordnung 22 mit den Leitschaufeln 146 mit einem geringeren Radius von deren Schwenkachsen zusammen als die Entfernung der Koppelanordnung 21 von den Achsen der Leitschaufeln 14a. Diese Abwandlung ist in 22a gezeigt und ermöglicht eine Betätigung der Koppelan-Ordnungen 21, 22a durch ein einziges Stellglied.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

¹ fluß bis zu einem völligen Verschließen zunehmend

tiuu Dis ω ^ _{wenn dje Leitschau}feln aus der maxi-

Patentansprüche: Senieistungsstellung herausbewegt werden. Dar-

X.hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, einen Leit-

1 Leitschaufelkranz für eine zentripetal beauf- "~^r "felkranz zu schaffen, der bei einer Verstellung

schagfe Gasturbine, mit verschwenkbaren Le.t- 5 ^sch~_Arbeitsrichtung in die entgegengesetzte den schaufeln am Schaufelradeintritt, wobei die Leit- JJ^ _{zwischen diese}n Arbe.tsnchtungen auf ein schaufeln aus einer Schließlage in Arbeitsstellung _nimum reduziert. .

gen verstellbar sind, gekennzeichnet durch ^M'_D™^m _Aufgabe wird ausgehend von einem Le.tdie Kombination folgender Merkmale: «+aufelkranz der eingangs genannten Art erfin-

a) In der Schließlafe der Leitschaufeln ,st jede >° ^"^_{β löst durc}h die Komb.nation folgender

zweite Leitschaufel (Ub) mit ihrer Profil- JJ^ng _kmale: .

sehne radial und jede erste Leitschaufel Mertcrn ^.^,^ _der Leitschaufeln »st jede

(14a) tangential zur Turbinenachse ausge- V Leitschaufel mit ihrer Profilsehne radial

richtet, wobei die Profilenden der ersten _u„_d jede erste Leitschaufel tangential zur Turbi-

Leitschaufetn (14«) dichtend an den Profil- « und j ^^t, wobei die Prof.lenden der

flanken der zweiten Leitschaufeln (14Ö) an- ^nen _Leitschaufeln dichtend an den Profilflan-

Heeen- k-U der zweiten Leitschaufeln anliegen;

b) in den'zwei Arbeitsstellungen der Leitschau- £ · . Arbeitsstellungen der Leitschaufeln fein sind alle Leitschaufeln (14* Mb) mit ^b> ^_{d aHe} Leitschaufel mit dem gleichen Anstelldem gleichen Anstellwinkel zur Radialnch- _{zur Radia}i_richtung ausgerichtet.

tung ausgerichtet. Der erfindungsgemäße Leitschaufelkranz erzeugt

2. Leifschaufelkranz nach Anspruch !,dadurch gJ_{ieW emen} vollständigen Abschluß des Gasgekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (14*,Ub) m^m ^ B ^. ^ _Arbeitsturbme verwendbar miteinander über ein Getriebe (15, 16, 18-23) ^™'.^S _einer Bewegung der Leitschaufeln aus der verbundensind.dasbeieinerDrehungderzweiten «5 gj^^e' _{heraus in die} eine oder andere Richtung Leitschaufeln (14fe) um einen bestimmten Winkel ^J *_{Us der} Strömungsfluß an eine Drehung der ersten Leitschaufeln (14«) um ste^j ^ _{$η γ 353} ^ _es ^ bekannt, zwi-

einen größeren Winkel in entgegengesetzter Rich- ^u _Leitschauf_eln zweite Leitschaufeln anzu-

tung erzeugt. _3O „'En die unterschiedlich zu den ersten beweglich

3 Leitschaufelkranz nach Anspruch 2, dadurch 3 otoacv^ ^^ _{bekannte AnordnU}ng ist fur eine

gekennzeichnet, daß an den ersten Leitschaufel* «na, a _{beitsturbine kaum} verwendbar, da ein

(14e) erste Zahnradelemente (15) und an den sepj™« Abschluß des Gasstroms nicht erreichzweiten Leitschaufeln (14b) zweite Zahnradele- ^^llsg^{nu g}

mente (16) befestigt sind, die miteinander m Ein- bar ^^ _{wird vorgeschlageil)} daß die Leitgriff stehen, wobei der Wälzkreisdurchmesser der 35 vo g _{; inander über} ein Getriebe verbunden ersten Zahnradelemente größer ist als der der ^chautem _Drehung der zweiten Leitschaufe.n

zweiten. _um einen bestimmten Winkel eine Drehung der ersten

Schaufeln um einen größeren Winkel in entgegen- *o aSetzter Richtung erzeugt. Durch diese verschieden

!X_n Drehwinkf 1 wird erreicht, daß die ersten und

fweiten Leitschaufeln aus ihren verschiedenen Lagen TdS Schließstellung ^^^"^

fweiten Leitschaufeln aus ihren versc g

TdS Schließstellung ^^^"^

Die Erfindung betrifft einen Leitschaufelkranz für ⁱⁿ β^^^ίϊ'οϊΐπβΣΓίίτϊ in einer besonders

eine zentripetal beaufschlagte Gasturbine, mit ver- ^^_6n Ausführung dadurch geschaffen, daß an.den

schwenkbaren Leitschaufeln am Schau*> rademtntt, ^™^^_ϋίε1η ^Β _6Γ^ Zahnradelemente und an

wobei die Leitschaufeln aus einer Schließlage in Ar- ^^e^_{eiten Lei}tschaufeln zweite Zahnradelemente

beitsstellungen verstellbar sind. befestigt sind, die miteinander in Eingriff stehen,wo-

Ein derartiger Leitschaufelkranz ist aus der GB-PS De ^esl ^_{1 k}'_reisdurchmesser der ersten Zahnradele-

704351 bekannt. Bei diesem ^kannten Le.tschau 5<> J«der w ^ _def ^ ^_6n

felkranz stehen die Leitschaufeln in Arbe.testelluijB ^me^_r ^e _ei ⁸ _Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in

bei einem maximalen Strömungsfluß etwa radial zur „„ _Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden

Turbinenachse und können zur Verringerung des « I_{8 zei t}

Strömungsflusses in eine annähernd tangential ^tel- naher^ Des _schematische Darstellung eines Leit-

lung bewegt werden wobei alterdm». unmer noch J_{elkranzes einer Gasturb}ine in einer ersten Aus-

erößere Spalte zwischen den Leitschauf ein verbleien, _f... _t

um das Gas durch die Turbine abzulassen Derartige ^tunru"^^d £ _{4 Einze}lheiten verschiedener Betriebs-

Leitschaufeln sind nicht dazu geeignet, ein Durchstro- .S- _rf . _aufeinanderfolgender Leitschaufeln

men von Gas vollständig zu verhindern, wie dies bei ^s™£f£

einer separaten Arbeitsturbine erforderlich sein kann nacn r g. ^ _teU entsprechend Fig. 2 einer

die durch Luft angetrieben ist, die vom Υ«**^^r · ^* _Ausführungsart, und ,

einer Gasturbine abgezogen wird. Da die ^rbe.tstu.- ^f*™^ _Darsf_ellung entsprechend Fig. 2 e,,ner

bine normalerweise nur zeitweise benutzt wird ist es & Ausführungsart.

wünschenswert, daß der Gasfluß durch sie hindurch ^dn}^teJ.^_{bis 4 fa}* _eine Gasturbine 10 derart emge-

abgesperrt wird oder soweit wie möglich reduziert 5 in g. _{des Kompressorausga}ngs

wird, wenn die Arbeitsturbine im Leerlauf lauft ^¹¹J_n'/³ _trennte Arbeitsturbine 11 liefert. Die

Aufgabe der Erfindung ist es, fur eine Gasturbine an _B Arbeitsturbine 11 sind von einem

einen Leitschaufelkranz zu schaffen, in der der Gas- bcnautein