DE2317095C3

DE2317095C3 - Wärmebeweglich-zentrische Abstützung einer Turbinennase einer axial beaufschlagten thermischen Turbine

Info

Publication number: DE2317095C3
Application number: DE2317095A
Authority: DE
Inventors: Arthur James Irwin Miller; Robert Atwood Jeannette Miller
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1972-06-06
Filing date: 1973-04-05
Publication date: 1975-10-23
Also published as: JPS4930708A; DE2317095A1; FR2188706A5; JPS522043B2; AU459600B2; ZA731195B; CA974454A; DE2317095B2; AU5249073A; CH546887A; GB1424552A; US3762833A

Description

Die Erfindung betrifft eine wärmebeweglich-zentrische Abstützung einer Turbinennase einer axial beaufschlagten thermischen Turbine, wobei ein den Strömungskanal nach außen begrenzendes rohrförmiges Gehäuseteil die Turbinennase und einen auf ihr befestigten Leitschaufelkranz umgibt und die wärmebeweglich-zentrische Abstützung über Radialstreben zwischen Turbinennase und Gehäuseteil erfolgt.

Eine derartige wärmebeweglich-zentrische Abstützung einer Turbinennase ist aus der DT-OS 19 07 040 bekannt.

Bei dieser Abstützung sind drei Radialstreben vorgesehen, die an ihrem radial inneren Ende an der Wand 4er Turbinennase angebracht und an ihren radial äußeren Enden mit einem Gehäusering verbunden sind; der Cehäusering ist in dem rohrförmigen Gehäuseteil axial •nverschiebbar, jedoch radial beweglich gehalten. Es bat sich gezeigt, daß eine solche Abstützung schwingungsanfällig ist, was besonders ausgeprägt im Fall eines Abgasturboladers ist. Auch kann bei dieser Abstützung die Zentrizität der Turbinennase bei ungleichförmiger Wärmebeanspruchung verlorengehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wärmebeweglichtentrische Abstützung einer Turbinennase zu schaffen, bei der eine Schwingungsgefährdung des Gehäuses durch gezielte elastische Verspannung der Abstützung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Abstützung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Radialstreben aus zwei sich in der Mitte der Turbinennase kreuzenden, durchgehenden Stangen besteht, von denen jede im Bereich ihrer Enden die Wand des Gehäuseteils radial verschiebbar durchdringt und die an ihrer Kreuzungsstelle an der Turbinennase so festgelegt sind, daß sie eine elastische Verbiegung in Querrichtung erfahren.

Aus der CB-PS 1010 300 ist es an sich bekannt, Streben vorzusehen, die zum Zweck der Zentrierung ein Gehäuseteil radial verschiebbar durchdringen.

Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß durch die elastische Verspannung der Stangen eine Schwingungsgefährdung der Turbinennase und des Gehäuseteils weitgehend ver-

mieden werden kann. Insbesondere ist es durch gezielte Verspannung der Stangen möglich, die Eigenfrequenzen des Gehäuses in gewünschter Weise zu verstimmen Trotz der Verspannung der Stangen, die sich durch Öffnungen in der Umfangswand der Turbinenna-

se und des Gehäuseteils erstrecken und gegen die Ränder der Öffnungen angedrückt werden, können sich die Stangen bei thermischer Beanspruchung im wesentlichen ungehindert radial ausdehnen. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Stangen nur in ihrer Mitte an der Turbinen-

nase festgelegt sind, an einer Stelle also, an der die Tempeaturen relativ niedrig sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Figurenbeschreibung näher erläutert Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch die Turbine eines

Abgasturboladers, ,-·,„·

Fig-2 ein Schnitt entsprechend der Linie 2-2 in

Fig I,

F i g 3 eine leicht abgeänderte Ausführungsform eines Details des in F i g. 1 gezeigten Widerlagers. Die in F i g. 1 gezeigte Turbine eines Abgasturboladers weist ein rohrförmiges Gehäuseteil 14 auf, das einen Strömungsringkanal 30, ein Turbinenrad 21 mit einem Laufschaufelkranz 23, sowie eine Turbinennase 25 mit einem daran befestigten Leitschaufelkranz 31

umgibt ....

Zur wärmebeweglich-zentrischen Abstutzung der

Turbinennase sind zwei Stangen 35, 36 vorgesehen, die sich durch Öffnungen in der Umfangswand der Turbinennase, durch den Strömungsringkanal 30 sowie durch

fluchtende radiale Öffnungen in dem rohrförmigen Gehäuseteil 14 erstrecken. Die Stangen 35, 36 sind unter einem Winkel zueinander angeordnet. Vorzugsweise verlaufen die Stangen 35,36 diametral zur Turbinennase 25 und zum Gehäuseteil 14 unter einem rechten Winkel zueinander (s. F i g. 2).

Die Stangen 35,36 sind an der Turbinennase 25 festgelegt. Zu diesem Zweck ist ein blockförmiges Widerlager 40 vorgesehen, das Öffnungen zur Aufnahme der Stangen 35,36 aufweist. Das Widerlager 40 ist mittig in

der Turbinennase 25 angebracht, und das Widerlager kann in axialer Richtung der Turbinennase bewegt werden, um auf diese Weise die Stangen 36,35 elastisch zu verbiegen. Bei den in den F i g. 1 und 3 gezeigten Anordnungen besitzt das Widerlager 40 einen Schraub-

bolzen 43, der sich durch eine in der Stirnwand der Turbinennase 25 gebildete Öffnung erstreckt. Eine Mutter 45 ist mit dem Schraubbolzen 43 verschraubl; wenn sie angezogen wird, wird das äußere Ende des Widerlagers 40 gegen eine Schulter 47 der Wand der

Turbinennase25gezogen(Fig-1)-

In Fig.3 hat die Mutter 45' die Form einer Hülse mit einem radialen Flansch 48, der an der Außenseite der Stirnwand der Turbinennase 25 anliegt; wenn die Mutter 45' angezogen wird, wird das Widerlager 40 gegen das innere Ende der Mutter 45' angezogen.

Die die Stangen aufnehmenden Öffnungen in dem Widerlager 40 sind so angeordnet, daß beim Anziehen der Mutter 45 das Widerlager 40 gegen die Schulter 47 bzw. das innere Ende der Mutter 45' angedrückt wird und die Stangen 35, 36 in axialer Richtung erheblich elastisch durchgebogen werden, wodurch die Stangen gegen eine Bewegung relativ zur Turbinennase festgelegt sind. Die Stangen 35,36 werden gegen die radialen

Öffnungen in der Turbinennase 25 so stark angedrückt. daß die Stangen auch im Betrieb satt in der Turbinennase anliegen. Hierdurch werden Schwingungen dieser Teile unterbunden. Die Verbindung zwischen den Stangen 35,36 und der Turbinennase ist ;edoch so gestaltet. daß eine Wärmedehnung oder -kontraktion zwischen diesen Teilen nicht behindert wird.

Da die Stangen 35, 36 unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, kann sich die Turbinennase relativ zum Gehäuseteil 14 nicht aus ihrer zentrierten Lage verschieben. Eine Zentrierung der Turbinennase bleibt daher unter allen Betriebsbedingungen aufrechterhalten.

Die Außenenden der Stangen 35.36 sind mit Öffnungen zur Aufnahme von Drähten 50 versehen, die im Fall eines Bruches des Schraubbolzens 43 ein Herausfallen der Stangen 35,36 verhindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmebeweglich-zentrische Abstützung einer Turbinennase einer axial beaufschlagten thermisehen Turbine, wobei ein den Strömungskanal nach außen begrenzendes rohrförmiges Gehäuseteil die Turbinennase und einen auf ihr befestigten Leitschaufelkranz umgibt und die wärmebeweglich-zentrische Abstützung über Radialstreben zwischen Turbinennase und Gehäuseteil erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialstreben aus zwei sich in der Mitte der Turbinennase (25) kreuzenden, durchgehenden Stangen (35, 3€) besteht, von denen jede im Bereich ihrer Enden die Wand des Gehäuseteils (14) radial verschiebbar durchdringt und die an ihrer Kreuzungsstelle an der Turbinennase (25) so festgelegt sind, daß sie eine elastische Verbiegung in Querrichtung erfahren.

2. Wärmebeweglich-zentrische Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festlegen der Stangen (35,36) an der Turbinennase (25) ein blockförmiges, mit öffnungen für die Stangen versehenes Widerlager (40) vorgesehen ist, das durch eine Schraubverbindung (43, 45) gegen die Stirnwand der Turbinennase ziehbar ist.