DE3506733A1

DE3506733A1 - Turbinenleitradring

Info

Publication number: DE3506733A1
Application number: DE19853506733
Authority: DE
Inventors: Irwin E. Rancho Mirage Calif. Rosman
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1985-08-29
Also published as: GB2154669A; JPS60222504A; GB2154669B; US4639189A; FR2560287A1; JPH0641722B2; GB8504290D0

Description

1A-4988

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION

Turbinenleitradring

Die Erfindung befasst sich mit Hcchtemperaturturbirien aiii betrifft insbesondere einen Leitradring einer Hochtemperaturturbine.

In bekannter Weise haben Turbinen eine Welle mit einem Laufrad, an dem eine Anzahl von Laufradschaufeln angebracht ist. Wenn ein Fluid, wie beispielsweise ein Gas, quer über die Leitradschaufeln geht, dreht sich das Laufrad rrit der danit verbundenen Welle und leistet das Laufrad Nutzarbeit, beispielsweise zum Betreiben eines Verdichters oder ähnlichein.

Ein Beispiel einer Turbine ist eine Gasturbine, bei der die /erbrennungsgase von einer oder mehreren Brennkammern über

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die Laufradschaufeln strömen, um die Welle zu drehen, die ihrerseits einen Axialluftverdichter antreibt. Die verdichtete Luft vom Luftverdichter wird der Brennkammer zugeführt, um sie mit Brennstoff zur Verbrennung zu vermischen. Ein anderes Beispiel einer Turbine ist ein Turboverdichter. Bei Raketentriebwerken werden verdichtete Gase, wie Beispiel Sauerstoff und Wasserstoff, in einer Brennkammer gemischt, vobei dieses Gemisch explosionsartig reagiert, um Heißgase zu erzeugen, die durch die Raketendüse ausgestossen werden, um einen Schub zu erzeugen. Ein Teil der Abgase wird einem oder mehreren Turboverdichtern zugeführt. Wie bei den oben beschriebenen Gasturbinen weisen auch Turboverdichter eine Drehwelle auf, an der ein Laufrad mit einer Anzahl von Laufradschaufeln angebracht ist. Die Abgase werden den Schaufeln zugeführt, um das Laufrad und die Welle zu drehen und dadurch einen Verdichter anzutreiben, um den Wasserstoff oder den Sauerstoff zur Abgabe an die Brennkammer zu verdichten.

Um die Verbrennungsgasa zu den Schaufeln zu leiten, weisen Turbinen und insbesondere turboverdichter einen ortsfesten Leitradring auf. Der Leitradring hat im typischen Fall eine Anzahl von Schaufeln, die im Abstand voneinander angeordnet und so geformt sind, daß sie die strömenden Gase in der gewünschten Weise zu den Laufradschaufeln verteilen und lenken. Ξ3 versteht sich, daß der Leitradriaq gegenüber den nchen Temperaturen der Verbrennungsgase beständig sein muß. Weiterhin nuß beim Anlaufen, wenn der Turboverdichter kalt ist, der Laitradring gegenüber den thermischen Spu.inungen, die dann erzeugt werden, wenn die Heißgase auf die relativ kalten Schaufeln des Leitradringes treffen, beständig sein oder müssen Einrichtungen vergesehen sein, die diese thermischen Spannungen so Klein wie möglich halten. In diesem Sinne wird es oftmals praktiziert, daß der Leitradring eines Raketantriebwerkes und der Turboverdichter ir.it einem Tief temperaturgas abgeschreckt werden, wenn das ..aketentriebwerk abgeschaltet wird. Das Tieft-: -peratur^as kann eine Temperatur von etwa -230⁰C haben. Auch in diesem Fall muß der

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Leitradring gegenüber den thermischen Spannungen beständig sein, die dann auftreten, wenn Gas mit einer Temperatur von -230⁰C auf den beispielsweise 112O⁰C heissen Leitradring trifft, oder müssen Einrichtungen vorgesehen sein, die diese thermischen Spannungen so gering wie möglich halten.

Es ist bekannt, spezielle ungewöhnliche Materialien und Herstellungsverfahren zum Herstellen von Leitradringen zu verwenden, die gegenüber den Temperaturen und thermischen Spannungen beständig sind, die oben angegeben wurden. Das führt jedoch dazu, daß diese Leitradringe mit hohen Kosten verbunden sind und dennoch aufgrund der extremen Umgebung, in der sie arbeiten, störungsanfällig sind.

Zusätzlich zu den thermischen Spannungen, die den Temperaturunterschieden zuzuschreiben sind, sind die Schaufeln auch äusseren Kräften ausgesetzt. Eine Quelle derartiger äusserer Kräfte sind diejenigen Reaktionskräfte, die von den strömenden Gasen stammen, die auf die durch geeignete Halterungen oder Lager gehaltenen Schaufeln auftreffen und von diesen umgelenkt werden. Die Schaufeln müssen diesen Kräften widerstehen können. Eine andere Quelle von Kräften, die die Schaufeln beiasten, ist den Schaufellagern oder-halterun-an zuzuschreiben. Im typischen Fall sind die Schaufeln an den Halterungan an einem Ende sowohl gegenüber einer axialen als auch einer tangantiaien Bewegung feat angebracht. Aufgrund einer Fehlausrichcung dieser Halterungen, die während der Montage oder während des Betriebes durch dia thermische Ausdehnung oasr Verformung oder die extremen Arbeitsdrücke auftreten kann, liegen Biege- oder Druckbelastungen an den Schaufeln. Eine Fehlausrichtung der Schaufeln kann weiterhin dazu führen, daß die Reaktionskräfte die Leitradschaufeln ungleichmäßig belasten. Cie Möglichkeit einer "Siege- und/oder Druckbelastung und einer ungleichmäßigen Belastung durch dia Raaktior.skräfte hat dazu geführt, daß bestimmte Materialien, wie beispielsweise Keramikiuaterialien, die relativ preiswert, jedoch brüchig sind, als Materialien für die Herstellung von Leitradringen nicht beachtet wurden. Es besteht daher ein Bedarf an einer Einrichtung zum Halten der Leitradringschaufeln, die sicherstellt, daß die

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Schaufeln keinen Biege- oder Druckkräften ausgesetzt sind und die unabhängig von einer Fehlausrichtung die Reaktionskräfte gleichmäßig an den Enden der Schaufeln verteilt.

Dazu umfaßt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel· des erfindungsgemäßen Turbinenleitradringes eine Vielzahl von Schaufeln, die Seite an Seite ringförmig um die Turbinenwelle herum angeordnet sind. Jede Schaufel weist einen Körper auf, der in der Verbrennungsgasströmung angeordnet werden kann und die Verbrennungsgasströmung von einem vorderen Einlaß zu den Turbinenlaufradschaufeln leiten kann. Um die thermischen Spannungen so gering wie möglich zu halten, weist jede Schaufel einen hohlen Kern auf, der sich dahindurch erstreckt. Während des Betriebes kann ein Teil der heißen Verbrennungsgase oder der abschreckenden Kältegase je nach dem durch den hohlen Kern geleitet werden, um dadurch die thermischen Spannungen so gering wie möglich zuhalten.

Um für eine gleichmäßige Verteilung der Reaktionskräfte zu sorgen und dadurch die Beaufschlagung durch Biege- oder Druckkräfte unabhängig von einer Fehlausrichtung oder Bewegung der Halterung zu vermeiden und um eine Einrichtung zum Leiten des Gases durch dia Schaufeln vorzusehen, weist dar Körper jeder Schaufel ein erstes und ein zweites Ende auf, die jeweils rait einer vorderen und hinteren Nase oder einem vorderen und hinteren Ansatz versehen sind. Es ist eine schwimmende Halterung z'si Halten jeder Nase vorgesehen, die eine äussere und eine innere ringförmig beabstandete vordere Schulter aufweist. Die äussere und innera vordere Schulter liegen an den vorderen Nasen an, um eine Bewegung der Schaufeln nach hinten zu verhindern. Die schwirnmer.de Halterung weist gleichfalls ringförmig beabstandete hintere Schultern mit Nuten auf, um die hinteren Nasen }eder Schaufel aufzunehmen und die Tangentialbewegung der Schaufeln zu beschränken.Wenn somit die Schaufeln durch Kräfte beaufschlagt werden, die von den auftreffenden Verbrennungsgasen stammen, wird die nach hinten gerichtete axiale Komponente der Kraft gleichmäßig zwischen den vorderen Nasen des ersten und zweiten Endes jeder Schaufel ver-

teilt. Gleichzeitig wird die seitliche tangentiale Komponente der Reaktionskraft gleichmäßig zwischen den hinteren Nasen des ersten und zweiten Endes jeder Schaufel verteilt. Sollten die erste und die zweite Halterung eine Fehlausrichtung erhalten, so werden sich die Schaufeln aufgrund der schwimmenden Halterung in der Weise nachjustieren, daß die axiale und die tangentiale Belastung an den Nasen gleichmäßig wird.

Die Bewegung der Schaufeln zur Justierung der Fehlausrichtung der ersten und der zweiten Halterung führt weiterhin nicht zu Biege- und Druckkräften an den Schaufeln aufgrund der schwimmenden Halterung.

Da die thermischen Spannungen so gering wie möglich gehalten sind und eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Schaufeln so hält, daß Biege- und Druckkräfte vermieden werden und die Reaktionsbelastung an den Schaufeln bei einer Fehlausrichtung gleichmäßig verteilt wird, kann ein derartiger Leitradring aus einer Spritzkeramik, wie beispielsweise einer Siliciumnitridkeramik sowie aus einem Gieß- oder feuerfesten Maschinenmetall, wie beispielsweise Niob oder einer Gieß- oder Maschinensuperlsgisrung_r wie beispielsweise Mar-M-247 hergestellt werden.

Im folgenden wird anhand der zugehöriger. Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Teiles eines Turboverdichtars ,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht mehrerar Schaufeln, des Leitradringes im zusammengebundener. Sustand,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schaufeln des Leitradringes,

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Teiles des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Leitradringes,

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Fig. 5 eine Ansicht der Schaufeln des Leitradringes längs der Linie 5-5 in Fig. 3, und

Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht den oberen Teil einer Leitradringschaufel.

Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung zeigt im einzelnen einen Teil einer Turbine und insbesondere einen Turboverdichter 10 für ein Raketentriebwerk mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Leitradringes 12. Der Turboverdichter 10 weist ein Gehäuse 14 auf, von dem nur ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist. An einer vorderen Stelle am Gehäuse 14 ist ein ringförmiger Einlaß 15 vorgesehen, der das Turbinenantriebsfluid, beispielsweise die Verbrennungsgase, oder die abschreckenden Kältegase exntreten l^ßt. Obwohl der Einlaß 15 als vorne angeordnet bezeichnet wurde, versteht es sich, daß vorne nicht notwendigerweise vorne bezüglich der Rakete bedeutet. Wie es oftmals der ."all ist, kann der Einlaß 15 bezüglich der Rakete nach hinten gerichtet sein.

In -ypischen Fall sind an einer Rakete ein oder mehrere Turbo- - .lichter 10 vorgesehen, um eines der Raketenbrennstoffgase, v-.e beispielsweise Wasserstoff oder Sauerstoff, zu verdichten. ^i.e verdichteten Brennstoffgase werden einer nicht dargestellten Brannkammer des Raketentriebwerkes zugeführt, wo sie ver-.rannt und durch die Düse des Raketentriebwerkes ausgestossen ardsn, um einen Schub zu erzeugen. Die Temperatur der Abgase für ei: Wasserstoff/Sauerstofftriebwerk liegt in der Größenjdnung von 1120⁰C. Ein Teil der Abgase vom Raketentriebwerk wird dem Einlaß 15 zugeführt, um den Turboverdichter 10 zu be- :rei-=n.

Der Tu.-Doverdichter 10 weist eine nicht darstellte sich drehende Antriebswelle auf, deren Achse die Mittellinie des Turboverdichters 10 für die folgende Beschreibung bildet. Die Antriebswelle ist mit dem Verdichterteil des Turboverdichters 10 gekoppelt und treibt diesen an. Im typischen Fall ist der Turboverdichter 10 ein Axialverdichter. Dementsprechend wird die Drehung

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der Welle der Axialverdichter gedreht, so daß das Wasserstoffoder Sauerstoffgas zur Abgabe an die Brennkammer verdichtet wird.

Um die Welle zu drehen, ist ein Laufrad 16 im Gehäuseinnenraum 17 aufgenommen und mit der Welle verbunden. Am Laufrad 16 sind mehrere ringförmig angeordnete Laufradschaufeln 18 angebracht. Die Abgase treffen auf die Schaufeln 18 im Turboverdichter 10, um das Laufrad 16 und die Welle zum Antreiben des Turboverdichters 10 zu drehen.

Um die Verbrennungsgase zu den Laufradschaufeln 18 zu führen und zu verteilen, ist zwischen den Laufradschaufeln 18 und dem Einlaß 15 ein Leitradring 12 angeordnet. Der Leitradring 12 ist bezüglich der Verdichtermittellinie ringförmig im Turboverdichter 10 im Weg der Abgase angeordnet, die in der Einlaß 15 eintreten. Der Leitradring 12 weist eine Anzahl von Ringschaufeln 20 auf, die Seite an Seite angeordnet sind, wie es am besten in Fig. 2 dargestellt ist. Jede Schaufel 20 hat einen flügeiförmigen Körper 22 mit einer Längsachse, die radial bezüglich dar Mittellinie des Turboverdichters 1Q angeordnet ist, wobei der Körper 22 eine in Längsrichtung verlaufende Vorderkante 24, die dem Einlaß 15 am nächsten angeordnet ist und eine hinten angeordnete nachlaufende Kante 26 aufweist. Sine erste und eine zweite Schaufelfläche 28 und 30 erstrecken sich zwischen der vorderen Kante 24 und der nachlaufenden Kante 26, um die Verbrennungsgas! zu verteilen und durch Uml-anken aus der axialen Richtung auf die Schaufeln 18 auftreffen zu lassen, wie es in Fig. dargestellt ist. Durch das Auftreffen und Umlenken der Verbrennun"T3gase wird am Schaufelkörper 22 eine Reaktionskraft hervorgerufen, die in Fig. 3 durch einen Pfeil F dargestellt ist.

Es versteht sich, daß die thermischen Spannungen am Turboverdichter 10, die durch das plötzliche nahezu augenblickliche Aussetzen einer Umgebung mit einer Temoeratur von 1120⁰C auftreten, erheblich sind.

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Die thermische Ausdehnung des Gehäuses 14 oder der zugehörigen Bauteile des Leitradringes 12 kann weiterhin dazu führen, daß sich die Schaufeln und die Haltekonstruktion verschieben, was wiederum die Schaufeln Biege- oder Druckkräften aussetzen kann, die im folgenden gemeinsam als äussere Belastungen bezeichnet werden. Eine Bewegung derSchaufeln kann weiterhin dazu führen, daß die Reaktionskräfte an den Schaufeln durch die strömenden Gase ungleichmäßig verteilt sind. Es ist bekannt, die Schaufeln aus exotischen Materialien herzustellen, die den thermischen Spannungen und äußeren Belastungen widerstehen können. Ein wiederholtes An- und Abschalten des Raketentriebwerkes führt jedoch dazu, daß die Schaufeln manchmal schon nach relativ wenigen Arbeitszyklen ausfallen.

Um die Schaufeln 20 im Turboverdichter 10 so zu halten, daß äußere Belastungen an den Schaufeln ausgeschlossen sind und die Reaktionskräfte gleichmäßig verteilt sind, weist jede Schaufel 20 ein äußeres Ende 34 auf, wie es am besten in Fig. 2, 3 und 6 dargestellt ist. Das äußere Ende 34 umfaßt eine äußere Platte 36, die mit dem Körper 22 verbunden ist, der gesehen in axialer Richtung, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, um einen Bogen gekrümmt ist, der koaxial mit der Mittellinie des Turboverdichters 10 verläuft. Die äußere Platte 36 hat, gesehen in radialer Richtung, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, eine Fern mit Wendepunkt und einem vorderen Teil 33 und einem hinteren Tail 40, die beide in Ebenen angeordnet sind, die quer zur Mittellinie des Turboverdichters verlaufen,sowie im wesentlichen gekrümmtaiSeiten 42, die dazwischen verlaufen. Die Seiten 42 verlaufen über den größten Teil im Abstand von der ersten und zweiten Schaufelfläche 28 und 30 sowie parallel dazu. Die Seiten 42 der äußeren Platte 36 passen zu den Seiten 42 der benachbarten Schaufeln 20, um die Schaufeln 20 ringförmig um die Mittellinie des Turboverdichters zusammenzusetzen, zu stapeln oder einzubinden, wie es in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, während gleichzeitig einzelne Schaufeln oder Schaufelgruppen sich relativ

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zu benachbarten Schaufeln 20 bewegen können.

Jede äußere Schaufelplatte 36 trägt eine vordere Nase 44, die dem Einlaß 15 am nächsten ist, und eine hintere Nase 46, wie es in Fig. 2, 3 und 6 dargestellt ist. Die vordere Nase 44 hat im wesentlichen eine kubische Form mit einer oberen Außenfläche 48, die von der äußeren Platte 3 6 durch eine vordere seitliche und eine hintere Wand 50, 52 und 54 jeweils beabstandet ist. Die vordere Nase 44 ist auf der äußeren Platte 3 6 so angeordnet, daß die vordere Wand 50 koplanar mit der Vorderfläche 38 der äußeren Platte 36 verläuft. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, liegt darüberhinaus die hintere Wand 54 im wesentlichen in einer Ebene, die quer zur Mittellinie des Turboverdichters 10 verläuft. Obwohl die hintere Wand 54 so dargestellt ist, daß sie planar und parallel zur vorderen Wand 50 verläuft, versteht es sich, daß sie auch gebogen sein kann. Wie es weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Mitte der vorderen Nase 44 im wesentlichen mit der Vorderfläche 24 ausgerichtet.

Die hintere Nase 46 ist gleichfalls in wesentlichen kubisch ausgebildet und steht wie die vordere Nase 44 radial nach außen von der äußeren Platte 36 vor. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist:, weist die hintere Nase 46 eine obere Außenfläche 50 und eine Vorder-, Seiten- und Rückwand 56, 53 und 60 jaweils auf, wöbe?. die Rückwand 60 so angeordnet ist, da.3 sie in einer Ebene mit der Rückseite 40 der Schaufel 20 verläuft. Die Vorder- und Rückwand 56 und 60 sind parallel zueinander und liegen in. Ebener. quer zur Mittellinie des Turboverdichters 10, wenn die Schaufeln 20 im Turboverdichter 10 ringförmig angeordnet sind. Die Seitenwände 58 sind im wesentlichen in zwei radialen Ebenen angeordnet, die von der Mittellinie vorstehen. Eine Abschrägung 62 koplanar zu der Seite 42 der äußeren Plaste 35 an der hinteren Nase 46 begrenzt die Enden der hinteren Nase 46 zur Hüllfläc.-.a der äußeren Platte 3 6, um die Schaufel 20 leichter herstellen zu können und unnötige Ecken und Kanten auszuschließen, an denen sich Spannungen konzentrieren können.

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Dem äußeren Ende 34 gegenüber weist jede Schaufel 20 ein inneres Ende 64 auf, das im wesentlichen mit dem äußeren Ende identisch ist. Das innere Ende 64 weist eine innere Platte auf, die in der in Fig. 2 und 4 dargestellten Weise in axialer Richtung gesehen, längs eines Bogens koaxial mit der Mittellinie des Turboverdichters 10 verläuft. In radialer Richtung gesehen, hat die innere Platte eine Form mit Wendepunkt und einem vorderen Teil 68 koplanar mit dem vorderen Teil 38 der äußeren Platte 36, einem hinteren Teil 70 koplanar mit dem hinteren Teil 40 der äußeren Platte 36 und bogenförmigen Seiten 72, die radiale Vorsprünge zur Mittellinie der Seiten 42 der äußeren Platte 36 darstellen. Ähnlich wie das äußere Ende 34 weist das innere Ende 64 vordere und hintere Nasen 74 und 76 auf, die mit dem oben beschriebenen vorderen und hinteren Nasen 44 und 46 identisch sind. Die vordere Nase 74 weist eine ünterflache 78 auf, die durch Vorder-, Seiten- und Rückwände 80, 82 und 84 jeweils in Abstand von der inneren Platte 66 verläuft. Die vordere Wand 40 ist in derselben Ebene wie der vordere Teil 68 angeordnet. Die hintere Wand 8 4 liegt im wesentlichen in derselben Ebene wie die hintere Wand 54 der vorderen Nase 44 der äußeren Platte 36.Die hintere Nase 76 weist eine ünterflache 86 auf, die durch Vorder-, Seiten- und Rückwände 88, 90 und 92 jeweils im Abstand von der inneren Seite 65 verläuft. Die Seitenwände 90 sind längs radial vorstehender Ebenen angeordnet, die von den Seitenwänden. 58 dar hinteren Nase 46 des äußeren Endes zur Mittellinie verlaufen.

Um mit der vorderen und der hinteren Nase zusammenzuarbeiten und dadurch eine Schaufelhalteeinrichtung zu bilden, enthält der Laitradring 12 einen äußeren und einen inr.aren Ring 9 4 und 96, die in der in Fig. 1 dargestellten Weisa am Gehäuse 14 des Turboverdichters befestigt sind. Der äußere Rir.g 94 weist einen Buchsenteil 98 auf, der koaxial zur Mittellinie des Turboverdichters 10 angeordnet ist. Der Buchsenteil 93 ist längs seiner Außenfläche mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden Anguß 102 versehen, der in eine in umfangsrichtung verlaufende Aussparung 104 im Gehäuse 14 paßt, um eine Axialbewegung des in umfangsrichtung verlaufenden äußeren Ringes 98 zu beschränken.

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Um den äußeren Ring 94 am Gehäuse 14 zu befestigen, ist ein radial nach außen vorstehender umgebogener Rand 100 mit einer Vielzahl von in ümfangsrichtung beabstandeten Löchern 106 versehen, die zu Gewindebohrungen 108 im Gehäuse 14 ausgerichtet werden können. Bolzen oder ähnliche Einrichtungen führen durch die Löcher 106 und sind in die Bohrungen 108 geschraubt, um den äußeren Ring 94 fest am Gehäuse 14 anzubringen. Der äußere Ring 94 kann einen einteiligen Aufbau haben, es kann jedoch auch ein mehrteiliger Aufbau verwandt werden.

Der Buchsenteil 98 des äußeren Ringes weist eine in Ümfangsrichtung verlaufende vordere Schulter 110 auf. Die vordere Schulter 110 liegt axial in Abstand hinter dem Rand 100, um einen in ümfangsrichtung verlaufenden Sitz 112 zu bilden. Der Sitz 112 kann eng beabstandet lose die vordere Nase 44 aufnehmen, die an der Schulter 110 anliegt. Wie es in Fig.1 dargestellt ist, steht die vordere Schulter 110 radial vom Buchsenteil 98 so nach innen vor, daß der öitz 112 im Querschnitt L-förmig ist. Wie es sich aus den Fig. 1 und 4 ergibt, hat die vordere Schulter 110 einen Abstand von der äußeren Platte 36, um eine Reihe von Durchlässen 120 zu bilden, die zwischen den vorderen Nasen 44 der äußeren Enden 3 i der Schaufel angeordnet: s ind.

Ali der Rückseite des Buchsenteiles 38 berir.äet sich eine hintere L ^:.'.ulter 114, die in ähnlicher Weise radial nach innen von den B.. /~.senteil 98 vorsteht. Di hintere Schulter 114 ist so ausge-'ildet, daß sie sich bis zu einer Stelle nahe an der äußeren Platte 36 der Schaufeln 20 erstreckt. Um die hinteren Nasen 46 Las äußeren Endes 34 aufzunehmen, ist die hintere Schulter 114 mit einer Reihe von Nuten 116 {Fig. 5) versehen, die eine derartige Breite, da3 die hinteren I-,asen 46 eingeschlossen und 1-se .ufgenommen sind, und eine Tiefe haben, daß dicht beabstandet zur oberen Außenfläche 53 der hinteren Nase 45 verlaufen. Wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist, bildet der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Schulter 110 und 114 eine Kammer 118, deren Zweck später im einzelnen beschrieben wird.

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Die Kammer 118 ist n-.it dem Durchlaß 120 verbunden.

Um das innere Ende 64 jeder Schaufel 20 zu halten, weist die Halteeinrichtung des Leitradringes einen in Umfangsrichtung verlaufenden inneren Ring 96 auf. Der innere Ring 96 ist dem äußeren Ring 94 ähnlich und weist einen Buchsenteil 124 und einen umgebogenen Rand 126 auf. Der Buchsenteil 124 ist mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden Anguß 128 versehen, der von einer in Umfangsrichtung verlaufenden Aussparung 129 im Gehäuse 14 aufgenommen ist, um den inneren Ring 96 anzubringen. Der umgebogene Rand 126 ist mit in Umfangsrichtung angeordneten Löchern 132 versehen, die zu Gewindebohrungen 134 ausgerichtet werden können, um Befestigungsbolzen oder ähnliches aufzunehmen. Der innere Ring 96 weist eine radial vom Buchsenteil 124 nach außen verlaufende vordere Schulter 136 auf, die radial mit der vorderen Schulter 110 des äußeren Ringes 94 in einer Linie ausgerichtet ist, um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Sitz 138 zu bilden. Der Sitz 138 kann lese die vorderen Nasen 74 aufnehmen und einschließen, die an der vorderen £ hulter 136 anliegen. Im Gegensatz zur vorderen Schulter 110 das äußeren Ringes steht die vordere Schulter 136 vom Buchsenteil 124 nach außen vor, um neben _ter inneren Platte 6 6 zu enden. Dementsprechend wird Gas daran gehindert,zwischen den vorderen Nasen 74 zu stri-men. Um ν ■ Lterhin zn verhindern, daß "a.3 zwischen den vorderen Nasen strömt, kann ein Dichtungsring 2:1 aus einem geeigneten Matrial hinter der vorderen Schulter 110 und in Sandwichanordnung zwischen der inneren Platte 66 und dem Buchsenteil 124 angeordnet sein.

An der Rückseite weist der Buchsanteil 124 eine hintere Schulter 142 auf, die eng beabstandet von der inneren Platte 66 angeordnet sein kann, wobei die hintere Schulter eine Reihe von Nuten 144 aufweist, um lose die hinteren Nasen 70 des inneren Endes 64 aufzunehmen und eLnzuschließen. Wie der äußere Ring 94 bildet aujh der Abstand zwischen der vorderen

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und hinteren Schulter 136 und 142 eine Kammer 146.

Im Gegensatz zum äußeren Ring 94 weist der Buchsenteil 124 des inneren Ringes eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten öffnungen 147 auf, die sich durch den Buchsenteil 124 so erstrecken, daß sie mit einer Reihe von Auslassen 150 ausgerichtet sind, die im Gehäuse 14 angeordnet sind und mit dem Laufradraum 17 in Verbindung stehen. Der Zweck dieser Maßnahme wird später im einzelnen beschrieben.

Aus den Fig. 1 und 4 ist erkennbar, daß die Schaufeln 20 ringförmig um die Mittellinie des Turboverdichters 10 so gestapelt angeordnet sind, daß sie mit dem Einlaßring 14 ausgerichtet sind. Die vorderen Nasen 44 und 74 befinden sich in ihren jeweiligen Sitzen 112 und 138 und liegen an den vorderen Schultern 110 und 136 an, so daß eine Bewegung der Schaufel 20 axial nach hinten verhindert ist. Da die Sitze 112 und 138 einen gewissen Abstand von den vorderen Nasen 44 und 74 haben, führt eine Wärmeausdehnung des Gehäuses 14, des äußeren oder inneren Ringes 94 und 122 oder der Schaufeln 20 nicht zu einer Druck- oder Zugbeanspruchung der vorderen Nasen 44 und 74 und der Schaufeln 20. Die hinteren Nasen 46 und 76 sind in Nutan 116 und 144 der hinteren Schultern 114 und 142 des inneren und äußeren Ringes aufgenommen, die eine Tangentialbewegung der hinteren Nasen 46 und 76 beschränken. Wie es im Obigen anhand de.: Sitze 112 und 138 bereits beschrieben wurde, läßt der Zwischenraum zwischen den hinteren Schultern 114 und 142 und dan hinteren Nas =n 46 und 76 eine Wärineausdehnung zu, ohne die hinteren Nasen 46 und 76 und dia Schaufeln 20 Spannungen auszusetzen.

Wenn der Turboverdichter 10 in Betrieb gesetzt wird und 7erbrennungsgase auf den Leitradring 12 auftreffen, liegt die Reaktionskraft F in der oben beschriebenen Weise an den Schaufelkörpern 22. Diese Kraft wird in axiale und tangentiale Anteile A und T aufgeteilt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der axiale Anteil A liegt an den vorderen Nasen 4 und 74, die ihrerseits die Kraft auf die vorderen Schultern 110 und 136

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und auf das Gehäuse 14 übertragen. Die tangentiale Kraft T liegt an den hinteren Nasen 46 und 76, die ihrerseits diese Kraft auf die hinteren Schultern 114 und 142 des inneren und äußeren Buchsenteiles 94 und 96 und das Gehäuse 14 übertragen.

Sollten der äußere und der innere Ring 94 und 96 axial oder in Umfangsrichtung fehlausgerichtet werden, was entweder aufgrund ungenauer Herstellungstoleranzen oder aufgrund einer Wärmeausdehnung des Gehäuses 14 und der Ringe selber erfolgen kann, würde eine derartige Fehlausrichtung ohne die Halteeinrichtung gemäß der Erfindung dazu führen, die Schaufeln einer äußeren Belastung auszusetzen, und die Reaktionskräfte ungleichmäßig auf die Schaufeln verteilen. Aufgrund der Halteeinrichtung wird eine Fehlausrichtung des äußeren und inneren Ringes 94 und 96 derartige äußere Belastungen für die Schaufeln nicht erzeugen. Eine axiale Fehlausrichtung wird dazu führen, daß die Schaufeln sich nachstellen,indem die vorderen Nasen sich frei in ihren jeweiligen Sitzen hin- und herbewegen, wohingegen die hinteren Nasen sich in den Nuten drehen. Eine Fehlausrichtung in Umfangsrichtung wird dazu führen, daß sich die vorderen Nasen frei in ihren Sitzen drehen, während sich die hinteren Nasen in den Nuten hin- und herbewegen. Die Kachstellung der Schaufeln im Falle einer Fehlausrichtur.g des äußeren und inneres Ringes führt auch dazu, daß die gleichmäßige Verteilung der Kräfte A und T zwischen den vor leren und hinteren Nasen jeweils beibehalten wird. Die axiale Kraft A liegt gleichmäßig an den vorderen Nasen 44 und 74, während die tangentiala Kraft T gleichmäßig an den hinteren Nasen 46 und 76 liegt. Eine Fehlau=richtung der Ringe führt somit nicht dazu, daß äußere Belastungen für die Schaufeln erzeugt werden und die Anteile der Reaktionskraft konzentriert werden. Vielmehr wird die gleichmäßige Verteilung zwischen den Paaren von vorderen und hinteren Nasen beibehalten. Die Halteeinrichtung liefert im wesentlichen eine schwimmende Halterung der Schaufeln 20, die es erlaub, daß einzelne Schaufeln oder Gruppen von Schaufeln 20 sich axial oder tangential auf eine Fehlausrichtung des äußeren und

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18. Turbinenleitradring nach Anspruch 13/ dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Nasen (46, 76) jeweils Seitenwände (58, 90) haben, an denen die Ränder der Nuten (116, 144) anliegen können, wobei die Seitenwände (58, 90) der hinteren Nasen (46,76) jeder Schaufel (20) im wesentlichen in denselben radialen Ebenen angeordnet sind.

19. Turbinenleitradring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (20) aus einem keramischen Material bestehen.

20. Turbine mit einem Gehäuse, einer drehbar im Gehäuse gehaltenen Welle, an der wenigstens ein Rotor mit einer Vielzahl von Rotorschaufeln angebracht ist, und mit einem vorderen Einlaß zum Einlassen der Fluidströmung zu den Rotorschaufeln, gekennzeichnet durch einen Leitradring (12) mit einer Vielzahl von Schaufeln (20) , die ringförmig um die Welle herum angeordnet sind, wobei jede Schaufel (20) einen Körper (22) zum Leiten der Fluidströmung zu den Rotorschaufeln (18) aufweist, der sich zwischen einem äußeren und einem inneren Ende (34, 64) erstreckt und wobei vordere und hintere Nasen (44, 46; 74, 76) an jedem äußeren und inneren Ende (34, 64) angeordnet sir.d, um jede Schaufel (20) zu halten, und durch eine schwimmende Halterung für die Schaufeln (20), damit sich jede Schaufel (20) in radialer und longitudinaler Richtung bezüglich der Welle justieren kann, um dadurch gleichmäßig Belastungen auf die vorderen und die hinteren Nasen (44, 46; 74, 76) zu verteilen, wobei die Halterung ringförmig beabstandete vordere Schultern (110, 136) im Gehäuse, an denen die vorderen Nasen (44, 74.) anliegen können und die eine Bewegung der Schaufeln (20) nach hinten verhindern, und ringförmig beabstandete hintere Schultern (114, 142) aufweist, die mit Nuten (116, 144) versehen Rind, in denen lose die hinteren Nasen (46, 74) aufgenommen werden können, um eine Tangentialbewegung jeder Schaufel (20) 7U beschränken.

Um die Wärmespannungen an den Schaufeln 20 so gering wie möglich zu halten, ist jede Schaufel in der in Fig. 2, 3, 5 und 6 darg -3teilten Weise mit einem hohlen Kern 152 versehen. Der Kern 152 verläuft in Längsrichtung durch den Schaufelkörper 22 und die äußere und die innere Platte 34 und 64. Im Querschnitt hat der Kern 152 eine etwa elliptische Form, so daß er im Abstand von der ersten und zweiten Schaufelfläche 28 und 30 verläuft, diesen jedoch folgt.

We;..η die Schaufeln 20 in das Gehäuse eingebunden sind, ist der Kern jeder Schaufel 20 zu den Kammern 118 und 146 ausgerichtet. Wenn Gas,gleichgültig ob es das Heißgas oder das Kältegas ist, in den Einlaß 15 eintritt, wird ein Teil des Gasstromedurch die Durchlässe 120 in die Kammer 118 geführt. Um zu verhindern, daß das Gas aus der Kammer 118 an den hinteren Nasen 46 vorbei nach hinten herausströmt, kann ein gegeigneter Dichtungsring 203 vorgesehen sein, der öffnungen zwischen den Schaufeln 20 und der hinteren Schulter 114 überlagert und abdichtet. Um darüberhinaus zu verhindern, daß Gas direkt in die Kammer 146 strömt, kann ein Dichtungsring 205 (Fig. 1) so angeordnet sein, daß er die vordere Nase 74 und den Rand 176 überlagert. Von der Kammer 115 strömt das Gas durch den ^v?.rn 152, wobei das Gas von der Schaufel 20 ar. der Kammer 1 .5 austritt. Von der Kammer 146 wird das Gas in can Laufradraum durch die Öffnung 149 und dan Auslaß 150 abgeführt;. Es können auch Gasauslaßkanäle in der hinteren Schaulter 142 ausgebildet sein.

Bei der Auslegung des Leitradrxnges kann der Temperaturunterschied in der Gleichung der Wärmespannungen als konstant angesehen werden. D.h., daß bei gegebenen Arbeitskennwerten des *iketentriebwerkes der Temperaturunterschied zwischen der Tem- ^c-r-nur an der Außenseite der Schaufeln, d.h. der Gastemperatur und der Temperatur im Körper der Schaufel, durch die Auslegung vier Schaufel selbst nicht geändert werden kann. Dadurch, daß

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jedoch der Kern 152 vorgesehen ist, der sich auch auf der Gastemperatur L befindet, ist die Stärke der Schaufel zwischen dem Kern 152 und der ersten und der zweiten Schaufelfläche 28 und 30 verglichen mit den bekannten Schaufeln wesentlich geringer. Die in den Schaufeln 20 erzeugten Wärmespannungen sind proportional dazu erheblich geringer. Es sei darauf hingewiesen, daß die Abnahme der Wärmespannungen automatisch bei jedem Start und Abschaltzyklus auftritt.

Da die Schaufeln 20 so geb ilten sind, daß eine Fehlausrichtung der Schaufeihalterungen nicht zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Reaktionskraft auf die Schaufeln 20 führt, werden Biege- und Druckspannungen vermiede^und da die Wärmespannungen aufgrund der Kerne 152 vermindert sind, kann die Lebensdauer der Schaufeln asentlich verlängert werden. Die Scnaufeln 20 können weiterhin aus Materialien, wie Spritzgießsiliciumnitridkeramikmaterialian sowie feuerbeständigen Spritzgieß- oder Maschinenn.etallen, wie Niob oder einer Gießoder Maschinens'iperlagierung, wie Mar-M-247,hergestellt werden. Die Spritzgießsiliciumkeramik wird im typischen Fall dadurch hergestellt, daß Siliciumnitrid in ein Kunststoffbindemittel eingeschlossen wird und das sich ergebende Gemisch in die die Schaufel liefernde Form eingespritzt wird. Nachdem die Schaufel 20 geformt ist, wiird das KunststoffrnateriT.1. davon extrahiert und wird die Schaufel 20 zentriert, so d.vß sich eine keramische Siliciumnitridschaufel 20 ergibt.

Im Obigen wurde lediglich der Grundgedanke der Erfindung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispielsweise dargestellt, an denen verschiedene Abwandlungen vorgenomrr■■;. ι werden können. Beispielsweise kennen die Scnaufeln 20 aus irgendeinem anderen geeigneten Material hergestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

1./ Turbinenleitradring zum Leiten der Fluidströrtiung durch

ine Turbine, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Schaufeln (20), die so angeordnet sind, daß sie einen Leitradring (12) bilden, wobei jede Schaufel (20) in der Turbine gehalten ist und einen Kern (152) aufweist, der durch die Schaufel (20) hindurch verläuft und durch den hindurch ein Teil des Fluides geht, um die Wärmespannungen der Schaufel (20) so klein wie möglich zu halten.

2. Turbinenleitradring nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Halten der Schaufeln (20) in der Turbine, welche Halteeinrichtung Durchlässe (120), um das Fluid zu den Schaufelkernen (152) zutreten zu lassen und zu lenken, und Auslässe (150) aufweist, um das Fluid von den Schaufelkernen (152) abzuführen.

3. Turbinenleitradring nach Anspruch 1, dadurch gekenn- χ zeichnet, daß jede Schaufel (20) einen Körper (22) aufweist, dar im Weg des Fluides angeordnet ist und Flächen (28, 30) auf iist, um die Fluidströmung zu leitan und zu verteilen, wobei der Kern (152) jeder Schaufel (20) einen Abstand von den Schaufelflächen (28, 30) hat und im wesentlichen der Form der Schaufelflächen (28, 30) folgt.

4. Turbinenleitradring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (20) aus einem keramischen Material bestehen.

5. Turbinenleitradring zum Leiten der Fluidströmung vcm vorderen Einlaß durch eine Turbine, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Schaufeln (20), von denen jede einen Körper (22) aufweist, der in der Fluidströmung angeordnet werden kann und die Fluidströmung lenkt, wobei der Körper (22) zwischen einem ersten und einem zweiten Ende (34, 64) verläuft, eine vordere

Nase und eine hintere Nase (44, 46; 74/ 76), die am ersten und am zweiten Ende (34, 64) angeordnet sind, und eine schwimmende Halteeinrichtung für die Schaufeln (20) , damit sich jede Schaufel (20) in die Richtung der Fluidströmung und senkrecht dazu nachjustieren kann, um gleichmäßig die Last an jeder Schaufel

(20) auf die vordere und die hintere Nase (44, 46; 74, 76) zu verteilen, wobei die Halteeinrichtung vordere Schultern (130, 136) in der Turbine, die an den vorderen Nasen (44, 74) jeder Schaufel (20) anliegen können, um eine Rückbewegung jeder Schaufel (20) relativ zu den Schultern (110, 136) zu verhindern, und hintere Schultern (114, 142) in der Turbine aufweist, die mit Nuten (116, 144) versehen sind, in denen in engem Abstand die hinteren Nasen (46, 76) jeder Schaufel (20) aufgenommen werden können, um eine Bewegung der Schaufeln (20) senkrecht zur Fluidströmung zu beschränken.

6. Turbinenleitradring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Nasen (44, 74) jeder Schaufel (20) eine Rückwand (54, 84) haben, die an den vorderen Schultern (110, 136) anliegen kann, wobei die Rückwände (54, 84) im wesentlichen in derselben Ebene liegen.

7. Turbinenleitradring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Nasen (46, 76) jeder Schaufel (20) Seitenwände (58, 90) aufweisen, die an den Rändern der Nuten (116, 144) anliegen können, wobei die Seitenwände (58, 90) jeder hinteren Nase (46, 76) im wesentlichen in denselben Ebenen wie die Seitenwände der anderen hinteren Nasen liegen.

8. Turbinenleitradring zum Führen der Fluidströmung von einem vorderen Einlaß durch eine Turbine mit einer Turbinenwelle, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Schaufeln (20), die ringförmig bezüglich der Welle angeordnet sind, um den Leitradring (12) zu bilden, wobei jede Schaufel (20) einen Körper (22) aufweist, der so angeordnet werden kann, daß er das Fluid führt und jede Schaufel (20) ein äußeres und ein

inneres Ende (24, 64) aufweist, eine vordere Nase (44, 74), die an dem äußeren und inneren Ende (34, 64) der Schaufeln (20) angeordnet ist und davon vorsteht, eine hintere Nase (46, 76), die an dem äußeren und inneren Ende (34, 64) der Schaufeln (20) hinter den vorderen Nasen (44, 74) angeordnet ist und davon vorsteht, einen äußeren Ring (94) , der in der Turbine angeordnet ist und eine nach innen vorstehende vordere Schulter (110), die an der vorderen Nase (44) des äußeren Endes (34) anliegen kann, um eine Axialbewegung der Schaufeln (20) zu verhindern, und eine hintere Schulter (114) aufweist, die mit Nuten (116) versehen ist, in denen lose die hinteren Nasen (46) der Schaufeln (20) aufgenommen sein können, um eine Tangentialbewegung zu beschränken, und einen inneren Ring (96) , der eine vordere Schulter (136), an der die vordere Nase (74) des inneren Endes (64) anliegen kann, um eine Axialbewegung zu verhindern, und eine hintere Schulter (142) aufweist, die mit einer Vielzahl von Nuten (144) versehen ist, in jeder von denen eine hintere Nase (76) zur Beschränkung der Tangentialbewegung aufgenommen werden kann, wobei die Schaufeln (20) sich zum Nachjustieren bewegen können, um gleichmäßig die axialen und tangentialen Belastungen an den vorderen und hinteren tlasen (44, 46; 74, 76) zu verteilen, wenn der äußere und der innere Ring (94, 96) relativ zueinander versetzt sind.

9. Turbinenleitradring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das innere und das äußere Ende (34, 64) koaxial zur Welle angeordnet sind und tangential beabstandete Paßseiten

(42) aufweisen, um die Schaufeln (20) ringförmig einzubinden.

10. Turbinenleitradring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Ring (94) im wesentlichen zylindrisch ist und daß die vordere Schulter (110) mit dem Ring (94) so zusammenarbeitet, daß ein vorderer Sitz (112) gebildet ist, in dem lose die vordere Nase (44) aufgenommen und eingeschlossen ist.

11. Turbinenleitradring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ring (96) im wesentlichen zylindrisch ist, und daß die vordere Schulter (136) mit dem inneren Ring (96) so zusammenarbeitet, daß ein Sitz (138) gebildet ist, in dem lose die vordere Nase (74) des inneren Endes (64) aufgenommen ist.

12. Turbinenleitradring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (20) aus einem keramischen Material gefertigt'sind.

13. Turbinenleitradring zum Führen der Fluidströmung von einem vorderen Einlaß zu den Schaufeln der Turbine, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Schaufeln (20) , die ringförmig so angeordnet sind, daß sie den Leitradring (12) bilden, wobei jede Schaufel (20) einen Körper (22) aufweist, der die Fluidströmung führen kann und eine im wesentlichen radial verlaufende Achse hat, wobei der Körper (22) zwischen einem äusieren und einem inneren Ende (34, 64) angeordnet ist und jede Schaufel (20) einen hohlen Kern (152) aufweist, der .ich radial dahindurch erstreckt, eine vordere Nase (44, 74), die am äußeren und inneren Ende (34, 64) jeweils angeordnet :3t znd davon nach außen vorsteht, eine hintere Nase (46, 76), die am äußeren und inneren Ende (34, 64) hinter den vorderen Nasen (44, 74) jeweils angeordnet ist und davon nach außen ■ rsteht, und eir.a schwimmende Halterung für die Schaufeln (20) in der Turbine, damit sich jede Schaufel (20) jeweils radial v.nd tangential justieren kann, um die Belastungen gleichmäßig auf die vorderen und hinteren Nasen (44, 46; 74, 76) zu verteilen, wobei die schwimmende Halterung zwei konzentrisch angeordnete ringförmig beabstandete vordere Schultern (110, 136), die einen Abstand von dem äußeren und dem inneren Ende (34, 64) haben und an denen die vorderen Nasen (44, 46) jeder Schaufel anliegen können, um eine Bewegung der Schaufeln (20) nach hinten zu verhindern und zwei konzentrisch angeordnete ringförmig beabstandete hintere Schultern (114, 142) in der

Turbine aufweist, die mit Nuten (116, 144) versehen sind, in denen lose die hinteren Nasen (46, 76) jeder Schaufel (20) aufgenommen werden können, um deren Tangentialbewegung zu beschränken und wobei der Zwischenraum zwischen den vorderen und hinteren Schultern (110, 136; 114, 142) Kammern (118, 146) bildet, die mit dem Schaufelkern (15^) am äußeren und inneren Ende (34, 64) jeder Schaufel (20) in Verbindung stehen, so daß ein Teil des Fluides durch die Kerne (152) hindurchgeht, um die Wärmespannungen an den Schaufeln (20) so klein wie möglich zu halten.

14. Turbinenleitradring nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere und das innere Ende (34, 64) jeder Schaufel (20) mit dem äußeren und inneren Ende der benachbarten Schaufeln zusammenpassen, so daß die Schaufeln (20) ringförmig zusammengesetzt werden können und die Schaufelkörper

(22) im Abstand gehalten sind, so daß sie die Fluidströmung fürren.

15. Turbinenleitradring nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere und das innere Ende (34, 64) scheitelpunktartig geformt sind und gebogene Seiten haben, die mit den gebogenen :?^:,en der äußeren und inneren Enden der benachbarten Schaufeln zusammenpassen.

16. Turbinenleitradring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Nasen (44, 74) jeweils eine Rückfläche (54, 84) haben, an denen die vorderen Schultern (110, 136) anliegen können, wobei die Rückflächen (54, 58) der vorderen Nasen (44, 74) jeder Schaufel (20) im wesentlichen in derselben Ebene angeordnet sind.

17. Turbinenleitradring nach Anspruch 16, dadurch gekennze-..ahnet, daß die Rückflächen (54, 84) der vorderen Nasen (44, 74) jeder Schaufel im wesentlichen in derselben Ebene senkrecht zur Mittellinienachse der Welle angeordnet sind.

18. Turbinenleitradring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Nasen (46, 76) jeweils Seitenwände (58, 90) haben, an denen die Ränder der Nuten (116, 144) anliegen können, wobei die Seitenwände (58, 90) der hinteren Nasen (46,76) jeder Schaufel (20) im wesentlichen in denselben radialen Ebenen angeordnet sind.

20. Turbine mit einem Gehäuse, einer drehbar im Gehäuse gehaltenen Welle, an der wenigstens ein Rotor mit einer Vielzahl von Rotorschaufeln angebracht ist, und mit einem vorderen Einlaß zum Einlassen der Fluidströmung zu den Rotorschaufeln, gekennzeichnet durch einen Leitradring (12) mit einer Vielzahl von Schaufeln (20), die ringförmig um die Welle herum angeordnet sind, wobei jede Schaufel (20) einen Körper (22) zum Leiten der Fluidströmung zu den Rotorschaufeln (18) aufweist, der sich zwischen einem äußeren und einem inneren Ende (34, 64) erstreckt und wobei vordere und hintere Nasen (44, 46; 74, 76) an jedem äußeren und inneren Ende (34, 64) angeordnet sir.d, um jede Schaufel (20) zu halten, und durcn eine schwimmende Halterung für die Schaufeln (20) , damit sich -iede Schaufel (20) in radialer und longitudinaler Richtung bezüglich der Welle justieren kann, um dadurch gleichmäßig Belastungen auf die vorderen und die hinteren Nasen (44, 46; 74, 76) zu verteilen, wobei die Halterung ringförmig beabstandete vordere Schultern (110, 136) im Gehäuse, an denen die vorderen Nasen (44, 74) anliegen können und die eine Bewegung der Schaufeln (20) nach hinten verhindern, und ringförmig beabstandete hintere Schultern (114, 142) aufweist, die mit Nuten (116, 144) versehen sind, in denen lose die hinteren Nasen (46, 7t) aufgenommen werden können, um eine Tangentialbewegung jeder Schaufel (20) zu beschränken.

21. Turbine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere und innere Ende (34, 64) jeder Schaufel (20) zu dem äußeren und inneren Ende der benachbarten Schaufeln so paßt, daß die Schaufeln (20) ringförmig zusammengesetzt sind und die Schaufelkörper (22) im Abstand gehalten sind, um die Fluidströmung zu leiten.

22. Turbine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere und das innere Ende (34, 64) gebogene Seiten (42) jeweils haben, die zu den Seiten der äußeren und inneren Enden der benachbarten Schaufeln passen.

23. Turbine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Nasen (44, 74) kubisch mit einer Rückfläche (54, 84) ausgebildet sind, wobei die Rückflächen (54, 84) der vorderen Nasen (44, 74) aller Schaufeln (20) im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sind.

24. Turbine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflächen (54, 84) der vorderen Nasen im wesentlichen in derselben radialen Ebene bezüglich der Wellenachse angeordnet sind.

25. Turbine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Nasen (46, 76) kubisch mit von vorne nach hinten verlaufenden Seitenwänden (58, 90) ausgebildet sind, an denen die Ränder der Aufnahmenuten (116, 144) anliegen können, wobei die Seitenwände (58, 90) der hinteren Nasen (46, 76) im wesentlichen in denselben Ebenen angeordnet sind.

26. Turbine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (58, 90) im wesentlichen in denselben Ebenen angeordnet sind, die radial von der Wellenachse vorstehan.

27. Turbine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (20) einen hohlen Kern (152) aufweist, der sich durch den Körper (22) und das äußere und das innere Ende (34, 64) erstreckt, um einen Teil des Fluides hindurchzuleiten und dadurch die Wärmespannungen so klein wie möglich zu halten.

28. Turbine nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schulter (110, 136) im Abstand vom äußeren Ende (34) angeordnet ist, um einen Durchlaß (120) zu begrenzen, damit das Fluid durch den Kern (152) hindurchgehen kann.

29. Turbine nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmende Halterung einen Auslaß (150) aufweist, um das Fluid von den Kernen (152) der Schaufeln (20) zu den Rotorschaufeln (18) zu führen.