DE4329623A1 - Abgasdiffusor - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Abgasdiffusor für Gasturbinen.

Stand der Technik

Derartige Abgasdiffusoren sind bekannt. Sie bestehen aus einer Tragstruktur und einer diese vor zu großer Erhitzung schützenden, heißgasführenden Struktur. Die Tragstruktur wird von einem inneren und einem äußeren Zylinder gebildet, welche durch radiale oder tangentiale Rippen miteinander verbunden sind. Die heißgasführende Struktur verkleidet den Raum zwischen den beiden Zylindern, einschließlich der Rippen. Sie muß daher bei der Herstellung entsprechend der Form der Tragstruktur ausgebildet und bei der Montage mittels Schweiß- bzw. Steckverbindungen aus zwei oder mehreren Teilen zusammengefügt werden.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Abgasdiffusoren besteht darin, daß die heißgasführende Struktur bei ihrer Montage in die bestehende Tragstruktur eingepaßt werden muß. Dies geschieht, indem die Teile des vorgefertigten Blechmantels der heißgasführenden Struktur in die Tragstruktur eingeführt und erst danach zusammengefügt werden.

Eine solche Fertigung des Abgasdiffusors ist sehr arbeitsaufwendig. Außerdem können die Bauteile der heißgasführenden Struktur nur von der Heißgasseite aus verschweißt werden, was Probleme bei der Zugänglichkeit zu den auszuführenden Schweißarbeiten und damit auch bei deren Qualität aufwirft.

Bei einer Steckverbindung wird die Heißgasstruktur segmentiert, so daß man viele heißgasführende Einzelteile erhält, die innerhalb der Tragstruktur nur mit hohem Aufwand abzudichten und zusammenzufügen sind, was ebenfalls häufig Qualitätsprobleme zur Folge hat. Diese Qualitätsmängel können sich negativ auf die Funktionssicherheit des Abgasdiffusors auswirken.

Ein weiterer Nachteil der bekannten und auf die beschriebene Weise gefertigten Abgasdiffusoren besteht darin, daß sie zu Inspektions- sowie Reparaturzwecken nicht zerstörungsfrei geöffnet werden können.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung versucht, all diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen relativ einfach zu montierenden, funktionssicheren Abgasdiffusor für Gasturbinen zu schaffen, der auch zerstörungsfrei demontiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Tragstruktur aus mehreren mit jeweils zumindest einer Rippe ausgeformten und lösbar miteinander verbundenen, den äußeren Zylinder bildenden Segmenten und einem mit den Rippen lösbar verbundenen inneren Zylinder besteht. Die heißgasführende Struktur ist mit Ausnehmungen für die Rippen versehen.

Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem im Wegfall des bisher üblichen Zusammenfügens der mehrteiligen heißgasführenden Struktur im montierten Zustand des Abgasdiffusors. Das bisher an schwer zugänglichen Stellen innerhalb des Abgasdiffusors durch Schweiß- bzw. Steckverbindungen erfolgende Zusammenfügen kann nunmehr bereits vor dessen Montage und damit an weitaus besser erreichbarer Stelle vorgenommen werden. Auf diese Weise entsteht bei beiden Verbindungsarten eine gut abgedichtete heißgasführende Struktur, die komplett montiert werden kann. Nach dem Aufbringen der heißgasführenden Struktur auf den inneren Zylinder werden die äußeren Segmente mit ihren Rippen in die Ausnehmungen der heißgasführenden Struktur eingebracht und im inneren Zylinder der Tragstruktur lösbar befestigt. Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Tragstruktur sind die bei der Endmontage des Abgasdiffusors entstehenden Montagefugen von der heißgasführenden Struktur in die relativ kalte Tragstruktur verlegt worden, wo sie wesentlich besser abgedichtet werden können.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn jede Rippe an ihrem freien inneren Ende einen Zapfen aufweist, der im montierten Zustand in eine entsprechend ausgebildete Montagenut des inneren Zylinders eingreift. Damit ist auch eine einfache und zerstörungsfreie Demontage des Abgasdiffusors möglich.

Am Umfang des äußeren Zylinders sind an sich bekannte Flanschverbindungen zwischen den jeweils benachbarten Segmenten angeordnet. Auf diese Weise sind die Segmente leicht lösbar befestigt, was ebenfalls zur Möglichkeit der zerstörungsfreien Demontage des Abgasdiffusors beiträgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines ringförmigen Abgasdiffusors dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt des Abgasdiffusors;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Abgasdiffusor entlang der Linie A-A in Fig. 1.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt sind beispielsweise die mit dem Abgasdiffusor verbundene Gasturbine und der Kamin sowie die innerhalb des inneren Zylinders angeordnete Lagerung der Gasturbinenwelle. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels ist mit Pfeilen bezeichnet.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Der Abgasdiffusor 1 besteht aus einer Tragstruktur 2 und einer heißgasführenden Struktur 3. Die Tragstruktur 2 wird aus mehreren lösbar miteinander verbundenen Segmenten 4 mit jeweils einer Rippe 5 sowie einem mit den Rippen 5 lösbar verbundenen inneren Zylinder 6 gebildet. Der äußere Zylinder 7 besteht aus der Gesamtheit der miteinander verbundenen Segmente 4. Die heißgasführende Struktur 3 ist mit Ausnehmungen 8 für die Rippen 5 versehen (Fig. 2).

Jede Rippe 5 weist an ihrem freien inneren Ende einen Zapfen 9 auf der im montierten Zustand in eine entsprechend ausgebildete Montagenut 10 des inneren Zylinders 6 eingreift (Fig. 1).

Die benachbarten Segmente 4 werden in Umfangsrichtung durch Flanschverbindungen 11 zusammengehalten. Diese bestehen aus jeweils zwei im montierten Zustand unmittelbar nebeneinander liegenden und mit Bohrungen 12 versehenen sowie durch Bolzen 13 miteinander verbundenen Flanschen 14.

Infolge der lösbaren Anordnung der Tragstruktur 2 kann die heißgasführende Struktur 3 noch vor der Endmontage des Abgasdiffusors 1 gut abgedichtet zusammengefügt und komplett montiert werden. Nach dem Aufbringen der heißgasführende Struktur 3 auf den inneren Zylinder 6 werden, wie in Fig. 2 dargestellt, die Segmente 4 mit ihren Rippen 5 in die Ausnehmungen 8 der heißgasführenden Struktur 3 eingebracht und mittels der Zapfen 9 der Rippen 5 in den Montagenuten 10 des inneren Zylinders 6 befestigt. Zur Bildung eines stabilen äußeren Zylinders 7 erfolgt anschließend die Verbindung der nebeneinander angeordneten Segmente 4 durch Einführen der Bolzen 13 in die Bohrungen 12 der Flansche 14.

Die Demontage des Abgasdiffusors 1 zu Inspektions- sowie Reparaturzwecken geschieht in umgekehrter Reihenfolge.

Bezugszeichenliste

1 Abgasdiffusor
2 Tragstruktur
3 heißgasführenden Struktur
4 Segment
5 Rippe
6 innerer Zylinder
7 äußerer Zylinder
8 Ausnehmung
9 Zapfen
10 Montagenut
11 Flanschverbindung
12 Bohrung
13 Bolzen
14 Flansch

Claims (3)

1. Abgasdiffusor für Gasturbinen, welcher aus einer Tragstruktur und einer heißgasführenden Struktur besteht, wobei die Tragstruktur von jeweils einem durch radiale oder tangentiale Rippen miteinander verbundenen inneren und äußeren Zylinder gebildet wird und die heißgasführende Struktur den Raum zwischen den beiden Zylindern einschließlich der Rippen verkleidet, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur (2) aus mehreren lösbar miteinander verbundenen, den äußeren Zylinder (7) bildenden und mit jeweils zumindest einer Rippe (5) ausgeformten Segmenten (4) sowie einem mit den Rippen (5) lösbar verbundenen inneren Zylinder (6) besteht und die heißgasführende Struktur (3) mit Ausnehmungen (8) für die Rippen (5) versehen ist.

2. Abgasdiffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (5) an ihrem freien inneren Ende einen Zapfen (9) aufweist, der im montierten Zustand in eine entsprechend ausgebildete Montagenut (10) des inneren Zylinders (6) eingreift.

3. Abgasdiffusor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den jeweils benachbarten Segmenten (4) an sich bekannte Flanschverbindungen (11) am Umfang des äußeren Zylinders (7) angeordnet sind.