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Leitvorrichtung für axial durchströmte Kreiselmaschinen, insbesondere
Turbinen und. Gebläse für hohe Temperaturen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Leitvorrichtung für axial durchströmte Kreiselmaschinen, insbesondere Turbinen und
Gebläse für hohe Temperaturen, bei welcher die eigentlichen Umlenkschaufe ,n in
keinen Zwischenboden und einen letzteren umgebenden Kranz eingelassen. und diesen
Schaufeln Tragstege vorgeschaltet sind, welche den Kranz mit dem Zwischenboden verbinden.
Bei keiner solchen Leitvotrrichtung haben die eigentlichen UmlenkschaufeIn die auf
den Zwischenboden wirkenden Kräfte nicht selbst zu übertragen, sondern diese Aufgabe
wird durch die Trag= siege, welche sich vornehmlich reit großem Widerstandsmoment
in axialer Richtung erstrecken, übernommen. Dabei werden in den meisten Fällen der
Kranz, die Tragstege und der Zwischenboden aus einem Stück gegossen. Solche Ausführungen
eignen sich ohne weiteres für verhältnismäßig niedrige Arbeitsmittelte@mpezaturen.
Bei höheren Temperaturen ist man jedoch gezwungen, Gußbaustoffe hoher Warmfestigkeit
zu verwenden, damit die größten Beanspruchungen, welche in den Tragstegen auftreten,
von diesen noch sicher übernommen werden können. über etwa goo° C fällt aber die
Warmfestigkeit und vor allem die Dauerstandsfestigkeitaller Stahlsorten sehr rasch
ab, so daß nichts anderes übrigbleibt, als viele dicke Tragstege bei höheren Druckunterschieden
anzubringen.
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Die Schwierigkeiten der Herstellung solcher Gußstücke wachsen bedeutend,
wenn hochhitzebeständige Gußstahlsorten zu verwenden sind. Werden in solchen Fällen
nicht besondere Vorkehrungen ;getroffen, - so bilden sich an den Cbergangsstellen
vom verhältnismäßig dicken Kranz oder Zwischenboden in die Tragstege leicht Lunkerstellen
und Einrisse, wodurch die Leitscheibe sehr geschwächt, wenn nicht ganz unbrauchbar
wird.
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Zweck der Erfindung ist @es, diese Nachteile zu beheben, und zu diesem
Behufe werden bei einer Leitvorrichtung der eingangs erwähnten Art gemäß vorliegender
Erfindung als Tragstege besondere Bolzen verwendet,
die durch radiale
Bohrungen des Kranzes in radial verlaufende Vertiefungen des Zwischenbodens gesteckt
und gegen radiale Verschicbong gesichert sind und aus einem Baustoff höherer Warmfestigkeit
und Dauerstandsfestigkeit als der Kranz und der Zwischenboden bestehen. Auf diese
Weise wird eine aus Kranz, Zwischenboden und diese zwei Teile verbindenden Tragbolzen
zusammengesetzte Leitvorrichtung erhalten, von der sich alle diese Teile als Einzelstücke
unabhängig voneinander herstellen lassen. Es handelt sich hier um etwas anderes,
und es kommen bei dieser Bauart andere Erwägungen in Betracht als bei der bekannten
Leitvorrichtung, bei welcher zwischen Gruppen von Leitschaufeln, angeordnete Abstandsstücke,
denen die Aufgabe von Füllkörpern zukommt, mittels Schrauben an dem Zwischenboden
befestigt sind: Bei der neuartigen Leitvorrichtung bietet die Herstellung des Kranzes
und des Zwischenbodens selbst dann keine Schwierigkeiten mehr, wenn diese Teile
gegossen werden müssen. Dabei "können Kranz und Zwischenboden aus schweißbarem Guß
bestehen, während die Tragbolzen zweckmäßig aus geschmiedetem Baustoff hergestellt
werden, weil sie die größte Beanspruchung aufzunehmen haben. Es braucht infolgedessen
nur verhältnismäßig wenig teurer, hochwarmfester Baustoff verwendet zu werden. Ein
weiterer Vorteil der neuen Bauart besteht darin, daß die vom Arbeitsmittelstram
bestrichenen Teile, d. h. also der freie Teil der Tragbolzen, sowie die Innemvand
.des Kranzes und die Außenwand des Zwischenbodens vor dem Zusammensetzen :einwandfrei
sauber bearbeitet, beispielsweise gefräst oder gedreht werden können. Dabei läßt
sich erreichen, daß die Tragbolzen tadellos im Kranz und Zwischenboden sitzen, wobei
die Übergänge vom strömungstechnischen Standpunkt aus allen Anforderungen genügen.
Bei Anwendung der Erfindung läßt sich somit eine Leitvorrichtung erhalten, welche
bei betriebssicherer Ausführung kleine Reibungsverluste bedingt.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung, die beispielsweise eine Ausführungsform
zeigt, im nachfolgenden eingehend erläutert.
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Fig. i zeigt einen Teil eines axialen Längsschnittes durch eine axial
durchströmte Turbine; Fig.2 ist teils eine Seitenansicht und teils ein Schnitt durch
eine Leitvorrichtung nach der Erfindung, und Fig. 3 ist ein in die Zeichnungsebene
abgewickelter Schnitt in größerem Maßstab nach der Linie 111-11I der Fig.i.
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i bezeichnet einen zweiteiligen Zwischenboden, 2 einen diesen Zwischenboden
i umgebenden zweiteiligen Kranz, und 3 sind besondere Tragbolzen, welche dazu dienen,
die Teile i und 2 miteinander zu verbinden. q. bezeichnet die eigentlichen Umlenkschaufeln,
welche in den Zwischenboden i und den Kranz 2 eingelassen sind. 5 sind Laufräder,
die mit der Türbinen.welle 6 ein Ganzes bilden, und 7 ist das Turbinengehäuse, in
welches die gezeigte Leitvorrichtung i, 2, 3 so eingesetzt ist, daß sie sich weder
axial noch radial verschieben kann und de beiden Hälften der zweiteiligen Teile
i, 2 in der erforderlichen Weise gegeneinander anliegen.
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In dem Kranz 2 ist eine Anzahl radial durchgehender Bohrungen 8 von
rundem Querschnitt vorgesehen. Die Tragbolzen 3 sind durch diese Bohrungen 8 gesteckt,
wobei sie noch in ebenfalls radial verlaufende Vertiefungen 9 des Zwischenbodens
i greifen. Die Form der Bohrungen 8 und Vertiefungen 9 ist so gewählt, daß die Bolzen
3 passend in sie hineingeben. Die in die Teile i und 2 gesteckten Tra.;gbolzen 3
sind an ihren Enden mit dem Teil i bzw. 2 bei I o bzw. i i verschweißt, so daß sie
gegen radiale Verschiebung gesichert sind. Der freie Teil der Bolzen 3 ist in der
in Fig. 3 gezeigten Weise stromlinienförmig ausgebildet, so daß er dem durchtretenden
Arbeitsmittel möglichst wenig Widerstand bietet.
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Anstatt die Tragbolzen 3 mit den Teilen i und 2 zu verschweißen, läßt
sich eine Sicherung dieser Bolzen gegen radiale Verschiebung auch schon dadurch
erreichen, daß sie in den Kranz 2 eingeschraubt werden. Die Tragbolzen 3 sind zweckmäßig
aus geschmiedetem Baustoff, der Kranz 2 und der Zwischenboden i dagegen aus schweißbarem
Guß hergestellt. Ferner bestehen die Bolzen 3 aus einem Baustoff höherer Warmfestigkeit
und Dauerstandsfestigkeit als der Kranz und der Zwischenboden.
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Die Herstellung der Leitvorrichtung kann auch so geschehen, daßeine
ganze Platte oder Plattenhälfte aus dem Baustoff herausgearbeitet wird, der für
den Kranz und den Zwischenboden vorgesehen wurde. Aus dieser Platte wird dann ein
Ringraum entsprechend der Durchtrittsfläche für das Arbeitsmittel, d. h. von' der
Leitschaufelhölie, aus dem vollen Material herausgedreht, und endlich werden der
so erhaltene Zwischenboden und der Kranz durch Tragbolzen in der oben beschriebenen
Weise verbunden.
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Gegebenenfalls kann es auch vorteilhaft sein, die Tragbolzen mit Vorspannung,
d. h. durch Schrumpfen oder Pressen, in den Zwischenboden und .den Kranz einzusetzen.
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Weil bei der beschriebenen Leitvorrichtung für die Tragbolzen ein
Baustoff von hoher Warmfestigkeit verwendet werden kann, läßt
sich
mit verhältnismäßig wenigen dünnen Bolzen auskommen, was bei der Herstellung von
Leitvorrichtungen aus Guß in einem Stüch nicht möglich ist. Infolgedessen werden
bei einer Leitvorrichtung nach der Erfindung die Reibungsverluste bedeutend herabgesetzt,
:da ja weniger Widerstandskörper (Tragbolzen) in der Strömung liegen.
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Die in den Zwischenboden und den Kranz gesteckten Teile der Tragbolzen
können auch von ovaler, rechteckiger oder ähnlicher Querschnittsform sein, wobei
dieser Form die Querschnittsform der Bohrungen 8 und Vertiefungen 9 anzupassen ist.