DE809864C

DE809864C - Gasturbine

Info

Publication number: DE809864C
Application number: DEP35108A
Authority: DE
Inventors: Thomas Clark
Original assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Current assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Priority date: 1943-10-23
Filing date: 1949-02-26
Publication date: 1951-08-02
Also published as: GB579775A; FR945023A; CH254366A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 2. AUGUST 1951

p 35108 Ia/46f D

Gasturbine

Die Erfindung bezieht sich auf solche Gasturbinen, bei welchen ein Laufrad, welches so hohen Temperaturen ausgesetzt ist, daß Ausdehnungen zu erwarten sind, von einer Welle getragen ist, die in einem feststehenden Bauteil gelagert ist und auf dieser gegen Axialverschiebung gesichert freifliegend gelagert ist.

Hauptziel der Erfindung ist eine Labyrinthdichtung, die bei auftretenden Ausdehnungen nicht versagt.

Erfindungsgemäß wird die Labyrinthdichtung zwischen dem Rad und einem feststehenden Teil vorgesehen, der in dem feststehenden Bauteil schwenkbar gelagert ist und einen Teil der Wellenlagerung bildet.

Die Erfindung betrifft weiter eine Gasturbine mit Axialströmung mit einer feststehenden ringförmigen Zuleitung mit Leitschaufeln darin, die zu den Schaufeln des Turbinenrades führt. Das Turbinen" rad wird von einer Welle getragen, die in einem feststehenden Gehäuseteil gelagert und an dem vom' Turbinenrad abgewandten Ende gegen Axialverschiebung gehalten wird. Die Turbine besitzt eine radial gerichtete Labyrinthdichtung zwischen einer Seite des Rades und einem ringförmigen Teil, der (zweckmäßig so, daß er eine geringe Radialbeweglichkeit für den Fall auftretender Ausdehnungen besitzt, wenn hohe Temperaturen erreicht werden) von einem Teil getragen wird, der mit dem Lagergehäuse für das dem Rad zugewandte Wellenende fest verbunden und innerhalb dieses Endes des feststehenden Gehäu&eteiles schwenkbar gelagert ist. Zweckmäßig besitzt der ringförmige Teil nach innen gerichtete Arme, die noch beweglich an einen Ring angeklemmt sind, der mit dem am genannten Lagergehäuse befestigten Teil fest verbunden ist. Zweck-

mäßig trägt das Lagergehäuse teilkugelige Keile, die mit geraden Keilen an der Innenseite des feststehenden Gehäuseteiles in Eingriff stehen.

Die Erfindung besteht ferner in der Vereinigung einer Gasturbine mit Axialströmung mit einer Einrichtung, durch die zwischen dem ringförmigen Teil und der ringförmigen Förderleitung eine Dichtung geschaffen werden kann, wobei diese Anordnung so ausgebildet ist, daß im wesentlichen ein Ausgleich

ίο der Axialdrücke sichergestellt ist. Beispielsweise l>esteht die Vorrichtung aus ringförmigen elastischen Bälgen und Ringteilen, die mit den Bälgen und der ringförmigen Förderleitung verbunden sind und die unter Ermöglichung einer gleitenden Radiall)ewegung in Eingriff stehen.

Die einzige Abbildung der Zeichnung veranschaulicht im Teilschnitt ein umlaufendes Turbinenrad, das von einer Welle getragen wird und mit einer Labyrinthdichtung nach der Erfindung versehen ist.

ao Die strichpunktierte Linie i2 ist die Mittellinie des Turbinenrades, die strichpunktierte Linie 13 die Rotationsachse der Welle. Die Welle ist freifliegend und gegen Axialverschiebung gesichert in einem feststehenden Bauteil 14 gelagert, das die Welle an ihrem von der Turbine abgewandten, nicht gezeichneten Ende umschließt. Das Turbinenrad besitzt einen Flansch 15, der durch einen Schraubenkreis 16 mit einem Flansch 17 verbunden ist, der seinerseits über einen etwas elastischen Teil 18 in eine Nabe 19 übergeht, die auf der Welle befestigt ist.

21 ist die Innenwandung einer feststehenden ringförmigen Lieferleitung, durch die ein gasförmiges Medium von bestimmter Temperatur über feststehende Düsenschaufeln 22 dem ersten Schaufelkranz 23 des Turbinenrades zugeführt wird. Das Problem besteht darin, eine geeignete Labyrinthdichtung zwischen dem Flansch 17 und der Wandung 21 anzuordnen.

In dem gezeichneten Beispiel geschieht dies mit Hilfe eines nicht drehbaren ringförmigen Flansches 25, der eine Anzahl radial angeordneter ringförmiger Dichtungen oder Liderungen 26 trägt, die mit dem Flansch 17 in bekannter Weise zusammenarbeiten. Der Flansch 25 sitzt an einem Ring 27, der nach innen gerichtete Arme 28 trägt, die verschiebbar zwischen Ringen 29 und 30 gehalten werden. Diese Ringe sind miteinander verschraubt oder sonstwie aufeinander befestigt, um leichte Verschiebungen der Arme 28 in radialer Richtung zuzulassen, wenn bei hohen Temperaturen eine Ausdehnung auftritt. Der Ring 30 wird durch einen Radstern 31 getragen, der von einer Nabe 32 getragen wird. Die Nabe 32 ist auf einem Ring 33 befestigt, der das Gehäuse eines Wälzlagers 34 bildet, in welchem die Nabe 19 gelagert ist.

Das Lagergehäuse 33 besitzt an seinem äußeren Umfang teilkugelige Keile 35, die in Eingriff mit geraden Keilen 36 an der Innenseite des feststehenden Bauteiles 14 stehen, so daß dieses Ende der Welle universalgelenkartig, d. h. schwenkbar in dem feststehenden Bauteil 14 ruht. Da der nicht drehbare ringförmige Flansch 25, von einem geringen Spiel in radialer Richtung abgesehen, mit dem Lagergehäuse 33 starr verbunden ist, muß bei Schwenkungen des Lagergehäuses 33 dessen Schwenkungspunkt auch der des Flansches 25 sein.

Zur Vervollständigung der Abdichtung trägt der Ring 27 einen weiteren Flansch 38, der durch eine Balganordnung 39 mit einem Flansch 40 verbunden ist. Der Flansch 40 ist starr zwischen Ringen 41 eingeklemmt, die an ihren Berührungsflächen mit ringförmigen Ausnehmungen 42 versehen sind. Ein Flansch 43, der an dem Wandteil 21 befestigt ist, liegt ebenfalls zwischen den einander zugewandten Flächen der Ringe 41 und wird gleitend von ihnen festgehalten, so daß er sich in radialer Richtung bewegen kann, wenn er sich bei Temperaturänderungen ausdehnt.

Man muß im Auge behalten, daß die axiale Lage des Flansches 25 und des Turbinenrades durch das abgewandte Ende des feststehenden Bauteiles 14 bestimmt ist, während der Flansch 43 axial neben der Labyrinthpackung angeordnet ist; dies ist der Grund für die Anwendung der nachgiebigen Balganordnung 39.

Infolge der schwenkbaren Lagerung des Lagergehäuses 33 innerhalb des zugewandten Endes - des feststehenden Bauteiles 14 können sich die Teile in der erforderlichen Weise verschieben, wenn die Betriebstemperaturen erreicht sind, ohne daß die Labyrinthdichtung versagt.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß in dein gegebenen Beispiel ein Axialdruckausgleich vorgesehen ist. Der Hauptdruck im Raum 45 wirkt auf den ganzen Flansch 25 und den gegenüberliegenden Flansch 38. Die Fläche des letzteren ist nur etwa halb so groß wie die des Flansches 25, so daß etwa der halbe Hauptdruck auf den Flansch 25 wirkt und ihn nach rechts zu drücken sucht. In der Labyrinthdichtung ¹Q" andererseits ist der Druck am radial außenliegenden Ende voll wirksam, am radial innenliegenden Ende jedoch null; das ergibt im Durchschnitt wieder den halben Druck, der also auch von der anderen Seite auf den Flansch 25 nach links wirkt.

Claims

Patentansprüche:

1. Gasturbine mit einem umlaufenden Rad, das hohen Temperaturen ausgesetzt ist und von einer Welle getragen wird, die in einem feststehenden Gehäuseteil gelagert und an dem vom Rad abgekehrten Ende darin gegen Axialverschiebung gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Labyrinthdichtung (26) zwischen dem Rad und einem nicht drehbaren Teil (25, 27) vorgesehen ist, der mit einem im feststehenden Gehäuseteil (14) schwenkbar angeordneten Lagergehäuse (33) der Wellenlagerung verbunden ist.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch iao gekennzeichnet, daß das Labyrinth zwischen einer Seite des Rades und einem ringförmigen Teil (25) radial angeordnet ist, und daß der ringförmige Teil (25) zweckmäßig unter Ermöglichung eines geringen radialen Spieles bei Wärmeausdehnungen von einem Teil (30, 31,

32) getragen wird, der fest mit dem Gehäuse (33) des Lagers (34) für das dem Rad zugewandte Wellenende (13) verbunden ist.

3. Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (27) einwärts gerichtete Arme (28) aufweist, die mit geringem radialen Spiel an einen Ring (30) geklemmt sind, der mit dem am Lagergehäuse (33) befestigten Teil (32) fest verbunden ist.

4. Gasturbine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (33) teilkugelige Keile (35) aufweist, die mit geraden Keilen (36) an der Innenseite des feststellenden Gehäuseteiles (14) im Eingriff stehen.

5. Gasturbine nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ringteil (25, 27) und der Innenwand (21) der Lieferleitung eine Dichtvorrichtung angeordnet ist, die so ausgebildet ist, daß im wesentlichen ein Ausgleich der auftretenden Axialdrücke erfolgt. ao

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung ein ringförmiger elastischer Balgteil angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Ringteile enthält, die so miteinander im Eingriff stehen, daß sie in Radjalrichtung gleitend verschiebbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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