DE826673C - Leitapparat mit keramischen Leitschaufeln - Google Patents

Description

• Leitapparat mit keramischen Leitschaufeln Für Gasturbinen hoher Treibmitteltemperatur erweist sich die Verwendung keramischen Werkstoffes für die Schaufelung bei Berücksichtigung der Eigenart dieses neuen Baustoffes als sehr vorteilhaft. Jedoch kann namentlich unter Beachtung der Herstellungsrücksichten und einer gewissen Temperaturwechselemphndlichkeit ein Schaufelkranz aus keramischen Werkstoffen nur aufgelöst in Einzelschaufeln oder höchstens Schaufelgruppen aus wenigen Einzelschaufeln verwendet werden. Man hat daher für die Leitschaufelringe axial durchströmter Gasturbinen für den Zusammenhalt solcher Schaufelelemente den Gewölbeverband vorgeschlagen, etwa nach Art der unterteilten und durch Federzug zusammengehaltene Kohlestopfbüchsringsegmente, wobei die Schaufeln eines Ringteils je in einem stählernen Ringsegment zusammengefaßt werden, welche in ihrem Schwerpunkt radial im Gehäuse geführt sind und nach innen gedrückt werden. Diese Bauart hat den Nachteil, daß infolge der stärkeren Aufheizung der inneren Seite des zusammenhaltenden Stahlringsegmentes die äußeren Enden desselben radial nach außen wandern, so daß die Bettung der Leitschaufelfüße nicht mehr kreisförmig bleibt, sondern sich einem Vieleck nähert. Das bedingt mindestens eine Vergrößerung der Laufspiele in Kreiselmaschinen und damit wegen der vergrößerten Undichtheit eine Einbuße an Wirkungsgrad. Durch die entstehende Unrundheit des Verbandes. kann aber auch ein Klaffen der zusammengeschliffenen und bei Montage noch anliegenden Anlageflächen der Schaufelfüße in Umfangsrichtung bringen und im Zusammenhang mit den üblichen Lauferschütterungen kann dieses Lockern des Gewölbeverbandes Anlaß zu Betriebsstörungen geben, zumal der keramische Werkstoff auch bei hoher Betriebstemperatur wenig verformbar ist und sehr schnell zum Bruch neigt.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch abgestellt, claß die radiale Führung des stählernen Haltesegmentes für einen Umfangsteil des keramischen Leitschaufelkranzes weiterhin im Segmentmittelpunkt bleibt, während das radial Zusammendrücken der verschiedenen Teilsegmente am Umfang an ihrer Trennstelle gemeinsam für zwei benachbarte Segmente erfolgt. Zu diesem Zweck erhält jedes Segmentende eine der Trennstelle abgekehrte axial gerichtete Keilfläche. Über diese und die spiegelbildlich zur Trennstelle sitzende Keilfläche des Nachbarsegmentes greift ein gabelartiger Stempel mit keilförmigen Innenflächen, der sich über Federn am Gehäusemantel abstützt. Dadurch wird gleichzeitig ein Spuren der Einzelsegmente in Umfangsrichtung erreicht, außerdem bei gleichmäßiger Anspannung der Federn am Umfang ein Voreilen einzelner Teilsegmente in radialer Richtung verhindert. Damit ist für sämtliche Betriebszustände der Gasturbine ein einwandfreies Rund- und Mittigbleiben des keramischen Leitkranzes trotz der Aufteilung gewährleistet. Bei mehrstufigen Turbinen ist es zweckmäßig, für jeden Kranz wegen der verschiedenen Betriebstemperatur einen so abgefederten Gewölbeverband vorzusehen, namentlich wenn verhältnismäßig große Stufengefälle verarbeitet werden. Man kann aber auch zur Einsparung der Halterungsbauteile oder bei beschränktem Raum für zwei aufeinanderfolgende Leitschaufelkränze die Abfederung an jeder Segmenttrennstelle gemeinsam durch eine Feder vornehmen, indem ihr Stempel über einen Ausgleichhebel mit entsprechenden keilförmigen Druckstiitzen an jedem Ende die Keilbunde der Trennstelle je eines Kranzes zusammenfaßt und nach innen drückt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Leitapparates nach der Erfindung in schematischer Weise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Querschnitt durch den Leitapparat nach der Linie I-1 in Abb. 2 und Alb. 2 einen Längsschnitt @ durch drei Stufen eines Mehrstufenleitapparates.
• Die drei Leitschaufelkränze sind aufgelöst in einzelne Schaufeln ja-je mit Aussparungen 21-2e am Schaufelfuß, wodurch die Wärmeübergangsfläche zur stählernen Schaufelhalterung verringert

  wird. Auch die Abdeckung 3a-3 für die nicht dar-

  gestellten Laufschaufelkränze sind entsprechend in

  Umfangsrichtung unterteilt. Je ein Leitkranz und

  die Abdeckung des zugehörigen Laufkranzes (ja-3a,

  ib-3b USW.) sind in acht Ringsegmenten 4a-4h

  gefaßt, und zwar durch Vernutuiig untereinander

  oder eingesetzte Stifte oder Keile am Herausfallen

  verhindert, wenn der Leitapparat zwecks Zu-

  sammenbau der Turbine in Achsmitte geteilt ist.

  Die einzelnen Ringsegmente aus Stahl sind durch

  eine Führung 5 über einen Bolzen 6 am Gehäuse 7

  radial geführt und weisen an ihren Enden in Um-

  fangsrichtung die Keilfliichen 8, 9 auf, welche zum

  Zusammendrücken des Gewöllieverbandes in

  radialer Richtung und zum Zusammenschieben der

  einzelnen Schaufeln in Umfangsrichtung dienen.

  Dies geschieht über das gabelförmige Keilflächen-

  druckstück io, welches durch die Feder i i, nach-

  stellbar im Gehäusedeckel 12 untergebracht, in radi-

  aler Richtung angedrückt werden kann. Diese mecha-

  nische Verspannung des Gewölbeverbandes kann

  für jeden Kranz einzeln durchgeführt werden oder

  auch für zwei axial hintereinanderliegende Kränze

  gemeinsam durch eine Reihe solcher Federungs-

  einrichtungen. Das federbelastete Druckstück i5

  besitzt dann immer einen Ausgleichhebel 13 mit

  drehbaren gabelförmigen Keilflächendruckstücken

  I a, b gen voli zwel

  4 14 zur gleichzeiti, Belastun',

  Kränzen, welche ohne weiteres verschiedene 13e-

  triebstemperatur annehmen können, ohne dal.l der

  Gewölbeverband sich irgendwie lockert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Leitapparat mit keramischen Leitschaufeln für axial durchströmte Kreiselradinaschinen. bei denen die Leitschaufeln durch radiales 7ti- zusammenpressen einzelner kerainisclier Schau- feln über federnd nach innen gedrückte stiilileriie Ringsegmente im Gewölbeverband zusammen- gefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, claß die Ringsegmente (4a-4 h) in ihrem Schwerpunkt radial im Gehäuse (7) geführt und ihre Enden zusammen mit denen benachbarter Segmente längs an den Segmentenden angeordneten und axial gerichteten Keilflächen (l;, 9) durch Feder- druck gegeneinander und nach ihnen gedrückt werden. 2. Leitapparat nach Anspruch r, dadurch ge- kennzeichnet, daß für je zwei hintereiiiander- geschaltete, als Ge\N"(311)eN'erl)and ausgebildete Leitschaufelkränze das radiale Anpressen an jeder Trennstelle der Segmente durch eine Feder (ii) über einen Ausgleichhebel (i3) erfolgt.