DE843700C

DE843700C - Lagerung fuer die Duesenleitschaufeln von Turbinen

Info

Publication number: DE843700C
Application number: DEC3698A
Authority: DE
Inventors: Joseph Thompson Purvis
Original assignee: Canadian Patents and Development Ltd
Current assignee: Canadian Patents and Development Ltd
Priority date: 1950-01-21
Filing date: 1951-01-21
Publication date: 1952-07-10
Also published as: FR1031214A; GB689216A; CH294451A; US2609176A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. JULI 1952

C 3698Ia/14c

Die Erfindung bezieht sich auf Turbinen und andere Axialströmungskraftmaschinen, bei denen die Beschaufelung dem Strom eines verhältnismäßig heißen Mediums ausgesetzt ist. Im besonderen betrifft die Erfindung eine verbesserte Lagerung von Düsenleitschaufeln für Turbinen.

Zweck der Erfindung ist, eine Lagerung für solche Leitschaufeln zu schaffen, die eine feste Abstützung gegen die Kräfte bietet, die durch das Arbeitsmedium auf die Schaufeln kommen, und durch Temperaturänderungen entstehende Relativbewegungen zwischen der Beschaufelung und den benachbarten Bauteilen berücksichtigt.

Die Lagerung gemäß der Erfindung ermöglicht es auch jeder Leitschaufel, sich unabhängig von den benachbarten Schaufeln auszudehnen oder zusammenzuziehen.

Außerdem ist die Lagerung so ausgebildet, daß die Leitschaufeln durch die von dem Arbeitsmedium auf sie ausgeübten Kräfte fest gegen ihre Lagerflächen gehalten werden. Dies trägt zu ihrem Halt bei und hilft, Verluste am Arbeitsmedium durch die Zwischenräume zwischen den Hauptlagerungsteilen und den Leitschaufeln sowie zwischen den Hauptlagerungsteilen und den benachbarten Bauteilen zu vermindern.

Die Lagerung gemäß der Erfindung ermöglicht außerdem einen leichten Ausbau und Ersatz von abgenutzten oder beschädigten Teilen.

Die Lagerung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß sie sich aus einer geringstmöglichen Zahl von Teilen zusammensetzt.

Diese Vorteile werden bei einer Lagerung für Düsenleitschaufeln von Axialströmungskraft-

maschinell mit einem feststehenden äußeren Gehäuse und einem feststehenden inneren Träger, die zwischen sich einen ringförmigen, durch die Leitschaufeln überbrückten Spalt belassen, durch den das Arbeitsmedium strömt, dadurch erzielt, daß das äußere Gehäuse mit einem entlang seiner inneren Fläche verlaufenden Ringkanal und der innere Träger mit einem entlang seiner äußeren Fläche verlaufenden Ringkanal versehen ist, der dem erstgenannten Kanal etwa gegenüberliegt, und daß die Leitschaufeln je mit einer äußeren Fußplatte vergehen sind, die innerhalb des im äußeren Gehäuse vorgesehenen Kanals liegt, und mit einer inneren Fußplatte, die innerhalb des im inneren Träger vorgesehenen Kanals liegt, wobei eine der Schaufelfußplatten in dem entsprechenden Kanal starr befestigt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt ao Fig. ι eine perspektivische Ansicht eines herausgeschnittenen Teils eines Turbinengehäuses mit eingebauten Düsenleitschaufeln etwa in Richtung der Tiirbineuachse und in der Strömungsrichtung des Arbeitsmediums und

Fig· 2 einen Teilschnitt durch das Gehäuse entlang einer radialen Ebene in Richtung des Pfeils 2 in Fig.ι gesehen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist die Turbine wie üblich ein feststehendes äußeres Gehause 10 und einen feststehenden inneren Träger 1 [ auf, die zwischen sich einen Durchtrittsspalt belassen, durch den das aus dem üblichen Düsenkasten ii" nach hinten in die Turbine strömende Arbeitsmedium hindurchtreten kann. Die Mittel, die das Gehäuse und den Träger in Abstand voneinander halten, sind in der Zeichnung nicht dargestellt. 1 )ie Ausdrücke inneres und äußeres werden in diesem Zusammenhang im Sinn der radialert Richtung der Maschine benutzt.

Hrnndungsgemäß erstreckt sich jede der vielen Düsenleitschaufeln 12 in radialer Richtung über den ringförmigen Spalt 13, der zwischen dem feststehenden inneren Träger 11 und dem feststehenden äußeren Gehäuse 10 liegt. In dem inneren Träger ist rundherum ein Kanal 14 vorgesehen, dessen Seiten durch einen ringförmigen Flansch 15 des inneren Trägers 11 und einen an diesem befestigten, mit einem Flansch versehenen Haltering' 16 gebildet werden. An der Außenseite des ringförmigen Spalts 13 ist in ähnlicher Weise ein ringförmiger Kanal 17 vorgesehen, der zwischen der hinteren Fläche io^fl einer radialen Wand des äußeren Gehäuses 10 und einem an diesem Gehäuse befestigten Mantelring 18 liegt.

Jede Leitschaufel weist eine äußere Fußplatte 19 und eine innere Fußplatte 20 auf, die zur Lagerung der Schaufeln in den Kanälen 17 bzw. 14 dienen. la die Schaufeln 12 von der axialen Richtung erheblieh abweichen und benachbarte Schaufeln verhältnistnäüig dicht nebeneinander angeordnet werlicn müssen, sind die inneren und äußeren Fußplatten 20 und 19 schräg gestellt, so daß die hintere Kante jeder Fußplatte nicht in axialer Flucht mit der Vorderkante liegt, sondern tangential in der Richtung der Schaufelkrümmung verlagert ist.

Die innere Fußplatte 20 jeder Leitschaufel 12 weist an ihrer vorderen Kante einen nach innen gerichteten Flansch 21 und an ihrer hinteren Kante einen schmaleren, ebenfalls nach innen gerichteten Flansch 22 auf. Der Flansch 21 ist mit einem radialen Schlitz 23 versehen, in den einer von mehreren in gleichmäßigen Abständen nach hinten in den Kanal vorstehenden Zähnen 24 eingreift, die an dem Flansch 15 des inneren Trägers 11 angeordnet sind. Der kleinere Flansch 22 an der hinteren Kante der inneren Fußplatte 20 ist in radialer Richtung gerade so lang, daß er mit dem Haltering 16 des inneren Trägers 11 noch in Berührung kommt, wenn sich die Leitschaufel in der Lage relativ zu dem inneren Träger und dem äußeren Gehäuse befindet, die sie in stärkst zusammengezogenem Zustand einnimmt. An den inneren Enden der Flansche 21 und 22 ist genügend¹ Spiel für eine radiale, nach innen gerichtete Ausdehnung der Leitschaufeln 12 vorhanden.

Die äußere Fußplatte 19 jeder Leitschaufel 12 liegt in dem Kanal 17 und weist an seiner vorderen Kante einen verhältnismäßig kleinen, nach außen vorstehenden Flansch 25 und an seiner hinteren Kante einen nach außen und hinten vorstehenden, rechtwinklig umgebogenen Flansch 26 auf. Dieser Flansch weist einen radialen Schlitz 27 auf, der mit einem von vielen in gleichen Abständen an der vorderen Fläche des Turbinenmantelrings 18 angeordneten, nach vorn vorstehenden Zähnen 28 im Eingriff steht. Eine Klemmplatte 29 ist abnehmbar an _ dem Mantelring 18 befestigt und hat am inneren linde eine ringförmige Schulter 29", die die äußerste Kante des rechtwinkligen Flansches 26 an jeder der äußeren Fußplatten 19 umgreift und diese Flansche gegen den Mantelring 18 festklemmt. Der kleinere Flansch 25 an der äußeren Fußplatte 19 ist in radialer Richtung gerade lang genug, daß er sich gegen die hintere Fläche 10" des äußeren Gehäuses ίο anlegt, wenn sich die Leitschaufel in der Lage relativ zu dem inneren Träger und dem äußeren Gehäuse 10 befindet, die sie in stärkst zusammengezogenem Zustand einnimmt.

In der gesamten Baugruppe sind die Leitschaufeln 12 an dem äußeren Gehäuse 10 mittels der Klemmplatte 29 und durch den Eingriff der Zähne 28 in die Schlitze 27 festgelegt, während sich die Schaufeln relativ zu dem inneren Träger frei ausdehnen oder zusammenziehen können, weil radiale Bewegungen zwischen den Zähnen 24 und den Schlitzen 23 mög-Hch sind. Die von den strömenden Gasen in axialer Richtung auf die Leitschaufeln wirkenden Kräfte werden durch die in entgegengesetzter Richtung auf die rechtwinkligen Flansche 26 an der hinteren Kante der äußeren Fußplatten wirkenden Reaktionskräfte des Mantelrings 18 aufgenommen und durch die vorwärts gerichteten Reaktionskräfte des Halterings 16 gegen die hinten an den inneren Fußplatten 20 vorgesehenen Flansche 22. Die tangential«! Gaskräfte werden durch die tangentialen Reaktionskräfte der Zähne 24 und 28 aufgenommen, die g'eg'en

Claims

die Seiten der radialen Schlitz" 23 bzw. 27 gerichtet sind.

In den Kanälen 14 und 17 kann wärmeisolierendes Material angeordnet werden, um größere Wärnn'verluste von den Leitschaufeln und auch um Beschädigungen anderer Teile zu verhindern, die durch entweichende Wärme verursacht werden kötui"n.

Selbstverständlich stellt die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform nur ein bevorzugtes Beispiel dar, und Änderungen in der Form, Größe und Anordnung der Teile können vorgesehen werden, ohne dal.i dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen zu werden braucht.

Ρλτε ν τ λ ν s ρ p. C c η ε :

ι. Lagerung für die Düsenleitschaufcln von Axialströmungskraftmaschinen mit einem feststehenden äußeren Gehäuse und einem feststehenden inneren Träger, die zwischen sich einen ringförmigen, durch die Leitschaufeln überbrückten Spalt belassen, durch den das Arbeitsmedium strömt, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse (10) mit einem entlang seiner inneren Fläche verlaufenden Ringkanal (17) und der innere Träger (11) mit einem entlang seiner äußeren Fläche verlaufenden Ringkanal (14), der dem erstgenannten Kanal (17) etwa gegenüberliegt, versehen ist und daß die Leitschaufeln (12) je mit einer äußeren Fußplatte (19), die innerhalb des im äußeren Gehäuse (10) vorgesehenen Kanals (17) liegt, und mit einer inneren Fußplatte (20), die innerhalb des im inneren Träger (11) vorgesehenen Kanals (14) liegt, versehen sind, wobei eine der Schaufelfußplatten (19, 20) in dem entsprechenden Kanal (17, 14) starr befestigt ist.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Fußplatte (20) der Leitschaufeln (12) mit einem in dem Kanal (14) des inneren Trägers (11) vorgesehenen Zahn (24) im Eingriff steht, während die äußere Fußplatte (19) in dem Kanal (17) des äußeren Gehäuses (10) starr befestigt ist.
3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Fußplatte (20) der Leitschaufeln (12) ein in den Kanal (14) des inneren Trägers (11) ragender Flansch (21) vorgesehen ist, der einen im wesentlichen radialen Schlitz (23) aufweist, welcher mit dem in dem Kanal vorgesehenen Zahn (24) im Eingriff steht.
4. Lagerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Fußplatte (19) der Leitschaufeln (12) ein in den Kanal (17) des äußeren Gehäuses (10) ragender Flansch (26) vorgesehen ist, der durch eine an dem äußeren Gehäuse (10) befestigte Klemmplatte (29) in diesem Kanal (17) starr befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

5221 6.