DE843700C - Storage for the nozzle guide vanes of turbines - Google Patents

Storage for the nozzle guide vanes of turbines

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DE843700C
DE843700C DEC3698A DEC0003698A DE843700C DE 843700 C DE843700 C DE 843700C DE C3698 A DEC3698 A DE C3698A DE C0003698 A DEC0003698 A DE C0003698A DE 843700 C DE843700 C DE 843700C
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Joseph Thompson Purvis
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Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. JULI 1952ISSUED JULY 10, 1952

C 3698Ia/14cC 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.The invention relates to turbines and others Axial flow machines, in which the blading is proportionate to the flow of a exposed to hot medium. In particular, the invention relates to improved storage of Nozzle guide vanes for turbines.

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.The purpose of the invention is to create a bearing for such guide vanes that have a firm support offers against the forces that come through the working medium on the blades, and through Relative movements resulting from temperature changes between the blades and the neighboring ones Components are taken into account.

Die Lagerung gemäß der Erfindung ermöglicht es auch jeder Leitschaufel, sich unabhängig von den benachbarten Schaufeln auszudehnen oder zusammenzuziehen. The storage according to the invention also enables each guide vane to be independent of the neighboring ones To expand or contract blades.

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.In addition, the storage is designed so that the guide vanes by the working medium forces exerted on them are held firmly against their bearing surfaces. This contributes to their hold and helps prevent losses of the working medium through the spaces between the main bearing parts and the guide vanes as well as between the main bearing parts and the adjacent components Reduce.

Die Lagerung gemäß der Erfindung ermöglicht außerdem einen leichten Ausbau und Ersatz von abgenutzten oder beschädigten Teilen.The storage according to the invention also allows easy removal and replacement of worn ones or damaged parts.

Die Lagerung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß sie sich aus einer geringstmöglichen Zahl von Teilen zusammensetzt.The storage is also characterized by the fact that it consists of the lowest possible number composed of parts.

Diese Vorteile werden bei einer Lagerung für Düsenleitschaufeln von Axialströmungskraft-These advantages are achieved with a bearing for nozzle guide vanes of axial flow force

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.machined with a fixed outer housing and a fixed inner support, the leave between them an annular gap bridged by the guide vanes through which the working medium flows, achieved in that the outer housing with one along its inner Surface extending ring channel and the inner carrier with one extending along its outer surface Annular channel is provided, which is approximately opposite to the first-mentioned channel, and that the Guide vanes each have an outer footplate that is inside the outer casing provided channel lies, and with an inner footplate, which is provided within the provided in the inner carrier Channel lies, with one of the blade root plates rigidly attached in the corresponding channel is.

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 undIn the drawing, an embodiment according to the invention is shown, namely shows ao Fig. ι a perspective view of a cut out Part of a turbine housing with built-in nozzle guide vanes approximately in the direction of the Tiirbineuachse and in the direction of flow of the Working medium and

Fig· 2 einen Teilschnitt durch das Gehäuse entlang einer radialen Ebene in Richtung des Pfeils 2 in Fig.ι gesehen.2 shows a partial section through the housing along a radial plane in the direction of arrow 2 seen in Fig.ι.

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.As can be seen from the drawing, the turbine has, as usual, a fixed outer housing 10 and a fixed inner support 1 [ on, which leave a gap between them, through which the from the usual nozzle box ii "flowing backwards into the turbine Working medium can pass. The means that the housing and the carrier are spaced from each other hold are not shown in the drawing. 1) The expressions internal and external are used in this Context used in the sense of the radial direction of the machine.

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 iofl einer radialen Wand des äußeren Gehäuses 10 und einem an diesem Gehäuse befestigten Mantelring 18 liegt.According to the invention, each of the many nozzle guide vanes 12 extends in the radial direction over the annular gap 13 which lies between the stationary inner carrier 11 and the stationary outer housing 10. In the inner carrier a channel 14 is provided all around, the sides of which are formed by an annular flange 15 of the inner carrier 11 and a retaining ring 16 which is fastened to this and is provided with a flange. On the outside of the annular gap 13, an annular channel 17 is provided in a similar manner, which lies between the rear surface io fl of a radial wall of the outer housing 10 and a casing ring 18 fastened to this housing.

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.Each guide vane has an outer foot plate 19 and an inner foot plate 20 for storage serve for the blades in the channels 17 and 14, respectively. la the blades 12 raised from the axial direction differ and neighboring blades are proportional arranged close to each other must, the inner and outer footplates 20 and 19 are inclined so that the rear Edge of each footplate is not in axial alignment with the front edge, but tangentially in the The direction of the blade curvature is shifted.

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.The inner base plate 20 of each guide vane 12 has an inwardly directed flange 21 on its front edge and a narrower, likewise inwardly directed flange 22 on its rear edge. The flange 21 is provided with a radial slot 23 in which one of a plurality of teeth 24, which are arranged on the flange 15 of the inner support 11 and project rearwardly into the channel at regular intervals, engages. The smaller flange 22 on the rear edge of the inner footplate 20 is just long enough in the radial direction that it still comes into contact with the retaining ring 16 of the inner carrier 11 when the guide vane is in position relative to the inner carrier and the outer one Housing is located, which it occupies in the most contracted state. 1 is enough play to a radial, inwardly directed extension of the guide vanes 12 are provided at the inner ends of the flanges 21 and 22nd

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.The outer footplate 19 of each vane 12 lies in the channel 17 and has a relatively small, to the outside at its front edge protruding flange 25 and at its rear edge a protruding outward and rearward, Flange 26 bent at right angles. This flange has a radial slot 27 with one of many equally spaced on the front surface of the turbine shroud 18, forward protruding teeth 28 is engaged. A clamping plate 29 is removable on _ attached to the jacket ring 18 and has an annular shoulder 29 "on the inner linden tree, which is the outermost Edge of the right-angled flange 26 engages around each of the outer foot plates 19 and these flanges clamped against the jacket ring 18. The smaller flange 25 on the outer footplate 19 is in radial direction just long enough that it is against the rear surface 10 "of the outer housing ίο applies when the guide vane is in position relative to the inner support and the outer housing 10 is located, which it assumes in the most contracted state.

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'enIn the entire assembly, the guide vanes 12 are on the outer housing 10 by means of the clamping plate 29 and set by the engagement of the teeth 28 in the slots 27 while the blades are moving can expand or contract freely relative to the inner support because of radial movements between the teeth 24 and the slots 23 are possible. Those of the flowing gases in an axial direction The forces acting on the guide vanes are caused by the forces acting in the opposite direction reaction forces act on the right angle flanges 26 on the rear edge of the outer footplates of the jacket ring 18 and received by the forward reaction forces of the retaining ring 16 against the flanges 22 provided at the rear of the inner base plates 20. The tangential «! Gas forces are absorbed by the tangential reaction forces of the teeth 24 and 28, the g'eg'en

Claims (4)

die Seiten der radialen Schlitz" 23 bzw. 27 gerichtet sind.the sides of the radial slot "23" and 27, respectively are. 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.In the channels 14 and 17 can be heat-insulating Material are arranged to avoid greater heat losses from the guide vanes and also around Prevent damage to other parts caused by escaping heat 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.Of course, the embodiment shown in the drawing is only a preferred example and changes in the shape, size and arrangement of parts may be made without dal.i thereby needing to depart from the scope of the invention. Ρλτε ν τ λ ν s ρ p. C c η ε :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.ι. Bearing for the nozzle guide vanes of axial flow engines with a stationary one outer housing and a fixed inner support, which between them a leave annular gap bridged by the guide vanes through which the working medium flows, characterized in that the outer housing (10) with a along its inner surface extending annular channel (17) and the inner carrier (11) with one along its outer surface extending annular channel (14), which the first-mentioned channel (17) approximately opposite, is provided and that the Guide vanes (12) each with an outer base plate (19) which is inside the outer housing (10) provided channel (17), and with an inner base plate (20), which is inside of the channel (14) provided in the inner carrier (11), with one of the blade root plates (19, 20) is rigidly attached in the corresponding channel (17, 14). 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.2. Storage according to claim 1, characterized in that that the inner base plate (20) of the guide vanes (12) with one in the channel (14) of the inner carrier (11) provided tooth (24) is in engagement, while the outer footplate (19) is rigidly attached in the channel (17) of the outer housing (10). 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.3. Storage according to claim 2, characterized in that on the inner base plate (20) a flange (21) projecting into the channel (14) of the inner support (11) is provided on the guide vanes (12) is, which has a substantially radial slot (23) which with the in the Channel provided tooth (24) is in engagement. 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.4. Storage according to claim 2 or 3, characterized in that on the outer base plate (19) of the guide vanes (12) a flange protruding into the channel (17) of the outer housing (10) (26) is provided by a clamping plate attached to the outer housing (10) (29) is rigidly attached in this channel (17). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 5221 6.5221 6.
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