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Schaufelträger für radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbinen Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf radial be:aufsehlagte Dampf- oder Gasturbinen
mit insbesondere in axialer Richtung wirkender Schaufelspaltdichtung. Ist ein Schaufelträger
für solche Turbinen gröllerei Temperaturunterschieden durch (las Treibmittel ausgesetzt,
so kann es zur Vermeidung unzulässiger Temperaturspannungen notwendig werden, diesen
in eine Anzahl konzentrisclier Ringe oder Scheiben oder Ringe und Seheiben aufzulösen,
die bei Vermeidung von Leck-*verlusten so miteinander verbunden sein müssen, daß
ohne gegenseitige Behinderung freie Wärineausdellinung jedes einzelnen Teils möglich
ist. Die erwähnte Auflösung kann aber auch durch die vorliegenden 13etrielysverhältiiisse,
nämlich Zuführung zusätzlichen Dampfes für Überlast oder Zweidruckbetrieb, Entnahme
von Dampf usw., oder durch die Bauart oder durch fertigungstechnische Gründe bedingt
sein. Für die erwähnte Verbinidung sind zwei Arten bekanntgeworden. Die eine ist
durch sternförmig angeordnete Radialbolzen, die andere durch in radialer Richtung
dünne kreisförmige Ringe von einer bestimmten axialen Länge gekennzeichnet. Diese
Elemente verbinden je zwei Teile, in die der Schaufelträger aufgelöst ist. Sie haben
die Eigenschaft, daß sämtliche Teile sich relativ so zueinander ausdehnen, daß Mittelgleichheit
gewahrt bleibt. Diese ist bei umlaufeniden Scheiben unbedingt erforderlich, bei
feststehenden Scheiben nur dann nicht, wenn die zu erwartenden radialen Dehnungen
im Betrieb kleiner sind als die Schaufelspalte, insbesondere wenn die Schaufelspaltdichtung
nicht
in radialer, sondern in axialer Richtung wirksam ist.
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Für solche oder ähnliche Fälle wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß bei einem in eine Anzahl konzentrischer Ringe oder Scheiben oder Ringe und Scheiben
aufgelösten Schaufelträger je zwei solcher Teile durch ein Gewinde miteinander verbunden
sind, von dessen Flanken mindestens eine in radialer Richtung oder im wesentlichen
in radialer Richtung verläuft und das ein gewisses radiales Spiel wahrt. Solange
sich die so miteinander verbundenen Teile gegenseitig auf den radial verlaufenden
Flanken berühren, können die beiden Ringe sich gegenseitig nur um das vorglesehene
Spiel und mit parallel bleibender Lage ihrer Drehachsen verlagern. Das radiale Spiel
zwischen zwei Teilen ist nach den größten vorkommenden- relativen Dehnungen dieser
Teile zueinander zu bestimmen; die parallele Achsenverschiebung kann deshalb nicht
größer sein als dieses Spiel. Ist dieses Spiel kleiner als die vorkommenden Schaufelspiele,
so hat eine derartige parallele Achsverschiebung keine schädliche Wirkung; denn
die Stirnebenen der beiden Teile 1>leihen,dabei relativ zueinander in derselben
Lage, worauf es bei axial wirkenden Schaufelspaltdichtungen allein'ankommt. Um zu
vermeiden, daß die Achsen zweier Teile sich winklig zueinander verschieben, genügt
es nicht, daß nur eine Flanke des Gewindes radial ist; es ist vielmehr notwendig,
eine weitere solche Führung vorzusehen. Diese kann dadurch bewirkt werden, d@aß
die Stirnseiten der beiden Teile sich berühren oder das Gewinde auf heilen Seiten
radial verlaufende Flanken hat.
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Das Gewinde kann an sicke eine beliebige Gangzahl haben. Zur Vermeidung
eitler merkbaren f.eckage durch das Gewinde wird man aber anstreben, die Gewindegänge
möglichst lang zu machen, da ja ein Leckageverlust nur durch das Spiel der Zähne
entstehen kann und dieser Verlust bei gegebenem Spiel um so kleiner wird, je länger
der Weg durch diesen Spalt ist, und da die Leckage verhältnisgleich der Gangzahl
sich erhöht. Ein eingängiges Gewinde ist also aus den angeführten Gründen das beste.
Doch können andere Gründe, z. B. solche der Montage, eine andere Gangzafl zweckmäßig
erscheinen lassen.
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Zur Übertragung der Drehmomente von einem Teil auf den anderen ist
es noch notwendig, je zwei Teile wenigstens an einer Stelle des Umfanges durch Keil,
Bolzen oder ähnliches miteinander zu verbinden. Der im Gehäuse sitzende Teil wird
mit dem Gehäuse am zweckmäßigsten durch radiale Bolzen oder elastische kreisförmige
Dehnungsringe verbunden.
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Die Vorteile der vorgeschlagenen Verbindung gegenüber den bekanntgewordenen
bestehen u. a. in folgenden Punkten. Die neue Verbindung ist bereits selbst praktisch
dicht und, bedarf keiner weiteren Dichtungselemente. Sie ist in der Lage, nach beiden
l'ichtungen erhebliche Dampfschül)e aufzunehmen ohne zusätzlidue Vorrichtungen.
Sie ermöglicht die Auflösung des Schaufelträgers in eine größere Zahl Ringe oder
Scheiben oder Ringe und Scneil:en bei einfachster Gestaltung des Schaufelträgers
und daher eine größere Freiheit beim Aufbau der Maschine. Bei axial wirkender Schaufelspaltd@ichtung
ist sie in allen Fällen einwandfrei.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Erfindungsgegenstand.
Sie stellt eine radial beaufschlagte Gegendruckdampfturbine für hohe Frischdampfdrücke
und hohe Drehzahl mit einem Curtisrad i und einem Überdruckteil 2 dar. Die entsprechenden
Schaufelträger 3 und ,4 sind fliegend auf der anzutreibenden Welle 5 angeordnet.
Das Curtisrad wird von außen nach innen, der Überdruckteil von innen nach außen
beaufschlagt. Zwischen den beiden liegt der gemeinsame, in drei konzentrische Ringe
6, 7 und 8 aufgelöste Leitschaufelträger. Die Ringe 6, 7 und 8 sind mit dem ringförmigen
Körper 18 verbunden, der den Frisch@dampfraum 9 und die Düsen io zum Curtisrad sowie
die Deckelfläche i i für den Schubausgleieh bildet. Alle die genannten feststehenden
Teile bilden einen Block, der dem gesamten Temperaturgefälle des Dampfes ausgesetzt
ist und der damit an, verschiedenen Stellen sehr verschiedene Temperaturen aufweist.
Zwei Stellen 12 und 12° des Überdruckschaufelraumes sind mit bestimmten Stellen
13, 13° und 136 der Labyrinehräume der Schubausgleichelemente durch Leitungen verbunden,
um für alle Betriebszustände Schubausgleich zu gewährleisten. Der erwähnte Block
ist mittels sternförmig angeordneter Radialbolzen 15 im Gehäuse 16 zentrisch und
wärmebeweglich lyefestigt. Die Schaufeln sind mittels zylindrischer Füße 17 in entsprechenden
Iöhrungen der Ringe 6, 7 und 8 gehalten und auf der Rückseite derselben gegen Herausfallen
und `'er,drehen durch Verstemmen;gesichert. Die vier feststehenden Teile 6, 7, 8
und 18, die ,sehr verschiedenen Temperaturen des Dampfes ausgesetzt sind, sind untereinander
durch die oben beschriebenen Gewinde an den Stellen i9, 20 und 21 wärmebeweglich
untereinander verbunden. Das Beispiel zeigt, wie einfach die feststehenden Innenteile
trotz ihrer vielen und verschieden.-artigen, Aufgaben aufgebaut sind, und zeigt
u. a. die Möglichkeit, kurzen Überhang der umlaufenden Teile zu erzielen, was für
hohe Drehzahlen notwendig ist.
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Auch der Laufschaufelträger zum Überdruckteil ist in zwei konzentrische
Teile 4 und 22 aufgelöst, die einmal durch ein elastisches Formstück 23 zwecks Zentrierung
und weiter durch ein Gewinde 24 zwecks Entlastung des Fortnstüc'kes 23 von den Flieihkraftmomenten
der Laufschaufeln miteinander verbunden sind.