EP1243756A1 - Turbine - Google Patents

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Publication number
EP1243756A1
EP1243756A1 EP01107256A EP01107256A EP1243756A1 EP 1243756 A1 EP1243756 A1 EP 1243756A1 EP 01107256 A EP01107256 A EP 01107256A EP 01107256 A EP01107256 A EP 01107256A EP 1243756 A1 EP1243756 A1 EP 1243756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide ring
guide
housing
rotor
turbine according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01107256A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Thomas Dr. Bolms
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP01107256A priority Critical patent/EP1243756A1/en
Priority to JP2002078949A priority patent/JP2002349210A/en
Priority to US10/104,626 priority patent/US20020150469A1/en
Priority to CN02118691A priority patent/CN1378036A/en
Publication of EP1243756A1 publication Critical patent/EP1243756A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/20—Actively adjusting tip-clearance
    • F01D11/22—Actively adjusting tip-clearance by mechanically actuating the stator or rotor components, e.g. moving shroud sections relative to the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05D2260/56—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using cams or eccentrics

Definitions

  • the present invention relates to a turbine with a housing and a rotor, the housing having multiple rows of guide vanes and the rotor with several rows of blades is provided and on the housing in the axial direction between A guide ring is provided for every two rows of guide vanes is the one with the associated row of blades limited a gap.
  • the gap or whose size is thermally regulated In the known turbines, the gap or whose size is thermally regulated. For this purpose it will Housing in the area of the blade is significantly stronger than required cooled. Due to this increased cooling the housing together and the gap is reduced.
  • the Cooling medium generally cooling air, is generated from one of the turbines assigned compressor. Then it cannot be used more for combustion. Because of this, sink both the performance and the efficiency of the turbine.
  • the object of the present invention is therefore a change the gap without affecting performance and efficiency with simple means.
  • this task is at the beginning of a turbine mentioned type in that the guide ring for Changing the gap is adjustable.
  • the guide ring Due to the mechanical adjustability of the guide ring thermal regulation is no longer required. The The need for cooling medium can thus be drastically reduced.
  • the guide ring is adjusted. There the guide ring is usually designed as a separate component is provided between two rows of guide vanes is, the additional constructive effort required is very low. The adjustment can be highly precise and with minimal There is a time delay. It is therefore an adaptation of the Gaps even at rapidly changing boundary conditions without difficulty possible.
  • the guide ring adjustable in the axial direction of the turbine. Since that Turbine housing is generally tapered the desired change through the adjustment in the axial direction of the gap reached. A change in the scope of the Guide ring is not required. However, according to a second embodiment of the guide ring also in the radial direction be adjustable.
  • the guide ring advantageously has at least one guide surface that is parallel to one The axis of rotation of the rotor runs.
  • This leadership area stands in contact with at least one fixed support surface.
  • the support surface can be directly on the housing or on a component attached to the housing are provided. Also the support surface runs parallel to the axis of rotation of the rotor.
  • the guide ring advantageously has two such guide surfaces on that in contact with associated support surfaces stand. It is ensured that the guide ring only in Axial direction adjustable parallel to the axis of rotation of the rotor is. Accidental radial adjustment of the guide ring is reliably avoided.
  • the support surface can in particular on the platforms on the Guide ring adjacent guide vanes are formed. Additional processing of the housing is then not necessary.
  • the guide ring on a guide ring carrier is advantageous attached, which is adjustable relative to the housing.
  • the Guide ring carrier ensures reliable mounting of the Guide ring. Undefined movements of the guide ring will be reliably excluded.
  • the leader can be simple inserted into a corresponding recess in the housing and in turn guided in a suitable manner in this recess become. It can therefore be used from the start with new turbines on as well as in existing turbines be retrofitted.
  • the guide ring carrier has at least one groove in which to adjust a rotatably drivable eccentric engages.
  • the guide ring In an advantageous development is between the guide ring and the guide ring carrier a cooling chamber for cooling the Guide ring provided.
  • the cooling chamber is about suitable Connected with a cooling medium.
  • the guide ring can therefore also be used at high temperatures.
  • the guide ring is advantageous compared to the housing at least one seal sealed to prevent loss of cooling medium to minimize or avoid entirely.
  • the cooling medium is removed from the compressor as stated at the beginning. ever the more cooling medium is removed, the lower the efficiency. Through the at least one seal, the The need for coolant is minimized and therefore higher efficiency can be achieved.
  • the seal can be used as a labyrinth seal or as elastic deformable seal are formed.
  • Using an elastically deformable seal is advantageous Made of a metallic material that is suitable for high temperatures suitable is.
  • the guide ring is advantageously accommodated in one insert and sealed against this use.
  • the seals run then between the insert and the guide ring.
  • Figure 1 shows a schematic longitudinal section through a gas turbine 10 with a housing 11 and a rotor 12.
  • the housing 11 is with guide vanes 13 and the rotor 12 with moving blades 14 provided.
  • the gas turbine 10 is in the direction of the arrow 15 flows through hot gas, which leads to a rotation of the Rotor 12 leads about its axis of rotation 16 in the direction of arrow 17.
  • Both the guide vanes 13 and the rotor blades 14 are arranged in rows. Between two rows of guide vanes 13 a guide ring 18 is arranged.
  • the guide ring 18 is advantageously formed in several parts.
  • FIG. 2 shows an enlarged representation of the detail X from Figure 2, and Figures 3 and 4 show different Positions of the guide ring 18.
  • the housing 11 widens in the direction of arrow 15.
  • 20 can therefore be the size of a gap 21 between the guide ring 18 and the free end of the blades 14 changed become.
  • This adjustment is shown in Figure 3.
  • the guide ring in the direction of arrow 20 in its in FIG. 4 shown position 18 "shifted, the Gap size 21 ".
  • a change in the diameter of the guide ring not necessary. This is schematically with a dashed line 22, which connects Figures 3 and 4, shown.
  • Figure 5 shows a schematic representation of the adjustability of the guide ring 18 in longitudinal section.
  • the guide ring 18 is attached to a guide ring carrier 23, which in a Recess 24 of a guide vane carrier 30 is received, and is supported on platforms 33 from adjacent vanes 13 from.
  • the guide vane carrier 30 is suitable, not shown connected to the housing 11.
  • the eccentric 26 leads to a displacement of the Guide ring carrier 23 in the arrow directions 19, 20.
  • the eccentric 26 is based on lateral projections 37, 38 of the guide ring carrier 23.
  • cooling of the guide ring 18 is provided.
  • the guide ring carrier 23 in turn has a bore 28 into which the Coolant can enter.
  • the bore 28 leads to a chamber 29, which is limited to the rotor 12 by the guide ring 18 becomes. By acting on the chamber 29 with the The cooling medium thus effectively cools the guide ring 18 reached.
  • Details of the adjustment of the guide ring 18 are shown in Figures 6 to 8.
  • the figures 6 and 7 show an enlarged illustration of the details Y, Z from FIG. 5.
  • the guide ring 18 has guide surfaces 34, which is parallel to the axis of rotation 16 of the rotor run. These guide surfaces are in contact with assigned Support surfaces 35 on the platforms 33. Also the Support surfaces 35 run parallel to the axis of rotation 16. As a result it is ensured that the guide ring 18 in the axial direction is reliably performed and only an adjustment in the arrow directions 19, 20 takes place. An unintended one radial displacement of the guide ring 18 is excluded. The adjustment is made by rotating the eccentric 26 in a groove 36 between the projections 37, 38 engage the top of the guide ring carrier 23. The for Cooling bores 28 are between the eccentrics 26 arranged.
  • Figure 9 shows a further embodiment of the invention in a view similar to Figure 5.
  • an insert 40 with side parts 41, 42 is used in the recess 24 in the illustrated The embodiment is additionally a ring 43 an opening 44 is provided at which the side parts 41, 42nd are attached.
  • the insert 40 can thus be pre-assembled and then be fixed in the recess 24. Except for the shown, three-part training is also a one-piece Training of the use 40 possible.
  • the guide ring carrier 23 is received in the insert 40 and over the shaft 25 and the eccentric 26 in the direction of the arrow 19, 20 movable. It is about not shown Elements led.
  • the guide ring carrier is used to avoid loss of the cooling medium 23 sealed by means of seals 45, 46.
  • the Seals 45, 46 are between the guide ring carrier 23 and the side parts 41 of the insert 40 are arranged.
  • the seal 45 is designed as a labyrinth seal.
  • the seal 46 is elastically deformable. It consists of an elastic Material related to the operation of the turbine 10 occurring temperatures is designed.
  • the object of the present invention enables one simple and uncomplicated change of the gap 21 by an adjustment of the guide ring 18.
  • This adjustment can also be retrofitted to existing turbines 10.
  • By changing the gap 21 is an optimal adjustment to the respective operating conditions.
  • the efficiency of the turbine 10 is therefore significantly improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

The turbine has a housing with rows of guide blades (13), and a rotor with rotor blades (14). A guide ring (18) on the housing forms a gap with a rotor blade row, and the ring is adjustable in axial direction of the turbine to vary the gap. The ring has a guide surface parallel to the pivot axis of the rotor, and in contact with a stationary support surface. This is formed on platforms of the guide blades next to the guide ring.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbine mit einem Gehäuse und einem Rotor, wobei das Gehäuse mit mehreren Reihen von Leitschaufeln und der Rotor mit mehreren Reihen von Laufschaufeln versehen ist und am Gehäuse in Axialrichtung zwischen je zwei Reihen von Leitschaufeln ein Führungsring vorgesehen ist, der mit der zugehörigen Reihe von Laufschaufeln einen Spalt begrenzt.The present invention relates to a turbine with a housing and a rotor, the housing having multiple rows of guide vanes and the rotor with several rows of blades is provided and on the housing in the axial direction between A guide ring is provided for every two rows of guide vanes is the one with the associated row of blades limited a gap.

Bei den bekannten Turbinen wird der Spalt beziehungsweise dessen Größe thermisch reguliert. Zu diesem Zweck wird das Gehäuse im Bereich der Laufschaufel deutlich stärker als erforderlich gekühlt. Durch diese verstärkte Kühlung zieht sich das Gehäuse zusammen, und der Spalt wird verringert. Das Kühlmedium, im allgemeinen Kühlluft, wird aus einem der Turbine zugeordneten Verdichter entnommen. Es kann dann nicht mehr zur Verbrennung genutzt werden. Aus diesem Grund sinken sowohl die Leistung als auch der Wirkungsgrad der Turbine.In the known turbines, the gap or whose size is thermally regulated. For this purpose it will Housing in the area of the blade is significantly stronger than required cooled. Due to this increased cooling the housing together and the gap is reduced. The Cooling medium, generally cooling air, is generated from one of the turbines assigned compressor. Then it cannot be used more for combustion. Because of this, sink both the performance and the efficiency of the turbine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Veränderung des Spalts ohne Beeinträchtigung von Leistung und Wirkungsgrad mit einfachen Mitteln zu ermöglichen.The object of the present invention is therefore a change the gap without affecting performance and efficiency with simple means.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Turbine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Führungsring zur Veränderung des Spalts verstellbar ist.According to the invention, this task is at the beginning of a turbine mentioned type in that the guide ring for Changing the gap is adjustable.

Auf Grund der mechanischen Verstellbarkeit des Führungsrings ist eine thermische Regulierung nicht mehr erforderlich. Der Bedarf an Kühlmedium kann somit drastisch gesenkt werden. Zur Veränderung des Spalts wird der Führungsring verstellt. Da der Führungsring im Regelfall als separates Bauteil ausgebildet ist, das zwischen je zwei Reihen von Leitschaufeln vorgesehen ist, ist der erforderlich konstruktive Mehraufwand sehr gering. Die Verstellung kann hochgenau und mit minimaler Zeitverzögerung erfolgen. Es ist somit eine Anpassung des Spalts auch an rasch wechselnde Randbedingungen ohne Schwierigkeiten möglich.Due to the mechanical adjustability of the guide ring thermal regulation is no longer required. The The need for cooling medium can thus be drastically reduced. to Changing the gap, the guide ring is adjusted. There the guide ring is usually designed as a separate component is provided between two rows of guide vanes is, the additional constructive effort required is very low. The adjustment can be highly precise and with minimal There is a time delay. It is therefore an adaptation of the Gaps even at rapidly changing boundary conditions without difficulty possible.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the dependent claims.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist der Führungsring in Axialrichtung der Turbine verstellbar. Da das Gehäuse der Turbine im allgemeinen kegelförmig verläuft, wird durch die Verstellung in Axialrichtung die gewünschte Veränderung des Spalts erreicht. Eine Änderung des Umfangs des Führungsrings ist nicht erforderlich. Allerdings kann gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Führungsring auch in Radialrichtung verstellbar ausgebildet werden.According to a first advantageous embodiment, the guide ring adjustable in the axial direction of the turbine. Since that Turbine housing is generally tapered the desired change through the adjustment in the axial direction of the gap reached. A change in the scope of the Guide ring is not required. However, according to a second embodiment of the guide ring also in the radial direction be adjustable.

Bei der ersten Ausgestaltung weist der Führungsring vorteilhaft mindestens eine Führungsfläche auf, die parallel zu einer Drehachse des Rotors verläuft. Diese Führungsfläche steht in Kontakt mit mindestens einer feststehenden Abstützfläche. Die Abstützfläche kann hierbei direkt am Gehäuse oder an einem am Gehäuse befestigten Bauteil vorgesehen werden. Auch die Abstützfläche verläuft parallel zur Drehachse des Rotors. Vorteilhaft weist der Führungsring zwei derartige Führungsflächen auf, die in Kontakt mit zugeordneten Abstützflächen stehen. Es wird sichergestellt, daß der Führungsring nur in Axialrichtung parallel zur Drehachse des Rotors verstellbar ist. Eine unbeabsichtigte radiale Verstellung des Führungsrings wird zuverlässig vermieden.In the first embodiment, the guide ring advantageously has at least one guide surface that is parallel to one The axis of rotation of the rotor runs. This leadership area stands in contact with at least one fixed support surface. The support surface can be directly on the housing or on a component attached to the housing are provided. Also the support surface runs parallel to the axis of rotation of the rotor. The guide ring advantageously has two such guide surfaces on that in contact with associated support surfaces stand. It is ensured that the guide ring only in Axial direction adjustable parallel to the axis of rotation of the rotor is. Accidental radial adjustment of the guide ring is reliably avoided.

Die Abstützfläche kann insbesondere an Plattformen der an den Führungsring angrenzenden Leitschaufeln ausgebildet werden. Eine zusätzliche Bearbeitung des Gehäuses ist dann nicht erforderlich. The support surface can in particular on the platforms on the Guide ring adjacent guide vanes are formed. Additional processing of the housing is then not necessary.

Vorteilhaft ist der Führungsring an einem Führungsringträger angebracht, der gegenüber dem Gehäuse verstellbar ist. Der Führungsringträger sorgt für eine zuverlässige Halterung des Führungsrings. Undefinierte Bewegungen des Führungsrings werden zuverlässig ausgeschlossen. Der Führungsträger kann einfach in eine entsprechende Ausnehmung des Gehäuses eingesetzt und in dieser Ausnehmung in geeigneter Weise seinerseits geführt werden. Er kann daher sowohl bei neuen Turbinen von Anfang an vorgesehen als auch bei bereits bestehenden Turbinen nachgerüstet werden.The guide ring on a guide ring carrier is advantageous attached, which is adjustable relative to the housing. The Guide ring carrier ensures reliable mounting of the Guide ring. Undefined movements of the guide ring will be reliably excluded. The leader can be simple inserted into a corresponding recess in the housing and in turn guided in a suitable manner in this recess become. It can therefore be used from the start with new turbines on as well as in existing turbines be retrofitted.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Führungsringträger mindestens eine Nut auf, in die zur Verstellung ein drehbar antreibbarer Exzenter eingreift. Durch eine geeignete Auswahl der Materialien für den Führungsträger und den Exzenter kann auf eine Schmierung verzichtet werden. Die Verstellung kann dann für hohe Temperaturen ausgelegt werden. Sie arbeitet rasch und zuverlässig und ist einfach herzustellen.According to an advantageous development, the guide ring carrier has at least one groove in which to adjust a rotatably drivable eccentric engages. By a suitable one Selection of materials for the leader and the eccentric can be dispensed with lubrication. The Adjustment can then be designed for high temperatures. It works quickly and reliably and is easy to manufacture.

In vorteilhafter Weiterbildung ist zwischen dem Führungsring und dem Führungsringträger eine Kühlkammer zur Kühlung des Führungsrings vorgesehen. Die Kühlkammer wird über geeignete Verbindungen mit einem Kühlmedium beaufschlagt. Der Führungsring kann daher auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden.In an advantageous development is between the guide ring and the guide ring carrier a cooling chamber for cooling the Guide ring provided. The cooling chamber is about suitable Connected with a cooling medium. The guide ring can therefore also be used at high temperatures.

Vorteilhaft ist der Führungsring gegenüber dem Gehäuse mit mindestens einer Dichtung abgedichtet, um Verluste von Kühlmedium zu minimieren oder ganz zu vermeiden. Das Kühlmedium wird wie eingangs ausgeführt aus dem Verdichter entnommen. Je mehr Kühlmedium entnommen wird, desto geringer wird der Wirkungsgrad. Durch die mindestens eine Dichtung kann somit der Bedarf an Kühlmittel minimiert und damit ein höherer Wirkungsgrad erreicht werden. The guide ring is advantageous compared to the housing at least one seal sealed to prevent loss of cooling medium to minimize or avoid entirely. The cooling medium is removed from the compressor as stated at the beginning. ever the more cooling medium is removed, the lower the efficiency. Through the at least one seal, the The need for coolant is minimized and therefore higher efficiency can be achieved.

Die Dichtung kann hierbei als Labyrinthdichtung oder als elastisch verformbare Dichtung ausgebildet werden. Bei Verwendung einer elastisch verformaren Dichtung besteht dieser vorteilhaft aus einem metallischen Werkstoff, der für hohe Temperaturen geeignet ist.The seal can be used as a labyrinth seal or as elastic deformable seal are formed. Using an elastically deformable seal is advantageous Made of a metallic material that is suitable for high temperatures suitable is.

Vorteilhaft ist der Führungsring in einem Einsatz aufgenommen und gegenüber diesem Einsatz abgedichtet. Die Dichtungen verlaufen dann zwischen dem Einsatz und dem Führungsring. Der Einsatz kann zusammen mit den Dichtungen und dem Führungsring vormontiert und in die Ausnehmung des Gehäuses eingesetzt werden. Konstruktion, Herstellung und Montage können somit auch bei Verwendung von Dichtungen einfach gestaltet werden.The guide ring is advantageously accommodated in one insert and sealed against this use. The seals run then between the insert and the guide ring. The Can be used together with the seals and the guide ring pre-assembled and inserted into the recess of the housing become. Design, manufacture and assembly can thus can be easily designed even when using seals.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Für gleiche und funktionsidentische Bauteile werden durchgehend dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigt:

Figur 1
einen schematischen Längsschnitt durch eine Turbine;
Figur 2
eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus Figur 1;
Figuren 3 und 4
unterschiedliche Positionen des Führungsrings in einer Ansicht ähnlich Figur 2;
Figur 5
eine schematische Darstellung der Verstellbarkeit des Führungsrings im Längsschnitt;
Figur 6
eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y aus Figur 5;
Figur 7
eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z aus Figur 5;
Figur 8
eine Draufsicht gemäß Pfeilrichtung VIII in Figur 5 auf einen Führungsring; und
Figur 9
eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels in einer Ansicht ähnlich Figur 5.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments, which are shown schematically in the drawing. The same reference symbols are used throughout for identical and functionally identical components. It shows:
Figure 1
a schematic longitudinal section through a turbine;
Figure 2
an enlarged view of the detail X of Figure 1;
Figures 3 and 4
different positions of the guide ring in a view similar to Figure 2;
Figure 5
a schematic representation of the adjustability of the guide ring in longitudinal section;
Figure 6
an enlarged view of the detail Y of Figure 5;
Figure 7
an enlarged view of the detail Z of Figure 5;
Figure 8
a plan view according to the direction of arrow VIII in Figure 5 of a guide ring; and
Figure 9
a representation of another embodiment in a view similar to Figure 5.

Figur 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Gasturbine 10 mit einem Gehäuse 11 und einen Rotor 12. Das Gehäuse 11 ist mit Leitschaufeln 13 und der Rotor 12 mit Laufschaufeln 14 versehen. Die Gasturbine 10 wird in Pfeilrichtung 15 von heißem Gas durchströmt, das zu einer Drehung des Rotors 12 um seine Drehachse 16 in Pfeilrichtung 17 führt. Sowohl die Leitschaufeln 13 als auch die Laufschaufeln 14 sind in Reihen angeordnet. Zwischen je zwei Reihen von Leitschaufeln 13 ist ein Führungsring 18 angeordnet. Der Führungsring 18 ist vorteilhaft mehrteilig ausgebildet.Figure 1 shows a schematic longitudinal section through a gas turbine 10 with a housing 11 and a rotor 12. The housing 11 is with guide vanes 13 and the rotor 12 with moving blades 14 provided. The gas turbine 10 is in the direction of the arrow 15 flows through hot gas, which leads to a rotation of the Rotor 12 leads about its axis of rotation 16 in the direction of arrow 17. Both the guide vanes 13 and the rotor blades 14 are arranged in rows. Between two rows of guide vanes 13 a guide ring 18 is arranged. The guide ring 18 is advantageously formed in several parts.

Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus Figur 2, und die Figuren 3 und 4 zeigen unterschiedliche Positionen des Führungsrings 18. Das Gehäuse 11 weitet sich in Pfeilrichtung 15 auf. Durch eine Verstellung des Führungsrings 18 in Axialrichtung entsprechend den Pfeilrichtungen 19, 20 kann daher die Größe eines Spalts 21 zwischen dem Führungsring 18 und dem freien Ende der Laufschaufeln 14 verändert werden. Eine Verstellung nach links in Pfeilrichtung 19 in die Position 18' führt zu einem vergrößerten Spalt 21'. Diese Verstellung ist in Figur 3 dargestellt. Wird demgegenüber der Führungsring in Pfeilrichtung 20 in seine in Figur 4 dargestellte Position 18" verschoben, verringert sich die Größe des Spalts 21". Eine Änderung des Durchmessers des Führungsrings ist nicht erforderlich. Dies ist schematisch mit einer Strichlinie 22, die die Figuren 3 und 4 verbindet, dargestellt.FIG. 2 shows an enlarged representation of the detail X from Figure 2, and Figures 3 and 4 show different Positions of the guide ring 18. The housing 11 widens in the direction of arrow 15. By adjusting the guide ring 18 in the axial direction according to the directions of the arrows 19, 20 can therefore be the size of a gap 21 between the guide ring 18 and the free end of the blades 14 changed become. An adjustment to the left in the direction of arrow 19 into position 18 'leads to an enlarged gap 21'. This adjustment is shown in Figure 3. In contrast the guide ring in the direction of arrow 20 in its in FIG. 4 shown position 18 "shifted, the Gap size 21 ". A change in the diameter of the guide ring not necessary. This is schematically with a dashed line 22, which connects Figures 3 and 4, shown.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Verstellbarkeit des Führungsrings 18 im Längsschnitt. Der Führungsring 18 ist an einem Führungsringträger 23 befestigt, der in einer Ausnehmung 24 eines Leitschaufelträgers 30 aufgenommen ist, und stützt sich an Plattformen 33 von benachbarten Leitschaufeln 13 ab. Der Leitschaufelträger 30 ist in geeigneter, nicht näher dargestellter Weise mit dem Gehäuse 11 verbunden. Zur Verstellung des Führungsringträgers 23 sind eine drehbar antreibbare Welle 25 in einer Bohrung 32 und ein Exzenter 26 vorgesehen. Sobald die Welle 25 gemäß Pfeilrichtung 31 verdreht wird, führt der Exzenter 26 zu einer Verschiebung des Führungsringträgers 23 in die Pfeilrichtungen 19, 20. Der Exzenter 26 stützt sich hierbei an seitlichen Vorsprüngen 37, 38 des Führungsringträgers 23 ab.Figure 5 shows a schematic representation of the adjustability of the guide ring 18 in longitudinal section. The guide ring 18 is attached to a guide ring carrier 23, which in a Recess 24 of a guide vane carrier 30 is received, and is supported on platforms 33 from adjacent vanes 13 from. The guide vane carrier 30 is suitable, not shown connected to the housing 11. One can be rotated to adjust the guide ring carrier 23 drivable shaft 25 in a bore 32 and an eccentric 26th intended. As soon as the shaft 25 rotates in the direction of the arrow 31 becomes, the eccentric 26 leads to a displacement of the Guide ring carrier 23 in the arrow directions 19, 20. The eccentric 26 is based on lateral projections 37, 38 of the guide ring carrier 23.

Auch bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Verstellbarkeit ist eine Kühlung des Führungsrings 18 vorgesehen. Ein Kühlmedium, beispielsweise aus einem Verdichter entnommene Kühlluft, wird über eine Bohrung 27 durch das Gehäuse 11 und den Leitschaufelträger 30 in die Ausnehmung 24 geleitet. Der Führungsringträger 23 weist seinerseits eine Bohrung 28 auf, in die das Kühlmedium eintreten kann. Die Bohrung 28 führt zu einer Kammer 29, die zum Rotor 12 hin durch den Führungsring 18 begrenzt wird. Durch die Beaufschlagung der Kammer 29 mit dem Kühlmedium wird somit eine effektive Kühlung des Führungsrings 18 erreicht. Einzelheiten der Verstellung des Führungsrings 18 sind in den Figuren 6 bis 8 dargestellt. Die Figuren 6 und 7 zeigen hierbei eine vergrößerte Darstellung der Einzelheiten Y, Z aus Figur 5. Der Führungsring 18 weist Führungsflächen 34 auf, die parallel zur Drehachse 16 des Rotors verlaufen. Diese Führungsflächen stehen in Kontakt mit zugeordneten Abstützflächen 35 an den Plattformen 33. Auch die Abstützflächen 35 verlaufen parallel zur Drehachse 16. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Führungsring 18 in Axialrichtung zuverlässig geführt ist und lediglich eine Verstellung in den Pfeilrichtungen 19, 20 stattfindet. Eine unbeabsichtigte radiale Verschiebung des Führungsrings 18 wird ausgeschlossen. Die Verstellung erfolgt durch Drehung der Exzenter 26, die in eine Nut 36 zwischen den Vorsprüngen 37, 38 an der Oberseite des Führungsringträgers 23 eingreifen. Die zur Kühlung dienenden Bohrungen 28 sind zwischen den Exzentern 26 angeordnet.Even with the adjustability provided according to the invention cooling of the guide ring 18 is provided. A cooling medium cooling air taken from a compressor, for example via a bore 27 through the housing 11 and the guide vane carrier 30 passed into the recess 24. The guide ring carrier 23 in turn has a bore 28 into which the Coolant can enter. The bore 28 leads to a chamber 29, which is limited to the rotor 12 by the guide ring 18 becomes. By acting on the chamber 29 with the The cooling medium thus effectively cools the guide ring 18 reached. Details of the adjustment of the guide ring 18 are shown in Figures 6 to 8. The figures 6 and 7 show an enlarged illustration of the details Y, Z from FIG. 5. The guide ring 18 has guide surfaces 34, which is parallel to the axis of rotation 16 of the rotor run. These guide surfaces are in contact with assigned Support surfaces 35 on the platforms 33. Also the Support surfaces 35 run parallel to the axis of rotation 16. As a result it is ensured that the guide ring 18 in the axial direction is reliably performed and only an adjustment in the arrow directions 19, 20 takes place. An unintended one radial displacement of the guide ring 18 is excluded. The adjustment is made by rotating the eccentric 26 in a groove 36 between the projections 37, 38 engage the top of the guide ring carrier 23. The for Cooling bores 28 are between the eccentrics 26 arranged.

Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht ähnlich Figur 5. In die Ausnehmung 24 ist ein Einsatz 40 mit Seitenteilen 41, 42 eingesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Ring 43 mit einer Öffnung 44 vorgesehen, an dem die Seitenteile 41, 42 befestigt sind. Der Einsatz 40 kann somit vormontiert und anschließend in der Ausnehmung 24 fixiert werden. Außer der dargestellten, dreiteiligen Ausbildung ist auch eine einteilige Ausbildung des Einsatzes 40 möglich.Figure 9 shows a further embodiment of the invention in a view similar to Figure 5. In the recess 24 an insert 40 with side parts 41, 42 is used. In the illustrated The embodiment is additionally a ring 43 an opening 44 is provided at which the side parts 41, 42nd are attached. The insert 40 can thus be pre-assembled and then be fixed in the recess 24. Except for the shown, three-part training is also a one-piece Training of the use 40 possible.

Der Führungsringträger 23 ist in dem Einsatz 40 aufgenommen und über die Welle 25 und die Exzenter 26 in Pfeilrichtungen 19, 20 verschieblich. Er ist über nicht näher dargestellte Elemente geführt.The guide ring carrier 23 is received in the insert 40 and over the shaft 25 and the eccentric 26 in the direction of the arrow 19, 20 movable. It is about not shown Elements led.

Zur Vermeidung von Verlusten des Kühlmediums ist der Führungsringträger 23 mittels Dichtungen 45, 46 abgedichtet. Die Dichtungen 45, 46 sind zwischen dem Führungsringträger 23 und den Seitenteilen 41 des Einsatzes 40 angeordnet. Die Dichtung 45 ist hierbei als Labyrinthdichtung ausgebildet. Die Dichtung 46 ist elastisch verformbar. Sie besteht aus einem elastischen Werkstoff, die auf die in Betrieb der Turbine 10 auftretenden Temperaturen ausgelegt ist.The guide ring carrier is used to avoid loss of the cooling medium 23 sealed by means of seals 45, 46. The Seals 45, 46 are between the guide ring carrier 23 and the side parts 41 of the insert 40 are arranged. The seal 45 is designed as a labyrinth seal. The seal 46 is elastically deformable. It consists of an elastic Material related to the operation of the turbine 10 occurring temperatures is designed.

Zur Herstellung wird der Führungsring 18 an dem Führungsringträger 23 befestigt. Anschließend werden die Dichtungen 45, 46 vormontiert und der Einsatz 40 angebracht. Der Führungsringträger 23 wird dann zusammen mit dem Einsatz 40 und den Dichtungen 45, 46 in die Ausnehmung 24 eingesetzt.To produce the guide ring 18 on the guide ring carrier 23 attached. Then the seals 45, 46 pre-assembled and the insert 40 attached. The guide ring carrier 23 is then together with the insert 40 and the Seals 45, 46 inserted into the recess 24.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine einfache und unkomplizierte Veränderung des Spalts 21 durch eine Verstellung des Führungsrings 18. Diese Verstellung kann auch bei bereits bestehenden Turbinen 10 nachgerüstet werden. Durch die Veränderung des Spalts 21 wird eine optimale Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen erreicht. Ein erhöhter Einsatz des Kühlmediums wie bei den bisherigen Lösungen ist nicht erforderlich. Der Wirkungsgrad der Turbine 10 wird daher wesentlich verbessert.The object of the present invention enables one simple and uncomplicated change of the gap 21 by an adjustment of the guide ring 18. This adjustment can can also be retrofitted to existing turbines 10. By changing the gap 21 is an optimal adjustment to the respective operating conditions. An increased Use of the cooling medium as in previous solutions not necessary. The efficiency of the turbine 10 is therefore significantly improved.

Claims (10)

Turbine mit einem Gehäuse (11) und einem Rotor (12), wobei das Gehäuse (11) mit mehreren Reihen von Leitschaufeln (13) und der Rotor (12) mit mehreren Reihen von Laufschaufeln (14) versehen ist und am Gehäuse (11) in Axialrichtung zwischen je zwei Reihen von Leitschaufeln (13) ein Führungsring (18) vorgesehen ist, der mit der zugehörigen Reihe von Laufschaufeln (14) einen Spalt (21) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (18) zur Veränderung des Spalts (21) verstellbar ist.Turbine with a housing (11) and a rotor (12), the housing (11) being provided with a plurality of rows of guide vanes (13) and the rotor (12) with a plurality of rows of rotor blades (14) and on the housing (11) A guide ring (18) is provided in the axial direction between each two rows of guide vanes (13) and delimits a gap (21) with the associated row of rotor blades (14), characterized in that the guide ring (18) is used to change the gap ( 21) is adjustable. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (18) in Axialrichtung (15) der Turbine (10) verstellbar ist.Turbine according to claim 1, characterized in that the guide ring (18) is adjustable in the axial direction (15) of the turbine (10). Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (18) mindestens eine Führungsfläche (34) aufweist, die parallel zu einer Drehachse (16) des Rotors (12) verläuft und in Kontakt mit mindestens einer feststehenden Abstützfläche (35) steht.Turbine according to claim 2, characterized in that the guide ring (18) has at least one guide surface (34) which runs parallel to an axis of rotation (16) of the rotor (12) and is in contact with at least one fixed support surface (35). Turbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Abstützfläche (35) an Plattformen (33) der an den Führungsring (18) angrenzenden Leitschaufeln (13) ausgebildet ist.Turbine according to claim 3, characterized in that the at least one support surface (35) is formed on platforms (33) of the guide vanes (13) adjoining the guide ring (18). Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (18) an einem Führungsringträger (23) angebracht ist, der gegenüber dem Gehäuse (11) verstellbar ist.Turbine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the guide ring (18) is attached to a guide ring carrier (23) which is adjustable relative to the housing (11). Turbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsringträger (23) mindestens eine Nut (36) aufweist, in die zur Verstellung ein drehbar antreibbarer Exzenter (26) eingreift. Turbine according to Claim 5, characterized in that the guide ring carrier (23) has at least one groove (36) into which a rotatably drivable eccentric (26) engages for adjustment. Turbine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Führungsring (18) und dem Führungsringträger (23) eine Kühlkammer (29) zur Kühlung des Führungsrings (18) vorgesehen ist.Turbine according to claim 5 or 6, characterized in that a cooling chamber (29) for cooling the guide ring (18) is provided between the guide ring (18) and the guide ring carrier (23). Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (18) gegenüber dem Gehäuse (11) mit mindestens einer Dichtung (45; 46) abgedichtet ist, um Verluste von Kühlmedium zu minimieren.Turbine according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the guide ring (18) is sealed off from the housing (11) by at least one seal (45; 46) in order to minimize losses of cooling medium. Turbine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß die Dichtung als Labyrinthdichtung (45) oder als elastische verformbare Dichtung (46) ausgebildet ist.Turbine according to claim 8, characterized in that the seal is designed as a labyrinth seal (45) or as an elastic deformable seal (46). Turbine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (18) in einem Einsatz (40) aufgenommen und gegenüber diesem Einsatz (40) abgedichtet ist.Turbine according to Claim 8 or 9, characterized in that the guide ring (18) is received in an insert (40) and is sealed off from this insert (40).
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