SE448899B - Turbinutloppsladaggregat - Google Patents

Description

448 899 förhållande till form plåten.

Denna konstruktion medger betydande deformation av den yttre turbin- utloppslådan i förhållande till den inre turbinutloppslådan utan att medföra radiellå belastningar eller alltför stora vridbelastningar i metallformplåten, som inte är något särskilt starkt konstruktionselement och som normalt inte skulle betraktas som lämpligt som bladstöd. Genom att tillåta bladen att gunga eller svänga kring sina yttre fästpunkter minskas de moment, som annars skulle överföras från ytterlådan till bladen och resultera i alltför stor axiell rörelse vid de senares innerändar. Alltför stor axiell rörelse hos bladens innerändar kunde resultera i störningar mellan bladen och delarna av motorn omedelbart uppströms och nedströms eller skulle, alternativt, kräva att formplâten tålde mycket större axiella belastningar för att förhindra sådan rörelse.

De föregående och andra syften, särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå närmare i samband med följande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer därav, som visas i de bifogade ritningarna, i vilka Figur 1 är en sektionsvy av turbinutloppsdelen av en axialgasturbinmotor konstruerad i enlighet med principerna för uppfinningen, Figur 2 är en sektionsvy tagen längs linjen 2-2 i Figur 1, och Figur 3 är en tvärsektionsvy tagen längs linjen 3-3 i Figur l.

I Figur 1 visas turbinen och turbinutloppssektionen hos en axialgasturbin- motor i tvärsektion. Det visade partiet omfattar ett turbinrotoraggregat 10, ett turbinutloppslådaggregat 12, en rotoraxel 14, ett bakre lager 16, lagerstöd 18, dragstänger 20 och en motorramkonstruktion 22.

Rotoraggregatet 10 uppbärs från axeln 14 medelst anordningar, som inte visas men som är välkända för fackmannen och inte utgör någon del av uppfinningen. Rotoraggregatet 10 innefattar ett navparti 24, som har ett flertal turbinskovlar 26 löpande radiellt utåt därifrån tvärs gasflödesbanan 28.

Lagret 16 omfattar en roterande yttre lagerbana 27 och en stationär inre lagerbana 30, vilka är åtskilda genom periferiellt anordnade rullelement 32. Den yttre lagerbanan 27 är fäst vid axlens lll bakände 314 och samroterar därmed. Den stationära inre lagerbanan 30 är med lämpliga anordningar fastgjord vid lagerstödet 18, som omfattar ett flertal ringformiga konstruktionselement såsom det "W"-formade stödet 36 och axeltätningsstödet 38, vilka är sammanfogade medelst bultar 40. Konstruktionen av lagret 16 och lagerstödet 18 är inte kritiska för föreliggande uppfinning.

Turbinutloppslådaggregatet 12 omfattar en innerlåda #2, en ytterlåda 144, en ringformad formplåt 46, ett flertal radiellt löpande ihåliga stöttor 48 och ett steg av turbinutloppsstyrblad 50. Vid denna utföringsform finns sex stöttor 4:7 4 4 8 8 9 9 3 likformigt utplacerade utmed omkretsen kring motoraxeln och de är stadigt fästa vid både sina innerändar 52 och ytterändar 54 vid inner- resp. ytterlådorna 42, 44. lnnerlådans 42 uppströmsände 43 innefattar en radiellt inâtriktad fläns 56, som är hopbultad med en motsvarande, utåtriktad fläns 58, som ytgör en del av axeltätningsstödet 38. Det framgår sålunda, att turbinutloppslådaggregatet l2 är upphängt i eller uppbärs från lagerstödaggregatet 18.

Dragstängerna 24 har inre gängade ändar 60, som är stadigt fästa vid lagerstödaggregatet 18, och yttre gängade ändar 62, som är stadigt fästa vid motorramkonstruktionen 22. Varje dragstång löper genom en av stöttorna 48 och tar lasterna från lagerstödaggregatet 18 till motorramkonstruktionen 22. Vid denna utföringsform utgör motorramkonstruktionen 22 en del av ett fläktförbi- ledningskanalaggregat 66, som begränsar en ringformig fläktförbiledningsbana 68 mellan sig själv och ytterlådan 44. Även om detta inte är relaterat till föreliggande uppfinning visas också ett lageroljematningsrör 70 löpande genom en stötta 48.

Formplåten 46 har en uppströmsände 72, en nedströmsände 74 och en däremellan löpande metallplåtvägg 76. Väggen 76 och ytterlådan 44 avgränsar gasflödesbanan 28 nedströms turbinutloppsstyrbladen 50. Som visas i ritningen är formplâtens 46 nedströmsände 74 konsolupphängd från innerlådan 42 nedströms stöttorna 48. Väggen 76 är försedd med genomgående hål 78, som svarar mot formen på stöttorna 48 och genom vilka stöttorna går. Som bäst visas i Figur 2 innefattar väggen 76 axiella korrugeringar 80 längs stöttornas 48 axiella längd.

Korrugeringarna har huvudsakligen till syfte att minska vibrationer i formplàten 46 under drift av motorn. Formplåtens 46 uppströmsände 72 innefattar en stödring 82, som har betydande tvärsektionsarea för att ge styvhet åt den tunna metallplåtväggen 76. i Som bäst visasi Figur 3 är utloppsstyrbladen 50 vid denna utföringsform praktiskt taget plana skivor (dvs. ej airfoilformade) i syfte att räta ut flödet av gaser, som kommer ut från mellanrummen mellan turbinskovlarna 26. Beroende på det faktum, att det vid denna utföringsform praktiskt taget inte förekommer något tryckfall över bladen 50 och eftersom den ytarea på bladen, som påverkas av nedströmstrycket, är större än den ytarea, som påverkas av uppströmstrycket, är bladen konstant tryckbelastade i uppströmsriktningen under dgift av motorn.

Bladen 50 innefattar radiellt inre ändar 84, inklusive inre plattformar 86, och radiellt yttre ändar 88, inklusive yttre plattformar 90. Bladen 50 är fästa vid ytterlådan 44 vid sina ytterändar 88 nära framkanterna 92. Plåttformarna 90 inbegriper utåtriktade och periferiellt anliggande flänspartier 94, som har framåtriktade flikar 96. Dessa flikar passar i en bakåtriktad ringformig slits 981 448 899 4 en bladstödring 100. Ringen har ett radiellt utåtriktat ringformigt plattparti 102 infångat mellan en radiellt utåtriktad fläns 1014 på ett främre ytterlådeparti 106 och en radiellt utåtriktad fläns 108 på ett bakre ytterlådeparti 110. Flänsarna 104, 108 hålls samman medelst bultar 112. Radiellt ínåtriktade, i omkretsrikt- ningen med mellanrum anordnade ringformade fliksegment 114 på det bakre ytterlådepartiet 110 just nedströms varje flänsparti 94 förhindrar axiell rörelse för bladehs 50 ytterändar. Detta hakarrangemang vid plattformens 90 upp- strömsändar, tillsammans med ett litet radiellt gap 116 mellan plattformarnas 90 nedströmsändar och ytterlådan lill, tillåter betydande gungning av bladen 50 i uppströms och nedströms riktning kring deras fästpunkt vid ytterlådan 44. Bladen 50 kan vara enskilda blad, vart och ett med sina egna plattformar 86, 90, eller också kan de vara grupper om två eller flera blad, som delar gemensamma plattformar.

Uppströmsändarna av de inre plattformarna 86 på bladen 50 innefattar inåtriktade och periferiellt anliggande tungor 118, som tillsammans bildar en ringformig segmenterad ring. Dessa tungor passar i en ringformig, radiellt utåtriktad kanal 120 upptagen i formplåtens 46 stödring 82 och är fria att röra sig radiellt relativt denna. Under drift av motorn tryckbelastas bladen 50 i uppströmsriktningen, så att tungorna 118 pressas mot den bakåt vända ytan 122 av kanalen 120. Den axiella bredden på kanalen 120 är större än tjockleken på tungorna 118, så att bladen kanggunga i uppströms och nedströms riktning utan att skapa nâgra vridmoment i form plåten 46.

Förutom att ge ett lätt, konstruktionsmässigt sunt stödsystem för turbinutloppsblad tillhandahåller turbinutloppslådaggregatet enligt föreliggande uppfinning en god värmesköld för lagret 16 och lagerstödet 18 genom att den enda läckningsbanan för den varma gasströmmen går genom gap mellan formplåtväggen 76 och stöttorna #8 och gap mellan intilliggande tungor 118. Även om uppfinningen visats och beskrivits med avseende på en före- dragen utföringsform inser fackmannen på området att olika ändringar och utelämnanden vad gäller form och detaljer kan göras utan att man avviker från uppfinningens grundtanke och omfattning. (r

Claims (9)

10 l5 20 25 30 35 448 899 5 PATENTKRAV

1. l. Turbinutloppslâdaggregat (12) för axiella gasturbinmotorer med en turbinsektion omfattande minst ett turbinrotorsteg (10), vilket aggregat är anordnat nedströms rotorsteget och innefattar anordningar åvgränsande en axiellt förlöpande, ringformig gasfiödesbana (28), k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar: inre lädanordningar (42), yttre lådanordningar (44) anordnade radiellt utanför de inre lâdanord- ningarna; ett steg av turbinutloppsstyrblad (50) anordnade i gasflödesbanan (28) för att uträta det gasflöde, som lämnar turbinrotorsteget, vilka styrblad har radiellt yttre ändar (88) fästa vid de yttre lådanordningarna; ett flertal periferiellt anordnade stöttor (48), som löper radiellt tvärs flödesbanan nedströms styrbladen och som har innerändar (52) stadigt fästa vid innerlådanordningen och ytterändar (54) stadigt fästa vid ytterlådanordningen; och formplåtanordningar (46), som har en uppströmsände (72) och en nedströmsände (74) och som innefattar arkformiga metallväggorgan (76), som har en uppströmsände och är anordnade mellan innerlådanordningarna och ytterlâdan- ordningarna under avgränsning av den radiellt inre ytan hos den ringformiga gasflödesbanan omedelbart nedströms utloppsstyrbladen, vilka formplätanord- ningar är konsolupphängda från sin nedströmsände från innerlådanordningarna nedströms stöttorna, varvid uppströmsänden ingriper med inneränden pâ utlopps- styrbladen för att bilda axiellt stöd för dessa, varvid varje stötta löper genom en öppning i vägganordningen.

2. Turbinutloppslâdaggregat enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att innerändarna på utloppsstyrbladen är fria att röra sig radiellt i förhållande till form plàtanordningen.

3. Turbinsutloppslâdaggregat enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att ytterändarna på styrbladen är fästa' vid den yttre ladanordningen på ett sätt som medger gungning av bladen izuppströms och nedströms riktning kring den punkt, vid vilken de är fästa vid den yttre lådan- ordningen. |,,_

4. Turbinutloppslådaggregat enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a t av att varje blad har en främre och en bakre kant och är fäst vid den yttre lådanordningen intill sin framkant. 10 15 20 25 448 899

5. Turbinutloppslâdaggregat enligt något av patentkraven 1, 2, 3 eller 4, k ä n f; e t e c k n a t av att vägganordningen innefattar axiella korrugeringar mellan stöttorna.

6. = Turbinutloppslâdaggregat enligt patentkravet 2, 3 eller 4, k ä n n e 't e c k n a t av att formplåtanordningens uppströmsände omfattar en stödring, som är utförd i ett stycke med uppströmsänden av den arkformiga metallvägganordningen, vilken stödring ger styvhet åt vägganordningen och är försedd med en ringformig, utåtriktad kanal, varvid innerändarna på utlopps- styrbladen innefattar tungor, som löper radiellt inåt in i denna kanal.

7. Turbinutloppslâdaggregat enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att bredden på kanalen i axialriktningen är större än tjockleken på tungorna i axialriktningen, vilket tillåter axiell rörelse för bladens ínnerändar.

8. Turbinutloppslådaggregat enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att tungorna sträcker sig periferiellt och anligger mot varandra för att bilda en segmenterad ring.

9. Turbinutloppslâdaggregat enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att motorn innefattar en motormonteringsringanord- ning anordnad radiellt utanför den yttre lådanordningen, en axiellt löpande rotoraxel, lageranordningar anordnade på axeln och lagerstödanordningar fast- gjorda vid lageranordningarna och belägna radiellt innanför de inre lådan- ordningarna, vilka är fästa vid och uppbärs av lagerstödanordningen, och den yttre lâdanordningen uppbärs av den inre lâdanordningen via stöttorna, ett flertal väsentligen radiellt förlöpande dragstänger, som var och en passerar genom en av stöttorna och var och en har en innerände fäst vid lagerstödet och en ytterände fäst vid monteringsringanordningen för att överföra laster från nämnda stöd till monteringsringanordningen.