DE1244479B

DE1244479B - Device for adjusting the angle of a guide vane, in particular of gas turbines

Info

Publication number: DE1244479B
Application number: DE1964L0047344
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wittstock
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-03-20
Filing date: 1964-03-20
Publication date: 1967-07-13
Also published as: NL6503525A; GB1092557A; CH424808A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

F02cF02c

Deutsche KL: 46 f-8/01 German KL: 46 f- 8/01

Nummer: 1 244 479Number: 1 244 479

Aktenzeichen: L 473441 a/46 fFile number: L 473441 a / 46 f

Anmeldetag: 20. März 1964 Filing date: March 20, 1964

Auslegetag: 13. Juli 1967Opened on: July 13, 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Winkeleinstellung einer Leitschaufel, insbesondere von Gasturbinen, mit einem an der Leitschaufel festen, sich in Richtung der Schaufeldrehachse erstreckenden Einstellzapfen, mit dem ein Einstellhebel 5 formschlüssig verbunden ist. Bei den Gasturbinen handelt es sich in erster Linie um ein- oder wenigstufige mit einem mittleren Durchmesser des Leitschaufelkranzes oder der Leitschaufelkränze von über 2000 mm, z. B. 5000 mm. Die Erfindung kann sich aber auch auf eine genannte Einrichtung zur Winkeleinstellung einer Leitschaufel von anderen Turbomaschinen oder einer anderen Einrichtung, z. B. eines hydraulischen Getriebes, beziehen.The invention relates to a device for adjusting the angle of a guide vane, in particular of gas turbines, with one fixed to the guide vane and extending in the direction of the vane axis of rotation Adjusting pin with which an adjusting lever 5 is positively connected. With the gas turbines it is primarily one or a few stages with a mean diameter of the guide vane ring or the guide vane rings of over 2000 mm, e.g. B. 5000 mm. The invention can but also on a device mentioned for adjusting the angle of a guide vane of other turbo machines or another facility, e.g. B. a hydraulic transmission refer.

Gemäß der Erfindung soll eine Einrichtung zur Winkeleinstellung einer Leitschaufel in kleinen Grenzen, d. h. insbesondere um weniger als 3°, z. B. bis ±3 oder +2°, geschaffen werden. Die Leitschaufel soll in diesem Sinne insbesondere nicht während des Betriebes einstellbar, sondern bei abgeschalteter(m) Einrichtung, z.B. Turbomaschine, hydraulischem Getriebe od. dgl., einstellbar sein. Bei den genannten Axialgasturbinen großen Schaufeldurchmessers z. B. soll durch eine solche Einstellung der Schaufeln des Leitkranzes der einzigen oder der ersten Stufe oder der Leitkränze der ersten oder aller Stufen das Schluckvermögen der Turbine der in sie einströmenden Treibgasmenge angepaßt werden. Bei dieser Treibgasmenge handelt es sich insbesondere um die Abgasmenge eines oder mehrerer Strahltriebwerke, die als Gaserzeuger strömungsmäßig einer Gasentspannungsturbine, insbesondere einer obengenannten ein- oder wenigstufigen Gasturbine, vorgeschaltet sind. Schon eine geringe Abweichung der Stellung der Schaufehl des Leitkranzes bzw. der Leitkränze von der zu der Abgasmenge gehörigen richtigen Stellung kann das Schluckvermögen der Entspannungsturbine so stark verändern, daß der ordentliche Betrieb der aus dem Strahltriebwerk oder den Strahltriebwerken und der Entspannungsturbine bestehenden Einheit nicht mehr gewährleistet ist.According to the invention, a device for adjusting the angle of a guide vane in small Boundaries, d. H. in particular by less than 3 °, e.g. B. to ± 3 or + 2 °, can be created. The guide vane should in this sense, in particular, not be adjustable during operation, but rather when the (m) Device, e.g. turbo machine, hydraulic transmission or the like, be adjustable. With the mentioned Axial gas turbines with large blade diameters z. B. should by such a setting of Vanes of the guide ring of the single or the first stage or the guide rings of the first or all Steps the swallowing capacity of the turbine can be adapted to the amount of propellant gas flowing into it. at this amount of propellant gas is in particular the amount of exhaust gas from one or more jet engines, as a gas generator in terms of flow of a gas expansion turbine, in particular one mentioned above single-stage or low-stage gas turbine, are connected upstream. Even a slight deviation of the Position of the vane of the guide ring or the guide rings of the correct one belonging to the exhaust gas quantity Position can change the swallowing capacity of the expansion turbine so much that the ordinary Operation of the jet engine or jet engines and the expansion turbine Unity is no longer guaranteed.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem einen Ende des in einer zur Schaufeldrehachse senkrechten Ebene liegenden Einstellhebels und dem Einstellzapfen zu Einstellzwecken eine feststellbare Schiebe- oder Schraubverbindung und zwischen dem anderen Ende des Einstellhebels und dem Gehäuse eine in einer zu jener Ebene parallel, jedoch zur Einstellhebelachse etwas schräg liegende Gleitverbindung besteht. Die drehachssenkrechte Verschiebe- oder Schraubrichtung wird im folgenden kurz Querrichtung genannt. Die Richtung, in der das genannte Einrichtung zur Winkeleinstellung einer
Leitschaufel, insbesondere von GasturbinenThe invention consists in that between the one end of the adjustment lever lying in a plane perpendicular to the blade axis of rotation and the adjustment pin for adjustment purposes a lockable sliding or screw connection and between the other end of the adjustment lever and the housing one in a plane parallel to that, but to the There is a sliding connection that is slightly inclined on the adjusting lever axis. The displacement or screwing direction perpendicular to the axis of rotation is referred to below for short as the transverse direction. The direction in which said device for angular adjustment of a
Guide vanes, in particular of gas turbines

Anmelder:Applicant:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1Licentia Patent-Verwaltungs-G. mb H.,
Frankfurt / M., Theodor-Stern-Kai 1

Als Erfinder benannt:
Gerhard Wittstock, BerlinNamed as inventor:
Gerhard Wittstock, Berlin

andere Ende des Einstellhebels gleitbar geführt ist (Gleitverbindung), wird im folgenden kurz Gleitrichtung genannt. Die Gleitrichtung weicht von der Querrichtung insbesondere nur um etwa 2 bis 15° ab. Wird der Einstellhebel am Einstellzapfen nun verschoben oder geschraubt, dann wird die Leitschaufel um einen genannten kleinen Winkel verstellt. Somit ist die Leitschaufel in sehr kleinen Grenzen mit großer Genauigkeit einstellbar.the other end of the adjusting lever is slidably guided (sliding connection), is briefly referred to below as the sliding direction called. In particular, the sliding direction deviates from the transverse direction by only about 2 to 15 °. If the adjustment lever on the adjustment pin is now moved or screwed, the guide vane becomes adjusted by a said small angle. Thus, the guide vane is within very small limits with large Adjustable accuracy.

Geringen Aufwand erfordert die bevorzugte Bauart, bei der der Einstellhebel in den Einstellzapfen hinein- oder durch ihn hindurchführt. Insbesondere wird dann der schraubbar angreifende Einstellhebel verwendet, wobei der Einstellzapfen ein Innengewinde mit schaufeldrehachssenkrechter Achse und der Einstellhebel ein zugehöriges Außengewinde aufweist. Es kann dann aber auch der verschiebbar angreifende Einstellhebel verwendet werden, wobei der Einstellzapfen eine schaufeldrehachssenkrechte Sackloch- oder Durchgangsbohrung aufweist, in der der Einstellhebel mit Schiebesitz od. dgl. sitzt. — Der Einstellhebel kann auch außen am Einstellzapfen schaufeldrehachssenkrechtverschiebbar oder schraubbar angreifen. Dabei kann der Einstellzapfen eine schaufeldrehachssenkrecht verlaufende, hinterschnittene Nut aufweisen, in der der Einstellhebel mit Schiebesitz od. dgl. sitzt.The preferred design, in which the setting lever in the setting pin, requires little effort leads into or through it. In particular, the screw-acting setting lever is then used used, whereby the adjusting pin has an internal thread with a vertical axis and a vertical axis of the rotary axis the adjustment lever has an associated external thread. But then it can also be the sliding attacker Adjustment levers can be used, whereby the adjustment pin has a blind hole perpendicular to the blade axis of rotation. or has a through-hole in which the adjusting lever with a sliding seat or the like is seated. - Of the The adjusting lever can also be vertically displaced or screwed on the outside of the adjusting pin attack. The adjusting pin can be an undercut that runs vertically to the blade axis of rotation Have groove in which the adjusting lever with sliding seat or the like. Sits.

In der Zeichnung ist in F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung im Zusammenhang mit dem Eintritt einer genannten einstufigen Gasentspannungsturbine der axialen Bauart im Turbinenlängsschnitt und in Fi g. 2 ein Schnitt I-I gemäß F i g. 1 durch die erfindungsgemäße Einrichtung dargestellt.In the drawing, FIG. 1 an embodiment of the device according to the invention in context with the entry of a named single-stage gas expansion turbine of the axial type in the turbine longitudinal section and in Fi g. 2 a section I-I according to FIG. 1 represented by the device according to the invention.

Das Treibgas durchströmt einen Leitschaufelkranz 10 und anschließend einen Laufschaufelkranz 11. Die Schaufeln 12 des Kranzes 10 sind über einen radialenThe propellant gas flows through a guide vane ring 10 and then a rotor blade ring 11. The blades 12 of the ring 10 are radial

709 610/128709 610/128

Drehzapfen 13 und einen radialen Einstellzapfen 14 um eine Schaufeldrehachse 15 drehbar in einem ringförmigen, koaxialen Turbinengehäuseteil 16 und in einem koaxialen, in Segmente 17 aufgeteilten Ring gelagert. Der Drehzapfen 13 und der Einstellzapfen 14 sind fest an der Schaufel 12 vorgesehen. Jedes Segment 17 ist mit einem ringförmigen koaxialen Turbinengehäuseteil 18 mittels Axialschrauben 19 fest verschraubt.Trunnion 13 and a radial adjustment pin 14 rotatable about a blade axis of rotation 15 in an annular, coaxial turbine housing part 16 and in a coaxial ring divided into segments 17 stored. The pivot pin 13 and the adjustment pin 14 are fixedly provided on the bucket 12. Each Segment 17 is connected to an annular coaxial turbine housing part 18 by means of axial screws 19 firmly screwed.

Durch den Einstellzapf en 14 hindurch führt ein bolzenartiger Einstellhebel 21 mit Einstellhebelachse 22. Der Einstellhebel 21 sitzt mit einem Außengewinde 23 in einem zugehörigen Innengewinde 24 einer Durchgangsbohrung des Einstellzapfens 14. Das Gewinde 23, 24 ist ein Feingewinde und hat die Einstellhebelachse 22 als Gewindeachse. Die Einstellhebelachse 22 verläuft senkrecht zur Schaufeldrehachse 15, also in Querrichtung 25. Der Einstellhebel 21 ist über die Gewinde 23, 24 in die Querrichtung 25 schaubbar. Das in F i g. 1 links vom Einstellzapfen 14 befindliche Ende des Einstellhebels 21 ist über einen Wulst 26 am Einstellhebel 21 in einer Bohrung 27 im Segment 17 gleitbar geführt. Die Bohrung 27 verläuft in einer schaufeldrehachssenkrechten Ebene28 (gleich Zeichenebene in Fig. 2) etwas schräg zur Querrichtung 25.A bolt-like adjusting lever 21 with an adjusting lever shaft passes through the adjusting pin 14 22. The setting lever 21 is seated with an external thread 23 in an associated internal thread 24 a through hole of the adjusting pin 14. The thread 23, 24 is a fine thread and has the adjusting lever axis 22 as a thread axis. The adjustment lever axis 22 runs perpendicular to the blade axis of rotation 15, that is to say in the transverse direction 25. The setting lever 21 is in the transverse direction via the threads 23, 24 25 viewable. The in Fig. 1 to the left of the adjusting pin 14 is the end of the adjusting lever 21 Slidably guided via a bead 26 on the setting lever 21 in a bore 27 in the segment 17. The hole 27 runs somewhat in a plane 28 perpendicular to the blade axis of rotation (equal to the plane of the drawing in FIG. 2) oblique to the transverse direction 25.

Das Übertragen der zur Winkeleinstellung der Schaufeln 12 notwendigen Drehkraft, die, da die Turbine abgestellt ist und die Schaufeln 12 nur eingestellt werden, lediglich die Summe von Reibungskräften ist, geschieht durch Schraubung des Einstellhebels 21 im Innengewinde 24 mittels eines Vierkants 29.The transmission of the torque necessary for angular adjustment of the blades 12, which, as the turbine is turned off and the blades 12 are only adjusted, only the sum of frictional forces is done by screwing the adjusting lever 21 in the internal thread 24 by means of a square 29

In den aus den Segmenten 17 gebildeten Ring ist gemäß F i g. 1 von links her eine koaxiale Ringnut 30 gedreht. Der Grund der Ringnut 30 ist mit 31 bezeichnet. In dieser Ringnut 30 liegen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend Blattfedern, von denen eine in Fi g. 1 zu sehen und mit 32 bezeichnet ist. Der am Einstellzapfen 14 schraubbar angreifende Einstellhebel 21 weist ein Vierkant 20 auf, gegen dessen Umfang die Blattfeder 32 ratschenartig als Einstellanschlag und Einstellhebeldrehsicherung drückt. Da der Anschlag schon bei jeder Vierteldrehung des Einstellhebel 21 erfolgt, ist in Verbindung mit dem Feingewinde 23, 24 und der schrägen Bohrung 27 eine Feineinstellung der Schaufel 12 möglich. An Stelle eines Vierkants 20 kann ein anderes Mehrkant und an Stelle einer Blattfeder 32 kann eine ähnlich wie diese wirkende Feder verwendet werden.In the ring formed from the segments 17 is shown in FIG. 1 a coaxial annular groove 30 from the left turned. The base of the annular groove 30 is denoted by 31. In this annular groove 30 lie in the circumferential direction successively leaf springs, one of which is shown in Fi g. 1 and is denoted by 32. The on Adjusting pin 14 screwably engaging adjusting lever 21 has a square 20, against its circumference the leaf spring 32 presses like a ratchet as an adjustment stop and adjustment lever rotation lock. There the stop occurs with every quarter turn of the setting lever 21, is in connection with the fine thread 23, 24 and the inclined bore 27 fine adjustment of the blade 12 is possible. Instead of a square 20 can be another polygon and instead of a leaf spring 32 can be similar to this acting spring can be used.

Claims

Patent claims:

1. Device for adjusting the angle of a guide vane, in particular of gas turbines, with an adjusting pin fixed to the guide vane and extending in the direction of the vane axis of rotation, with which an adjusting lever is positively connected, characterized in that between one end of the in one to Blade axis of rotation (15) vertical plane (28) lying adjusting lever (21) and the adjusting pin (14) for adjustment purposes a lockable sliding or screw connection and between the other end of the adjusting lever and the housing one in a plane (28) parallel to that, however, there is a slightly inclined sliding connection to the adjusting lever axis (22).

2. Device according to claim 1, characterized in that the adjusting lever (21) in the Adjusting pin (14) introduces or passes through it.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sliding connection consists of a bead (26) on the setting lever (21) and a hole (27) in the housing.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the screw connection consists of a fine thread (23, 24) concentric to the adjusting lever axis (22).

5. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the screwably engaging Setting lever (21) has a polygon (20), against the circumference of which a leaf spring (32) or the like presses like a ratchet as an adjusting stop and adjusting lever anti-rotation lock.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1076 876;
Swiss patent specification No. 364 581.

1 sheet of drawings