DE1228462B - Guide vane ring for gas turbines - Google Patents
Guide vane ring for gas turbinesInfo
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
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- F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. α.:Int. α .:
F02cF02c
Deutsche KL: 46 f-11 German KL: 46 f- 11
Nummer: 1228 462Number: 1228 462
Aktenzeichen: D 410411 a/46 fFile number: D 410411 a / 46 f
Anmeldetag: 5. März 1963 Filing date: March 5, 1963
Auslegetag: 10. November 1966Opening day: November 10, 1966
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitschaufelkranz für Gasturbinen, dessen Schaufeln mit ihren radial äußeren Enden in der Außenwand des Strömungskanals und mit ihren Füßen in einem aus zwei in radialem Abstand fest miteinander verbundenen Bauteilen bestehenden ringförmigen Rahmen lösbar gehalten sind, in dessen radial äußerem Deckteil die Schaufelfußplatten unter Bildung der Innenwand des Strömungskanals seitlich formschlüssig gehalten sind und in dessen Bodenteil die Schaufelfußenden seitlich formschlüssig und mit einer als Anschlag dienenden Abstufung eingesetzt sind, wobei diese Enden radial innerhalb des Bodenteiles je eine axiale Einkerbung aufweisen, in die ein gemeinsamer Sicherungsring eingreift.The invention relates to a guide vane ring for gas turbines, the blades with their radially outer ends in the outer wall of the flow channel and with their feet in one of two in a radial distance firmly interconnected components existing annular frame detachable are held, in the radially outer cover part of the blade root plates to form the inner wall of the The side of the flow channel is held in a form-fitting manner and the blade root ends are located laterally in its bottom part are used positively and with a gradation serving as a stop, these ends radially inside the bottom part each have an axial notch into which a common locking ring intervenes.
Es sind Leitschaufelkränze für Gasturbinen bekannt, bei denen die einzelnen Leitschaufeln mit feren radial äußeren Enden in der Außenwand des Stfömungskanals und mit ihren Füßen in einem aus kwei in radialem Abstand fest miteinander verbundenen Bauteilen bestehenden ringförmigen Rahmen eingelötet sind. Dies hat den Nachteil, daß während des Betriebs des Triebwerks im Schaufelkranz Wärmespannungen auftreten, die ein Verziehen des Schaufelkranzes mit sich bringen können. ''Ferner ist es bei Strömungsmaschinen bekannt, nicht nur die Innenwand des Strömungskanals, sondern auch seine Außenwand als einen aus zwei Bauteilen zusammengesetzten ringförmigen Rahmen auszubilden und in beiden Wänden die äußeren und inneren Leitschaufeln einzulöten.There are known guide vane rings for gas turbines in which the individual guide vanes with feren radially outer ends in the outer wall of the flow channel and with their feet in one kwei ring-shaped frames that are fixedly connected to one another at a radial distance from one another are soldered. This has the disadvantage that during operation of the engine in the blade ring Thermal stresses occur, which can cause the blade ring to warp. '' It is also known in fluid flow machines that not only the inner wall of the flow channel but also also to design its outer wall as an annular frame composed of two components and solder the outer and inner guide vanes in both walls.
Weiter ist es bei Verdichtern von Gasturbinentriebwerken bekannt, die Leitschaufelfüße gegenüber dem aerodynamisch wirksamen Teil der Leitschaufel abzustufen, wobei die Abstufung gegen die Außenwand des Strömungskanals anliegt und mit dieser und einer fädial weiter außen verlaufenden Wand verlötet ist.It is also known in compressors of gas turbine engines, the guide vane roots compared to the aerodynamically effective part of the guide vane to graduate, the gradation against the outer wall of the flow channel is applied and is soldered to this and a fädially further outside extending wall.
Eine andere bekannte Anordnung von Leitschaufeln mit abgestuften Schaufelfüßen, in denen Quersehlitze vorgesehen sind, besteht darin, diese Schau-Ülfüße in einen ringförmigen Rahmen einzusetzen und je Schaufelreihe mit einem Sicherungsring, der in die Querschlitze der Schaufehl eingreift, zu halten, wobei jeweils die Sicherungsringe zweier benachbarter Schaufelreihen durch einen Distanzring festgelegt sind, der mittels Punktschweißen an der inneren Wand des ringförmigen Rahmens befestigt ist. Auch die radial inneren Enden der Leitschaufeln weisen Querschlitze auf, in denen unlösbar mit der inneren Strömungswand verbundene Sicherungsringe eingreifen, so daß die Leitschaufeln an beiden Enden fest eingespannt angeordnet sind, wodurch sich die wäh-Leitschaufelkranz für GasturbinenAnother known arrangement of guide vanes with stepped blade roots in which transverse stalks are provided, is to use these show-Ülfüße in an annular frame and to hold each row of blades with a locking ring, which engages in the transverse slots of the blade, the retaining rings of two adjacent rows of blades being fixed by a spacer ring which is spot welded to the inner wall of the annular frame. Even the radially inner ends of the guide vanes have transverse slots in which they are inseparable from the inner Locking rings connected to the flow wall engage so that the guide vanes are fixed at both ends Are arranged clamped, whereby the wäh-guide vane ring for gas turbines
Anmelder:Applicant:
Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Immanuel Holzapfel,
Eßlingen-Krummenacker;
Josef Tippelt, Stuttgart-WangenNamed as inventor:
Dipl.-Ing. Immanuel crab apple,
Esslingen-Krummenacker;
Josef Tippelt, Stuttgart-Wangen
ao rend des Betriebs auftretenden Wärmespannungen nachteilig innerhalb des gesamten Festigkeitsverbandes auswirken können.ao rend of the operation occurring thermal stresses disadvantageously within the entire strength association can affect.
Schließlich ist es bei Gasturbinen bekannt, an den radial innenliegenden Schaufelfüßen ringförmige Labyrinthschneidenträger vorzusehen.Finally, it is known in gas turbines to have an annular shape at the radially inner blade roots Provide labyrinth cutter carrier.
Die bekannten Ausführungen weisen allgemein den Nachteil auf, daß ein Auswechseln angelöteter oder eingeschweißter Leitschaufeln sehr schwierig ist und meist nicht ohne Zerstörung oder Beschädigung der Deckbänder oder der Bauelemente vorgenommen werden kann, mit denen sie unlösbar verbunden -sind. Auch bei der weiter oben erwähnten Anordnung der Leitschaufeln durch in deren Schaufelfüßen eingreifende Sicherungsringe muß zum Auswechseln der Schaufeln der durch Punktschweißen befestigte Distanzring erst mit Gewalt gelöst werden. Außerdem birgt diese »Ringsicherung« die Gefahr in sich, daß sich durch Wärmedehnungen der Leitschaufeln in ihrer Längsrichtung der Sitz des Sicherungsrings in den Querschlitzen der Schaufelfüße lockert. Ein weiterer Nachteil der an beiden Enden angelöteten oder eingeschweißten Leitschaufeln liegt darin, daß sie, wie zum Teil bereits erwähnt, bedingt durch unterschiedliche Dehnungen zwischen der inneren und äußeren Wand des Strömungskanals, am freien Ausdehnen gehindert sind, so daß Schäden durch Wärmespannungen auftreten können. Außerdem wird eine solche Ausführung durch den zeitraubenden Arbeitsvorgang des Einlötens oder Einschweißens der vielen einzelnen Leitschaufeln verteuert.The known designs generally have the disadvantage that an exchange of soldered or welded guide vanes is very difficult and usually not without destruction or damage to the Shrouds or the components can be made with which they are inextricably linked. Even with the above-mentioned arrangement of the guide vanes by engaging in their vane roots Circlips must be attached by spot welding to replace the blades The spacer ring can only be loosened by force. In addition, this "ring protection" harbors the risk that Due to thermal expansion of the guide vanes in their longitudinal direction, the seat of the locking ring is in loosens the transverse slots of the blade roots. Another disadvantage of the soldered or at both ends welded-in guide vanes is that they, as already mentioned in part, due to different Expansion between the inner and outer wall of the flow channel, due to free expansion are prevented, so that damage from thermal stress can occur. Also will such a design due to the time-consuming process of soldering or welding the many individual guide vanes more expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den bekannten Ausführungen auftretenden NachteileThe invention is based on the problem of the disadvantages occurring in the known designs
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zu vermeiden und einen Leitschaufelkranz mit einem konstruktiv einfachen Aufbau zu schaffen, der sich zudem durch zeitsparende Montagebedingungen und durch eine leicht auswechselbare Leitschaufelanordnung auszeichnet, bei der alle Bauelemente lösbar befestigt und lösbar miteinander verbunden sind.to avoid and to create a guide vane ring with a structurally simple structure that is in addition, thanks to time-saving assembly conditions and an easily replaceable guide vane arrangement characterized in which all components are releasably attached and releasably connected to one another.
Gelöst wird die, Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der in die axialen Einkerbungen der Schaufelfüße eingreifende Sicherungsring mit radial nach innen wirkender Entspannung eingesetzt ist und einen radial nach innen gerichteten Flansch trägt, der wenigstens mit einem der den ringförmigen Rahmen bildenden Bauteile lösbar verbunden ist.The object is achieved according to the invention in that the in the axial notches of the Blade root engaging circlip with radial inward relaxation is used and carries a radially inwardly directed flange associated with at least one of the annular frames forming components is releasably connected.
Durch die Erfindung werden einfache Montage- und Demontagebedingungen erreicht, durch die die Gefahr der Beschädigung einzelner Teile vermieden wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der freien radialen Ausdehnungsmöglichkeit der einzelnen Leitschaufeln nach außen bei gleichzeitiger spannschlüssiger Fixierung in ihrer Lage, die eine Lockerung während des Betriebs ausschließt, was durch die radial nach innen gerichtete Vorspannkraft des Sicherungsrings gewährleistet wird.The invention simple assembly and disassembly conditions are achieved through which the Risk of damage to individual parts is avoided. Another advantage of the invention is the free radial expansion possibility of the individual guide vanes outwards with simultaneous tension-locking fixation in their position, which excludes loosening during operation, what is guaranteed by the radially inwardly directed prestressing force of the locking ring.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows
F i g. 1 eine Seitenansicht eines innerhalb der äußeren Strömungskanalwand einer Gasturbine aufgehängten Leitschaufelkranzes teilweise im Schnitt, F i g. 1' eine Vergrößerung aus F i g. 1,F i g. 1 is a side view of one suspended within the outer flow duct wall of a gas turbine Guide vane ring partially in section, FIG. 1 'is an enlargement from FIG. 1,
F i g. 2 eine Stirnansicht der F i g. 1,F i g. 2 is an end view of FIG. 1,
F i g. 3 eine einzelne Leitschaufel, die in der Ausführung nach den Fig. 1, Γ und 2 zur Verwendung kommt,F i g. 3 a single guide vane in the execution according to FIGS. 1, Γ and 2 for use comes,
F i g. 4 eine von der F i g. 1 abweichende Ausführung, F i g. 4 one of the FIG. 1 different version,
F i g. 4' eine Vergrößerung aus F i g. 4,F i g. 4 'is an enlargement from FIG. 4,
F i g. 5 eine Stirnansicht der F i g. 4 undF i g. 5 is an end view of FIG. 4 and
F i g. 6 eine einzelne Leitschaufel, die für die Ausführung nach den Fig.4, 4' und 5 bestimmt ist.F i g. 6 a single guide vane used for running according to FIGS. 4, 4 'and 5 is determined.
Die einzelnen Leitschaufeln L sind mit ihren radial äußeren Enden 11 in der Außenwand 13 des Strömungskanals an ihrem Außenumfang formschlüssig gehalten, so daß sie hier in radialer Richtung frei beweglich angeordnet smd, wodurch sie sich infolge der während des Betriebs auftretenden Wärmebeeinflussung radial frei ausdehnen können. Der Rahmen, in dem die Schaufelfüße 12 gehalten sind, besteht aus zwei fest miteinander (durch Punktschweißen) verbundenen Bauelementen 14 und 15 (F i g. 1, 1' und 2) bzw. 114 und 115 (Fig.4, 4' und 5). Das Bauelement 14 bzw. 114 weist einen Deckteil 14' bzw. 114' auf, in dem die Fußplatten 12' der Schaufelfüße 12 seitlich formschlüssig eingesetzt sind. Im radial innen gelegenen Bodenteil 15' bzw. 115' des Bauelementes 15 bzw. 115 sind die Enden 12" der Schaufelfüße 12 seitlich formschlüssig gehalten. Außerdem bildet der Bodenteil 15' bzw. 115' zusammen mit einer Abstufung 12" im Schaufelfuß 12 einen Anschlag für die Schaufel L in radialer Richtung nach innen.The individual guide vanes L are held with their radially outer ends 11 in the outer wall 13 of the flow channel on their outer circumference in a form-fitting manner, so that they are arranged here to be freely movable in the radial direction, whereby they can expand radially freely as a result of the influence of heat occurring during operation. The frame in which the blade roots 12 are held consists of two components 14 and 15 (FIGS. 1, 1 'and 2) or 114 and 115 (FIGS. 4, 4' and 5). The component 14 or 114 has a cover part 14 'or 114', in which the foot plates 12 'of the blade roots 12 are inserted laterally in a form-fitting manner. In the radially inner bottom part 15 'or 115' of the component 15 or 115, the ends 12 "of the blade roots 12 are laterally positively locked. In addition, the bottom part 15 'or 115' together with a step 12" in the blade root 12 form a stop for the blade L in the radial direction inwards.
Wie aus den Fi g. 1, 1', 2 und 3 hervorgeht, ist am Bauelement 15 durch Schraubenbolzen 16 ein Sicherungsring 17 mit einem radial nach innen gerichteten Flansch 17" zusamen mit einem Labyrinthschneidenträger 18 lösbar, befestigt. Der Sicherungsring 17 weist außerdem einen radial gerichteten Ringflansch 17' auf, der in an den Schaufelfußenden 12" angebrachte Einkerbungen 19 eingreift, wodurch sämtliche Schaufeln L in radialer Richtung nach außen hin fixiert sind. Dabei ist der Innendurchmesser des axialen Ringflansches 17' so bemessen, daß die Schaufeln L mit ihrer Abstufung 12'" gegen den Bodenteil 15' mit der Kraft P gezogen werden, so daß ein fester, spannschlüssiger Schaufelsitz erreicht wird.As shown in Figs. 1, 1 ', 2 and 3, a locking ring 17 with a radially inwardly directed flange 17 ″ together with a labyrinth cutter carrier 18 is detachably attached to the component 15 by screw bolts 16. The locking ring 17 also has a radially directed annular flange 17' , which engages in notches 19 made on the blade root ends 12 ″, whereby all the blades L are fixed in the radial direction towards the outside. The inner diameter of the axial annular flange 17 'is so dimensioned that the blades L with their gradation 12'"are pulled against the bottom part 15 'with the force P , so that a firm, tension-locking blade seat is achieved.
Dies gilt grundsätzlich auch für die Ausführung nach den F i g. 4, 4', 5 und 6. Hier sind an dem senkrechten Flansch 115" des Bauelementes 115 Schraubenbolzen 20 fest angebracht, die mit Hilfe von Muttern 21 zur lösbaren Befestigung eines Sicherungsrings 117 über einen radialen Flansch 117" dienen, der ebenfalls einen axial gerichteten Ringflansch 117' zur spannschlüssigen Fixierung aller Schaufeln in radialer Richtung aufweist.In principle, this also applies to the execution according to FIGS. 4, 4 ', 5 and 6. Here are on the vertical one Flange 115 "of the component 115 screw bolts 20 firmly attached by means of nuts 21 serve for the detachable fastening of a locking ring 117 via a radial flange 117 ", which also has an axially directed annular flange 117 'for the tension-locking fixation of all blades in having radial direction.
Bei der Montage wird zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß zuerst die einzelnen Schaufeln L von innen her in die horizontal auf dem Montagetisch liegende Wand 13 des Strömungskanals eingeführt werden, und zwar so weit, daß ihre Außenenden 11 zuerst ein Stück über die Wand 13 hinausragen. Dann werden die Bauelemente 14 bzw. 114 und 15 bzw. 115 eingesetzt, die beide durch eine Montagevorrichtung 22 (durch einen gebrochenen Linienzug nur angedeutet) in entsprechender Höhe gehalten werden.. Daraufhin werden die Schaufelfüße 12 in radialer Richtung nach innen in den Deckteil 14' bzw. 114' und in den Bodenteil 15' bzw. 115' eingeführt, wobei die Anschläge 12"' zur Wirkung kommen. Zur Sicherung der Schaufeln L auch in radialer Richtung nach außen wird schließlich der Sicherungsring 17 bzw. 117 montiert, dessen axialer Ringflansch 17' bzw. 117' in die Einkerbung 19 am Schaufelfuß eingreift. Soll nun irgendeine Schaufel L ausgewechselt werden, so braucht lediglich der Sicherungsring 17 bzw. 117 gelöst zu werden, und die beschädigte Schaufel 11 kann dann in radialer Richtung nach außen herausgezogen und die neue Schaufel eingesetzt werden.During assembly, the procedure is expediently so that first the individual blades L are introduced from the inside into the wall 13 of the flow channel lying horizontally on the assembly table, to the extent that their outer ends 11 protrude a little beyond the wall 13. Then the components 14 or 114 and 15 or 115 are used, both of which are held by a mounting device 22 (only indicated by a broken line) at the appropriate height 'or 114' and inserted into the bottom part 15 'or 115', whereby the stops 12 '''come into effect. To secure the blades L also in the radial outward direction, the locking ring 17 or 117 is finally mounted, its axial annular flange 'and 117' set is engaged 17 in the notch 19 at the blade root. now any blade L to be replaced, so only the retaining ring need to be dissolved 17 or 117, and the damaged blade 11 can then be pulled in the radially outward direction and the new shovel can be inserted.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED41041A DE1228462B (en) | 1963-03-05 | 1963-03-05 | Guide vane ring for gas turbines |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEO0041041 | 1963-03-05 | ||
| DED41041A DE1228462B (en) | 1963-03-05 | 1963-03-05 | Guide vane ring for gas turbines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1228462B true DE1228462B (en) | 1966-11-10 |
Family
ID=25971594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DED41041A Pending DE1228462B (en) | 1963-03-05 | 1963-03-05 | Guide vane ring for gas turbines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1228462B (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE1017420B (en) | 1955-02-28 | 1957-10-10 | Canadian Patents Dev | Gas turbine engine with a multi-stage turbine |
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1963
- 1963-03-05 DE DED41041A patent/DE1228462B/en active Pending
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