DE1301643B - Tragring fuer konzentrisch ineinander angeordnete Leitschaufelkraenze eines Gasturbinentriebwerks - Google Patents

Description

• Die Erfindung befaßt sich mit der konstruktiven Ausbildung des Tragringes für konzentrisch ineinander angeordnete Leitschaufelkränze eines Gasturbinentriebwerks, insbesondere für die Eintrittsleitschaufeln eines Triebwerksverdichters und die Austrittsleitschaufeln eines Mantelstromverdichters.
• Bei bekannten Tragringkonstruktionen weist der Tragring einen kastenförmigen Querschnitt auf und nimmt in Schlitzen seiner Seitenwände die Wurzeln der Leitschaufeln formschlüssig auf. Es ist jedoch konstruktiv schwierig, die Leitschaufeln in einem Tragring von kastenförmigem, Querschnitt so sicher zu befestigen, daß sie den bei Triebwerken auftretenden hohen Belastungen gewachsen sind. Insbesondere war es bisher schwierig, eine gegenseitige feste Verbindung zwischen außen und innen liegenden Schaufeln zu erzielen, wenn deren Anzahl ungleich war, so daß sie gestaffelt angeordnet waren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Tragring für diese Schaufeln, unabhängig von ihrer Anzahl in den beiden Schaufelkränzen, derart zu gestalten, daß eine möglichst feste Verbindung zwischen den Schaufeln der beiden Kränze und eine gute Stabilität für den Tragring selbst erzielt wird.
• Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Tragring zwei dünnwandige, mit abgestumpftem V-Querschnitt geformte Teile aufweist, die entgegengesetzt gerichtet, mit ihrer inneren Seitenwand aneinander anliegen und die mit ihrer Stirnseite an je einer achsnorinalen Ringplatte anliegen, die sich bis zur äußeren Seitenwand des anderen V-förmigen Teils erstreckt, daß die äußeren Seitenwände die Schlitze zur Aufnahme der Wurzeln der Schaufeln tragen und daß alle Derührungstellen als feste Verbindungen ausgebildet sind.
• Ein derartiger Aufbau des Tragringes aus zwei V-förniigen Trägem, die wie zwei gegensinnig gerichtete Keile aneinander anliegen und durch die Ringplatten gegenseitig verspannt sind, erhöht nicht nur die Stabilität des Tragringes selbst, sondern auch die gegenseitige Festlegung der äußeren und inneren Leitschaufeln. Dabei ergibt sich außerdem eine einfache Montage der Schaufeln an den V-förmigen Trägem.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung des Tragringes nach der Erfindung besteht darin, daß an jeder Schaufelwurzel außerhalb der äußeren Seitenwände eine Lippe angeformt ist und daß diese und die Ringplatten eine die Wandung der Strömungskanäle bildende mehrteilige Verschalung des Tragringes tragen.
• Die Träger mit V-förinigem Querschnitt können aus mit Fasern verstärktem Kunstharz hergestellt und durch Verkleben miteinander verbunden sein. Auch die Leitschaufeln können in an sich bekannter Weise aus vergütetem Kunstharz bestehen.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläuterL F i g. 1 zeigt einen Teilschnitt durch ein Gasturbinentriebwerk, dessen Tragring für die inneren und äußeren Leitschaufeln des Gebläses bzw. Verdichters gemäß der Erfindung aufgebaut ist; F i g. 2 zeigt vergrößert einen Teil der Anordnung nach F i g. 1; F i g. 3 ist ein Umfangsschnitt entlang der Linie 3-3 in F i g. 2, und F i g. 4 ist ein perspektivisches Schnittbild, gesehen in Richtung des Pfeils 4 in F i g. 3. Die Zeichnung stellt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 dar, das eine Leichtkonstruktion ist und in erster Linie als Hubtriebwerk dient. Es hat ein äußeres Gehäuse 11 und ein inneres Gehäuse 12, welche eine ringfönnige Gebläseleitung 13 bilden. Im Gehäuse 12 befinden sich in Strömungsrichtung ein Verdichter 14, eine nicht dargestellte Brennkammer und eine ebenfalls nicht dargestellte Turbine, welche den Verdichter 14 über eine Welle 15 antreibt, Innerhalb der Welle 15 ist eine Welle 16 angeordnet, die von einer nicht dargestellten weiteren Turbine angetrieben wird. Mit dieser Welle 16 ist eine Trommel 20 verkeilt, die durch Schaufeln 21 mit einem Ring 22 verbunden ist. Dieser trägt einen Kranz von Gebläselaufschaufeln 23, die in der Gebläseleitung 13 liegen und ein Vordergebläse 24 bilden.
• Das Vordergebläse 24 hat Auslaßleitschaufeln 25, die aus mit Fasern verstärktem Kunstharz hergestellt sind und sich zwischen dem Gehäuse 11 und dem Tragring erstrecken, der am Gehäuse 12 befestigt ist. Der Verdichter 14 hat EinIaßleitschaufeln 27, die ebenfalls aus mit Fasern verstärktem Kunstharz hergestellt sind und zwischen dem Tragring 26 und einem Lagergehäuse 30 liegen. Dieses trägt Lager 31 und 32, in welchen die Trommel 20 bzw. die Welle 15 gelagert ist.
• Der Tragring 26 umfaßt zwei ringförmige Teile 33, 34 mit entgegengesetzt abgestumpft V-förmigeni Querschnitt; sie liegen ineinander und mit ihrer inneren Seitenwand 35 bzw. 36 aneinander an. Beide Teile 33 und 34 sind aus mit Fasern verstärktem Kunstharz, z. B. durch Pressen, gefertigt und z. B. durch Verkleben zusammengebaut. Die äußeren Seitenwände 40 bzw. 41 der Teile 33, 34 haben eine Anzahl winkelmäßig versetzter Schlitze 42 (s. F i g. 4).
• Der Tragring 26 umfaßt ferner zwei in axialem Abstand achsnormal angeordnete Ringplatten 43, 44. Der Teil 33 hat einen Fußteil 45, welcher - ebenso wie die Enden der Seitenwände 36, 41 des Teils 34 - an der Ringplatte 43 angebaut ist. Ähnlich hat der Teil 34 einen Fußtell 46, welcher - ebenso wie die Enden der Seitenwände 35, 40 des Teils 33 - an der Ringplatte 44 befestigt ist.
• Durch jeden Schlitz 42 in der Seitenwand 41 erstreckt sich die Wurzel 47 einer Auslaßleitschaufel 25. Die Vorder- und Rückseite jeder Wurzel 47 liegt an einem Block 50 bzw. 51 und ist an diesem befestigt. Die Blöcke 50 sind an der Ringplatte 43, die Blöcke 51 am Fußteil 46 des Teils 34 innen befestigt.
• Die Einlaßleitschaufeln 27 sind ähnlich in Schlitzen in der Seitenwand 40 des Teils 33 befestigt. Jede Wurzel 47 ist mit einer versteifenden Hülse 52 ausgestattet. Diese hat einen Lippenflansch 53, welcher außerhalb des betreffenden Teils 33, 34 liegt. Eine ringförmige Verschalung 54 besteht aus einer Anzahl von Teilen, die sich jeweils auf den Lippen 53 der Schaufeln 25, 27 sowie auf den Ringplatten 43, 44 abstützen.
• Auf der stromaufwärtigen Seite der Ringplatte 43 ist ein ringförmiger Wandteil 55 befestigt, welcher mit zwei Sätzen von Dichtungsrippen 56 ausgestattet ist, die mit der Oberfläche 57 des Rings 22 als Labyrinthdichtung zusammenwirken.
• Auch die radial nach außen liegenden Enden der Auslaßleitschaufeln 25 können in einem ähnlichen ringförnügen Teil mit keilförmigem Querschnitt befestigt sein, welcher auf dem Gehäuse 11 sitzt.
• Vorzugsweise sind die Schaufeln 25 und 27 radial aufeinander ausgerichtet, um dem Aufbau eine bessere Stabilität zu geben. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für verschiedene Anzahlen von Schaufeln. Außerdem eignet sich die Erfindung auch für Schaufelanordnungen mit mehr als zwei konzentrischen Leitungen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Tragring für konzentrisch ineinander angeordnete Leitschaufelkränze eines Gasturbinentriebwerks, insbesondere für die Eintrittsleitschaufeln eines Triebwerksverdichters und die Austrittsleitschaufeln eines Mantelstromverdichters, wobei der Tragring kastenförinigen Querschnitt aufweist und in Schlitzen seiner Seitenwände die Wurzeln der Leitschaufeln formschlüssig aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring(26) zwei dünnwandige, mit abgestumpftem V-Querschnitt geformte Teile (33, 34) aufweist, die entgegengesetzt gerichtet mit ihrer inneren Seitenwand (35 bzw. 36) aneinander anliegen und die mit ihrer Stirnseite (45 bzw. 46) an je einer achsnormalen Ringplatte (43 bzw. 44) anliegen, die sich bis zur äußeren Seitenwand (40 bzw. 41) des anderen V-förmigen Teils erstreckt, daß die äußeren Seitenwände die Schlitze (42) zur Aufnahme der Wurzeln (47) der Schaufeln (27 bzw. 25) tragen und daß alle Berührungsstellen als feste Verbindung ausgebildet sind.
2. 2. Tragring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Schaufelwurzel (47) außerhalb der äußeren Seitenwände (40, 41) eine Lippe (53) angeformt ist und daß diese und die Ringplatten (43, 44) eine die Wandung der Strömungskanäle bildende mehrteilige Verschalung (54) des Tragrings tragen.