DE1601636B2

DE1601636B2 - Leitschaufelanordnung für Turbinen mit im Betrieb verstellbaren Leitschaufeln

Info

Publication number: DE1601636B2
Application number: DE19671601636
Authority: DE
Inventors: Robert Noel; Poole Joseph John; Solihull Warwickshire Penny (Großbritannien)
Original assignee: The Rover Co. Ltd., Solihull, Warwick (Grossbritannien)
Priority date: 1966-06-03
Filing date: 1967-06-02
Publication date: 1970-11-05
Also published as: CH464607A; DE1601636A1; GB1119439A; US3392958A

Claims

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitschaufel- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im

anordnung für Turbinen mit im Betrieb verstellbaren folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Es

Leitschaufeln, die über ein gemeinsames Steuerglied zeigt '

durch ein Druckmittel verstellbar sind. F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine verstellbare

Eine derartige Leitschaufelanordnung ist aus der 5 Leitschaufelanordhung, '

britischen Patentschrift 737 472 bekannt. F i g. 2 einen Halbschnitt entlang der Linie Ti-II

Bei der bekannten Leitschaufelanordnung sind die in Fig. 1,

einzelnen Leitschaufeln mit beiderseits angeordneten Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der LinieIII-III

Drehzapfen gelagert, von denen der radial innen in Fig. 2.

liegende Zapfen mit einem etwa in Umfangsrichtung io Nach den Figuren besteht die Leitschaufelanordangeordneten Hebelärrq/versehen ist, der in sich in nung aus einer Mehrzahl von Leitschaufeln 1, die Umfangsrichtung erstrejkende Schlitze eines Steuer- auf einem zum Laufrad 2 koaxialen Kreis mit gegengliedes eingreift, welches mittels eines Druckmittels seitigem Abstand verteilt und zwischen dem Laufin axialer: Richtung.■ ygrgtellbät ist. Bei dieser durch rad 2 und einem weiteren Laufrad 9 angeordnet die Vielzahl der Einzelteile komplizierten Anord- 15 sind. Jede Leitschaufell besitzt ein aus dem gleichen nung ist das Steuerglied ^zusätzlich noch so aüsgebil- Teil geformtes Zahnrad 3, mittels dessen die Leitdet, daß es die durch die erhöhten Temperaturen auf- schaufel um eine Drehachse 4 (s. Fig. 2) verstellt tretenden radialen und axialen Dehnungen ohne Be-^ werden kann, wodurch sich der Anstellwinkel der einflussung der Leltschäufelstellung aufnehmen kann. Leitschaufel ändert. Die Zahnräder 3 sind in einem

Es ist weiterhin bekannt, am Drehzapfen der Leit- 20 Block 10 geführt und derart angeordnet, daß sie ge-. schaufel ein Zahnrad vorzusehen, um die Verstell- meinsam durch die Axialbewegung eines kplbenbewegung zu ermöglichen. Bei einer Ausführung förmigen Steuergliedes 5 gedreht werden, welches dieser Art wird das Zahnrad über ein Tellerrad yer- koaxial zum Laufrad 2 und zu dem Kranz der Leitdreht, das seinerseits von außerhalb über weitere schaufeln 1 angeordnet ist. Das Steuerglied 5 ist in Zahnräder verstellt wird. , 25 einem Zylinder 6, der am Block 10 axial angrenzt, in

Es liegt die Aufgabe vor, eine Leitschaufelanord- Axialrichtung bewegbar. Am Außenumfang des

nung zu schaffen, die besonders einfach aufgebaut Steuergliedes.5' ist eine Mehrzahl von sich nach

ist, die außerdem den hohen Temperaturen wider- außen erstreckenden Rippen 11 vorgesehen, an die

stehen kann und durch Wärmeausdehnungen die axial verlaufende Zahnstangen 7 angeformt sind.

Winkelstellung,der Leitschaufeln nicht beeinflußt. 30 Diese Rippen 11 sind um den Umfang des Steuer-

Diese Aufgabe wird bei Leitschaufelanordnungen giiedes so verteilt, daß sich die Zahnstangen 7 jeder eingangs angegebenen Art erfihdungsgemäß weils mit einem zugehörigen. Zahnrad 3 im Eingrifl 'durch die Kombination der folgenden Merkmale ge- befinden. Von einer nicht dargestellten Druckluftlöst: ^: ' , ^: quelle wird Druckluft in das Endteil 8 des Zylin-

a) Jede Leitschaufel ist mit einem Zahnrad mit 35 ders 6 angrenzend an den Kopf des Steuergliedes 5 Stirnverzahnung versehen; geleitet, so daß sich das Steuerglied 5 innerhalb des

b) das Steuerglied ist ein koaxial zur Turbinen-,. Zylinders 6 in Axialrichtung bewegt. Die Axialachse angeordneter, axial beweglicher Ro- bewegung des Steuergliedes 5 bewirkt eine gleich-

, tationskörper, der an seiner Oberfläche mit zeitige Drehung der Zahnräder 3 tun ihre Drehaxial ausgerichteten Zahnstangen versehen ist; 40 achse 4, wodurch auch die jeweiligen Leitschaufeln 1 • c) die Zahnräder der. Leitschaufehl stehen im Ein- verstellt werden. Die Drehachse 4 einer jeden Leitgriff mit den:Zahnstangen des Steuergliedes. schaufel 1 ist gegenüber der Längsachse der Leit-

Der hierdurch erzielte' technische Fortschritt be- schaufel durch den Druckmittelpunkt versetzt angesteht darin, daß diese Leitschaufelanordnung die ordnet, so daß die Belastung der Leitschaufel durch komplizierte Hebelanordnung sowie das in Umf angs- 45 das Arbeitsmittel dazu ausgenutzt werden kann, das richtung zu verstellende Tellerrad der bekannten auf die Leitschaufel durch das Zahnrad ausgeübte Anordnungen vermeidet, die zu Schwierigkeiten in Drehmoment zu unterstützen oder diesem Drehder Verstellung der Leitschaufeln im Betrieb infolge moment entgegenzuwirken. Die Leitschaufeln 1, die Wärmeausdehnungen führen kann. Zahnräder3, das Steuerglied 5 und der Zylinder 6 ■ Vorzugsweise ist naoh einem weiteren Merkmal 50 bestehen aus einem keramischen öder einem anderen das Steuerglied ein in einem Zylinder angeordneter nichtmetallischen Material, das einer hohen Be-Hohlkolben, der an seiner Außenfläche die Zahn- triebstemperatur, die beispielsweise in der Größenstangen trägt, wobei der Zylinder Öffnungen für das Ordnung von 1100° C liegt, standhalten kann. Druckmittel aufweist.

Als Druckmittel wird nach feinem weiteren Merk- 55

mal der Erfindung vorzugsweise Druckluft ver- Patentansprüche:

wendet. . ■ : . ■■■■ ■;..■■· . ■· .-■ , ■■ · ■■ ■ ■ ■ .. ' .' - _ .■ ■ ■ . ...

Vorteilhaft ist es auch, das Steuerglied und den

Zylinder aus einem keramischen oder einem nicht- ■ 1 1. Leitschaufelanordnung für Turbinen, mit im metallischen Material herzustellen, das die hohen 60 Betrieb verstellbaren Leitschaufeln, die über ein auftretenden Temperaturen aüshält. gemeinsames Steuerglied durch ein Druckmittel

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird verstellbar sind, gekennzeichnet durch

die Drehachse jeder Leitschaufel vorzugsweise die Kombination folgender Merkmale:

gegenüber der Längsachse durch den Druckmittel- a) jede Leitschaufel (1) ist mit einem Zahnrad

punkt der Leitschaufel versetzt angeordnet. Dieses 65 : . (3) mit Stirnverzahnung versehen;

besonders bei der Verwendung von keramischem b) das Steuerglied (5) ist ein koaxial zur

Material wichtige Merkmal ermöglicht es, die Be- Turbinenachse angeordneter, axial beweg-

' lastungen der Keramikteile wesentlich zu verringern. licher Rotationskörper, der an seiner Ober-

fläche mit axial ausgerichteten Zahnstangen (7) versehen ist;

c) die Zahnräder (3) der Leitschaufeln (1) stehen im Eingriff mit den Zahnstangen (7) des Steuergliedes (5).
2. Leitschaufelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (5) ein in einem Zylinder angeordneter Hohlkolben ist, der an seiner Außenfläche die Zahnstangen (7) trägt, wobei der Zylinder (6) Öffnungen für das Druckmittel aufweist.
3. Leitschaufelanordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel Druckluft ist.
4. Leitschaufelanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (5) und der Zylinder (6) aus einem keramischen oder nichtmetallischen Material besteht.
5. Leitschaufelanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse jeder Leitschaufel (1) gegenüber der Längsachse durch den Druckmittelpunkt der Leitschaufel versetzt angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen