DE1246322B - Leitschaufelkranz fuer Axialstroemungsmaschinen, insbesondere Gasturbinen und Verdichter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F02c

Deutsche Kl.: 46f-ll

1246 322
G 357701 a/46 f
23. August 1962
3. August 1967

Die Erfindung betrifft einen Leitschaufelkranz für Axialströmungsmaschinen, insbesondere Gasturbinen und Verdichter, dessen Leitschaufeln mit ihren inneren und äußeren Enden durch einen radial inneren und radial äußeren Ring gesteckt und an diesen Ringen befestigt sind, wobei der äußere Ring einen kastenförmigen Querschnitt aufweist.

Der äußere Ring weist bei derartigen Leitschaufelkränzen Schlitze auf, die die Enden der Leitschaufeln aufnehmen. Diese Schlitze mußten entweder mit außerordentlich hoher Genauigkeit angeordnet und geformt sein, damit die Leitschaufeln in der richtigen Lage gehalten werden konnten, oder, falls größere Toleranzen möglich waren, die Schlitze mußten mit Übergröße gefertigt werden, damit beim Zusammenbau die erforderliche Freiheit einer Bewegung zum Ausrichten und Einrichten gegeben war. Wenn die Schlitze mit Übergröße hergestellt wurden, mußten die Teile der Schlitze, die im zusammengebauten Zustand nicht von den Leitschaufeln ausgefüllt wurden, mit einem geeigneten Füllmaterial ausgefüllt werden. Das Füllmaterial kann den Aufbau des Leitschaufelkranzes nachteilig beeinflussen.

So ist bereits ein Leitschaufelkranz bekannt, bei dem der äußere Ring aus einem einteiligen, kastenförmigen Bauteil besteht, der innen und außen Einschnitte zur Aufnahme der Leitschaufel aufweist. Bei diesem bekannten Ring müssen die Einschnitte zur Aufnahme der Schaufeln mit außerordentlicher Genauigkeit hergestellt werden, damit der Leitschaufelkranz in richtiger Weise zusammengebaut werden kann. Bei diesem bekannten Ring treten in der Praxis so erhebliche Toleranzunterschiede auf, daß nach dem Zusammenbau gewisse Abschnitte zwischen dem Ring und den Leitschaufeln, wie bereits dargelegt, mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden müssen.

Es ist auch bereits ein Leitschaufelkranz mit einem äußeren Ring bekannt, der zweiteilig ausgebildet ist und aus zwei Abschnitten besteht. Beide Abschnitte weisen Öffnungen zur Aufnahme der Leitschaufeln auf. Es könnte sein, daß bei diesem bekannten Ring beim Zusammenbau eine gewisse Freiheit bezüglich der relativen Winkellage zwischen den Abschnitten gegeben ist. Durch eine derartige Verschiebung können aber nicht alle Maßabweichungen ausgeglichen werden, so daß es immer noch erforderlich sein kann, die Schlitze mit Übergrößen herzustellen und Füllmaterialien zu verwenden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitschaufelkranz zu schaffen, bei dem der äußere Ring mit einfachsten Mitteln derart auf-Leitschaufelkranz für Axialströmungsmaschinen, insbesondere Gasturbinen und Verdichter

Anmelder:

General Electric Company,

Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser

und Dipl.-Ing. Ό. Leiser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Daniel Mathew Judge, Saugus, Mass.;
Louis Ernest Varadi, Danvers, Mass.;
Theodore Edmond Bourque,
Norwalk, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. August 1961
(133 640)

gebaut werden kann, daß Maßabweichungen ausgeglichen werden können.

Erfindungsgemäß besteht die äußere Wand des äußeren Rings aus einer Anzahl einander überlappender Segmente, von denen wenigstens ein Teil wenigstens eine Öffnung zur Aufnahme je einer Leitschaufel hat, und zwar sind diese Segmente in Umfangsriehtung an den einander überlappenden Stellen miteinander, z. B. durch Schweißen, verbunden.

Durch die Unterteilung der äußeren Wand des äußeren Rings in Segmente, und durch die Überlappung ist es möglich, die Winkellage der einzelnen Segmente am Ring oder die Winkellage benachbarter Segmente zu korrigieren, so daß jedes einzelne Segment den örtlichen Bedingungen entsprechend angeordnet werden kann. Es wird durch die sich überlappenden Segmente eine außerordentliche Flexibilität des Aufbaus erzielt, die die erforderliche Ausrichtung ohne weiteres zuläßt. Weiterhin werden durch die sich überlappenden Teile Versteifungselemente gebildet, die die Festigkeit der gesamten Anordnung wesentlich erhöhen.

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Es kann zweckmäßig sein, daß die Segmente längs einer serpentinenförmigen Kurve miteinander verbunden sind.

In der Zeichnung ist ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht eines Leitschaufelkranzes für Axialströmungsmaschinen in Achsrichtung,

Fig. 2 eine Teilansicht der Umfangsabwicklung des in Segmente unterteilten äußeren Rings des Leitschaufelkranzes und ίο

Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 3-3 der F i g. 2.

In Fig. 1 ist ein Leitschaufelkranz 1 für Axialströmungsmaschinen teilweise dargestellt. Der Leitschaufelkranz 1 weist einen inneren Ring 2 auf, der mit einer Anzahl sich radial erstreckender Statorschaufeln 10 bis 14 ausgestattet ist. Die Statorschaufeln 10 bis 14 sind in der Nähe der Enden 20 bis 24 durch einen äußeren Ring 30 gesteckt, der eine innere Wand 35 und eine äußere Wand 36 aufweist. Die äußere Wand 36 besteht aus einer Anzahl von Segmenten 40 bis 44, die in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind und dadurch eine ganze äußere Wand 36 bilden. Der äußere Ring weist kastenförmigen Querschnitt auf. Die äußere Wand 36 besteht aus Segmenten 40 bis 44, die sich, wie bei 50 bis 54 gezeigt, überlappen, wenn diese Segmente 40 bis 44 in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind.

Wie Fig. 2 zeigt, haben die einzelnen Segmente 40 bis 42 der äußeren Wand Öffnungen 60 bis 62, die in den einzelnen Segmenten 40 bis 42 angeordnet sind. Die Öffnungen 60 bis 62 können durch verschiedene Bearbeitungsgänge hergestellt sein, wie beispielsweise durch Stanzen oder Ausschneiden. Die Öffnungen 60 bis 62 in den Segmenten 40 bis 42 nehmen die Stätorschaufelenden 20 bis 22 dicht sitzend in sich auf, da die Öffnungen 60 bis 62 Wandungen aufweisen, die konform zum Umfang der Sehaufelenden 20 bis 22 ausgebildet sind. Die einzelnen Segmente 4© bis 42 sind im Umfangsrichtung miteinander, beispielsweise durch Hartlötung, verbunden, nachdem diese Segmente in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet sind, und halten dadurch die sich radial erstreckenden Statorschaufeln 10 bis 14 in der richtigen Lage. Diese Ausrichtung kann bewirken, daß die-Überlappungen 70 und 71 verschieden groß sind, wie aus F i g. 3 zu erkennen ist.

Eine Schnittansicht der äußeren Wand 36, genommen längs der Linie 3-3 der Fig. 2 ist in Fi g. 3 dargestellt; die Überlappungen 70, 71 der benachbarten Segmente 40 bis 42 sind durch die Ausrichtung verschieden, die vor dem Hartverlöten erforderlich ist. Es können auch andere Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder Bolzen vorgesehen sein, die durch benachbarte Segmente gesteckt sind.

Ein weiterer Vorteil ist in Fig. 2 dargestellt, in der gezeigt ist, daß die Überlappungen 70 bis 72 Versteifungsrippen 80 bis 82 längs einer serpentinenförmigen Kurve erzeugen, welche im allgemeinen der Krümmung der Leitschaufelenden 20 bis 22 entspricht. Derartige Verstärkungsrippen 80 bis 82 erzeugen eine wesentlich festere und starrere äußere Wand 36.

Es können auch andere Unterteilungen der äußeren Wand 36 vorgenommen werden. Beispielsweise können die Segmente 40 bis 44 eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, die sich durch die Segmente hindurch erstrecken und in denen die Statorschaufelenden 20 bis 44 aufgenommen werden. Es muß nicht sein, daß ein einzelnes Segment nur eine einzige Öffnung aufweist. Weiterhin können bestimmte Segmente kleine Öffnungen aufweisen, so daß dadurch Abstandhalter zwischen benachbarten Segmenten, die Öffnungen aufweisen, gebildet werden.

Die Versteifungsrippen 80 bis 82 müssen nicht unbedingt längs einer serpentinenartigen Kurve, wie dargestellt, verlaufen, es können vielmehr solche Versteifungsrippen in jeder gewünschten Form vorgesehen werden.

Claims (2)

Patentanspruch e:

1. Leitschaufelkranz für Axialströmungsmaschinen, insbesondere Gasturbinen und Verdichter, dessen Leitschaufeln mit ihren inneren und äußeren Enden durch einen radial inneren und radial äußeren Ring gesteckt und an diesen Ringen befestigt sind, wobei der äußere Ring kastenförmigen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wand des äußeren Rings (36) aus einer Anzahl einander überlappender Segmente (40 bis_4J3) besteht, von denen wenigstens ein TeiF wenigstens eine Öffnung (60 bis 62) zur Aufnahme je einer Leitschaufel (11 bis 14) hat, und daß diese Segmente in Umfangsrichtung an den einander überlappenden Stellen (70 bis 72) miteinander, z. B. durch Schweißen, verbunden sind.

2. Ringförmige Zwischenwandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente längs einer serpentinenförmigen Kurve miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 017 420;
USA.-Patentschriften Nr. 2 996 281, 2 980 396,
2 945 673,2 834 573.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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