DE554367C - Einrichtung fuer den Einbau geteilter Leitschaufeltraeger, insbesondere von Maschinen, welchen hohen Drucken und Temperaturen ausgesetzt sind - Google Patents

Description

Bei Dampf- oder Gasturbinen mit besonderen Leitschaufelträgern wird es, insbesondere bei hohen Temperaturen, praktisch unmöglich, die Wärmedehnungen von Gehäuse und Leitschaufelträger in allen Betriebszuständen gleich groß zu halten. Man hat daher bereits die Leitschaufelträger in besondere vom Wärmemittel umspülte Haltekörper eingebaut. Diese Haltekörper werden ein- oder mehrteilig derart ausgeführt, daß sie selbst sich so weit dehnen können, als es die umschlossenen Leitschaufelträger erfordern. Dabei zeigten sich einteilige, die Leitschaufelträger kraftschlüssig umfassende, nachgiebige Haltekörper als besonders vorteilhaft, da sie die Nachteile aller geteilten Haltekörper, nämlich die Teilfugenverbindung und die Gefahr des Unrundwerdens, vermeiden. Auch diese Haltekörper sind aber nicht ohne weiteres geeignet, bei sämtlichen vorkommenden Dehnungsunterschieden zwischen Tragkörper und Leitschaufelträger die gegenseitige Lage von Haltekörper und Leitschaufelträger unverändert zu erhalten. Soweit die Dehnung des Haltekörpers stärker ist als die des Leitschaufelträgers, geht bei den bekannten Ausführungen vielmehr die Zentrierung des Leitschaufelträgers verloren, und es tritt infolgedessen eine Verlagerung des Leitschaufelträgers gegen die Welle ein. Damit ergibt sich dann eine die Betriebssicherheit gefährdende einseitige Verkleinerung des radialen Spaltes zwischen den feststehenden und den umlaufenden Teilen.

Es ist auch schon vorgesehen worden, neben der Zentrierung der Leitschaufelträger nach außen zugleich eine Zentrierung nach innen vorzunehmen. Das genügt aber an sich noch nicht ohne weiteres, um eine wirklich einwandfreie Zentrierung der Leitschaufelträger zu erhalten. Dafür ist es vielmehr erforderlich, daß die Innenzentrierung nicht oder doch nicht allein durch den für die nachgiebige Außenzentrierung benutzten Haltekörper gebildet wird. Gemäß der Erfindung soll der Einbau der Leitschaufelträger derart erfolgen, daß bei den geteilten, in besonderen einteiligen Haltekörpern nach außen elastisch nachgiebig zentrierten Leitschaufelträgern zugleich eine praktisch starr wirkende Innenzentrierung stattfindet, die nicht oder doch nicht allein durch den die elastische Außenzentrierung ergebenden Haltekörper gebildet wird. Daß die gleichen Haltekörper, die in bezug auf die Zentrierung nach außen elastisch nachgiebig wirken, sich in bezug auf die Zentrierung nach innen praktisch starr verhalten können, ist durch die Verwendung geteilter Leitschaufelträger ohne weiteres möglich.

Bei einer derartigen Ausführung erreicht man, daß die Lage des Tragkörpers zum Leitschaufelträger auch bei auftretenden Dehnungsunterschieden unverändert bleibt, und zwar unabhängig davon, wie die Dehnungsunterschiede zustande gekommen sind, ob z. B. durch voreilende Abkühlung oder durch nacheilende Erwärmung der Leitschaufelträger gegenüber dem

Haltekörper. Als besonderer Vorteil ergibt sich zugleich noch, daß durch die beiderseitige Zentrierung auch ein Werfen der zweiteiligen, ringförmigen Leitschaufelträger nach außen wie nach innen verhindert wird.

Wie die Ausführung im einzelnen getroffen werden kann, ist in den Zeichnungen an Hand einiger Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Dabei ist in Abb. ι und 2 eine Trommelturbine,

ίο in Abb. 3 eine Räderturbine zugrunde gelegt. Nach Abb. 1 zunächst sind α¹, α², α³, α¹ Einsatzkörper, die zum Tragen der Leitschaufeln b dienen. Diese Leitschaufelträger sind in einer Durchmesserebene geteilt. Sie werden durch einteilige Federringe c¹, c², c³, c⁴ zusammengehalten. Die Federringe selbst bestehen dabei jeweils aus einem kegelförmigen Teil.i, einem inneren Führungsteil e und einem äußeren Führungsteil f. Das Zentrieren nach außen

ao wird dadurch bewerkstelligt, daß der äußere Führungsteil f des Federringes c¹ gegen das Gehäuse, der äußere Führungsteil des Federringes c⁴ gegen einen besonderen axial federnden Zentrierring abgestützt ist, während im übrigen die Führungsteile f der verschiedenen Federringe, indem sie dichtend übereinandergreifen, sich gegenseitig zentrieren.

Zum Zentrieren der Leitschaufelträger a¹, a², a³, a^l nach innen sind die inneren Führungsteile e der Federringe benutzt, indem sie eine solche Form erhalten, daß sie je mit einem radial vorspringenden Teil h zwischen zwei aufeinanderfolgende Leitschaufelträger greifen und die Leitschaufelträger sich mit Schultern i von außen gegen diesen vorspringenden Teil legen. Der Raum zwischen den Federringen und dem Turbinengehäuse wird durch das abdichtende Übereinandergreifen der äußeren Führungsteile f der Federringe, da hierdurch gewissermaßen eine Zwischenwand gebildet wird, gegen das Turbineninnere abgedeckt, so daß dieser Raum gegen den Zutritt von Dampf höheren Druckes und höherer Temperatur geschützt ist, aber ein gewünschter geringerer Druck darin aufrechterhalten werden kann. Auf diese Weise läßt sich eine günstige Entlastung des Turbinengehäuses erzielen, und es wird damit ermöglicht, dieses selbst bei hohen Drücken aus Stahlguß herzustellen und es sogar zweiteilig mit Flanschverbindung auszuführen, was für den Zusammenbau naturgemäß außerordentlich vorteilhaft ist. Die Beanspruchung durch den Dampf höheren Druckes und höherer Temperatur haben dann die Federringe aufzunehmen. Dabei läßt sich durch entsprechende Wahl des Druckes in dem nach der Gehäusewand hin abgeteilten Raum aber gegebenenfalls eine die Federringe entlastende Druckabstufung einstellen. In den Federringen selbst können die Räume k, I beiderseits der federnden Wand d ebenfalls mit Stufen geeigneten Druckes verbunden sein, beispielsweise die Räume k jeweils mit der Stufe höchsten Druckes des betreffenden Leitschaufelträgers, die Räume I mit einer dahinterliegenden Stufe. Dadurch läßt sich der Druckunterschied an der federnden Wand und damit die Beanspruchung dieser ,Wand beliebig klein halten, so daß sie unbedenklich dünn ausgebildet werden kann. Die Druckbeanspruchung · wird im wesentlichen durch den äußeren Führungsteil/" aufgenommen.

Zwischen dem äußeren Führungsteil f und dem zugehörigen Leitschaufelträger sind im übrigen Zwischenringe m mit geringem Spiel eingesetzt, um auf alle Fälle zu verhindern, daß ein Verwerfen der Federringe über ein bestimmtes Maß hinaus, das durch die Spaltgröße an den Schaufelspitzen gegeben ist, stattfinden kann.

Auch bei der Abb. 2 handelt es sich um eine Trommelturbine. Die geteilten Leitschaufelträger a¹, a², a^s, al· werden dabei wieder durch die federnden Ringe c¹, c², c³, c⁴ zusammengehalten. Zum Zentrieren nach innen werden aber nicht mehr diese Ringe benutzt, sondern es sind dazu besondere Winkelringe n¹, n², n³, wl· vorhanden. Gegen diese Ringe, die nach Art der äußeren Führungsteile f der Abb. 1 sich durch Übereinandergreifen gegenseitig nach außen zentrieren, legen sich dann die Federringe c¹, c², c³, c⁴ an.

Abb. 3 zeigt eine Räderturbine.. Die geteilten Leitschaufelträger a¹, a², a^s, a⁴· sind dabei einerseits die Leitscheiben, andererseits der Tragring α für die Umkehrschaufeln des vorgeschalteten Geschwindigkeitsrades. Die Innenzentrierung des letzteren wird durch Auflagerung gegen einen vorspringenden Teil h des zugehörigen Federringes c erzielt. Bei den Leitscheiben a¹, a², a^s, al· wird die Innenzentrierung jeweils durch die einteiligen Federringe c, c¹, c², c³, c⁴ des benachbarten Leitschaufelträgers bewirkt. Diese Federringe greifen auf der Außenseite je in eine Nut des Turbinengehäuses ein, während sie sich auf der Innenseite mit den Führungsteilen e auf die Leitscheiben legen.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Einrichtung für den Einbau geteilter Leitschaufelträger, insbesondere von Maschinen, welche hohen Drucken und Temperaturen ausgesetzt sind und bei denen die Leitschaufelträger in besonderen einteiligen Haltekörpern nach außen elastisch nachgiebig zentriert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich eine Zentrierung der Leitschaufelträger (a¹, a², a³, #⁴) nach innen stattfindet, wobei diese Innenzentrierung starr ausgebildet und nicht oder doch nicht allein durch den die elastische Außenzentrierung ergebenden Haltekörper (c¹, c², c^s, c⁴) gebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß Teile der als ungeteilte Körper für die elastische Zentrierung nach außen um die Leitschaufelträger (β¹, α², α³, α⁴) gelegten Federringe (c¹, c², c³, c⁴) zugleich für die starre Innenzentrierung benutzt sind (Abb. ι und 3).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit mehreren Leitschaufelträgern und Federringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung des einzelnen Leitschaufelträgers (a¹, a², a³, a^l) nach innen durch einen Teil des Federringes (c¹, c², c³, c⁴) des betreffenden Leitschaufelträgers in Verbindung mit einem Teil des Federringes eines der unmittelbar benachbarten Leitschaufelträger erzielt ist (Abb. 1).

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung nach innen durch besondere Ringkörper (n¹,

ao M², w³, n^l) erfolgt (Abb. 2).

5. Einrichtung nach Anspruch 4 mit mehreren Leitschaufelträgern und Federringen, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Leitschaufelträger (α¹, α², α³, α*)

as nach innen durch zwei benachbarte Winkelringe [ti¹, Jt², n³, M⁴) zentriert ist, deren einer den Federring des betreffenden Leitschaufelträgers 'aufnimmt (Abb. 2).

6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit mehreren Leitschaufelträgern und Federringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Federringe nur zum Teil gegen das Gehäuse, im übrigen aber gegeneinander zentriert sind (Abb. i).

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und letzte mehrerer aufeinanderfolgender Federringe oder Winkelringe gegen das Gehäuse zentriert sind, gegebenenfalls unter Einfügung eines elastischen Gliedes (g) (Abb. 1 und 2).

8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federringe (c¹, c²| c³, c⁴) oder Winkelringe (n¹, n², n³, M⁴) eine Zwischenwand bilden, die das Gehäuse gegen Beanspruchung mit dem Betriebsmittel höheren Druckes und höherer Temperatur abdeckt (Abb. 1 und 2).

9. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federringe (c¹, c², c³, c⁴) einseitig oder beiderseits des federnd nachgiebigen Teiles (d) zylindrische Führungsteile (e, f) aufweisen, wobei die äußeren Führungsteile (f) zur Zentrierung der Federringe gegen das Gehäuse oder gegeneinander, die inneren Führungsteile (e) zur Erzielung der starren Innenzentrierung dienen (Abb. 1).

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits des federnd nachgiebigen Teiles (d) des Federringes liegenden Räume mit für den jeweils beabsichtigten Zweck in bezug auf Druck oder Temperatur passenden Stufen der Turbine in Verbindung stehen.

11. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einteiligen und mit inneren Führungsteilen (e) für die starre Innenzentrierung versehenen Federringe (c¹, c², c³, c⁴) in Ringnuten des Gehäuses sowohl axial als auch radial gehalten sind (Abb. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen