DE1926327B2

DE1926327B2 - Lagerung schwenkbarer leitschaufeln

Info

Publication number: DE1926327B2
Application number: DE19691926327
Authority: DE
Inventors: Wolf 8031 Gröbenzell Loebel
Original assignee: Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München
Priority date: 1969-05-23
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1972-09-14
Also published as: US3652177A; DE1926327A1; GB1249279A; SE358441B; FR2030895A5

Description

I 926

Gasturbine. In einem Turbinengehäuse 2 ist in einer Bohrung eine Lagerbüchse 3 fest eingesetzt Etwa in der Mitte der Büchse befindet sick eine Bohrung 5, die über eine weitere Bohrung 25 im Turbinengehäuse 2 mit einem Kühlluftkanal 4 des Turbinengehäuses 2 in S Verbindung steht Am strömungskanalseitigen Ende zeigt die Lagerbüchse 3 einen Absatz 23, so daß zwischen der Gehäusebohrung 21 und der Lagerbüchse 3 an dieser Stelle ein Ringraum 22 frei bleibt In diesen Ringraum mündet eine radiale Bohrung 6 durch die Wand der Lagerbuchse 3. In der Lagerbüchse 3 ist der als Verstellwelle ausgebildete Schaufelschaft 7 der Leitschaufel 9 gelagert Der Schaufelschaft 7 trägt an seinem schaufelseitigen Ende einen Ringbund 8 und daran anschließend eine Ringnut 18. Im mittleren Bereich des Schaufelschaftes 7 in Höhe der Bohrung S besitzt der Schaufelschaft eine Ringnut 16. Die Ringnut 16 steht mit der Ringnut 18 durch eine schraubenlinienförmige Nut 17 in Verbindung. Die Lagerung des Schaufelschaftes 7 erfolgt in der Lagerbuchse 3. Von der Ringnut 16 ab nach außen ist die Schaufelschaftoberfläche mit einer Vielzahl von Ringnuten als Labyrinthdichtung 20 ausgeführt.

Die von einem Lufüieferer durch einen oder mehrere Kanäle 15 in den Kühlluftkanal 4 gelangende Druckluft strömt durch die Bohrungen 25 und 5 in die Ringnut 16. Von dort gelangt die Kühlluft dem Druckgefälle folgend nach innen und außen; nach innen durch die schraübenlinienförmige Nut 17, wobei sie den Schaufelschaft 7 und die Lagerbüchse 3 abkühlt Nach Austritt aus der schraubenlinienförmigen Nut 17 erreicht die Kühlluft die Ringnut 18, von wo sie durch die Ausflußöffnung 6 in den Ringraum 22 und von dort in den Strömungskanal 1 abfließt Ein geringer Teil der Druckluft gelangt von der Ringnut 16 nach außen durch die Labyrinthdichtung 20.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

die dünnen Wandungen der Leitschaufel, die einen Patentansprüche: gleichmäßigen Temperaturausgleich verhindern, das Lager ungleichmäßig erwärmt wird.

1. Lagerung einer gekühlten, schwenkbaren Es liegt die Aufgabe vor, eine einfache Vorrich-Leitschaufel einer Axialturbine, mit einem mit 5 tung zu schaffen, die die heißesten Stellen der Lagedem Leitschaufelblatt verbundenen, als Verstell- rung des Schaufelschaftes einer schwenkbaren Leitwelle ausgebildeten Schaufelschaft, welcher in schaufel so kühlt, daß einerseits ein Verspannen der einer Lagerbüchse des den Strömungskanal außen Lagerteile durch ungleichmäßige Kühlung ausgeumgebenden Turbinengehäuses drehbar gelagert schlossen ist, andererseits daß durch gleichzeitiges ist, wobei die Lagerfläche des Schaufelschaftes io aufeinander abgestimmtes Kühlen von Schaufelschaft durch eine Ringnut im mittleren B?reich des und Lagerbüchse ein kleines Lagerspiel in jedem Be-Schaufelschaftes unterbrochen ist, in welche triebszustand der Axialturbine gewährleistet ist
über eine Bohrung in der Lagerbüchse Kühlluft Zur Lösung der Aufgabe wird bei einer Lagerung zuführbar ist, und wobei zwischen der Ringnut der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß vor- und den dem Strömungskanal abgewandten 15 geschlagen, daß

Ende der Lagerbüchse eine Dichtung vorgese- _a) die Lagerfläche des Schaufelschaftes zwischen

hen ist, gekennzeichnet durch die Korn- Ringnut und strömungskanalseitigem Ende der

bination folgender Merkmale: Lagerbüchse durch erne, von der Kühlluft

a) die Lagerfläche des Schaufelschaftes (7) ist durchflossen, schraubenlinienförmige Nut unzwischen Ringnut (16) und strömungska- ^ao terbrochen ist;

nalseitigem Ende der Lagerbüchse (3) b) die Lagerbüchse an ihrem strömungskanalseiti-

durch eine, von der Kühlluft durchflossene, g_en gpde derart außen abgesetzt ist, daß an

schraubenUnienförmige Nut (17) unterbro- dieser Stelle ein zum Strömungskanal geöffne-

chen; ter Ringraum zwischen Lagerbüchse und Ge-

b) die Lagerbüchse (3) ist an ihrem strömungs- *⁵ häusebohrung gebildet ist, in den eine, die kanalseitigen Ende derart außen abgesetzt, Wand der Lagerbüchse radial durchdringende daß an dieser Stelle ein zum Strömungska- Abflußöffnung für das Kühlmittel mündet.

nal (1) geöffneter Ringraum (22) zwischen ^ ,, ., .. » _. 1· _* j · j ο j

Lagerbüchse (3) und Gehäusebohrung (21) . ξ« Vorteil dieser Anordnung hegt darm daß der

gebildet ist, in den eine, die Wand der 3» heü3este T^ der Lagerung, der Schaufelschaft selbst, Lagerbüchse radial durchdringende Abfluß- Jrekt gekühlt wird Da nur die TedegekuMt werden Öffnung (6) für das Kühlmittel mündet. **zar Lagerung der LeHschaufel nötig sind, ist der

^6V ' Aufwand für die KuMungseinnchtung gering.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch Bekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen der 35 stimmen der Tiefe und der Ganghöhe der schraubenli-Ringnut (16) und dem dem Strömungskanal (1) nienförmigen Nuten sowie durch Steuern der Kühlabgewandten Ende der Lagerbüchse (3) eine La- mittelzufuhr an der Oberfläche des Schaufelschaftes byrinthdichtung (20) ist, die durch in die Zylinder- der gleiche Temperaturverlauf erzielt werden kann, fläche des Schaufelschaftes (7) eingebrachten wie er an der Innenfläche der Lagerbüchse auftritt; Ringnuten gebildet ist. 40 dadurch wird für alle Betriebsbereiche ein optimales

Lagerspiel erzielt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das in den Strömungskanal fließende Kühlmittel die Lagerstelle sowohl gegen das Eindringen von Ar-

beitsmittel aus dem Strömungskanal sperrt, wie auch

45 das Ansetzen störender Ablagerungen an der Lagerstelle aus dem Strömungskanal verhindert.

Schließlich ergeben sich auf Grund der einfachen

Die Erfindung bezieht sich auf die Lagerung einer Gestaltung besonders niedrige Herstellungskosten,
gekühlten, schwenkbaren Leitschaufel einer Axialtur- Es ist zwar die Lagerung eines schaftförmigen

bine, mit einem mit dem Leitschaufelblatt verbünde- 50 Bauteils bekannt (französische Patentschrift nen, als Verstellwelle ausgebildeten Schaufelschaft, 1 148 829), bei der ein ebenfalls schraubenh'nienförwelcher in einer Lagerbüchse des den Strömungskanal mig verlaufender Kanal für ein Kühlmittel beschrieaußen umgebenden Turbinengehäuses drehbar gela- ben ist, aber diese Vorrichtung bewirkt nur den Transgert ist, wobei die Lagerfläche des Schaufelschaftes port des Kühlmittels, wobei ein Wärmeaustausch an unterbrochen ist, in welche über eine Bohrung in der 55 dieser Stelle eigentlich unerwünscht ist, da er sich unLagerbüchse Kühlluft zuführbar ist, und wobei zwi- günstig auf den thermischen Wirkungsgrad der besehen der Ringnut und den dem Strömungskanal ab- schriebenen Dampfturbine auswirkt. Bei der erfingewandten Ende der Lagerbüchse eine Dichtung vor- dungsgemäßen Lösung ist es dagegen die Aufgabe des gesehen ist. Kühlmittels, beim Durchströmen der schraubenlinien-

Eine derartige Lagerung ist aus der britischen Pa- 60 förmigen Nut in der Lagerfläche Schaufelschaft und tentschrift 1 119774 bekannt. Lagerbüchse so abzukühlen, daß das radiale Lager-

Bei der bekannten Lagerung wird durch ein in eine spiel keine unzulässigen Werte erreicht, weder durch hohle Leitschaufel gepumptes Kühlmittel die Wärme- Verkümmern des Schaufelschaftes wegen einseitiger zufuhr vom Leitschaufelblatt zum Lager der Leit- Kühlung, noch durch ungleiche Wärmeausdehnung schaufel verringert. Allerdings ist diese Lagerkühlung 65 von Schaufelschaft und Lagerbüchse,
nur unter beträchtlichem Aufwand durchzuführen, Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an

und sie gewährleistet zudem kein gleichbleibendes Hand der Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt Lagerspiel, da durch die ungleichmäßige Kühlung und den Schnitt durch eine Leitschaufellagerung einer