DE2539186C3 - Guide vane ring for a gas turbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leitschaufelkranz für eine Gasturbine mit wenigstens zwei Kranzsegmenten mit einem äußeren und einem inneren Ringabschnitt an den beiden Enden der Leitschaufeln, wobei die Ringabschnitte an ihren in Umfangsrichtung weisenden Stirnflächen jeweils gegenüberliegende Dichtungsnuten aufweisen, in die gemeinsame Dichtungsstreifen eingelegt sind.The invention relates to a guide vane ring for a gas turbine with at least two ring segments with an outer and an inner ring section at the two ends of the guide vanes, the Ring sections at their end faces facing in the circumferential direction, respectively opposite sealing grooves have, in the common sealing strips are inserted.

Ein solcher Leitschaufelkranz ist aus der US-PS 42 483 bekannt. Hierbei sind die Schaufelringabschnitte einstückig als Gußkörper ausgebildet und die Dichtungsnut ist in diesen Gußkörper eingefräst. In bezug auf die Abdichtung haben sich diese Leitschaufelkränze als vorteilhaft erwiesen, weil durch den Gasdruck die Dichtungsstreifen zur Anlage gebracht werden und mit erhöhtem Dichtungsdruck aufliegen.Such a guide vane ring is known from US Pat. No. 4,2483. Here are the blade ring sections integrally formed as a cast body and the sealing groove is milled into this cast body. In With regard to the seal, these guide vane rings have proven to be advantageous because through the Gas pressure, the sealing strips are brought into contact and rest with increased sealing pressure.

Bedingt durch die Forderung nach einer weiteren Erhöhung der Gastemperaturen besteht bei modernen Gasturbinen das Bedürfnis, nicht nur die Schaufelblätter der Leitschaufeln zu kühlen, sondern es müssen auch die äußeren bzw. inneren Schaufelringe selbst einer Kühlung unterworfen werden. Für eine solche Kühlung erweist sich der relativ dicke Rand, der notwendig ist, um bei dem Gußkörper eine den Dichtungsstreifen aufnehmende Nut zu bilden, als äußerst nachteilig, weil die Kühlung dickwandiger Teile problematisch ist.Due to the requirement for a further increase in gas temperatures, there is a modern Gas turbines have the need not only to cool the blades of the guide vanes, but also to cool them outer or inner blade rings are themselves subjected to cooling. For such cooling turns out to be the relatively thick edge that is necessary to the sealing strip in the cast body To form receiving groove, as extremely disadvantageous because the cooling of thick-walled parts is problematic.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen aus Segmenten aufgebauten Leitschaufelkranz mit gekühltem Innen- bzw. Außenring zu schaffen, bei dem die Ringabschnitte mit geringen radialen Abmessungen an der Dichtstelle ausgeführt werden können und eine einfache Bearbeitung ohne die Notwendigkeit des Einfräsens einer Nut gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of a guide vane ring constructed from segments to create with a cooled inner or outer ring, in which the ring sections with small radial dimensions can be performed at the sealing point and simple machining without the need milling a groove is guaranteed.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe bei einem Leitschaufelkranz der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch, daß die Ringabschnitte jeweils konzentrisch zweischalig ausgebildet sind und daß jeweils die gegenüberliegenden Nutflanken einer Dichtungsnut von jeweils einer der beiden Schalen gebildet sind und der Dichtungsmitgrund durch einenThe problem posed is achieved with a guide vane ring of the type specified at the beginning according to the invention in that the ring sections are each formed concentrically and with two shells that in each case the opposite groove flanks of a sealing groove of one of the two shells are formed and the Dichtungsmitgrund by a

Abstandssteg zwischen den beiden Schalen gebildet istSpacer bar is formed between the two shells

Die beim äußeren Schaufelring innere und beim inneren Schaufelring äußere Schale, die mit der Leitschaufel verbunden ist, trägt über die Abstandsstege, die als Dichtrippen dienen und über vordere undThe inner shell of the outer blade ring and the outer shell of the inner blade ring, which is connected to the Guide vane is connected, carries over the spacer bars, which serve as sealing ribs, and over the front and

is hintere Lippen, die äußere Schale, die zweckmäßigerweise gelocht ausgebildet ist und eine Auftreffkühlung auf der inneren Schale bewirkt, indem vom Kompressor od. dgl. abgezapfte Druckluft in Form von Einzelstrahlen durch die Lochungen hindurchtritt und auf der inneren Schale auftrifft Diese äußere Schale kann aus einem Metallblech hergestellt sein, dessen Dicke sehr genau eingehalten werden kann, so daß die Toleranzen der Schaufelringabschnitte vermindert werden können.is posterior lips, the outer shell that is expedient is perforated and causes an impingement cooling on the inner shell by the compressor Od. Like. Tapped compressed air in the form of individual jets passes through the holes and on the inner shell This outer shell can be made of a metal sheet, the thickness of which is very can be precisely adhered to, so that the tolerances of the blade ring sections can be reduced.

Es ist zwar durch die CH-PS 4 15 693 bereits bekannt,It is already known from CH-PS 4 15 693,

bei einer Turbomaschine den Stator zweischalig auszubilden, jedoch sind hier keine Segmentabschnitte vorhanden, die umfangsmäßig gegeneinander abzudichten sind. Es sind lediglich nach innen Befestigungsnuten für die Leitschaufel vorgesehen.in the case of a turbomachine, the stator must be designed with two shells, but there are no segment sections here available, which are to be sealed against each other circumferentially. There are only fastening grooves on the inside intended for the guide vane.

Es ist fei ner durch die DE-OS 20 65 334 bereits eineIt is fei ner by DE-OS 20 65 334 already one Leitschaufel bekannt, deren Plattformen zweischaligGuide vane known, the platforms of which have two shells

sind, jedoch ist hier eine Abdichtung der Plattformen inare, however, a sealing of the platforms is in here

Umfangsrichtung nicht vorgesehen.Circumferential direction not provided. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel derAn embodiment of the

Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigtInvention described with reference to the drawing. In the drawing shows

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit inneren und äußeren Ringabschnitten versehenen Leitschaufel eines Leitschaufelkranzes für Gasturbinen, F i g. 2 einen Radialschnitt zweier aneinanderstoßender äußerer Schaufelringabschnitte.F i g. 1 is a perspective view of a guide vane provided with inner and outer ring sections a guide vane ring for gas turbines, F i g. 2 a radial section of two abutting one another outer vane ring sections.

Jede Leitschaufel 19 weist einen äußeren Schaufelringabschnitt 17 und einen inneren Schaufelringabschnitt 18 auf. Jeder der Schaufelringabschnitte 17 und 18 ist zweischalig ausgebildet. Im folgenden wird nur der äußere Schaufelringabschnitt 17 beschrieben; der innere Schaufelring 18 ist entsprechend ausgebildet. Die innere Schale 20 ist mit vorderen und hinteren hochgezogenen Lippen 21,22 versehen und ist zurückversetzt an den in Umfangsrichtung liegenden Schaufelringendabschnitten mit Dichtrippen 24 versehen, die als Abstandshalter wirken und die äußere Schale 25 tragen, die am Rand mit den Lippen 21,22 und den Rippen 23,24 verlötet ist. Die äußere Schale 25 stößt dabei stumpf gegen dieEach guide vane 19 has an outer vane ring section 17 and an inner vane ring section 18 on. Each of the blade ring sections 17 and 18 is designed with two shells. In the following only the outer vane ring portion 17 described; the inner blade ring 18 is designed accordingly. The inner one Shell 20 is provided with front and rear raised lips 21,22 and is set back on the in Circumferentially lying blade ring end sections are provided with sealing ribs 24, which act as spacers act and carry the outer shell 25, which is soldered at the edge to the lips 21,22 and the ribs 23,24. The outer shell 25 butts butt against the

SS Lippen 21 und 22 an, während sie sich über den Oberrand der Dichtrippen 23 und 24 erstreckt. Durch die Schalen 20,25 werden am Rand Dichtungsnuten 27, 28 gebildet, deren Nutgrund von den Abstandsrippen 23,24 gebildet ist In diese Dichtungsnuten 27,28 ist einSS lips 21 and 22, while it extends over the upper edge of the sealing ribs 23 and 24. Through the shells 20, 25 are formed on the edge sealing grooves 27, 28, the groove bottom of the spacer ribs 23,24 is formed In these sealing grooves 27,28 is a

Dichtungsstreifen 29 eingefügt.Sealing strip 29 inserted.

Die äußere Schale 25 ist als Kühlplatte ausgebildet und besitzt Perforationslöcher 26, durch die von einer Druckluftquelle gelieferte Luft in den Zwischenraum zwischen den Schalen 20,25 gelangen kann, und zwar in Gestalt von Luftstrahlen, wodurch sich eine günstige Auftreffkühlung ergibt. Die Kühlluft strömt dann durch nicht dargestellte Kanäle ab, sie kann aber auch durch Löcher in der Lippe 22 in den Hauptgasstrom abfließenThe outer shell 25 is designed as a cooling plate and has perforation holes 26 through which a Compressed air source supplied air can get into the space between the shells 20,25, namely in Shape of air jets, which results in a favorable impact cooling. The cooling air then flows through channels, not shown, but it can also flow into the main gas flow through holes in the lip 22

oder sie kann in das hohle Innere der Schaufel 19 einströmen, um dort eine weitere Kühlung zu bewirken.or it can be inserted into the hollow interior of the blade 19 flow in to effect further cooling there.

Jene Abschnitte der äußeren Schale 25, die über die Kippen 23 und 24 vorstehen, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ungelocht, jedoch ist es auch möglich, die Auftreffkühlung in diesen Bereich zu erstrecken.Those portions of the outer shell 25 which protrude above the butts 23 and 24 are in that illustrated Embodiment not perforated, but it is also possible to have the impact cooling in this area extend.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, drückt jeder Leckgasstrom zwischen den Schaufelringabschnitten den Dichtungsstreifen 29 gegen die äußeren Schalen 25, wodurch sich eine günstige Dichtungskraft ergibt. Um diese noch zu verbessern, können die Ränder der äsißeren Schalen 25 so deformiert sein, daß sie etwas nach unten abgeknickt sind und in Linienberührung mit dem Dichtungsstreifen 29 gebracht werden.As shown in FIG. 2, any leakage gas flow between the blade ring sections pushes the sealing strip 29 against the outer shells 25, which results in a favorable sealing force. To this still to can improve the edges of the outer shells 25 deformed so that they are bent down a little and in line contact with the sealing strip 29 are brought.

Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die äußere Schale 25 an der inneren Schale bzw. den Lippen 21, 22 angelötet. Es können aber auch andere metallurgische Verfahren zur Verbindung benutzt werden und in gewissen Fällen sind sogar Klebeverbindungen anwendbar.According to the embodiment described, the outer shell 25 is on the inner shell or the Lips 21, 22 soldered on. However, other metallurgical methods can also be used for the connection and in certain cases there are even adhesive bonds applicable.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Leitschaufelkranz für eine Gasturbine mit wenigstens zwei Kranzsegmenten mit einem äußeren und einem inneren Ringabschnitt an den beiden Enden der Leitschaufeln, wobei die Ringabschnitte an ihren in Umfangsrichtung weisenden Stirnflächen jeweils gegenüberliegende Dichtungsnuten aufweisen, in die gemeinsame Dichtungsstreifen eingelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringabschnitte (18) jeweils konzentrisch zweischalig ausgebildet sind und daß jeweils die gegenüberliegenden Nutflanken einer Dichtungsnut (27,28) von jeweils einer der beiden Schalen (20, 25) gebildet sind und der Dichtungsnutgrund durch einen Abstandssteg (23, 24) zwischen den beiden Schalen gebildet ist1. Guide vane ring for a gas turbine with at least two rim segments with an outer and an inner ring section on the two Ends of the guide vanes, the ring sections at their end faces pointing in the circumferential direction each have opposite sealing grooves, inserted into the common sealing strips are, characterized in that the ring sections (18) are each concentrically two-shell are formed and that in each case the opposite groove flanks of a sealing groove (27,28) of each one of the two shells (20, 25) are formed and the sealing groove bottom by one Spacer web (23, 24) is formed between the two shells 2. Leitschaufelkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (23) mit Kühlluftdurchtrittsöffnungen (26) versehen ist2. Guide vane ring according to claim 1, characterized in that the outer shell (23) with Cooling air passage openings (26) is provided 3. Leitschaufelkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabschnitte der äußeren Schale (2S) nach innen abgeknickt sind und in Linienberührung mit dem Dichtungsstreifen (29) stehen.3. guide vane ring according to claim 1, characterized in that the edge portions of the outer Shell (2S) are bent inwards and in line contact with the sealing strip (29) stand. 4. Leitschaufelkranz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabschnitte der äußeren Schale (25) gelocht sind, um eine Auftreffkühlung des Dichtungsstreifens (29) zu bewirken.4. guide vane ring according to claim 2, characterized in that the edge portions of the outer Shell (25) are perforated to effect an impingement cooling of the weather strip (29). 5. Leitschaufelkranz nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (25) metallurgisch an der inneren Schale (20) festgelegt ist.5. guide vane ring according to claims 1 to 4, characterized in that the outer shell (25) is metallurgically fixed to the inner shell (20).