SE448757B - Munstycke for en gasturbinmotor - Google Patents

Description

448 757 plåtarna, varigenom ett tryckläckage erhålls igenom uppsättnin- gen av skovlar.

Syftet med uppfinningen är att eliminera nackdelarna hos kända typer av munstycken och att åstadkomma en flexibel anslutning vid varje skovel.

Detta uppnås enligt uppfinningen därigenom att stödringen omfat- tar ett inre stöd, som har ett väsentligen L-formigt tvärsnitt med ett cylindriskt basparti och ett därifrån radiellt utåtrik- tat skivparti, varvid skivpartiet är försett med ett ringformigt, radiellt riktat spår, att en segmentring är belägen radiellt utan- för det inre stödet och utgörs av ett flertal segment, som vart och ett är anslutet till den inre änden på var sin skovel, var- vid vart och ett av dessa segment har en radiellt inåtriktad fläns, som förskjutbart är i ingrepp med det ringformiga spåret i det radiellt utåtriktade skivpartiet på det inre stödet för att hålla skoveln radiellt riktad och för att åstadkomma en tryck- barriär i syfte att reducera läckage igenom stödringen, och att en fjäder med väsentligen C-formigt tvärsnitt är ansluten mellan det cylindriska baspartiet på det inre stödet och segmentringen samt i munstyckets axiella led är belägen på avstånd från det radiellt utåtriktade skivpartiet, varigenom den inre stödringen vid den inre änden av varje skovel definierar en flexibel förbind- ning, vilken dels tillåter radiell rörelse och dels åstadkommer en kraft som håller munstycket korrekt inriktat axiellt och ra- diellt.

Det nya och förbättrade, tätande och stödande utförandet enligt uppfinningen gör munstycket flexibelt, och förhindrar därigenom uppkomsten av lokala spänningar i munstycket, samtidigt som det av den förekommande flexibiliteten i munstycket förorsakade läc- kaget minimeras. Flexibilitet erhålls med hjälp av det i segment uppdelade inre höljet och fjädrarna. Tryckbarriären är effektiv för att reducera läckage, och till följd av glidpassningsförban- det mellan hållarsegmenten och skivpartiet på den inre ringen bi- behålls tryckbarrjären vid termisk utvidgning för komponenterna i munstycket, under såväl transienta som kontinuerliga arbetsför- hållanden för turbinmotorn. 448 757 Uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av ett på bifogade ritning visat utföringsexempel, där fig. 1 visar en frontvy av ett munstycke enligt uppfinningen, íig. 2 visar ett snitt längs linjen 2-2 i fig. 1, Fiq. 3 visar en vy bakifrån av munstycket enligt uppfinningen och fig. 4 visar ett snitt längs linjen 4-4 s. fig. 2.

Såsom framgår av fig. 1, 2 och 3 betecknas ett stationärt tur- binmunstycke enligt uppfinningen med hänvisningsbeteckningen 10.

Det omfattar i huvudsak en radiellt yttre stödring 12, en radi- ellt inre stödring 14 samt en uppsättning radiellt riktade led- skenor 16, vilka är belägna mellan stödringarna 12 och 14. De radiellt yttre spetspartierna 18 på skovlarna 16 är fästade vid insidan på den yttre stödringen 12 med hjälp av stelt förband, såsom t.ex. genom lödning eller gjutning. Rotpartiet 20 på varje skovel 16 är däremot flexibelt förbundet med den inre stödringen medelst en stödande och tätande anordning enligt uppfinningen.

Den stödande och tätande anordningen gör det möjligt för ledskov- larna 16 att utsättas för temperaturförändringar under transienta och kontinuerliga arbetsförhållanden för gasturbinmotorn, detta utan att deformeras och utan att det bildas lokala påkänningar i munstycket 10 som skulle kunna leda till att lokala sprickor i munstycket bildas.

Den stödande och tätande anordningen enligt uppfinningen omfat- tar en i segment uppdelad ring 30, som bildas av ett antal indi- viduella segment 32, vilka är anordnade koncentriskt med den ra- diellt yttre stödringen 12. Varje segment 32 är förbundet med rotänden 20 på en radiellt riktad ledskovel 16. Såsom framgår av fig. 2, 3 och 4 sträcker sig från varje segment 32 en T-formad klack 34 radiellt inåt. Varje T-formad klack 34 har ett stapel- parti 36, som befinner sig i linje med gasturbinmotorns längd- axel, samt en överliggare 38 som sträcker sig i rät vinkel mot motorns längdaxel. I den stödande och tätande anordningen 40 ingår vidare ett radiellt inre ringstöd 40, som är väsentligen L-format i tvärsnitt (se fig. 2), och som har en väsentligen cy- lindrisk basdel 42 samt cLt radiellt utåtriktat skívparti 44.

Vid skivpartiet 44 är fastsatt en vinklad ring 50, som är för- sedd med en uppsättning radiellt riktade urtag 52, varigenom den 448 757 får ett väsentligen tandat utseende sett från baksidan av mun- stycket 10 (se fig. 3). Det vinklade tvärsnittet hos ringen 50 (se fig. 2 och 4) ger upphov till ett i periferiled gående spår 60, som sträcker sig runt den radiellt yttre periferin på skiv- partiet 44 i ringstödet 40. Såsom framgår är det runtomgående spåret 60 beläget nedströms om skivpartiet 44.

Stapelpartierna 36 på de T-formade klackarna 34 är förskjutbart monterade i urtagen 52, medan överliggarna 38 på klackarna 34 är förskjutbart monterade i det utrymme 60, som definieras mellan skivpartiet 44 och den vinklade ringen 50 (se fig. 2 och 4).

Genom detta utförande erhålls ett glidpassningsförband mellan varje segment 32 och det inre ringstödet 40, varvid glidpassnings- förbandet effektivt bibehåller kontinuitet mellan den i segment uppdelade ringen 30 och den inre stödringen 40, så att en tryck- barriär bildas för att minska tryckläckage igenom den flexibla kopplingen på den stödande och tätande anordningen. Det bör no- teras att tryckbarriären upprätthålls under de olika transienta och kontinuerliga arbetsförhållanden som råder i gasturbinmotorn, då temperaturförändringar hos skovlarna förorsakar att segmenten 32 förflyttas relativt det inre ringstödet 40.

Vid den uppströms belägna änden på varje segment 32 och sträckan- de sig mellan segmentet 32 och den uppströms belägna änden på bas- delen 42 finns en fjäder i form av en C-formad fjäder 70. Såsom framgår av fig. 2 förekommer ett antal fjädrar 70 väsentligen motsvarande antalet segment 32 i den i segment uppdelade ringen 30. Varje fjäder 70 är vid sina motsatta ändar förbunden med ett segment 32 och med basdelen 42 på det inre ringstödet 40. Genom detta utförande åstadkommer fjädrarna 70 en kontinuerlig kraft, som strävar att bibehålla ledskovlarna 16 i korrekt axiellt och radiellt läge under såväl transienta som kontinuerliga arbetsför- hållanden för gasturbinmotorn, då det stationära munstycket 10 och komponenterna i detta utsätts för temperaturändringar. Utfö- randet med fjädrarna 70, den i segment uppdelade ringen 30 och det inre ringstödet 40 definierar således ett flexibelt förband, som utgör del av den stödande och tätande anordningen enligt upp- finningen. Vidare säkerställs korrekt axiellt läge för ledskov- . I). <.= 448 757 larna 16 med hjälp av glidpassningsförbandet mellan de T-forma- de klackarna 34 och den inre stödringen 40, speciellt med hjälp av överliggarna 38 på klackarna 34 och det runtomgående spåret 60 som definieras mellan skivpartiet 44 och den vinklade ringen 50. I drift säkerställer den stödande och tätande anordningen 30 att erforderlig tätning av trycket uppströms om ledskovlarna bi- behålls relativt en annan trycknivå nedströms om skovlarna, och med hjälp av det flexibla förbandet kan av temperaturskillnader förorsakade rörelser mellan stödringarna och ledskovlarna accep- teras utan att lokala pâkänningar uppstår, som skulle leda till sprickor i munstycket 10.

Uppfinningen åstadkommer således ett delvis i segment uppdelat turbinmunstycke som har en flexibel stödande och tätande inre stöddel, som effektivt fångar upp och neutraliserar temperatur- rörelser hos komponenter i munstycket under transienta och kon- tinuerliga arbetsförhållanden för gasturbinmotorn. Det.flexibla förbandet vid den inre stödringen vid munstycket säkerställer att den strukturella integriteten hos de fasta, vanligen i form av lödförband utförda förbindningarna mellan skovelspetsarna och det yttre höljet bibehålls. Vidare eliminerar utförandet enligt upp- finningen problem med lokala påkänningar till följd av olika tem- peraturrörelser hos komponenterna i munstycket. Flexibilitet hos turbinmunstycket enligt uppfinningen erhålls genom utförandet med en i segment uppdelad inre stödring och förekomsten av fjäd- rar som bibehåller det radiella läget för den inre stödringen 40, samtidigt som ledskovlarna tillåts röra sig i radiell led. Den tryckbarriär som ingår i den stödande och tätande inre stödrings- anordningen reducerar effektivt läckage igenom den i segment upp- delade inre stödringen, och i tryckbarriären ingår glidpassnings- förband för att bibehålla tryckbarriären under olika arbetsför- hållanden för gasturbinmotorn, samtidigt som ledskovlarna tillåts röra sig fritt i radiell led. Det speciella utförandet av tryck- barriären enligt uppfinningen bidrar till att fixera det axiel- la läget för den i segment uppdelade ringen, och utförandet med glidpassning underlättar ytterligare bibehållandet av koncentri- citet för den inre stödringen. 448 757 Uppfinningen har visserligen beskrivits med hjälp av ett före- draget utföringsexempel, men det är uppenbart att en fackman kan utföra åtskilliga ändringar inom uppfinningen ram. Alla dylika ändringar är avsedda att inbegripas i de efterföljande patentkraven. ß:

Claims (1)

1. A448 757 4-- Eëšåßšššëï Munstycke för en qasturbinmotor, omfattande en i ett hölje in- gående yttre ring (12) och en koaxialt innanför denna anordnad stödring (14). varvid ett flertal skovlar (16) sträcker sig radiellt mellan dessa ringar (12,14) och var och en vid sin yttre ände (18) är fixerad vid den yttre ringen (12) men vid sin inre ände (20) är flexibelt och förskjutbart ansluten till stödringen (14), k ä n n e t e c k n a d av att stödringen (14) omfattar ett inre stöd (40), som har ett väsentligen L-formigt tvärsnitt med ett cylindriskt basparti (42) och ett därifrån radiellt utåtriktat skivparti (44), varvid skivpar- tiet (44) är försett med ett ringformigt, radiellt riktat spår (60). att en segmentring (30) är belägen radiellt utanför det inre stödet (40) och utgörs av ett flertal segment (32), som vart och ett är anslutet till den inre änden (20) på var sin skovel (16), varvid vart och ett av dessa segment (32) har en radiellt inåtriktad fläns (38). som förskjutbart år i ingrepp med det ríngformiga spåret (60) i det radiellt utåtriktade skivpartiet (44) på det inre stödet (40) för att hålla skoveln (16) radiellt riktad och för att åstadkomma en tryckbarriär i syfte att reducera läckage igenom stödringen (14), och att en fjäder med väsentligen C-formigt tvärsnitt år ansluten mellan det cylindriska baspartiet (42) på det inre stödet (40) och segmentringen (30) samt i munstyckets axiella led är belägen på avstånd från det radiellt utåtriktade skivpartiet (44), varigenom den inre stödringen (14) vid den inre änden av varje skovel definierar en flexibel förbindning, vilken dels tillå- ter radiell rörelse och dels åstadkommer en kraft som håller munstycket korrekt inriktat axiellt och radiellt.