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Einrichtung zur Verminderung der Spaltverluste an mit einem Laufrad und einer
Verteilungsscheibe ausgestatteten Gasturbinen.
Bei Gasturbinen, bei denen der Stator in den mehrteilig ausgebildeten Rotor hineinragt, muss zwischen den Stator- und Rotorflächen naturgemäss ein Spalt vorgesehen werden. Die an diesem Spalte ausströmenden hochkomprimierten und hocherhitzten Gase führen einerseits zur Verbrennung der Gleitflächen, anderseits zu Wirkungsgradverlusten.
Bei der Einrichtung gemäss der Anmeldung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass die Rotorscheiben mittels einer Feder elastisch gegen den dazwischenragenden Statorteil in der Weise gepresst werden, dass zwischen den Gleitflächen ständig ein der Dicke der Ölschichte entsprechender Spalt freibleibt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes werden die Welle 1 und das Laufrad 2 vorteilhaft aus einem Stück gedreht, während die Verteilungsscheibe 4 auf der Welle mittels der Keile 5 verschiebbar aufgekeilt ist. Zwischen dem Stellring 7, welcher auf der Welle mittels des Schraubengewindes 9 und der Gegenmutter 8 einstellbar befestigt ist, und der Verteilungsscheibe 4 ist eine entsprechend vorgespannte Feder 6 angeordnet.
Die Wirkung dieser Feder ist eine doppelte : einerseits bewirkt sie, dass die Verteilungsscheibe 4 durch den im Raume 11 herrschenden hohen Druck gegen den die Verbrennungskammern enthaltenden Statorkranz gepresst wird, anderseits sucht sie, auf die Verteilungsscheibe 4 gestützt, den Stellring 7 von der Verteilungsseheibe zu entfernen, wodurch das Laufrad 2 gegen den Statorkranz 3 gepresst wird. Die Feder 6 muss so stark zusammengepresst werden, dass sie im Explosionsmoment der auf das Laufrad einwirkenden Kraft das Gleichgewicht hält.
Wird der in den Verbrennungskammern 10 herrschende Maximaldruck mit p, die Zahl der Kammern, in denen gleichzeitig Explosionen stattfinden, mit n und der Querschnitt der Auslassöffnungen der Verbrennungskammern mit f bezeichnet, so muss demnach die Spannkraft der Feder grösser sein als der Wert P= nfp.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist das Laufrad mit der Welle starr verbunden, die Verteilungsscheibe hingegen auf der Welle in der Längsrichtung verschiebbar. Ist die Umdrehungszahl kleiner, so kann die Anordnung auch eine umgekehrte sein, d. h., es kann die Verteilungsscheibe mit der Welle starr verbunden und das Laufrad verschiebbar angeordnet werden.
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Device to reduce the gap losses with one impeller and one
Distribution disk equipped gas turbines.
In gas turbines in which the stator protrudes into the multi-part rotor, a gap must naturally be provided between the stator and rotor surfaces. The highly compressed and highly heated gases flowing out at this gap lead on the one hand to combustion of the sliding surfaces and on the other hand to a loss of efficiency.
In the device according to the application, these disadvantages are eliminated in that the rotor disks are pressed elastically against the intermediate stator part by means of a spring in such a way that a gap corresponding to the thickness of the oil layer always remains free between the sliding surfaces.
In the embodiment of the subject of the application shown in the drawing, the shaft 1 and the impeller 2 are advantageously rotated in one piece, while the distribution disk 4 is slidably keyed on the shaft by means of the wedges 5. Between the adjusting ring 7, which is adjustably fastened on the shaft by means of the screw thread 9 and the counter nut 8, and the distribution disk 4, a correspondingly pretensioned spring 6 is arranged.
The effect of this spring is twofold: on the one hand, it causes the distribution disc 4 to be pressed against the stator ring containing the combustion chambers by the high pressure prevailing in space 11, and on the other, it seeks, supported on the distribution disc 4, the adjusting ring 7 of the distribution disc Remove, whereby the impeller 2 is pressed against the stator ring 3. The spring 6 must be compressed so strongly that it maintains equilibrium in the moment of explosion of the force acting on the impeller.
If the maximum pressure prevailing in the combustion chambers 10 is denoted by p, the number of chambers in which explosions occur simultaneously with n and the cross-section of the outlet openings of the combustion chambers with f, the tension force of the spring must therefore be greater than the value P = nfp .
In the embodiment described, the impeller is rigidly connected to the shaft, whereas the distribution disk is displaceable on the shaft in the longitudinal direction. If the number of revolutions is smaller, the arrangement can also be reversed, i.e. That is, the distribution disk can be rigidly connected to the shaft and the impeller can be arranged so as to be slidable.
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