NO821050L - Skovlanordning - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører turbomaskineri og, nærmere bestemt, de varmeavledningsslisser for skovlaggregater som anvendes i slikt maskineri.

Varmeavledningsslisser av nøkkelhulltype er velkjent innenfor dette område. De anvendes som regel i et ringsegment hvori det opptrer spenninger, grunnet økende, radial varmeutvikling, som.er i stand til å fremkalle en sprekk som vil kunne forplantes tvers gjennom ringen, helt fra innerperiferiflaten til ytter-periferiflaten (eller omvendt). Nøkkelhullslissene som utfreses 'aksialt, fullstendig gjennom ringsegmentet, bevirker at segmen-tets "ryggben" brytes, hvorved spenningene avlastes.

US-patentskrift 3.781.125 er representativt for den kjente teknikk. De bueformete skinner i et dyseskovlsegment er på flere steder forsynt med utfreste nøkkelhullslisser, for eliminering av de indre spenninger som skyldes store, radiale temperatur-stigninger .

I mange anvendelsestilfeller vil skovlskinnene også fungere som gass-sperringer mellom seksjoner. Nøkkelhullslissene er ugunstige, fordi de danner lekkasjebaner gjennom skinnene. Ifølge US-patentskrift 3.781.125 er dette problem delvis løst ved innføring av nagler eller liknende i den sylindriske del av nøkkelhullslissen. Lekkasje gjennom den radialtforløpende del av slissen forhindres ved at skinnen plasseres i anlegg mot en annen, tilgrensende ring som fungerer som en pakning.

En annen, kjent løsning består i å fastsveise eller fastlodde

en tetningsplate til den ene side av skinnen. Slike løsninger er ikke alltid ønskelige eller gjennomførbare, og kan være økono-misk ufordelaktige.

Det er et formål ved oppfinnelsen å frembringe en varmeavledningssliss for en skovlskinne, som ikke vil danne en lekkasjebane gjennom skinnen.

En varmeavledningssliss ifølge oppfinnelsen, for en bueformet skovlskinne,. omfatter følgelig en nøkkelhullformet spalte i form av en sylindrisk kanal som strekker seg aksialt gjennom skinnen og som skjæres av et radialtforløpende spor med en dybde som er noe mindre enn skinnetykkelsen i aksialretning, og en plugg som er innført i kanalen.

Varmeavledningsslissene ifølge oppfinnelsen frembyr samme fordeler som de tidligere kjente varmeavledningsslisser, i forening med en minimal, eller absolutt ingen, lekkasjebane gjennom skinnen. Pluggen forebygger lekkasje gjennom den sylindriske kanal. Den tynne, ugjennombrutte vegg bakenfor det radiale spor danner også en tetning og er det svake punkt langs skinnens bueformete kant. Sprekker som skyldes varmeøkningsspenninger vil, hvis de overhodet opptrer, utgå fra dette parti av skinnen og forplantes til den sylindriske kanal gjennom skinnen. En slik sprekk vil ikke fortsette videre. Lekkasjen gjennom skinnen etter at en sprekk er oppstått, vil være minimal, da en sprekk er en av de trangest mulig sammenpasninger mellom to

•deler.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et perspektivriss av en skovlaggregatseksjon med særtrekk ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et snitt, langs linjen 2-2 i fig. 1, av varmeavledningsslisser! i en av skinnene i skovlaggregatseksjonen ifølge fig. 1.

Fig. 3 viser et riss i retningen 3-3 i fig. 2.

Som et utførelseseksempel av den foreliggende oppfinnelse er det i fig. 1 vist et statorskovlaggregat 10 for anvendelse i en gassturbinmotors statortrinn. Seksjonen 10 omfatter to radialt utadgående skovler eller aerofoiler 12, en radialtfor-løpende innerplattform 14 og en radialtforløpende ytterplatt-form 16. Innerplattformen og ytterplattformen avgrenser et parti av en gass-strømningsbane 17. I denne utførelsesform er skovlene og plattformene støpt som et enkeltstykke, slik at skovlendene går i ett med plattformene. Innerplattformen 14 innbefatter en radialt innadragende skinne 18 med en perifer innerkant 20, en forside 22 og en bakside 24. Et antall av disse skovlaggregatseksjoner 10 blir på kjent måte anordnet side om side i sirkel-form om en akse, for opprettelse av et fullstendig statorskovl-trinn i en bestemt aksialsone i motoren. Den viste skovlseksjon er bestemt for et turbinstatortrinn. Skinnene 18 i skovltrinnets innbyrdes tilgrensende skovlaggregatseksjoner danner en sirkelformet ring hvori hver skinne 18 utgjør et segment.

På den typiske måte for turbomaskineri, f.eks. ved gass-turbinmotorer, vil skovlene ha en meget høyere driftstemperatur enn de tilhørende skinner. Av den grunn er skinnene relativt kalde og stive, mens skovlene har høy temperatur og utvides i forskjellig grad. Følgelig vil det i skovlene oppstå varme-spenninger som kan medvirke til fremkalling av sprekker, f.eks.

i en skovlmantel, og/eller.til nedsettelse av skovlenes antatte levetid. Ifølge den foreliggende oppfinnelse vil disse varme-spenninger oppheves ved hjelp av en enkelt sliss 26 av nøkkel-hulltypen, som er anordnet i skovlskinnen 18, midt mellom to skovler.

Som det tydeligst fremgår av fig. 2 og 3, omfatter slissen 26 en aksial, sylindrisk og gjennomgående kanal 28 som for-løper tvers gjennom skinnen 18. Det annet parti av slissen 26 består av et spor 30 som i dette tilfelle er utfrest i forsiden "22, forløper radialt fra skinnekanten 20 og skjærer kanalen 18. Sporets aksialdybde A er noe mindre enn skinnens tykkelse B, slik at det gjenstår en tynn skinnevegg 32 langs sporet 30. En nagle 34 som er innført i kanalen 28, tjener som plugg. Det fremre naglehode 36 opptas i en forsenkning 38 i forsiden 22

av skinnen 18.

I overensstemmelse med oppfinnelsen vil skinnen 18, i forening med naglen 34, kunne fungere som en del av en tetnings-flate som forhindrer lekkasje av gass eller luft mellom kamre som er atskilt av skinnen 18. Nøkkelhullslissen 26 har fremdeles som oppgave å bryte skinnens 18 "ryggben", og hvis det oppstår sprekkdannelse i skinnen, vil dette inntreffe i den tynne skinnevegg 3 2.

I dette beskrevne eksempel er skovlaggregatseksjonen frem-stilt av en retningsherdet nikkellégering. Varmeavledningsslis-sen 26 ifølge oppfinnelsen er utfrest i en skinne med tykkelse 5,207 mm. Sporet 30 er utfrest til en dybde av 4,699 mm, og det gjenstår følgelig en vegg 32 med tykkelse 0,508 mm, som tjener for avtetning.

Selv om den skovlseksjon som er beskrevet i forbindelse med denne utførelsesform av oppfinnelsen består av en helstøpt konstruksjon med to skovler og en enkelt varmeavledningssliss i en indre, perifer skinne, vil det være åpenbart for personer med vanlig fagkunnskap at det nødvendige antall nøkkelhull-slisser i en skinne og antallet skinner med slike slisser vil avhenge av mange lettbestembare faktorer, og at oppfinnelsen er egnet for anvendelse ved en skovlseksjon med et vilkårlig antall skovler, en skovlseksjon med skovler som er mekanisk forbundet eller fastsveiset til plattformer, eller endog ved et helstøpt, fullstendig skovltrinn. Det kan også foretas andre forandringer og modifiseringer innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (4)

1. Skovlaggregatseksjon med minst én radialtforløpende aero-foil med en innerende og en ytterende og en plattform som er fastgjort til en av endene, hvor plattformen utgjør en del av en gass-strømningsbane og omfatter en skinne som forløper i radialretning bort fra gass-strømningsbanen og danner et segment i en sirkelformet ring med en periferikant, en forside og en bakside, karakterisert ved at skinnen (18) er utstyrt med minst én sylindrisk kanal (28) som forløper gjennomgående irra forsiden (22) til baksiden (24) og er atskilt radialt fra kanten (20), et spor (30) i en av skinnesidene (22, 24), som fra skinnekanten (20) strekker seg i radialretning

mot kanalen (28) og skjærer denne, og som har en dybde som så vidt understiger tykkelsen av skinnen (18), slik at det langs sporet (30) gjenstår en tynn skinnevegg (32) som vil forhindre gasslekkasje gjennom skinnen (18) i aksialretning gjennom sporet (30), og et pluggelement (34) som er innført i kanalen (28) for å hindre at denne gjennomstrømmes.

2. Skovlaggregatseksjon i samsvar med krav 1, karakterisert ved at pluggelementet (34) består av en nagle.

3. - Skovlaggregatseksjon i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det omfatter minst to av de nevnte aerofoiler (12) hvor hver ende av aerofoilene (12) er utformet i ett med en plattform (14,16).

4. En gruppe av skovlaggregatseksjoner i sanisvar med krav 3, som er anordnet side om side og perifert om en akse og derved danner et fullstendig skovltrinn, karakterisert ved at skinnen i hver seksjon ligger an mot skinnen (18) i hver av de tilgrensende seksjoner, slik at det dannes en fullstendig, sirkelformet, segmentring. 5.. Skovlaggregatseksjonsgruppe i samsvar med krav 3 eller 4, karakterisert ved at pluggelementene (34) består av nagler.