CH708766A2

CH708766A2 - Verriegelnde Abstandshalteranordnung zur Einführung in einen umlaufenden Befestigungsschlitz zwischen Plattformen benachbarter Laufschaufeln.

Info

Publication number: CH708766A2
Application number: CH01571/14A
Authority: CH
Inventors: Michael James Healy; Brian Denver Potter
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-04-30
Also published as: US9341071B2; JP2015078690A; CN104763478A; DE102014114695A1; CN104763478B; US20150101351A1

Abstract

Es sind verriegelnde Abstandshalteranordnungen und Turbomaschinen geschaffen. In einer Ausführungsform enthält eine verriegelnde Abstandshalteranordnung (100) einen Abstandshalter (110), wobei der Abstandshalter (110) eine Plattform (112) und mehrere Beine (114) enthält, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform (112) aus erstrecken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung (100) enthält ferner ein Spannmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine (114) in Kontakt zu treten und eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine (114) in eine im Wesentlichen Axialrichtung zueinander hin zu bewirken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung (100) enthält ferner ein Verriegelungsmittel (130), das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine (114) in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine (114) in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben.

Description

Beschreibung GEBIET DER ERFINDUNG

[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Turbomaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung verriegelnde Abstandshalteranordnungen zur Sicherung von Laufschaufeln an einer Laufscheibe der Turbomaschine.

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

[0002] Verschiedene Turbomaschinen, wie beispielsweise eine Gasturbine oder Dampfturbine, umfassen eine Welle, mehrere Laufscheiben, die mit der Welle gekoppelt sind, und viele Laufschaufeln, die an den Laufscheiben montiert sind. Eine herkömmliche Gasturbine enthält eine drehbare Welle mit mehreren Laufschaufeln, die auf Scheiben in dem Verdichter- und Turbinenabschnitt von dieser montiert sind. Jede Laufschaufel enthält ein Schaufelblatt, über dem unter Druck gesetzte Luft, Verbrennungsgase oder andere Fluide, wie beispielsweise Dampf, strömt bzw. strömen, und eine Plattform an der Basis des Schaufelblattes, die eine radial innere Begrenzung für den Luft- oder Fluidstrom definiert.

[0003] Die Laufschaufeln sind gewöhnlich lösbar und enthalten deshalb einen geeigneten Fussabschnitt, wie beispielsweise einen T-artigen Fussabschnitt, der eingerichtet ist, um mit einem komplementären Befestigungsschlitz in dem Umfang der Laufscheibe in Eingriff zu stehen. Der Fuss kann entweder ein Axialeinführungsfuss oder ein Umfangseinführungsfuss sein, der mit einem entsprechenden axialen oder umlaufenden Schlitz in Eingriff steht, der in dem Scheibenumfang ausgebildet ist. Ein typischer Fuss enthält einen Hals mit minimalem Querschnittsbereich und Fussvorsprünge, die von dem Fuss aus in ein Paar seitlicher Ausnehmungen hineinragen, die in dem Befestigungsschlitz angeordnet sind.

[0004] Für Umfangseinführungsfüsse ist ein einziger Befestigungsschlitz zwischen einem vorderen und hinteren kontinuierlichen Umfangspfosten oder -ringband ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung um den gesamten Umfang der vorderen und hinteren Stirnfläche der Laufscheibe herum erstrecken. Die Querschnittsgestalt des umlaufenden Befestigungsschlitzes enthält seitliche Ausnehmungen, die durch den vorderen und hinteren Laufscheibenpfosten oder das vordere und hintere Laufscheibenband definiert sind, die mit den Fussvorsprüngen der Laufschaufeln Zusammenwirken, um die einzelnen Schaufeln während eines Turbinenbetriebs radial festzuhalten.

[0005] In dem Verdichterabschnitt einer Gasturbine werden z.B. Lauf- oder Verdichterschaufeln (insbesondere die Fusskomponenten) in den Umfangsschlitz hinein und um diesen herum eingeführt und um etwa 90 Grad gedreht, um die Fussabschnitte der Laufschaufeln mit den seitlichen Ausnehmungen in Berührung zu bringen, um eine vollständige Stufe von Laufschaufeln rings um den Umfang der Laufscheiben zu bilden. Die Laufschaufeln enthalten Plattformen an der Schaufelblattbasis, die rings um den Schlitz in anliegender Eingriffsverbindung stehen können. In anderen Ausführungsformen können Abstandshalter in dem Umfangsschlitz zwischen benachbarten Laufschaufelplattformen installiert sein. Nachdem all die Laufschaufeln (und Abstandshalter) eingebaut worden sind, wird ein letzter verbleibender Zwischenraum oder werden letzte verbleibende Zwischenräume in dem Befestigungsschlitz gewöhnlich mit einer speziell gestalteten Abstandshalteranordnung gefüllt, wie sie in der Technik allgemein bekannt ist.

[0006] Eine übliche Technik, die verwendet wird, um die Einführung der abschliessenden Abstandshalteranordnung in den Umfangsschlitz zu unterstützen, besteht darin, einen nicht achsensymmetrischen Einführungsschlitz in der Laufscheibe aufzunehmen. Es sind verschiedene herkömmliche Abstandshalteranordnungen entworfen worden, um die Notwendigkeit eines Einführungsschlitzes in der Laufscheibe zu beseitigen. Diese Anordnungen umfassen jedoch komplexe Vorrichtungen. Diese herkömmlichen Anordnungen sind im Allgemeinen schwer zu montieren, kostspielig bei der Herstellung, und sie können eine unausgeglichene axiale Belastung zur Folge haben. Demgemäss besteht ein Bedarf nach einer verbesserten verriegelnden Abstandshalteranordnung, die in dem letzten Zwischenraum zwischen Plattformen benachbarter Laufscheiben einer Turbomaschine, wie beispielsweise Verdichter- und/oder Turbinenlaufschaufeln einer Gasturbine, relativ einfach zu montieren ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0007] Aspekte und Vorteile der Erfindung sind nachstehend in der folgenden Beschreibung erläutert, oder sie können aus der Beschreibung offensichtlich sein oder können durch Umsetzung der Erfindung in die Praxis erfahren werden.

[0008] Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine verriegelnde Abstandshalteranordnung zur Einführung in einen umlaufenden Befestigungsschlitz zwischen Plattformen benachbarter Laufschaufeln geschaffen. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine Plattform und mehrere Beine enthält, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform aus erstrecken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner ein Spannmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in einer im Wesentlichen axialen Richtung zueinander hin zu bewirken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner ein Verriegelungsmittel, das eingerichtet, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben.

[0009] In der zuvor erwähnten verriegelnden Abstandshalteranordnung kann jedes der mehreren Beine eine Keilfläche aufweisen, und das Verriegelungsstück; kann einen Keil aufweisen, der mehrere passende Keilflächen aufweist, wobei ein

2 Kontakt zwischen den Keilflächen und den passenden Keilflächen eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in die entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung verursacht.

[0010] Die passenden Keilflächen laufen vorzugsweise in einer Richtung im Wesentlichen radial nach aussen spitz zu.

[0011 ] In der verriegelnden Abstandshalteranordnung einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann das Verriegelungsmittel einen Stab aufweisen.

[0012] Der Stab kann durch ein Bohrloch, das in der Plattform definiert ist, erstreckbar sein.

[0013] Die verriegelnde Abstandshalteranordnung kann ferner ein Befestigungsmittel aufweisen, das mit dem Stab verbindbar ist.

[0014] In der verriegelnden Abstandshalteranordnung einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann jedes der mehreren Beine eine Kontaktfläche aufweisen, die eingerichtet ist, um mit einem ausgesparten Wandabschnitt des Schlitzes in Kontakt zu stehen.

[0015] Das Spannmittel der verriegelnden Abstandshalteranordnung einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann von den mehreren Beinen lösbar sein.

[0016] Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine verriegelnde Abstandshalteranordnung zur Einführung in einen umlaufenden Befestigungsschlitz zwischen Plattformen benachbarter Laufschaufeln geschaffen. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine Plattform und mehrere Beine enthält, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform aus erstrecken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner Mittel zur elastischen Verformung jedes der mehreren Beine in eine im Wesentlichen axiale Richtung zueinander hin. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner ein Verriegelungsmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben.

[0017] In der verriegelnden Abstandshalteranordnung der zuvor erwähnten weiteren Ausführungsform kann jedes der mehreren Beine eine Keilfläche aufweisen, und das Verriegelungsmittel kann einen Keil mit mehreren passenden Keilflächen aufweisen, wobei ein Kontakt zwischen den Keilflächen und den passenden Keilflächen eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in die entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung bewirkt.

[0018] Die passenden Keilflächen können in eine im Wesentlichen radial nach aussen gerichtete Richtung spitz zulaufen.

[0019] Das Verriegelungsmittel der verriegelnden Abstandshalteranordnung der weiteren Ausführungsform einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann einen Stab aufweisen.

[0020] Der Stab kann durch ein in der Plattform definiertes Bohrloch erstreckbar sein.

[0021 ] Die verriegelnde Abstandshalteranordnung kann ferner ein Befestigungsmittel aufweisen, das mit dem Stab verbindbar ist.

[0022] In der verriegelnden Abstandshalteranordnung der weiteren Ausführungsform einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann jedes der mehreren Beine eine Kontaktfläche aufweisen, die eingerichtet ist, um mit einem ausgesparten Wandabschnitt des Schlitzes in Kontakt zu stehen.

[0023] Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Turbomaschine geschaffen. Die Turbomaschine enthält einen Verdichterabschnitt, einen Turbinenabschnitt und einen Brennkammerabschnitt zwischen dem Verdichterabschnitt und dem Turbinenabschnitt. Entweder der Verdichterabschnitt oder der Turbinenabschnitt enthält eine Laufscheibe, die einen vorderen und einen hinteren Pfosten aufweist, die einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden kontinuierlichen Befestigungsschlitz definieren, und mehrere Laufscheiben, wobei jede der mehreren Laufscheiben sich von einer von mehreren Plattformen aus erstreckt, wobei jede der mehreren Plattformen an dem Befestigungsschlitz durch einen sich nach innen erstreckenden Fuss gesichert ist. Entweder der Verdichterabschnitt oder der Turbinenabschnitt enthält ferner eine verriegelnde Abstandshalteranordnung, die in einem Zwischenraum zwischen wenigstens zwei der mehreren Plattformen angeordnet ist. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine Plattform und mehrere Beine enthält, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform aus erstrecken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner ein Spannmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in eine im Wesentlichen axiale Richtung zueinander hin zu bewirken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner ein Verriegelungsmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben.

[0024] Die zuvor erwähnte Turbomaschine kann eine beliebige Konfiguration der vorstehend erwähnten verriegelnden Abstandshalteranordnung und insbesondere diejenigen, die im Folgenden erwähnt sind, aufweisen.

[0025] In der zuvor erwähnten Turbomaschine kann jedes der mehreren Beine eine Keilfläche aufweisen, und das Verriegelungsmittel kann einen Keil aufweisen, der mehrere passende Keilflächen aufweist, wobei ein Kontakt zwischen den Keilflächen und den passenden Keilflächen eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in die entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung bewirkt.

3 [0026] Die passenden Keilflächen können in eine Richtung im Wesentlichen radial nach aussen spitz zulaufen.

[0027] In der Turbomaschine einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann das Verriegelungsmittel einen Stab aufweisen.

[0028] In der Turbomaschine einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann das Spannmittel von den mehreren Beinen lösbar sein.

[0029] Fachleute auf dem Gebiet werden die Merkmale und Aspekte derartiger Ausführungsformen und weiterer bei einer Durchsicht der Beschreibung besser erkennen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0030] Eine vollständige und befähigende Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschliesslich deren bester Ausführungsart, für Fachleute ist in grösseren Einzelheiten in der restlichen Beschreibung dargelegt, die eine Bezugnahme auf die beigefügten Figuren enthält, in denen zeigen:

[0031 ] Fig. 1 ein Funktionsdiagramm einer beispielhaften Gasturbine innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung;

[0032] Fig. 2 eine ausschnittsweise Schnittansicht einer Ausführungsform einer Fuss- und Befestigungsschlitz-Konfiguration für Laufschaufeln zur umfangsseitigen Einführung;

[0033] Fig. 3 eine ausschnittsweise Perspektivansicht einer beispielhaften Laufscheibe, die letzte oder Einführungszwischenräume enthält, in die eine verriegelnde Abstandshalteranordnung eingeführt werden kann;

[0034] Fig. 4 eine Perspektivansicht einer verriegelnden Abstandshalteranordnung in einem Befestigungsschlitz gemäss Aspekten des vorliegenden Gegenstands;

[0035] Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 sequentielle Montageansichten einer Ausführungsform einer verriegelnden Abstandshalteranordnung gemäss Aspekten des vorliegenden Gegenstands.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0036] Es wird nun im Einzelnen auf vorliegende Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Die detaillierte Beschreibung verwendet Bezeichnungen durch Zahlen und Buchstaben, um auf Merkmale in den Zeichnungen Bezug zu nehmen. Gleiche oder ähnliche Bezeichnungen in den Zeichnungen und der Beschreibung werden verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile der Erfindung Bezug zu nehmen. Wie hierin verwendet, können die Ausdrücke «erste», «zweite» und «dritte» austauschbar verwendet werden, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden, und sie sind nicht dazu bestimmt, eine Lage oder Wichtigkeit der einzelnen Komponenten anzuzeigen. Die Ausdrücke «stromaufwärts» und «stromabwärts» beziehen sich auf die relative Richtung in Bezug auf eine Fluidströmung in einem Fluidpfad. Zum Beispiel bezieht sich «stromaufwärts» auf die Richtung, von der das Fluid aus strömt, und «stromabwärts» bezieht sich auf die Richtung, zu der das Fluid hin strömt. Der Ausdruck «radial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu einer axialen Mittellinie einer bestimmten Komponente verläuft, und der Ausdruck «axial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen parallel zu einer axialen Mittellinie einer bestimmten Komponente verläuft.

[0037] Jedes Beispiel ist zur Erläuterung der Erfindung, nicht zur Beschränkung der Erfindung vorgesehen. In der Tat wird es für Fachleute auf dem Gebiet offenkundig sein, dass Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von deren Umfang oder Rahmen abzuweichen. Zum Beispiel können Merkmale, die als ein Teil einer einzelnen Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, bei einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine noch weitere Ausführungsform zu ergeben. Somit besteht die Absicht, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen mit umfasst, wie sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

[0038] Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für die Zwecke der Erläuterung allgemein in dem Zusammenhang mit einer Gasturbine beschrieben sind, wird ein Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine beliebige Turbomaschine angewandt werden können, die eine Welle und umlaufende Schaufeln aufweist, die mit der Welle gekoppelt sind, wie beispielsweise auf eine Dampfturbine oder dergleichen, und nicht auf eine Gasturbine beschränkt sind, sofern dies nicht speziell in den Ansprüchen angegeben ist.

[0039] Indem nun auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen identische Bezugszeichen die gleichen Elemente überall in den Figuren kennzeichnen, zeigt Fig. 1 ein Funktionsdiagramm einer Ausführungsform einer Turbomaschine, in diesem Fall einer beispielhaften Gasturbine 10, die verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten kann. Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf Gasturbinen beschränkt ist und dass stattdessen Dampfturbinen oder beliebige sonstige geeignete Turbomaschinen innerhalb des Umfangs und Rahmens der vorliegenden Offenbarung liegen. Wie veranschaulicht, enthält die Gasturbine 10 allgemein einen Verdichterabschnitt 12, der einen Verdichter 14 enthält, der an einem stromaufwärtigen Ende der Gasturbine 10 angeordnet ist, einen Verbrennungsabschnitt 16 mit wenigstens einer Brennkammer 18 stromabwärts von dem Verdichter 14 und einen Turbinenabschnitt 20, der eine Turbine 22 enthält, die sich stromabwärts von dem Verbrennungsabschnitt 16 befindet. Eine Welle 24

4 erstreckt sich entlang einer axialen Mittellinie 26 der Gasturbine 10 wenigstens teilweise durch den Verdichter 14 und/oder die Turbine 22 hindurch. In bestimmten Konfigurationen kann die Welle 24 mehrere einzelne Wellen aufweisen.

[0040] Mehrere Laufräder oder -scheiben 28 sind koaxial entlang der Welle 24 innerhalb des Verdichters 14 und/oder der Turbine 22 angeordnet. Jede Laufscheibe 28 ist eingerichtet, um mehrere sich radial erstreckende Laufschaufeln 30 aufzunehmen, die längs des Umfangs um die Laufscheibe 28 herum beabstandet und lösbar an dieser fixiert sind. Die Laufschaufeln 30 können eingerichtet sein, um in dem Verdichter 14 verwendet zu werden, wie beispielsweise eine Verdichterlaufschaufel 32, oder um in der Turbine 22 verwendet zu werden, wie beispielsweise eine Turbinenlaufschaufel oder Turbinenrotorschaufel 34. Jede Schaufel 30 weist eine Längs- und Mittellinienachse 36 auf und enthält einen Schaufelblattabschnitt 38 mit einer Vorderkante 40 und einer Hinterkante 42.

[0041 ] Im Betrieb wird ein Arbeitsfluid 44, wie beispielsweise Luft, in den Verdichter 14 eingeleitet, wo es zum Teil durch die Verdichterlaufschaufeln 32 zunehmend verdichtet wird, während es zu dem Verbrennungsabschnitt 16 hin geleitet wird. Ein verdichtetes Arbeitsfluid 26 strömt von dem Verdichter 14 aus und wird zu dem Verbrennungsabschnitt 16 geliefert. Das verdichtete Arbeitsfluid 46 wird auf jede der Brennkammern 18 verteilt, wo es mit einem Brennstoff vermischt wird, um ein brennbares Gemisch zu schaffen. Das brennbare Gemisch wird verbrannt, um Verbrennungsgase 48 mit einer relativ hohen Temperatur und relativ hohen Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Verbrennungsgase 48 werden durch die Turbine 22 geleitet, wo thermische und kinetische Energie auf die Turbinenlaufschaufeln 34 übertragen wird, wodurch die Welle 24 veranlasst wird umzulaufen. In bestimmten Anwendungen ist die Welle 24 mit einem (nicht veranschaulichten) Generator gekoppelt, um Elektrizität zu erzeugen.

[0042] Fig. 2 zeigt eine vergrösserte Querschnittsansicht eines Abschnitts einer beispielhaften Laufscheibe 28, die eine beispielhafte Laufschaufel 30 enthält, die eine T-artige Fuss- und Befestigungsschlitz-Konfiguration aufweist. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, kann jede Laufschaufel 30 ferner eine Plattform 50 enthalten, die einen Abschnitt einer radial inneren Begrenzung für eine Luftströmung, Verbrennungsgasströmung oder andere Fluidströmung, wie beispielsweise Dampf, über den Schaufelblättern 38 während eines Betriebs der Gasturbine 10 bereitstellt. Zusätzlich enthält jede Laufschaufel 30 einen integralen Fussabschnitt 52, der sich von der Plattform 50 aus radial nach innen erstreckt. Der Fussabschnitt 52 gleitet in einen und entlang eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden Befestigungsschlitzes 54, der durch eine vordere und hintere Pfosten- oder Ringbandkomponente 56 der Laufscheibe 28 definiert ist, wie dies in der Technik allgemein bekannt ist.

[0043] Der Fussabschnitt 52 kann Vorsprünge 58 enthalten, die in seitlichen Ausnehmungen 60 aufgenommen sind, die in dem Befestigungsschlitz 54 definiert und wenigstens teilweise durch ausgesparte Wandabschnitte 62 der Ringbandkomponenten 56 definiert sind. Es sollte leicht erkannt werden, dass die Konfiguration des Fussabschnitts 52 und des Befestigungsschlitzes 54, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, lediglich veranschaulichenden Zwecken dient und dass die Fuss- und Schlitzkonfiguration innerhalb des Umfangs und Rahmens des vorliegenden Gegenstands stark variieren kann.

[0044] Fig. 3 zeigt eine ausschnittsweise Perspektivansicht eines Abschnitts einer beispielhaften Laufscheibe 28 und veranschaulicht insbesondere mehrere Laufschaufeln 30, die in einem Befestigungsschlitz 54 (Fig. 2) zwischen der vorderen und hinteren Ringbandkomponente 56 der Laufscheibe 28 eingerichtet ist. Wie veranschaulicht, enthält jede der Laufschaufeln 30 eine Plattform 50. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, sind zwischen den Plattformen 50 benachbarter Laufschaufeln 30 herkömmliche Abstandshalter 64 angeordnet, wie dies in der Technik allgemein bekannt ist.

[0045] Letzte Zwischenräume oder Einführungszwischenräume 66, die eine Umfangsweite W, zwischen benachbarten Plattformen 50 der Laufschaufel 30 aufweisen, können durch verschiedene Ausführungsformen einer verriegelnden Abstandshalteranordnung 100, wie in den Fig. 4-7 veranschaulicht, gefüllt sein, was in grösseren Einzelheiten nachstehend beschrieben ist. Die letzten oder Einführungszwischenräume 66 werden allgemein zur Einführung der Laufschaufeln 30 in den Befestigungsschlitz 54 während einer Montage und/oder Demontage der Laufschaufeln 30 an/von der Laufscheibe 28 verwendet. Es sollte erkannt werden, dass die verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 in bestimmten Ausführungsformen dazu verwendet werden kann, die letzten Zwischenräume 68 zwischen den Plattformen 50 benachbarter Laufschaufeln 30 zu füllen, zu denen die Verdichterlaufschaufeln 32, die innerhalb des Verdichters 14 angeordnet sind, und/oder die Turbinenlaufschaufeln 34, die innerhalb der Turbine 22 angeordnet sind, gehören. An sich wird die verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 nachstehend allgemein beschrieben, wie sie zwischen die Plattformen 50 benachbarter Laufschaufeln 30 installiert wird, wobei die Plattformen 50 und die Laufschaufeln 30 einen Teil einer Verdichterlaufschaufel 32 oder einer Turbinenlaufschaufel 34 bilden können, um so beide Anwendungen vollständig zu umfassen.

[0046] Bezugnehmend auf die Fig. 4 bis 7 sind Ausführungsformen einer verriegelnden Abstandshalteranordnung 100 gemäss der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Anordnung 100 enthält einen Abstandshalter 1 10. Der Abstandshalter 1 10 ist allgemein eingerichtet, um in einen letzten Zwischenraum 66 zwischen den Plattformen 50 benachbarter Laufschaufeln 30 hinein zu passen. Z.B. kann der Abstandshalter 1 10 eine Plattform 112 enthalten. Die Plattform 1 12 kann somit eine beliebige dimensionsmässige Konfiguration aufweisen, so dass die Weite, Länge, Dicke oder eine beliebige sonstige Eigenschaft der Plattform 1 12 ermöglicht, zwischen die Plattformen 50 eingefügt zu werden. Z.B. kann die Plattform 112 allgemein eine horizontale Weite W (Fig. 3) aufweisen, um passgenau zwischen die Plattformen 50 benachbarter Laufschaufeln 30 zu passen.

[0047] Der Abstandshalter 1 10 kann ferner mehrere Beine 1 14 enthalten, die sich von der Plattform 1 12 aus im Wesentlichen radial nach innen erstrecken (wenn der Abstandshalter 1 10 sich in einer montierten Stellung befindet). In beispiel-

5 haften Ausführungsformen können sich zwei Beine 1 14 von der Plattform 1 12 aus erstrecken, und sie können im Wesentlichen einander gegenüberstehen. Die Beine 1 14 können z.B. in der im Wesentlichen axialen Richtung voneinander beabstandet sein.

[0048] Um den Abstandshalter 1 10 in den Befestigungsschlitz 54 einzupassen, können die Beine 1 14 elastisch verformbar sein. Jedes Bein 1 14, und der Abstandshalter 1 10 allgemein, kann somit aus einem geeigneten elastisch verformbaren Material, wie beispielsweise in einigen Ausführungsformen aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall, ausgebildet sein. Es können Mittel zur elastischen Verformung jedes der mehreren Beine 1 14 in eine im Wesentlichen axiale Richtung zueinander hin verwendet werden, um eine derartige Beinverformung zu ermöglichen, so dass die Beine nach innen verformt werden und dem Abstandshalter 1 10 ermöglicht wird, in den Befestigungsschlitz 54 zu passen.

[0049] In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Mittel zur elastischen Verformung ein Spannmittel 120 sein. Das Spannmittel 120 kann allgemein eine beliebige geeignete Spannvorrichtung sein, die in der Lage ist, eine axial nach innen gerichtete Kraft auf die Beine 114 bereitzustellen, so dass sich die Beine 1 14 im Wesentlichen axial nach innen zueinander hin elastisch verformen. Fig. 5 veranschaulicht die Beine 1 14 in der nach innen verformten Stellung. In einigen Ausführungsformen kann das Spannmittel 120 z.B. eine C-förmige Zwinge, eine Klammer, ein Band, ein Kabelbinder, ein Seil oder eine Schraubvorrichtung sein. Das Spannmittel 120 kann, wie veranschaulicht, mit jedem Bein 1 14 in Kontakt platziert und anschliessend betätigt werden, um eine im Wesentlichen axial nach innen gerichtete Kraft auf die Beine 1 14 auszuüben, bis sich die Beine 1 14 im Wesentlichen axial nach innen zueinander hin elastisch verformen. Eine derartige Verformung in Richtung aufeinander zu kann ausreichen, so dass die Beine 1 15 in den engsten Abschnitt des Schlitzes 54 hinein und durch diesen hindurch passen können, so dass auf diese Weise die Vorsprünge der Ringbandkomponente 56, die den engsten Abschnitt des Schlitzes 54 definieren, freigegeben werden.

[0050] In beispielhaften Ausführungsformen kann das Spannmittel 120 von den mehreren Beinen 1 14 lösbar sein. Z.B. kann das Spannmittel 120, nachdem der Abstandshalter 1 10 in den Befestigungsschlitz 54 eingepasst worden ist, von den Beinen 1 14 gelöst werden und kann ferner von den Beinen 114 getrennt werden. Ein derartiges Lösen kann den Beinen 1 14 ermöglichen, in ihre ursprünglichen, elastisch nicht verformten axialen Stellungen zurückzukehren, wie in Fig. 6 veranschaulicht. Sobald es von den Beinen 114 getrennt ist, kann das Spannmittel 120 von dem Befestigungsschlitz 54 entfernt werden.

[0051 ] In anderen Ausführungsformen kann das Mittel zur elastischen Verformung eine physische Kraft enthalten, die z.B. von einer Person auf die Beine 1 14 ausgeübt wird, um die Beine zu veranlassen, sich im Wesentlichen axial nach innen elastisch zu verformen. In noch weiteren Ausführungsformen könnte der Abstandshalter 110 z.B. durch eine menschliche oder auf einer Maschine basierende Kraft radial nach unten auf die Scheibe 28 gedrückt werden, bis eine axiale Komponente der Kraft die Beine 1 14 veranlasst, sich im Wesentlichen axial nach innen zu verformen.

[0052] Die Beine 1 14 können ferner in beispielhaften Ausführungsformen eine Kontaktfläche 116 enthalten. Jede Kontaktfläche 116 kann eingerichtet sein, um mit einem ausgesparten Wandabschnitt 62 des Befestigungsschlitzes 54 in Kontakt zu stehen. Wie z.B. in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht, können die Kontaktflächen 116, nachdem der Abstandshalter 1 10 in den Befestigungsschlitz 54 passend eingesetzt worden ist, mit den ausgesparten Wandabschnitten 62 in Kontakt gebracht werden. Ein derartiger Kontakt kann den Abstandshalter 1 10 innerhalb des Befestigungsschlitzes 54 positionieren. Die ausgesparten Wandabschnitte 62 und die Kontaktflächen 1 16 können beliebige geeignete Grössen, Orientierungen, etc. aufweisen. Die Kontaktflächen 1 16 können in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen identische Orientierungen aufweisen, so dass sie mit den ausgesparten Wandabschnitten 62 paarweise zusammenpassen, wenn sie mit diesen in Kontakt gebracht werden.

[0053] Die verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 kann ferner in beispielhaften Ausführungsformen ein Verriegelungsmittel 130 enthalten. Wie in Fig. 7 veranschaulicht, kann das Verriegelungsmittel 130 eingerichtet sein, um mit jedem der mehreren Beine 1 14 in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine 1 14 in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung, wie beispielsweise in eine im Wesentlichen axiale Richtung, die zu der im Wesentlichen axialen Richtung der elastischen Verformung durch die Mittel zur elastischen Verformung entgegengesetzt ist, auszuüben. Eine derartige entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Kraft kann in einigen Ausführungsformen die Beine 1 14 in die im Wesentlichen entgegengesetzte axiale Richtung elastisch verformen. Zusätzlich oder alternativ kann die im Wesentlichen entgegengesetzte axiale Kraft z.B. über die Beine 1 14 auf die Scheibe 28 übertragen werden. Durch Bereitstellung einer derartigen Kraft kann das Verriegelungsmittel 130 die verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 innerhalb des Befestigungsschlitzes 54 verriegeln, so dass auf diese Weise eine axiale und radiale Bewegung der verriegelnden Abstandshalteranordnung 100 im Wesentlichen reduziert oder verhindert wird.

[0054] Z.B. kann jedes Bein 114, wie veranschaulicht, eine Keilfläche 1 18 enthalten. Die Keilfläche 1 18 kann allgemein winkelig in Bezug auf die radiale und axiale Richtung sein, wie veranschaulicht. In Ausführungsformen, in denen zwei gegenüberstehende Beine verwendet werden, können die Keilflächen 1 18 z.B. einander zugewandt und derart gewinkelt sein, dass sie sich axial entlang der Richtung im Wesentlichen radial nach aussen einander annähern. Ferner kann das Verriegelungsmittel 130 eine Keilfläche 132 enthalten. Die Keilfläche 132 kann verschiedene passende Keilflächen 134, wie beispielsweise zwei gegenüberliegende passende Keiloberflächen 134, wie veranschaulicht, aufweisen. Jede passende Keilfläche 134 kann mit einer Keilfläche 1 18 in Kontakt stehen. In beispielhaften Ausführungsformen kann jede passende Keilfläche 134 einen im Wesentlichen identischen Winkel mit der Keilfläche 1 18, mit der sie in Kontakt steht, haben.

6 Z.B. kann die passende Keilfläche 134 allgemein gewinkelt in Bezug auf die radiale und axiale Richtung verlaufen, wie veranschaulicht. Ferner können die passenden Keilflächen 134, wie veranschaulicht, in der im Wesentlichen radial nach aussen gerichteten Richtung spitz zulaufen.

[0055] Das Verriegelungsmittel 130 kann ferner z.B. einen Stab 136 enthalten. Der Stab 136 kann sich von dem Keil 132 im Wesentlichen radial nach aussen erstrecken (wenn er sich in der montierten Stellung befindet). Der Stab 136 kann ferner durch ein Bohrloch 138, das in dem Abstandshalter 1 10, beispielsweise in dessen Plattform 1 12 definiert ist, erstreckbar sein. Z.B. kann das Bohrloch 138 im Wesentlichen zentral in der Plattform 1 12, wie beispielsweise zwischen den Beinen 1 14, definiert sein, und es kann sich im Wesentlichen radial durch die Plattform 1 12 erstrecken. Im montierten Zustand kann sich der Stab 136 durch wenigstens einen Abschnitt des Bohrlochs 138 hindurch erstrecken.

[0056] Ferner kann die verriegelnde Abstandshalteranordnung in einigen Ausführungsformen ein Befestigungsmittel 140 enthalten. Das Befestigungsmittel 140 kann mit dem Stab 136 verbindbar sein, um das Verriegelungsmittel 130 und den Abstandshalter 1 10 fest miteinander zu verbinden, womit die verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 in Stellung festgesetzt wird. Das Befestigungsmittel 140 kann allgemein einen beliebigen Verriegelungsmechanismus aufweisen, der verwendet werden kann, um das Verriegelungsmittel 130 und den Abstandshalter 1 10 miteinander zu befestigen. Wie veranschaulicht, kann das Befestigungsmittel 140 z.B. ein Innengewindeende aufweisen, das auf ein Aussengewindeende des Stabs 136 aufgeschraubt werden kann. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Befestigungsmittel 140, wenn es mit dem Stab 136 verbunden ist, in dem Bohrloch 138 angeordnet sein.

[0057] Somit kann das Verriegelungsmittel 130 in beispielhaften Ausführungsformen vor dem Abstandshalter 1 10 in dem Befestigungsschlitz 54 positioniert werden, wie in Fig. 5 veranschaulicht. Wie weiter gezeigt, können Mittel zur elastischen Verformung die Beine 1 14 in Richtung aufeinander zu elastisch verformen. Der Abstandshalter 1 10 kann dann in den Befestigungsschlitz 54 eingepasst werden, und die Mittel können gelöst werden, so dass z.B. die Beine 1 14 in die elastisch nicht verformten Stellungen zurückkehren, wie in Fig. 6 veranschaulicht. Das Verriegelungsmittel 130 kann anschliessend mit den Beinen 1 14 in Kontakt gebracht werden, und ein derartiger Kontakt kann eine Kraft in einem im Wesentlichen entgegengesetzte axiale Richtung auf die Beine 1 14 aufbringen, die z.B. die Kontaktflächen 116 der Beine 1 14 gegen die ausgesparten Abschnitte 62 des Befestigungsschlitzes 54 pressen kann. Das Verriegelungsmittel 130 kann schliesslich an dem Abstandshalter 10 befestigt werden, so dass auf diese Weise die verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 in dem Schlitz 54 in Stellung verriegelt wird.

[0058] Es sollte erkannt werden, dass der vorliegende Gegenstand auch eine Rotoranordnung umfasst, die eine verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 enthält, wie sie hierin beschrieben und verkörpert ist. Die Rotoranordnung enthält eine Laufscheibe 28 mit einem vorderen und einem hinteren Pfosten 56, die einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden kontinuierlichen Befestigungsschlitz 54 definieren. Die Rotoranordnung enthält ferner mehrere Laufschaufeln 30, wobei jede Laufschaufel 30 sich von einer Plattform 50 aus erstreckt. Die Plattform 50 ist innerhalb des Befestigungsschlitzes 54 durch einen sich nach innen erstreckenden Fuss 52 gesichert. Wenigstens eine verriegelnde Abstandshalteranordnung 100 gemäss einer beliebigen der hierin veranschaulichten oder beschriebenen Ausführungsformen ist in einem Zwischenraum 66 zwischen zwei der Plattformen 50 angeordnet. Es sollte leicht erkannt werden, dass, wie oben erwähnt, die Rotoranordnung in dem Verdichter- oder Turbinenabschnitt einer Gasturbine angeordnet sein kann, wobei die Plattform 50 und die Laufschaufeln 30 einen Teil einer vollständigen Stufe von entweder Rotorschaufeln oder Turbinenlaufschaufeln bilden.

[0059] Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschliesslich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und auch um jeden Fachmann auf dem Gebiet zu befähigen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche enthalten sein, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden zu dem Wortsinn der Ansprüche enthalten.

[0060] Es sind verriegelnde Abstandshalteranordnungen und Turbomaschinen geschaffen. In einer Ausführungsform enthält eine verriegelnde Abstandshalteranordnung einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine Plattform und mehrere Beine enthält, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform aus erstrecken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner ein Spannmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in eine im Wesentlichen Axialrichtung zueinander hin zu bewirken. Die verriegelnde Abstandshalteranordnung enthält ferner ein Verriegelungsmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben.

Bezugszeichenliste

[0061 ]

Bezugszeichen Komponente

10 Gasturbine

7

Claims

Bezugszeichen Komponente 1 18 Keilfläche 120 Spannmittel 130 Verriegelungsmittel 132 Keil 134 passende Keilfläche 136 Stab 138 Bohrloch 140 Befestigungsmittel Patentansprüche 1. Verriegelnde Abstandshalteranordnung zur Einführung in einen umlaufenden Befestigungsschlitz zwischen Plattformen benachbarter Laufschaufeln, die aufweist: einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine Plattform und mehrere Beine aufweist, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform aus erstrecken, ein Spannmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in eine im Wesentlichen axiale Richtung zueinander hin zu bewirken; und ein Verriegelungsmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben.
2. Verriegelnde Abstandshalteranordnung zur Einführung in einen umlaufenden Befestigungsschlitz zwischen Plattformen benachbarter Laufschaufeln, die aufweist: einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine Plattform und mehrere Beine aufweist, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform aus erstrecken; Mittel zur elastischen Verformung jedes der mehreren Beine in eine im Wesentlichen axiale Richtung aufeinander zu; und ein Verriegelungsmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben.
3. Verriegelnde Abstandshalteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes der mehreren Beine eine Keilfläche aufweist und das Verriegelungsmittel einen Keil mit mehreren passenden Keilflächen aufweist und wobei ein Kontakt zwischen den Keilflächen und den passenden Keilflächen eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in die entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung bewirkt.
4. Verriegelnde Abstandshalteranordnung nach Anspruch 3, wobei die passenden Keilflächen in eine Richtung im Wesentlichen radial nach aussen spitz zulaufen.
5. Verriegelnde Abstandshalteranordnung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verriegelungsmittel einen Stab aufweist.
6. Verriegelnde Abstandshalteranordnung nach Anspruch 5, wobei der Stab durch ein in der Plattform definiertes Bohrloch erstreckbar ist.
7. Verriegelnde Abstandshalteranordnung nach Anspruch 5 oder 6, die ferner ein Befestigungsmittel aufweist, das mit dem Stab verbindbar ist.
8. Verriegelnde Abstandshalteranordnung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der mehreren Beine eine Kontaktfläche aufweist, die eingerichtet ist, um mit einem ausgesparten Wandabschnitt des Schlitzes in Kontakt zu stehen.
9. Verriegelnde Abstandshalteranordnung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Spannmittel von den mehreren Beinen lösbar ist.
10. Turbomaschine, die aufweist: einen Verdichterabschnitt; einen Turbinenabschnitt; und einen Brennkammerabschnitt zwischen dem Verdichterabschnitt und dem Turbinenabschnitt, wobei entweder der Verdichterabschnitt oder der Turbinenabschnitt aufweist: eine Laufscheibe, die einen vorderen und einen hinteren Pfosten aufweist, die einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden kontinuierlichen Befestigungsschlitz definieren; 9 mehrere Laufschaufeln, wobei jede der mehreren Laufschaufeln sich von einer von mehreren Plattformen aus erstreckt, wobei jede der mehreren Plattformen an dem Befestigungsschlitz durch einen sich nach innen erstreckenden Fuss gesichert ist; und eine verriegelnde Abstandshalteranordnung, die in einem Zwischenraum zwischen wenigstens zwei der mehreren Plattformen angeordnet ist, wobei die verriegelnde Abstandshalteranordnung aufweist: einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine Plattform und mehrere Beine aufweist, die sich im Wesentlichen radial nach innen von der Plattform aus erstrecken; ein Spannmittel, das eingerichtet ist, um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine elastische Verformung jedes der mehreren Beine in eine im Wesentlichen axiale Richtung zueinander hin zu bewirken; und ein Verriegelungsmittel, das eingerichtet ist, 3 um mit jedem der mehreren Beine in Kontakt zu treten und eine Kraft gegen jedes der mehreren Beine in eine entgegengesetzte im Wesentlichen axiale Richtung auszuüben. 10