DE102009037620A1 - flow machine - Google Patents
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Abstract
Eine Strömungsmaschine (10), insbesondere Gasturbine, mit einem Gehäuse (22) und einem Leitschaufelkranz (12), dessen äußeres Deckband (16) durch Trennfugen in Segmente (14) unterteilt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Deckband (16) über ein erstes Befestigungselement (30) zur Axialkraftaufnahme und ein zweites, vom ersten Befestigungselement (30) unabhängiges Befestigungselement (24) zur Umfangskraftaufnahme am Gehäuse (22) befestigt ist, wobei das erste und das zweite Befestigungselement (24, 30) für die Segmente (14) des äußeren Deckbandes (16) ein Spiel in radialer Richtung ermöglichen.A turbomachine (10), in particular a gas turbine, with a housing (22) and a guide vane ring (12), the outer shroud (16) of which is divided into segments (14) by parting lines, is characterized in that the outer shroud (16) has a first fastening element (30) for absorbing axial force and a second fastening element (24) independent of the first fastening element (30) for absorbing peripheral force is fastened to the housing (22), the first and second fastening elements (24, 30) for the segments (14 ) of the outer shroud (16) allow play in the radial direction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Gasturbine, mit einem Gehäuse und mindestens einem Leitschaufelkranz, dessen äußeres Deckband durch Trennfugen in Segmente unterteilt ist.The The invention relates to a turbomachine, in particular a gas turbine, with a housing and at least one Vane ring, the outer shroud through Dividing joints is divided into segments.
Eine
solche Strömungsmaschine ist beispielsweise aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Befestigung eines Leitschaufelkranzes am Gehäuse der Strömungsmaschine zu schaffen, die eine radiale Beweglichkeit der Leitschaufelkranzsegmente ermöglicht bei gleichzeitig geringer Belastung für die Befestigungselemente.Of the Invention is the object of an improved attachment a Leitschaufelkranzes on the housing of the turbomachine to create a radial mobility of the vane ring segments allows for at the same time low load for the fasteners.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.The The object of the invention is solved by the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent Claims reproduced.
Erfindungsgemäß ist eine Strömungsmaschine der oben genannten Art vorgesehen, wobei das äußere Deckband der Leitschaufelkranz über ein erstes Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme und ein zweites, vom ersten Befestigungselement unabhängiges Befestigungselement zur Umfangskraftaufnahme am Gehäuse befestigt ist und wobei das erste und das zweite Befestigungselement für die Segmente des äußeren Deckbandes ein Spiel in radialer Richtung ermöglichen.According to the invention a turbomachine of the above type is provided, wherein the outer shroud of the vane ring over a first fastening element for axial force absorption and a second, independent of the first fastener fastener is attached to the peripheral force receiving the housing and wherein the first and the second fastening element for the segments the outer shroud a game in the radial direction enable.
Auf diese Weise erfolgt die Axialkraftaufnahme und die Umfangskraftaufnahme über getrennte, unabhängige Befestigungselemente. Die Belastung der Befestigungselemente wird dadurch verringert, und die Befestigungselemente können optimal auf ihre jeweilige Funktion ausgelegt werden. Axialkraft und Umfangskraft sind orthogonal zueinander, wodurch eine unabhängige Kraftaufnahme ermöglicht wird, während gleichzeitig Kräfte in Radialrichtung nicht durch die Befestigungselemente aufgenommen werden, wodurch ein Spiel in radialer Richtung für den Leitschaufelkranz ermöglicht wird.On In this way, the Axialkraftaufnahme and the Umfangskraftaufnahme via separate, independent fasteners. The burden of Fasteners is thereby reduced, and the fasteners can be optimally designed for their respective function. Axial force and circumferential force are orthogonal to each other, causing an independent power absorption is made possible, while simultaneously forces in the radial direction not be absorbed by the fasteners, creating a game allowed in the radial direction for the vane ring becomes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Befestigungselement zur Umfangskraftaufnahme durch ein im Wesentlichen ringförmiges, radial nach innen ragendes Gehäusebauteil gebildet, wobei erste Schlitze und/oder erste Nasen im Gehäusebauteil vorgesehen sind, die mit zweiten Nasen bzw. zweiten Schlitzen in einem radial nach außen ragenden, Umfangskraft übertragenden Bauteil des äußeren Deckbandes derart ineinandergreifen, dass der Leitschaufelkranz in Umfangsrichtung fixiert ist und die zweite Nase oder der zweite Schlitz ein Spiel in radialer Richtung aufweist. Dies ermöglicht eine einfache Geometrie der Umfangskraft übertragenden Bauteile und damit einen möglichst geringen benötigten Bauraum. Durch eine symmetrische oder asymmetrische Anordnung der Nasen und Schlitze in Umfangsrichtung kann die Einbauposition des Leitschaufelkranzes bestimmt werden.According to one preferred embodiment, the fastener for circumferential force absorption by a substantially annular, formed radially inwardly projecting housing component, wherein first slots and / or first lugs provided in the housing component are that with second lugs and second slots in a radial outwardly projecting, circumferential force transmitting Mesh component of the outer shroud in such a way that the vane ring is fixed in the circumferential direction and the second nose or the second slot a game in the radial direction having. This allows a simple geometry of the circumferential force transmitting components and thus the lowest possible needed Space. By a symmetrical or asymmetrical arrangement of Noses and slots in the circumferential direction, the installation position of the Guide vane ring to be determined.
Es ist möglich, dass das Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme in Kraftrichtung hinter einem Axialkraft übertragenden Bauteil des äußeren Deckbands angeordnet ist. Dies ermöglicht die Übertragung von Druckkräften auf das Befestigungselement.It it is possible that the fastening element for Axialkraftaufnahme transmitting in the direction of force behind an axial force Component of the outer shroud is arranged. This allows the transmission of compressive forces on the fastener.
Vorzugsweise wird die Axialkraft über mehrere voneinander getrennte Kontaktflächen zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme übertragen. Auf diese Weise kann die Reibung zwischen dem Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme und dem Leitschaufelkranz reduziert werden.Preferably the axial force is separated over several separate Contact surfaces between the vane ring and the fastener transmitted to Axialkraftaufnahme. This way you can the friction between the fastener for Axialkraftaufnahme and the vane ring can be reduced.
Vorzugsweise ist das Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme ringförmig und bildet mit dem Gehäuse eine formschlüssige Verbindung. Dies ermöglicht beispielsweise eine rotationssymmetrische Ausführungsform des Befestigungselements zur Axialkraftaufnahme.Preferably the fastening element for Axialkraftaufnahme is annular and forms a positive fit with the housing Connection. This allows, for example, a rotationally symmetrical embodiment of the fastening element for Axialkraftaufnahme.
Die formschlüssige Verbindung kann durch einen Montagefortsatz am Gehäuse und eine Nut im ringförmigen Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme gebildet werden.The positive connection can be made by a mounting extension on the housing and a groove in the annular fastener be formed for Axialkraftaufnahme.
Vorzugsweise ist der Innenradius des Montagefortsatzes größer als der Außenradius des äußeren Deckbands. Dies ermöglicht eine Montage der Strömungsmaschine in axialer Richtung.Preferably the inner radius of the mounting extension is larger as the outer radius of the outer shroud. This allows a mounting of the turbomachine in the axial direction.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Befestigungselemente zur Axialkraftübertragung vorgesehen, welche in Kraftrichtung vor einem Axialkraft übertragenden Bauteil des Leitschaufelkranzes angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Axialkraft vom Leitschaufelkranz über Zugkräfte auf die Befestigungselemente übertragen.According to one Another preferred embodiment is a plurality of fasteners provided for Axialkraftübertragung, which in the direction of force in front of an axial force transmitting component of the vane ring are arranged. In this way, the axial force of the vane ring on tensile forces transferred to the fasteners.
Vorzugsweise sind die Befestigungselemente zur Axialkraftübertragung radial elastische Elemente. Dies gewährleistet die Beweglichkeit der Leitschaufelkranzsegmente in radialer Richtung.Preferably are the fasteners for Axialkraftübertragung radially elastic elements. This ensures the mobility the vane ring segments in the radial direction.
Die Befestigungselemente zur Axialkraftübertragung können formschlüssig am Gehäuse und am Leitschaufelkranz befestigt sein.The Fasteners for Axialkraftübertragung can positively on the housing and the vane ring be attached.
Die vorzugsweise formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme und dem Gehäuse kann durch einen Sicherungsdraht gesichert sein. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zwischen dem Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme und dem Gehäuse verhindert.The preferably positive connection between the fastener for Axialkraftaufnahme and the housing can by a fuse wire be assured. In this way, an inadvertent release the connection between the fastener for Axialkraftaufnahme and prevents the housing.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den schematischen Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description and from the following drawings, to the reference is taken. In the schematic drawings show:
In
den
Mit
dem inneren Deckband
Eine
auf den Leitschaufelkranz
In
Axialrichtung wirkende Kräfte werden durch das Befestigungselement
Ein
Befestigungselement
Das
Axialkraft übertragende Bauteil
Für
die Kontaktflächen
Das
zur Montage am Umfang geschlitzte Befestigungselement
Bei
der Montage der Strömungsmaschine
Der
Innenradius des Befestigungselements
In
der gezeigten Ausführungsform liegt das Axialkraft übertragende
Bauteil
Die
beiden Befestigungselemente
Die
formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungselement
Eine
zweite Ausführungsform des Befestigungselements
Es
sind ein oder mehrere Befestigungselemente
Die
Befestigungselemente
Es
ist möglich, dass die Befestigungselemente
In
dieser Ausführungsform ist unabhängig von der
Axialkraft eine im Wesentlichen reibungsfreie radiale Bewegung der
Segmente
Das
radial nach innen ragende Gehäusebauteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Strömungsmaschineflow machine
- 1212
- Leitschaufelkranzvane ring
- 1414
- Segmentsegment
- 1616
- äußeres Deckbandouter shroud
- 1717
- inneres Deckbandinner shroud
- 1818
- Laufschaufelblade
- 2020
- Wabenträgerhoneycomb carrier
- 2222
- Gehäusecasing
- 2424
- Befestigungselement zur Umfangskraftaufnahmefastener for peripheral force absorption
- 2626
- Gehäusebauteilhousing component
- 2828
- Umfangskraft übertragendes BauteilCircumferential transferring component
- 3030
- Befestigungselement zur Axialkraftaufnahmefastener for axial force absorption
- 3232
- Axialkraft übertragendes BauteilTransmitting axial force component
- 3434
- Kontaktflächecontact area
- 3636
- MontagefortsatzMounting extension
- 3838
- Sicherungsdrahtfuse wire
- 4040
- Klemmeclamp
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MTU AERO ENGINES AG, DE Free format text: FORMER OWNER: MTU AERO ENGINES GMBH, 80995 MUENCHEN, DE Effective date: 20130930 |
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