DE102013218665A1 - Gas turbine with axially successively arranged housing areas and expansion screws - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichter (300), wobei der Hochdruckverdichter (300) mehrere axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche (7) aufweist. Wenigstens zwei Dehnschrauben (21) sind auf dem Umfang eines Gehäuseverbundes (400) angeordnet, wobei der Gehäuseverbund (400) wenigstens drei axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche (7) umfasst und die Dehnschrauben (21) jeweils wenigstens drei axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche (7) verbindet.The present invention relates to a gas turbine with an axially flow-through multi-stage high-pressure compressor (300), wherein the high-pressure compressor (300) has a plurality of housing regions (7) arranged axially one behind the other. At least two expansion screws (21) are arranged on the circumference of a housing assembly (400), wherein the housing assembly (400) at least three axially successively arranged housing portions (7) and the expansion screws (21) each at least three axially successively arranged housing portions (7) connects ,

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichter und mehreren axial hintereinander angeordneten Gehäusebereichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a gas turbine with an axially flow-through multi-stage high-pressure compressor and a plurality of axially successively arranged housing portions according to the preamble of claim 1.

Der Aufbau einer axial durchströmten Gasturbine umfasst im Wesentlichen einen Niederdruckverdichter, einen Hochdruckverdichter, eine Brennkammer, eine Hochdruckturbine und eine Niederdruckturbine. Der Hochdruckverdichter weist in der Regel mehrere Stufen mit Lauf- und Leiträdern auf, beispielsweise mit fünf oder neun Stufen. Jede Stufe wird gewöhnlich von einem separaten Gehäusebereich umgeben oder ummantelt. Zum Verbinden dieser Gehäusebereiche werden in der Praxis oft Flanschverbindungen mit mehreren Verschraubungen mit Bolzen und Muttern über dem Umfang verwendet. Somit weist ein Hochdruckverdichter einer Gasturbine eine Vielzahl derartiger Flanschverbindungen mit entsprechenden Verschraubungen auf. The structure of an axially flow-through gas turbine essentially comprises a low-pressure compressor, a high-pressure compressor, a combustion chamber, a high-pressure turbine and a low-pressure turbine. The high-pressure compressor usually has several stages with running and steering wheels, for example with five or nine stages. Each stage is usually surrounded or encased in a separate enclosure area. In practice, flange connections with multiple screw connections with bolts and nuts over the circumference are often used to connect these housing areas. Thus, a high-pressure compressor of a gas turbine has a plurality of such flange connections with corresponding screw connections.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasturbine mit einem axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichter vorzuschlagen, der gegenüber Gasturbinen aus dem Stand der Technik ein geringeres Gewicht aufweist, sowie geringere Kosten in der Fertigung und in der Wartung verursacht. An object of the present invention is to propose a gas turbine with an axially flowed multi-stage high pressure compressor, which has a lower weight compared to gas turbines of the prior art, and causes lower costs in manufacturing and maintenance.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Gasturbine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object of the invention is achieved by a gas turbine with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird somit eine Gasturbine mit einem axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichter vorgeschlagen, der mehrere axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche aufweist. Der mehrstufige Hochdruckverdichter wird von mehreren axial hintereinander angeordneten Gehäusebereichen umgeben oder ummantelt oder weist diese auf. Wenigstens drei dieser Gehäusebereiche sind mittels Dehnschrauben miteinander verbunden oder gegeneinander verspannt, wobei eine Dehnschraube jeweils drei oder mehr Gehäusebereiche miteinander verbindet. Die wenigstens drei Gehäusebereiche werden als Gehäuseverbund bezeichnet. Auf dem Umfang eines Gehäuseverbundes sind wenigstens zwei Dehnschrauben angeordnet. The invention thus proposes a gas turbine with an axially flow-through multi-stage high-pressure compressor, which has a plurality of axially successively arranged housing regions. The multi-stage high-pressure compressor is surrounded or encased by a plurality of axially successively arranged housing areas or has these. At least three of these housing areas are connected to each other by means of expansion screws or braced against each other, wherein a tensile screw connects three or more housing areas each other. The at least three housing areas are referred to as a housing composite. At least two expansion screws are arranged on the circumference of a housing composite.

Bei allen vorstehenden und folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein“ bzw. „kann haben“ usw. synonym zu „ist vorzugsweise“ bzw. „hat vorzugsweise“ usw. zu verstehen und soll erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutern. In all the above and following embodiments, the use of the term "may be" or "may have" etc. is synonymous with "preferably" or "preferably has", etc., and is intended to explain embodiments of the invention.

Wann immer hierin Zahlenworte genannt werden, so versteht der Fachmann diese als Angabe einer zahlenmäßig unteren Grenze. Sofern dies zu keinem für den Fachmann erkennbaren Widerspruch führt, liest der Fachmann daher beispielsweise bei der Angabe „ein“ oder „einem“ stets „wenigstens ein“ oder „wenigstens einem“ mit. Dieses Verständnis ist ebenso von der vorliegenden Erfindung mit umfasst wie die Auslegung, dass ein Zahlenwort wie beispielsweise „ein“ alternativ als „genau ein“ gemeint sein kann, wo immer dies für den Fachmann erkennbar technisch möglich ist. Beides ist von der vorliegenden Erfindung umfasst und gilt für alle hierin verwendeten Zahlenworte. Whenever numerical words are mentioned herein, those skilled in the art will understand these as indicating a numerically lower limit. If this does not result in a contradiction that is recognizable to the person skilled in the art, the person skilled in the art therefore always reads "at least one" or "at least one", for example, when specifying "a" or "one". This understanding is also encompassed by the present invention as the interpretation that a numerical word such as "a" may alternatively be meant as "exactly one" wherever technically possible for those skilled in the art. Both are encompassed by the present invention and apply to all number words used herein.

Im Folgenden wird der Begriff „Umfang“ senkrecht zur Achse der Durchströmungsrichtung der Gasturbine verwendet, sofern nichts anderes angegeben ist. Der Umfang kann beispielsweise der Umfang des Gehäuses, von Gehäusebereichen, von dem Gehäuseverbund oder anderen Teilen oder Bereichen innerhalb des Gehäuses sein. In the following, the term "circumference" is used perpendicular to the axis of the flow direction of the gas turbine, unless otherwise stated. The circumference may be, for example, the circumference of the housing, of housing areas, of the housing assembly or other parts or areas within the housing.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen und Ausführungsformen. Advantageous developments of the present invention are the subject of subclaims and embodiments.

Erfindungsgemäße Ausführungsformen können eines oder mehrere der im Folgenden genannten Merkmale aufweisen. Embodiments of the invention may include one or more of the features mentioned below.

In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen umfasst eine Stufe eines Hochdruckverdichters einen Laufschaufelkranz und ein Leitschaufelkranz. Der erfindungsgemäße mehrstufige Hochdruckverdichter kann beispielsweise fünf Stufen umfassen. In some embodiments of the invention, one stage of a high pressure compressor includes a blade ring and a nozzle ring. The multi-stage high-pressure compressor according to the invention may comprise, for example, five stages.

In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind die Dehnschrauben elastisch dehnbare Schrauben. Dehnschrauben weisen in der Regel im Mittelbereich einen Schaft (zylindrischer Teil ohne Gewinde) auf und können an einem oder an beiden axialen Enden Gewinde aufweisen. Dehnschrauben können dergestalt sein, dass eine durch ein Anziehen im gedehnten Schaft der Dehnschraube erzeugte Zugkraft sich nur wenig mindert, wenn durch plastische Verformung ein sogenanntes Setzen in der Schraubverbindung stattfindet. Eine entsprechende Verschraubung kann daher vorteilhaft ohne zusätzliche Verdrehsicherung angewendet werden, sie ist oft selbstsichernd. Bei wechselnden Beanspruchungen der Dehnschrauben durch zeitlich veränderliche Kräfte, wie sie insbesondere bei Gasturbinen auftreten, dehnt sich die Schraube weiter (bei Krafterhöhung), oder sie kann sich zusammenziehen (bei Krafterniedrigung), ohne überdehnt zu werden oder sich zu lockern. In certain embodiments of the invention, the expansion screws are elastically extensible screws. Expansion screws generally have a shaft (cylindrical part without thread) in the middle region and may have threads on one or both axial ends. expansion screws may be such that a tensile force generated by tightening in the stretched shaft of the expansion screw only slightly decreases when a so-called set in the screw connection takes place by plastic deformation. A corresponding screw can therefore be used advantageously without additional rotation, it is often self-locking. With changing stresses of the expansion screws by time-varying forces, as they occur especially in gas turbines, the screw continues to expand (in power increase), or it can contract (at power reduction), without being overstretched or loosen.

In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist der Schaft von Dehnschrauben zur Aufnahme von elastischer Verformungsarbeit länger als bei gewöhnlichen Schrauben oder Standardschrauben. Er kann einen kleineren Durchmesser gegenüber dem Gewindedurchmesser (Kerndurchmesser) am Ende der Dehnschraube aufweisen. In some embodiments of the present invention, the shank of expansion bolts for receiving elastic deformation work is longer than ordinary or standard bolts. It may have a smaller diameter than the thread diameter (core diameter) at the end of the expansion screw.

In manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen umfasst ein Gehäuseverbund fünf, sechs, sieben oder neun axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche. Der Gehäuseverbund kann ebenso andere Anzahlen von Gehäusebereichen aufweisen. In some embodiments according to the invention, a housing assembly comprises five, six, seven or nine housing areas arranged axially behind one another. The housing assembly may also have other numbers of housing areas.

Der Gehäuseverbund des mehrstufigem Hochdruckverdichters kann als Gasturbinengehäuse des Hochdruckverdichters bezeichnet werden. The housing assembly of the multistage high pressure compressor may be referred to as a gas turbine housing of the high pressure compressor.

Gasturbinengehäuse sind in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen aus einem Schmiedewerkstoff hergestellt. Die Gehäusebereiche können als geschmiedete Ringe bezeichnet werden, die nach einer Urformherstellung mittels Schmieden durch spanende Bearbeitung endbearbeitet sind. Gas turbine housings are made of a forging material in some embodiments of the invention. The housing areas may be referred to as forged rings, which are finished by machining after a master-forming by means of forging.

Ein Gehäusebereich kann in gewissen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine mechanische Schutzfunktion und/oder thermische Schutzfunktion und/oder Schallschutzfunktion haben oder ausüben. Eine mechanische Schutzfunktion schützt beispielsweise Bedienpersonal gegen umherfliegende Bruchstücke von defekten Laufschaufeln oder schützt innere, durchströmte Bereiche gegen äußere Einflüsse. Eine thermische Schutzfunktion kann äußere Bereiche gegen ein heißes Durchströmungsmedium abschirmen. A housing region may in certain embodiments according to the invention have or exert a mechanical protective function and / or thermal protection function and / or soundproofing function. A mechanical protective function, for example, protects operating personnel against flying fragments of defective blades or protects internal, flow-through areas against external influences. A thermal protection function can shield outer areas against a hot flow medium.

In manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind zwei um ca. 180 Grad versetzt angeordnete Dehnschrauben auf dem Umfang des Gehäuseverbundes angeordnet. In some embodiments of the invention, two offset by approximately 180 degrees arranged expansion screws are arranged on the circumference of the housing assembly.

In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind drei Dehnschrauben auf dem Umfang des Gehäuseverbundes angeordnet, insbesondere um ca. 120 Grad in Umfangsrichtung versetzt. Jede dieser Dehnschrauben kann mehrere oder alle Gehäusebereiche umfassen oder verspannen oder zusammenhalten. Die Dehnschrauben tragen dabei insbesondere zu einer Dichtwirkung gegen ein austretendes oder ausströmendes Durchströmungsmedium bei. In some embodiments of the invention, three expansion screws are arranged on the circumference of the housing assembly, in particular offset by approximately 120 degrees in the circumferential direction. Each of these expansion screws may comprise or clamp or hold together several or all housing areas. The expansion screws contribute in particular to a sealing effect against an escaping or outflowing flow medium.

Weiterhin können vier Dehnschrauben auf dem Umfang des Gehäuseverbundes um ca. 90 Grad versetzt, fünf Dehnschrauben um ca. 72 Grad versetzt, sechs Dehnschrauben um ca. 60 Grad in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein und mehrere Gehäusebereiche in einem Gehäuseverbund miteinander verbinden. Ebenso können mehr als sechs Dehnschrauben in Umfangsrichtung angeordnet sein. Alle Dehnschrauben können gleichförmig, also in gleichem Abstand zueinander oder in ungleichförmigen Abständen zueinander auf dem Umfang angeordnet sein. Furthermore, four expansion screws on the circumference of the housing composite can be offset by about 90 degrees, five expansion screws offset by about 72 degrees, six expansion screws offset by about 60 degrees in the circumferential direction and connect several housing areas in a housing composite with each other. Likewise, more than six expansion screws can be arranged in the circumferential direction. All expansion screws can be arranged uniformly, ie at the same distance from each other or at non-uniform distances from each other on the circumference.

Die Dehnschrauben können in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen an beiden axialen Enden Gewinde aufweisen, oder nur an einer Seite, und dann auf der anderen Seite einen Schraubenkopf, beispielsweise einen Sechskant-Schraubenkopf. The expansion screws may in some embodiments according to the invention have threads at both axial ends, or only on one side, and then on the other side a screw head, for example a hex screw head.

In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind die Dehnschrauben zum Verbinden oder Fixieren der Gehäusebereiche mittels Gehäuseflanschen durchgesteckt. Die Dehnschrauben werden in Flanschbohrungen auf dem Lochkreisdurchmesser durchgesteckt. Die Dehnschrauben werden, in axialer Richtung oder in Durchströmungsrichtung gesehen, jeweils im ersten und dritten (oder letzten) Gehäusebereich in den Flansch eingesteckt. Die Dehnschrauben können anschließend verschraubt werden, indem auf ein Gewinde an den jeweiligen Enden der Dehnschrauben Muttern aufgeschraubt werden. Ebenso können die Dehnschrauben mittels anderer Befestigungsarten fixiert werden. In certain embodiments according to the invention, the expansion screws for connecting or fixing the housing areas are inserted through housing flanges. The expansion bolts are pushed through in flange holes on the pitch circle diameter. The expansion bolts are inserted into the flange in the first and third (or last) housing region, viewed in the axial direction or in the flow direction. The expansion screws can then be screwed by nuts are screwed onto a thread at the respective ends of the expansion screws. Likewise, the expansion screws can be fixed by means of other types of fastening.

In manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen können weitere Teile mittels der Dehnschraube befestigt werden, beispielsweise Unterlegscheiben, Federringe, Gehäusebleche, Halterungen, die auf ein gewindeseitiges Ende aufgesteckt und anschließend mittels Mutter fixiert werden. In some embodiments according to the invention, further parts can be fastened by means of the expansion screw, for example washers, spring washers, housing plates, holders, which are attached to a threaded end and then fixed by means of a nut.

In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind die Dehnschrauben für einen Temperaturbereich von ca. –40 Grad Celsius, oder niedriger, bis ca. 800 Grad Celsius, oder höher, ausgelegt. Eine Temperatur von ca. –40 Grad Celsius kann beispielsweise in großen Höhen auftreten. Eine Temperatur von ca. 800 Grad Celsius kann in einer Brennkammer oder in einem Hochdruckturbinenbereich auftreten. Diese Temperatur kann durch Wärmeleitung über das Gehäuse in die Dehnschrauben weitergeleitet werden. Je nach verwendeten Materialien zur Herstellung der Dehnschrauben sind unterschiedliche Materialausdehnungskoeffizienten und andere Materialkennwerte (z. B. Festigkeitskennwerte) bei der Bauteilauslegung und Konstruktion zu beachten. In some embodiments of the invention, the expansion screws are designed for a temperature range of about -40 degrees Celsius, or lower, to about 800 degrees Celsius, or higher. A temperature of about -40 degrees Celsius can occur, for example, at high altitudes. A temperature of about 800 degrees Celsius can occur in a combustion chamber or in a high-pressure turbine area. This temperature can be forwarded by heat conduction through the housing in the expansion screws. Depending on the materials used to make the expansion screws, different coefficients of material expansion and other material characteristics (eg strength parameters) must be taken into account when designing the components and when designing them.

In gewissen erfindungsgemäßen Ausführungsformen dichtet der Gehäuseverbund ein Durchströmungsmedium gegen einen Außenbereich des Gehäuses ab. Insbesondere kann der Gehäuseverbund zum Abdichten in einem Temperaturbereich von –40 Grad Celsius bis 800 Grad Celsius ausgelegt sein. Bei diesen Temperaturunterschieden können starke Dehnungen und Verformungen am Gehäuse auftreten. Die Dehnschrauben sind daher derart ausgelegt und ausgewählt, dass eine Dichtigkeit auch bei diesen Gehäuseverformungen gewährleistet ist. In certain embodiments of the invention, the housing assembly seals a flow medium against an exterior of the housing. In particular, the housing assembly can be designed for sealing in a temperature range of -40 degrees Celsius to 800 degrees Celsius. These temperature differences can cause strong strains and deformations on the housing. The expansion bolts are therefore designed and selected so that a tightness is ensured even with these housing deformations.

In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen weist der Gehäuseverbund eine Abdeckung auf. Eine Abdeckung des Gehäuseverbundes kann beispielsweise zur Schallisolierung eingesetzt werden. In some embodiments of the invention, the housing assembly has a cover. A cover of the housing assembly can be used for example for sound insulation.

In gewissen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist der Gehäuseverbund über mehrere Gehäuseabschnitte hinweg mittels der Dehnschrauben mit angrenzenden Funktionsbereichen der Gasturbine verbunden. Angrenzende Funktionsbereiche können stromab eine Brennkammer und/oder stromauf eine Niederdruckverdichter angeordnet sein. Die Dehnschrauben können direkt mit angrenzenden Funktionsbereichen verbunden sein oder mittels Zwischenflansche oder weiterer Gehäusebereiche. In certain embodiments according to the invention, the housing assembly is connected to a plurality of housing sections by means of the expansion screws with adjacent functional areas of the gas turbine. Adjoining functional areas can be arranged downstream of a combustion chamber and / or upstream of a low-pressure compressor. The expansion screws can be connected directly to adjacent functional areas or by means of intermediate flanges or other housing areas.

In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen nimmt der Gehäuseaussendurchmesser des axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichters in Durchströmungsrichtung ab. In certain embodiments according to the invention, the outside diameter of the casing of the multi-stage high-pressure compressor through which an axial flow passes decreases in the direction of flow.

Sowohl die Laufschaufeln als auch die Leitschaufeln verkleinern sich in ihrem Umfang (die Aussendurchmesser der Laufschaufeln und der Leitschaufeln nehmen ab) aufgrund der zunehmenden Verdichtung des Strömungsmediums in dem Hochdruckverdichter, sodass der Gehäuseaussendurchmesser ebenfalls kleiner werden kann. Dadurch können die Dehnschrauben zum Verbinden des Gehäuseverbundes schräg an der Aussenseite angeordnet sein, wenn die Flansche, mit denen die Dehnschrauben befestigt werden, unmittelbar an der Aussenseite des Gehäuseverbundes angeordnet sind. Both the blades and the vanes decrease in circumference (the outer diameters of the blades and the vanes decrease) due to the increasing compression of the flow medium in the high pressure compressor so that the outer diameter of the casing may also become smaller. As a result, the expansion screws for connecting the housing assembly can be arranged obliquely on the outside when the flanges with which the expansion screws are attached, are arranged directly on the outside of the housing assembly.

Manche oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen. Some or all embodiments according to the invention may have one, several or all of the advantages mentioned above and / or below.

Mit der erfindungsgemäßen Gasturbine kann die Anzahl der Flansche, mit denen die Gehäusebereiche eines axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichters verbunden werden, vorteilhaft reduziert werden. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Dehnschrauben an einem Gehäuseverbund, der mehrere axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche verbindet, sind keine Flansche zwischen dem ersten und letzten Gehäusebereich des Gehäuseverbundes notwendig. Bei einer größeren Anzahl von Gehäusebereichen, die mittels eines Gehäuseverbundes verbunden werden, z. B. bei fünf, sechs oder sieben Gehäusebereichen, ist die Reduktion notwendiger Flanschverbindungen entsprechend größer. Die Reduktion der notwendigen Flanschverbindungen kann vorteilhaft das Gesamtgewicht des Gehäuseverbundes, des Hochdruckverdichters und der Gasturbine reduzieren. Ein geringeres Gewicht kann zu geringeren Folgekosten, z. B. bei Gasturbinen für Flugzeuge, führen. Die Reduktion der notwendigen Flanschverbindungen kann weiterhin vorteilhaft zu einer Kosteneinsparung bei der Fertigung führen. With the gas turbine according to the invention, the number of flanges with which the housing regions of an axially flow-through multi-stage high-pressure compressor are connected, can be advantageously reduced. With the inventive arrangement of the expansion screws on a housing assembly, which connects a plurality of axially successively arranged housing portions, no flanges between the first and last housing portion of the housing assembly are necessary. In a larger number of housing areas which are connected by means of a housing composite, z. B. in five, six or seven housing areas, the reduction of necessary flange connections is correspondingly larger. The reduction of the necessary flange connections can advantageously reduce the overall weight of the housing assembly, the high-pressure compressor and the gas turbine. A lower weight can lead to lower follow-up costs, eg. As in gas turbines for aircraft lead. The reduction of the necessary flange connections can furthermore advantageously lead to cost savings in production.

Mit der erfindungsgemäßen Gasturbine und der reduzierten Anzahl notwendiger Flanschverbindungen kann vorteilhaft der Aufwand für Montage und Wartung des Hochdruckverdichters und der Gasturbine insgesamt reduziert werden, da weniger Teile zu verschrauben und/oder zu kontrollieren sind. With the gas turbine according to the invention and the reduced number of necessary flange connections, the outlay for assembly and maintenance of the high-pressure compressor and the gas turbine can advantageously be reduced overall since fewer parts have to be screwed and / or controlled.

Mit der erfindungsgemäßen Gasturbine und der reduzierten Anzahl notwendiger Flanschverbindungen kann vorteilhaft ein Gehäuse, das den Hochdruckverdichter abdeckt, schützt, schallisoliert oder ummantelt, vorteilhaft einfacher ausgestaltet werden. Das Gehäuse kann mittels der Dehnschrauben und der Flanschverbindungen fixiert werden. With the gas turbine according to the invention and the reduced number of necessary flange connections can advantageously a housing that covers the high pressure compressor, protects, soundproofed or jacketed, be made easier advantageously. The housing can be fixed by means of the expansion screws and the flange connections.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen, in welcher identische Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen, exemplarisch erläutert. In den jeweils schematisch vereinfachten Figuren gilt: The present invention will be explained in the following with reference to the accompanying drawings, in which identical reference numerals designate identical or similar components, by way of example. In each schematically simplified figures:

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichters nach dem Stand der Technik; und 1 shows a sectional view of a section of an axially flow-through multi-stage high-pressure compressor according to the prior art; and

2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichters. 2 shows a sectional view of a section of an axial flow through multi-stage high pressure compressor according to the invention.

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichters 100 nach dem Stand der Technik. Jede der in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten fünf Stufen des Hochdruckverdichters 100 umfassen einen Laufschaufelkranz mit Laufschaufeln 1 und einen Leitschaufelkranz mit Leitschaufeln 3. Die Durchströmungsrichtung 5 verläuft in x-Richtung (Achsrichtung). 1 shows a sectional view of a section of an axially flowed multi-stage high-pressure compressor 100 According to the state of the art. Each of the five stages of the high pressure compressor shown in this embodiment 100 include a blade ring with blades 1 and a vane ring with vanes 3 , The flow direction 5 runs in x-direction (axial direction).

Jede Stufe ist von einem Gehäusebereich 7 ummantelt. Im Innenbereich des Gehäusebereichs 7 sind die Leitschaufeln 3 fixiert. Die axial hintereinander angeordneten Gehäusebereiche 7 werden mittels Schraubenverbindungen 200 miteinander verbunden. Die einzelnen Schrauben 9 der Schraubenverbindungen 200 werden durch Flansche 11 gesteckt. Die Flansche 11 weisen Bohrungen 13 auf einem Lochkreisdurchmesser 15 auf, durch die die Schrauben 9 durchgesteckt und mittels Muttern 17 auf einem Gewinde der Schrauben 9 fixiert bzw. festgezogen werden. Auf dem Umfang jedes Gehäusebereichs 7 sind in der Regel mehrere Bohrungen 13 auf den Flanschen 11 vorhanden, durch die jeweils Schrauben 9 durchgesteckt und fixiert werden können. Ob jede Bohrung 13 mit Schrauben 9 versehen werden, kann u. a. von dem Druck des Durchströmungsmediums, von den Fertigungsgenauigkeiten der Verbindungsflächen der Gehäusebereiche 7, von Sicherheitsbestimmungen und anderen Faktoren abhängen. Each stage is from a housing area 7 jacketed. Inside the housing area 7 are the vanes 3 fixed. The axially successively arranged housing areas 7 be by means of screw connections 200 connected with each other. The single screws 9 the screw connections 200 be through flanges 11 plugged. The flanges 11 have holes 13 on a bolt circle diameter 15 on, through which the screws 9 put through and with nuts 17 on a thread of the screws 9 be fixed or tightened. On the circumference of each housing area 7 are usually several holes 13 on the flanges 11 present, by the respective screws 9 can be pushed through and fixed. Whether every hole 13 with screws 9 can be provided, inter alia, by the pressure of the flow medium, the manufacturing accuracies of the connecting surfaces of the housing areas 7 , depend on safety regulations and other factors.

Die Schrauben 9 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Dehnschrauben ausgeführt. Dehnschrauben können als Dehnbolzen oder Bolzen bezeichnet werden. The screws 9 are designed as expansion screws in this embodiment. Expansion bolts can be referred to as expansion bolts or bolts.

Die Schraubenverbindungen 200 können weitere Teile wie beispielsweise Unterlegscheiben, Distanzhülsen etc. aufweisen. The screw connections 200 may have other parts such as washers, spacers, etc.

Weiterhin werden in diesem Ausführungsbeispiel mittels der Schraubenverbindungen 200 Ummantelungen 19 des Hochdruckverdichters 100 an den Gehäusebereichen 7 befestigt. Furthermore, in this embodiment by means of the screw connections 200 sheathing 19 of the high pressure compressor 100 on the housing areas 7 attached.

2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichters 300. Im Unterschied zu dem Hochdruckverdichter 100 nach dem Stand der Technik, der in 1 dargestellt ist, weisen nur der erste und letzte Gehäusebereich 7 des Hochdruckverdichters 300, in Durchströmungsrichtung gesehen, Flansche 11 auf. Nur durch die Bohrungen 13 dieser Flansche 11 werden Dehnschrauben 21 durchgesteckt und mittels Muttern 17 auf Gewinden befestigt. Die Dehnschrauben 21 weisen an beiden axialen Enden Gewinde zum Aufschrauben von Muttern 17 auf. 2 shows a sectional view of a section of an axial flow through multi-stage high pressure compressor according to the invention 300 , In contrast to the high pressure compressor 100 According to the prior art, in 1 is shown, have only the first and last housing area 7 of the high pressure compressor 300 , seen in the direction of flow, flanges 11 on. Only through the holes 13 these flanges 11 be stretch screws 21 put through and with nuts 17 attached to threads. The expansion screws 21 have threads on both axial ends for screwing nuts 17 on.

Die Gehäusebereiche 7, die mittels der Dehnschrauben 21 verbunden oder fixiert sind, werden als Gehäuseverbund 400 bezeichnet. The housing areas 7 , which by means of the expansion screws 21 are connected or fixed, are used as a housing composite 400 designated.

Der Gehäuseverbund 400 wird einer Abdeckung 19 ummantelt. The housing composite 400 becomes a cover 19 jacketed.

Mittels dem erfindungsgemäßen axial durchströmten mehrstufigen Hochdruckverdichters 300 kann vorteilhaft die Anzahl der Flansche 11 und die Anzahl der Schraubenverbindungen 200 reduziert werden. Damit kann das Gesamtgewicht vorteilhaft reduziert werden. Die Kosten für die Fertigung und/oder die Wartung kann durch die erfindungsgemäßen Gasturbine ebenfalls vorteilhaft reduziert werden. Bezugszeichenliste Bezugszeichen Beschreibung 100 Hochdruckverdichter nach dem Stand der Technik 200 Schraubenverbindung 300 erfindungsgemäßer Hochdruckverdichter 400 Gehäuseverbund 1 Laufschaufel 3 Leitschaufel 5 Durchströmungsrichtung 7 Gehäusebereich 9 Schraube 11 Flansch; Gehäuseflansch 13 Bohrung 15 Lochkreisdurchmesser 17 Mutter; Schraubenmutter 19 Ummantelung; Abdeckung 21 Dehnschraube eines Gehäuseverbundes By means of the axial flow-through multistage high-pressure compressor according to the invention 300 can advantageously the number of flanges 11 and the number of screw connections 200 be reduced. Thus, the total weight can be advantageously reduced. The costs for production and / or maintenance can likewise be advantageously reduced by the gas turbine according to the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS reference numeral description 100 High-pressure compressor according to the prior art 200 screw connection 300 High-pressure compressor according to the invention 400 housing composite 1 blade 3 vane 5 Flow direction 7 housing area 9 screw 11 Flange; housing flange 13 drilling 15 Bolt circle diameter 17 Mother; nut 19 shell; cover 21 Expansion screw of a housing assembly

Claims (6)

Gasturbine mit einem axial durchströmten mehrstufigen Verdichter (300), insbesondere Hochdruckverdichter, wobei der Verdichter (300) mehrere axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Dehnschrauben (21) auf dem Umfang eines Gehäuseverbundes (400) angeordnet sind, wobei der Gehäuseverbund (400) wenigstens drei axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche (7) umfasst und die Dehnschrauben (21) jeweils wenigstens drei axial hintereinander angeordnete Gehäusebereiche (7) verbindet. Gas turbine with an axial flow through multistage compressor ( 300 ), in particular high-pressure compressor, wherein the compressor ( 300 ) a plurality of axially successively arranged housing areas ( 7 ), characterized in that at least two expansion screws ( 21 ) on the circumference of a housing association ( 400 ), wherein the housing assembly ( 400 ) at least three axially successively arranged housing areas ( 7 ) and the expansion screws ( 21 ) each have at least three axially successively arranged housing areas ( 7 ) connects. Gasturbine nach Anspruch 1, wobei die Dehnschrauben (21) durch Gehäuseflansche (11) durchgesteckt sind. Gas turbine according to claim 1, wherein the expansion screws ( 21 ) by housing flanges ( 11 ) are pushed through. Gasturbine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dehnschrauben (21) für einen Temperaturbereich von –40 Grad Celsius bis 800 Grad Celsius ausgelegt sind. Gas turbine according to claim 1 or 2, wherein the expansion screws ( 21 ) are designed for a temperature range of -40 degrees Celsius to 800 degrees Celsius. Gasturbine nach Anspruch 3, wobei der Gehäuseverbund (400) ein Durchströmungsmedium gegen einen Außenbereich des Verdichters (300) abdichtet. Gas turbine according to claim 3, wherein the housing assembly ( 400 ) a flow medium against an outer region of the compressor ( 300 ) seals. Gasturbine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Gehäuseverbund (400) eine Abdeckung (19) aufweist. Gas turbine according to one of the preceding claims, wherein the housing assembly ( 400 ) a cover ( 19 ) having. Gasturbine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Gehäuseverbund (400) mittels der Dehnschrauben (21) mit angrenzenden Funktionsbereichen der Gasturbine verbunden ist. Gas turbine according to one of the preceding claims, wherein the housing assembly ( 400 ) by means of the expansion screws ( 21 ) is connected to adjacent functional areas of the gas turbine.

Images