TWI324217B - Guide vane arrangement of a turbomachine - Google Patents

Description

如'。軸向接觸之變形、卡住及傾斜之問題減少了 部分與鎖定部分在圓周方向上延伸，因此二 導葉配置使得在圓周方向上調整導葉成為可能。 根據-較佳實施例，平臺具有一空腔，其由一基部在内 Μ二向地定界且由自該基部向外突出之壁韩向地且沿圓周 疋，。¥葉載體具有一在圓周方向上延伸的共用集合管。 外殼具有至少—個冷卻氣體供應管’其射流連接至該共用 集合管。導葉载體具有複數個連接孔，其在每一情況下將 共用集合管射流連接至該等空腔中之一者。由於此特徵， 導葉載體包含—冷卻氣體供應路徑之-重要組件。因為外 殼中的冷卻氣體供應管可配置於外殼之一適合部分中，且 因為冷卻氣體供應管之配置與導葉之配置無關，因此共用 集合管顯著地簡化通過渦輪機之外殼的冷卻氣體供應。 在本發明之另一實施例中，導葉配置使得以一間隙密封 配置沿圓周裝備相鄰導葉成為可能。該間隙密封配置經設 計以用於密封一在每一情況下在沿圓周相鄰的兩個導葉之 間軸向延伸的間隙《借助於此類間隙密封配置，可顯著地 減少通過該間隙的冷卻氣體之洩漏。冷卻氣體之洩漏的減 少導致渦輪機之效率的增加。 藉由參考以下實施方式可更容易地感知且更好地理解本 發明之其他目標及許多伴隨優勢，且結合隨附圖式來考慮 實施方式。 【實施方式】 根據圖1 ’ 一根據本發明之一實施例的導葉配置1具有至 M3784.doc 少一個導葉載體2與複數個導葉3。該導葉配置丨係渦輪機4 之郤刀6羊5之，該渦輪機4係一氣渦輪機。原則上，渦輪 機亦可為一蒸汽渦輪機或一壓縮機。該導葉配置丨具有該渦 輪機4之一導葉列之該等導葉3。習知地，該渦輪機4裝備有 複數個導葉列。 原則上此等導葉列中之每一者可具有根據本發明之該 導葉配置^ 導葉載體2扣緊至該渦輪機4之一外殼5。該等導葉3扣緊 至該導葉載體2^為了形成該導葉列，該等導葉3在圓周方 向上彼此鄰接配置。. 每一導葉3具有一平臺6與一自該平臺6徑向地且向内突 出的一流動剖面7。該平臺6具有一在圖丨之左側說明的第一 鎖定部分8及-在圖！之右側說明的第二鎖定部分9。該等鎖 疋部分8、9以一相互的軸向間隔配置。舉例而言，該第一 鎖定部分8配置於剖面7之流出側1〇的區域中，且該第二鎖 定部分9配置於剖面7之流入側丨丨之區域中 導葉載體2具有與鎖定部分8、9互補的第一承載部分以 及第二承載部分13。該兩個承載部分仏13同樣彼此轴向 地間隔開。每一鎖定部分8、9與相關聯承載部分12、上'經 設計以使得其在導葉載體2與個別導葉3之間提供—料向可 ***且㈣有效的扣緊。換言之’相協作的駭部分8、9 與承載部分12、13為安裝個別導葉3提供一轴向***或挤壓 的移動且為訂導葉提供—轴向拔動或拉動的移動。在安 裝狀態下’相協作的鎖定部分8、9與承載部分12、13在導 113784.doc -9- 1324217 用集合管31。冷卻氣體流由箭頭33表示。導葉載體2另外裝 備有複數個連接孔34 ^每一連接孔34將共用集合管3 1射流 連接至空腔27中之一者。對應地’經由個別連接孔34自共 用集合管31供應冷卻氣體至導葉3之空腔27。一隔板43可配 置於空腔27中。 用於將冷卻氣體（較佳為空氣或蒸汽）供應至複數個或全 部導葉3之共用集合管31的使用具有冷卻氣體至個別導葉3 之供應可以相同壓力提供之優勢’因為共用集合管31與個 別導葉3之空腔2 7之間的冷卻氣體路徑組態近似等同。另 外’至少一個冷卻氣體供應管32可無關於個別導葉3之位置 而配置於外殼5内。冷卻氣體供應管32之數目亦可小於待供 應以冷卻氣體之導葉3的數目。外殼5之設計中之可撓性增 加了，因此外殼5之生產成本減小了。 在流動剖面7之流出側1 0之區域中軸向地定界空腔27的 壁29中之一者具備第一鎖定部分8。在流動剖面7之流入側 11之區域中轴向地定界空腔27的另一壁29裝備有第二鎖定 部分9。對應地，空腔27自流出側1 〇軸向地延伸足夠遠直至 流入側11為止。該空腔27在圓周方向上延伸過基部28之整 個圓周長度。 根據圖3，沿圓周相鄰的導葉3裝備有一間隙密封配置 3 5。s亥間隙密封配置3 5經設計以用於密封一在每一情況下 形成於沿圓周相鄰的兩個導葉3之間的間隙36。該間隙36在 兩個相鄰導葉3之間軸向地延伸。詳言之，間隙36在沿圓周 定界該等導葉3之空腔27的兩個壁29之間延伸。 113784.doc •12· / 封板37。因二二$1_絲向地延伸之徑向密 37因“向,、封板37定形為一板，故該徑向密封板 平臺6且其長度之相對小的厚度4個㈣導葉3之 於彼此㈣38°料㈣㈣狹縫勒對 ***至徑向密封狹縫38中以達:固周:：，密封板- % 以運成一控向密封作用。 根據圖卜間隙密封配置3 分8之區域中的第一—: 置於第一鎖定部 圓周Ρ Λ 板39。該第—轴向密封板％沿 2周且㈣地延伸。第一軸向密封板”具 度之相對小的厚度。兩個相鄰導葉3之平臺 ^長 對的兩個第一軸向密封狹縫4〇。該等第;;^圓周相 沿圓周且徑向地延伸。“=第 狹縫40 K申帛—轴向密封板39插人至該對第_ 軸向达、封狹縫40中以達成一軸向密封作用。 另外’間隙密封配置35亦具有—平行於第—軸向密封板 39延伸的第二軸向密封板41_ 货η ⑽41 4第一軸向密封板41配置於 第-敎部分9之區域中。兩個相鄰導⑸之平臺6同樣 沿圓周相對的兩個第二軸向密封狹縫42 ’第二轴向密封板 41***至該等第二軸向密封狹縫42中以達成一料向密封作 用。 根據圖4,每—個別導葉3可無關於其他導葉3而安裝且卸 下》詳言之，並非必須卸下導葉載體2以安裝且卸下導葉3。 為了將導葉3安裝至導葉載體2上，個別導葉3根據一箭頭 44軸向地移動。在此軸向移動之一最終階段中，藉由2舌 狀體16、2G軸向地插人至個別槽17、21中來形成兩個舌狀 113784.doc -13- 體與槽連接18、22。在此***操作之後，個別導葉3借助於 舌狀體與槽連接18、22所提供之有效連接而徑向地扣緊至 導葉載體2。 為了相對於導葉載體2沿圓周固定導葉3，安裝了鎖定銷 23。在安裝鎖定銷23之後，將緊固元件14安裝至導葉載體2 上。較佳地，緊固元件14與導葉載體2裝備有兩個舌狀體與 槽連接45,該兩個舌狀體與槽連接45類似於導葉3與導葉載 體2之間的舌狀體與槽連接18、22。緊固元件14借助於至少 一個鎖定螺釘46與至少一個入口段47而扣緊至導葉載體 2。該入口段24裝備有一外部梯階48。平臺6具備一内部梯 階49，其相對於安裝方向44配置於平臺6之後部末端處。在 根據圖1之安裝狀態下，入口段47之外部梯階48係與導葉3 之内部梯階49相嚙合。藉此由導葉3承載入口段47。入口段 47可藉由其他扣緊構件（未圖示）另外地扣緊至導葉載體2。 鎖定螺釘46在通孔50内穿透緊固元件14且突出至一形成 於導葉載體2上之盲孔51中。在安裝狀態下，由入口段叼在 内部徑向地承載該鎖定螺釘46。借助於一壓縮彈簧52由導 葉載體2在外部徑向地承載鎖定螺釘46。鎖定螺釘46緊固緊 固元件14的軸向位置以及兩個梯階48與49之間的支撐。 【圖式簡單說明】 圖1展示一對應於本發明之一實施例之導葉配置的簡化 圖解輪向截面， 圖2展示一根據圖1中之箭頭„的詳圖， 圖3展示一對應於圖}中之截面線m的圓周截面，及 113784.doc 1324217 圖4展示一根據圖1之導葉配置的分解說明 【主要元件符號說明】 1 導葉配置 2 導葉載體 3 導葉 4 渦輪機 5 外殼 6 平臺 7 流動剖面 8 第一鎖定部分 9 第二鎖定部分 10 7之流出側 11 7之流入側 12 第一承載部分 13 第二承載部分 14 緊固元件 15 内部軸環 16 内部舌狀體 17 内部槽 18 第一舌狀體與槽連接 19 外部軸環 20 外部舌狀體 21 外部槽 22 第二舌狀體與槽連接 113784.doc 1324217 ❿ 23 鎖定銷 24 凹陷 25 螺紋孔 26 拉出孔 27 空腔 28 基部 29 壁 30 冷卻氣體路徑 31 共用集合管 32 冷卻氣體供應管 33 冷卻氣體流 34 連接孔 35 間隙密封配置 36 間隙 37 徑向密封板 38 徑向密封狹縫 39 第一軸向密封板 40 第一轴向密封狹縫 41 第二軸向密封板 42 第二軸向密封狹縫 43 隔板 44 安裝方向 45 舌狀體與槽連接 46 鎖定螺釘 113784.doc -16· 1324217 47 入口段 48 外部梯階 49 内部梯階 50 通孔 51 盲孔 52 壓縮彈簧 113784.doc

Claims (1)

1324217 形和>月？丨日修(¾正替換頁 . 第095130301號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(98年12月） 十、申請專利範圍： 1. 一種用於一渦輪機（4)之導葉配置，詳言之一種用於一氣 渦輪機之導葉配置，其包含： -至少一個導葉載體（2)，其扣緊至一渦輪機（4)之一外殼 (5)， -複數個導葉（3)，其扣緊至該導葉載體（2)且在圓周方向 上彼此鄰接配置， -每一導葉（3)具有一平臺（6) ’其包含一第一鎖定部分（8) 及一與該第一鎖定部分（8)軸向間隔開的第二鎖定部分 (9)， -該導葉載體（2)具有一第一承載部分（12)及一與該第一 承載部分（12)軸向間隔開的第二承載部分（13)， . _每一鎖定部分（8、9)與該個別承載部分（12、13)經設計 以使得其在該導葉載體（2)與該個別導葉（3)之間提供 一軸向可***及一徑向有效的扣緊， •至少-個緊固TL件（14) ’其扣緊至該導葉載體（2)且經 設計以使得其提供該等導葉（3)中之至少一者的一轴南 固定， 其特徵在於 -每一平臺（6)或該等平臺中之至少一者具有一空腔 (27)，其由-基部（28)向内徑向地定界且由自該基部（28) 向外徑向地突出之壁（29)軸向地且沿圓周定界， •該導葉載體（2)具有-沿圓周延伸之共用集合管（31)， -該外殼（5)具有至少-個冷卻氣體供應管（32)，其射流 113784-9S1231.doc 丄丄/ 連接至該共用集合管（31)， 該導葉載體（2)具有複數個連接孔（34)，其在每一情況 下將。亥共用集合官（31)射流連接至該等空腔a?)中之 一者0 2·如請求項1之導葉配置， “等承載。p分（12、13)與該等鎖定部分（8、9)在該圓周 方向上延伸，及/或 該第一鎖定部分（8)與該第二鎖定部分（9)以一相互的 徑向間隔配置，及/或 -該第一承載部分（12)與該第二承載部分（13)以一相互 的徑向間隔配置。 3.如請求項1或2之導葉配置， •該第一承載部分（12)具有一内部軸環（15)，其向内徑向 地突出且在該圓周方向上延伸， -該内部軸環（15)具備一軸向地且沿圓周延伸之内部舌 狀體（16)， ° -該第一鎖定部分（8)具有一内部槽（17)，其係軸向地開 口且沿圓周延伸， _該内部舌狀體（16)與該内部槽（17)經組態以使得其在 該導葉載體（2)與該個別導葉（3)之間提供一第—舌狀 體與槽連接（18)。 4·如請求項1或2之導葉配置， -该第二鎖定部分（9)具有一外部軸環（19)，其向外徑向 地突出且在該圓周方向上延伸， 113784-981231.doc -2- 1324217 j?牌/>月？/日修(更)正替 -該外部軸環（19)具備一軸 ^ 仙~~* 狀體(2〇)， 一也且周延伸之外部舌 ^ -承载部分（13)具有—外部槽（21)，其絲向地開 口且沿圓周延伸， 該外部舌狀體（2〇)與該外部槽⑺）經組態以使得其在 該導葉載體（2)與該個別導葉（3)之間提供-第二舌狀 體與槽連接（22)。 5.如請求項〗或2之導葉配置， _轴向地定界該空腔的該等壁⑽中之-者裝備有該第 一鎖定部分（8)，及/或 -轴向地定界該空腔（27)的該另—壁（29)裝備有該第二 鎖疋部分（9)。 6·如請求項1或2之導葉配置， -每-導葉具有一流動剖面⑺，其自該基部叫向内徑 向地突出， -每一流動剖面（7)含有一冷卻氣體路徑（3〇)，其借助於 該基部（28)射流連接至該空腔（27)。 7. 如請求項1或2之導葉配置， -沿圓周相鄰的導葉（3)具備一間隙密封配置（35)，其經 設計以用於密封一在每一情況下在沿圓周相鄰的兩個 導葉（3)之間軸向地延伸的間隙（36)。 8. 如請求項7之導葉配置’其包含以下特徵中之至少一者： -該間隙密封配置（35)具有一第一軸向密封板（39)，其配 置於該第一鎖定部分（8)之區域中且沿圓周且徑向地延 113784-98l231.doc 从 对年丨 >月"日修(夷)正替換頁 伸; L__ _ -該兩個相鄰導葉（3)的該等平臺（6)具備沿圓周相對的 兩個第一軸向密封狭縫（4〇)，該第一軸向密封板（39)插 入至該兩個第一轴向密封狹縫（40)中； • 4在、封配置（35)具有一第二軸向密封板（41)，其配置於 該第二鎖定部分（9)之區域中且沿圓周且徑向地延伸； -該兩個相鄰導葉（3)的該等平臺（6)具有沿圓周相對的 兩個第二軸向密封狹縫（42)，該第二軸向密封板（41)插 入至s亥兩個第二抽向密封狹縫（42)中； -該間隙密封配置（35)具有一徑向密封板（37)，其沿圓周 且轴向地延伸； -該兩個相鄰導葉（3)的該等平臺（6)具備沿圓周相對的 兩個徑向密封狹縫（38)，該徑向密封板（37)***至該兩 個徑向密封狹縫（38)中。 9. 一種渦輪機，詳言之一種氣渦輪機，其包含至少一列導 葉（3)，該等導葉（3)裝備有如請求請求項丄至^之任 何一項之導葉配置（1)。 113784-981231.doc