DE102010017435A1

DE102010017435A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenbau von Rotationsmaschinen

Info

Publication number: DE102010017435A1
Application number: DE102010017435A
Authority: DE
Inventors: Donald Joseph Kasperski
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: CN101936191B; JP2011012677A; JP5583493B2; DE102010017435B4; US8251668B2; CN101936191A; CH701310B1; US20100329872A1; CH701310A2

Abstract

Ein Schaufelbefestigungsmechanismus (147) für eine Rotationsmaschine (100) ist wenigstens teilweise in dem Rotationselement ausgebildet. Die Rotationsmaschine besitzt ein Rotationselement (110), welches wiederum eine axiale Mittellinie (111) besitzt. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert einen ersten Schwalbenschwanzschlitz (232), der eine erste axiale Länge (LL₁) parallel zu der axialen Mittellinie definiert. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert auch einen zweiten Schwalbenschwanzschlitz (234), der eine zweite axiale Länge (LL) parallel zu der axialen Mittellinie definiert. Die erste axiale Länge ist größer als die zweite axiale Länge und wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes erstreckt sich über wenigstens einem Abschnitt des ersten Schwalbenschwanzschlitzes.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen betreffen allgemein Rotationsmaschinen und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum Zusammenbau von Turbinentriebwerken.
Wenigstens einige bekannte Turbinentriebwerke enthalten mehrere rotierende Turbinenlaufschaufeln oder -schaufeln, die einen Hochtemperatur-Verbrennungsgasstrom durch Gasturbinentriebwerke leiten oder die Hochtemperaturdampf durch Dampfturbinentriebwerke leiten. Bekannte Schaufeln sind typischerweise mit einem Rotor in dem Turbinentriebwerk verbunden und wirken mit dem Rotor zusammen, um einen Turbinenbereich auszubilden. Ferner nehmen diese bekannten Schaufeln in der radialen Länge als eine Funktion der axialen Position auf dem Rotor wenigstens unter teilweiser Ausbildung einer divergenten Turbinennabe auf dem Rotor zu. Wenigstens einige von den bekannten Gasturbinentriebwerken enthalten auch mehrere rotierende Verdichterschaufeln, die Luft durch das Gasturbinentriebwerk leiten. Diese bekannten Verdichterschaufeln sind typischerweise mit dem Rotor verbunden und wirken mit dem Rotor zusammen, um einen Verdichterbereich auszubilden. Ferner nehmen diese bekannten Verdichterschaufeln in der radialen Länge als eine Funktion der axialen Position auf dem Rotor unter wenigstens teilweiser Ausbildung einer konvergenten Verdichternabe auf dem Rotor ab.
Viele von diesen bekannten Turbinenschaufeln und Verdichterlaufschaufeln enthalten Schwalbenschwanzbereiche, die in in dem Rotor definierten Schwalbenschwanznuten eingesetzt sind. Derartige Schwalbenschwanznuten und eingesetzte Schwalbenschwanzbereiche werden typischerweise zur Erzeugung mehrerer Reihen zusammengebaut. Jede Turbinenschaufelreihe definiert eine Turbinenstufe und jede Verdichterschaufelreihe definiert eine Verdichterstufe. Sowohl die Turbinennabe als auch die Verdichternabe enthält eine vorbestimmte vergrößerte Länge, um einen axialen Einbau und axialen Ausbau der Turbinenschaufeln bzw. Verdichterschaufeln zu ermöglichen. Eine dermaßen vergrößerte Länge vergrößert die Gesamtlänge und das Gewicht des Turbinenbereichs und Verdichterbereichs und erhöht die Herstellkosten. Ferner können das erhöhte Gewicht des Turbinenbereichs und des Verdichterbereichs eine Zunahme in auf den Rotor einwirkenden Zentrifugalkräften für einen Bereich von Betriebsdrehzahlen mit sich bringen. Eine derartige Zunahme in auf den Rotor einwirkenden Kräften kann die Inspektions- und Wartungskosten erhöhen. Ferner kann das erhöhte Gewicht einen zusätzlichen Brennstoffverbrauch zum Beschleunigen und Einhalten einer Rotordrehzahl bewirken. Eine derartige Zunahme im Brennstoffverbrauch kann Betriebskosten erhöhen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Diese Kurzbeschreibung der Erfindung wird zur Einführung einer Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form bereitgestellt, die nachstehend ausführlicher in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Kurzbeschreibung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstandes identifizieren, noch soll sie als Hilfsmittel zur Ermittlung des Schutzumfangs des beanspruchten Erfindungsgegenstandes verwendet werden.
In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet die Bereitstellung eines Rotationselementes. Das Verfahren beinhaltet auch die Ausbildung eines ersten Schwalbenschwanzschlitzes mit einer ersten axialen Länge in einem Abschnitt eines Rotationselementes. Der erste Schwalbenschwanzschlitz ist im Wesentlichen parallel zu einer axialen Mittellinie des Rotationselementes. Das Verfahren beinhaltet ferner die Ausbildung eines zweiten Schwalbenschwanzschlitzes mit einer zweiten axialen Länge in einem Abschnitt des Rotationselementes. Der zweite Schwalbenschwanzschlitz ist im Wesentlichen parallel zu einer axialen Mittellinie des Rotationselementes. Wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes liegt radial außerhalb wenigstens eines Abschnitts des ersten Schwalbenschwanzschlitzes. Die erste axiale Länge ist größer als die zweite axiale Länge. Das Verfahren beinhaltet auch einen Einschluss wenigstens eines Abschnitts des Rotationselementes in wenigstens einem Abschnitt eines Gehäuses.
In einem weiteren Aspekt wird ein Schaufelbefestigungsmechanismus für eine Rotationsmaschine bereitgestellt. Die Rotationsmaschine besitzt ein Rotationselement, das wiederum eine axiale Mittellinie besitzt. Der Schaufelbefestigungsmechanismus ist wenigstens teilweise in dem Rotationselement ausgebildet. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert einen ersten Schwalbenschwanzschlitz, der wiederum eine erste axiale Länge definiert, die parallel zu der axialen Mittellinie ist. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert auch einen zweiten Schwalbenschwanzschlitz, der wiederum eine zweite axiale Länge definiert, die parallel zu der axialen Mittellinie ist. Die erste axiale Länge ist größer als die zweite axiale Länge und wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes erstreckt sich über wenigstens einem Abschnitt des ersten Schwalbenschwanzschlitzes.
In einem weiteren Aspekt wird ein Turbinentriebwerk bereitgestellt. Das Turbinentriebwerk enthält ein Rotationselement mit einer axialen Mittellinie. Das Triebwerk enthält auch einen Schaufelbefestigungsmechanismus, der wenigstens teilweise in dem Rotationselement ausgebildet ist. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert einen ersten Schwalbenschwanzschlitz, der wiederum eine erste axiale Länge definiert, die parallel zu der axialen Mittellinie ist. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert auch einen zweiten Schwalbenschwanzschlitz, der wiederum eine zweite axiale Länge definiert, die parallel zu der axialen Mittellinie ist. Die erste axiale Länge ist größer als die zweite axiale Länge und wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes erstreckt sich über wenigstens einem Abschnitt des ersten Schwalbenschwanzschlitzes.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen werden besser durch Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich.
1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Turbinentriebwerks;
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Verdichters im Bereich 2, der mit dem in 1 dargestellten Gasturbinentriebwerk verwendet werden kann 2;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Verdichters im Bereich 3, der mit dem in 1 dargestellten Gasturbinentriebwerk verwendet werden kann;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines teilweise zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus, der mit dem in 2 dargestellten Verdichter verwendet werden kann;
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines vollständig zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus, der mit dem in 2 dargestellten Verdichter verwendet werden kann;
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines teilweise zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus, der mit dem in 2 dargestellten Verdichter verwendet werden kann;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines vollständig zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus, der mit dem in 2 dargestellten Verdichter verwendet werden kann;
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des in 5 dargestellten vollständig zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus aus einer Position stromaufwärts vor dem Mechanismus;
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines teilweise zusammengebauten Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus, der mit der in 3 dargestellten Turbine verwendet werden kann;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines voll zusammengebauten Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus, der mit der in 3 dargestellten Turbine verwendet werden kann;
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des in 8 dargestellten vollständig zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus aus einer Position stromaufwärts vor dem Mechanismus;
12 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Zusammenbau eines Abschnitts des in 1 dargestellten Gasturbinentriebwerks darstellt; und
13 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Zusammenbau eines anderen Abschnitts des in 1 dargestellten Gasturbinentriebwerks darstellt.
Detaillierte Beschreibung
1 ist eine schematische Darstellung einer Rotationsmaschine, d. h., eines Turbinentriebwerks, und insbesondere eines exemplarischen Gasturbinentriebwerks 10. Das Triebwerk 100 enthält einen Verdichter 102 und mehrere Brenner 104. Jeder Brenner 104 enthält eine Brennstoffdüsenbaugruppe 106. In der exemplarischen Ausführungsform enthält das Triebwerk 100 eine Turbine 108 und einen gemeinsamen Verdichter/Turbinen-Rotor 110 (manchmal als Rotor 110 bezeichnet). Der Rotor 110 definiert eine axiale Rotormittellinie 111. In einer Ausführungsform ist das Triebwerk 100 ein MS 9001 E-Triebwerk, das manchmal als ein 9 E-Triebwerk bezeichnet wird, das im Handel von General Electric Company, Greenville, South Carolina zu beziehen ist.
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts des mit dem Gasturbinentriebwerk 100 verwendeten Verdichters 102 entlang (dem in 1 dargestellten) Bereich 2. Der Verdichter 102 enthält eine Verdichterrotorbaugruppe 112 und eine Verdichterstatorbaugruppe 114, die in einem Verdichtergehäuse 116 positioniert sind, das wenigstens teilweise einen Strömungspfad 118 definiert. In der exemplarischen Ausführungsform bildet die Verdichterrotorbaugruppe 112 einen Abschnitt des Rotors 110. Ferner ist in der exemplarischen Ausführungsform der Verdichter 102 im Wesentlichen um eine axiale Rotormittellinie 111 symmetrisch. Außerdem ist in der exemplarischen Ausführungsform der Verdichter 102 ein Abschnitt des Gasturbinentriebwerks 100. Alternativ ist der Verdichter 102 eine beliebige rotierende, mit Schaufeln versehene, mehrstufige Fluidtransportvorrichtung einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, eine eigenständige Fluidverdichtungseinheit und ein Bläser.
Der Verdichter 102 enthält mehrere Stufen 124, wobei jede Stufe 124 eine Reihe in Umfang in Abstand angeordneter Rotorschaufelbaugruppen 126 und eine Reihe von manchmal als Statorleitschaufeln bezeichneten Statorschaufelbaugruppen 128 enthält. In der exemplarischen Ausführungsform sind die Rotorschaufelbaugruppen 126 mit einem Verdichterrotorrad 130 über einen stufenförmigen Schaufelverbindungs- oder Befestigungsmechanismus 134 so verbunden, dass sich jede Schaufelbaugruppe 126 radial aus dem Verdichterrotorrad 130 nach außen erstreckt. Außerdem definieren in der exemplarischen Ausführungsform mehrere Verdichterrotorräder 130 und mehrere stufenförmige Schaufelbefestigungsmechanismen 134 wenigstens teilweise eine im Wesentlichen konvergente Verdichternabe 140. Ferner enthält jede Baugruppe 126 einen Rotorschaufelblattabschnitt 132, der sich von dem inneren Schaufelbefestigungsmechanismus 134 zu einem Rotorschaufelspitzenabschnitt 136 erstreckt. Die Verdichterstufen 124 arbeiten mit einem Antriebs- oder Arbeitsfluid, das ohne Beschränkung darauf Luft enthält, so zusammen, dass das Antriebsfluid in aufeinanderfolgenden Stufen 124 verdichtet wird.
Im Betrieb wird der Verdichter 102 durch eine Turbine 108 mittels des Rotors 110 gedreht. Aus einer Niederdruck- oder stromaufwärts liegenden Zone 148 des Verdichters mittels der mehreren Stufen 124 gesammeltes Fluid, wird durch Rotorschaufelblattabschnitte 132 zu Statorschaufelbaugruppen 128 geführt. Das Fluid wird verdichtet und ein Druck des Fluids erhöht, während das Fluid durch den Strömungspfad 118 geführt wird. Insbesondere strömt das Fluid weiter durch die nachfolgenden Stufen 124, wobei sich der Strömungspfad 118 im Allgemeinen in den aufeinanderfolgenden Stufen 124 verengt, um die Verdichtung und Unterdrucksetzung des Fluids während dessen Führung durch den Strömungspfad 118 zu ermöglichen. Das verdichtete und unter Druck gesetzte Fluid wird anschließend in einen Hochdruck- oder Verdichterabstrombereich 150 zur Nutzung in dem Turbinentriebwerk 100 geführt.
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts der mit dem Gasturbinentriebwerk 100 verwendeten Turbine 108 entlang (dem in 1 dargestellten) Bereich 2. Die Turbine 108 enthält eine Turbinenrotorbaugruppe 152. Die Turbine 108 enthält auch mehrere stationäre Schaufeln oder Turbinenmembranbaugruppen 154, die in einem Turbinengehäuse 156 positioniert sind, das wenigstens teilweise einen Strömungspfad 158 definiert. In der exemplarischen Ausführungsform bildet die Turbinenrotorbaugruppe 152 einen Abschnitt des Rotors 110. Ferner ist in der exemplarischen Ausführungsform die Turbine 108 im Wesentlichen um die axiale Rotormittellinie 111 symmetrisch. Außerdem ist in der exemplarischen Ausführungsform die Turbine 108 ein Abschnitt des Gasturbinentriebwerks 110. Alternativ ist die Turbine 108 eine beliebige rotierende, mit Schaufeln versehene mehrstufige Energieumwandlungsvorrichtung, die ohne Beschränkung darauf eine Dampfturbine mit einschließt.
Die Turbine 108 enthält mehrere Stufen 164, wobei jede Stufe 164 eine Reihe von in Umfangsrichtung in Abstand angeordnete von Rotorlaufschaufeln oder Schaufelbaugruppen 166 und eine Reihe von Membranbaugruppen 154 oder eine Leitapparatbaugruppe 168 enthält. In der exemplarischen Ausführungsform enthält die Turbine 100 drei aufeinanderfolgende Stufen 164. Alternativ enthält die Turbine 100 eine beliebige Anzahl von Stufen 164, die eine Funktion des Turbinentriebwerks 100 wie hierin beschrieben ermöglichen. Außerdem sind in der exemplarischen Ausführungsform die Schaufelbaugruppen 166 mit dem Turbinenrotorrad 170 über einen stufenförmigen Schaufelverbindungs- oder Schaufelbefestigungsmechanismus 174 so verbunden, dass sich jede Schaufelbaugruppe 166 von dem Turbinenrotorrad 170 radial nach außen erstreckt. Mehrere Turbinenrotorräder 170 und mehrere stufenförmige Schaufelbefestigungsmechanismen 174 definieren wenigstens teilweise eine im Wesentlichen divergente Turbinennabe 180. Die Turbinenstufen 164 arbeiten mit einem Antriebs- oder Arbeitsfluid, das ohne Beschränkung darauf Verbrennungsgase, Dampf und verdichtete Luft beinhaltet, so zusammen, dass das Antriebsfluid in den aufeinanderfolgenden Stufen 164 entspannt wird.
Im Betrieb nimmt die Turbine 108 in der exemplarischen Ausführungsform von der Brennstoffdüsenbaugruppe 106 erzeugte Hochdruckverbrennungsgase auf. Die von einem Hochdruck- oder Turbinenabstrombereich 188 über eine Leitapparatbaugruppe 168 gesammelten Verbrennungsgase werden durch die Turbinenbaugruppen 166 zu den Membranbaugruppen 154 geführt. Während die Verbrennungsgase durch den Strömungspfad 158 geführt werden, werden die Verbrennungsgase wenigstens teilweise entspannt und ein Druck der Verbrennungsgase wenigstens teilweise verringert. Insbesondere strömen die Verbrennungsgase weiter durch die nachfolgenden Stufen 164, wobei sich der Strömungspfad 158 im Allgemeinen mit den aufeinanderfolgenden Stufen 164 erweitert, um eine Entspannung und Druckabnahme der Verbrennungsgase zu ermöglichen, während diese durch den Strömungspfad 158 geführt werden. Die entspannten und im Druck gesenkten Verbrennungsgase werden im Wesentlichen in einen Niederdruckbereich 150 entweder zu einer weiteren Nutzung in dem Turbinentriebwerk 100 oder zur Ausgabe aus dem Turbinentriebwerk 100 ausgegeben.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines teilweise zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134, der mit dem (in 2 dargestellten) Verdichter 102 verwendet werden kann. Der Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 enthält einen Kranzbereich 202 des Verdichterrades 130, das stromaufwärts vor einer Niederdruck- oder stromaufwärts liegenden Zone 201 angeordnet ist. Der Kranzbereich 202 enthält mehrere axial stufenförmige Zonen, d. h., eine erste axiale Kranzstufe 204 mit einer ersten Kranzstufenoberfläche 206, die wenigstens teilweise eine Stufe 204 definiert, eine zweite axiale Kranzstufe 208 mit einer zweiten Kranzstufenoberfläche 210, die wenigstens teilweise eine Stufe 208 definiert und eine dritte axiale Kranzstufe 212 mit einer dritten Kranzstufenoberfläche 2214, die wenigstens teilweise Stufe 212 definiert. In der exemplarischen Ausführungsform ist jede von den Kranzstufenoberflächen 206, 210 und 214 im Wesentlichen parallel zu der (in den 1, 2 und 3 dargestellten) axialen Rotormittellinie 111. Alternativ kann jede von den Stufenoberflächen 206, 210 und 214 jede Ausrichtung haben, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Die erste axiale Kranzstufe 204 und die erste Kranzstufenoberfläche 206 sind axial stromabwärts von der Niederdruckzone oder der stromaufwärts liegenden Zone 201 positioniert. Ferner ist die erste Kranzstufenoberfläche 206 bei einem ersten radialen Abstand RD₁ radial außerhalb von der Verdichternabenoberfläche 216 positioniert. Außerdem erstreckt sich die erste axiale Kranzoberfläche 206 über eine erste axiale Länge AL₁ axial stromabwärts aus der stromaufwärts liegenden Zone 201. In der exemplarischen Ausführungsform können die erste axiale Länge AL₁ und der erste radiale Abstand RD₁ beliebige Werte haben, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen.
Eine zweite axiale Kranzstufe 208 und eine zweite Kranzstufenoberfläche 210 sind axial stromabwärts von der ersten Kranzstufe 204 und der ersten Kranzstufenoberfläche 206positioniert. Ferner ist die zweite Kranzstufenoberfläche 210 in einem zweiten radialen Abstand RD₂ radial außerhalb von der Verdichternabenoberfläche 216 positioniert, wobei RD₂ größer als RD₁ ist. Außerdem erstreckt sich die zweite Kranzoberfläche 210 über eine zweite axiale Länge AL₂ axial stromabwärts von der ersten Kranzoberfläche 206 aus. Die erste Kranzstufenoberfläche 206 und die zweite Kranzstufenoberfläche 210 definieren eine erste Schnittstellenzone 218. In der exemplarischen Ausführungsform ist die erste Schnittstellenzone 218 leicht abgerundet, um eine Fluidströmung über die erste axiale Kranzstufe 204 und die zweite axiale Kranzstufe 208 zu erleichtern. Außerdem haben in der exemplarischen Ausführungsform die zweite axiale Länge AL₂ und der zweite radiale Abstand RD₂ beliebige Werte, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen.
Eine dritte axiale Kranzstufe 212 und eine dritte Kranzstufenoberfläche 214 sind axial stromabwärts von der zweiten axialen Kranzstufe 208 und der zweiten Kranzstufenoberfläche 210 positioniert. Ferner ist die dritte Kranzstufenoberfläche 214 in einem dritten radialen Abstand RD₃ radial außerhalb von der Verdichternabenoberfläche 216 positioniert, wobei RD₃ größer als RD₂ ist. Außerdem erstreckt sich die dritte Kranzoberfläche 214 über eine dritte axiale Länge AL₃ axial stromabwärts von der zweiten Kranzoberfläche 210 aus. Die dritte Kranzstufenoberfläche 214 und die zweite Kranzstufenoberfläche 210 definieren eine zweite Schnittstellenzone 220. In der exemplarischen Ausführungsform ist die zweite Schnittstellenzone 220 leicht abgerundet, um eine Fluidströmung über die dritte axiale Kranzstufe 212 und die zweite axiale Kranzstufe 208 zu erleichtern. Außerdem haben in der exemplarischen Ausführungsform die dritte axiale Länge AL₃ und der dritte radiale Abstand RD₃ beliebige Werte, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen. Ferner wirken in der exemplarischen Ausführungsform die axialen Kranzstufen 204, 208 und 212 zusammen, um die Verdichternabenoberfläche 216 als eine ansteigende und konvergierende Verdichternabenoberfläche 216 zu definieren. Ferner enthält in der exemplarischen Ausführungsform der stufenförmige Kranzbereich 202 drei stufenförmige Zonen, wie vorstehend beschrieben. Alternativ enthält der stufenförmige Kranzbereich 202 eine beliebige Anzahl stufenförmiger Zonen, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen.
In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 einen Schwalbenschwanzbereich 222 von einer der Rotorschaufelbaugruppen 126. Der Schwalbenschwanzbereich 222 enthält eine Schaufelblattplattform 224, die wenigstens einen (in 2 dargestellten) Rotorschaufelblattabschnitt 132 aufnimmt. Der Schwalbenschwanzbereich 222 enthält auch mehrere Schwalbenschwanzzacken, d. h., eine erste Schwalbenschwanzzacke 226, eine zweite Schwalbenschwanzzacke 228 und einen dritte Schwalbenschwanzzacke 230. Außerdem enthält in der exemplarischen Ausführungsform der Schwalbenschwanzbereich 222 drei Schwalbenschwanzzacken 226, 228 und 230. Alternativ enthält der Schwalbenschwanzbereich 222 eine beliebige Anzahl von Schwalbenschwanzzacken, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen.
Ferner enthält in der exemplarischen Ausführungsform der Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 mehrere Schwalbenschwanzschlitze, die die Schwalbenschwanzzacken 226, 228 und 230 aufnehmen. Insbesondere definiert der Kranzbereich 202 einen ersten Schwalbenschwanzschlitz 232, einen zweiten Schwalbenschwanzschlitz 234 und einen dritten Schwalbenschwanzschlitz 236. Jeder von den Schwalbenschwanzschlitzen 232, 234 und 236 nimmt jeweils eine von den Schwalbenschwanzzacken 226, 228 und 230 auf.
Außerdem hat in der exemplarischen Ausführungsform der erste Schwalbenschwanzschlitz 232 eine erste axiale Schlitzstrecke oder eine Länge SL₁, die im Wesentlichen gleich einer Summe der ersten axialen Länge AL₁, der zweiten axialen Länge AL₂ und der dritten axialen Länge AL₃ ist. Der zweite Schwalbenschwanzschlitz 234 hat eine zweite axiale Schlitzstrecke oder eine Länge SL₂, die im Wesentlichen gleich einer Summe der zweiten axialen Länge AL₂ und der dritten axialen Länge AL₃ ist. Der dritte Schwalbenschwanzschlitz 236 hat eine dritte axiale Schlitzstrecke oder eine Länge SL₃, die im Wesentlichen gleich der dritten axialen Länge AL₃ ist. Die ersten, zweiten und dritten axialen Schlitzlängen SL₁, SL₂ und SL₃ sind im Wesentlichen parallel zur axialen Mittellinie 111. Ferner ist die erste axiale Schlitzlänge SL₁ größer als die zweite axiale Schlitzlänge SL₂, und die zweite axiale Schlitzlänge SL₂ ist größer als die dritte axiale Schlitzlänge SL₃. Daher überlappt die zweite axiale Schlitzlänge SL₂ einen Abschnitt der ersten axialen Schlitzlänge SL₁ um eine Strecke, die im Wesentlichen gleich einer Summe der zweiten axialen Länge AL₂ und der dritten axialen Länge AL₃ ist, und die dritte axiale Schlitzlänge SL₃ überlappt einen Abschnitt der zweiten axialen Schlitzlänge SL₂ um eine Strecke, die angenähert gleich der dritten axialen Länge AL₃ ist. Die Schwalbenschwanzschlitze 232, 234 und 236 sind radial aneinander angrenzend definiert, um wenigstens teilweise eine Verdichterradkranzaussparung 238 zu definieren. Ferner haben in der exemplarischen Ausführungsform die axialen Schlitzlängen SL₁, SL₂ und SL₃ beliebige Werte, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen.
In der exemplarischen Ausführungsform sind die Schwalbenschwanzzacken 226, 228 und 230 miteinander verbunden und radial in Bezug zueinander angeordnet. Die erste Schwalbenschwanzzacke 226 hat eine erste axiale Zackenlänge LL₁, die kleiner als die erste axiale Schlitzlänge SL₁ und größer oder gleich der ersten axialen Länge AL₁ ist. Die zweite Schwalbenschwanzzacke 228 hat eine zweite axiale Zackenlänge LL₂, die kleiner als die erste axiale Schlitzlänge SL₁ und größer als die zweite axiale Länge AL₂ ist. Die dritte Schwalbenschwanzzacke 230 hat eine dritte axiale Zackenlänge LL₃, die kleiner als oder gleich der ersten axialen Schlitzlänge SL₁ und größer als die dritte axiale Länge AL₃ ist. Die ersten, zweiten und dritten axialen Zackenlängen LL₁, LL₂ und LL₃ sind im Wesentlichen parallel zur axialen Mittellinie 111. Ferner überlappt in der exemplarischen Ausführungsform die zweite axiale Zackenlänge LL₂ einen Abschnitt der ersten axialen Zackenlänge LL₁ um eine Strecke, die angenähert gleich der ersten axialen Zackenlänge LL₁ ist, und die dritte axiale Zackenlänge LL₃ überlappt einen Abschnitt der zweiten axialen Zackenlänge LL₂ um eine Strecke, die angenähert gleich der zweiten axialen Zackenlänge LL₂ ist. Außerdem haben in der exemplarischen Ausführungsform die axialen Zackenlängen LL₁, LL₂ und LL₃ beliebige Werte, die eine Funktion des Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen. Die Schwalbenschwanzzacken 226, 228 und 230 wirken mit den Schwalbenschwanzschlitzen 232, 234 und 236 zusammen, um eine Verdichterradkranzaussparung 238 zu definieren.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines vollständig zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134, der mit dem (in 2 dargestellten) Verdichter 102 verwendet werden kann. In der exemplarischen Ausführungsform sind die Schwalbenschwanzzacken 226, 228 und 230 vollständig in die Schwalbenschwanzschlitze 232, 234 bzw. 236 so eingeführt, dass sich die Schwalbenschwanzzacken 228 und 230 axial aus dem stufenförmigen Kranzbereich 202 zur Niederdruck- oder stromaufwärts liegenden Zone 201 erstrecken. Daher sind die ersten, zweiten und dritten axialen Zackenlängen LL₁, LL₂ bzw. LL₃ sich sowohl durch die erste axiale Kranzstufe 204, die zweite axiale Kranzstufe 208 bzw. die dritte axiale Kranzstufe 212 hindurch erstreckend dargestellt als auch sich aus dem stufenförmigen Kranzbereich 202 zu der Niederdruck- oder stromaufwärts liegenden Zone 201 erstreckend dargestellt.
In der exemplarischen Ausführungsform ermöglicht der Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 den Zusammenbau des Verdichters 102 und des Gasturbinentriebwerks 100 durch Verringerung einer für den axialen Einbau und den axialen Ausbau von Rotorschaufelbaugruppen 126 erforderlichen Länge. Die Verringerung einer derartigen Einbau/Ausbau-Länge ermöglicht die Verkürzung einer Gesamtlänge und des Gewichtes des Verdichters 102 und ermöglicht dadurch eine Verringerung in den Investitionskosten der Konstruktion des Gasturbinentriebwerks 100. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht des Verdichters 102 eine Verringerung in den auf den Rotor 110 einwirkenden Zentrifugalkräften für einen Bereich von Betriebsdrehzahlen und verringert dadurch eine Möglichkeit erhöhter Inspektions- und Wartungskosten. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht einen verringerten Brennstoffverbrauch zum Beschleunigen und Einhalten einer Drehzahl des Rotors 110, um dadurch die Betriebskosten zu senken.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines teilweise zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134, der mit dem (in 2 dargestellten) Verdichter 102 verwendet werden kann. 6 ermöglicht eine visuelle Interpretation der Beziehung von Merkmalen des Schwalbenschwanzbereichs 222 in Bezug auf Merkmale des stufenförmigen Kranzbereichs 202. Insbesondere stellt ein axialer Einbaupfeil 237 eine Bewegungsrichtung des Schwalbenschwanzbereichs 222 in Bezug auf die Verdichternabe 140 während des Zusammenbaus des (in 1, 2 und 3 dargestellten) Gasturbinentriebwerks 100 dar, und insbesondere während des Zusammenbaus des (in 1 und 2 dargestellten) Verdichters 102. Ein axialer Ausbaupfeil 239 stellt die Bewegungsrichtung des Schwalbenschwanzbereichs 222 in Bezug auf die Verdichternabe 140 während der Zerlegung des Gasturbinentriebwerks 100 und insbesondere während der Zerlegung des Verdichters 102 dar.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines vollständig zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134, der mit dem (in 2 dargestellten) Verdichter 102 verwendet werden kann. 7 ermöglicht eine visuelle Interpretation der Beziehung von Merkmalen des Schwalbenschwanzbereichs 222 in Bezug auf Merkmale des stufenförmigen Kranzbereichs 202. Insbesondere ist der Schwalbenschwanzbereich 222 vollständig in die Verdichternabe 140 anschließend an den Zusammenbau des (in 1, 2 und 3 dargestellten) Gasturbinentriebwerks 100 eingeführt, und insbesondere im Anschluss an den Zusammenbau des (in 1 und 2 dargestellten) Verdichters 102.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes des vollständig zusammengebauten Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 aus einer Position stromaufwärts vor dem Mechanismus 134, oder spezieller aus einer Hochdruck- oder stromabwärts liegenden Zone 215. Die Verdichterradkranzaussparung 238 wird wenigstens teilweise durch wenigstens einen Abschnitt von jeder von der dritten Schwalbenschwanzzacke 230, der zweiten Schwalbenschwanzzacke 228, der ersten Schwalbenschwanzzacke 226, der ersten Stufe 204, der zweiten Stufe 208 und der dritten Stufe 212 definiert. In der exemplarischen Ausführungsform stellt ein stromabwärts liegendes Ende 240 des stufenförmigen Kranzbereichs 202 einen Bezug für ein stromabwärts liegendes Ende 242 der ersten Schwalbenschwanzzacke 226 bereit, die über eine (nicht dargestellte) vorbestimmte Strecke axial stromaufwärts von dem stromabwärts liegenden Ende 240 in dem ersten Schwalbenschwanzschlitz 232 zurückgezogen ist. Alternativ ist das stromabwärts liegende Ende 242 im Wesentlichen mit dem stromabwärts liegenden Ende 240 bündig.
Außerdem ist in der exemplarischen Ausführungsform ein stromabwärts liegendes Ende 244 der zweiten Schwalbenschwanzzacke 228 über eine (nicht dargestellte) vorbestimmte Strecke axial stromaufwärts von dem stromabwärts liegenden Ende 240 in dem zweiten Schwalbenschwanzschlitz 234 zurückgezogen. Alternativ ist das stromabwärts liegende Ende 244 im Wesentlichen mit dem stromabwärts liegenden Ende 240 bündig. Ferner ist in der exemplarischen Ausführungsform ein stromabwärts liegendes Ende 246 der dritten Schwalbenschwanzzacke 230 im Wesentlichen mit dem stromabwärts liegenden Ende 240 bündig. Alternativ ist das stromabwärts liegende Ende 246 um eine (nicht dargestellte) vorbestimmte Strecke axial stromaufwärts von dem stromabwärts liegenden Ende 240 in dem dritten Schwalbenschwanzschlitz 236 zurückgezogen. Die Vergrößerung eines Volumens der Verdichterradkranzaussparung 238 ermöglicht eine Gewichtsverringerung des Verdichters 102 mit den zugeordneten Vorteilen gemäß vorstehender Beschreibung.
In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 einen Schlitz und eine Zacke pro Stufe. Alternativ enthält der Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 eine beliebige Anzahl von Schlitzen und Zacken pro Stufe, die eine Funktion des Mechanismus 134 wie hierin beschrieben ermöglichen. Beispielsweise enthält, jedoch ohne Beschränkung darauf, der Mechanismus 134 zwei Stufen, wobei jede Stufe zwei Schlitze und zwei Zacken (alle nicht dargestellt) enthält, und wobei der Mechanismus 134 zwei Stufen enthält, wobei jede Stufe einen Schlitz und eine Zacke (alle nicht dargestellt) enthält. Ferner enthält, jedoch ohne Beschränkung darauf, der Mechanismus 134 beispielsweise zwei Stufen, wobei eine erste Stufe zwei Schlitze und zwei Zacken enthält, die sich angenähert über 2/3 der axialen Länge des Mechanismus erstrecken, und wobei sich eine zweite Stufe angenähert über 1/3 der axialen Länge des Mechanismus (alles nicht dargestellt) erstreckt.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines teilweise zusammengebauten Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174, der mit der (in 3 dargestellten) Turbine 108 verwendet werde kann. Der Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 enthält einen Kranzbereich 302 des stromaufwärts vor einer Niederdruck- oder stromabwärts liegenden Zone 301 positionierten Turbinenrades 170. Der Kranzbereich 302 enthält mehrere axial stufenförmige Zonen, d. h., eine vierte axiale Kranzstufe 304 mit einer vierten Kranzstufenoberfläche 306, die wenigstens teilweise die Stufe 304 definiert, eine fünfte axiale Kranzstufe 308 mit einer fünften Kranzstufenoberfläche 310, die wenigstens teilweise die Stufe 308 definiert, und eine sechste axiale Kranzstufe 312 mit einer sechsten Kranzstufenoberfläche 314, die wenigstens teilweise eine Stufe 312 definiert. Die (alle in den 4 und 5 dargestellten) ersten, zweiten bzw. dritten axialen Kranzstufen 204, 208 bzw. 212 und die (alle in 4 dargestellten) ersten, zweiten und dritten Kranzstufenoberflächen 206, 210 und 214, sind dem (in den 2, 4, 5 und 6 dargestellten) Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 zugeordnet. Jede von den Kranzstufenoberflächen 306, 310 und 314 ist im Wesentlichen parallel zur (in den 1, 2 und 3 dargestellten) axialen Rotormittellinie 111. Alternativ kann jede von den Stufenoberflächen 306, 310 und 314 jede Ausrichtung haben, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Eine vierte axiale Kranzstufe 304 und eine vierte Kranzstufenoberfläche 306 sind axial stromabwärts von einer Niederdruck- oder stromabwärts liegenden Zone 301 positioniert. Ferner ist die vierte Kranzstufenoberfläche 306 in einem vierten radialen Abstand RD₄ radial außerhalb von einer Turbinennabenoberfläche 316 positioniert, wobei die (alle in den 4 und 5 dargestellten) ersten, zweiten und dritten radialen Abstände RD₁, RD₂ bzw. RD₃ dem Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 zugeordnet sind. Außerdem erstreckt sich die vierte Kranzstufenoberfläche 306 über eine vierte axiale Länge AL₄ axial stromabwärts von der stromaufwärts befindlichen Zone 301. Die (alle in den 4 und 5 dargestellten) ersten, zweiten und dritten axialen Längen AL₁, AL₂ bzw. AL₃ sind dem Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 zugeordnet. In der exemplarischen Ausführungsform haben die vierte axiale Länge AL₄ und der vierte radiale Abstand RD₄ beliebige Werte, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen.
Eine fünfte axiale Kranzstufe 308 und eine fünfte Kranzstufenoberfläche 310 sind axial stromabwärts von der ersten Kranzstufe 304 und der ersten Kranzstufenoberfläche 306 angeordnet. Ferner ist die fünfte Kranzstufenoberfläche 310 in einem fünften radialen Abstand RD₅ radial außerhalb von der Turbinennabenoberfläche 316 positioniert, wobei RD₅ größer als RD₄ ist. Außerdem erstreckt sich die fünfte Kranzstufenoberfläche 310 über eine fünfte axiale Länge AL₅ axial stromabwärts von der ersten Kranzstufenoberfläche 306. Die erste Kranzstufenoberfläche 306 und die fünfte Kranzstufenoberfläche 310 definieren eine dritte Schnittstellenzone 318. Die (beide in 4 dargestellten) ersten und zweiten Schnittstellenzonen 218 bzw. 220 sind dem Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 zugeordnet. In der exemplarischen Ausführungsform ist die dritte Schnittstellenzone 318 leicht abgerundet, um eine Fluidströmung über die erste Kranzstufe 304 und die fünfte Kranzstufe zu erleichtern. Außerdem haben in der exemplarischen Ausführungsform die fünfte axiale Länge AL₅ und der fünfte radiale Abstand RD₅ beliebige Werte, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen.
Eine sechste axiale Kranzstufe 312 und sechste Kranzstufenoberfläche 314 sind axial stromabwärts von der zweiten Kranzstufe 308 und der zweiten Kranzstufenoberfläche 310 positioniert. Ferner ist die sechste Kranzstufenoberfläche 314 in einem sechsten radialen Abstand RD₆ radial außerhalb von der Turbinennabenoberfläche 316 positioniert, wobei RD₆ größer als RD₅ ist. Außerdem erstreckt sich die sechste Kranzstufenoberfläche 314 über eine sechse axiale Länge AL₆ axial stromabwärts von der zweiten Kranzstufenoberfläche 310. Die sechste Kranzstufenoberfläche 314 und zweite Kranzstufenoberfläche 310 definieren eine vierte Schnittstellenzone 320. In der exemplarischen Ausführungsform ist die vierte Schnittstellenzone 320 leicht abgerundet, um eine Fluidströmung über die sechste axiale Kranzstufe 312 und die zweite axiale Kranzstufe 308 zu erleichtern. Außerdem haben in der exemplarischen Ausführungsform die sechst axiale Länge AL₆ und der sechste radiale Abstand RD₆ beliebige Werte, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen. Ferner wirken in der exemplarischen Ausführungsform die axialen Kranzstufen 304, 308 und 312 zusammen, um die Turbinennabenoberfläche 316 als eine abfallende und divergierende Turbinennabenoberfläche 316 zu definieren. Ferner enthält in der exemplarischen Ausführungsform der stufenförmige Kranzbereich 302 drei stufenförmige Zonen, wie vorstehend beschrieben. Alternativ enthält der stufenförmige Kranzbereich 302 eine beliebige Anzahl stufenförmiger Zonen, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen.
In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 eine Schwalbenschwanzbereich 322 von einer der Schaufelbaugruppen 166. Der Schwalbenschwanzbereich 322 enthält eine Schaufelblattplattform 324, die wenigstens einen (nicht dargestellten) Schaufelblattabschnitt aufnimmt. Der Schwalbenschwanzbereich 322 enthält auch mehrere Schwalbenschwanzzacken, d. h., eine vierte Schwalbenschwanzzacke 326, eine fünfte Schwalbenschwanzzacke 328 und eine sechste Schwalbenschwanzzacke 330. Die (alle in den 4 und 5 dargestellten) ersten, zweiten und dritten Schwalbenschwanzzacken 226, 228 bzw. 230 sind dem Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 zugeordnet. Außerdem enthält in der exemplarischen Ausführungsform der Schwalbenschwanzbereich 322 drei Schwalbenschwanzzacken 326, 328 und 330. Alternativ enthält der Schwalbenschwanzbereich 322 eine beliebige Anzahl von Schwalbenschwanzzacken, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen.
Ferner enthält in der exemplarischen Ausführungsform der Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 mehrere Schwalbenschwanzzacken, die Schwalbenschwanzzacken 326, 328 und 330 aufnehmen. Insbesondere definiert der Kranzbereich 302 einen vierten Schwalbenschwanzschlitz 332, einen fünften Schwalbenschwanzschlitz 334 und einen sechsten Schwalbenschwanzschlitz 336. Die (alle in den 4 und 5 dargestellten) ersten, zweiten und dritten Schwalbenschwanzschlitze 232, 234 bzw. 236 sind dem Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 zugeordnet. Jeder von den Schwalbenschwanzschlitzen 232, 234 bzw. 236 nimmt jeweils einen von den Schwalbenschwanzzacken 326, 328 und 330 auf.
Außerdem hat in der exemplarischen Ausführungsform der vierte Schwalbenschwanzschlitz 332 eine vierte axiale Schlitzlänge SL₄, die im Wesentlichen gleich einer Summe einer vierten axialen Länge AL₄, fünften axialen Länge AL₅ und sechsten axialen Länge AL₆ ist. Die (alle in den 4 und 5 dargestellten) ersten, zweiten und dritten axialen Längen SL₁, SL₂ bzw. SL₃ sind dem Verdichterschaufel-Befestigungsmechanismus 134 zugeordnet. Der fünfte Schwalbenschwanzschlitz 334 hat eine fünfte axiale Schlitzlänge SL₅, die im Wesentlichen gleich einer Summe der fünften axialen Länge AL₅ und sechsten axialen Länge AL₆ ist. Der sechste Schwalbenschwanzschlitz 336 hat eine sechste axiale Schlitzlänge SL₆, die im Wesentlichen gleich der sechsten axialen Länge AL₆ ist. Die vierten, fünften und sechsten axialen Schlitzlängen SL₄, SL₅ bzw. SL₆ sind im Wesentlichen parallel zu der axialen Mittellinie 111. Ferner ist die vierte axiale Schlitzlänge SL₄ größer als die fünfte axiale Schlitzlänge SL₅, und die fünfte axiale Schlitzlänge SL₅ ist größer als die sechste axiale Schlitzlänge SL₆. Daher überlappt die fünfte axiale Schlitzlänge SL₅ einen Abschnitt der vierten axialen Schlitzlänge SL₄ über eine Strecke, die angenähert gleich einer Summe der fünften axialen Länge AL₅ und der sechsten axialen Länge AL₆ ist, und die sechste axiale Schlitzlänge SL₆ überlappt einen Abschnitt der fünften axialen Schlitzlänge SL₅ über eine Strecke, die angenähert gleich der sechsten axialen Länge AL₆ ist. Die Schwalbenschwanzschlitze 332, 334 und 336 sind radial angrenzend aneinander definiert, um wenigstens teilweise eine Turbinenradkranzaussparung 338 zu definieren. In der exemplarischen Ausführungsform haben die axialen Schlitzlängen SL₁, SL₂ und SL₃ beliebige Werte, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen.
Außerdem sind in der exemplarischen Ausführungsform die Schwalbenschwanzzacken 326, 328 und 330 miteinander verbunden und radial in Bezug zueinander angeordnet. Die vierte Schwalbenschwanzzacke 326 hat eine vierte axiale Zackenlänge LL₄, die kleiner als die vierte axiale Schlitzlänge SL₄ und größer oder gleich der vierten axialen Länge AL₄ ist. Die fünfte Schwalbenschwanzzacke 328 hat eine fünfte axiale Zackenlänge LL₅, die kleiner als die vierte axiale Schlitzlänge SL₄ und größer oder gleich der fünften axialen Länge AL₅ ist. Die sechste Schwalbenschwanzzacke 330 hat eine fünfte axiale Zackenlänge LL₆, die kleiner oder gleich der vierten axialen Schlitzlänge SL₄ und größer als die sechste axiale Länge AL₆ ist. Die vierten, fünften und sechsten axialen Zackenlängen LL₄, LL₅ und LL₆ sind im Wesentlichen parallel zur axialen Mittellinie 111. Ferner überlappt in der exemplarischen Ausführungsform die fünfte axiale Zackenlänge LL₅ einen Abschnitt der vierten axialen Zackenlänge LL₄ um eine Strecke, die angenähert gleich der vierten axialen Zackenlänge LL₄ ist, und die sechste axiale Zackenlänge LL₆ überlappt einen Abschnitt der fünften axialen Zackenlänge LL₅ über eine Strecke, die angenähert gleich der fünften axialen Zackenlänge LL₅ ist. Ferner haben in der exemplarischen Ausführungsform die axialen Zackenlängen LL₁, LL₂ und LL₃ beliebige Werte, die eine Funktion des Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen. Die Schwalbenschwanzzacken 326, 328 und 330 wirken mit den Schwalbenschwanzschlitzen 332, 334 und 336 und dem stufenförmigen Kranzbereich 302 zusammen, um eine Turbinenradkranzaussparung 338 zu definieren.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines vollständig zusammengebauten Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 134, der mit der (in 3 dargestellten) Turbine 108 verwendet werden kann. Schwalbenschwanzzacken 326, 328 und 330 sind vollständig in die Schwalbenschwanzschlitze 332, 334 bzw. 336 so eingeführt, dass sich die Schwalbenschwanzzacken 328 und 330 axial aus dem stufenförmigen Kranzbereich 202 zur Niederdruck- oder stromabwärts liegenden Zone 201 erstrecken. Daher sind die ersten, zweiten und dritten axialen Zackenlängen LL₁, LL₂ bzw. LL₃ sich sowohl durch die vierte axiale Kranzstufe 304, die fünfte axiale Kranzstufe 308 bzw. die sechste axiale Kranzstufe 312 hindurch erstreckend dargestellt als auch sich aus dem stufenförmigen Kranzbereich 302 zu der Niederdruck- oder stromabwärts liegenden Zone 201 erstreckend dargestellt.
In der exemplarischen Ausführungsform ermöglicht der Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 den Zusammenbau der Turbine 108 und des Gasturbinentriebwerks 100 durch Verringerung einer für den axialen Einbau und den axialen Ausbau von Schaufelbaugruppen 166 erforderlichen Länge. Die Verringerung einer derartigen Einbau/Ausbau-Länge ermöglicht die Verkürzung einer Gesamtlänge und des Gewichtes der Turbine 108 und ermöglicht dadurch eine Verringerung in den Investitionskosten der Konstruktion des Gasturbinentriebwerks 100. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht der Turbine 108 eine Verringerung in den auf den Rotor 110 einwirkenden Zentrifugalkräften für einen Bereich von Betriebsdrehzahlen und verringert dadurch eine Möglichkeit erhöhter Inspektions- und Wartungskosten. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht einen verringerten Brennstoffverbrauch zum Beschleunigen und Einhalten einer Drehzahl des Rotors 110, um dadurch die Betriebskosten zu senken.
Außerdem enthält in der exemplarischen Ausführungsform der Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 einen Schlitz und eine Zacke pro Stufe. Alternativ enthält der Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 134 eine beliebige Anzahl von Schlitzen und Zacken pro Stufe, die eine Funktion des Mechanismus 174 wie hierin beschrieben ermöglichen. Beispielsweise enthält, jedoch ohne Beschränkung darauf, der Mechanismus 174 zwei Stufen, wobei jede Stufe zwei Schlitze und zwei Zacken (alle nicht dargestellt) enthält, und wobei der Mechanismus 174 zwei Stufen enthält, wobei jede Stufe einen Schlitz und eine Zacke (alle nicht dargestellt) enthält. Ferner enthält, jedoch ohne Beschränkung darauf, der Mechanismus 174 beispielsweise zwei Stufen, wobei eine erste Stufe zwei Schlitze und zwei Zacken enthält, die sich angenähert über 2/3 der axialen Länge des Mechanismus erstrecken, und wobei sich eine zweite Stufe angenähert über 1/3 der axialen Länge des Mechanismus (alles nicht dargestellt) erstreckt.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes des vollständig zusammengebauten Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismus 174 aus einer Position stromaufwärts vor dem Mechanismus 174, oder spezieller aus einer Hochdruck- oder stromabwärts liegenden Zone 315. Die Turbinenrad-Kranzaussparung 338 wird wenigstens teilweise durch wenigstens einen Abschnitt von jeder von der sechsten Schwalbenschwanzzacke 330, der fünften Schwalbenschwanzzacke 328, der vierten Schwalbenschwanzzacke 326, der vierten Stufe 304, der fünften Stufe 308 und der sechsten Stufe 312 definiert. In der exemplarischen Ausführungsform stellt ein stromaufwärts liegendes Ende 340 des stufenförmigen Kranzbereichs 302 einen Bezug für ein stromabwärts liegendes Ende 342 der vierten Schwalbenschwanzzacke 326 bereit, die über eine (nicht dargestellte) vorbestimmte Strecke axial stromabwärts von dem stromaufwärts liegenden Ende 340 in dem vierten Schwalbenschwanzschlitz 332 zurückgezogen ist. Alternativ ist das stromaufwärts liegende Ende 342 im Wesentlichen mit dem stromaufwärts liegenden Ende 340 bündig.
Außerdem ist in der exemplarischen Ausführungsform ein stromaufwärts liegendes Ende 344 der fünften Schwalbenschwanzzacke 328 über eine (nicht dargestellte) vorbestimmte Strecke axial stromabwärts von dem stromaufwärts liegenden Ende 340 in dem fünften Schwalbenschwanzschlitz 334 zurückgezogen. Alternativ ist das stromaufwärts liegende Ende 344 im Wesentlichen mit dem stromaufwärts liegenden Ende 340 bündig. Ferner ist in der exemplarischen Ausführungsform ein stromaufwärts liegendes Ende 346 der sechsten Schwalbenschwanzzacke 330 im Wesentlichen mit dem stromaufwärts liegenden Ende 340 bündig. Alternativ ist das stromaufwärts liegende Ende 346 um eine (nicht dargestellte) vorbestimmte Strecke axial stromabwärts von dem stromaufwärts liegenden Ende 340 in dem sechsten Schwalbenschwanzschlitz 336 zurückgezogen. Die Vergrößerung eines Volumens der Turbinenrad-Kranzaussparung 338 ermöglicht eine Gewichtsverringerung der Turbine 108 mit den zugeordneten Vorteilen gemäß vorstehender Beschreibung.
12 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 400 zum Zusammenbau eines Abschnittes eines Gasturbinentriebwerkes 100, d. h., des Verdichters 102 veranschaulicht (beide sind in 2 dargestellt). In der exemplarischen Ausführungsform wird ein (in den 4, 6 und 8 dargestellter) erster Schwalbenschwanzschlitz 232 mit einer ersten axialen Länge oder einer (in den 4 und 5 dargestellten) ersten Schwalbenschwanzschlitzlänge SL₁ in wenigstens einem Abschnitt eines Rotationselementes, z. B. einem (in den 2, 4, 6 und 7 dargestellten) Verdichterrotorrad 130 ausgebildet, 402. Der erste Schwalbenschwanzschlitz 232 ist im Wesentlichen parallel zu der (in den 1, 2 und 3 dargestellten) axialen Mittellinie 111. Ein (in den 4, 6 und 8 dargestellter) zweiter Schwalbenschwanzschlitz 234 wird mit einer (in den 4 und 5 dargestellten) zweiten axialen Länge oder zweiten Schwalbenschwanzlänge SL₂ in wenigstens einem Abschnitt des Verdichterrotorrades 130 ausgebildet, 404. Der zweite Schwalbenschwanzschlitz 234 ist im Wesentlichen parallel zu der axialen Mittellinie 111. Wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes 234 ist radial außerhalb von wenigstens einem Abschnitt des ersten Schwalbenschwanzschlitzes 232. Die erste axiale Länge oder die erste Schwalbenschwanzlänge SL₁ ist größer als die zweite axiale Länge oder die zweite Schwalbenschwanzlänge SL₂. Die Schwalbenschwanzschlitze 232 und 234 grenzen aneinander an.
Außerdem wird in der exemplarischen Ausführungsform eine (in den 4, 6, 7 und 8 dargestellte) erste Schwalbenschwanzzacke 226 mit (in den 4 und 5 dargestellter) dritter axialer Länge oder erster Schwalbenschwanzlänge LL₁, die kleiner als die erste axiale Länge oder die erste Schwalbenschwanzlänge SL₁ ist, ausgebildet, 406. Eine (in den 4, 6, 7 und 8 dargestellte) zweite Schwalbenschwanzzacke 228 wird mit einer (in den 4 und 5 dargestellten) vierten axialen Länge oder zweiten Schwalbenschwanzlänge LL₂, die kleiner als die erste axiale Länge oder die erste Schwalbenschwanzlänge SL₁ ist, ausgebildet, 408. Die vierte axiale Länge oder zweite Schwalbenschwanzlänge LL₂ ist größer als die dritte axiale Länge oder erste Schwalbenschwanzzackenlänge LL₁. Wenigstens ein Abschnitt der zweiten Schwalbenschwanzzacke 228 erstreckt sich über wenigstens einem Abschnitt der ersten Schwalbenschwanzzacke 226 und jeder von den Abschnitten der Schwalbenschwanzzacken 226 und 228 ist miteinander verbunden und radial angrenzend zueinander angeordnet.
Ferner werden in der exemplarischen Ausführungsform eine erste Radkranzstufenoberfläche 206 und eine erste axiale Kranzstufe 204 (beide sind in den 4, 6 und 7 dargestellt) wenigstens teilweise bei einem (in den 4 und 5 dargestellten) ersten radialem Abstand RD₁ von der axialen Mittellinie 111 ausgebildet, 410. Eine zweite Radkranzstufenoberfläche 210 und eine zweite axiale Kranzstufe 208 (beide sind in den 4, 6 und 7 dargestellt) werden wenigstens teilweise bei einem (in den 4 und 5 dargestellten) zweiten radialem Abstand RD₂ von der axialen Mittellinie 111 ausgebildet, 412. Der zweite radiale Abstand RD₂ ist größer als der erste radiale Abstand RD₁.
Ferner definieren, 412, in der exemplarischen Ausführungsform die erste axiale Kranzstufe 204, die erste Kranzstufenoberfläche 206, die zweite axiale Kranzstufe 208 und die zweite Radkranzstufenoberfläche 210 wenigstens teilweise eine im Wesentlichen (in den 4 und 5 dargestellte) konvergente Nabenoberfläche 216, einen Radkranz oder stufenförmigen Kranzbereich 202 und eine (in den 4 und 8 dargestellte) Radkranzaussparung 238.
13 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 500 zum Zusammenbau eines Abschnittes eines Gasturbinentriebwerkes 100, d. h., der Turbine 108 veranschaulicht (beide sind in 2 dargestellt). In der exemplarischen Ausführungsform wird ein (in den 9 und 11 dargestellter) vierter Schwalbenschwanzschlitz 332 mit einer vierten axialen Länge oder (in den 9 und 10 dargestellten) vierten Schwalbenschwanzschlitzlänge SL₄ in wenigstens einem Abschnitt eines Rotationselementes, z. B. einem (in den 3, 9 und 10 dargestellten) Turbinenrotorrad 170 ausgebildet, 502. Der vierte Schwalbenschwanzschlitz 332 ist im Wesentlichen parallel zu der (in den 1, 2 und 3 dargestellten) axialen Mittellinie 111. Ein (in den 9 und 11 dargestellter) fünfter Schwalbenschwanzschlitz 334 wird mit einer (in den 9 und 10 dargestellten) fünften axialen Länge oder fünften Schwalbenschwanzlänge SL₅ in wenigstens einem Abschnitt des Turbinenrotorrades 170 ausgebildet, 504. Der fünfte radiale Abstand RL₅ ist größer als der vierte radiale Abstand RL₄. Der fünfte Schwalbenschwanzschlitz 334 ist im Wesentlichen parallel zu der axialen Mittellinie 111. Wenigstens ein Abschnitt des fünften Schwalbenschwanzschlitzes 334 ist radial außerhalb von wenigstens einem Abschnitt des vierten Schwalbenschwanzschlitzes 332. Die vierte axiale Länge oder die vierte Schwalbenschwanzlänge SL₄ ist größer als die fünfte axiale Länge oder die fünfte Schwalbenschwanzlänge SL₅. Die Schwalbenschwanzschlitze 332 und 334 grenzen aneinander an.
Außerdem wird in der exemplarischen Ausführungsform eine (in den 9 und 11 dargestellte) vierte Schwalbenschwanzzacke 326 mit (in den 9 und 10 dargestellter) vierter axialer Länge oder vierter Schwalbenschwanzlänge LL₄, die kleiner als die vierte axiale Länge oder die vierte Schwalbenschwanzlänge SL₄ ist, ausgebildet, 506. Eine (in den 9 und 11 dargestellte) fünfte Schwalbenschwanzzacke 328 wird mit (in den 9 und 10 dargestellter) fünfter axialer Länge oder fünfter Schwalbenschwanzlänge LL₅, die kleiner als die vierte axiale Länge oder die vierte Schwalbenschwanzlänge SL₄ ist, ausgebildet, 508. Die fünfte axiale Länge oder fünfte Schwalbenschwanzlänge LL₅ ist größer als die vierte axiale Länge oder vierte Schwalbenschwanzzackenlänge LL₄. Wenigstens ein Abschnitt der fünften Schwalbenschwanzzacke 328 erstreckt sich über wenigstens einem Abschnitt der vierten Schwalbenschwanzzacke 326 und jeder von den Abschnitten der Schwalbenschwanzzacken 326 und 328 ist miteinander verbunden und radial angrenzend zueinander angeordnet.
Ferner werden in der exemplarischen Ausführungsform eine vierte Radkranzstufenoberfläche 306 und eine vierte axiale Kranzstufe 304 (beide sind in 9 dargestellt) wenigstens teilweise bei einem (in den 9 und 10 dargestellten) vierten radialem Abstand RD₄ von der axialen Mittellinie 111 ausgebildet, 510. Eine fünfte Radkranzstufenoberfläche 310 und eine fünfte axiale Kranzstufe 308 (beide sind in 9 dargestellt) werden wenigstens teilweise bei einem (in den 9 und 10 dargestellten) fünften radialem Abstand RD₅ von der axialen Mittellinie 111 ausgebildet, 512.
Ferner definieren, 514, in der exemplarischen Ausführungsform die vierte axiale Kranzstufe 304, die vierte Kranzstufenoberfläche 306, die fünfte axiale Kranzstufe 308und die fünfte Radkranzstufenoberfläche 310 wenigstens teilweise eine im Wesentlichen (in den 9 und 10 dargestellte) divergente Nabenoberfläche 316, einen Radkranz oder stufenförmigen Kranzbereich 302 und eine (in den 9 und 11 dargestellte) Radkranzaussparung 338.
Hierin sind exemplarische Ausführungsformen von Verfahren und Systemen und beschrieben, die den Zusammenbau von Rotationsmaschinen und insbesondere Verdichtern und Turbinen, einschließlich Dampfturbinen und Gasturbinen erleichtern. Ferner erleichtern insbesondere sowohl Verdichterschaufel- als auch Turbinenschaufel-Befestigungsmechanismen den Zusammenbau eines Verdichters bzw. einer Turbine und von Gasturbinentriebwerken durch Verringerung einer für den axialen Einbau bzw. Ausbau der Schaufelbaugruppen erforderlichen Länge. Die Verringerung derartiger Einbau/Ausbau-Längen ermöglicht die Verkürzung einer Gesamtlänge und des Gewichtes des Verdichters 102 und ermöglicht dadurch eine Verringerung in den Investitionskosten der Konstruktion von Gasturbinentriebwerken. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht von Verdichtern und Turbinen eine Verringerung von auf einen gemeinsamen Rotor sowohl für Verdichter als Turbinen einwirkenden Zentrifugalkräften für einen Bereich von Betriebsdrehzahlen und verringert dadurch eine Möglichkeit erhöhter Inspektions- und Wartungskosten. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht einen verringerten Brennstoffverbrauch zum Beschleunigen und Einhalten einer Drehzahl des Rotors, um dadurch Betriebskosten zu senken. Außerdem ermöglicht die Volumenvergrößerung von Radkranzaussparungen des Verdichters und der Turbine eine weitere Gewichtsverringerung von Gasturbinentriebwerken. Derartige Vorteile in Verbindung mit verringertem(r) Gewicht und Länge können auch in Dampfturbinen realisiert werden.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können Komponenten jedes Systems und/oder Schritte jedes Verfahrens unabhängig und getrennt von anderen hierein beschriebenen Komponenten und/oder Schritten genutzt und/oder ausgeführt werden. Zusätzlich kann jede Komponente und/oder jeder Schritt mit anderen Baugruppenpaketen und Verfahren genutzt und/oder ausgeführt werden.
Obwohl die Erfindung hierin in Form verschiedener spezifischer Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedankens und Schutzumfangs der Ansprüche ausgeführt werden kann.
Ein Schaufelbefestigungsmechanismus 147 für eine Rotationsmaschine 100 ist wenigstens teilweise in dem Rotationselement ausgebildet. Die Rotationsmaschine besitzt ein Rotationselement 110, welches wiederum eine axiale Mittellinie 111 besitzt. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert einen ersten Schwalbenschwanzschlitz 232, der eine erste axiale Länge LL₁ parallel zu der axialen Mittellinie definiert. Der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert auch einen zweiten Schwalbenschwanzschlitz 234, der eine zweite axiale Länge LL parallel zu der axialen Mittellinie definiert. Die erste axiale Länge ist größer als die zweite axiale Länge und wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes erstreckt sich über wenigstens einem Abschnitt des ersten Schwalbenschwanzschlitzes.
Bezugszeichenliste

100: Verbrennungsturbinentriebwerk (Rotationsmaschine)
102: Verdichter
104: Verdichter
106: Brennstoffdüsenbaugruppe
108: Turbine
110: Rotor
111: axiale Rotormittellinie
112: Verdichterrotor-Baugruppe
114: Verdichterstator-Baugruppe
116: Verdichtergehäuse
118: Strömungspfad
124: mehrere Stufen
126: Rotorschaufelbaugruppen
128: Statorschaufelbaugruppen
130: Verdichterrotorrad
132: Rotorschaufelblattabschnitt
134: stufenförmiger Schaufelverbindungsmechanismus
136: Rotorschaufel-Spitzenabschnitt
140: Verdichternabe
148: stromaufwärts liegende (Niederdruck-)Zone des Verdichters
150: stromabwärts liegende (Hochdruck-)Zone des Verdichters
152: Turbinenrotorbaugruppe
154: Turbinenmembranbaugruppen
156: Turbinengehäuse
158: Strömungspfad
164: Mehrere Stufen
166: Schaufelbaugruppe
168: Leitapparatbaugruppe
170: Turbinenrotorrad
174: stufenförmiger Befestigungs-(Schaufelverbindungs-)Mechanismus
180: Turbinennabe
188: stromaufwärts liegende (Hochdruck-)Zone der Turbine
190: stromabwärts liegende (Niederdruck-)Zone der Turbine
201: Niederdruck-(stromabwärts liegende) Zone
202: stufenförmiger Kranzabschnitt
204: erste axiale Kranzstufe
206: erste Kranzstufenoberfläche
208: zweite axiale Kranzstufe
210: zweite Kranzstufenoberfläche
212: dritte axiale Kranzstufe
214: dritte Kranzstufenoberfläche
215: Hochdruck-(stromabwärts liegende) Zone
216: Verdichternabenoberfläche
218: erster Schnittstellenbereich
220: zweiter Schnittstellenbereich
RD1: erster radialer Abstand
RD2: zweiter radialer Abstand
RD3: dritter radialer Abstand
AL1: erste axiale Länge
AL2: zweite axiale Länge
AL3: dritte axiale Länge
222: Schwalbenschwanzbereich
224: Schaufelblattplattform
226: erste Schwalbenschwanzzacke
228: zweite Schwalbenschwanzzacke
230: dritte Schwalbenschwanzzacke
232: erster Schwalbenschwanzschlitz
234: zweiter Schwalbenschwanzschlitz
236: dritter Schwalbenschwanzschlitz
SL1: erste Schwalbenschwanzschlitzlänge
SL2: zweite Schwalbenschwanzschlitzlänge
SL3: dritte Schwalbenschwanzschlitzlänge
LL1: erste Schwalbenschwanzzackenlänge
LL2: zweite Schwalbenschwanzzackenlänge
LL3: dritte Schwalbenschwanzzackenlänge
237: axialer Einbaupfeil
238: Verdichterradkranzaussparung
239: axialer Ausbaupfeil
240: stromabwärts liegendes Ende des stufenförmigen Kranzbereichs
242: stromabwärts liegendes Ende des ersten Schwalben schwanzzackens
244: stromabwärts liegendes Ende des zweiten Schwalben schwanzzackens
246: stromabwärts liegendes Ende des dritten Schwalben schwanzzackens
301: Niederdruck- (stromabwärts liegende) Zone
302: stufenförmiger Kranzbereich
304: vierte axiale Kranzstufe
306: vierte Kranzstufenoberfläche
308: fünfte axiale Kranzstufe
310: fünfte Kranzstufenoberfläche
312: sechste axiale Kranzstufe
314: sechste Kranzstufenoberfläche
315: Hochdruck (stromaufwärts liegende) Zone
316: Turbinennabenoberfläche
318: dritte Schnittstellenzone
320: vierte Schnittstellenzone
RD4: vierter radialer Abstand
RD5: fünfter radialer Abstand
RD6: sechster radialer Abstand
AL4: vierte axiale Länge
AL5: fünfte axiale Länge
AL6: sechste axiale Länge
322: Schwalbenschwanzbereich
324: Schaufelblattplattform
326: vierte Schwalbenschwanzzacke
328: fünfte Schwalbenschwanzzacke
330: sechste Schwalbenschwanzzacke
332: erster Schwalbenschwanzschlitz
334: zweiter Schwalbenschwanzschlitz
336: dritter Schwalbenschwanzschlitz
SL4: vierte Schwalbenschwanzschlitzlänge
SL5: fünfte Schwalbenschwanzschlitzlänge
SL6: sechste Schwalbenschwanzschlitzlänge
338: Turbinenradkranzaussparung
LL4: vierte Schwalbenschwanzzackenlänge
LL5: fünfte Schwalbenschwanzzackenlänge
LL6: sechste Schwalbenschwanzzackenlänge
340: stromaufwärts liegendes Ende des stufenförmigen Kranz bereichs
342: stromaufwärts liegendes Ende der vierten Schwalben schwanzzacke
344: stromaufwärts liegendes Ende der fünften Schwalben schwanzzacke
346: stromaufwärts liegendes Ende der sechsten Schwal benschwanzzacke
400: Exemplarisches Verfahren
402: Ausbilden eines ersten Schwalbenschwanzschlitzes ...
404: Ausbilden eines zweiten Schwalbenschwanzschlitzes ...
406: Ausbilden eines ersten Schwalbenschwanzschlitzes ...
408: Ausbilden eines zweiten Schwalbenschwanzschlitzes ...
410: Ausbilden einer ersten Radkranzstufenoberfläche ...
412: Ausbilden einer zweiten Radkranzstufenoberfläche ...
414: Ausbilden einer ersten axialen Stufe ...
500: Exemplarisches Verfahren
502: Ausbilden eines ersten Schwalbenschwanzschlitzes ...
504: Ausbilden eines zweiten Schwalbenschwanzschlitzes ...
506: Ausbilden eines ersten Schwalbenschwanzschlitzes ...
508: Ausbilden eines zweiten Schwalbenschwanzschlitzes ...
510: Ausbilden einer ersten Radkranzstufenoberfläche ...
512: Ausbilden einer zweiten Radkranzstufenoberfläche ...
514: Ausbilden einer ersten axialen Stufe ...

Claims

Schaufelbefestigungsmechanismus (174) für eine Rotationsmaschine (100), die ein Rotationselement (110) mit einer axialen Mittellinie (111) enthält, wobei der Schaufelbefestigungsmechanismus wenigstens teilweise in dem Rotationselement ausgebildet ist, und der Schaufelbefestigungsmechanismus definiert: einen ersten Schwalbenschwanzschlitz (232), der eine erste axiale Länge (SL₁) parallel zu der axialen Mittellinie definiert; und einen zweiten Schwalbenschwanzschlitz (234), der eine zweite axiale Länge (SL₂) parallel zu der axialen Mittellinie definiert, wobei die erste axiale Länge größer als die zweite axiale Länge ist und sich wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes über wenigstens einem Abschnitt des ersten Schwalbenschwanzschlitzes erstreckt.
Schaufelbefestigungsmechanismus (174) nach Anspruch 1, der ferner wenigstens einen Schaufelschwalbenschwanz (222) aufweist, mit: einer ersten Schwalbenschwanzzacke (226), die eine dritte axiale Länge (LL₁) definiert, die kleiner als die erste axiale Länge (SL₁) ist; und einer zweiten Schwalbenschwanzzacke (228), die eine vierte axiale Länge (LL₂) definiert, die kleiner als die erste axiale Länge ist, wobei die vierte axiale Länge größer als die dritte axiale Länge ist und sich wenigstens ein Abschnitt der zweiten Schwalbenschwanzzacke über wenigstens einem Abschnitt der ersten Schwalbenschwanzzacke erstreckt.
Schaufelbefestigungsmechanismus (174) nach Anspruch 2, wobei: der erste Schwalbenschwanzschlitz (232) wenigstens teilweise eine erste Radkranzoberfläche (206) definiert, wobei die erste Radkranzoberfläche wenigstens teilweise einen ersten radialen Abstand (RD₁) von der axialen Mittellinie (111) definiert; und der zweite Schwalbenschwanzschlitz (234) wenigstens teilweise eine zweite Radkranzoberfläche (210) definiert, wobei die zweite Radkranzoberfläche wenigstens teilweise einen zweiten radialen Abstand (RD₂) von der axialen Mittellinie definiert, wobei der zweite radiale Abstand größer als der erste radiale Abstand ist.
Schaufelbefestigungsmechanismus (174) nach Anspruch 3, wobei die erste Radkranzoberfläche (206) wenigstens teilweise eine erste axiale Stufe (204) definiert, und wobei die zweite Radkranzoberfläche (210) wenigstens teilweise eine zweite axiale Stufe (208) definiert.
Schaufelbefestigungsmechanismus (174) nach Anspruch 4, wobei mehrere axiale Stufen (202/302) wenigstens teilweise eines definieren von: einem Radkranz (202) für einen Verdichter (102), wobei der Verdichterradkranz wenigstens teilweise eine im Wesentlichen konvergente Nabe (140) definiert; und einem Radkranz (302) für eine Turbine (108), wobei der Turbinenradkranz wenigstens teilweise eine im Wesentlichen divergente Nabe (180) definiert.
Schaufelbefestigungsmechanismus (174) nach Anspruch 5, wobei die im Wesentlichen konvergente Nabe (140) eine axial stromabwärts liegende Zone (240) aufweist, mit: wenigstens einem Abschnitt (242/244/246) von jeder von mehreren Schwalbenschwanzzacken (226/228/330), wobei alle Abschnitte der Schwalbenschwanzzacken miteinander verbunden und in Bezug zueinander radial angeordnet sind; und wenigstens einem Abschnitt von jedem von mehreren Schwalbenschwanzschlitzen (232/234/236), wobei alle Abschnitte der Schwalbenschwanzschlitze radial aneinander angrenzen und wobei die mehreren Schwalbenschwanzzacken und die mehreren Schwalbenschwanzschlitze wenigstens teilweise eine Verdichterradkranzaussparung (238) definieren.
Schaufelbefestigungsmechanismus (174) nach Anspruch 5, wobei die im Wesentlichen divergente Nabe (180) eine axial stromaufwärts liegende Zone (340) aufweist, mit: wenigstens einem Abschnitt (342/344/346) von jeder von mehreren Schwalbenschwanzzacken (326/328/330), wobei alle Abschnitte der Schwalbenschwanzzacken miteinander verbunden und in Bezug zueinander radial angeordnet sind; und wenigstens einem Abschnitt von jedem von mehreren Schwalbenschwanzschlitzen (332/334/336), wobei alle Abschnitte der Schwalbenschwanzschlitze radial aneinander angrenzen und wobei die mehreren Schwalbenschwanzzacken und die mehreren Schwalbenschwanzschlitze wenigstens teilweise eine Turbinenkranzaussparung (338) definieren.
Turbinentriebwerk (100), aufweisend: ein Rotationselement (110) mit einer axialen Mittelinie (111); und wenigstens einen Schaufelbefestigungsmechanismus (174), der wenigstens teilweise in wenigstens einem Abschnitt des Rotationselements definiert ist, wobei der wenigstens eine Schaufelbefestigungsmechanismus definiert: einen ersten Schwalbenschwanzschlitz (232), der eine erste axiale Länge (SL₁) parallel zu der axialen Mittellinie definiert; und einen zweiten Schwalbenschwanzschlitz (234), der eine zweite axiale Länge (SL₂) parallel zu der axialen Mittellinie definiert, wobei die erste axiale Länge größer als die zweite axiale Länge ist und sich wenigstens ein Abschnitt des zweiten Schwalbenschwanzschlitzes über wenigstens einem Abschnitt des ersten Schwalbenschwanzschlitzes erstreckt.
Turbinentriebwerk (100) nach Anspruch 8, wobei der wenigstens eine Schaufelbefestigungsmechanismus (174) ferner aufweist: eine erste Schwalbenschwanzzacke (226), die eine dritte axiale Länge (LL₁) definiert, die kleiner als die erste axiale Länge (SL₁) ist; und eine zweite Schwalbenschwanzzacke (228), die eine vierte axiale Länge (LL₂) definiert, die kleiner als die erste axiale Länge ist, wobei die vierte axiale Länge größer als die dritte axiale Länge ist und sich wenigstens ein Abschnitt der zweiten Schwalbenschwanzzacke über wenigstens einem Abschnitt der ersten Schwalbenschwanzzacke erstreckt.
Turbinentriebwerk (100) nach Anspruch 9, wobei: der erste Schwalbenschwanzschlitz (232) wenigstens teilweise eine erste Radkranzoberfläche (206) definiert, wobei die erste Radkranzoberfläche wenigstens teilweise einen ersten radialen Abstand (RD₁) von der axialen Mittellinie (111) definiert; und der zweite Schwalbenschwanzschlitz (234) wenigstens teilweise eine zweite Radkranzoberfläche (210) definiert, wobei die zweite Radkranzoberfläche wenigstens teilweise einen zweiten radialen Abstand (RD₂) von der axialen Mittellinie definiert, wobei der zweite radiale Abstand größer als der erste radiale Abstand ist.