Gebiet der ErfindungField of the invention
Diese Erfindung betrifft allgemein einen Haltering zum Unterstützen einer Turbinenleitapparatschaufel einer Gasturbine und insbesondere einen Haltering mit verbesserter thermischer Isolation, um somit einer Unrundheit des Halterings vorzubeugen.This invention relates generally to a retaining ring for supporting a turbine nozzle of a gas turbine, and more particularly to a retaining ring having improved thermal insulation so as to prevent out-of-roundness of the retaining ring.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
In einer Gasturbine strömen heiße Verbrennungsgase aus einer ringförmigen Anordnung von Brennern durch ein Übergangsteil für einen Durchfluss entlang einem ringförmigen Heißgaspfad. Insbesondere sind entlang dem Heißgaspfad Turbinenstufen dergestalt angeordnet, dass die heißen Verbrennungsgase aus dem Übergangsteil durch Leitapparatschaufeln und Laufschaufeln der ersten Stufe und durch Leitapparatschaufeln und Laufschaufeln von nachfolgenden Turbinenstufen strömen. Die Leitapparatschaufeln der ersten Stufe enthalten typischerweise eine ringförmige Anordnung oder Baugruppe gegossener Leitapparatschaufelsegmente, wovon jedes ein oder mehrere Leitapparatstatorleitschaufeln pro Segment enthält. Jedes Leitapparatschaufelsegment der ersten Stufe enthält auch innere und äußere Seitenwandabschnitte, die radial voneinander in Abstand angeordnet sind. Bei dem Zusammenbau der Leitapparatschaufelsegmente werden die Statorleitschaufeln in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordnet, um eine ringförmige Anordnung davon zwischen den ringförmigen inneren und äußeren Seitenwänden zu erzeugen. Ein mit dem Turbinengehäuse verbundener Leitapparatschaufelhaltering ist mit der äußeren Seitenwand der Leitapparatschaufel der ersten Stufe verbunden und unterstützt die Leitapparatschaufeln der ersten Stufe in dem Gasströmungspfad der Turbine. Ein ringförmiger Leitapparatschaufelunterstützungsring, bevorzugt bei einer horizontalen Mittellinie unterteilt, steht mit der inneren Seitenwand in Eingriff und kann die Leitapparatschaufeln der ersten Stufe gegen eine axiale Bewegung unterstützen.In a gas turbine, hot combustion gases flow from an annular array of burners through a transition portion for flow along an annular hot gas path. Specifically, turbine stages are arranged along the hot gas path such that the hot combustion gases flow from the transitional portion through first stage nozzle vanes and blades and through nozzle vanes and blades of subsequent turbine stages. The first stage nozzle vanes typically include an annular array of cast nozzle vane segments, each containing one or more nozzle stator vanes per segment. Each first stage nozzle airfoil segment also includes inner and outer sidewall portions spaced radially from one another. In assembling the nozzle segments, the stator vanes are circumferentially spaced apart to create an annular arrangement thereof between the annular inner and outer sidewalls. A nozzle vane retaining ring connected to the turbine housing is connected to the outer sidewall of the first stage nozzle vane and supports the first stage nozzle vanes in the gas flow path of the turbine. An annular nozzle vane support ring, preferably divided at a horizontal centerline, engages the inner sidewall and may support the first stage nozzle vanes against axial movement.
Seitendichtungselemente können die ringförmige Anordnung der Leitapparatschaufelsegmente gegenseitig entlang angrenzenden Umfangskanten abdichten. Die Seitendichtungen können Dichtungen zwischen einem Hochdruckbereich radial innerhalb von der inneren Seitenwand und radial außerhalb der äußeren Seitenwand (d. h., der Verdichterauslassluft bei hohem Druck) und den heißen Verbrennungsgasen in dem Heißgasstrom, die sich bei einem niedrigeren Druck befinden, abdichten. Sehnenscharnierdichtungen werden zum Abdichten zwischen der inneren Seitenwand der Leitapparatschaufeln der ersten Stufe und einer axial zeigenden Oberfläche des Leitapparatschaufelunterstützungsringes und zwischen der äußeren Seitenwand und einem Deckband der ersten Laufschaufel verwendet. Somit können die Sehnenscharnierdichtungen auch gegenüber einer Leckage aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich des Heißgaspfades abdichten.Side seals may seal the annular array of nozzle segments to one another along adjacent peripheral edges. The side seals may seal seals between a high pressure region radially inward of the inner sidewall and radially outward of the outer sidewall (i.e., the compressor discharge air at high pressure) and the hot combustion gases in the hot gas stream which are at a lower pressure. Chordal hinge seals are used to seal between the inner sidewall of the first stage nozzle vanes and an axially facing surface of the nozzle shroud support ring and between the outer sidewall and a shroud of the first blade. Thus, the chordal hinge seals can also seal against leakage from the high pressure region in the low pressure region of the hot gas path.
1 stellt ein herkömmliches Seitenwandhaltesystem 100 einer Leitapparatschaufel 110 einer ersten Stufe einer Gasturbine dar. Der Leitapparatschaufel 110 der ersten Stufe enthält eine äußere Seitenwand 115, eine innere Seitenwand 120 und ein zwischen einem Leitapparatschaufelhaltering 130 und einem Leitapparatschaufelunterstützungsring 135 positioniertes Schaufelblatt 125. Der Leitapparatschaufelhaltering 130 und der Unterstützungsring 135 sind an dem (nicht dargestellten) Gehäuse der Turbine befestigt. Der Leitapparatschaufelhaltering 130 ist auch mit der äußeren Seitenwand 115 verbunden und befestigt die Leitapparatschaufel 110 der ersten Stufe. Der Leitapparatschaufelunterstützungsring 135 ist radial innerhalb der inneren Seitenwand 120 angeordnet und steht mit der inneren Seitenwand 120 in Eingriff. Der Leitapparatschaufel 110 der ersten Stufe enthält auch Sehnenscharnierschienen für die innere Seitenwand 120 und die äußere Seitenwand 115. Die Sehnenscharnierschiene 145 auf der inneren Seitenwand 120 stellt eine axiale Unterstützung für die Leitapparatschaufel 110 gegenüber dem Unterstützungsring 135 bereit und die Sehnenscharnierschiene 150 auf der äußeren Seitenwand 115 stellt eine axiale Unterstützung für die Leitapparatschaufel 110 gegenüber dem Deckband 160 der Laufschaufel 170 der ersten Stufe bereit. Die innere Sehnenscharnierschiene 145 und die äußere Sehnenscharnierschiene 150 stellen ferner Sehnenscharnierdichtungen 147, 152 zur Abdichtung gegenüber einer Leckage aus dem Hochdruckverdichterauslassbereich in den Bereich mit niedrigerem Druck des Heißgaspfades bereit. 1 represents a conventional sidewall holding system 100 a nozzle vane 110 a first stage of a gas turbine. The Leitschatschaufel 110 the first stage contains an outer sidewall 115 , an inner sidewall 120 and one between a nozzle vane retaining ring 130 and a nozzle vane support ring 135 positioned airfoil 125 , The nozzle vane retaining ring 130 and the support ring 135 are attached to the housing (not shown) of the turbine. The nozzle vane retaining ring 130 is also with the outer sidewall 115 connected and fastened the Leitschatschaufel 110 the first stage. The nozzle vane support ring 135 is radially inside the inner sidewall 120 arranged and stands with the inner sidewall 120 engaged. The nozzle vane 110 The first stage also includes tendon hinge rails for the inner sidewall 120 and the outer sidewall 115 , The tendon hinge rail 145 on the inner sidewall 120 provides axial support for the nozzle vane 110 opposite the support ring 135 ready and the tendon hinge rail 150 on the outer sidewall 115 provides axial support for the nozzle vane 110 opposite the shroud 160 the blade 170 the first stage ready. The inner tendon hinge rail 145 and the outer chordal hinge rail 150 also provide tendon hinge seals 147 . 152 to seal against leakage from the high pressure compressor discharge area to the lower pressure region of the hot gas path.
Die Sehnenscharnierschiene 150 der äußeren Seitenwand 115 der Leitapparatschaufel 110 ragt radial aus der äußeren Seitenwand 115 vor. Die Sehnenscharnierschiene 150 enthält einen nach vorne zeigenden ringförmigen Halteansatz 175 an ihrem äußersten radialen Vorsprung. Der Halteansatz 175 steht sich mit einer nach hinten zeigenden ringförmigen Nut 180 in Verbindung, die durch einen nach hinten zeigenden Haltehaken 185 auf dem Haltering 130 definiert ist. Der auf dem Haltehaken 185 des Halterings 130 einwirkende Halteansatz 175 der Sehnenscharnierschiene 150 stellt eine radiale Unterstützung für die Leitapparatschaufel 110 bereit. Der ringförmige Haltehaken 185 kann in (nicht dargestellte) Segmente unterteilt sein. Eine Umfangsunterstützung kann durch einen (nicht dargestellten) Drehverhinderungsstift bereitgestellt werden, der durch den Haltering 130 und den Halteansatz 175 verläuft.The tendon hinge rail 150 the outer sidewall 115 the nozzle vane 110 protrudes radially from the outer side wall 115 in front. The tendon hinge rail 150 includes a forward facing annular retaining lug 175 at its outermost radial projection. The retention approach 175 stands with a rear facing annular groove 180 connected by a retaining hook pointing to the rear 185 on the retaining ring 130 is defined. The one on the retaining hook 185 of the retaining ring 130 acting retention approach 175 the tendon hinge rail 150 Provides radial support for the nozzle vane 110 ready. The annular retaining hook 185 may be divided into segments (not shown). A circumferential support may be provided by a rotation prevention pin (not shown) passing through the retaining ring 130 and the retention approach 175 runs.
Stromerzeugungs-Gasturbinen verwenden herkömmlicherweise ein Hakenhalterungsschema. Verbesserungen wurden an dem herkömmlichen Hakenhalterungsschema durch Veränderung der zusammenhängenden Hakenanordnung in eine segmentierte Hakenanordnung durchgeführt. Diese Änderung führte zu einer begrenzteren Leitapparatschaufelbelastung und einer besseren Leitapparatschaufelabdichtung, führte aber auch zu einer suboptimalen thermischen Isolation des Halterings, und somit zur Aussetzung des Halterings an hohe Wärmegradienten. Die sich ergebenden Wärmespannungen aus einer derartigen Aussetzung können die Formänderungsfestigkeit des Halteringmaterials überschreiten, was eine Verwindung oder Unrundheit des Halterings bewirken kann. Dieses kann ein ernsthaftes Problem sein, da ein unrunder Ring typischerweise die Reparatur- und Wartungskosten in Verbindung mit dem Haltering und der Leitapparatschaufelbaugruppe der ersten Stufe erhöht. Zusätzlich kann die Unrundheit des Halterings eine Verbiegung der Leitapparatschaufel der ersten Stufe bewirken, was zu einem Kontakt des Leitapparatschaufel-Engelflügels und der Laufschaufelblattform der ersten Stufe führen und schließlich die Laufschaufel beschädigen kann. Power generating gas turbines traditionally use a hook retention scheme. Improvements have been made to the conventional hook retention scheme by changing the contiguous hook assembly into a segmented hook arrangement. This change resulted in a more limited nozzle blade loading and a better nozzle seal, but also resulted in less than optimal thermal isolation of the retainer ring and thus exposure of the retainer ring to high thermal gradients. The resulting thermal stresses from such exposure may exceed the yield strength of the retaining ring material, which may cause twisting or out-of-roundness of the retaining ring. This can be a serious problem because a non-circular ring typically increases the cost of repair and maintenance associated with the first stage retaining ring and nozzle assembly. In addition, the out-of-roundness of the retainer ring may cause bowing of the first stage nozzle vane, resulting in contact of the nozzle vane angel wing and the first stage blade form, and ultimately may damage the rotor blade.
Derzeit besteht eine Lösung zur Verhinderung einer Ringunrundheit in der Änderung des für die Herstellung eines Halterings verwendeten Materialtyps. Beispielsweise kann das Ringmaterial auf eine Legierung mit höherer Festigkeit umgestellt werden, um somit dem Haltering zu ermöglichen, der durch das Fehlen einer thermischen Isolation bewirkten erhöhten Belastung zu widerstehen. Jedoch erhöht die Verwendung derartiger Legierungen mit höherer Festigkeit die Kosten eines Halterings und die Gesamtherstellungskosten einer Gasturbine.At present, one solution to preventing ring runout is changing the type of material used to make a retaining ring. For example, the ring material may be switched to a higher strength alloy, thus allowing the retaining ring to withstand the increased stress caused by the lack of thermal insulation. However, the use of such higher strength alloys increases the cost of a retaining ring and the overall manufacturing cost of a gas turbine.
Daher würde eine verbesserte thermische Isolation eines Halterings zum Verringern der auf den Haltering einwirkenden Wärmespannungen und dadurch eine Verhinderung einer Unrundheit des Halterings in der Technologie akzeptiert werden.Therefore, improved thermal insulation of a retaining ring would be accepted for reducing the thermal stresses acting on the retaining ring and thereby preventing out-of-roundness of the retaining ring in the technology.
Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der nachstehenden Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein, oder können durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.Aspects and advantages of the invention will be set forth in part in the description which follows, or may be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention.
In einem Aspekt stellt der vorliegende Erfindungsgegenstand einen Haltering für eine Turbinenleitapparatschaufel einer Gasturbine bereit. Der Haltering enthält einen Hauptkörper und ein Paar von Umfangshalteansätzen, die aus dem Hauptkörper radial nach innen ragen. Das Paar der Umfanghalteansätze kann für eine Befestigung an einer Leitapparatschaufel konfiguriert sein. Zusätzlich kann jeder Halteansatz des Umfangshalteansatzpaares entlang seiner Umfangslänge segmentiert sein.In one aspect, the present subject matter provides a retaining ring for a turbine nozzle of a gas turbine engine. The retaining ring includes a main body and a pair of circumferential retention lugs projecting radially inward from the main body. The pair of perimeter holds may be configured for attachment to a nozzle vane. In addition, each retaining lug of the circumferential retaining lug pair may be segmented along its circumferential length.
In einem weiteren Aspekt stellt der vorliegende Erfindungsgegenstand ein Halteschema einer äußeren Seitenwand für eine Turbinenleitapparatschaufel einer Gasturbine bereit. Das Halteschema der äußeren Seitenwand kann einen Haltering und wenigstens eine Leitapparatschaufel beinhalten. Der Haltering kann einen Hauptkörper und ein Paar von Umfangshalteansätzen enthalten, die sich aus dem Hauptkörper erstrecken. Die Leitapparatschaufel kann eine innere Seitenwand und eine äußere Seitenwand enthalten. Das Paar der Umfangshalteansätze kann entlang seiner Umfangslänge segmentiert sein und kann für eine Befestigung an der äußeren Seitenwand der Leitapparatschaufel konfiguriert sein, um so die Leitapparatschaufel zu unterstützen.In another aspect, the present subject matter provides an outer sidewall retention scheme for a turbine nozzle of a gas turbine engine. The retaining scheme of the outer sidewall may include a retaining ring and at least one nozzle vane. The retaining ring may include a main body and a pair of circumferential retention lugs extending from the main body. The nozzle vane may include an inner sidewall and an outer sidewall. The pair of circumferential retention lugs may be segmented along its circumferential length and may be configured for attachment to the outer sidewall of the nozzle vane so as to assist the nozzle vane.
Diese und weitere Merkmale, Aspekt und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche ersichtlich. Die beigefügten Zeichnungen, welche in dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.These and other features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent upon reference to the following description and appended claims. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Eine vollständige und grundlegende Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart, die sich an den Fachmann richtet, wird nachstehend in der Beschreibung beschrieben, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen:A complete and basic disclosure of the present invention, including its best mode, directed to those skilled in the art will now be described in the description which refers to the accompanying drawings, in which:
4 ein typisches Hakenhalteschema für eine äußere Seitenwand einer Leitapparatschaufel der ersten Stufe veranschaulicht; 4 illustrates a typical hook retention scheme for an outer sidewall of a first stage nozzle scoop;
2 einen isometrischen Querschnitt einer Ausführungsform eines Halterings aus einer hinteren Perspektive gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes veranschaulicht; 2 an isometric cross section of an embodiment of a retaining ring from a rear perspective illustrated in accordance with an aspect of the present invention subject;
3 einen isometrischen Querschnitt einer Ausführungsform eines Halterings aus einer vorderen Perspektive gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes veranschaulicht; 3 an isometric cross section of an embodiment of a retaining ring from a front perspective illustrated in accordance with an aspect of the present subject matter;
4 eine isometrische Ansicht eines Abschnittes einer Ausführungsform des Innenumfangs eines Halterings aus einer vorderen Perspektive gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes veranschaulicht; 4 an isometric view of a portion of an embodiment of the inner periphery of a retaining ring from a front perspective illustrated in accordance with an aspect of the present subject matter;
5 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Leitapparatschaufel gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes veranschaulicht; 5 FIG. 3 illustrates a side view of one embodiment of a nozzle vane in accordance with one aspect of the present subject matter; FIG.
6 eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform einer Außenseite einer äußeren Seitenwand einer Leitapparatschaufel gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes veranschaulicht; 6 an isometric view of an embodiment of an outer side of an outer side wall of a Leitschatschaufel illustrated according to an aspect of the present invention subject matter;
7 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Außenseite einer äußeren Seitenwand einer Leitapparatschaufel gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes veranschaulicht; und 7 FIG. 12 illustrates a top view of an embodiment of an exterior of an outer sidewall of a nozzle vane in accordance with an aspect of the present subject matter; FIG. and
8 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Halteschemas einer äußeren Seitenwand gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. 8th FIG. 3 illustrates a schematic view of one embodiment of a retaining scheme of an outer sidewall according to one aspect of the present subject matter. FIG.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Es wird nun detaillierter Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon oder ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung bereitgestellt. Tatsächlich dürfte es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder dem Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte und beschriebene Merkmale bei einer weiteren Ausführungsform genutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten abdecken, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.Reference will now be made in more detail to embodiments of the invention, one or more examples of which are illustrated in the drawings. Each example is provided by way of explanation of the invention and not limitation of the invention. Indeed, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. For example, features illustrated and described as part of one embodiment may be used in another embodiment to yield yet another embodiment. Thus, the present invention is intended to cover such modifications and variations as fall within the scope of the appended claims and their equivalents.
Wie vorstehend dargestellt kann ein Haltering in einer Gasturbine oft hohen Wärmegradienten ausgesetzt sein. Dieses beruht im Wesentlichen auf der Betriebsumgebung in der Gasturbine zusammen mit einer fehlenden ausreichenden Wärmeisolation des Halterings. Beispielsweise können die Stellen, an welchen die Turbinenleitapparatschaufeln an einem Haltering befestigt sind, hohen Temperaturen aufgrund der Wärme ausgesetzt sein, die von den und durch die Außenseitenwände der Leitapparatschaufel übertragen werden, wenn heiße Verbrennungsgase entlang dem Heißgaspfad strömen. Jedoch ist an Stellen auf einem Haltering, die sich weiter weg von derartigen Befestigungspunkten befinden, die Temperatur relativ kühler. Diese Temperaturdifferenz kann zu auf den Haltering einwirkenden erhöhten thermischen Spannungen führen. Insbesondere können zu Zeitpunkten, wenn der Haltering deutlich erhöhten Wärmegradienten ausgesetzt wird, wie z. B. während eines Übergangsbetriebszustandes (z. B. Starten/Abschalten der Gasturbine), die sich ergebenden Wärmespannungen die Verformungsfestigkeit des Ringmaterials überschreiten und dadurch eine Unrundheit des Halteringes bewirken.As noted above, a retaining ring in a gas turbine can often be subject to high thermal gradients. This is essentially due to the operating environment in the gas turbine together with a lack of sufficient heat insulation of the retaining ring. For example, the locations where the turbine nozzle vanes are attached to a retaining ring may be exposed to high temperatures due to the heat transferred from and through the outer sidewalls of the nozzle blade as hot combustion gases flow along the hot gas path. However, at locations on a retaining ring farther from such attachment points, the temperature is relatively cooler. This temperature difference can lead to increased thermal stresses acting on the retaining ring. In particular, at times when the retaining ring is exposed to significantly increased thermal gradients, such. For example, during a transient operating condition (eg, start / stop of the gas turbine), the resulting thermal stresses exceed the resistance to deformation of the ring material and thereby cause out-of-roundness of the retaining ring.
Gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes stellen die 2, 3 und 4 eine Ausführungsform eines Halterings 300 dar, der für eine Befestigung und Unterstützung einer Turbinenleitapparatschaufel einer Gasturbine konfiguriert ist. Zusätzlich kann der Haltering 30 dergestalt konfiguriert sein, dass er die in dem Ring 300 zu sehenden Wärmegradienten verringert, indem er eine thermische Isolation von Hochtemperaturbereichen des Halterings 300 von Bereichen niedrigerer Temperatur ermöglicht. Somit können die auf den Haltering 300 einwirkenden resultierenden Wärmespannungen verringert und dadurch die Wahrscheinlichkeit einer Halteringunrundheit aufgrund von Ringverformung verhindert oder reduziert werden.According to one aspect of the present invention, the 2 . 3 and 4 an embodiment of a retaining ring 300 which is configured for attachment and support of a turbine nozzle of a gas turbine. In addition, the retaining ring 30 be configured so that it is in the ring 300 Thermal gradients are reduced by providing thermal insulation of high temperature areas of the retaining ring 300 of lower temperature areas. Thus, the on the retaining ring 300 reduces resulting thermal stresses and thereby prevents or reduces the likelihood of retaining ring runout due to ring deformation.
2 und 3 stellen einen isometrischen Querschnitt einer Ausführungsform des Halterings 300 aus einer hinteren bzw. vorderen Perspektive dar. 4 veranschaulicht eine isometrische Ansicht eines Abschnittes einer Ausführungsform des Innenumfangs des Halterings 300. 2 and 3 represent an isometric cross section of an embodiment of the retaining ring 300 from a rear or front perspective. 4 illustrates an isometric view of a portion of an embodiment of the inner circumference of the retaining ring 300 ,
Gemäß den 2, 3 und 4 enthält der Haltering 300 einen Hauptkörper 310 mit einem im Wesentlichen zylindrischen Körper, der durch das Gehäuse der Turbine mittels im Fachgebiet bekannter Verfahren unterstützt werden kann. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann der Haltering 300 bevorzugt in zwei Halbkreisringe unterteilt sein, um den Zusammenbau zu erleichtern. Der Hauptkörper 310 kann ein Paar von Umfangshalteansätzen 315 enthalten, die aus dem Hauptkörper 310 radial nach innen stehen. Das Paar der Umfangshalteansätze 315 kann im Wesentlichen auf der hinteren Seite des Halterings 300 angeordnet sein, wobei jeder Steg axial von dem anderen über eine vorbestimmte Breite w getrennt sein kann. Der Vorsprung d des Hauptkörpers 310 und die vorbestimmte Breite w zwischen dem Paar der Umfangsstege 315 definieren eine Umfangsringnut 320. Im Wesentlichen kann das Paar der Umfangshalteansätze 315 einen hinteren Halteansatz 325 und einen vorderen Halteansatz 330 enthalten. Der hintere Halteansatz 325 kann eine hintere Umfangsfläche 326 und eine vordere Umfangsfläche 328 enthalten und der vordere Halteansatz 330 kann eine vordere Umfangsfläche 331 und eine hintere Umfangsfläche 333 enthalten.According to the 2 . 3 and 4 contains the retaining ring 300 a main body 310 with a substantially cylindrical body that can be supported by the housing of the turbine by means known in the art. Although not shown, the retaining ring 300 preferably be divided into two semicircular rings to facilitate the assembly. The main body 310 can be a pair of girth approaches 315 Contain that from the main body 310 stand radially inwards. The pair of circumference approaches 315 Can essentially on the back side of the retaining ring 300 be arranged, wherein each web can be axially separated from the other over a predetermined width w. The projection d of the main body 310 and the predetermined width w between the pair of circumferential lands 315 define a circumferential annular groove 320 , In essence, the pair of perimeter holds 315 a rear retaining approach 325 and a front retaining approach 330 contain. The rear retaining approach 325 can be a rear peripheral surface 326 and a front peripheral surface 328 included and the front attachment approach 330 can have a front peripheral surface 331 and a rear peripheral surface 333 contain.
Mehrere axial ausgerichtete Durchtrittslöcher 345 können zwischen der hinteren Umfangsfläche 326 und der vorderen Umfangsfläche 328 des hinteren Halteansatzes 325 vorgesehen sein. Mehrere axial ausgerichtete Stichlöcher 350 können durch die Hinterseite 333 des vorderen Halteansatzes 330 hindurch vorgesehen sein. Mehrere axial ausgerichtete Stichlöcher 350 können durch die Hinterseite 333 des vorderen Halteansatzes 330 vorgesehen sein. Im Wesentlichen können die mehreren axial ausgerichteten Durchtrittslöcher 345 in dem hinteren Halteansatz 325 und die mehreren axial ausgerichteten Stichlöcher 350 in dem vorderen Halteansatz 330 radial und in Umfangsrichtung koaxial organisiert sein, um einen (nicht dargestellten) Haltestift axial durch den hinteren Halteansatz 325 und in das Bohrungsloch 350 des vorderen Halteansatzes 330 aufzunehmen. Die koaxial ausgerichteten Löcher mit Mittellinien 358 können ferner in Umfangsrichtung in Paaren gleichabständig um die Halteansätze 315 herum angeordnet sein. Es dürfte erkennbar sein, dass die Durchmesser der gepaarten Löcher 360 so bemessen sein können, dass sie Haltestifte zum Halten der Leitapparatschaufel aufnehmen.Several axially aligned through holes 345 can between the rear peripheral surface 326 and the front peripheral surface 328 of rear retaining approach 325 be provided. Several axially aligned stitch holes 350 can through the back 333 of the front holding approach 330 be provided through. Several axially aligned stitch holes 350 can through the back 333 of the front holding approach 330 be provided. In essence, the plurality of axially aligned through holes 345 in the rear holding approach 325 and the plurality of axially aligned stitch holes 350 in the front holding approach 330 be organized radially and circumferentially coaxial to a (not shown) retaining pin axially through the rear retaining lug 325 and into the hole 350 of the front holding approach 330 take. The coaxially aligned holes with centerlines 358 can also circumferentially in pairs equidistant around the retaining lugs 315 be arranged around. It should be apparent that the diameter of the paired holes 360 may be sized to receive retaining pins for holding the nozzle vane.
Der Haltering 300 kann auch mehrere radial ausgerichtete Kühllöcher 340, die in dem Hauptkörper 310 ausgebildet sind, enthalten. Im Wesentlichen können die Kühllöcher 340 in dem Hauptkörper 310 so ausgebildet sein, dass die Löcher 340 den vorderen Halteansatz 330 entlang seiner Umfangslänge unterbrechen und dadurch mehrere Umfangssegmente 334 in dem vorderen Halteansatz 330 erzeugen. Insbesondere können, wie in den 3 und 4 dargestellt, die Kühllöcher 340 so ausgebildet sein, dass eine Mittellinie 370 von jedem der Kühllöcher 340 im Wesentlichen zu einer Umfangsmittellinie 375 der vorderen Halteansätze 330 ausgerichtet ist.The retaining ring 300 can also have several radially aligned cooling holes 340 that are in the main body 310 are formed included. In essence, the cooling holes can 340 in the main body 310 be formed so that the holes 340 the front holding approach 330 along its circumferential length interrupt and thereby several peripheral segments 334 in the front holding approach 330 produce. In particular, as in the 3 and 4 shown, the cooling holes 340 be formed so that a center line 370 from each of the cooling holes 340 essentially to a circumferential centerline 375 the front stop lugs 330 is aligned.
Aufgrund der Segmentierung des vorderen Halteansatzes 330 und der Ausrichtung der Kühllöcher 340 kann die auf den vorderen Halteansatz 330, insbesondere während eines Übergangsbetriebs der Gasturbine, einwirkende Belastungsgröße unter die Verformungsfestigkeit des Halteringmaterials reduziert werden. Beispielsweise kann die Ausrichtung der Kühllöcher 340 zu der Umfangsmittellinie 375 des vorderen Halteansatzes 330 die auf den Halteansatz 330 einwirkende mechanische Spannung verringern, indem die an den Enden 380 von jedem der Umfangssegmente 334 erzeugten geometrischen Diskontinuitäten verringert werden. Insbesondere kann eine derartige Anordnung die Erzeugung scharfer Kanten oder Ecken an den Enden 380 verhindern, die ansonsten Bereiche hoher Spannungskonzentration auf dem vorderen Halteansatz 330 erzeugen können.Due to the segmentation of the front holding approach 330 and the orientation of the cooling holes 340 Can the on the front holding approach 330 , in particular, during a transitional operation of the gas turbine, acting load size be reduced below the deformation strength of the retaining ring material. For example, the orientation of the cooling holes 340 to the circumferential centerline 375 of the front holding approach 330 the on the attachment approach 330 reduce mechanical stress acting on the ends 380 from each of the circumferential segments 334 generated geometric discontinuities are reduced. In particular, such an arrangement may produce sharp edges or corners at the ends 380 prevent the otherwise high stress concentration areas on the front retention approach 330 can generate.
Ferner können, da die Kühllöcher 340 so ausgebildet werden können, dass sie den vorderen Halteansatz 330 entlang seiner Umfangslänge unterbrechen oder segmentieren, die heißesten Bereiche des Halteansatzes 330 von den kühleren Bereichen isoliert werden. Insbesondere können die Umfangssegmente 334 des vorderen Halteansatzes 330 die Stellen definieren, an welchen die geschlossenen Stichlöcher 350 die Haltestifte 490, 495 (7) aufnehmen können, um somit eine Befestigung einer Leitapparatschaufel an dem Haltering 300 zu ermöglichen. Demzufolge können die Umfangssegmente 334 im Wesentlichen die heißesten Bereiche auf dem vorderen Halteansatz 330 definieren, da die Wärme von der Leitapparatschaufel während des Betriebs der Gasturbine übertragen wird. Somit kann die Isolation der Umfangssegmente 334 von den relativ kühleren Bereichen des vorderen Halteansatzes 330 die in dem vorderen Halteansatz 330 zu sehenden Wärmegradienten verringern und dadurch die auf einen derartigen Steg einwirkenden Wärmespannungen verringern.Furthermore, since the cooling holes 340 can be formed so that they the front holding approach 330 interrupt or segment along its circumferential length, the hottest areas of the retaining lug 330 be isolated from the cooler areas. In particular, the circumferential segments 334 of the front holding approach 330 Define the locations to which the closed stitch holes 350 the retaining pins 490 . 495 ( 7 ), so as to attach a Leitapparatschaufel to the retaining ring 300 to enable. As a result, the circumferential segments 334 essentially the hottest areas on the front retention lug 330 because the heat is transferred from the nozzle vane during operation of the gas turbine. Thus, the isolation of the circumferential segments 334 from the relatively cooler areas of the front retention approach 330 in the front holding approach 330 reduce thermal gradients and thereby reduce the thermal stresses acting on such a web.
Es dürfte erkennbar sein, dass die Größe und Form der Kühllöcher 340 im Wesentlichen von der Größe und Konfiguration des Halteringes 300 abhängend variieren kann. Insbesondere können die Kühllöcher 340 so bemessen sein, dass der vordere Halteansatz 330 entlang seiner Umfangslänge ausreichend segmentiert wird. In einer Ausführungsform können die Kühllöcher 340 rund sein und einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 5 cm bis 6,5 cm, wie z. B. von etwa 5,5, cm bis etwa 6,4 cm oder von etwa 5,8 cm bis etwa 6,1 cm und alle Unterbereiche dazwischen haben. Ferner dürfte auch erkennbar sein, dass die Kühllöcher 340 auch einen Pfad bereitstellen können, dass kühlende Verdichterauslassluft durch den Hauptkörper 310 des Halterings 300 strömt, um verschiedene Komponenten einer Turbinenleitapparatschaufel zu kühlen. Beispielsweise können die Kühllöcher 340 mit einem (nicht dargestellten) Innenkanal eines Leitapparatschaufelblattes in Verbindung stehen, um eine Leitapparatschaufelkühlung zu ermöglichen.It should be apparent that the size and shape of the cooling holes 340 essentially the size and configuration of the retaining ring 300 can vary depending. In particular, the cooling holes 340 be sized so that the front attachment approach 330 is segmented sufficiently along its circumferential length. In one embodiment, the cooling holes 340 be round and have a diameter in a range of about 5 cm to 6.5 cm, such. From about 5.5 cm to about 6.4 cm, or from about 5.8 cm to about 6.1 cm, and all subregions therebetween. It should also be apparent that the cooling holes 340 may also provide a path that cools compressor discharge air through the main body 310 of the retaining ring 300 flows to cool various components of a turbine nozzle vane. For example, the cooling holes 340 communicating with an inner duct (not shown) of a nozzle airfoil blade to allow nozzle vane cooling.
Der Haltering 300 kann mehrere in dem hinteren Halteansatz 325 ausgebildete Öffnungen 385 enthalten. Im Wesentlichen können die Öffnungen 385 in dem hinteren Halteansatz 325 dergestalt ausgebildet sein, dass der Halteansatz 325 entlang seiner Umfangslänge unterbrochen oder segmentiert ist. Somit können die Öffnungen 385 mehrere Umfangssegmente 390 in dem hinteren Halteansatz 325 erzeugen. Ähnlich zu Umfangssegmenten 334 des vorstehend beschriebenen vorderen Halteansatzes 330 können die Umfangssegmente 390 des hinteren Halteansatzes 325 im Wesentlichen die heißesten Bereiche auf dem Halteansatz 325 aufgrund der von der Leitapparatschaufel übertragenen Wärme definieren. Insbesondere können die Umfangssegmente 390 die Stellen definieren, an welchen die Durchtrittslöcher 435 Haltestifte 490, 495 (7) aufnehmen können, um somit eine Befestigung einer Leitapparatschaufel an dem Haltering 300 zu ermöglichen. Demzufolge kann diese Segmentierung zur Isolation der heißesten Bereiche des hinteren Halteansatzes 325 von den relativ kühleren Bereichen dienen, und dadurch die Wärmegradienten und die sich ergebenden Wärmespannungen in dem hinteren Halteansatz 325 verringern. Insbesondere kann die Segmentierung die von dem Haltering 300 gesehene Spannung unter der Verformungsfestigkeit des Halteringmaterials halten und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines unrunden Ringes in der Betriebszeit des Halteringes 300 verringern.The retaining ring 300 can be several in the rear holding approach 325 trained openings 385 contain. In essence, the openings can 385 in the rear holding approach 325 be formed such that the holding approach 325 is interrupted or segmented along its circumferential length. Thus, the openings can 385 several circumferential segments 390 in the rear holding approach 325 produce. Similar to circumferential segments 334 the above-described front retaining approach 330 can the circumferential segments 390 the rear attachment approach 325 essentially the hottest areas on the holding approach 325 due to the heat transferred from the nozzle vane. In particular, the circumferential segments 390 define the locations at which the passage holes 435 retaining pins 490 . 495 ( 7 ), so as to attach a Leitapparatschaufel to the retaining ring 300 to enable. As a result, this segmentation can be for isolation the hottest areas of the rear holding neck 325 from the relatively cooler areas, and thereby the thermal gradients and resulting thermal stresses in the rear holdup approach 325 reduce. In particular, the segmentation may be that of the retaining ring 300 Stress held under the deformation resistance of the retaining ring material and the probability of the occurrence of a non-circular ring in the operating life of the retaining ring 300 reduce.
Wie dargestellt, können die Öffnungen 385 in dem hinteren Halteansatz 325 als bogenförmige Öffnungen ausgebildet sein, um dadurch Ausbogungen entlang der Umfangslänge des Halteansatzes 325 zu definieren. Es dürfte jedoch erkennbar sein, dass die Öffnungen 385 im Wesentlichen jede Form haben können, die eine Segmentierung des hinteren Halteansatzes 325 ermöglicht. Ebenso können die Öffnungen 385 im Wesentlichen jede Größe haben, die ausreichend die heißesten Bereiche des hinteren Halteansatzes 325 von den kühleren Bereichen isoliert. Somit kann in einer Ausführungsform jede Öffnung 385 einen Radius von etwa 2,5 cm haben, sodass jedes Umfangssegment 390 des hinteren Halteansatzes 325 vollständig von dem Nächsten isoliert ist. Jedoch wird der erforderliche Radius, die Breite oder Größe der Öffnungen 385 im Wesentlichen von der Größe und Konfiguration des Halterings 300 und insbesondere des hinteren Halteansatzes 325 abhängig variieren.As shown, the openings 385 in the rear holding approach 325 be formed as arcuate openings, thereby Ausbogungen along the circumferential length of the retaining lug 325 define. However, it should be apparent that the openings 385 essentially any shape that may have a segmentation of the rear retaining lug 325 allows. Likewise, the openings 385 Essentially any size will have the hottest areas of the rear retention approach 325 isolated from the cooler areas. Thus, in one embodiment, each opening 385 have a radius of about 2.5 cm, so every perimeter segment 390 the rear attachment approach 325 completely isolated from the neighbor. However, the required radius, the width or size of the openings 385 essentially the size and configuration of the retaining ring 300 and in particular the rear retaining approach 325 vary depending.
Zusätzlich kann die Menge der durch den vorderen Halteansatz 330 ausgebildeten Kühllöcher 340 und die Menge der in dem hinteren Halteansatz 325 ausgebildeten Öffnungen 385 gleich der Gesamtanzahl der an dem Haltering 300 befestigten und davon unterstützten Turbinenleitapparatschaufeln sein. Somit kann für jede an dem Haltering 300 befestigte Turbinenleitapparatschaufel ein entsprechendes Kühlloch 340 und eine Öffnung 385 in dem Ring 300 ausgebildet sein, um die vorderen und hinteren Halteansätze 330, 325 zu segmentieren, und dadurch thermisch die heißesten Bereiche der Stege 330, 325 zu isolieren. Es dürfte jedoch erkennbar sein, dass in alternativen Ausführungsformen die Menge von in dem Haltering 300 ausgebildeten Kühllöchern 340 und Öffnungen 385 größer oder kleiner als die Gesamtanzahl der an dem speziellen Haltering 300 befestigten Leitapparatschaufeln sein kann. Ferner dürfte erkennbar sein, dass die Stellen, an welchen die Öffnungen 385 und die Kühllöcher 340 in dem Haltering 300 ausgebildet sind, in Abhängigkeit von der Konfiguration des Halterings 300 variieren können. Beispielsweise können in einer alternativen Ausführungsform die Öffnungen 385 in dem vorderen Halteansatz 330 so ausgebildet sein, dass sie den Halteansatz 330 entlang seiner Umfangslänge unterbrechen und mehrere Umfangssegmente erzeugen. In einer derartigen Ausführungsform können die Kühllöcher 340 in dem Hauptkörper 310 so ausgebildet sein, dass die Löcher 340 den hinteren Halteansatz 325 entlang seiner Umfangslänge unterbrechen und mehrere Umfangssegmente in dem hinteren Halteansatz 325 erzeugen.In addition, the amount of through the front holding approach 330 trained cooling holes 340 and the amount of in the rear holding approach 325 trained openings 385 equal to the total number of the retaining ring 300 attached and supported turbine nozzle blades. Thus, for each of the retaining ring 300 attached turbine nozzle vane a corresponding cooling hole 340 and an opening 385 in the ring 300 be trained to the front and rear attachment lugs 330 . 325 to segment, and thereby thermally the hottest areas of the webs 330 . 325 to isolate. However, it should be appreciated that in alternative embodiments, the amount of in the retaining ring 300 trained cooling holes 340 and openings 385 greater or smaller than the total number of the special retaining ring 300 attached guide vanes can be. It should also be apparent that the locations at which the openings 385 and the cooling holes 340 in the retaining ring 300 are formed, depending on the configuration of the retaining ring 300 can vary. For example, in an alternative embodiment, the openings 385 in the front holding approach 330 be formed so that they are the holding approach 330 interrupt along its circumferential length and generate a plurality of circumferential segments. In such an embodiment, the cooling holes 340 in the main body 310 be formed so that the holes 340 the rear retaining approach 325 along its circumferential length and several circumferential segments in the rear retaining lug 325 produce.
Es dürfte auch erkennbar sein, dass der vorliegende Erfindungsgegenstand ferner ein Halteschema 500 der äußeren Seitenwand (8) für eine Turbinenleitapparatschaufel einer Gasturbine umfasst. Das Halteschema 500 kann im Wesentlichen wenigstens eine Turbinenleitapparatschaufel mit einer inneren Seitenwand und einer äußeren Seitenwand und den vorstehend beschriebenen und dargestellten Haltering 300 umfassen. Insbesondere kann das Paar der Halteansätze 315 des Halterings 300 für eine Befestigung an der äußeren Seitenwand einer Turbinenleitapparatschaufel konfiguriert sein, um die Turbinenleitapparatschaufel in dem Gasströmungspfad der Turbine zu unterstützen. Ferner dürfte der Fachmann erkennen, dass, obwohl das Halteschema 500 der äußeren Seitenwand nachstehend im Zusammenhang mit der Unterstützung von Leitapparatschaufeln 400 der ersten Stufe beschrieben wird, das Halteschema 500 im Wesentlichen bei jeder Stufe in einer Gasturbine genutzt werden kann, um die Turbinenleitschaufeln zu halten und zu unterstützen.It should also be appreciated that the present subject matter further includes a retaining scheme 500 the outer side wall ( 8th ) for a turbine nozzle of a gas turbine engine. The holding scheme 500 may substantially comprise at least one turbine nozzle vane having an inner sidewall and an outer sidewall and the retaining ring described and illustrated above 300 include. In particular, the pair of retention approaches 315 of the retaining ring 300 be configured for attachment to the outer side wall of a turbine nozzle bucket to support the turbine nozzle bucket in the gas flow path of the turbine. Furthermore, it should be apparent to those skilled in the art that although the retention scheme 500 the outer side wall below in connection with the support of vanes 400 the first stage is described, the holding scheme 500 essentially at any stage in a gas turbine to hold and support the turbine vanes.
5, 6 und 7 stellen eine Ausführungsform einer Turbinenleitapparatschaufel, insbesondere einer Leitapparatschaufel 400 der ersten Stufe dar, welche an dem Haltering 300 in einer Ausführungsform des Halteschemas 500 der äußeren Seitenwand befestigt und unterstützt werden kann. Insbesondere stellt 5 eine Seitenansicht einer Leitapparatschaufel 400 der ersten Stufe dar. 6 stellt eine isometrische Ansicht einer Außenoberfläche der äußeren Seitenwand der Leitapparatschaufel 400 der ersten Stufe dar. 7 stellt eine Draufsicht auf die Außenoberfläche der äußeren Seitenwand der Leitapparatschaufel 400 der ersten Stufe dar. 5 . 6 and 7 illustrate an embodiment of a turbine nozzle vane, in particular a nozzle vane 400 the first stage, which on the retaining ring 300 in an embodiment of the retention scheme 500 the outer side wall can be attached and supported. In particular, presents 5 a side view of a Leitschatschaufel 400 the first stage. 6 Fig. 10 is an isometric view of an outer surface of the outer sidewall of the nozzle vane 400 the first stage. 7 Fig. 12 is a plan view of the outer surface of the outer side wall of the nozzle vane 400 the first stage.
Die Leitapparatschaufel 400 kann eine innere Seitenwand 410, eine äußere Seitenwand 420 und ein Schaufelblatt 430 dazwischen enthalten. Das Schaufelblatt 430 kann einen (nicht dargestellten) Innenhohlraum zur Leitapparatschaufelkühlung mit einem Eintritt haben, der im Wesentlichen in axialer und Umfangs-Ausrichtung zu den Kühllöchern 340 (2, 3 und 4) des Halterings 300 ausgerichtet sind. Die äußere Seitenwand 420 kann eine Außenseite 422 und eine Innenseite 424 enthalten. Bezüglich der Ausrichtung der vier Seiten der Leitapparatschaufelseitenwand, wenn sie sich in ihrer Lage auf dem Haltering 300 befindet, ist ein hinteres Ende 450 die stromabwärts liegende Seite und ein vorderes Ende 452 die stromaufwärts liegende Seite in Bezug auf die Strömung durch die Turbine. Ferner ist die Druckseite die Seite im Uhrzeigersinn und die Saugseite die Seiten gegen den Uhrzeigersinn, wenn man in Richtung des Strömungspfads von dem Brennerende blickt.The nozzle vane 400 can have an inner sidewall 410 , an outer sidewall 420 and an airfoil 430 contained in between. The blade 430 may have an inner cavity (not shown) for nozzle vane cooling with an inlet substantially in axial and circumferential alignment with the cooling holes 340 ( 2 . 3 and 4 ) of the retaining ring 300 are aligned. The outer side wall 420 can be an outside 422 and an inside 424 contain. Regarding the alignment of the four sides of the nozzle vane sidewall when in position on the retaining ring 300 is located, is a back end 450 the downstream side and a front end 452 the upstream side with respect to the flow through the turbine. Further, the print side is the side in the clockwise direction and the Suction side, the sides counterclockwise, looking in the direction of the flow path from the burner end.
Die Außenseite 422 der äußeren Seitenwand 420 kann zwei Halteösen haben. Eine erste Öse 440 und eine zweite Öse 445 können vor dem hinteren Ende 450 der Seitenwand in einen vorbestimmten Abstand s positioniert sein, wobei die Ösen in einer axialen Ausrichtung in Bezug auf das hintere Ende der Seitenwand 420 liegen. Die erste Öse 440 kann auf der Druckseite 456 der Seitenwand 420 positioniert sein und die zweite Öse 445 kann auf der Saugseite 454 der Seitenwand 420 positioniert sein. Zusätzlich können die erste Öse 440 und die zweite Öse 445 in Umfangsrichtung in der Nähe zu dem Rand ihres entsprechenden Randes der äußeren Seitenwand 420 positioniert sein. Die erste Öse 440 und die zweite Öse 445 können auch eine Breite w1 enthalten. w1 kann für einen Sitz in der Umfangshaltenut 320 (2) des Paares der Halteansätze 315 angepasst sein, wenn die Leitapparatschaufel 400 in dem Haltering 300 montiert ist.The outside 422 the outer sidewall 420 can have two grommets. A first eyelet 440 and a second eyelet 445 can be in front of the back end 450 the side wall may be positioned at a predetermined distance s, the eyelets being in an axial orientation with respect to the rear end of the side wall 420 lie. The first eyelet 440 can on the print side 456 the side wall 420 be positioned and the second eyelet 445 can be on the suction side 454 the side wall 420 be positioned. In addition, the first eyelet 440 and the second eyelet 445 in the circumferential direction in the vicinity of the edge of its corresponding edge of the outer side wall 420 be positioned. The first eyelet 440 and the second eyelet 445 can also contain a width w 1 . w 1 may be for a seat in the circumferential groove 320 ( 2 ) of the pair of stopping lugs 315 be adapted when the nozzle vane 400 in the retaining ring 300 is mounted.
Ferner kann die erste Öse 440 einen axial ausgerichteten offenen Schlitz 442 enthalten und die zweite Öse 445 kann ein axial ausgerichtetes geschlossenes Stiftloch 447 enthalten. Das geschlossene Stiftloch 447 und der offene Schlitz 442 können zentriert sein, sodass sie radial und in Umfangsrichtung zu der Mittellinie 358 (2) der axial ausgerichteten gepaarten Löcher 360 (2) in den Halteansätzen 315 ausgerichtet sind, wenn die Leitapparatschaufel 400 auf dem Haltering 300 befestigt ist. Das geschlossene Stiftloch 447 und der offene Schlitz 442 können auch so bemessen sein, dass sie Haltestifte 490, 495 für die Leitapparatschaufel 400 aufnehmen. Im Allgemeinen kann die Stabilität der Leitapparatschaufel durch eine Platzierung der Ösen so weit wie möglich vorne und so weit wie möglich voneinander entfernt verbessert werden, um größere Momentenarme zur Reaktion auf Gasbelastungen zu erzeugen. Zusätzlich verringert die Verschiebung der Unterstützungsösen weg von der Hinterkante die in die Hinterkante eingeleitete Spannung.Furthermore, the first eyelet 440 an axially aligned open slot 442 included and the second eyelet 445 can be an axially aligned closed pin hole 447 contain. The closed pin hole 447 and the open slot 442 can be centered so that they are radial and circumferential to the center line 358 ( 2 ) of the axially aligned paired holes 360 ( 2 ) in the stopping lugs 315 are aligned when the nozzle vane 400 on the retaining ring 300 is attached. The closed pin hole 447 and the open slot 442 can also be sized to hold pins 490 . 495 for the nozzle vane 400 take up. In general, the stability of the nozzle vane can be improved as much as possible by placing the ears as far forward and as far apart as possible to produce larger moment arms in response to gas loads. In addition, the displacement of the support eyelets away from the trailing edge reduces the tension introduced into the trailing edge.
Die äußere Seitenwand 420 enthält ferner eine Sehnenscharnierschiene 460 auf dem hinteren Rand 450. Die Sehnenscharnierschiene 460 verläuft von der Innenseite der Seitenwand 420 von der Druckseite zu der Saugseite und erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Auswärtsrichtung von dem hinteren Rand 450 der Seitenwand 420 aus. Die Sehnenscharnierschiene 460 ragt ausreichend radial nach außen, um wenigstens teilweise oder vollständig den radialen Bereich der Durchtrittslöcher 345 (2) in der Hinterseite 326 des hinteren Halteansatzes 325 zu überdecken. Eine Sehnenscharnierdichtung 465 kann auf der hinteren Oberfläche 468 der Sehnenscharnierschiene 460 vorgesehen sein, um eine Sitzoberfläche gegenüber dem Deckband der Laufschaufel der ersten Stufe bereitzustellen. Die Sehnenscharnierdichtung 465 stellt auch eine axiale Unterstützung für die äußere Seitenwand 420 gegenüber dem Deckband bereit. Die axiale Unterstützung durch das Deckband für die äußere Seitenwand 420 ergänzt die Radial- und Umfangsunterstützung, die durch die Halteansätze 315 des Halteringes 300 bereitgestellt wird.The outer side wall 420 also includes a chordal hinge rail 460 on the back edge 450 , The tendon hinge rail 460 runs from the inside of the side wall 420 from the pressure side to the suction side and extends substantially in the radial outward direction from the rear edge 450 the side wall 420 out. The tendon hinge rail 460 extends sufficiently radially outward to at least partially or completely the radial region of the passage holes 345 ( 2 ) in the back 326 the rear attachment approach 325 to cover. A tendon hinge seal 465 Can on the back surface 468 the tendon hinge rail 460 be provided to provide a seating surface opposite the shroud of the first stage bucket. The tendon hinge seal 465 also provides axial support for the outer sidewall 420 ready for the shroud. The axial support by the shroud for the outer sidewall 420 complements the radial and circumferential support provided by the retaining lugs 315 of the retaining ring 300 provided.
In 7 zeigt die Draufsicht auf die äußere Seitenwand, dass die Seitenwand 420 die Form eines Parallelogramms mit einem speziellen Seitenwandanstellwinkel 485 haben kann. In einer Ausführungsform ist der Seitenwandanstellwinkel 485 angenähert 23 Grad zur Axialrichtung. Die Schrägstellung führt dazu, dass in dem hinteren Ende 450 der äußeren Seitenwand 420 (und somit in der Sehnenscharnierschiene 460) in Umfangsrichtung zu der Druckseite 456 und weg von der Saugseite 454 der äußeren Seitenwand 420 verschoben sind. Wenn sich der erste Haltestift 490 in seiner Lage in der ersten Halteöse 440 befindet, wird somit eine axiale Einführung und Entfernung entlang der Mittellinienlinie 492 des ersten Haltestiftes 490 durch die Sehnenscharnierschiene 460 blockiert. Jedoch fällt die Mittellinie 496 des zweiten Haltestiftes 495 in der zweiten Halteöse 445 in Umfangsrichtung außerhalb der Sehnenscharnierschiene 460.In 7 shows the top view of the outer side wall that the side wall 420 the shape of a parallelogram with a special sidewall angle 485 may have. In one embodiment, the sidewall angle is 485 approximately 23 degrees to the axial direction. The inclination leads to that in the rear end 450 the outer sidewall 420 (and thus in the tendon hinge rail 460 ) in the circumferential direction to the pressure side 456 and away from the suction side 454 the outer sidewall 420 are shifted. When the first retaining pin 490 in its position in the first eyelet 440 Thus, there will be axial insertion and removal along the centerline line 492 of the first retaining pin 490 through the tendon hinge rail 460 blocked. However, the centerline drops 496 of the second retaining pin 495 in the second eyelet 445 in the circumferential direction outside the chordal hinge rail 460 ,
Die innere Seitenwand 410 enthält eine Sehnenscharnierschiene 470 auf einer Innenseite 415 der Seitenwand 410. Die Sehnenscharnierschiene 470 verläuft quer zu der Innenseite 415 von der Druckseite zu der Saugseite und erstreckt sich in einer im Wesentlichen nach innen gerichteten radialen Richtung aus der Innenseite 415 der Innenseitenwand 410. Zusätzlich kann die Sehnenscharnierschiene 470 eine erhöhte Sitzoberfläche einer Sehnenscharnierdichtung 475 enthalten, die mit einem inneren Unterstützungsring darin sitzen kann, um eine axiale Unterstützung für die innere Seitenwand 410 der Leitapparatschaufel 400 bereitzustellen. Die Sehnenscharnierdichtung 475 blockiert ferner einen Durchtritt von Hochdruckluft aus dem Verdichter zwischen der inneren Seitenwand 410 und dem inneren Unterstützungsring.The inner sidewall 410 contains a tendon hinge rail 470 on an inside 415 the side wall 410 , The tendon hinge rail 470 runs transversely to the inside 415 from the pressure side to the suction side and extending in a substantially inward radial direction from the inside 415 the inside wall 410 , In addition, the tendon hinge rail 470 an elevated seat surface of a chordal hinge seal 475 which can sit with an inner support ring therein to provide axial support for the inner sidewall 410 the nozzle vane 400 provide. The tendon hinge seal 475 further blocks passage of high pressure air from the compressor between the inner sidewall 410 and the inner support ring.
8 veranschaulicht eine schematische Seitenaufrissansicht einer Ausführungsform eines Schemas 500 einer äußere Seitenwandhalterung für eine Turbinenleitapparatschaufel gemäß einem Aspekt des vorliegenden Erfindungsgegenstandes. Wie vorstehend gezeigt, kann das Halteschema 500 im Wesentlichen eine Turbinenleitapparatschaufel und einen Haltering für die Unterstützung der Leitapparatschaufel umfassen. Somit kann gemäß Darstellung in 8 das Halteschema 500 eine Leitapparatschaufel 520 und einen Haltering 300 einer ersten Stufe umfassen, welche beide, wie hierin dargestellt und beschrieben, konfiguriert sein können. Heiße Verbrennungsgase strömen aus einem (nicht dargestellten) Brenner durch ein Übergangsteil 510. Die heißen Gase treten in die Leitapparatschaufel 520 der ersten Stufe ein, wobei sie auf ein Schaufelblatt 430 auftreffen. Die heißen Gase werden durch das Schaufelblatt 430 zu der Laufschaufel 540 der ersten Stufe gelenkt. Der durch die Leitapparatschaufeln durchgeführte Lenkungsprozess beschleunigt den Gasstrom, was zu einer statischen Druckreduzierung zwischen den Einlass- und Auslassebenen und einer hohen Druckbelastung der Leitapparatschaufeln führt. Der Haltering 300 enthält einen segmentierten vorderen Umfangssteg 330 und einen segmentierten hinteren Umfangssteg 325, welche beide für eine Befestigung und Unterstützung der Leitapparatschaufel 520 konfiguriert sein können. Insbesondere können die Halteösen 440, 545 (eine ist dargestellt) der äußeren Seitenwand 420 für jede Leitapparatschaufel 400 der ersten Stufe in der Umfangsringnut 320 des Halterings 300 sitzen. Die Haltestifte 490, 495 (einer ist dargestellt) können durch die axialen Löcher 345 und 350 in dem hinteren Halteansatz 325 bzw. dem vorderen Halteansatz 330 eingeführt sein. Zusätzlich können die Haltestifte 490, 495 auch in dem offenen Schlitz 442 und dem geschlossenen Stiftloch 447 der Halteösen 440, 545 aufgenommen sein. Somit können die Haltestifte 490, 495 eine Radial- und Umfangsunterstützung für die Leitapparatschaufel der ersten Stufe durch die Halteösen 440, 545 bereitstellen. Die Sehnenscharnierschiene 460 auf der äußeren Seitenwand 420 stellt eine axiale Unterstützung für die Leitapparatschaufel 400 an dem Punkt bereit, wo die Sehnenscharnierdichtung 465 in Kontakt mit dem Deckband 550 der Laufschaufel 540 der ersten Stufe steht. Die Sehnenscharnierschiene 470 auf der inneren Seitenwand 410 stellt eine axiale Unterstützung für die Leitapparatschaufel 400 an dem Punkt bereit, an dem die Sehnenscharnierdichtung 475 in Kontakt mit dem Unterstützungsring 580 steht. Ferner werden die Haltestifte 490, 495 (einer ist dargestellt) an einer Rückwärtsbewegung aus den Halteösen 440, 545 durch die Sehnenscharnierdichtung 460 gehindert. 8th FIG. 11 illustrates a schematic side elevational view of one embodiment of a scheme. FIG 500 an outer sidewall support for a turbine nozzle blade according to one aspect of the present invention. As shown above, the holding scheme 500 essentially comprising a turbine nozzle vane and a support ring for supporting the nozzle vane. Thus, as shown in FIG 8th the holding scheme 500 a nozzle vane 520 and a retaining ring 300 a first stage, both of which, as shown herein and described, can be configured. Hot combustion gases flow from a burner (not shown) through a transition piece 510 , The hot gases enter the nozzle vane 520 the first stage, taking on an airfoil 430 incident. The hot gases are passing through the airfoil 430 to the blade 540 steered the first stage. The steering process performed by the nozzle vanes accelerates the gas flow, resulting in static pressure reduction between the inlet and outlet planes and high pressure loading of the nozzle vanes. The retaining ring 300 contains a segmented front perimeter ridge 330 and a segmented rear peripheral ridge 325 which are both for attachment and support of the nozzle vane 520 can be configured. In particular, the grommets 440 . 545 (one is shown) the outer sidewall 420 for each nozzle vane 400 the first stage in the circumferential ring groove 320 of the retaining ring 300 to sit. The retaining pins 490 . 495 (one is shown) through the axial holes 345 and 350 in the rear holding approach 325 or the front holding approach 330 be introduced. In addition, the retaining pins 490 . 495 also in the open slot 442 and the closed pin hole 447 the eyelets 440 . 545 be included. Thus, the retaining pins 490 . 495 Radial and circumferential support for the first stage nozzle vane through the grommets 440 . 545 provide. The tendon hinge rail 460 on the outer sidewall 420 provides axial support for the nozzle vane 400 ready at the point where the chordal hinge seal 465 in contact with the shroud 550 the blade 540 the first stage is. The tendon hinge rail 470 on the inner sidewall 410 provides axial support for the nozzle vane 400 ready at the point where the chordal hinge seal 475 in contact with the support ring 580 stands. Further, the retaining pins 490 . 495 (one is shown) on a backward movement from the grommets 440 . 545 through the chordal hinge seal 460 prevented.
Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich der besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.This description uses examples to disclose the invention, including the best mode, and also to enable any person skilled in the art to practice the invention, including making and using all of the elements and systems and practicing all incorporated methods. The patentable scope of the invention is defined by the claims and may include other examples which will be apparent to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the invention if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal languages of the claims.
Es wird Haltering 300 für eine Gasturbine offengelegt. Der Haltering 300 enthält einen Hauptkörper 310 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form. Ein Paar von Umfangshalteansätzen 315 ragt aus dem Hauptkörper 310 radial nach innen. Jeder Halteansatz 325, 330 des Paares der Umfanghalteansätze 315 kann entlang seiner Umfangslänge segmentiert sein.It will be retaining ring 300 disclosed for a gas turbine. The retaining ring 300 contains a main body 310 with a substantially cylindrical shape. A pair of circumference approaches 315 protrudes from the main body 310 radially inward. Every holding approach 325 . 330 of the pair of circumference approaches 315 can be segmented along its circumferential length.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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100100
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herkömmliches Seitenwandhalterungsschemaconventional sidewall support scheme
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110110
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Leitapparatschaufel der ersten StufePilot vane of the first stage
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115115
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äußere Seitenwandouter sidewall
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120120
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innere Seitenwandinner sidewall
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125125
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Schaufelblattairfoil
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130130
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Leitapparatschaufel-HalteringNozzle vane retaining ring
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135135
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Leitapparatschaufel-UnterstützungsringNozzle vane support ring
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145, 150145, 150
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SehnenscharnierschienenChordal hinge rails
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147, 152147, 152
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SehnenscharnierdichtungenChordal hinge seals
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160160
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Deckbandshroud
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170170
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Laufschaufel der ersten StufeBlade of the first stage
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175175
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Halteansatzretaining extension
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180180
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Ringnutring groove
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185185
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Haltehakenretaining hook
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300300
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Halteringretaining ring
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310310
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Körperbody
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315315
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Paar von HalteansätzenPair of stop lugs
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dd
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Vorsprungstrecke der HalteansätzeProjection range of the holding lugs
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ww
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Trennungsbreite der HalteansätzeSeparation width of the holding lugs
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320320
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Umfangsringnutcircumferential annular groove
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325325
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hinterer Halteansatzrear holding approach
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326326
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hintere Umfangsoberflächerear peripheral surface
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328328
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vordere Umfangsoberflächefront peripheral surface
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330330
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vorderer Halteansatzfront holding neck
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331331
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vordere Umfangsoberflächefront peripheral surface
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333333
-
hintere Umfangsoberflächerear peripheral surface
-
334334
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vordere Umfangssegmentefront circumferential segments
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340340
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Kühllöchercooling holes
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345345
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DurchtrittslöcherThrough holes
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350350
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Stichlöcherstitch holes
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358358
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Mittellinie von Löchern (345, 350)Centerline of holes ( 345 . 350 )
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360360
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gepaarte Löcherpaired holes
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370370
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Mittellinie der Kühllöcher (340)Centerline of the cooling holes ( 340 )
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375375
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Mittellinie des vorderen Stegs (330)Centerline of the front bridge ( 330 )
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380380
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Ende des Segmentes (334)End of the segment ( 334 )
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385385
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Öffnungenopenings
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390390
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hintere Umfangssegmenterear peripheral segments
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400400
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Leitapparatschaufel der ersten StufePilot vane of the first stage
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410410
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innere Seitenwandinner sidewall
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415415
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Innenseiteinside
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420420
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äußere Seitenwandouter sidewall
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422422
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Außenseiteoutside
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424424
-
Innenseiteinside
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430430
-
Schaufelblattairfoil
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440440
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erste Halteösefirst eyelet
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442442
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offener Schlitzopen slot
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445445
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zweite Halteösesecond eyelet
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447447
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geschlossenes Stiftlochclosed pin hole
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450450
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hinterer Randrear edge
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ss
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Abstand zwischen den Stegen (450, 554) und hinterem Rand (450)Distance between the webs ( 450 . 554 ) and back edge ( 450 )
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454454
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Saugseitesuction
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456456
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Druckseitepressure side
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w1 w 1
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Breite der StegeWidth of the webs
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460460
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SehnenscharnierschieneChordal hinge rail
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465465
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SehnenscharnierdichtungChordal hinge seal
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470470
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SehnenscharnierschieneChordal hinge rail
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475475
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SehnenscharnierdichtungChordal hinge seal
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468468
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hintere Oberflächerear surface
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485485
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SchrägstellungswinkelSkew angle
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490490
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erster Haltestiftfirst retaining pin
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492492
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Mittellinie von 490 Centerline of 490
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495495
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zweiter Haltestiftsecond stop pin
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496496
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Mittellinie von 495 Centerline of 495
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500500
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Halteschema der äußeren SeitenwandHolding scheme of the outer side wall
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510510
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ÜbergangsteilTransitional part
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520520
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Leitapparatschaufel der ersten StufePilot vane of the first stage
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540540
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Laufschaufel der ersten StufeBlade of the first stage
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550550
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Deckbandshroud
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580580
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Unterstützungsringsupport ring
