DE112013001838T5

DE112013001838T5 - Leitschaufelsegment und dieses enthaltende Axialströmungsfluidmaschine

Info

Publication number: DE112013001838T5
Application number: DE112013001838.1T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Heavy Industrie Waki Kunihiko; c/o Mitsubishi Heavy Industries Arase Kenichi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-03-23
Also published as: DE112013001838B8; JP6012222B2; DE112013001838B4; JP2013209896A; CN104145119B; KR20140129257A; US9523286B2; CN104145119A; KR101671603B1; US20130259673A1; WO2013146590A1

Abstract

Ein Leitschaufelsegment gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein äußeres Verbindungselement, das sich in einer Umfangsrichtung erstreckt und eine Mehrzahl von Leitschaufeln verbindet; Positionierungsvorrichtungen zur Positionierung von Endleitschaufeln, die sich an beiden Enden in der Umfangsrichtung der Mehrzahl von Leitschaufeln befinden, in Bezug auf das äußere Verbindungselement; und Radialbeschränkungsabschnitte, die das äußere Verbindungselement so beschränken, dass es relativ unbeweglich zu einer in einer Radialrichtung äußeren Seite eines Leitschaufelrings in Bezug auf mindestens eine Leitschaufel der Mehrzahl von Leitschaufeln ist, wobei: jede der Mehrzahl von Leitschaufeln einen Leitschaufelhauptkörper und einen äußeren Verstärkungsrand aufweist; Nuten, die miteinander in einem Zustand verbunden sind, in dem die Mehrzahl von Leitschaufeln in der Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass das äußere Verbindungselement darin eingepasst werden kann, in den äußeren Verstärkungsrändern ausgebildet sind; Öffnungen, in die jeweils die Positionierungsvorrichtungen eingeführt werden, in Abschnitten des äußeren Verbindungselements, die in die Nuten der zwei Endleitschaufeln eingepasst sind, ausgebildet sind; Löcher, in die jeweils die in die Öffnung eingeführten Positionierungsvorrichtungen eingeführt werden, in Unterseiten der Nuten der zwei Endleitschaufeln ausgebildet sind; und mindestens eine der Positionierungsvorrichtungen eine exzentrische Positionierungsvorrichtung ist, die einen ersten säulenförmigen Abschnitt und einen zweiten säulenförmigen Abschnitt, der in Bezug auf eine Mittelachse des ersten säulenförmigen Abschnitts exzentrisch ist, aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitschaufelsegment, das einen Teil eines Leitschaufelrings bildet, sowie eine Axialströmungs-Fluidmaschine, die das Leitschaufelsegment enthält.
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-079253 , eingereicht am 30. März 2012, beansprucht, deren Inhalte hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Gasturbine umfasst einen Kompressor, der Außenluft komprimiert, wodurch komprimierte Luft erzeugt wird, eine Brennkammer, die Brennstoff mit der komprimierte Luft mischt und das Gemisch verbrennt, wodurch ein Verbrennungsgas erzeugt wird, und eine Turbine, die durch das Verbrennungsgas angetrieben wird.
Der Kompresser ist eine Axialströmungs-Fluidmaschine und er umfasst einen Rotor, der um eine Drehachse rotiert, und ein Gehäuse, das den Rotor abdeckt. Der Rotor weist einen Rotorhauptkörper, der sich in einer zur Drehachse parallelen Axialrichtung erstreckt, und eine Mehrzahl von Laufschaufelstufen, die an dem Außenumfang des Rotorhauptkörpers befestigt und in der Axialrichtung angeordnet sind, auf. Eine Leitschaufelstufe ist an der Innenumfangsseite des Gehäuses an einer Position auf der stromaufwärtigen Seite von jeder Laufschaufelstufe befestigt. Eine einzelne Leitschaufelstufe bildet einen Leitschaufelring, bei dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln in einer Umfangsrichtung angeordnet und miteinander verbunden sind. Der Leitschaufelring ist in der Umfangsrichtung für einen bequemen Zusammenbau geteilt. Jeder in der Umfangsrichtung abgeteilte Abschnitt wird generell als ein Leitschaufelsegment bezeichnet. Das Leitschaufelsegment wird durch eine Verbindung der Mehrzahl von Leitschaufeln in der Umfangsrichtung gebildet.
Beispielsweise weist ein Leitschaufelsegment, das in Patentdokument 1 beschrieben ist, eine Mehrzahl von Leitschaufeln und ein Kopplungselement zum Verbinden der Mehrzahl von Leitschaufeln miteinander auf. Eine Nut, die in Richtung einer radialen Innenseite von einer radialen Außenseite eingetieft ist und sich in einer Umfangsrichtung erstreckt, ist in jedem von äußeren Verstärkungsrändern bzw. Deckelementen (”shrouds”) der Mehrzahl von Leitschaufeln ausgebildet. Das Kopplungselement ist in die Nut von jeder Leitschaufel eingesetzt und mit jeder Leitschaufel verschweißt.
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2009-97370

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In dem in Patentdokument 1 beschriebenen Leitschaufelsegment ist, da jede der Mehrzahl von Leitschaufeln mit dem Kopplungselement verschweißt ist, ein Rütteln zwischen der Mehrzahl von Leitschaufeln sehr gering. Jedoch besteht, da Schweißwärme auf die Leitschaufel angewandt wird, ein Problem insofern, als eine Verformung der Leitschaufel oder ein Reißen eines geschweißten Abschnitts aufgrund von Wärmebeanspruchung auftreten kann. Ferner besteht bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen Leitschaufelsegment, da es notwendig ist, jede der Mehrzahl von Leitschaufeln an das Kopplungselement zu schweißen, auch ein Problem insofern, als die Zahl der Zusammenbauschritte des Leitschaufelsegments zunimmt.
Die vorliegende Erfindung konzentriert sich auf die im Vorhergehenden beschriebenen Probleme und sie hat die Aufgabe der Bereitstellung eines Leitschaufelsegments, bei dem es möglich ist, eine Verformung oder ein Reißen einer Leitschaufel zu verhindern, während ein Rütteln zwischen der Mehrzahl von Leitschaufeln verringert ist, und die Zahl der Zusammenbauschritte zu verringern, sowie einer Axialströmungs-Fluidmaschine, die das Leitschaufelsegment aufweist.

(1) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Leitschaufelsegments, das einen Teil eines Leitschaufelrings bildet und in dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln in einer Umfangsrichtung verbunden sind, mit: einem äußeren Verbindungselement, das sich in der Umfangsrichtung erstreckt und die Mehrzahl von Leitschaufeln verbindet, Positionierungsvorrichtungen zur Positionierung von Endleitschaufeln, die sich an beiden Enden in der Umfangsrichtung der Mehrzahl von Leitschaufeln befinden, in Bezug auf das äußere Verbindungselement und Radialbeschränkungsabschnitten, die das äußere Verbindungselement so beschränken, dass es relativ unbeweglich zu einer in einer Radialrichtung äußeren Seite des Leitschaufelrings in Bezug auf mindestens eine Leitschaufel der Mehrzahl von Leitschaufeln ist, wobei jede der Mehrzahl von Leitschaufeln einen Leitschaufelhauptkörper, der sich in der Radialrichtung erstreckt, und einen äußeren Verstärkungsrand, der an einer radialen Außenseite des Leitschaufelhauptkörpers vorgesehen ist, aufweist, Nuten in den äußeren Verstärkungsrändern ausgebildet sind, wobei die Nuten in Richtung einer radialen Innenseite von einer radialen Außenseite eingetieft sind, sich in der Umfangsrichtung erstrecken und miteinander in einem Zustand verbunden sind, in dem die Mehrzahl von Leitschaufeln in der Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass das äußere Verbindungselement darin eingepasst sein kann, Öffnungen in jedem von Abschnitten des äußeren Verbindungselements, die in die Nuten der zwei Endleitschaufeln passen, ausgebildet sind, wobei jede der Öffnungen in der Radialrichtung derart eindringt, dass die Positionierungsvorrichtung darin eingeführt ist, Löcher in Unterseiten der Nuten der zwei Endleitschaufeln ausgebildet sind, wobei die Löcher in Richtung einer radialen Innenseite derart eingetieft sind, dass die Positionierungsvorrichtungen, die in jede der Öffnungen des äußeren Verbindungselements eingeführt sind, darin eingeführt sind, und mindestens eine Positionierungsvorrichtung der Positionierungsvorrichtungen, die eine Positionierung der zwei Endleitschaufeln durchführen, eine exzentrische Positionierungsvorrichtung ist, die einen ersten säulenförmigen Abschnitt und einen zweiten säulenförmigen Abschnitt, der in Bezug auf eine Mittelachse des ersten säulenförmigen Abschnitts exzentrisch ist, aufweist.

In dem Leitschaufelsegment kann die Mehrzahl von Leitschaufeln durch das äußere Verbindungselement so beschränkt werden, dass sie relativ unbeweglich zur radialen Außenseite ist. Ferner können in dem Leitschaufelsegment in einem Zustand, in dem die äußeren Verstärkungsränder der Mehrzahl von Leitschaufeln in engem Kontakt miteinander in der Umfangsrichtung sind, die Positionen in der Umfangsrichtung der Mehrzahl von äußeren Verstärkungsrändern durch die zwei Positionierungsvorrichtungen in Bezug auf das äußere Verbindungselement beschränkt werden. Daher ist es in dem Leitschaufelsegment möglich, ein Rütteln zwischen der Mehrzahl von Leitschaufeln stark zu verringern.
Ferner kann in dem Leitschaufelsegment, da es nicht notwendig ist, an jeder der Mehrzahl von Leitschaufeln ein Schweißen durchzuführen, eine Verformung oder ein Reißen der Leitschaufel aufgrund von Schweißen beseitigt werden und auch die Anzahl von Zusammenbauschritten verringert werden.

(2) Ein Innendurchmesser von mindestens einem der Löcher der zwei Endleitschaufeln kann ein Innendurchmesser sein, der einem Außendurchmesser des ersten säulenförmigen Abschnitts der exzentrischen Positionierungsvorrichtung entspricht und der eine Einführung des ersten säulenförmigen Abschnitts gestattet, und ein Innendurchmesser von mindestens einer der zwei Öffnungen des äußeren Verbindungselements kann ein Innendurchmesser sein, der einem Außendurchmesser des zweiten säulenförmigen Abschnitts der exzentrischen Positionierungsvorrichtung entspricht und der eine Einführung des zweiten säulenförmigen Abschnitts gestattet.
(3) Als die Radialbeschränkungsabschnitte können Kragenabschnitte, die einer radialen Außenfläche des in die Nut eingepassten äußeren Verbindungselements zugewandt sind, jeweils an den zwei Endleitschaufeln ausgebildet sein.

In dem Leitschaufelsegment kann, da Orte, an denen das äußere Verbindungselement so getragen ist, dass es relativ unbeweglich zur radialen Außenseite in Bezug auf die Mehrzahl von äußeren Verstärkungsrändern ist, zwei Orte von beiden Endabschnitten in der Umfangsrichtung des äußeren Verbindungselements sind, das äußere Verbindungselement stabil getragen werden.

(4) Die zwei Positionierungsvorrichtungen und das äußere Verbindungselement können miteinander verschweißt sein.

Als Verfahren, um ein Abfallen der zwei Positionierungsvorrichtungen von dem äußeren Verbindungselement zu verhindern, können verschiedene Verfahren in Betracht gezogen werden. Jedoch ist es durch Schweißen der Positionierungsvorrichtungen an das äußere Verbindungselement möglich, ein Abfallen der Positionierungsvorrichtungen zu verhindern, ohne die Zahl der Komponenten zu erhöhen. Ferner kann, da das Schweißen keine Schweißbehandlung an der Leitschaufel ist, die nachteilige Wirkung von Schweißwärme auf die Leitschaufel vermieden werden.

(5) Jede der Mehrzahl von Leitschaufeln kann einen inneren Verstärkungsrand aufweisen, der an einer radialen Innenseite des Leitschaufelhauptkörpers vorgesehen ist, und das Leitschaufelsegment kann ferner ein inneres Verbindungselement aufweisen, das in Eingriff mit den inneren Verstärkungsrändern der Mehrzahl von Leitschaufeln ist, wodurch die inneren Verstärkungsränder so beschränkt werden, dass sie relativ unbeweglich in der Radialrichtung sind.
(6) Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung einer Axialströmungs-Fluidmaschine mit einem Leitschaufelring, der von einer Mehrzahl von Leitschaufelsegmenten gebildet wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Verformung oder ein Reißen der Leitschaufel zu verhindern, während ein Rütteln zwischen der Mehrzahl von Leitschaufeln verringert wird, und die Zahl der Zusammenbauschritte zu verringern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine weggeschnittene Seitenansicht eines Hauptabschnitts einer Gasturbine in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht einer Leitschaufelstufe (eines Leitschaufelrings) in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine perspektivische Darstellung eines Leitschaufelsegments in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Darstellung in Richtung des Pfeils IV in 3.
5 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in 3.
6 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI in 3.
7 ist eine explodierte perspektivische Darstellung des Leitschaufelsegments in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
8A ist ein Erklärungsdiagramm zum Erklären der Wirkung einer Positionierungsvorrichtung in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und sie zeigt einen Zustand vor einer Betätigung der Positionierungsvorrichtung.
8B ist ein Erklärungsdiagramm zum Erklären der Wirkung der Positionierungsvorrichtung in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und sie zeigt einen Zustand nach einer Betätigung der Positionierungsvorrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Axialströmungs-Fluidmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 8B detailliert beschrieben.
Eine Gasturbine umfasst einen Kompressor 1, der Außenluft komprimiert, wodurch komprimierte Luft erzeugt wird, eine Mehrzahl von Brennkammern 6, die Brennstoff von einer Brennstoffzufuhrquelle mit der komprimierten Luft mischen und das Gemisch verbrennen, wodurch Verbrennungsgas erzeugt wird, und eine Turbine 7, die durch das Verbrennungsgas angetrieben wird, wie in 1 gezeigt ist.
Sowohl der Kompressor 1 als auch die Turbine 7 sind Axialströmungs-Fluidmaschinen und sie umfassen Rotoren 2 und 8, die um eine Drehachse Ar rotieren, und Gehäuse 5 und 9, die die Rotoren 2 und 8 abdecken. Der Kompressorrotor 2 und der Turbinenrotor 8 rotieren um die gleiche Drehachse Ar und sie sind miteinander verbunden. Die Mehrzahl von Brennkammern 6 sind an dem Turbinengehäuse 9 in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung Dc um die Drehachse Ar befestigt.
Im Folgenden wird eine Richtung, in der sich die Drehachse Ar erstreckt, als eine Axialrichtung Da festgelegt, und eine Radialrichtung in Bezug auf die Drehachse Ar einfach als eine Radialrichtung Dr bezeichnet. Ferner wird in der Axialrichtung Da die Kompressor-1-Seite auf der Basis der Turbine 7 als eine stromaufwärtige Seite bezeichnet und die Turbine-7-Seite auf der Basis des Kompressors 1 als eine stromabwärtige Seite bezeichnet.
Der Kompressorrotor 2 umfasst einen Rotorhauptkörper 3, der sich in der Axialrichtung Da erstreckt, und eine Mehrzahl von Laufschaufelstufen 4, die an dem Außenumfang des Rotorhauptkörpers 3 befestigt und in der Axialrichtung Da angeordnet sind. Eine Leitschaufelstufe 10 ist an der Innenumfangsseite des Kompressorgehäuses 5 an der Position auf der stromaufwärtigen Seite jeder Laufschaufelstufe 4 befestigt.
Eine einzelne Leitschaufelstufe 10 ist als ein Leitschaufelring ausgebildet, in dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln 20 ringförmig angeordnet und miteinander verbunden sind, wie in 2 gezeigt ist. Der Leitschaufelring ist in der Umfangsrichtung für einen bequemen Zusammenbau aufgeteilt. Jeder in der Umfangsrichtung geteilte Abschnitt bildet ein Leitschaufelsegment 11. Das Leitschaufelsegment 11 ist ein Teil, in dem einige der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die den Leitschaufelring bilden, in der Umfangsrichtung Dc angeordnet und miteinander verbunden sind.
Das Leitschaufelsegment 11 umfasst die Mehrzahl von in der Umfangsrichtung Dc angeordneten Leitschaufeln 20, eine Verbindungshalterung (ein inneres Verbindungselement) 40, an dem radial innere Abschnitte der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 angebracht sind, und ein Verbindungsband (ein äußeres Verbindungselement) 50, das radial äußere Abschnitte der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 miteinander in der Umfangsrichtung Dc verbindet, wie in 3 gezeigt ist.
Die Leitschaufel 20 weist einen Leitschaufelhauptkörper 21, der sich in der Radialrichtung Dr erstreckt, einen inneren Verstärkungsrand bzw. Deckring (”shroud”) 22, der an der radialen Innenseite des Leitschaufelhauptkörpers 21 vorgesehen ist, und einen äußeren Verstärkungsrand bzw. Deckring (”shroud”) 32, der an der radialen Außenseite des Leitschaufelhauptkörpers 21 vorgesehen ist, auf, wie in 5 und 6 gezeigt ist.
Der innere Verstärkungsrand 22 besitzt einen plattenförmigen Verstärkungsrandhauptkörper 23, der auf der radialen Innenseite des Leitschaufelhauptkörpers 21 vorgesehen ist und sich in der Umfangsrichtung Dc erstreckt, einen stromaufseitigen Beinabschnitt 24, der sich von einem stromaufseitigen Abschnitt des Verstärkungsrandhauptkörpers 23 radial nach innen erstreckt, einen stromaufseitigen Lippenabschnitt 25, der sich von einem radialen Innenende des stromaufseitigen Beinabschnitts 24 zur stromaufwärtigen Seite erstreckt, einen stromabseitigen Beinabschnitt 26, der sich von einem stromabseitigen Abschnitt des Verstärkungsrandhauptkörpers 23 radial nach innen erstreckt, und einen stromabseitigen Lippenabschnitt 27, der sich von einem radialen Innenende des stromabseitigen Beinabschnitts 26 zur stromabwärtigen Seite erstreckt.
Eine stromaufseitige Eingriffsnut 28, die zur stromabwärtigen Seite eingetieft ist, ist zwischen dem Verstärkungsrandhauptkörper 23 und dem stromaufseitigen Lippenabschnitt 25 ausgebildet. Ferner ist eine stromabseitige Eingriffsnut 29, die zur stromaufwärtigen Seite eingetieft ist, zwischen dem Verstärkungsrandhauptkörper 23 und dem stromabseitigen Lippenabschnitt 27 ausgebildet. Alle Nutunterseitenabschnitte der Eingriffsnuten 28 und 29 sind durch die Beinabschnitte 24 und 26 gebildet.
Der äußere Verstärkungsrand 32 besitzt einen plattenförmigen Verstärkungsrandhauptkörper 33, der auf der radialen Außenseite des Leitschaufelhauptkörpers 21 vorgesehen ist und sich in der Umfangsrichtung Dc erstreckt, einen stromaufseitigen Beinabschnitt 34, der sich von einem stromaufseitigen Abschnitt des Verstärkungsrandhauptkörpers 33 radial nach außen erstreckt, einen stromaufseitigen Lippenabschnitt 35, der sich von einem radialen Außenende des stromaufseitigen Beinabschnitts 34 zur stromaufwärtigen Seite erstreckt, einen stromabseitigen Beinabschnitt 36, der sich von einem stromabseitigen Abschnitt des Verstärkungsrandhauptkörpers 33 radial nach außen erstreckt, und einen stromabseitigen Lippenabschnitt 37, der sich von einem radialen Außenende des stromabseitigen Beinabschnitts 36 zur stromabwärtigen Seite erstreckt.
Eine Bandnut 31, die von der radialen Außenseite zur radialen Innenseite eingetieft ist und sich in der Umfangsrichtung Dc erstreckt, ist zwischen dem stromaufseitigen Beinabschnitt 34 und dem stromabseitigen Beinabschnitt 36 ausgebildet. Ein Nutunterseitenabschnitt der Bandnut 31 ist durch den Verstärkungsrandhauptkörper 33 ausgebildet. Ein Abschnitt in der Umfangsrichtung Dc des Verbindungsbands 50 passt in die Bandnut 31.
Ein äußerer Verstärkungsrand 32a von jeder der Endleitschaufeln 20a und 20b, die an beiden Enden in der Umfangsrichtung Dc positioniert sind, von der Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die das Leitschaufelsegment 11 bilden, besitzt ferner einen stromaufseitigen Flanschabschnitt (einen Kragenabschnitt, einen Radialbeschränkungsabschnitt) 38, der sich von einem radialen Außenende des stromaufseitigen Beinabschnitts 34 zur stromabwärtigen Seite erstreckt, und einen stromabseitigen Flanschabschnitt (einen Kragenabschnitt, einen Radialbeschränkungsabschnitt) 39, der sich von einem radialen Außenende des stromabseitigen Beinabschnitts 36 zur stromaufwärtigen Seite erstreckt, wie in 5 gezeigt ist.
Sowohl der stromaufseitige Flanschabschnitt 38 als auch der stromabseitige Flanschabschnitt 39 sind der radialen Außenfläche des Verbindungsbands 50, das in die Bandnut 31 eingepasst ist, zugewandt und sie führen eine Funktion der Beschränkung des Verbindungsbands 50, das in die Bandnut 31 eingepasst ist, so aus, dass es relativ unbeweglich zur Außenseite in der Radialrichtung in Bezug auf die Endleitschaufeln 20a und 20b ist.
Ferner ist ein säulenförmiges Loch 31h, das von der radialen Außenseite zur radialen Innenseite eingetieft ist, in der Bandnut 31 in dem äußeren Verstärkungsrand 32a von jeder der Endleitschaufeln 20a und 20b ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform sind in anderen Leitschaufeln 20c als den Endleitschaufeln 20a und 20b der stromaufseitige Flanschabschnitt 38, der stromabseitige Flanschabschnitt 39 und das Loch 31h in jeder der Endleitschaufeln 20a und 20b nicht ausgebildet, wie in 6 gezeigt ist.
Die Verbindungshalterung 40 besitzt einen Dichtungsbeibehaltungsabschnitt 43, der sich in der Umfangsrichtung Dc erstreckt, einen stromaufseitigen Beinabschnitt 44, der entlang einem stromaufseitigen Rand des Dichtungsbeibehaltungsabschnitts 43 ausgebildet ist und sich radial nach außen erstreckt, einen stromaufseitigen Flanschabschnitt 45, der sich von einem radialen Außenende des stromaufseitigen Beinabschnitts 44 zur stromabwärtigen Seite erstreckt und in die stromaufseitige Eingriffsnut 28 des inneren Verstärkungsrands 22 passt, einen stromabseitigen Beinabschnitt 46, der entlang einem stromabseitigen Rand des Dichtungsbeibehaltungsabschnitts 43 ausgebildet ist und sich radial nach außen erstreckt, und einen stromabseitigen Flanschabschnitt 47, der sich von einem radialen Außenende des stromabseitigen Beinabschnitts 46 zur stromabwärtigen Seite erstreckt und in die stromabseitige Eingriffsnut 29 des inneren Verstärkungsrands 22 passt.
Eine Dichtungsvorrichtung 48, die zwischen dem Dichtungsbeibehaltungsabschnitt 43 und dem Rotorhauptkörper 3 (1) des Kompressorrotors 2 abdichtet, ist auf der radialen Innenseite des Dichtungsbeibehaltungsabschnitts 43 vorgesehen. Eine Verstärkungsrand-Aufnahmenut 41, die radial nach innen eingetieft ist und sich in der Umfangsrichtung Dc erstreckt, ist zwischen dem stromaufseitigen Beinabschnitt 44 und dem stromabseitigen Beinabschnitt 46 ausgebildet. Ein Nutunterseitenabschnitt der Verstärkungsrand-Aufnahmenut 41 ist durch den Dichtungsbeibehaltungsabschnitt 43 ausgebildet. Der stromaufseitige Beinabschnitt 24, der stromaufseitige Lippenabschnitt 25, der stromabseitige Beinabschnitt 26 und der stromabseitige Lippenabschnitt 27 des inneren Verstärkungsrands 22 von jeder Leitschaufel 20 passen in die Verstärkungsrand-Aufnahmenut 41 in einem Zustand, in dem die Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die das Leitschaufelsegment 11 bilden, in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sind.
Die Breite des Verbindungsbands 50 in der Axialrichtung Da, das sich in der Umfangsrichtung Dc erstreckt, entspricht der Breite der Bandnut 31 in der Axialrichtung Da derart, dass das Verbindungsband 50 in die Bandnut 31 des äußeren Verstärkungsrands 32 passt, wie in 7 gezeigt ist. Ferner entspricht die Länge des Verbindungsbands 50 in der Umfangsrichtung Dc der Gesamtlänge der Bandnuten 31 der äußeren Verstärkungsränder 32 der jeweiligen Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc in einem Zustand, in dem die Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die das Leitschaufelsegment 11 bilden, in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sind.
In 7 ist, um die Formen der Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die das Leitschaufelsegment 11 bilden, leicht verständlich zu illustrieren, die Umfangsrichtung Dc in einer durch einen geraden Pfeil angegebenen Richtung dargestellt.
Eine erste Öffnung 51 und eine zweite Öffnung 52, die jeweils durch das Verbindungsband 50 in der Radialrichtung Dr hindurchgehen und eine Säulenform aufweisen, sind in dem Verbindungsband 50 ausgebildet. Die Position in der Umfangsrichtung Dc und der Axialrichtung Da von jedem der Löcher 51 und 52 ist eine Position, die jedem der Löcher 31h und 31h der Endleitschaufeln 20a und 20b in dem Verbindungsband 50 in einem Zustand entspricht, in dem die Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die das Leitschaufelsegment 11 bilden, in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sind und das Verbindungsband 50 in die Bandnuten 31 der jeweiligen Leitschaufeln 20 passt.
Das Leitschaufelsegment 11 dieser Ausführungsform besitzt ferner eine erste Positionierungsvorrichtung 61, die in die erste Öffnung 51 des Verbindungsbands 50 eingeführt ist und ferner in das Loch 31h der Endleitschaufel 20a auf einer Seite eingeführt ist, und eine zweite Positionierungsvorrichtung 62, die in die zweite Öffnung 52 des Verbindungsbands 50 eingeführt ist und ferner in das Loch 31h der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite eingeführt ist, wie in 7 gezeigt ist.
Die erste Positionierungsvorrichtung 61 ist ein normaler säulenförmiger Stift, wie in 8A und 8B gezeigt ist. Andererseits besitzt die zweite Positionierungsvorrichtung 62 einen ersten säulenförmigen Abschnitt 63, der ein exzentrischer Stift ist und eine an einer ersten Mittelachse C1 zentrierte Säulenform aufweist, und einen zweiten säulenförmigen Abschnitt 64, der an einem Endabschnitt des ersten säulenförmigen Abschnitts 63 vorgesehen ist und eine an einer zweiten Mittelachse C2, die von der ersten Mittelachse C1 beabstandet und parallel zu dieser ist, zentrierte Säulenform aufweist.
Der erste säulenförmige Abschnitt 63 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 ist ein Abschnitt, der in das Loch 31h der Endleitschaufel 20b eingeführt ist, und der zweite säulenförmige Abschnitt 64 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 ist ein Abschnitt, der in die zweite Öffnung 52 des Verbindungsbands 50 eingeführt ist.
Ein Werkzeugeingriffsabschnitt 65, mit dem ein Werkzeug, das die zweite Positionierungsvorrichtung 62 um die zweite Mittelachse C2 dreht, in Eingriff gebracht wird, ist in einem Endabschnitt ausgebildet, der ein Endabschnitt des zweiten säulenförmigen Abschnitts 64 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 ist und auf der zum ersten säulenförmigen Abschnitt 63 entgegengesetzten Seite liegt. Der Werkzeugeingriffsabschnitt 65 kann beispielsweise ein sechseckiges säulenförmiges Werkzeugloch sein, in das ein sechseckiger Schraubenschlüssel passt, und er kann auch ein sechseckiger säulenförmiger Schraubenkopf sein, auf den eine sechseckige Muffe montiert werden kann.
Ein Innendurchmesser D des Lochs 31h der Endleitschaufel 20a auf einer Seite, der Löcher 31h und 31h der zwei Endleitschaufeln 20a und 20b ist ein Innendurchmesser, der einem Außendurchmesser d der ersten Positionierungsvorrichtung 61 entspricht und der eine Einführung der ersten Positionierungsvorrichtung 61 im Wesentlichen ohne Rütteln gestattet. Ferner ist ein Innendurchmesser D1 des Lochs 31h der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite ein Innendurchmesser, der einem Außendurchmesser d1 des ersten säulenförmigen Abschnitts 63 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 entspricht und der eine Einführung des ersten säulenförmigen Abschnitts 63 im Wesentlichen ohne Rütteln gestattet.
Bei dieser Ausführungsform sind der Außendurchmesser d der ersten Positionierungsvorrichtung 61 mit einer Säulenform und der Außendurchmesser d1 des ersten säulenförmigen Abschnitts 63 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 die gleichen. Aus diesem Grund sind der Innendurchmesser D des Lochs 31h auf einer Seite und der Innendurchmesser D1 des Lochs 31h auf der anderen Seite die gleichen. Daher weisen bei dieser Ausführungsform die zwei Endleitschaufeln 20a und 20b die gleiche Form auf.
Ein Innendurchmesser D der ersten Öffnung 51 des Verbindungsbands 50 ist ein Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser d der ersten Positionierungsvorrichtung 61 entspricht, eine Einführung der ersten Positionierungsvorrichtung 61 im Wesentlichen ohne Rütteln gestattet und der gleiche wie der Innendurchmesser D des Lochs 31h der Endleitschaufel 20a auf einer Seite ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Innendurchmesser D und D1 der jeweiligen Löcher 31h und 31h der zwei Endleitschaufeln 20a und 20b und der Innendurchmesser D der ersten Öffnung 51 des Verbindungsbands 50 die gleichen.
Ein Innendurchmesser D2 der zweiten Öffnung 52 des Verbindungsbands 50 ist ein Innendurchmesser, der einem Außendurchmesser d2 des zweiten säulenförmigen Abschnitts 64 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 entspricht und der eine Einführung des zweiten säulenförmigen Abschnitts 64 im Wesentlichen ohne Rütteln gestattet.
Unter der Voraussetzung, dass die zweite Mittelachse C2 des zweiten säulenförmigen Abschnitts 64 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 in Bezug auf die erste Mittelachse C1 des ersten säulenförmigen Abschnitts 63 exzentrisch ist, spielt der Außendurchmesser des zweiten säulenförmigen Abschnitts 64 keine grundlegende Rolle. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform der Außendurchmesser d2 des zweiten säulenförmigen Abschnitts 64 größer als der Außendurchmesser d1 des ersten säulenförmigen Abschnitts 63. Aus diesem Grund ist der Innendurchmesser D2 der zweiten Öffnung 52 des Verbindungsbands 50 bei dieser Ausführungsform größer als die Innendurchmesser D und D1 der jeweiligen Löcher 31h und 31h der zwei Endleitschaufeln 20a und 20b und der Innendurchmesser D der ersten Öffnung 51 des Verbindungsbands 50.
Das Herstellungsverfahren des im Vorhergehenden beschriebenen Leitschaufelsegments 11 wird beschrieben.
Zunächst werden, wie in 7 gezeigt ist, die Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die Verbindungshalterung 40, das Verbindungsband 50, die erste Positionierungsvorrichtung 61 und die zweite Positionierungsvorrichtung 62, die im Vorhergehenden beschrieben sind, hergestellt.
Als Nächstes werden die inneren Verstärkungsränder 22 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 an der Verbindungshalterung 40 angebracht. Zunächst wird der innere Verstärkungsrand 22 der Endleitschaufel 20a auf einer Seite der zwei Endleitschaufeln 20a und 20b an der Verbindungshalterung 40 angebracht und dann wird der innere Verstärkungsrand 22 einer anderen Leitschaufel 20c, die der Endleitschaufeln 20a in der Umfangsrichtung Dc benachbart ist, an der Verbindungshalterung 40 angebracht. Danach werden die inneren Verstärkungsränder 22 anderer Leitschaufeln 20, die einander in der Umfangsrichtung Dc benachbart sind, aufeinanderfolgend an der Verbindungshalterung 40 angebracht.
Wenn der innere Verstärkungsrand 22 der Leitschaufel 20 an der Verbindungshalterung 40 angebracht ist, wird der innere Verstärkungsrand 22 in Bezug auf die Verbindungshalterung 40 in der Umfangsrichtung Dc relativ bewegt, wodurch der stromaufseitige Beinabschnitt 24, der stromaufseitige Lippenabschnitt 25, der stromabseitige Beinabschnitt 26 und der stromabseitige Lippenabschnitt 27 des inneren Verstärkungsrands 22 in die Verstärkungsrand-Aufnahmenut 41 der Verbindungshalterung 40 gesetzt werden.
Wie in 5 und 6 gezeigt ist, passt, wenn der stromaufseitige Beinabschnitt 24, der stromaufseitige Lippenabschnitt 25, der stromabseitige Beinabschnitt 26 und der stromabseitige Lippenabschnitt 27 des inneren Verstärkungsrands 22 in die Verstärkungsrand-Aufnahmenut 41 der Verbindungshalterung 40 gesetzt sind, der stromaufseitige Flanschabschnitt 45 der Verbindungshalterung 40 in die stromaufseitige Eingriffsnut 28 des inneren Verstärkungsrands 22 und der stromabseitige Flanschabschnitt 47 der Verbindungshalterung 40 in die stromabseitige Eingriffsnut 29 des inneren Verstärkungsrands 22.
Infolgedessen ist die radiale Innenfläche des Verstärkungsrandhauptkörpers 23 des inneren Verstärkungsrands 22 den radialen Außenflächen des stromaufseitigen Flanschabschnitts 25 und des stromabseitigen Flanschabschnitts 47 der Verbindungshalterung 40 zugewandt. Ferner ist die radiale Außenfläche des stromaufseitigen Lippenabschnitts 25 des inneren Verstärkungsrands 22 der radialen Innenfläche des stromaufseitigen Flanschabschnitts 45 der Verbindungshalterung 40 zugewandt und die radiale Außenfläche des stromabseitigen Lippenabschnitts 27 des inneren Verstärkungsrands 22 der radialen Innenfläche des stromabseitigen Flanschabschnitts 47 der Verbindungshalterung 40 zugewandt. Aus diesem Grund wird der innere Verstärkungsrand 22 in Bezug auf die Verbindungshalterung 40 in der Radialrichtung Dr relativ unbeweglich.
Die Nutunterseitenfläche der stromaufseitigen Eingriffsnut 28 des inneren Verstärkungsrands 22 ist der stromabseitigen Endfläche des stromaufseitigen Flanschabschnitts 45 der Verbindungshalterung 40 zugewandt und die Nutunterseitenfläche der stromabseitigen Eingriffsrille 29 des inneren Verstärkungsrands 22 ist der stromaufseitigen Endfläche des stromabseitigen Flanschabschnitts 47 der Verbindungshalterung 40 zugewandt. Der innere Verstärkungsrand 22 wird in Bezug auf die Verbindungshalterung 40 relativ unbeweglich in der Axialrichtung Da.
Wenn der innere Verstärkungsrand 22 der Leitschaufel 20 an der Verbindungshalterung 40 angebracht ist, wird die Leitschaufel 20 relativ unbeweglich in der Radialrichtung Dr und der Axialrichtung Da in Bezug auf die Verbindungshalterung 40. Wenn die inneren Verstärkungsränder 22 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 an der Verbindungshalterung 40 angebracht sind, sind die Mehrzahl von Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc angeordnet, wobei die wechselseitigen Positionen in der Radialrichtung Dr und der Axialrichtung Da miteinander zusammenfallen. Wenn die Mehrzahl von Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc angeordnet ist, ist eine einzige Nut 30 (7) ausgebildet, in der die Bandnuten 31 der jeweiligen Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc verbunden sind.
Als Nächstes wird, wie in 4 und 7 gezeigt ist, das Verbindungsband 50 in die einzige Nut 30 gesetzt, in der die Bandnuten 31 der jeweiligen Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc verbunden sind. An diesem Zeitpunkt wird das Verbindungsband 50 in Bezug auf die Bandnut 31 jeder Leitschaufel 20 in der Umfangsrichtung Dc relativ bewegt, wodurch das Verbindungsband 50 in jede Bandnut 31 gesetzt wird. An dem Zeitpunkt, an dem die Positionen des Lochs 31h der Endleitschaufel 20a auf einer Seite der zwei Endleitschaufeln 20a und 20b und der ersten Öffnung 51 des Verbindungsbands 50 miteinander zusammenfallen und das Loch 31h der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite eine Position erreicht, die von der zweiten Öffnung 52 des Verbindungsbands 50 gesehen werden kann, ist das Verbindungsband 50 vollständig in die Nut 30 eingepasst.
Wenn das Verbindungsband 50 vollständig in die Nut 30 eingepasst ist, ist die stromaufseitige Endfläche des Verbindungsbands 50 der Oberfläche auf der stromabwärtigen Seite des stromaufseitigen Beinabschnitts 34 des äußeren Verstärkungsrands 32 jeder Leitschaufel 20 zugewandt und die stromabseitige Endfläche des Verbindungsbands 50 der Oberfläche auf der stromaufwärtigen Seite des stromabseitigen Beinabschnitts 36 des äußeren Verstärkungsrands 32 jeder Leitschaufel 20 zugewandt, wie in 5 und 6 gezeigt ist. Der Verstärkungsrand 32 jeder Leitschaufel 20 wird wesentlich und relativ unbeweglich in der Axialrichtung Da in Bezug auf das Verbindungsband 50.
Die radiale Außenfläche des Verbindungsbands 50 ist den radialen Innenflächen des stromaufseitigen Flanschabschnitts 38 und des stromabseitigen Flanschabschnitts 39 von jeder der Endleitschaufeln 20a und 20b zugewandt. Aus diesem Grund wird das Verbindungsband 50 wesentlich und relativ unbeweglich zu einer in der Radialrichtung Dr nach außen gehenden Seite (einer radialen Außenseite) in Bezug auf die äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20. Das Verbindungsband 50 wird wesentlich und relativ unbeweglich zu einer sich in der Radialrichtung Dr nähernden Seite (einer radialen Innenseite) in Bezug auf die äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20.
Als Nächstes wird, wie in 8A gezeigt ist, die erste Positionierungsvorrichtung 61 in die erste Öffnung 51 des Verbindungsbands 50 eingeführt und ferner in das Loch 31h der Endleitschaufel 20a auf einer Seite eingeführt. Infolgedessen ist die relative Position des äußeren Verstärkungsrands 32a der Endleitschaufel 20a in der Umfangsrichtung Dc auf einer Seite in Bezug auf das Verbindungsband 50 festgelegt.
Anschließend wird, nachdem bewirkt wurde, dass die Position der ersten Mittelachse C1 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 und die Position der Mittelachse des Lochs 31h der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite miteinander zusammenfallen, die zweite Positionierungsvorrichtung 62 in die zweite Öffnung 52 des Verbindungsbands 50 eingeführt und der erste säulenförmige Abschnitt 63 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 ferner in das Loch 31h der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite eingeführt. In diesem Prozess wird der zweite säulenförmige Abschnitt 64 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 in die zweite Öffnung 52 des Verbindungsbands 50 eingeführt.
Als Nächstes wird ein Werkzeug mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt 65 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 in Eingriff gebracht und die zweite Positionierungsvorrichtung 62 dann um die zweite Mittelachse C2 des zweiten säulenförmigen Abschnitts 64 gedreht. Wenn die zweite Positionierungsvorrichtung 62 um die zweite Mittelachse C2 gedreht wird, wird der erste säulenförmige Abschnitt 63, der in Bezug auf den zweiten säulenförmigen Abschnitt 64 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 exzentrisch ist, um die zweite Mittelachse C2 gedreht, wodurch er in einer zur zweiten Mittelachse C2 senkrechten Richtung bewegt wird. Infolgedessen bewegt sich der äußere Verstärkungsrand 32a der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite, in den der erste säulenförmige Abschnitt 63 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 eingeführt ist, in der zur zweiten Mittelachse C2 senkrechten Richtung.
Das Loch 31h der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite, in das der erste säulenförmige Abschnitt 63 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 eingeführt ist, ist ein Loch, das in der Radialrichtung Dr eingetieft ist, und die zweite Öffnung 52 des Verbindungsbands 50, in die der zweite säulenförmige Abschnitt 64 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 eingeführt wird, ist ein Loch, das durch das Verbindungsband 50 in der Radialrichtung Dr hindurchgeht. Daher erstreckt sich die zweite Mittelachse C2 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62, wenn der erste säulenförmige Abschnitt 63 der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 in das Loch 31h der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite eingeführt wird, in der Radialrichtung Dr. Der äußere Verstärkungsrand 32 der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite bewegt sich aufgrund der Drehung der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 in einer zur Radialrichtung Dr senkrechten Richtung.
In einem Fall, in dem die jeweiligen äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 nicht in der Umfangsrichtung Dc in engem Kontakt miteinander sind, wie in 8A gezeigt ist, wird durch Drehen der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 der äußere Verstärkungsrand 32 der Endleitschaufel 20b auf der anderen Seite in Richtung der Endleitschaufel 20a auf einer Seite in der Umfangsrichtung Dc bewegt, wie in 8B gezeigt ist, wodurch der jeweilige äußere Verstärkungsrand 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc in engen Kontakt miteinander gebracht werden kann. An dem Zeitpunkt, an die jeweiligen äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc miteinander in engen Kontakt kommen, sind die Positionen der äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc festgelegt.
Die Positionen der äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 in der Umfangsrichtung Dc werden durch die erste Positionierungsvorrichtung 61 und die zweite Positionierungsvorrichtung 62 festgelegt.
Als Nächstes werden die erste Positionierungsvorrichtung 61 und die zweite Positionierungsvorrichtung 62 an das Verbindungsband 50 geschweißt und gebunden.
Durch das im Vorhergehenden Angegebene werden die jeweiligen Elemente, die das Leitschaufelsegment 11 bilden, integriert, wodurch das Leitschaufelsegment 11 fertiggestellt wird.
Bei dieser Ausführungsform ist es, da die äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 durch eine Betätigung der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 in der Umfangsrichtung Dc in engen Kontakt miteinander gebracht werden können, möglich, ein Rütteln zwischen der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 stark zu verringern.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform, da Schweißstellen nur Verschweißungen der ersten Positionierungsvorrichtung 61 und der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 mit dem Verbindungsband 50 sind und die Zahl der Schweißstellen sehr gering ist und die Schweißmenge an einer Stelle auch gering ist, die Zahl der Zusammenbauschritte verringert werden.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform, da an der Leitschaufel 20 kein Schweißen durchgeführt wird, eine Verformung oder ein Reißen der Leitschaufel 20 aufgrund von Schweißen beseitigt sein.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform, wenn Abschnitte, die von dem Verbindungsband 50 in der ersten Positionierungsvorrichtung 61 und der zweiten Positionierungsvorrichtung 62 vorstehen, abgeschnitten werden, das Leitschaufelsegment 11 ohne Weiteres für jede Komponente demontiert werden. Beispielsweise kann, auch wenn eine Leitschaufel 20 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20, die das Leitschaufelsegment 11 bilden, geschädigt ist, nur diese eine Leitschaufel 20 repariert oder leicht durch eine andere Leitschaufel 20 ersetzt werden.
Bei dieser Ausführungsform sind der stromaufseitige Flanschabschnitt 38 und der stromabseitige Flanschabschnitt 39 an nur jedem der äußeren Verstärkungsränder 32a und 32a der Endleitschaufeln 20a und 20b ausgebildet. Jedoch können der stromaufseitige Flanschabschnitt 38 und der stromabseitige Flanschabschnitt 39 an jedem der äußeren Verstärkungsränder 32 von drei oder mehr Leitschaufeln 20, die die Endleitschaufeln 20a und 20b der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 umfassen, ausgebildet werden. In diesem Fall nehmen die Herstellungskosten im Vergleich zum Leitschaufelsegment dieser Ausführungsform zu.
Ferner können der stromaufseitige Flanschabschnitt 38 und der stromabseitige Flanschabschnitt 39 auch an nur dem äußeren Verstärkungsrand von einer anderen Leitschaufel 20c als den Endleitschaufeln 20a und 20b ausgebildet sein. Jedoch ist in diesem Fall eine Stelle, an der das Verbindungsband 50 so getragen ist, dass es relativ unbeweglich zur Außenseite in der Radialrichtung in Bezug auf die äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 ist, nur eine Stelle in etwa der Mitte der Umfangsrichtung Dc des Verbindungsbands 50, und daher wird die Halterung des Verbindungsbands 50 im Vergleich zu dieser Ausführungsform instabil.
Ferner kann nur ein Flanschabschnitt von dem stromaufseitigen Flanschabschnitt 38 und dem stromabseitigen Flanschabschnitt 39 ausgebildet sein. Auch in diesem Fall wird eine Halterung des Verbindungsbands 50 im Vergleich zu dieser Ausführungsform instabil.
Daher ist – als der Radialbeschränkungsabschnitt, der das Verbindungsband 50 so beschränkt, dass es relativ unbeweglich zur Außenseite in der Radialrichtung in Bezug auf die äußeren Verstärkungsränder 32 der Mehrzahl von Leitschaufeln 20 ist – das bei dieser Ausführungsform gezeigte Beispiel bevorzugt.
Ferner sind bei dieser Ausführungsform die jeweiligen Positionierungsvorrichtungen 61 und 62 an das Verbindungsband 50 geschweißt, wodurch die jeweiligen Positionierungsvorrichtungen 61 und 62 relativ unbeweglich in der Radialrichtung Dr in Bezug auf das Verbindungsband 50 sind. Jedoch können die jeweiligen Positionierungsvorrichtungen 61 und 62 unter Verwendung anderer Verfahren relativ unbeweglich in der Radialrichtung Dr in Bezug auf das Verbindungsband 50 gemacht werden. Beispielsweise kann auch eine derartige Konfiguration gebildet werden, dass eine Stiftkappe, eine Stiftpressplatte oder dergleichen, die mit der radialen Außenendfläche von jeder der Positionierungsvorrichtungen 61 und 62 in Kontakt kommt, vorgesehen wird und die Stiftkappe, die Stiftpressplatte oder dergleichen durch ein Verbindungswerkzeug mit dem Verbindungsband 50 verbunden wird.
Bei dieser Ausführungsform ist nur die Positionierungsvorrichtung 62 der zwei Positionierungsvorrichtungen 61 und 62 ein exzentrischer Stift. Jedoch können beide Positionierungsvorrichtungen 61 und 62 exzentrische Stifte sein. Ferner wird bei dieser Ausführungsform ein Stift als die erste Positionierungsvorrichtung 61 verwendet. Jedoch kann statt eines Stifts beispielsweise eine Schraube oder ein Bolzen verwendet werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Positionierungsvorrichtung auf einer Seite nicht auf einen Stift beschränkt.
Ein Beispiel für das Leitschaufelsegment 11 des Kompressors 1 wurde im Vorhergehenden beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt und sie kann auch auf ein Leitschaufelsegment anderer Axialströmungs-Fluidmaschinen, wie eine Turbine, angewandt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitschaufelsegment, bei dem es möglich ist, eine Verformung oder ein Reißen einer Leitschaufel zu verhindern, während ein Rütteln zwischen der Mehrzahl von Leitschaufeln verringert wird, und die Zahl der Zusammenbauschritte zu verringern.
Obwohl im Vorhergehenden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und illustriert wurden, ist es klar, dass diese Beispiele für die vorliegende Erfindung sind und nicht als beschränkend betrachtet werden sollen. Hinzufügungen, Weglassungen, Ersetzungen und andere Modifikationen können ohne ein Abweichen von der Idee oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung gemacht werden. Daher soll die vorliegende Erfindung nicht als durch die im Vorhergehenden angegebene Beschreibung beschränkt betrachtet werden und sie ist nur durch den Umfang der angehängten Ansprüche begrenzt.

Claims

Ein Leitschaufelsegment, das einen Teil eines Leitschaufelrings bildet und in dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln in einer Umfangsrichtung verbunden sind, mit: einem äußeren Verbindungselement, das sich in der Umfangsrichtung erstreckt und die Mehrzahl von Leitschaufeln verbindet, Positionierungsvorrichtungen zur Positionierung von Endleitschaufeln, die sich an beiden Enden in der Umfangsrichtung der Mehrzahl von Leitschaufeln befinden, in Bezug auf das äußere Verbindungselement, und Radialbeschränkungsabschnitten, die das äußere Verbindungselement so beschränken, dass es relativ unbeweglich zu einer in einer Radialrichtung äußeren Seite des Leitschaufelrings in Bezug auf mindestens eine Leitschaufel der Mehrzahl von Leitschaufeln ist, wobei jede der Mehrzahl von Leitschaufeln einen Leitschaufelhauptkörper, der sich in der Radialrichtung erstreckt, und einen äußeren Verstärkungsrand, der an einer radialen Außenseite des Leitschaufelhauptkörpers vorgesehen ist, aufweist, Nuten in den äußeren Verstärkungsrändern ausgebildet sind, wobei die Nuten in Richtung einer radialen Innenseite von einer radialen Außenseite eingetieft sind, sich in der Umfangsrichtung erstrecken und miteinander in einem Zustand verbunden sind, in dem die Mehrzahl von Leitschaufeln in der Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass das äußere Verbindungselement darin eingepasst sein kann, Öffnungen in jedem von Abschnitten des äußeren Verbindungselements, die in die Nuten der zwei Endleitschaufeln passen, ausgebildet sind, wobei jede der Öffnungen in der Radialrichtung derart eindringt, dass die Positionierungsvorrichtung darin eingeführt ist, Löcher in Unterseiten der Nuten der zwei Endleitschaufeln ausgebildet sind, wobei die Löcher in Richtung einer radialen Innenseite derart eingetieft sind, dass die Positionierungsvorrichtungen, die in jede der Öffnungen des äußeren Verbindungselements eingeführt sind, darin eingeführt sind, und mindestens eine Positionierungsvorrichtung der Positionierungsvorrichtungen, die eine Positionierung der zwei Endleitschaufeln durchführen, eine exzentrische Positionierungsvorrichtung ist, die einen ersten säulenförmigen Abschnitt und einen zweiten säulenförmigen Abschnitt, der in Bezug auf eine Mittelachse des ersten säulenförmigen Abschnitts exzentrisch ist, aufweist.
Das Leitschaufelsegment nach Anspruch 1, wobei ein Innendurchmesser von mindestens einem der Löcher der zwei Endleitschaufeln ein Innendurchmesser ist, der einem Außendurchmesser des ersten säulenförmigen Abschnitts der exzentrischen Positionierungsvorrichtung entspricht und der eine Einführung des ersten säulenförmigen Abschnitts gestattet, und ein Innendurchmesser von mindestens einer der zwei Öffnungen des äußeren Verbindungselements ein Innendurchmesser ist, der einem Außendurchmesser des zweiten säulenförmigen Abschnitts der exzentrischen Positionierungsvorrichtung entspricht und der eine Einführung des zweiten säulenförmigen Abschnitts gestattet.
Das Leitschaufelsegment nach Anspruch 1 oder 2, wobei als die Radialbeschränkungsabschnitte Kragenabschnitte, die einer radialen Außenfläche des in die Nut eingepassten äußeren Verbindungselements zugewandt sind, jeweils an den zwei Endleitschaufeln ausgebildet sind.
Das Leitschaufelsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zwei Positionierungsvorrichtungen und das äußere Verbindungselement miteinander verschweißt sind.
Das Leitschaufelsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der Mehrzahl von Leitschaufeln einen inneren Verstärkungsrand aufweist, der an einer radialen Innenseite des Leitschaufelhauptkörpers vorgesehen ist, und das Leitschaufelsegment ferner ein inneres Verbindungselement aufweist, das in Eingriff mit den inneren Verstärkungsrändern der Mehrzahl von Leitschaufeln ist, wodurch die inneren Verstärkungsränder so beschränkt werden, dass sie relativ unbeweglich in der Radialrichtung sind.
Eine Axialströmungs-Fluidmaschine mit dem Leitschaufelring, der von einer Mehrzahl von Leitschaufelsegmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gebildet ist.