-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung betrifft allgemein Halter und spezieller Halter zum Verbinden
von Brennkammerauskleidungen in Turbinen.
-
HINTERGRUND
-
Gasturbinenbrennkammern
können
im Allgemeinen als Ringbrennkammern oder Rohrbrennkammern ausgebildet
sein. Ringbrennkammern beinhalten eine Brennkammer, welche aus einer
Vielzahl von demontierbaren Linern (Auskleidungen) gebildet wird.
Diese Liner sind während
des Betriebs einer extremen Hitze ausgesetzt, welche manchmal Verformungen
und einen Ausfall von Linern verursacht. Daher werden die Liner
in regelmäßigen Zeitabständen ausgewechselt,
um zu verhindern, dass ein solcher Ausfall während des Betriebs eintritt.
-
Die
Liner sind oft ausbaubar mit einem Träger verbunden, welcher die
Stützkonstruktion
der Brennkammer bildet, wobei entweder Federklammern oder verschraubte
Anordnungen verwendet werden. Federklammern verbinden Liner miteinander oder
mit dem Träger
einer Brennkammer, oder beides. Federklammern erfahren jedoch oft
eine Entspannung und ein Kriechen, nachdem sie hohen Temperaturen
ausgesetzt wurden, die gewöhnlich
in einer Brennkammer auftreten, was zu einem Verlust an Klemmkraft
in den Klammern führen
kann. Infolgedessen können
Federklammern und Liner während des
Betriebs einer Brennkammer gelöst
werden und einen erheblichen Schaden verursachen. Um Schaden zu
verhindern, müssen
Federklammern häufig ausgewechselt
werden.
-
Brennkammerliner
können
auch mit einem Träger
unter Anwendung eines Heißseiten-Schraubverfahrens
oder eines Kaltseiten-Schraubverfahrens verbunden werden. Das Heißseiten-Schraubverfahren
beinhaltet das Anschrauben von Linern an einen Träger durch
Einführen
von Schrauben durch Öffnungen
in einem Liner von der heißen
Seite der Brennkammer aus, welche die Innenseite der Brennkammer
ist. Auf diese Weise angebrachte Liner können von Personal ausgebaut
werden, das durch ein Mannloch oder eine andere Vorrichtung ins
Innere der Brennkammer gelangt und die Schrauben löst, welche
die Liner an einem Träger
befestigen. Obwohl Liner, die auf diese Weise an einem Träger befestigt sind,
leicht ausgebaut werden können,
weist dieses Befestigungsverfahren Nachteile und Risiken auf. Wenn
sich zum Beispiel die Schrauben während des Betriebs lockern
sollten, besteht die Gefahr, dass sich die Schrauben von dem Träger lösen und
sich stromabwärts
in die Turbinenschaufeln hinein bewegen. Außerdem sind die Schrauben heißen Gasen
in der Brennkammer ausgesetzt, und es ist erforderlich, dass sie
gekühlt
und aus teuren Legierungen hergestellt werden. Oft wird Luft, die
von einem Kompressor der Turbinenbrennkammer zugeführt wird,
verwendet, um die Schrauben zu kühlen;
die Verwendung von Luft, die durch einen Kompressor zugeführt wird,
erhöht
jedoch die Emissionen von Distickstoffoxid und beeinträchtigt die
Leistungsfähigkeit
der Turbinenbrennkammer.
-
Das
Kaltseiten-Schraubverfahren beinhaltet die Verwendung von Schrauben,
die von der kalten Seite der Brennkammer aus angebracht werden, welche
die Außenfläche der
Brennkammer ist. Die Schrauben werden durch den Träger hindurchgeführt und
von den Linern aufgenommen. Das Anbringen von Schrauben mit diesem
Verfahren verringert die Möglichkeit,
dass Schrauben sich lösen
und stromabwärts
bewegen, und vermindert die Notwendigkeit, die Schrauben zu kühlen. Ein
wesentlicher Nachteil des Kaltseiten-Schraubverfahrens ist jedoch
die Zeit, die benötigt
wird, um Zugang zu den Schrauben zu erhalten, um die Liner zu demontieren
und zu ersetzen. Ein Zugang zu den Schrauben von der Innenseite
der Turbinenbrennkammer aus ist nicht möglich. Stattdessen ist ein
Zugang zu den Schrauben erst möglich,
nachdem der Triebwerksmantel abgehoben worden ist, was ein Vorgang
ist, welcher Stunden oder Wochen in Anspruch nehmen kann.
-
Daher
besteht Bedarf an einem effizienteren System und Verfahren, um Brennkammerliner
auf lösbare
Weise an Trägern
zu befestigen.
-
Eine
Befestigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus
WO
92/04548 A1 bekannt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines
oder mehrerer eingespannter Elemente an einem Rahmen. Bei wenigstens
einer Ausführungsform
kann die Befestigungsvorrichtung verwendet werden, um einen oder mehrere
Turbinenbrennkammer-Liner, die eine Turbinenbrennkammer definieren,
an einem Träger
zu befestigen. Die Befestigungsvorrichtung kann in der Lage sein,
Liner von der heißen
Seite der Brennkammer aus an einem Träger zu befestigen, ohne dass die
Gefahr besteht, dass sich die Befestigungsvorrichtung löst und in
den Brennkammerhohlraum fällt. Die
Befestigungsvorrichtung ist aus einem um eine Rotationsachse drehbaren
Körper
ausgebildet. Der Körper
der Befestigungsvorrichtung weist einen oder mehrere Hohlräume zur
Aufnahme eines oder mehrerer Befestigungselemente auf. Bei einer
Ausführungsform
kann die Befestigungsvorrichtung einen Hohlraum aufweisen, der entlang
der Rotationsachse positioniert ist, und sie weist ein Befestigungselement
auf, das in dem mindestens einen Hohlraum positioniert ist und mit
dem Körper
verbunden ist. Der Körper
kann außerdem
so gestaltet sein, dass er in einen Hohlraum in einem Rahmen passt.
-
Die
Befestigungsvorrichtung weist einen oder mehrere sich von dem Körper aus
erstreckende Arme aus, die so gestaltet sind, dass sie eine Kante eines
eingespannten Elementes ergreifen, um das eingespannte Element an
einem Rahmen zu befestigen.
-
Die
Befestigungsvorrichtung weist einen mit dem Körper verbundenen Halter auf,
um zu verhindern, dass sich das Befestigungselement von dem Körper löst, während das
Befestigungselement nicht mit einem Rahmen verbunden ist. Der Halter
umfasst einen Flansch, der mit einem Abschnitt des Körpers verbunden
ist. Der Flansch begrenzt die Ausbildung eines Hohlraumes, der so
bemessen und gestaltet ist, dass er einen Kopf eines Befestigungselementes in
einer solchen Position enthalten kann, dass sich das Befestigungselement
drehen und über
eine begrenzte Entfernung entlang der Rotationsachse bewegen kann.
Der Flansch kann als ein untrennbarer Teil des Körpers oder als ein Anschlussstück ausgebildet
sein. Das Anschlussstück
kann mittels eines Gewindes mit dem Körper der Befestigungsvorrichtung
verbunden sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Befestigungselement
mit einem Unterflansch gehalten werden, der zwischen einem Kopf
eines Befestigungselements und einem mit einem Schaft des Befestigungselements
verbundenen Flansch positioniert ist. Das Befestigungselement kann
sich drehen und kann sich über
eine begrenzte Entfernung in einer Richtung bewegen, welche im Allgemeinen
parallel zur Rotationsachse ist.
-
Der
Arm kann eine Lippe an einem Ende des Armes zum Ergreifen einer
Kante eines eingespannten Elementes aufweisen. Die Lippe kann eine Öffnung aufweisen,
die so bemessen ist, dass sie eine Kante eines eingespannten Elementes
aufnehmen kann. Bei einer Ausführungsform
weist die Befestigungsvorrichtung zwei Arme auf, die sich von dem Körper aus
in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, die im Allgemeinen orthogonal
zur Rotationsachse des Körpers
sind.
-
Die
Befestigungsvorrichtung kann außerdem eine
Ausrichtvorrichtung zur Aufnahme eines Ausrichtwerkzeugs aufweisen,
um den Körper
zu drehen, damit ein oder mehrere Arme mit einem eingespannten Element
in Berührung
kommen. Bei einer Ausführungsform
wird die Ausrichtvorrichtung von einem oder mehreren Längskeilen
gebildet, die mit einer Innenfläche
des Hohlraumes in dem Körper
verbunden sind, und entsprechende Keilnuten können in dem Ausrichtwerkzeug
angebracht sein, oder umgekehrt. Bei wenigstens einer Ausführungsform
ermöglicht die
Ausrichtvorrichtung vorzugsweise, dass das Befestigungselement an
einem Rahmen befestigt wird, während
das Ausrichtwerkzeug mit dem Körper
verbunden bleibt. Zum Beispiel kann das Ausrichtwerkzeug auch von
einem im Allgemeinen hohlen Gehäuse
gebildet werden, das einen sechseckigen Querschnitt hat.
-
Die
Befestigungsvorrichtung kann außerdem eine
Drehbegrenzungsvorrichtung aufweisen, um zu verhindern, dass sich
der Körper
der Befestigungsvorrichtung um die Rotationsachse dreht, nachdem das
Befestigungselement befestigt worden ist. Die Drehbegrenzungsvorrichtung
kann ausgebildet sein, indem eine Außenfläche des Körpers so gestaltet ist, dass
sie eine Drehung des Körpers
verhindert, wenn der Körper
in einen Hohlraum im Rahmen eingesetzt wird. Der Hohlraum kann eine
Innenfläche
aufweisen, die im Wesentlichen ähnlich
der Außenfläche des
Körpers
geformt ist. Die Außenfläche des
Körpers
kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen: eine plane
Fläche,
einen Vorsprung, einen Schlitz oder eine andere Vorrichtung. Die
Außenfläche verhindert
eine Drehung des Körpers,
indem sie sich mit der Innenfläche
des Hohlraumes verklemmt, wenn der Körper leicht gedreht wird.
-
Die
Befestigungsvorrichtung kann verwendet werden, um ein oder mehrere
eingespannte Elemente an einem Rahmen zu befestigen, und kann bei
einer Ausführungsform
verwendet werden, um einen oder mehrere Turbinenbrennkammer-Liner
an einem Träger
zu befestigen. Die Befestigungsvorrichtung wird zunächst in
der Nähe
des Trägers
angeordnet. Die Befestigungsvorrichtung kann lose mit dem Träger verbunden
werden. Bei einer Ausführungsform können zwei
Liner um die Befestigungsvorrichtung herum positioniert und auf
dem Träger
angebracht werden, so dass eine Kante des Liners den Träger berührt oder
sich wenigstens in dessen Nähe
befindet. Danach kann ein Werkzeug mit der Ausrichtvorrichtung verbunden
werden, um den Körper
der Befestigungsvorrichtung zu drehen, bis die Arme die Liner berühren. Sobald
die Arme die Kanten der Liner ergreifen, kann das Befestigungselement
befestigt werden. Bei wenigstens einer Ausführungsform kann das Befestigungselement
befestigt werden, indem das Befestigungselement gedreht wird. Wenn
das Befestigungselement befestigt wird, wird die Drehbegrenzungsvorrichtung
betätigt,
was verhindert, dass sich der Körper
der Befestigungsvorrichtung dreht und die Liner freigibt. Sobald
das Befestigungselement vollständig
befestigt worden ist, sind die Liner mit dem Träger verbunden. Die Liner können ausgebaut
werden, indem das Befestigungselement so weit gelöst wird,
bis die Drehbegrenzungsvorrichtung gestattet, dass sich der Körper der
Befestigungsvorrichtung dreht und die Kanten des Liners aus dem Griff
der Arme löst.
Diese und andere Ausführungsformen
werden weiter unten ausführlicher
beschrieben.
-
KURZDARSTELLUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
beigefügten
Zeichnungen, welche mit in diese Patentbeschreibung einbezogen sind
und einen Bestandteil derselben darstellen, zeigen Ausführungsformen
der hier offenbarten Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung
der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung.
-
1 ist
eine Schnittdarstellung einer ringförmigen Turbinenbrennkammer.
-
2 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung.
-
3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines eingespannten
Elements.
-
4 ist
eine perspektivische Ansicht von der Unterseite der Befestigungsvorrichtung
von 2 mit zwei Armen zum Befestigen von zwei eingespannten
Elementen an einem Rahmen.
-
5 ist
eine Schnittdarstellung der Befestigungsvorrichtung entlang der
Schnittlinie 5-5 in 2.
-
6 ist
eine Schnittdarstellung der Befestigungsvorrichtung entlang der
Schnittlinie 6-6 in 2.
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
der Vorrichtung von 2 mit einem Arm zum Befestigen
von zwei eingespannten Elementen an einem Rahmen.
-
8 ist
eine perspektivische Ansicht von zwei eingespannten Elementen, die
unter Verwendung der in 7 dargestellten Vorrichtung
miteinander verbunden sind.
-
9 ist
eine perspektivische Ansicht eines eingespannten Elements, das mit
der in 7 dargestellten Befestigungsvorrichtung verwendet
werden kann.
-
10 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines eingespannten Elements.
-
11 ist
eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung
entlang der Schnittlinien 11-11 in 8.
-
12 ist
eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung
entlang der Schnittlinien 12-12 in 8.
-
13 ist
eine seitliche Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform
der Befestigungsvorrichtung.
-
14 ist
eine Schnittdarstellung der Befestigungsvorrichtung mit Armen in
einer geöffneten Position und
eingespannten Elementen, welche die Befestigungsvorrichtung berühren.
-
15 ist
eine Schnittdarstellung der Befestigungsvorrichtung mit Armen, die
sich mit eingespannten Elementen im Eingriff befinden.
-
16 ist
eine Schnittdarstellung der Befestigungsvorrichtung mit Armen, die
sich mit eingespannten Elementen im Eingriff befinden, und einem Befestigungselement,
das am Rahmen befestigt ist.
-
17 ist
eine Schnittdarstellung der Befestigungsvorrichtung mit Armen, die
in eine geöffnete
Position gedreht sind, und eingespannten Elementen, die in eine
Position gebracht wurden, in der sie keinen Kontakt mit der Befestigungsvorrichtung
mehr haben.
-
18 ist
eine Draufsicht eines Turbinenbrennkammer-Liners, der unter Verwendung
einer Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen mit einem Träger verbunden
ist.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Wie
in den 1-18 dargestellt, betrifft diese
Erfindung eine Befestigungsvorrichtung 10 zum Verbinden
eines oder mehrerer eingespannter Elemente 12 mit einem
Rahmen 14. Bei wenigstens einer Ausführungsform kann, wie in 1 dargestellt,
das eingespannte Element 12 ein oder mehrere Turbinenbrennkammer-Liner 16 sein,
und die Befestigungsvorrichtung 10 kann so gestaltet sein,
dass sie einen oder mehrere Turbinenbrennkammer-Liner 16 an
einem Träger 14 einer
Turbinenbrennkammer 18 befestigt. Die Befestigungsvorrichtung 10 kann
ferner so gestaltet sein, dass sie es ermöglicht, Turbinenbrennkammer-Liner 16 von
der Innenseite 20 einer Turbinenbrennkammer 18 aus
auszubauen, welcher auch als die heiße Seite der Turbinenbrennkammer bezeichnet
werden kann. Die Befestigungsvorrichtung 10 verwendet,
wie in 2 dargestellt, ein oder mehrere Befestigungselemente 22,
um eingespannte Elemente 12 mit einem Rahmen 14 zu
verbinden, und weist einen Halter 36 auf, der verhindern
soll, dass sich das Befestigungselement 22 von der Befestigungsvorrichtung 10 löst.
-
Wie
in den 2, 4 und 5 dargestellt,
wird die Befestigungsvorrichtung 10 von einem Körper 26 gebildet.
Der Körper 26 ist
um eine Rotationsachse 28 drehbar. Der Körper 26 kann
so gestaltet sein, dass er in einen Hohlraum 27 des Rahmens 14 passt,
wie 5 zeigt. Der Körper 26 kann
eine oberste Fläche 32 aufweisen,
die so gestaltet ist, dass sie eine Feinpassung mit dem Hohlraum 27 herstellt,
um zu verhindern oder im Wesentlichen zu verhindern, dass Kühlgase zwischen
dem Körper 26 und dem
Hohlraum 27 austreten. Der Körper 26 kann aus einem
oder mehreren Teilen hergestellt sein. Bei einer Ausführungsform
kann der Körper 26 aus
zwei oder mehr Teilen hergestellt sein, welche zusammengeschweißt sein
können.
Bei einer anderen Ausführungsform
kann der Körper 26 aus
einem einzigen Teil hergestellt sein. Der Körper 26 kann aus Materialien
hergestellt sein, wie etwa, unter anderem: Aluminium; Stahl, wie
etwa nichtrostender Stahl; Titan; Nickel; Nickellegierungen; Superlegierungen
auf Nickelbasis; und Ähnliches.
-
Wie
in 5 dargestellt, weist der Körper 26 einen oder
mehrere Hohlräume 30 zur
Aufnahme eines Befestigungselements 22 auf. Der Hohlraum 30 kann
sich von einer Oberseite 32 bis zu einer Unterseite 34 des
Körpers 26 erstrecken.
Bei wenigstens einer Ausführungsform
weist der Körper 26 einen
Hohlraum 30 auf, der entlang der Rotationsachse 28 angeordnet
ist. Der Hohlraum 30 kann außerdem geeignete Abmessungen
aufweisen, um dem Befestigungselement 22 zu ermöglichen,
sich um die Rotationsachse 28 zu drehen, während das
Befestigungselement in dem Hohlraum positioniert ist, und um dem
Körper 26 zu
ermöglichen,
sich um die Rotationsachse zu drehen.
-
Der
Körper 26 weist
ein oder mehrere Befestigungselemente 22 auf, wie in den 2, 4 und 5 dargestellt.
Wie in 5 dargestellt, kann das Befestigungselement 22 so
bemessen sein, dass es in den Hohlraum 30 passt und mit
dem Rahmen 14 zum Eingriff gelangt. Das Befestigungselement 22 kann
ein beliebiger lösbarer
Verbinder sein, der eine ausreichende Festigkeit aufweist, um das
eingespannte Element 12 mit dem Rahmen 14 zu verbinden
und um einer Vorformung oder einem Ausfall oder beidem infolge der
hohen Temperaturen, die im Inneren 20 der Turbinenbrennkammer 18 anzutreffen
sind, standzuhalten. Bei wenigstens einer Ausführungsform kann, wie in 4 dargestellt,
das Befestigungselement 22 ein oder mehrere Gewindebolzen
sein. Wie in den 2 und 5 dargestellt,
kann das Befestigungselement 22 eine oder mehrere Öffnungen 23 aufweisen,
um zu ermöglichen,
dass ein Kühlfluid
wie etwa Luft durch das Befestigungselement 22 strömt, um Abschnitte
des Befestigungselements und des Körpers 26 zu kühlen, die
heißen
Gasen im Inneren 20 der Turbinenbrennkammer 18 ausgesetzt
sind. Bei einer Ausführungsform
kann das Befestigungselement 22 entlang der Rotationsachse 28 des
Körpers
positioniert sein, wie in den 4 und 5 dargestellt.
Bei einer anderen Ausführungsform
kann die Befestigungsvorrichtung 10 zwei oder mehr Befestigungselemente 22 aufweisen,
die in dem Körper 26 positioniert
sind, jedoch nicht entlang der Rotationsachse 28 angeordnet
sind (nicht dargestellt).
-
Die
Befestigungsvorrichtung 10 kann einen Halter 36 aufweisen,
wie in den 2 und 5 dargestellt,
um zu verhindern, dass sich das Befestigungselement 22 von
dem Körper 26 löst. Somit
verhindert der Halter 36, falls sich das Befestigungselement 22 während der
Verwendung von dem Rahmen 14 löst, dass sich das Befestigungselement
von der Befestigungsvorrichtung 10 löst und sich stromabwärts bewegt,
wo das Befestigungselement erheblichen Schaden an der Turbine verursachen
könnte. Der
Halter 36 kann dem Befestigungselement 22 gestatten,
sich relativ zum Körper 26 zu
bewegen. Zum Beispiel kann bei Ausführungsformen, bei denen das Befestigungselement 22 ein
Gewindebolzen ist, wie zum Beispiel in den 2 und 5 dargestellt, der
Halter 36 dem Befestigungselement 22 ermöglichen,
sich relativ zum Körper 26 zu
drehen und sich über
eine begrenzte Entfernung entlang der Rotationsachse 28 zu
bewegen. Insbesondere umfasst der Halter 36, wie in 5 dargestellt,
einen Flansch 38, der mit dem Körper 26 verbunden
ist. Der Flansch 38 kann eine Öffnung 40 zur Aufnahme
wenigstens eines Werkzeugs zum Drehen des Befestigungselements 22 aufweisen.
Vorzugsweise ist die Öffnung 40 im
Flansch 38 so gestaltet, dass sie verhindert, dass sich
das Befestigungselement 22 durch die Öffnung hindurch bewegt. Die Öffnung 40 kann
einen Durchmesser aufweisen, welcher kleiner als der Durchmesser
eines Kopfes 42 des Befestigungselements 22 ist.
-
Der
Halter 36 kann außerdem
aus einem unteren Flansch 44 gebildet sein, wie in 5 dargestellt.
Der untere Flansch 44 kann eine Öffnung 46 zu Halten
eines Schaftes 48 eines Befestigungselements 22 aufweisen.
Vorzugsweise kann die Öffnung 46 des
unteren Flansches 44 so gestaltet sein, dass sie verhindert,
dass sich der Kopf 42 durch die Öffnung hindurch bewegt. Bei
einer Ausführungsform kann
die Öffnung 46 einen
Durchmesser aufweisen, welche größer als
der Durchmesser des Schaftes 48, jedoch kleiner als der
Durchmesser des Kopfes 42 des Befestigungselements 22 ist.
Bei einer Ausführungsform
kann der untere Flansch 44 an den Körper 26 angeformt
sein.
-
Bei
einer Ausführungsform
kann der untere Flansch 44 ein Anschlussstück 50 sein,
wie in den 2 und 13 dargestellt.
Das Anschlussstück 50 kann
mit dem Körper 26 verbunden
sein, um zu verhindern, dass sich das Befestigungselement 22 von
dem Körper 26 löst. Bei
einer Ausführungsform kann,
wie in den 2 und 13 dargestellt,
das Anschlussstück 50 mittels
eines Gewindes mit dem Körper 26 verbunden
sein. Es können
eine oder mehrere Schweißnähte 52 verwendet
werden, wie in 15 dargestellt, um zu verhindern,
dass sich das Anschlussstück 50 löst und möglicherweise
von dem Körper 26 trennt
und dadurch ermöglicht,
dass sich das Befestigungselement 22 von dem Körper 26 löst.
-
Die
Befestigungsvorrichtung 10 weist einen oder mehrere Arme 54 auf,
die sich von dem Körper 26 aus
erstrecken, wie in den 2, 4, 5, 7, 11 und 13-17 dargestellt,
und so gestaltet sind, dass sie eine Kante 62 eines eingespannten
Elements ergreifen, nachdem der Körper 26 um die Rotationsachse 28 gedreht worden
ist. Die 7 und 11 zeigen
eine Ausführungsform
einer Befestigungsvorrichtung 10 mit einem Arm 54,
der in der Lage ist, mindestens zwei eingespannte Elemente 12 zu
ergreifen, und die 2, 4, 5 und 13-17 zeigen eine
Ausführungsform
einer Befestigungsvorrichtung mit zwei Armen 54. Bei wenigstens
einer Ausführungsform
kann der Arm 54 sich im Allgemeinen orthogonal zu der Rotationsachse 28 erstrecken.
Ein Ende 56 des Armes 54 kann so gestaltet sein,
dass es das eingespannte Element 12 ergreift. Bei einer Ausführungsform
kann das Ende 56 eine Lippe 60 zum Ergreifen eines
eingespannten Elements aufweisen. Die Lippe 60 kann im
Allgemeinen orthogonal zu der Rotationsachse 28 angeordnet
sein. Bei einer Ausführungsform
kann, wie in 13 dargestellt, mindestens ein
Abschnitt der Lippe 60 unter einem spitzen Winkel 61,
wie etwa zwischen ungefähr einem
Grad und ungefähr
45 Grad, bezüglich
einer Linie angeordnet sein, die im Allgemeinen orthogonal zur Rotationsachse 28 ist.
Das Positionieren der Lippe 60 auf diese Weise erleichtert
das Herstellen der Verbindung mit dem eingespannten Element 12,
insbesondere dann, wenn die Kante 62 verzogen ist und nicht
mit dem Rahmen 14 bündig
ist. Das Ende 56 ist nicht auf diese Formen begrenzt, sondern
das Ende 56 kann auf eine beliebige Weise gestaltet sein,
die es ermöglicht,
die Verbindung mit dem eingespannten Element 12 herzustellen
und das eingespannte Element 12 am Rahmen 14 zu
halten.
-
Bei
einer Ausführungsform
kann, wie in den 2 und 4 dargestellt
ist, die Befestigungsvorrichtung 10 mindestens zwei Arme 54 aufweisen. Die
Arme können
sich vom Körper 26 aus
in im Allgemeinen entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Die Enden 56 der
Arme 54 können
so gestaltet sein, dass sie das eingespannte Element 12 ergreifen, wenn
die Befestigungsvorrichtung 10 um die Rotationsachse 28 gedreht
wird. Die Arme 54 können Öffnungen 64 aufweisen,
um Abschnitte von eingespannten Elementen 12 aufzunehmen.
Die Öffnungen 64 in
der Lippe 60 können
im Allgemeinen orthogonal zu einer Linie positioniert sein, die
sich radial von der Rotationsachse 28 aus erstreckt und
im Allgemeinen orthogonal zu dieser ist. Die Öffnungen 64 können außerdem in
im Allgemeinen entgegengesetzte Richtungen gerichtet sein (nicht
dargestellt). Die Richtungen, in welchen die Öffnungen 64 in den 2 und 4 dargestellt
sind, können
bei einer alternativen Ausführungsform
beide umgekehrt sein.
-
Die
Befestigungsvorrichtung 10 kann außerdem eine Ausrichtvorrichtung 66,
wie in 2 dargestellt, aufweisen, zum Drehen der Befestigungsvorrichtung 10,
so dass das Ende 56 des Armes 54 mit dem eingespannten
Element 12 in Berührung kommt.
Die Ausrichtvorrichtung 66 kann eine beliebige Vorrichtung
sein, die in der Lage ist, eine Verbindung mit der Befestigungsvorrichtung 10 herzustellen
und den Körper 26 zu
drehen. Die Ausrichtvorrichtung 66 kann einen Ausrichtanzeiger 67 zur
Bestimmung der Position des Arms 54 aufweisen. Die Ausrichtvorrichtung 66 kann
eine Längskeil-
und Keilnut-Anordnung aufweisen. Eine oder mehrere Keilnuten 68 können an
den Innenflächen
des Hohlraums 30 angebracht sein, und ein oder mehrere Längskeile 70,
die den Keilnuten 68 entsprechen, können an einem Ausrichtwerkzeug 72 vorhanden sein,
oder umgekehrt. Bei einer Ausführungsform kann
die Ausrichtvorrichtung 66 hohl sein und einen sechseckigen
Querschnitt aufweisen. Das Ausrichtwerkzeug 72 kann ebenfalls
eine Außenfläche mit
einem sechseckigen Querschnitt aufweisen, oder es kann andere Querschnitte
aufweisen. Vorzugsweise ermöglicht
das Ausrichtwerkzeug 72, dass das Befestigungselement 22 unter
Verwendung eines Drehwerkzeuges 74 gedreht wird, während das
Ausrichtwerkzeug 72 an der Befestigungsvorrichtung 10 befestigt
bleibt. Bei einer Ausführungsform
weist, wie in 2 dargestellt, das Ausrichtwerkzeug 72 mindestens
eine Öffnung 76 auf,
um einem Drehwerkzeug 74 den Zugang zu dem Befestigungselement 22 zu ermöglichen,
während
das Ausrichtwerkzeug an dem Körper 26 befestigt
bleibt. Das Ausrichtwerkzeug kann eine halbkreisförmige oder
andere Gestalt haben, welche das Befestigungselement 22 nicht
behindert.
-
Bei
einer Ausführungsform,
bei der das Befestigungselement 22 ein Gewindebolzen ist,
wie in den 2 und 5 dargestellt,
kann das Befestigungselement 22 einen Kopf 42 aufweisen,
der eine Aufnahme 77 zum Aufnehmen eines Drehwerkzeuges 74 zum
Drehen des Befestigungselements 22 relativ zum Körper 26 enthält. Die
Aufnahme 77 ist vorzugsweise kleiner als die Öffnung 40 in
dem oberen Flansch 38, so dass das Drehwerkzeug 74 in
die Aufnahme 77 eingeführt
werden kann. Die Aufnahme 77 kann eine beliebige Gestalt
haben, die es ermöglicht, das
Befestigungselement 22 unter Verwendung des Drehwerkzeuges 74 zu
drehen. Zum Beispiel, und ohne dass dies eine Einschränkung darstellt,
kann die Aufnahme 77 drei oder mehr Seitenwände aufweisen,
welche einen Querschnitt mit den folgenden Formen bilden können: dreieckig,
rechteckig, quadratisch, sternförmig,
sechseckig und andere.
-
Die
Befestigungsvorrichtung 10 kann außerdem, wie in den 4 und 5 dargestellt,
eine Drehbegrenzungsvorrichtung 78 aufweisen, um zu verhindern,
dass sich der Körper 26 um
die Rotationsachse 28 dreht, wenn der Arm 54 mit
dem eingespannten Element 12 in Verbindung steht und das Befestigungselement 22 befestigt
wird. Bei einer Ausführungsform
verhindert die Drehbegrenzungsvorrichtung 78, dass sich
der Körper 26 dreht,
sobald der Körper 26 wenigstens
teilweise in dem Hohlraum 27 im Rahmen 14 angebracht
worden ist. Die Drehbegrenzungsvorrichtung 78 kann von
einer Außenfläche 82 des
Körpers 26 gebildet
werden, die so gestaltet ist, dass sie eine Drehung des Körpers um
die Rotationsachse 28 verhindert. Die Außenfläche 82 kann
eine oder mehrere im Wesentlichen plane Flächen aufweisen, die so gestaltet
sind, dass sie eine Feinpassung mit einer Innenfläche 84 des
Hohlraums 27 aufweisen, der im Rahmen 14 ausgebildet ist.
Anders ausgedrückt,
die Innenfläche 84 des
Hohlraums 27 kann im Wesentlichen ähnlich der Außenfläche 82 des
Körpers 26 geformt
sein. Die Innenfläche 84 kann
eine plane Fläche,
einen Vorsprung oder eine andere Vorrichtung aufweisen, die in der
Lage ist, mit der Außenfläche 82 eine
Feinpassung aufzuweisen und zu verhindern, dass sich der Körper 26 dreht.
Die Außenfläche 82 kann
außerdem
einen oder mehrere Vorsprünge
aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie mit Schlitzen in der
Innenfläche 84 zusammenpassen,
oder umgekehrt. Die Unterseite 34 kann ebenfalls einen
oder mehrere Vorsprünge
aufweisen, um eine Drehung des Körpers 26 um
die Rotationsachse 28 zu verhindern.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
kann, wie in 4 dargestellt, die Drehbegrenzungsvorrichtung 78 von
einem Anschlussstück 88 gebildet werden,
das mit einer Fläche 90 des
Körpers 26 verbunden
ist. Das Anschlussstück 88 kann
eine beliebige äußere Form
haben, die in der Lage ist zu verhindern, dass sich der Körper 26 dreht,
wie etwa diejenigen Formen, die oben für die Außenfläche 82 des Körpers 26 beschrieben
wurden. Zum Beispiel kann das Anschlussstück 88 eine oder mehrere
im Wesentlichen plane Außenflächen aufweisen,
wie etwa unter anderem einen sechseckig geformten Querschnitt.
-
Die
Befestigungsvorrichtung 10 kann außerdem eine oder mehrere Vorspannvorrichtungen 92 zum
Vorspannen des Körpers 26 in
eine geöffnete Position
aufweisen, wie in den 5 und 11 dargestellt.
Bei einer Ausführungsform
kann die Vorspannvorrichtung 92 eine oder mehrere Federn
sein, die zwischen der Unterseite 34 des Körpers 26 und der
Innenfläche 84 des
Hohlraums 27 positioniert sind. Ein Vorspannen des Körpers 26 in
eine geöffnete
Position stellt sicher, dass die Öffnung 64 der Lippe 60 in
der Lage ist, die Kante 62 des eingespannten Elements 12 aufzunehmen.
Diese Anordnung ist oft notwendig, wenn sich die Kante 62 durch
Wärmeeinwirkung
verzogen hat und nicht bündig
an dem Rahmen 14 anliegt, ohne dass eine Kraft auf die
Kante 62 ausgeübt
wird.
-
Die
Befestigungsvorrichtung 10 kann eine oder mehrere Dichtungen 87 zum
Abdichten eingespannter Elemente 12 bezüglich des Rahmens 14 aufweisen.
Wie in den 5 und 11 dargestellt,
können
die Dichtungen 87 auf einer oder beiden Seiten der Öffnung 40 zwischen
der Oberseite 32 und eingespannten Elementen 12 angebracht werden.
Wie 6 zeigt, kann eine einzige Dichtung verwendet
werden, um benachbarte eingespannte Elemente 12 bezüglich des
Rahmens 14 abzudichten.
-
Die
Befestigungsvorrichtung 10 kann verwendet werden, um ein
eingespanntes Element 12 an einem Rahmen 14 zu
befestigen. Bei wenigstens einer Ausführungsform kann, wie in 7 dargestellt,
die Befestigungsvorrichtung einen einzigen Arm 54 verwenden,
um mindestens zwei eingespannte Elemente 12, welche Turbinenbrennkammer-Liner
sein können,
an einem Rahmen, welcher ein Träger 14 sein
kann, zu befestigen. Bei dieser Ausführungsform können die
eingespannten Elemente 12 so gestaltet sein, dass die Kanten 62 der einzelnen
eingespannten Elemente ineinander greifen und die Lippe 60 mit
einer Fläche
versehen, welche eine Lippe 60 ergreifen kann. Insbesondere
kann das eingespannte Element 94, wie in den 8 und 12 dargestellt,
eine Kante 96 aufweisen, welche sich im Wesentlichen von
dem eingespannten Element 94 weg erstreckt, während das
eingespannte Element 98 eine Kante 100 aufweist,
die sich zu dem eingespannten Element 98 hin erstreckt.
Bei dieser Anordnung können
sich die Kanten 96 und 100 verschachteln, so dass
sie eine einzige Kante darstellen, die der Arm 54 ergreifen
kann. Wie in 9 dargestellt, kann das mit
einem einzigen Arm 54 verwendbare eingespannte Element 94 eine Öffnung 95 zur
Aufnahme eines Ausrichtwerkzeugs 72 aufweisen. Bei einer
anderen mit einem einzigen Arm 54 verwendbaren Ausführungsform
kann, wie in 10 dargestellt, das eingespannte
Element 12 eine Öffnung 95 zur
Aufnahme eines Ausrichtwerkzeugs 72 und eine Einkerbung 97 zur
Aufnahme eines Ausrichtwerkzeugs 72 aufweisen. Die Einkerbung 97 kann
an irgendeinem von benachbarten eingespannten Elementen 12 angebracht
sein, wie in den 8 und 10 dargestellt,
oder an beiden benachbarten eingespannten Elementen 12,
wie in den 2, 5 und 11 dargestellt.
Eine Kante 62 eines eingespannten Elements 12 kann sich
zu einem benachbarten eingespannten Element hin erstrecken, wie
in den 8, 9 und 10 dargestellt.
-
Bei
anderen Ausführungsformen
kann, wie in den 2, 4, 5 und 13-17 dargestellt,
die Befestigungsvorrichtung 10 zwei Arme 54 verwenden,
um zwei eingespannte Elemente 12 an einem Rahmen 14 zu
befestigen. Die eingespannten Elemente 12 können jeweils
Kanten 62 aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie der
Lippe 60 Flächen
zum Ergreifen zur Verfügung
stellen. Wie in 3 dargestellt, erstreckt sich
die Kante 62 des eingespannten Elements 12 im
Allgemeinen von einem benachbarten eingespannten Element 12 weg.
-
Das
Befestigen der eingespannten Elemente 12 unter Anwendung
beider Konstruktionen kann gemäß dem folgenden
Verfahren bewerkstelligt werden, wie in den 14-16 dargestellt.
Wie in 14 dargestellt, kann die Befestigungsvorrichtung 10 in
der Nähe
des Rahmens 14 in einem Bereich angeordnet werden, in welchem
die Befestigungsvorrichtung mit dem Rahmen verbunden werden kann.
Wie in 15 dargestellt, kann das Befestigungselement 22 lose
mit dem Rahmen 14 verbunden werden, so dass sich der Körper 26 um
die Rotationsachse 28 drehen kann. Die Befestigungsvorrichtung 10 kann
lose am Rahmen 14 befestigt werden, zum Beispiel durch
Drehen des Befestigungselements 22. Die eingespannten Elemente 12 können vorzugsweise
in einer solchen Position bezüglich
des Rahmens 14 angeordnet werden, dass wenigstens ein Abschnitt
der Kante 62 den Rahmen 14 berührt oder in der Nähe des Rahmens
angeordnet ist. Der Körper 26 kann
so gedreht werden, dass die Öffnung 64 des
Arms 54 die Kante 62 aufnimmt. Sobald der Arm 54 die
Kante 62 ergriffen hat, kann das Befestigungselement 22 festgezogen
werden, wie in 16 dargestellt. Wenn das Befestigungselement 22 festgezogen
wird, wird die Drehbegrenzungsvorrichtung 78 betätigt, indem
die Außenfläche 82 des
Körpers 26 in
die Nähe
der Innenfläche 84 des
Hohlraums 27 gebracht wird. Infolgedessen können die
eingespannten Elemente 12 nicht gelöst werden, bis das Befestigungselement 22 gelöst wird
und der Arm 54 ausreichend weit gedreht wird, um die Kante 62 aus
der Lippe 60 zu lösen.
-
Wie
in 17 dargestellt, kann bewirkt werden, dass die
eingespannten Elemente 12 von der Befestigungsvorrichtung 10 freigegeben
werden, indem das Befestigungselement 22 gelöst wird
und der Körper 26 so
gedreht wird, dass die Kanten 62 von den Armen 54 freigegeben
werden. Das Befestigungselement 22 muss ausreichend weit
gelöst
werden, bevor die Drehbegrenzungsvorrichtung 78 ermöglicht,
dass der Körper 26 gedreht
wird.
-
18 zeigt
eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen 10, die einen
Liner 12 mit einem Träger 14 verbinden.
Ein Liner 12 kann an einem Träger 14 unter Verwendung
einer oder mehrerer Befestigungsvorrichtungen 10 gehalten
werden und kann, bei wenigstens einer Ausführungsform, 8 Befestigungsvorrichtungen 10 verwenden.
-
Das
Obige dient Zwecken der Veranschaulichung, Erläuterung und Beschreibung von
Ausführungsformen
dieser Erfindung. Modifikationen und Anpassungen dieser Ausführungsformen
sind für Fachleute
offensichtlich und können
vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich dieser Erfindung zu verlassen.