DE602005005988T2 - Turbine für eine Wärmekraftanlage mit Haltevorrichtung - Google Patents

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/32Locking, e.g. by final locking blades or keys
    • F01D5/323Locking of axial insertion type blades by means of a key or the like parallel to the axis of the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2250/411Movement of components with one degree of freedom in rotation

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Turbine für eine Wärmekraftanlage mit einem Rotor, wobei mindestens eine Schaufel einen Schaufelfuß, der über eine Nut-/Stangenverbindung mit dem Rotor in Eingriff steht, und eine Verriegelungsvorrichtung aufweist, die zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor angeordnet ist, um eine Relativbewegung in mindestens einer Richtung zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor zu sperren.
  • Im Stand der Technik derzeit bekannte Turbinen umfassen axial montierte Schaufeln. Zum Beispiel umfassen Niederdruckdampfturbinenschaufeln Schaufelfüße, die in axialer und radialer Richtung gesichert sind, um die Schaufel in der Rotornut zu halten und sie an einer Schwingbewegung zu hindern. Eine solche Schwingbewegung würde letztendlich die Oberflächen der Schaufelfüße und/oder Rotornuten beschädigen, was zu einem frühen Versagen der beteiligten Teile führt. Die US 3986779 offenbart eine Verriegelungsvorrichtung zum lösbaren Befestigen von Teilen an Rotoren von Strömungsmaschinen.
  • Zur Sicherung der Schaufelfüße in der Rotornut wird derzeit ein Verstemmstück in jeweilige Rotornuten zur Radialverriegelung eingesetzt. Axialverriegelung wird durch Einsetzen von Verriegelungsstreifen in tangentialen Rotornuten erreicht.
  • Kurze Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Turbine für eine Wärmekraftanlage der oben erwähnten Art, in der die mindestens eine Schaufel kostengünstig und sicher am Rotor befestigt werden kann, insbesondere in einem einfachen und effizienten Montagevorgang.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Turbine für eine Wärmekraftanlage gemäß der obigen Art bereitgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verriegelungsvorrichtung eine drehbare Nockenscheibe nach Anspruch 1 umfasst.
  • Durch Drehen der Nockenscheibe der Verriegelungsvorrichtung aus einer Position, in der der Schaufelfuß und der Rotor an von dem Lappen weg liegenden Stellen an die Nockenscheibe stoßen, in eine Position, in der der Lappen den Schaufelfuß oder den Rotor berührt, werden der Schaufelfuß und der Rotor auseinander gedrückt. Dies führt zu dem Eingriff zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor über die Nut-/Stangenverbindung, die festzuziehen ist, wenn jeweilige Eingriffsflächen des Schaufelfußes und des Rotors fest zusammengedrückt werden. Die sich ergebende Verriegelung des jeweiligen Schaufelfußes mit dem Rotor kann deshalb in einem einfachen Montagevorgang erreicht werden, nämlich durch einfaches Drehen der Nockenscheibe. Dies führt zu einem kostengünstigen Montagevorgang. Des Weiteren kann die Verriegelungsvorrichtung nur aus einem einzigen Teil hergestellt werden, wodurch die Kosten der Vorrichtung weiter reduziert werden.
  • Des Weiteren kann das Verriegeln des jeweiligen Schaufelfußes mit dem Rotor durch Zurückdrehen der Nockenscheibe in ihre Ausgangsposition leicht erzielt werden. Der Schaufelfuß kann deshalb gemäß der erfindungsgemäßen Lösung leicht demontiert werden. Eine neue Turbinenschaufel kann anschließend durch Verwendung der gleichen Verriegelungsvorrichtung durch Drehen dieser letzteren in ihre Verriegelungsposition installiert werden. Im Vergleich zu derzeit in der Technik bekannten Lösungen, bei denen Verstemmstücke in jeweilige Rotornuten und/oder Verriegelungsstreifen in tangentiale Rotornuten eingesetzt werden, müssen bei der Turbine gemäß der vorliegenden Erfindung keine Nuten in hochbeanspruchten Zonen des Rotors und der Schaufel vorgesehen werden. Dadurch wird die Langlebigkeit des Rotors und der jeweiligen Schaufeln und deshalb der Gesamtturbine erhöht.
  • Gemäß der Erfindung ist es weiterhin praktisch, wenn die Nockenscheibe zur Erzeugung einer Radialkraft zwischen dem Rotor und dem Schaufelfuß im Bereich der Nut-/Stangenverbindung durch Drehen der Nockenscheibe angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Nockenscheibe so angeordnet, dass ihre Drehachse im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rotors verläuft. Insbesondere ist es praktisch, wenn die Drehachse der Nockenscheibe bezüglich der Längsachse des Rotors in einem Winkel in einem Bereich von 0° bis 40°, vorzugsweise in einem Bereich von 20° bis 30°, angeordnet ist. Dies gestattet ein Verriegeln der jeweiligen Turbinenschaufel in zumindest einer radialen Richtung.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Verriegelungsvorrichtung weiterhin eine vorzugsweise biegbare Nockenwelle umfasst, die mit der Nockenscheibe verbunden und parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rotors, insbesondere in einem Winkel in einem Bereich von 0° bis 40°, vorzugsweise in einem Bereich von 20° bis 30°, bezüglich der Längsachse des Rotors, angeordnet ist. Die Nockenwelle gestattet eine leichte Betätigung der drehbaren Nockenscheibe von außerhalb der Turbine. Die Verriegelungsvorrichtung ist deshalb von einer Seite, vorzugsweise von der Auslassseite der Turbine, zugänglich. Weiterhin ist es praktisch, wenn die Nockenwelle einen Drehschlüsseleinsatz, vorzugsweise einen Inbusschlüsseleinsatz, aufweist. Auf diese Weise kann die Verriegelungsvorrichtung unter Verwendung von standardmäßigen Werkzeugen betätigt werden. Der Betrieb der erfindungsgemäßen Turbine ist aufgrund der Nockenwelle wartungsfreundlich konzipiert. Des Weiteren verbessert die Nockenwelle die Lagestabilität der Nockenscheibe, da aufgrund der Anordnung der Nockenwelle zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor die daran befestigten Nockenscheibe in einer Lage stabilisiert wird, in der sich ihre Stirnseiten senkrecht zur Längsachse des Rotors erstrecken. Durch Biegbarmachen der Nockenwelle kann zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor eine „elastische" Kraft erzeugt werden, indem die Nockenscheibe in eine Position gedreht wird, in der die Nockenwelle aufgrund des Zusammenwirkens zwischen dem Lappen der Nockenscheibe mit dem Schaufelfuß gebogen wird. Die damit erzeugte „elastische" Kraft hält einen ausreichenden Wert über einen großen Rotorbetriebsbereich. Dies gestattet weiterhin eine absichtliche Radialbewegung des Fußes bezüglich des Rotors.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Schaufelfuß und/oder der Rotor jeweils eine jeweilige Scheibenaussparung aufweisen, die zur Aufnahme eines jeweiligen Teils der Nockenscheibe ausgeführt ist, wenn sie mit ihrer Drehachse parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rotors, im Wesentlichen in einem Winkel in einem Bereich von 0° bis 40°, vorzugsweise in einem Bereich von 20° bis 30°, bezüglich der Längsachse des Rotors ausgerichtet ist. Dies bedeutet, dass sich die Nockenscheibe senkrecht zur Längsachse des Rotors erstreckt. Die jeweiligen Scheibenaussparungen im Schaufelfuß und im Rotor gestatten eine Axialverriegelung der Turbinenschaufel am Rotor. Zum Bewegen der Turbinenschaufel bezüglich des Rotors in Längsrichtung, müsste die Nockenscheibe von der Nockenwelle abgeschert werden. Somit wird ein Formschluss erreicht. Gemäß der erfindungsgemäßen Turbine ist nur eine Verriegelungsvorrichtung erforderlich, um sowohl eine Radial- als auch Axialbewegung des jeweiligen Schaufelfußes bezüglich des Rotors zu sperren.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Rotor eine Wellenaussparung aufweist, die an der Scheibenaussparung im Rotor angrenzt und sich entlang einem Teil der Nockenwelle erstreckt, wobei die radiale Tiefe der Wellenaussparung geringer ist als die radiale Tiefe der Scheibenaussparung im Rotor. Eine entsprechend konfigurierte Wellenaussparung gestattet ein Biegen der Nockenwelle, wenn die Nockenscheibe in eine verriegelte Position gedreht wird. Des Weiteren können die oben beschriebenen Vorteile bezüglich der Bereitstellung einer biegbaren Nockenwelle durch Vorsehen der obigen Wellenaussparung besser erreicht werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Nockenscheibe mindestens zwei Lappen umfasst, von denen einer vorzugsweise einen größeren Spitzenradius aufweist als der andere. Vorteilhafterweise weisen die jeweiligen minimalen Radien der Winkelbereiche zwischen den mindestens zwei Lappen mindestens zwei verschiedene Werte auf. Dies gestattet die Anordnung der Nockenscheibe in einer ersten Drehposition, in der der Winkelbereich zwischen den mindestens zwei Lappen mit dem kleineren Wert zum Schaufelfuß weist. In dieser Drehposition kann der Schaufelfuß mit dem Rotor in Eingriff gebracht werden, indem er in einer Längsrichtung des Rotors entlang dem Rotor geschoben wird, so dass die Stange und die Nut der Nut-/Stangenverbindung ineinandergleiten. Bei diesem Gleitvorgang kann der Schaufelfuß über die Nockenscheibe gleiten. Dann kann die Nockenscheibe in eine Ausrichtung gedreht werden, in der der Winkelbereich zwischen den mindestens zwei Lappen mit dem größeren Radius zum Schaufelfuß weist und somit in die Scheibenaussparung des Schaufelfußes ragt. Damit kann die Nockenscheibe in einen so genannten Gleichgewichtsbereich ausgerichtet werden, was bedeutet, dass sich die Nockenscheibe in einer stabilen Verriegelungsposition zwischen den mindestens zwei Lappen befindet. Ein unerwünschtes Entriegeln des Schaufelfußes durch eine durch Schwingbewegung während des Betriebs der Turbine eingeleitete Drehung der Nockenscheibe wird durch die mindestens zwei Lappen verhindert, die die mögliche Bewegung der Nockenscheibe bezüglich des Schaufelfußes auf den Winkelbereich zwischen den beiden Lappen begrenzen.
  • Zur Erleichterung des Montagevorgangs, in dem der Schaufelfuß in einer Längsrichtung des Rotors zum Eingreifen in die Nut-/Stangenverbindung geschoben wird, ist es von Vorteil, wenn einer der Mindestradien so ausgelegt ist, dass der jeweilige Teil der Nockenscheibe in einer Drehposition der Verriegelungsvorrichtung, in der der jeweilige Teil zur Scheibenaussparung weist, nicht in die Scheibenaussparung ragt. Auf diese Weise wird der Verschiebungsvorgang nicht durch die Nockenscheibe behindert. Da die Nockenscheibe nicht in die Scheibenaussparung des Schaufelfußes ragt, wird der Schaufelfuß bei Ausrichtung in der richtigen Position durch die Nockenscheibe während des Montagevorgangs nicht berührt.
  • Weiterhin ist es praktisch, wenn der mindestens eine Lappen einen Sperrlappen enthält, der einen Spitzenradius aufweist, welcher so ausgerichtet ist, dass der jeweilige Teil der Nockenscheibe die Tiefe der Scheibenaussparung im Schaufelfuß und/oder im Rotor übertrifft, so dass er eine vollständige Umdrehung der Nockenscheibe sperrt und/oder ihr entgegenwirkt. Dazu kann der Spitzenradius des Sperrlappens größer ausgelegt werden als der Spitzenradius des Sicherungslappens, kann aber auch gleich dem Radius ausgeführt werden. Dieses Merkmal verbessert die Verriegelungszuverlässigkeit des Schaufelfußes am Rotor, da es dazu beiträgt, ein unerwünschtes Entriegeln der Verbindung zu verhindern. Die Verbindung zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor kann nur leicht entriegelt werden, indem die Nockenscheibe entgegen der zum Verriegeln der Verbindung verwendeten Drehrichtung gedreht wird. Eine Drehung der Nockenscheibe in die gleiche Richtung ist aufgrund des Vorhandenseins des Verriegelungslappens nicht oder nicht leicht möglich. Diese Wirkung erhöht auch die Benutzerfreundlichkeit der Verriegelungsvorrichtung, da der Bediener durch den Sperrlappen daran gehindert wird, die Nockenscheibe während des Verriegelungsvorgangs zu weit zu drehen.
  • Zur Bereitstellung eines Gleichgewichtsbereichs bezüglich der Drehposition der Nockenscheibe, in der die Nut-/Stangenverbindung sicher gesperrt ist, ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Lappen einen Sicherungslappen enthält, der einen Spitzenradius aufweist, welcher so ausgelegt ist, dass der jeweilige Teil der Nockenscheibe die Tiefe der Aussparung im Schaufelfuß übertrifft, so dass die Nockenscheibe nur über gleichzeitiges Biegen der Nockenwelle gedreht werden kann. Dies bedeutet, dass zum Entriegeln der Nut-/Stangenverbindung die Nockenscheibe gegen einen durch den Sicherungslappen erzeugten „Widerstand" gedreht werden muss, der nur durch Bewirken einer Biegung der Nockenwelle überwunden werden kann. Dieses Merkmal verhindert weiter ein zum Beispiel durch während des Betriebs der Turbine erzeugte Schwingungen verursachtes unbeabsichtigtes Entriegeln der Nut-/Stangenverbindung.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Nut-/Stangenverbindung eine hinterschnittene Nut und eine entsprechende ausgebauchte Stange umfasst, vorzugsweise eine Nut und eine Stange, die jeweils ein Tannenbaumprofil aufweisen. Bei einer alternativen Ausführungsform können die Nut und die Stange ein Schwalbenschwanzprofil aufweisen. Diese Art und Weise des Eingriffs zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor ist besonders robust. Eine durch die Verriegelungsvorrichtung erzeugte Radialkraft, die den Rotor und den Schaufelfuß auseinander drückt, bewirkt eine Verriegelung des Eingriffs zwischen der hinterschnittenen Nut und der entsprechend ausgebauchten Stange.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine ausführliche Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die folgenden schematischen Zeichnungen bereitgestellt; darin zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht eines Verbindungsteils zwischen einem Turbinenrotor und einer Turbinenschaufel unter Verwendung einer Verriegelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 den Schnitt II-II nach 1,
  • 3 eine perspektivische Ansicht der in den 1 und 2 gezeigten Verriegelungsvorrichtung mit einer Nockenscheibe,
  • 4a eine Änderung des Radius der Nockenscheibe nach 3 in kartesischen und polaren Koordinaten,
  • 4b die radiale Änderung der Nockenscheibe nach 4a gegenüber dem Winkel φ,
  • 5a die Form der Verriegelungsvorrichtung nach 3, die einer unbedeutenden Radialkraftgröße ausgesetzt ist, und
  • 5b die Form der Verriegelungsvorrichtung nach 3, die einer bedeutenden Radialkraftgröße ausgesetzt ist.
  • Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
  • 1 zeigt eine Schnittansicht eines Verbindungsteils zwischen einem Turbinenrotor 10 und einer Wärmekraftanlage mit einer Rotorachse 11 und einem Schaufelfuß 12 einer Turbinenschaufel. Der Schaufelfuß 12 kann einen geraden Unterteil, wie in 1 gezeigt, oder einen gekrümmten Unterteil aufweisen. Die Turbinenschaufel ist eine im Wesentlichen axial montierte Schaufel, das heißt zur Montage wird der Schaufelfuß 12 in einer linearen oder gekrümmten Bahn, die in einem kleinen Winkel zur Richtung der Rotorachse 11 ausgerichtet ist, was die Horizontalrichtung in 1 ist, in eine in 2 gezeigte Rotornut 13 geschoben. Die Rotornut 13 weist ein Tannenbaumprofil auf und ist an das Profil des entsprechend geformten Schaufelfußes 12 angepasst. Bei einer weiteren Ausführungsform, die in den Figuren nicht gezeigt wird, können die Rotornut 13 und der Schaufelfuß 12 ein Schwalbenschwanzprofil aufweisen.
  • Aufgrund der Tannenbaumprofile gelangen der Schaufelfuß 12 und die Rotornut 13 in einer Radialrichtung des Turbinenrotors 10, die der Vertikalrichtung in den 1 und 2 entspricht, in Eingriff. Das heißt, der Eingriff zwischen dem Schaufelfuß 12 und der Rotornut 13 verhindert, dass der Schaufelfuß 12 in einer Radialrichtung aus der Rotornut 13 rutscht.
  • Zwischen dem Turbinenrotor 10 und dem Schaufelfuß 12 ist eine Verriegelungsvorrichtung 14, wie in den 1 und 2 dargestellt, angeordnet. Die Verriegelungsvorrichtung 14 umfasst eine parallel zur Rotorachse 11 angeordnete Nockenwelle 18 und eine an einem Ende der Nockenwelle 18 angeordnete Nockenscheibe 16. In der in 1 gezeigten Position ragt die Nockenscheibe 16 sowohl in eine Scheibenaussparung 22 des Rotors 10 als auch in eine Scheibenaussparung 24 des Schaufelfußes 12. Angrenzend an der Scheibenaussparung 22 des Rotors 10 ist im Rotor 10 eine Wellenaussparung 20 mit einer im Vergleich zur Scheibenaussparung 22 geringeren radialen Tiefe vorgesehen. Wie in den 5a und 5b dargestellt, gestattet die Wellenaussparung 20 ein Biegen der Nockenwelle 18, wenn an die am vorderen Ende der Nockenwelle 18 angeordnete Nockenscheibe 16 eine Radialkraft F angelegt wird. Die in Radialrichtung an einem Endbefestigungspunkt 36 zwischen dem Rotor 10 und dem Schaufelfuß 12 in Radialrichtung festgelegte und an einem Rotorstützpunkt 38 gestützte Nockenwelle 18 biegt sich größtenteils mit dem nach rechts ragenden Teil der Nockenwelle 18 nach unten.
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsvorrichtung 14. Das Profil der Nockenscheibe 16 in der Ebene der Stirnfläche der Nockenscheibe 16 wird in den 4a und 4b in kartesischen und polaren Koordinaten ausführlich gezeigt. Dazu ist der Radius r gegen den Winkel φ abgewickelt aufgetragen. Wie aus den Schaubildern ersichtlich, weist die Nockenscheibe 16 zwei Lappen auf, nämlich einen ersten Sicherungslappen 26 und einen zweiten, längeren Sperrlappen 28. Zwischen dem Sicherungslappen 26 und dem Sperrlappen 28 ist eine Gleichgewichtszone 30 mit kleinerem Radius angeordnet. Bei Winkel φ = 0 weist die Nockenscheibe 16 einen minimalen Radius 32 auf.
  • Für den Montagevorgang des Schaufelfußes 12 und des Rotors 10 ist die Verriegelungsvorrichtung 14 in einer Drehposition angeordnet, wie in 2 gezeigt, in der der Teil mit dem minimalen Radius 32 bezüglich der Rotorachse 11 radial nach außen weist. In dieser Drehposition kann die Nockenscheibe 16 des Schaufelfußes 12 ohne Behinderung mit der Nockenscheibe 16 in die Rotornut 13 und daraus heraus gleiten, das heißt der Schaufelfuß 12 kann über die Nockenscheibe 16 gleiten.
  • Wenn sich der Schaufelfuß 12 in seiner axialen Endposition befindet, wird die Nockenscheibe 16 über einen Drehschlüsseleinsatz 34 an der gegenüberliegenden Seite der Nockenwelle 18 und/oder an der Stirnfläche der Nockenscheibe 16 (in den Figuren nicht gezeigt) gedreht. Der Drehschlüsseleinsatz 34 kann über einen Inbusschlüssel oder ein ähnliches Werkzeug betätigt werden. Durch Drehen der Nockenscheibe 16 gelangt ihr Außenumfang in die Scheibenaussparung 24 des Schaufelfußes 12. An einem bestimmten Punkt der Drehung schlägt der Sicherungslappen 26 gegen das untere Ende der Scheibenaussparung 24. Dadurch wird eine Kraft erzeugt, die auf den Schaufelfuß 12 wirkt und an der Nockenscheibe 16 eine Reaktionskraft auslöst. Die Nockenwelle 18 biegt sich wiederum, wie in 5B gezeigt. Bei weiterer Drehbewegung über den Sicherungslappen 26 hinaus wird der Teil der Nockenscheibe 16 im Bereich der Gleichgewichtszone 30 (geringstes Potential) in der Scheibenaussparung 24 des Schaufelfußes 12 angeordnet. In dieser Drehposition wird die Radialkraft auf die Nockenscheibe 16 verringert, so dass sich die Nockenwelle zu einer weniger gebogenen Form biegt oder vollständig in eine gerade, nicht gebogene Form zurückkehrt, wie in 5a gezeigt. Eine weitere Drehung der Nockenscheibe 16 in die gleiche Richtung wird durch den Sperrlappen 28 gesperrt.
  • Mit der Sperrvorrichtung 14 in einer Drehposition, in der die Nockenscheibe 16 in die Scheibenaussparung 24 des Schaufelfußes 12 im Bereich der Gleichgewichtszone 30 ragt, ist der Schaufelfuß 12 sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung gesperrt. Die Nockenscheibe 16 müsste erbgeschert werden, um eine Axialbewegung zu gestatten, und somit ist ein Formschluss erreicht. Die Verriegelung in Radialrichtung wird andererseits mit einer elastischen Komponente implementiert. Eine Bewegung des Schaufelfußes 12 in einer Radialrichtung zum Turbinenrotor 10 hin ist unter einem elastischen Biegen der Nockenwelle 18 zu einem gewissen Grad möglich, wie in 5b gezeigt. Die in Gleichgewichtsposition vorhandene Radialkraft verhindert eine Schwing- oder Kippbewegung der Schaufel während Getriebebetriebs.
  • Zum Entriegeln des Schaufelfußes 12 muss die Verriegelungsvorrichtung 14 entgegengesetzt zu der zum Verriegeln des Schaufelfußes 12 verwendeten Drehrichtung gedreht werden. Das heißt unter Verwendung eines Inbusschlüssels wird die Verriegelungsvorrichtung 14 über den Sicherungslappen 26 in eine Position zurückgedreht, in der der minimale Radius 32 zur Scheibenaussparung 24 des Schaufelfußes 12 weist.

Claims (8)

  1. Turbine für eine Wärmekraftanlage mit einem Rotor (10), mindestens einer Schaufel mit einem Schaufelfuß (12), der über eine Nut-/Stangenverbindung (12, 13) mit dem Rotor (10) in Eingriff steht, und einer Verriegelungsvorrichtung (14), die zwischen dem Schaufelfuß (12) und dem Rotor (10) angeordnet ist, um eine Relativbewegung in mindestens einer Richtung zwischen dem Schaufelfuß (12) und dem Rotor (10) zu sperren, wobei die Verriegelungsvorrichtung (14) eine drehbare Nockenscheibe (16) mit mindestens einem Lappen (26, 28) umfasst, wobei der Schaufelfuß (12) und/oder der Rotor (10) jeweils eine jeweilige Scheibenaussparung (22, 24) aufweisen, die zur Aufnahme eines jeweiligen Teils der Nockenscheibe (16), wenn sie mit ihrer Drehachse im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rotors (10) ausgerichtet ist, ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenscheibe (16) mindestens zwei Lappen (26, 28) umfasst, von denen einer vorzugsweise einen größeren Spitzenradius aufweist als der andere, und mindestens ein Lappen (26, 28) einen Sperrlappen (28) enthält, der einen Spitzenradius aufweist, welcher so ausgeführt ist, dass der jeweilige Teil der Nockenscheibe die Tiefe der Scheibenaussparung (24) im Schaufelfuß (12) und/oder im Rotor (10) übertrifft, so dass er eine vollständige Umdrehung der Nockenscheibe (16) sperrt und/oder ihr entgegenwirkt.
  2. Turbine nach Anspruch 1, wobei die Nockenscheibe (16) zur Erzeugung einer Radialkraft zwischen dem Rotor (10) und dem Schaufelfuß (12) im Bereich der Nut-/Stangenverbindung (12, 13) durch Drehung der Nockenscheibe (16) ausgeführt ist.
  3. Turbine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verriegelungsvorrichtung weiterhin eine vorzugsweise biegbare Nockenwelle (18) umfasst, die mit der Nockenscheibe (16) verbunden und im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Rotors (10), insbesondere in einem Winkel in einem Bereich von 0° bis 40°, vorzugsweise in einem Bereich von 20° bis 30°, bezüglich der Längsachse des Rotors (10) angeordnet ist.
  4. Turbine nach Anspruch 1, wobei der Rotor (10) eine Wellenaussparung (20) aufweist, die an der Scheibenaussparung (22) im Rotor (10) angrenzt und sich entlang einem Teil der Nockenwelle (18) erstreckt, wobei die radiale Tiefe der Wellenaussparung (20) geringer ist als die radiale Tiefe der Scheibenaussparung (22) im Rotor (10).
  5. Turbine nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen minimalen Radien der Winkelbereiche zwischen den mindestens zwei Lappen (26, 28) mindestens zwei verschiedene Werte aufweisen.
  6. Turbine nach Anspruch 1 oder 5, wobei einer der minimalen Radien so ausgelegt ist, dass der jeweilige Teil der Nockenscheibe (16) in einer Drehposition der Verriegelungsvorrichtung, in der der jeweilige Teil zur Scheibenaussparung (24) weist, nicht in die Scheibenaussparung (24) des Schaufelfußes (12) ragt.
  7. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Lappen (26, 28) einen Sicherungslappen (26) enthält, der einen Spitzenradius aufweist, welcher so ausgelegt ist, dass der jeweilige Teil der Nockenscheibe (16) die Tiefe der Scheibenaussparung (24) im Schaufelfuß (12) übertrifft, so dass die Nockenscheibe (16) nur durch gleichzeitiges Biegen der Nockenwelle (18) gedreht werden kann.
  8. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nut-/Stangenverbindung (12, 13) eine hinterschnittene Nut (13) und eine entsprechend ausgebauchte Stange (12), vorzugsweise eine Nut (13) und eine Stange (12), die jeweils ein tannenbaumförmiges Profil aufweisen, umfasst.
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