DE60220492T2 - Verbindungs- und Verriegelungssystem für die Laufschaufeln eines Axialverdichters - Google Patents

Verbindungs- und Verriegelungssystem für die Laufschaufeln eines Axialverdichters Download PDF

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Carlo 53036 Poggibonsi Bacciottini
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description

  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System für die Verbindung und Verriegelung der Laufschaufeln eines Axialverdichters.
  • Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein System für die Verbindung und Verriegelung von Laufschaufeln, die entlang des Umfangs des Laufrads befestigt sind und die in einer Anordnung am Laufrad eines Axialverdichters einer Gasturbine befestigt sind.
  • Der Terminus "Gasturbine" bezeichnet die Gesamtheit einer rotierenden Wärmekraftmaschine, die die Enthalpie von Gas in nutzbare Arbeit umwandelt und dabei direkt aus einem Verbrennungsprozess erhaltene Gase nutzt und mechanische Energie an eine rotierende Welle liefert.
  • Die Turbine umfasst daher üblicherweise einen oder mehrere Verdichter oder Turboverdichter, die von außen angesaugte Luft verdichten.
  • Verschiedene Injektoren liefern den Treibstoff, der mit der Luft gemischt wird, um ein zu entzündendes Treibstoff-Luft-Gemisch zu bilden.
  • Der Axialverdichter wird von einer richtigerweise so bezeichneten Turbine oder von einem Turboexpander angetrieben, die/der einem Benutzer durch Umwandlung der Enthalpie des in der Brennkammer verbrannten Gases mechanische Energie liefert.
  • Der Turboexpander, der Turboverdichter, die Brennkammer (oder Heizapparat), die Ausgangswelle für die mechanische Energie, das Steuerungssystem und das Startsystem bilden die wesentlichen Komponenten einer Gasturbine.
  • Was den Betrieb einer Gasturbine anbelangt, so ist bekannt, dass das Fluid durch eine Reihe von Einlasskanälen in den Verdichter eintritt.
  • In diesen Kanälen ist das Gas durch niedrigen Druck und niedrige Temperatur charakterisiert, aber bei seiner Passage durch den Verdichter wird das Gas verdichtet und seine Temperatur steigt.
  • Es tritt dann in die Brennkammer (oder den Heizapparat) ein, wo es einem weiteren signifikanten Temperaturanstieg unterliegt.
  • Die Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur des Gases zu erhöhen, wird durch die Verbrennung von Flüssigtreibstoff geliefert, der mittels Injektoren in die Brennkammer eingeführt wird.
  • Die Verbrennung wird beim Start der Maschine durch Zündkerzen initiiert.
  • Am Auslass der Brennkammer passiert das Gas mit hohem Druck und hoher Temperatur geeignete Kanäle, erreicht die Turbine, wo es einen Teil der im Verdichter und der Brennkammer angesammelten Energie abgibt, und strömt durch die Abgaskanäle nach außen.
  • Da die vom Gas an die Turbine übermittelte Arbeit größer als die vom Gas im Verdichter aufgenommene Arbeit ist, verbleibt eine gewisse Energiemenge in der Welle der Maschine, und es ist diese Arbeit, die nach Abzug der von den Zubehörteilen und dem passiven Widerstand der bewegten mechanischen Teile absorbierten Arbeit die nutzbare Arbeit der Maschine darstellt.
  • Was den Verdichter anbelangt, so ist der maximale Verdichtungsdruck beschränkt durch die Stärke der verwendeten Materialien.
  • Unter den gegebenen Druck-, Temperatur- und Geschwindigkeitsbedingungen der rotierenden Teile, bei denen der Verdichter betrieben wird, ist ersichtlich, dass die verschiedenen Komponenten und insbesondere die Schaufeln besonders belastet werden und rapider Abnutzung unterworfen sind.
  • Um zu ermöglichen, dass Wartung und Austausch durchgeführt werden können, werden die Schaufeln und das Laufrad nicht als ein Teil gefertigt, sondern die Schaufeln werden an ihren Fußvorsprüngen befestigt, die in geeignete, auf dem Rand des Laufrads ausgebildete Sitze eingesetzt werden.
  • In den Verbindungen der Laufschaufeln sind bei Betrieb der Maschine die Befestigungen hohen lotrechten, Biege- und möglicherweise Torsionsbelastungen ausgesetzt.
  • Es ist daher ersichtlich, dass das Verfahren der Schaufelbefestigung ein entscheidender Aspekt der Konstruktion jeden Rotors ist.
  • In Axialturbinen werden für die üblichste Art der Schaufelbefestigung im Laufrad ausgebildete Sitze verwendet, deren Seitenprofile mit einem Einschubschlitz versehen sind, in dem die Endabschnitte oder Füße der Schaufeln eingerastet sind.
  • Diese Sitze können in Form von peripheren Einschubschlitzen ausgebildet werden, sie sich im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Laufrads erstrecken, so dass die Schaufeln in einer im Wesentlichen axialen Richtung eingesteckt werden.
  • Eine andere Art der Schaufelbefestigung ist bekannt als Umfangsbefestigung, wobei auf dem äußeren Umfang des Laufrads ein umlaufender Einschubschlitz ausgebildet wird, um zu ermöglichen, dass die Schaufeln in radialer Richtung eingesteckt werden.
  • GB-A-1 509 048 offenbart eine Laufschaufelanordnung, bei der aufeinander folgende Schaufeln (1) in einen umlaufenden, unterschnittenen Einschubschlitz (4) im Rand (6) eines Laufrads (5) eingeführt werden und ein Verriegelungsteil (7) vor der letzten Schaufel eingeführt wird, umfassend einen oberen Abschnitt (9) und einen Zylinderstiftabschnitt (10), der mit Bezug auf den oberen Abschnitt (9) gegen eine Schraubenfeder (11) herunter drückbar ist, um in einer Aussparung (19) am Boden des Einschubschlitzes einzurasten, um die Schaufeln gegen umlaufende Bewegung zu verriegeln.
  • Ein besonders signifikantes Problem auf dem Gebiet der Rotorschaufelkonstruktion für Axialverdichter ist das Problem, Verbindungen zur Verfügung zu stellen, die die Ausfallzeit für Wartungs- und Austauscharbeiten auf ein Minimum reduzieren.
  • Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die schnelle Montage und Demontage sowie den schnellen Austausch von Schaufeln des Typs, der umlaufend am Rotor befestigt ist, zu ermöglichen, indem ein Schaufelverbindungs- und Verriegelungssystem mit einer reduzierten Anzahl von Teilen zur Verfügung gestellt wird, das das Entfernen der Verriegelungsvorrichtungen und den Austausch der Schaufeln ohne Demontage des Rotors ermöglicht.
  • Ein Nachteil, der sich bei den Schaufel-Laufradverbindungen nach dem Stand der Technik herausgestellt hat, sind die Montagetoleranzen, und zwar deshalb, weil übermäßige Abstände in der Anordnung der Schaufeln gefährliche Schwingungen bewirken können, während das Fehlen derartiger Abstände zu Schwinden führen kann, weil die thermische Ausdehnung verhindert wird, was zu zusätzlicher Belastung führt.
  • Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schaufelverbindungs- und Verriegelungssystem zur Verfügung zustellen, das korrekte Montagetoleranzen gewährleistet.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungs- und Verriegelungssystem für die Laufschaufeln eines Axialverdichters zur Verfügung zustellen, das während des Betriebes der Maschine eine hohe Verlässlichkeit aufweist.
  • Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst, indem ein Verbindungs- und Verriegelungssystem für die Laufschaufeln eines Axialverdichters, wie in Anspruch 1 beschrieben, zur Verfügung gestellt wird.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden in den nachfolgenden Ansprüchen näher beschrieben.
  • Das Verbindungs- und Verriegelungssystem für die umlaufend an einem Laufrad befestigten Laufschaufeln eines erfindungsgemäßen Axialverdichters umfasst die Befestigung einer Vielzahl von Schaufeln, positioniert in einer Anordnung entlang dem Umfang eines Laufrads, durch die Einführung eines geformten Fußes jeder Laufschaufel und unter Anwendung eines Mittels zur Positionierung und Verriegelung der Schaufeln in einem umlaufenden Sitz, der entlang dem Umfang des Laufrads ausgebildet ist, und wobei dieser Sitz verschiebbar in einer radialen Anordnung die Schaufelfüße und die Positionierungs- und Verriegelungsmittel aufnehmen kann. Zumindest ein Einschubschlitz, der den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitz unterbricht, um das Einsetzen der Schaufelfüße und der Positionierungs- und Verriegelungsmittel zu ermöglichen, wird zur Verfügung gestellt.
  • Die charakteristischen Eigenschaften des Verbindungs- und Verriegelungssystems für die Laufschaufeln eines Axialverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung und durch die angefügten Figuren erklärt, die sich auf eine Ausführungsform beziehen, die als Beispiel und ohne einschränkende Absicht beschrieben wird.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Verbindungs- und Verriegelungssystems;
  • 2 ist eine Teil-Draufsicht auf ein für das erfindungsgemäße Verbindungs- und Verriegelungssystem konstruiertes Laufrad;
  • 3 ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in 2;
  • 4 ist eine Explosionsansicht als Teilschnitt von Details des erfindungsgemäßen Systems;
  • 5 ist ein Schemaschnitt, der das erfindungsgemäße Verbindungs- und Verriegelungssystem darstellt;
  • 6 ist eine Seitenansicht eines Teils des erfindungsgemäßen Systems.
  • Mit Bezug auf die Figuren umfasst ein vielstufiger Axialverdichter ein Laufrad 1 mit einer Vielzahl von Stufen 2, von denen jede entlang ihrem Umfang eine Anordnung von umlaufend befestigten Laufschaufeln 10 umfasst.
  • Die Laufschaufeln 10 jeder Anordnung sind im Wesentlichen identisch, da ihr aerodynamisches und konstruktives Verhalten identisch sein muss.
  • Die Konstruktion einer Laufschaufel 10 umfasst im Wesentlichen drei Hauptabschnitte: eine viereckige Plattform 11, vorzugsweise trapezförmig, einen Abschnitt mit einem aerodynamischen Profil 12, gestaltet, um die Luft zu verdichten, das sich von der Oberseite der Plattform 11 erstreckt, und einen Fuß 13, der als Befestigung im Laufrad 1 fungiert, und sich von der Unterseite der Plattform 11 erstreckt.
  • Der Fuß 13 ist der Abschnitt, an dem die Laufschaufel 10 mit dem Laufrad 1 verbunden ist, und verhindert das Auswerfen der Schaufel durch Zentrifugalkraft.
  • Der Fuß 13 ist derart ausgebildet, dass er eine teilweise Befestigung in einem entsprechend ausgebildeten Sitz 3 bildet, der entlang dem Umfang des Laufrades 81 ausgebildet ist.
  • In diesem Zusammenhang sollte darauf hingewiesen werden, dass, obwohl auf ein Laufrad 1 Bezug genommen wird, das die Laufschaufeln 10 trägt, in einigen Verdichtern eine Vielzahl von Schaufelstufen direkt mit der Rotorwelle verbunden sind, die für diesen Zweck konstruiert ist und eine Anzahl von umlaufend angeordneten Sitzen zur Verfügung stellt, die gleich der Anzahl der anzubringenden Schaufelstufen ist.
  • Die Befestigung des Fußes 13 in dem umlaufenden Sitz 3 wird als teilweise Befestigung betrachtet, weil sie der Schaufel 10 erlaubt, sich entlang dem Umfang des Laufrads 1 zu verschieben, aber seine Bewegung in axialer Richtung verhindert.
  • Um die teilweise Befestigung zwischen der Schaufel und dem Laufrad auszubilden, verfügen der Fuß 13 der Schaufel 10 und der umlaufende Sitz 3 über zueinander passende Profile, die in verschiedenen Formen gefertigt werden können, um unterschiedliche Gestaltungs- und Konstruktionsanforderungen zu erfüllen.
  • Der Fuß 13 erscheint von vorne betrachtet in Bezug auf die Richtung der Verschiebung im umlaufenden Sitz 3 in Form eines Schwalbenschwanzes mit gerundeten Ecken.
  • In seinem oberen Teil, in dem Abschnitt nahe der Plattform 11, hat der Fuß 13 ein Paar Aussparungen 13', die sich mit entsprechenden Gegenstücken 3' verbinden können, die an den Wänden des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitzes 3 nahe dem Boden ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise sind die Aussparungen 13', die Gegenstücke 3', die Vorsprünge 13'' und die Krümmungen 3'' als Paare der entsprechenden Elemente gefertigt, aber andere Befestigungsformen, die genauso effektiv sind, können auch nur eine geformte Seite aufweisen.
  • Der Fuß 13 hat eine Dicke s, gemessen in der Verschieberichtung der Schaufel 10 in dem umlaufenden Sitz 3, und erstreckt sich zentral mit Bezug auf die Plattform 11, die in derselben Richtung eine Seite aufweist, deren Abmessung L exakt gleich 2 × die Dicke s ist.
  • Die Schaufeln 10 werden im Sitz 3 durch Positionierungs- und Verriegelungsmittel verriegelt, die zumindest einen Anschlag 20 umfassen, der auch in der Form eines Schwalbenschwanzes mit gerundeten Ecken ausgebildet ist, und eine Dicke s hat, die im Wesentlichen gleich der Dicke des Fußes 13 ist, abhängig von den unterschiedlichen festgelegten Montagetoleranzen, und der ein Profil hat, das im Wesentlichen das des Fußes 13 reproduziert, so dass es in den umlaufenden Sitz 3 eingesetzt und in diesem verschoben werden kann.
  • Insbesondere hat der Anschlag 20 in seinem oberen Teil Aussparungen 20', die die Profile der entlang den Wänden des umlaufenden Sitzes 3 ausgebildeten Gegenstücke 3' reproduzieren, und an seiner Basis ein Paar Vorsprünge 20'', die mit den Vorsprüngen 13'' der Füße 13 identisch sind, und die in den Krümmungen 3'' der Wände des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitzes 3 gehalten werden können.
  • Der Anschlag 20 hat auch eine Dicke s, gemessen in der Verschieberichtung der Schaufel 10 und des Anschlags 20 in dem umlaufenden Sitz 3, die im Wesentlichen gleich der Dicke s der Füße 13 ist, abhängig von erforderlichen Montagetoleranzen.
  • Um eine effektive Verriegelung zu erreichen, werden zumindest zwei Anschläge 20 zur Verfügung gestellt und nach den Verfahrensweisen, die im Rest der Beschreibung erklärt werden, in einem gewissen Abstand positioniert.
  • Jeder Abschlag 20 hat ein mittiges Durchgangsloch 21 vertikal durch den Anschlag, für das Einführen eines Zylinderstifts 22.
  • Der Zylinderstift 22 jeden Anschlags 20 umfasst einen Körper 23 und einen Kopf 24, der dafür konstruiert ist, in einem am Boden des umlaufenden Sitzes 3 ausgebildeten, entsprechenden Sackloch 5 einzurasten, um jeden Anschlag 20 am Laufrad 1 zu befestigen.
  • Um den Anschlag 20 am Laufrad 1 zu befestigen, ist das mittige Loch 21 in dem Bereich, der den Körper 23 des Zylinderstifts aufnimmt, mit einem Gewinde versehen, und der Körper des Zylinderstifts ist entsprechend mit einem Gewinde versehen.
  • Wenn daher der Zylinderstift 22 eingeschraubt wird, bewegt sich der Kopf 24 zum Boden des Sacklochs 5 und verriegelt so den entsprechenden Anschlag und folglich die gesamte Anordnung von Schaufeln 10.
  • Um das radiale Einsetzen der Füße 13 und der Anschläge 20 in den umlaufenden Schlitz 3 zu ermöglichen, wird zumindest ein Einschubschlitz 4 zur Verfügung gestellt, der den umlaufenden Schlitz 3 kreuzt.
  • Vorzugsweise wird ein einziger Einschubschlitz 4 zur Verfügung gestellt, um die Verlässlichkeit des Systems zu erhöhen, aber das Zur-Verfügung-Stellen von zwei Einschubschlitzen 4 in genau entgegengesetzten Positionen bezogen auf die Laufschaufel, ermöglicht ein besseres Ausbalancieren während der Rotation.
  • In diesem Fall werden die Komponenten des gesamten Verbindungs- und Verriegelungssystems verdoppelt.
  • Der Einschubschlitz 4 ist in der Praxis eine Öffnung mit im Wesentlichen viereckiger Form, und seine Abmessungen sind geringfügig größer als die Abmessungen der Füße 13 und der Anschläge 20, da ein ausreichender Montageabstand eingehalten wird, um das radiale Einsetzen der Füße 13 und der Anschläge 20 in den umlaufenden Sitz 3 zu ermöglichen.
  • Neben jedem Anschlag 20 angeordnete Paare von Sicherungsschaufeln 10' werden für die Montage des Systems nach der Erfindung ebenfalls zur Verfügung gestellt.
  • Diese Sicherungsschaufeln 10' sind im Wesentlichen identisch mit den Schaufeln 10, aber jede von ihnen verfügt über eine Öffnung 14, die gewöhnlich halbrund ist, oder auch viereckig, wenn besondere konstruktive Anforderungen zu erfüllen sind.
  • Diese Öffnung 14 ist an der Kante der Plattform 11 ausgebildet, neben der entsprechenden Kante der anderen zu dem Paar gehörenden Sicherungsschaufel,
  • Diese Öffnungen werden in mittigen Positionen ausgebildet, um Zugang zum Zylinderstift 22 zu ermöglichen.
  • Auf eine entsprechende Weise erstreckt sich ein kleiner Anschlag oder eine Buchse 20a von der Oberseite des Anschlags 20a, wobei diese Buchse auch in einer mittigen Position ausgebildet ist und das mittige Loch 21 durch sie hindurchgeht.
  • Die Buchse 20a ist konstruiert für das Einsetzen in die halbrunden oder viereckigen Öffnungen 14, die in den Plattformen 11 der Sicherungsschaufeln 10' ausgebildet sind.
  • Wenn die Öffnungen 14 viereckig ausgebildet werden, um konstruktiven Erfordernissen gerecht zu werden, wird die Buchse ebenfalls viereckig ausgebildet.
  • Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Verbindungs- und Verriegelungssystems besser zu verstehen, sollte auf dessen Montage am Laufrad 1 Bezug genommen werden.
  • Zuerst werden die Laufschaufeln 10 in den Einschubschlitz 4 eingesetzt und in umlaufender Richtung im umlaufenden Sitz 3 weiter geschoben, wonach eine Sicherungsschaufel 10' eingesetzt wird, gefolgt von einem Anschlag 20 und danach einer weiteren Sicherungsschaufel 10', derart, dass die beiden halbrunden Öffnungen 14 so verbunden werden, dass sie eine Öffnung bilden, die den hohlen zylindrischen Körper 20a aufnehmen kann.
  • Danach werden zwei weitere Laufschaufeln 10 eingesetzt, und schließlich werden zwei weitere Sicherungsschaufeln 10', mit dem zweiten Anschlag 20 dazwischen, auf dieselbe Weise eingesetzt wie zuvor.
  • Schließlich wird die gesamte Anordnung in dem umlaufenden Sitz 3 verschoben, bis die zwei Anschläge 20, oder genauer gesagt, ihre mittigen Löcher 21 mit den Sacklöchern 5 übereinstimmen, so dass die Zylinderstifte 22 eingeschraubt werden können, bis ihre Köpfe 24 in die Sacklöcher 5 eintreten.
  • Wenn die Anordnung vollständig ist, sind die Laufschaufeln 10 und die Sicherungsschaufeln 10' entlang der Kanten ihrer Plattformen 11, rechtwinklig zur Verschieberichtung der Schaufeln, in Kontakt miteinander, und ein Abstand wird zwischen den Füßen 13 der beiden Paare von benachbarten Sicherungsschaufeln 10' für die Aufnahme der Anschläge 20 zur Verfügung gestellt.
  • Die Entscheidung, die Anschläge in einem Abstand zu positionieren und zu fixieren, der es ermöglicht, dass vier Schaufeln, und zwar zwei Laufschaufeln 10 und zwei Sicherungsschaufeln 10', zwischen ihnen angeordnet werden, wurde getroffen, um eine optimale Lösung für das Problem der für die Ausführung der Anordnung erforderlichen Toleranzen und Abstände zur Verfügung zu stellen.
  • Es sollte jedoch betont werden, dass diese Entscheidung auch von den Abmessungen der Schaufeln einer Stufe abhing, und dass sie deshalb durch Einsetzen einer anderen Anzahl von Schaufeln 10 zwischen den Anschlägen modifiziert werden könnte.
  • Insbesondere ermöglicht diese Entscheidung, die Schaufeln in der Nähe des Einschubschlitzes 4 in ihren vorher festgelegten Positionen zu belassen, und vermeidet eine Situation, in der das Einsetzen einer größeren Anzahl von Schaufeln zwischen den beiden Anschlägen als Ergebnis einer unvorhergesehenen Summe von Toleranzen bewirken könnte, dass die Position von einer der Schaufeln zu sehr mit der Position des Einschubschlitzes übereinstimmt, wodurch das Auswerfen dieser Schaufel riskiert würde.
  • Vorteilhafterweise reduziert das Zur-Verfügung-Stellen von nur einem Einschubschlitz für die gesamte Schaufelanordnung jeder Stufe des Laufrads die Möglichkeit des Auftretens derartiger Probleme noch mehr.
  • In diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, dass in der Anordnung nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei Fertigstellung der Anordnung zwei benachbarte Schaufeln symmetrisch positioniert sind, wobei ihre Plattformen 11 den Einschubschlitz 4 abdecken und diese Plattformen die Funktion haben, den Strömungskanal in den Bereichen oberhalb des die Füße aufnehmenden Schlitzes neu auszubilden.
  • Mit den Werten der Dicke s des Fußes 13, der Breite L der Plattform 11, die gleich zweimal die Dicke s ist, und der Breite des Einschubschlitzes 4, die geringfügig größer als die Dicke s ist, sind die Füße der beiden Schaufeln im Einschubschlitz 4 im Wesentlichen gleich ausgerichtet, und von daher ist es leicht vorstellbar, dass eine minimale Verschiebung der Schaufel ihren Fuß in eine Position übermäßigen Ausragens in den Einschubschlitz 4 bringen und so die Verriegelung instabil machen könnte oder während der Rotation des Laufrads das Auswerfen der Schaufel aus dem umlaufenden Sitz bewirken könnte.
  • Schließlich ermöglicht es die erfindungsgemäße Anordnung, eine übermäßige Nähe der Anschläge zu vermeiden, die durch Her vorrufen von Unregelmäßigkeiten in der kreisförmigen Symmetrie der Schaufelanordnung die Rotation des Laufrads stört.
  • Die oben stehende Beschreibung zeigt klar die charakteristischen Eigenschaften der Verbindung und Verriegelung von Schaufeln auf einem Laufrad eines Axialverdichters einer Gasturbine, was Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, und macht auch die weiteren Vorteile klar, die zusätzlich zu den vorher erwähnten umfassen:
    • – eine verlängerte durchschnittliche Betriebsdauer der Komponenten;
    • – eine höhere Rotationsgeschwindigkeit der Maschine oder eine Erhöhung der Fluidtemperatur oder eine geeignete Kombination beider Faktoren.
  • In der Praxis können die verwendeten Materialien, wie auch die Formen und Abmessungen, nach Wunsch technischen Anforderungen entsprechend variiert werden.

Claims (10)

  1. Verbindungs- und Verriegelungssystem für die in Umlaufrichtung am Laufrad (1) befestigten Laufschaufeln eines Axialverdichters, das aufweist: eine Vielzahl von Laufschaufeln (10, 10'), die in einer Reihe entlang des Umfangs des Laufrades (1) angeordnet sind, wobei jede Laufschaufel (10, 10') mit einem geformten Schaufelfuß (13) zur Verbindung mit dem Laufrad (1) eingerichtet ist; Mittel zur Positionierung und Verriegelung der Laufschaufeln (10, 10'), welche die Laufschaufeln (10, 10') in einer vorbestimmten Stellung verriegeln können, wobei die Mittel zur Positionierung und Verriegelung mindestens einen Anschlag (20) mit seitlichem Profil in der Form eines Schwalbenschwanzes mit abgerundeten Ecken umfassen, gebildet durch ein Paar Aussparungen (20') im oberen Teil des Anschlages und dazu eingerichtet, um durch Gegenstücke (3') gehalten zu werden, die entlang der Wände des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitzes (3) ausgebildet sind, wobei die Aussparungen (20') in der Nähe der Basis des Anschlages (20) mit einem Paar Vorsprüngen (20'') verbunden sind, die durch Krümmungen (3'') der Wände des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitzes (3) gehalten werden können, mindestens einen Einschubschlitz (4), der den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitz (3) unterbricht, um den Einsatz der Schaufelfüße (13) der Laufschaufeln (10, 10') und der Positionierungs- und Verriegelungsmittel zu ermöglichen; einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitz (3) mit geformtem Profil, der entlang des Umfangs des Laufrades (1) ausgebildet ist und in einer radialen Anordnung die Schaufelfüße und die Positionierungs- und Verriegelungsmittel verschiebbar aufnehmen kann, und mindestens ein Sackloch (5) in der Basis des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitzes (3), wobei der Kopf (24) eines Zylinderstiftes ins Loch eingesetzt wird, um die Laufschaufeln zu verriegeln; dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschlag (20) mit einer mittigen Gewindedurchgangsbohrung (21) zur Einführung eines Zylinderstiftes (22) ausgestattet ist, die mit entsprechendem Gewinde an dem Schaft (23) und mit einem Kopf (24) zur Fixierung des Anschlages (20) mit dem Laufrad (1) ausgestattet ist.
  2. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Paar Anschläge (20) aufweist, die in dem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitz (3) mit einer Vielzahl dazwischen eingeschobener Laufschaufeln (10, 10') und mindestens jeweils einem Paar Sacklöchern zur Verriegelung der Laufschaufeln durch die Einführung eines Zylinderstiftes untergebracht sind.
  3. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelfuß (13) und der Anschlag (20) vorbehaltlich der Montagetoleranzen, gemessen in der Richtung der Führung der Laufschaufeln (10) und der Anschläge (20) in dem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitz, exakt gleiche Profile und Dicken (s) haben.
  4. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass jede der Laufschaufeln (10, 10') eine vierseitige Plattform (11) aufweist, von deren Oberseite ein Segment mit aerodynamischem Profil (12) zur Verdichtung von Luft, und von deren Unterseite der Schaufelfuß (13) ausgeht; und dass diese Plattform, gemessen in der Richtung der Führung der Laufschaufeln (10) in dem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitz (3), eine Breite (L) hat, die der doppelten Dicke (s) des Schaufelfußes (13) und des Anschlags (20) entspricht, so dass zwischen zwei benachbarten Laufschaufeln (10, 10') der für einen Anschlag ausreichende Platz zur Verfügung steht.
  5. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch mindestens einen Einschub (4) in der Form einer im Wesentlichen viereckigen Öffnung des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitzes (3), die geringfügig größere Abmessungen als die Schaufelfüße (13) und Anschläge (20) hat, mit derart gewählten Montagetoleranzen, dass die Schaufelfüße (13) und Anschläge (20) radial in den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitz (3) eingesetzt werden können.
  6. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch mindestens zwei Einschübe (4) in diametral entgegen gesetzter Position entlang des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sitzes (3).
  7. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher einen Platzhalter aufweisen, der die Anordnung von mindestens zwei Laufschaufeln (10, 10') zwischen den beiden Anschlägen (20) ermöglicht, deren Zylinderstifte (22) in jenen Sacklöchern (5) eingerastet sind.
  8. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 7, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher einen Platzhalter aufweisen, der die Anordnung von mindestens vier Laufschaufeln (10, 10') zwischen den beiden Anschlägen (20) ermöglicht, deren Zylinderstifte (22) in jenen Sacklöchern (5) eingerastet sind.
  9. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch ein Paar Sicherungsschaufeln (10') in der Nähe jedes Anschlages (20), welche Aussparungen (14) an der zugewandten Kante ihrer Plattformen aufweisen, um den Zugriff auf den Zylinderstift (22) zu ermöglichen.
  10. Verbindungs- und Verriegelungssystem nach Anspruch 9, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (20) an seiner Oberseite eine kleine Hohlbuchse (20a) umfasst, durch welche die mittige Bohrung (21) führt, wobei die Buchse so ausgebildet ist, dass sie in die Aussparungen (14) in den Plattformen (11) der Sicherungsblätter (10') eingebracht werden kann.
DE60220492T 2001-12-21 2002-12-18 Verbindungs- und Verriegelungssystem für die Laufschaufeln eines Axialverdichters Expired - Lifetime DE60220492T2 (de)

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ITMI20012783 2001-12-21
IT2001MI002783A ITMI20012783A1 (it) 2001-12-21 2001-12-21 Sistema di connessione e bloccaggio di pale rotoriche di un compressore assiale

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DE60220492T2 true DE60220492T2 (de) 2008-01-31

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