EP1253293A2 - Befestigung einer Laufschaufel am Rotor einer Turbomaschine - Google Patents

Befestigung einer Laufschaufel am Rotor einer Turbomaschine Download PDF

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EP1253293A2
EP1253293A2 EP02405278A EP02405278A EP1253293A2 EP 1253293 A2 EP1253293 A2 EP 1253293A2 EP 02405278 A EP02405278 A EP 02405278A EP 02405278 A EP02405278 A EP 02405278A EP 1253293 A2 EP1253293 A2 EP 1253293A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
circumferential groove
blade
blade root
platform
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02405278A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1253293A3 (de
Inventor
Rene Bachofner
Urban Eschbach
Michael Prof. Dr. Müller
Günter Regnath
Ulrich Waltke
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GE Vernova GmbH
Original Assignee
Alstom Schweiz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Schweiz AG filed Critical Alstom Schweiz AG
Publication of EP1253293A2 publication Critical patent/EP1253293A2/de
Publication of EP1253293A3 publication Critical patent/EP1253293A3/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/32—Locking, e.g. by final locking blades or keys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3023—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
    • F01D5/303—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
    • F01D5/3038—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides

Definitions

  • the invention relates to a device for fastening a moving blade on the rotor of a thermal turbomachine according to the preamble of the claim 1.
  • Rotor blades which are attached in circumferential grooves to rotors of turbomachinery, are suitably dependent on the respective flow conditions position and counter any possible misalignments during the operation of the turbomachinery, but especially against complete detachment reliably secure from the circumferential groove.
  • Security measures known per se against individual solving Blades from the circumferential groove generally refer to the reduction the game between two adjacent blade feet within the Circumferential groove in the circumferential direction. For this you use special spacers, which are able to fill in the play remaining in the circumferential direction, the spacers being installed very closely in the remaining gap Need to become.
  • Turbine blades designed in this way now occur due to the contact surfaces not oriented parallel to the axis of rotation due to the operating conditions prevailing in a turbomachine, in a force-loaded active connection, so the appearing lead Axial forces along the individual contact surfaces between the adjacent blades to inevitable vibrations within the rotor assembly, through which Corresponding bearings supporting the rotor arrangement are significantly loaded. It is precisely this fact that must be counteracted effectively by taking appropriate measures.
  • the invention has for its object a device for attaching a Develop blade of the type described above such that Axial forces caused by thermal tension within the blades on the rotor should be avoided completely. At the same time, care should be taken that individual blades come out due to themselves any gap spaces that may form are completely excluded can.
  • the measures to be taken are not intended to be structurally complex or require precautions and in particular retrofitting already allow existing rotor arrangements.
  • the device for fastening a rotor blade according to the Preamble of claim 1 formed in that in the area of The circumferential groove of the blade root that is operatively connected to it Contact surfaces are provided, which are oriented parallel to the rotor axis, and rotor blades inserted in the vicinity via the blades oriented parallel to the rotor axis Contact surfaces each within the circumferential groove in a loose force connection to step.
  • the idea on which the invention is based to avoid occurring axial forces on the rotor due to contact surfaces placed obliquely to the rotor axis two neighboring blades is avoiding those very sloping ones Contact surfaces.
  • the inventive idea is therefore particularly in the case of blades a large angle of attack compared to the direction of flow in turbomachinery of particular importance, especially since the platforms of such blades not least due to space and weight reasons, they have sloping side flanks, via the immediately adjacent one, which is generally inserted within the circumferential groove Adjacent blades or similarly designed intermediate pieces.
  • a base plate for each individual blade introduced radially between the blade root and the rotor within the circumferential groove is and with the respective blade root at least one releasably fixed operative connection received.
  • the washer is oriented parallel to the rotor axis Contact surfaces on the side flanks of the platform of the blade in the circumferential direction tower of the rotor. This ensures that two adjacent blades only via their assigned, oriented parallel to the rotor axis Butt the contact surfaces of the respective washers together.
  • the releasably strong operative connection between the individual blade feet and the to them associated shims is preferably carried out with a force Bolts, preferably spring-loaded bolts, from the side of the Washer, which in a corresponding recess within the blade root engages, on the one hand, a movement-free fixing of the blade in the circumferential direction is guaranteed, on the other hand, however, enough play between the Rotor and the blade root is present, so that the blade flow within the circumferential groove can largely expand thermally freely. That way you can thermal tension within the blade root seated in the circumferential groove largely avoided.
  • a force Bolts preferably spring-loaded bolts
  • Fig. 1 shows a plan view of the circumferential groove 1 of a rotor 2 of a thermal Turbo machine, such as a compressor, a gas or steam turbine.
  • a thermal Turbo machine such as a compressor, a gas or steam turbine.
  • Blade 3 within the Circumferential groove 2 is only one for the sake of a clearer representation Blade 3 (middle position) with a rhombic platform 31 and an airfoil 32 positioned at an angle ⁇ .
  • the side flanks 33, 34 of the platform 31 are largely in the illustrated embodiment directed parallel to each other and close the same angle of attack ⁇ opposite of the coparallel to the axis of rotation 4, shown in dashed lines.
  • the airfoil 32 in its Radial extension is limited, i.e. the blade tip 35 has a larger angle of attack ⁇ than the airfoil area near the platform 31 on.
  • the blade root is in accordance with the plan view Fig. 1 is completely covered by the platform 31, in engagement with one within the Circumferential groove 1 incorporated retaining contour, which in detail from the cross-sectional view 2 can be seen, which will be discussed in detail becomes.
  • a washer 5 Radially under the blade 3 within the circumferential groove 1 is in a washer 5 provided, which are distributed directly in a plurality in the circumferential direction are arranged adjacent to each other.
  • the washers 5 each point in parallel to the rotor axis 4 oriented contact surfaces 52.
  • Blade 3 shown which is at least releasable via a connecting means is firmly connected to the associated base plate 5.
  • the lanyard 6 is chosen such that the rotor blade 3 is securely longitudinally in the circumferential direction is fixed to the circumferential groove 1.
  • To a special design of the connecting means 4 is discussed below in FIG. 3.
  • the base plates 5, which can each be connected to a moving blade 3, are in accordance with 1 preferably in the form of an inclined "H" and have a central connecting web 51 in which the corresponding Connection means 6 can be integrated.
  • the circumferential to the circumferential groove 1 directed side legs each end in areas parallel to the rotor axis 4 oriented contact surfaces 52, all of which are the rotor blade 3 in radial Protrude projection, which ensures that two in the circumferential groove 1 Adjacent blades preferably exclusively each over the Touch contact surfaces 52 with force.
  • FIG. 2 shows a sectional view along the section line A-A according to FIG. 1.
  • This The blade 5 assigned to the moving blade 3 is located in an intermediate gap 7 between the blade root 36 and the rotor 2.
  • the platform 31 are removed, the top is flush with the top of the rotor.
  • a spring-loaded bolt 7 is provided, through which the Blade 3 is fixed relative to the base plate 5.
  • FIG. 3 A corresponding cross-sectional representation of the connecting means 6 is shown in FIG. 3 shown.
  • the washer 5 is an interference fit with a sleeve 62, within which a spring element 63 is provided, which has a pin 61 can drive vertically upwards.
  • the bolt 61 and the sleeve 62 protrude in Compound with the rotor blade 3 in a corresponding recess 64 within of the blade root 36.
  • At least one intermediate piece 8 can be inserted as a spacer, which has a blade root as the fastening element, and has a platform that is flush with the rotor 2 and with the Platforms 31 of both adjacent blades 3 completes.
  • the measure according to the invention is suitable as Retrofit kit for turbo machines already in operation. It only applies in Area of the blade feet, the axial and possibly the circumferential play through post-processing, for example, by regrinding to enlarge to have enough space to create for inserting the washers.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Befestigung einer Laufschaufel (3) an einem Rotor (2) einer thermischen Turbomaschine. Die Laufschaufel (3) weist einen Schaufelfuss (36), ein Schaufelblatt (32) sowie eine zwischen dem Schaufelfuss (36) und dem Schaufelblatt (32) angeordnete Plattform (31) mit wenigstens zwei Seitenflanken (33, 34) auf. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee zur Vermeidung von auftretenden Axialkräften auf den Rotor (2) aufgrund schräg zur Rotorachse (4) gestellter Anlageflächen zwischen zwei benachbarten Laufschaufeln (3) besteht darin, dass sich benachbarte Laufschaufeln (3) lediglich an axial ausgerichteten Anlageflächen (52) begegnen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung einer Laufschaufel am Rotor einer thermischen Turbomaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Stand der Technik
Laufschaufeln, die in Umfangsnuten an Rotoren von Turbomaschinen befestigt sind, sind in Abhängigkeit der jeweiligen Strömungsverhältnisse in geeigneter Weise zu positionieren und gegenüber möglicherweise auftretenden Dejustierungen während des Betriebes der Turbomaschinen aber insbesondere gegen vollständiges Herauslösen aus der Umfangsnut zuverlässig zu sichern.
Die Gefahr des vollständigen Herauslösens einzelner Laufschaufeln aus den jeweiligen Befestigungsvorkehrungen ist gegeben, wenn sich die innerhalb der Umfangsnuten eingesetzten und in an sich bekannter Weise befestigten Laufschaufeln innerhalb des jeweiligen Montagespiels in Umfangrichtung längs der Umfangsnut auf dem Rotor ungleichmäßig verschieben können. Durch derartige periphere Dejustierungen bei einer Vielzahl längs der Umlaufnut eingesetzten Laufschaufeln kann ein zwischen zwei benachbarten Laufschaufeln beachtlicher Spalt einstellen, der groß genug ist, dass sich eine Laufschaufel durch radiale Verdrehung aus der Umfangsnut lösen kann, wodurch sich ein erheblicher Schaden an der gesamten Turbomaschinenaniage ergibt.
An sich bekannte Sicherungsmaßnahmen gegen ein sich selbständiges Lösen einzelner Laufschaufeln aus der Umfangsnut beziehen sich im allgemeinen auf die Reduzierung des Spiels zwischen zwei benachbarten Schaufelfüßen innerhalb der Umfangsnut in Umfangsrichtung. Hierzu bedient man sich spezieller Zwischenstücke, die das von der Montage in Umfangsrichtung verbliebene Spiel auszufüllen vermögen, wobei die Zwischenstücke sehr eng in dem verbleibenden Zwischenspalt eingebaut werden müssen.
Durch den Einsatz speziell geformter Zwischenstücke, die das montagebedingte Spiel in Umfangsrichtung auf ein Maß reduzieren, das sehr viel kleiner ist als es für die freie thermische Ausdehnung der einzelnen Laufschaufeln längs der Umfangsnut notwendig wäre, entstehen beim Betrieb der Turbomaschine thermisch bedingte Zwänge, die sich zumindest längs in Umfangsrichtung zwischen den einzelnen benachbarten Laufschaufeln ausbilden. Sind die Schaufelfüße der einzelnen Laufschaufeln oder die zwischen den Schaufelfüßen und Schaufelblättern in der Regel vorgesehenen Plattformen derart schräg konturiert ausgebildet, so dass zwei benachbarte Laufschaufeln über schräge, zur Rotorachse orientierte Anlageflächen in Kontakt treten, so führen die vorstehend erwähnten thermisch bedingten mechanischen Zwänge innerhalb der schräg zur Rotorachse orientierten Anlageflächen zu zusätzlichen Axialkräften, die zu einer Verkrümmung des Rotors und damit verbunden zu Vibrationen führen.
Unabhängig von der Ausbildung der Plattformen jeweiliger Laufschaufeln ist es ebenso denkbar, dass zwei innerhalb der Umfangsnut benachbart angeordnete Schaufelfüße über schräg zur Rotorachse verlaufende Schaufelfußflanken aufweisen und aneinandergrenzen, wodurch in gleicher Weise die vorstehend erläuterten Vibrationserscheinungen auftreten.
In US-A-4,684,325 sind gattungsgemäße Turbinenlaufschaufeln beschrieben, die in einer Vielzahl längs der Umfangsnut angeordneten Aneinanderreihung über die Seitenflanken rhombisch ausgebildeter Plattformen unmittelbar aneinander grenzen. Die rhombische Ausführung der Plattformen ist einerseits bedingt durch die Schrägstellung des jeweiligen Turbinenblattes in bezug auf die Durchströmungsrichtung, andererseits motiviert durch eine Erhöhung der Packungsdichte von längs der Umfangsnut anzuordnenden Laufschaufeln. Treten nun derart ausgebildete Turbinenlaufschaufeln über die nicht parallel zur Rotationsachse orientierten Anlageflächen, bedingt durch die in einer Turbomaschine vorherrschenden Betriebsbedingungen, in eine kraftbeaufschlagte Wirkverbindung, so führen die in Erscheinung tretenden Axialkräfte längs der einzelnen Anlageflächen zwischen den benachbarten Laufschaufeln zu unvermeidbaren Vibrationen innerhalb der Rotoranordnung, durch die entsprechende, die Rotoranordnung abstützende Lager erheblich belastet werden. Eben diesem Umstand gilt es durch entsprechende Maßnahmen wirksam entgegenzutreten.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Befestigung einer Laufschaufel der vorstehend beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass durch thermische Verspannungen innerhalb der Laufschaufeln auftretende Axialkräfte auf den Rotor vollständig vermieden werden sollen. Gleichzeitig soll dafür Sorge getragen werden, dass ein Herauslösen einzelner Laufschaufeln aufgrund sich möglicherweise ausbildender Spaltzwischenräume vollständig ausgeschlossen werden kann. Die zu treffenden Maßnahmen sollen keine konstruktiv aufwendigen Arbeiten bzw. Vorkehrungen erfordern und insbesondere ein Nachrüsten bei bereits bestehenden Rotoranordnungen erlauben.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Befestigung einer Laufschaufel gemäß des Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch ausgebildet, dass im Bereich des in die Umfangsnut hineinreichenden Schaufelfusses mit diesem in Wirkverbindung stehende Anlageflächen vorgesehen sind, die parallel zur Rotorachse orientiert sind, und benachbart eingefügte Laufschaufeln über die parallel zur Rotorachse orientierten Anlageflächen jeweils innerhalb der Umfangsnut miteinander in eine lose Kraftverbindung treten.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee zur Vermeidung von auftretenden Axialkräften auf den Rotor aufgrund schräg zur Rotorachse gestellter Anlageflächen zwischen zwei benachbarten Laufschaufeln ist die Vermeidung eben jener schrägen Anlageflächen. Der Erfindungsgedanke ist daher insbesondere bei Laufschaufeln mit einem großen Anstellwinkel gegenüber der Durchströmungsrichtung in Turbomaschinen von besonderer Bedeutung, zumal die Plattformen derartiger Laufschaufeln nicht zuletzt aus Platz- und Gewichtsgründen schräg verlaufende Seitenflanken aufweisen, über die in der Regel innerhalb der Umfangsnut eingefügte, unmittelbar benachbarte Laufschaufeln oder ähnlich gestaltete Zwischenstücke aneinandergrenzen.
Zur Vermeidung eben jener schräg zur Rotorachse orientierten Berührflächen dient in besonders vorteilhafter Weise für jede einzelne Laufschaufel eine Unterlegplatte, die radial zwischen dem Schaufelfuß und dem Rotor innerhalb der Umfangsnut eingebracht ist und mit dem jeweiligen Schaufelfuß zumindest eine lösbar feste Wirkverbindung eingeht. Die Unterlegplatte weist parallel zur Rotorachse ausgerichtete Anlageflächen auf, die die Seitenflanken der Plattform der Laufschaufel in Umfangsrichtung des Rotors überragen. Hierdurch wird erreicht, dass zwei benachbarte Laufschaufeln lediglich über die ihnen zugeordneten, parallel zur Rotorachse orientierten Anlageflächen der jeweiligen Unterlegplatten aneinander stoßen. Aufgrund der geometrischen Ausbildung der Unterlegplatten entstehen im Betrieb aufgrund thermischer Dehnungsunterschiede zwischen dem Rotor und der in Umfangsrichtung innerhalb der Umfangsnut angeordneten Unterlegplatten ausschließlich Spannungen in Umfangsrichtung, die jedoch vollkommen unkritisch für das Rotationsverhalten des Rotors sind. Aufgrund der axialen bzw. parallelen Orientierung der Anlageflächen relativ zur Rotorachse können jegliche auf den Rotor gerichtete Axialkräfte vermieden werden.
Die lösbar feste Wirkverbindung zwischen den einzelnen Laufschaufelfüßen und den ihnen zugeordneten Unterlegplatten erfolgt vorzugsweise mit einem kraftbeaufschlagten Bolzen, vorzugsweise federkraftbeaufschlagten Bolzen, von Seiten der Unterlegplatte, der in eine entsprechende Ausnehmung innerhalb des Schaufelfußes eingreift, wodurch einerseits eine bewegungsfreie Fixierung der Laufschaufel in Umfangsrichtung gewährleistet wird, andererseits jedoch genügend Spiel zwischen dem Rotor und dem Schaufelfuß vorhanden ist, so dass sich der Schaufelfluß innerhalb der Umfangsnut thermisch weitgehend frei ausdehnen kann. Auf diese Weise können thermische Verspannungen innerhalb des in der Umfangsnut sitzenden Schaufelfußes weitgehend vermieden werden.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben, wobei
Fig. 1
eine Draufsicht auf eine, in eine Umfangsnut eingefügte Laufschaufel mit zwei benachbart angeordneten Unterlegplatten zeigt,
Fig. 2
eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnittlinie in Fig. 1 darstellt, sowie
Fig. 3
eine Detaildarstellung bezüglich der Verbindung zwischen Unterlegplatte und Schaufelfuß zeigt.
Es werden nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche Elemente werden in verschiedenen Figuren gleich bezeichnet.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Umfangsnut 1 eines Rotors 2 einer thermischen Turbomaschine, so eines Verdichter, einer Gas- oder Dampfturbine. Innerhalb der Umfangsnut 2 ist aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung lediglich eine Laufschaufel 3 (mittlere Position) mit einer rhombisch ausgestalteten Plattform 31 und einem unter einem Winkel α angestellten Schaufelblatt 32 dargestellt. Die Seitenflanken 33, 34 der Plattform 31 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel weitgehend parallel zueinander gerichtet und schließen den gleichen Anstellwinkel α gegenüber der gestrichelt eingetragenen Koparallelen zur Rotationsachse 4 ein. Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass das Schaufelblatt 32 in seiner Radialerstreckung geschränkt ausgeführt ist, d.h. die Schaufelspitze 35 weist einen größeren Anstellwinkel α als der Schaufelblattbereich nahe der Plattform 31 auf.
Ferner ist der nicht dargestellte Schaufelfuß, der in der Draufsichtdarstellung gemäß Fig. 1 von der Plattform 31 vollständig überdeckt ist, in Eingriff mit einer innerhalb der Umfangsnut 1 eingearbeiteten Haltekontur, die im einzelnen aus der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 zu entnehmen ist, auf die im einzelnen noch eingegangen wird.
Radial unter der Laufschaufel 3 innerhalb der Umfangsnut 1 ist in eine Unterlegplatte 5 vorgesehen, die in einer Vielzahl in Umfangsrichtung verteilt jeweils unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet sind. Die Unterlegplatten 5 weisen jeweils parallel zur Rotorachse 4 orientierte Anlageflächen 52 auf. Aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung ist lediglich über die in der Fig. 1 mittleren Unterlegplatte 5 die zugehörige Laufschaufel 3 eingezeichnet, die über ein Verbindungsmittel wenigstens lösbar fest mit der ihr zugeordneten Unterlegplatte 5 verbunden ist. Das Verbindungsmittel 6 ist derart gewählt, dass die Laufschaufel 3 sicher in Umfangsrichtung längs zur Umfangsnut 1 fixiert ist. Auf eine spezielle Ausbildung des Verbindungsmittels 4 wird nachstehend in Fig. 3 eingegangen.
Die jeweils mit einer Laufschaufel 3 verbindbaren Unterlegplatten 5 sind gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vorzugsweise in Art eines schräggestellten "H" ausgebildet und weisen einen mittleren Verbindungssteg 51 auf, in dem das entsprechende Verbindungsmittel 6 integrierbar ist. Die in Umfangsrichtung zur Umfangsnut 1 gerichteten Seitenschenkel enden jeweils in Bereichen mit den parallel zur Rotorachse 4 orientierten Anlageflächen 52, die allesamt die Laufschaufel 3 in radialer Projektion überragen, wodurch sichergestellt ist, dass sich zwei in der Umfangsnut 1 benachbart angeordnete Laufschaufeln vorzugsweise ausschließlich jeweils über die Anlageflächen 52 kraftbeaufschlagt berühren. Insbesondere durch die im Betrieb einer Turbomaschine vorherrschenden sehr hohen Temperaturen dehnen sich auch die Unterlegplatten 5 gegenüber dem Rotormaterial aus, wodurch jedoch ausschließlich mechanische Zwänge in Umfangsrichtung zwischen den einzelnen Unterlegplatten 5 entstehen, jedoch aufgrund der parallelen Orientierung der Anschlagsflächen relativ zur Rotorachse jegliche Axialkräfte auf den Rotor vermieden werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee zur Vermeidung von auftretenden Axialkräften auf den Rotor 2 aufgrund schräg zur Rotorachse 4 gestellter Anlageflächen zwischen zwei benachbarten Laufschaufeln 3 besteht allgemein darin, dass sich benachbarte Laufschaufeln 3 lediglich an axial ausgerichteten Anlageflächen 52 begegnen, unabhängig davon, ob sich diese Anlageflächen 52 an einer Unterlegplatte 5, direkt am Schaufelfuss 36 befestigt sind oder in einer anderen Wirkweise mit dem Schaufelfuss 36 verbunden sind. Die parallel zur Rotorachse ausgerichtete Anlageflächen überragen die Seitenflanken 33, 34 der Plattform 31 der Laufschaufel 3 in Umfangsrichtung des Rotors zu dem erfinderischen Zweck.
In Fig. 2 ist ein Schnittbild längs der Schnittlinie A-A gemäß Fig. 1 dargestellt. Diese der Laufschaufel 3 zugeordnete Unterlegplatte 5 befindet sich in einem Zwischenspalt 7 zwischen dem Schaufelfuß 36 und dem Rotor 2. Ebenso kann aus der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 die Plattform 31 entnommen werden, deren Oberseite bündig mit der Rotoroberseite abschließt. Mittig zum Schaufelfuß 36 ist als Verbindungsmittel 6 ein federkraftbeaufschlagter Bolzen 7 vorgesehen, durch den die Laufschaufel 3 relativ zur Unterlegplatte 5 fixiert wird.
Aus Fig. 3 ist eine entsprechende Querschnittsdarstellung des Verbindungsmittels 6 dargestellt. Die Unterlegplatte 5 ist hierbei über eine Presspassung mit einer Hülse 62 verfügt, innerhalb der ein Federelement 63 vorgesehen ist, das einen Bolzen 61 vertikal nach oben zu treiben vermag. Der Bolzen 61 sowie die Hülse 62 ragen im Verbund mit der Laufschaufel 3 in eine entsprechende Ausnehmung 64 innerhalb des Schaufelfußes 36 ein.
Wie in der Fig. 1 unterhalb der Laufschaufel 3 schematisch angedeutet kann innerhalb der Umfangsnut 1 zwischen zwei Laufschaufeln 3 wenigstens ein Zwischenstück 8 als Distanzstück eingefügt sein, das als Befestigungselement einen Schaufelfusses, sowie eine Plattform aufweist, die bündig mit dem Rotor 2 sowie mit den Plattformen 31 beider benachbarter Laufschaufeln 3 abschließt.
In besonders vorteilhafter Weise eignet sich die erfindungsgemäße Maßnahme als Nachrüstsatz bei bereits im Betrieb befindlichen Turbomaschinen. Lediglich gilt es im Bereich der Schaufelfüße das Axial- und eventuell das Umfangsspiel durch Nachbearbeitung, beispielsweise durch Nachschleifen, zu vergrößern, um genügend Platz für das Einlegen der Unterlegplatten zu schaffen.
Bezugszeichenliste
1
Umfangsnut
2
Rotor
3
Laufschaufel
31
Plattform
32
Schaufelblatt
33, 34
Seitenflanken
35
Schaufelblattspitze
36
Schaufelfuß
4
Rotorachse
5
Unterlegplatte
51
Verbindungssteg
52
Anlageflächen
6
Verbindungsmittel
61
Bolzen
62
Hülse
63
Federelement
64
Ausnehmung
7
Zwischenspalt
8
Zwischenstück

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Befestigung von Laufschaufeln (3) längs einer innerhalb eines Rotors (2) einer thermischen Turbomaschine verlaufenden Umfangsnut (1), bei der
    die Laufschaufeln (3) einen Schaufelfuss (36), ein Schaufelblatt (32), sowie eine zwischen dem Schaufelfuss (36) und dem Schaufelblatt (32) angeordnete Plattform (31) mit wenigstens zwei Seitenflanken (33, 34) aufweist,
    die Umfangsnut (1) eine zur Aufnahme der Schaufelfüsse (36) ausgebildete Innenkontur vorsieht, und
    die Seitenflanken (33, 34) der Plattform (31) der sich in der Umfangsnut befindenden Laufschaufeln (3) schräg zur Rotorachse (4) geneigt sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Bereich des in die Umfangsnut (1) hineinreichenden Schaufelfusses (36) mit diesem in Wirkverbindung stehende Anlageflächen (52) vorgesehen sind, die parallel zur Rotorachse (4) orientiert sind, und
    benachbart eingefügte Laufschaufeln (3) über die parallel zur Rotorachse (4) orientierten Anlageflächen (52) jeweils innerhalb der Umfangsnut (1) miteinander in eine lose Kraftverbindung treten.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    innerhalb der Umfangsnut (1) radial zwischen dem Schaufelfuss (36) und dem Rotor (2) ein Zwischenspalt (7) vorgesehen ist, in dem eine Unterlegplatte (5) eingebracht ist, die die Anlageflächen (52) aufweist, wobei die Unterlegplatte (5) über die zwei Seitenflanken (33, 34) in Umfangsrichtung hinausgeht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Unterlegplatte (5) ein Verbindungsmittel (6) aufweist, durch das die Unterlegplatte (5) mit dem Schaufelfuss (36) lösbar fest verbindbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verbindungsmittel (6) ein kraftbeaufschlagter Bolzen (61) ist, der von Seiten der Unterlegplatte (5) in eine entsprechend innerhalb des Schaufelfusses (36) vorgesehene Ausnehmung (64) eingreift.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Unterlegplatte (5) fest mit dem Schaufelfuss (36) verfügt oder einstückig mit dem Schaufelfuss (36) verbunden ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Unterlegplatte (5) in Art eines "H" ausgebildet ist, deren Verbindungsschenkel (51) weitgehend parallel zu den Seitenflanken (33, 34) der Plattform (31) orientiert ist und vier parallel zur Rotorachse (4) ausgerichtete Anlageflächen (52) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die radial zum Schaufelblatt (32) gerichtete Oberfläche der Plattform (31) im verfügten Zustand der Laufschaufel (3) mit dem Rotor (2) bündig mit diesem abschließt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen zwei benachbarten Laufschaufeln (3) ein bündig mit dem Rotor (2) abschließendes Zwischenstück in die Umfangsnut (1) eingefügt ist, das sich weitgehend kraftlos an die Seitenflanken (33, 34) der Plattform (31) beiden der benachbarten Laufschaufeln (3) anschmiegt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Plattform (31) eine rhombisch ausgebildete Form aufweist, bei der sich die Seitenflanken (33, 34) längs der Breite des Schaufelblattes (32) erstrecken.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen zwei benachbarten Laufschaufeln (3) innerhalb der Umfangsnut (1) wenigstens ein Zwischenstück eingefügt ist, das einen Schaufelfusses (36), sowie eine Plattform (31) aufweist, die bündig mit dem Rotor (2) sowie mit den Plattformen (31) beider benachbarter Laufschaufeln (3) abschließt.
EP02405278A 2001-04-26 2002-04-09 Befestigung einer Laufschaufel am Rotor einer Turbomaschine Withdrawn EP1253293A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10120532A DE10120532A1 (de) 2001-04-26 2001-04-26 Vorrichtung und Verfahren zur Befestigung einer Laufschaufel längs einer innerhalb eines Rotors einer axial durchströmten Turbomaschine verlaufenden Umfangsnut
DE10120532 2001-04-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1253293A2 true EP1253293A2 (de) 2002-10-30
EP1253293A3 EP1253293A3 (de) 2004-09-29

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ID=7682853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02405278A Withdrawn EP1253293A3 (de) 2001-04-26 2002-04-09 Befestigung einer Laufschaufel am Rotor einer Turbomaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20020182081A1 (de)
EP (1) EP1253293A3 (de)
JP (1) JP2002332802A (de)
DE (1) DE10120532A1 (de)

Cited By (6)

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