EP1318276B1 - Bajonettverbindung für ein Ringgehäuse eines Hochdruckkompressors einer Gasturbine - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Bajonettverbindung für ein Ringgehäuse für einen Hochdruckkompressor einer Gasturbine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
• Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Ringgehäuse, welches mehrere axial zueinander angeordnete Gehäuseringe umfasst.
• Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Ringgehäuse bzw. dessen Gehäuseringe mittels axialer und/oder radialer Verschraubungen miteinander zu verbinden. Um die hohen Spaltmaßanforderungen zu erfüllen, sind dabei sehr komplexe Verbindungseinrichtungen erforderlich, die sich durch eine hohe Anzahl an einzelnen Bauelementen auszeichnen. Demgemäß ist der Zusammenbau sehr arbeitsintensiv und dementsprechend kostenaufwendig. Gleiches gilt für die Demontage, die zu Wartungszwecken oder Reparaturzwecken erforderlich ist. Auch die hohe Anzahl der zu verwendenden Einzelteile ist aus Kostengründen unerwünscht.
• Die den nächstkommenden Stand der Technik bildende US-A-4 630 994 offenbart zwei zueinander axial angeordnete Gehäuseringe, welche für einen Hochdruckkompressor geeignet sind und welche mittels einer Bajonettverbindung miteinander verbunden sind. Ähnliche Konstruktionen zeigen auch die US-A-4 552 509 und US-A-3 939 651.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringgehäuse der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Montierbarkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
• Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass zumindest zwei benachbarte Gehäuseringe mittels einer Bajonettverbindung miteinander verbunden sind.
• Das erfindungsgemäße Ringgehäuse zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus.
• Die Verwendung einer Bajonettverbindung zum Verbinden zweier benachbarter Gehäuseringe weist zum einen den erheblichen Vorteil auf, dass die Montage sehr einfach ist. Es kann auf die große Anzahl an Verbindungselementen (Schrauben, Schraubenbolzen oder Ähnliches) verzichtet werden, die bei der nach dem Stand der Technik bekannten Konstruktion erforderlich sind.
• Weiterhin ist es möglich, mittels einer Bajonettverbindung ausreichend große Kräfte zu übertragen, so dass das Gehäuse mit einer ausreichenden Stabilität versehen sein kann.
• Zudem ist es möglich, eine derartige Bajonettverbindung so auszugestalten, dass diese nach ihrer Befestigung spielfrei ist.
• In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Gehäusering aus einzelnen Ringsegmenten zusammengesetzt ist.
• Auch diese lassen sich mit entsprechenden Bajonettverbindungen befestigen.
• Eine Drehfixierung der Bajonettverbindung und somit eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen erfolgt in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung mittels lösbarer radialer Verbindungselemente. Diese können als Schraubenbolzen, Schrauben oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein.
• Um ein passgenaues Zusammensetzen der einzelnen Gehäuseteile sicherzustellen, kann es günstig sein, wenn an zumindest einem Gehäusering zumindest eine Markierung angebracht ist. Somit wird eine genaue Positionierung der Gehäuseteile (und der daran befestigbaren Statorschaufelsegmente) vor der Montage sichergestellt.
• Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Bajonettverbindung einander zugewandte, gegeneinander verspannbare Dichtflächen umfasst. Diese Dichtflächen können in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung einen trapezförmigen oder abgeschrägten Querschnitt aufweisen. Es wird somit durch die Drehfixierung und Verspannung der einzelnen Teile des Ringgehäuses zugleich auch eine zuverlässige Dichtung realisiert, ohne dass hierzu weitere, zusätzliche Bauelemente erforderlich wären.
• Besonders günstig ist es auch, wenn die Dichtflächen radial außenliegend an dem Ringgehäuse angeordnet sind. In Zusammenhang mit der Bajonettausgestaltung ist es möglich, eine kompakte Außenkontur des Ringgehäuses (inneres Gehäuse des Hochdruckkompressors) zu erzielen, welche eine günstigere Ausgestaltung von Kühlluftzuführungen oder Ähnlichem ermöglicht.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1

eine Teil-Schnittansicht des Ringgehäuses mit zwei mittels einer Bajonettverbindung verbundenen Gehäuseringen,

Fig. 2

eine perspektivische, vereinfachte Darstellung des vorderen Gehäuseringes mit vormontierten Statorschaufelsegmenten,

Fig. 3

eine Schnittansicht, ähnlich Fig. 1, in einer geänderten Schnittdarstellung, und

Fig. 4

eine Teil-Seitenansicht der Außenkontur des erfindungsgemäßen Ringgehäuses.

• In den Figuren des Ausführungsbeispiels ist jeweils nur ein Teilbereich des erfindungsgemäßen Ringgehäuses dargestellt, auf die Abbildung weiterer Details wurde verzichtet.
• Die Figuren zeigen einen vorderen Gehäusering 1 sowie einen hinteren Gehäusering 2. Diese sind mittels einer Bajonettverbindung 3 miteinander verbunden. Die Bajonettverbindung 3 umfasst, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, gegeneinander in Anlage bringbare trapezförmige Elemente 10, 11, die jeweils abgeschrägte Kontaktflächen aufweisen.
• Die beiden Gehäuseringe werden mittels der Bajonettverbindungen ineinander gesteckt und um einen vorgegebenen Winkelbetrag zueinander verdreht. Eine Drehsicherung und Fixierung erfolgt mittels einer Vielzahl von Verbindungselementen 12, die zugleich eine radiale Kraft aufbringen und zu einer entsprechend dichten Verspannung der Trapezelemente 10, 11 führen.
• Wie aus den Abbildungen ersichtlich, weist die Außenkontur (siehe Fig. 4) eine relativ glatte Außenfläche auf, die die Zuführung von Kühlluft sowie die Einbringung von Kühlluftöffnungen oder Ähnlichem erleichtert.
• Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind im Innenbereich des hinteren Gehäuserings 2 mehrere Statorschaufelsegmente 8 mittels Verbindungselementen 12 befestigt. Hierzu weisen die Statorschaufelsegmente Gewindeeinsätze 13 auf, in welche, wie in Fig. 1 gezeigt, Schraubenbolzen oder Schrauben einschraubbar sind. Um die Vor-Montage der Statorschaufelsegmente 8, zu erleichtern, sind an dem vorderen Gehäusering 1 sowie an den Statorschaufelsegmenten 8 Steckelemente 4 ausgebildet (Nasen bzw. Nuten), die eine Vorfixierung und ein unbeabsichtigtes Verdrehen verhindern.
• Es ist somit festzustellen, dass die Bajonettverbindung, welche durch die Trapezelement 10, 11 gebildet wird, sowohl eine ausreichende Fixierung als auch eine gute Kraftübertragung und eine hervorragende Dichtwirkung gewährleistet.
• Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr ergeben sich im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.
Bezugszeichenliste:

1

Gehäusering

2

Gehäusering

3

Bajonettverbindung

4

Steckelemente

5

6

7

8

Statorschaufelsegment

9

10

Trapezelement

11

Trapezelement

12

Verbindungselement

13

Gewindeeinsatz

Claims (2)

1. Ringgehäuse für einen Hochdruckkompressor einer Gasturbine, mit mehreren axial zueinander angeordneten Gehäuseringen (1, 2), wobei zumindest zwei benachbarte Gehäuseringe (1, 2), welche als Ringsegment ausgebildet sind, mittels einer Bajonettverbindung (3) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehfixierung mittels lösbarer radialer Verbindungselemente (12) erfolgt und dass die Bajonettverbindung (3) zueinander zugewandete, radial außenliegend an dem Ringgehäuse angeordnete, einen trapezförmigen Querschnitt aufweisende, gegeneinander verspannbare Dichtflächen (10, 11) umfasst.
2. Ringgehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest eine Markierung an dem Gehäusering.

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