EP3176384A1 - Inner shroud, corresponding inner shroud sector, vane assembly and turbomachine - Google Patents
Inner shroud, corresponding inner shroud sector, vane assembly and turbomachine Download PDFInfo
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- EP3176384A1 EP3176384A1 EP15198072.9A EP15198072A EP3176384A1 EP 3176384 A1 EP3176384 A1 EP 3176384A1 EP 15198072 A EP15198072 A EP 15198072A EP 3176384 A1 EP3176384 A1 EP 3176384A1
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Definitions
- the invention relates to an inner ring for a vane ring, an inner ring sector for an inner ring, a vane ring with an inner ring and a plurality of vanes and a turbomachine with a vane ring.
- Turbomachines such as aircraft engines and stationary gas turbines, often have at least one compressor-side vane row with a plurality of vanes for setting optimum operating conditions.
- the vane row forms an inner ring with a so-called vane ring.
- the guide vanes are pivotable about their longitudinal axis.
- the actuation of the adjustable guide vanes can be effected via radially outwardly mounted adjusting pins of the guide vanes, wherein the adjusting pins can interact with a corresponding adjusting device on the outer housing.
- a seal carrier is preferably guided, which is provided with sealing elements or inlet pads, facing the rotor-side sealing ribs.
- the inner ring preferably has a plurality of receptacles extending in the radial direction, in each of which a guide plate of a guide vane is or can be inserted.
- the radially inner end of a vane is stabilized by such a guide plate arranged in the receptacle.
- the axis of rotation of the Verstellleitschaufel is perpendicular to the central axis of the vane ring or its inner ring.
- the vane plate may have a journal on its radially inner side, and the receptacle may be configured to receive this journal together with a mating sleeve.
- the receptacles in the inner ring are separated from each other in the circumferential direction by respective partitions extending in the axial direction.
- partitions In the manufacture of the inner ring and in the operation of the vane ring there is a risk that such a partition partially yields and is pressed into an adjacent receptacle, which therefore no longer has its exact shape; this can be a scheduled recording of a Guide vane and / or pivoting of the vane obstruct or at least hinder.
- the partition can be bent in the direction of an adjacent receptacle and thus affect the pivotability of a guide blade inserted therein.
- the number of slots for the guide paddle (and thus the number of mountable guide blades) is determined by the given paddle sizes and the minimum wall thickness to be maintained.
- WO 2014/078 121 A1 discloses an arrangement in which the receptacles are not separated from each other by partitions, but the recesses for the guide blade plates are arranged to merge into one another on a radially outer inner ring surface.
- the object of the present invention is to provide an inner ring or an inner ring sector or a turbomachine with stable centering and low leakage, wherein, for a given circumference, the guide vane ring has an aerodynamically and / or structurally improved design.
- An inner ring according to the invention for a vane ring of a turbomachine has a radially outer inner ring surface and a plurality of receptacles for a respective vane plate of a (preferably pivotable) vane;
- radial and axial refer in this document - unless otherwise stated - always on a central geometric axis of the inner ring, which is not always specially formulated for readability; The same applies to the term "circulation direction”.
- the receptacles each have an opening in the radially outer inner ring surface and (at least) one of the opening radially opposite bottom surface.
- At least two of the receptacles are separated (in the direction of rotation) by a partition wall and connected together in an area of the bottom surfaces of the receptacles by an opening; the at least two receptacles are preferably arranged adjacent in the direction of rotation of the inner ring.
- the at least one bottom surface of a receptacle of an inner ring according to the invention thus lies radially further inward than the radially outer inner ring surface and radially through the opening faces an environment of the inner ring.
- the bottom surface is visible from the outside when viewed radially (inwards).
- such a bottom surface can form a stop for a stator blade to be inserted in the receptacle in the radial direction.
- the receptacles may each be adapted to accommodate a Leitschaufelteller to be used with an optionally arranged thereon journal, possibly also a bearing bushing for such a journal.
- the at least one bottom surface may form a stop surface for the bearing journal or for a bearing bush for the bearing journal to be radially inserted into the receptacle, or at least one bottom surface and / or at least partially delimited by it may be another Opening of a recess may be formed, which may for example be adapted to receive a journal of the guide vane.
- An inner ring sector according to the invention (which may, for example, be in the form of a half, a third or a quarter ring) is adapted to be assembled with at least one further inner ring sector to form an inner ring according to the invention according to one of the embodiments disclosed in this document. It comprises at least two receptacles of the (assembled according to the invention) inner ring which are separated from one another by a dividing wall and joined together in an area of their bottom face by an opening.
- An inventive vane ring for a turbomachine has an inner ring according to one of the embodiments disclosed in this document and a plurality of guide vanes inserted into the receptacles.
- a turbomachine according to the invention comprises a guide vane ring according to the invention.
- An inner ring according to the invention, an inner ring sector according to the invention, a guide vane ring according to the invention and a turbomachine according to the invention enable secure, stable centering of the guide blade plates in their respective receptacles with reduced leakage.
- such an inner ring allows an improvement in the efficiency and durability of a turbomachine.
- the at least two receptacles each comprise a substantially circular cylindrical portion (e.g., a circular cylindrical bore) in the inner ring which extends radially with respect to the inner ring.
- a substantially circular cylindrical portion e.g., a circular cylindrical bore
- Such recordings can record correspondingly shaped guide plate or bearing bushes with a circular cylindrical section, which allows a particularly secure and stable storage and pivoting of the guide vanes.
- the at least two seats (in the circumferential direction) along the radially outer inner ring surface (at its or one of its narrowest point (s)) have a distance of at most 3 mm, more preferably at most 2 mm from each other.
- a variant embodiment is advantageous in which the dividing wall between the at least two receptacles extends radially from the radially outer inner ring surface at least 2 mm, more preferably at least 3 mm, into the inner ring.
- the aperture between the at least two receptacles has a radial height of at least 2 mm, more preferably at least 3 mm; the radial height is starting from the bottom surface (or from one of the bottom surfaces, if there are several) to measure radially outward.
- the opening In the axial direction (relative to a central inner ring axis), the opening preferably has a width of at least 3 mm, more preferably at least 4 mm. In this way, an unfavorably small dividing wall thickness can be avoided laterally of a center of the aperture (for example located in a narrowest area between two receptacles).
- the breakthrough may in the direction of rotation (relative to the inner ring) have a substantially triangular, circular section-shaped, circular or arch-shaped cross-section.
- the breakthrough can be optimized depending on a shape of the inner ring, for example, its size and / or its surface design.
- a triangular cross-section can be particularly easy to produce, for example, in the case of an axially split inner ring, because this only has to be beveled on the part rings to be assembled the partition; The same applies to an arched cross-section.
- the production of a nikabêt- or a circular arc-shaped cross-section may be associated with less effort.
- the avoidance of a central tip associated with such cross sections can advantageously reduce leakage in this area.
- an inner ring according to the invention comprises two inner ring parts (for example partial rings) which are assembled in the axial direction and each have an edge in the axial direction, which limits the plurality of receptacles in sections.
- the receptacles are thus arranged between the inner ring parts, which together form at least a part of a border for each receptacle.
- Such two-part inner rings are particularly useful for inserting the vanes and are also produce relatively little effort.
- they facilitate forming the aperture in a partition of a Inner ring according to the invention, because this is particularly well accessible in not yet assembled inner ring parts.
- the two inner ring parts may have a first (eg in the main flow direction rear) inner ring part on a second (eg front in the main flow direction) inner ring part facing side extending in the axial direction projection with a surface which preferably forms the bottom surface for the recordings, wherein the Projecting on an outer edge engages in an annular, extending in the axial direction of the second groove portion of the second inner ring.
- the at least two receptacles of an inner ring according to the invention which are connected through the aperture are preferably so arranged that at least two of the inserted guide vanes in the region of the aperture (eg in the region of the bottom surfaces) have a distance (at their or a narrowest point) of not more than 0.5 mm (in the direction of rotation). It is advantageous if the guide vanes are used without contact in said area, for example, have a distance of at least 0.1 mm.
- At least two guide vanes (or their associated guide vanes) of a vane ring according to the invention preferably have a maximum spacing of 0.5 mm in the area of the aperture, more preferably in a range of 0.1 mm to 0.5 mm.
- the guide vanes can be arranged close to one another, so that a large number of guide vanes with a suitable guide plate size can be inserted into the inner ring.
- the mentioned advantageous minimum distance of 0.1 mm prevents contact of the guide blade plates, otherwise obstructing the insertion and / or in use pivoting of the guide vanes could be impaired.
- the bearing bushes in the area of the aperture preferably have a spacing of a maximum of 0.5 mm (in the direction of rotation), more preferably in one area between 0.1 mm to 0.5 mm.
- the radial height of the aperture in embodiments with (possibly provided) bearing bushes is preferably at most as large as a shell height or thickness of the bearing bushes (ie at most as large as the extension of the bearing bushes used in - relative to the inner ring - radial direction ). Such height restriction of the aperture reduces leakage on the radially outer side of the bushings.
- FIG. 1 shows a perspective view of a portion of a vane ring 100.
- This includes an inner ring 10 having a radially outer inner ring surface 11 and a plurality of receptacles 12, in each of which a stator blade 21a of a guide vane 20 is inserted; for better understanding, a picture without inserted guide vane is shown at the edge of the illustration.
- An intended main flow direction R extends axially from the image background through the inner ring 10 into the image foreground; the adverb "axial” is (as well as the adverb "radial") relative to an (abstract) central axis A of the inner ring 10 (and thus of the vane ring 100) to understand.
- the vanes 20 include, in addition to the radially inward-positioned stator blade 21a, a radially outer-positioned stator blade 21b, which is intended to be fixed to a housing (not shown). Between the guide vanes 21a and 21b, an airfoil 22 is arranged. On the side facing away from the airfoil 22, the guide vanes 21b positioned radially outward have an adjusting pin 23 extending radially outwards.
- the openings of the receptacles 12 on the inner ring surface 11 are each radially opposite a bottom surface 14, in the region of which at least two receptacles 12 are connected to one another by an opening 16. This is shown in the sectional view of FIG. 2 clear.
- FIG. 2 shows a portion of an inner ring 10 with an inner ring surface 11 and a plurality of receptacles 12 for (not shown) Leitschaufelteller.
- a bearing bush 30 has a radially inner annular surface 31, a radially outer annular surface 32 and a radially extending bore 33, which connects the two annular surfaces 31 and 32 with each other.
- the bearing bushes 30 are used for (not shown) bearing journal of the respective stator blade in the example shown.
- the radially inner annular surface 31 of the bearing bush 30 rests on the radially outwardly facing bottom surface 14.
- the bearing pin 24 integrally formed on the radially inner surface 21c of the stator blade 21a is arranged later, so that the inner surface 21c rests on the radially outer annular surface 32 of the bearing bush 30; this is in the FIGS. 5a, 5b shown.
- the receptacles 12 each have an opening 13 on the inner ring surface 11 and a bottom surface 14 which is opposite to the opening radially (relative to the inner ring axis); when not used Leitschaufelteller so the bottom surface is visible from the outside in the radial direction of view.
- the bottom surfaces 14 each form abutment surfaces for the bearing bushes 30.
- the bottom surfaces 14, the receptacles 12th Completely or partially terminate radially inward; in particular, they may themselves have openings (not shown).
- an extension d of the partition wall in the radial direction (relative to the inner ring) is (starting from the inner ring surface) preferably at least 2 mm, more preferably at least 3 mm.
- the extent d is preferably at least as great as the thickness (i.e., shell height) of a vane disk to be used (measured without a trunnion) so that it does not protrude from the inner ring surface 11 when inserted.
- adjacent receptacles 12 are connected to each other by an opening 16.
- openings 16 allow an advantageous arrangement of the bearing bushes (or in the receptacles 12 ein sensibleder, in the FIG. 2 not shown Leitschaufelteller) while avoiding an unfavorably thin portion of the partition:
- the cylindrical shaped receptacles are arranged radially in the inner ring. The distance between each two adjacent receptacles is thus reduced continuously radially inwards.
- the distance in the radially outer region (on the inner ring surface 11) is designated in the figure with a 1 , the distance in the radially inner region (on the bottom surface 14) with a 2 ;
- a 1 is at most 3mm, more preferably at most 2mm.
- the distance a 2 is advantageously less than or equal to 0.5 mm, more preferably between 0.1 mm to 0.5 mm.
- a correspondingly thin and therefore deformation-prone partition can be avoided according to the invention by arranging the opening 16 in the corresponding area.
- Its radial height h (starting from an adjacent bottom surface 14) is preferably at least 2 mm, more preferably at least 3 mm.
- the radial height of the opening is preferably smaller than or equal to a thickness D of the bearing bushes 30 (ie their radial extent relative to the inner ring in the inserted state); As a result, leakage on a radially outer surface of the bushings and through the opening can be prevented or at least reduced.
- FIG. 3 a section of an axially two-part inner ring 10 according to the invention is shown.
- the inner ring 10 comprises a front inner ring part 10b (in the intended main flow direction) and a rear inner ring part 10a (in the intended main flow direction); This is also in the FIG. 4 shown in another view.
- the inner ring parts 10a and 10b are each formed as partial rings, ie in particular also as rings.
- Front and rear inner ring part each have an edge 12b and 12a, which together enclose a plurality of receptacles and thereby each form a portion of their boundaries.
- the edge 12a of the rear inner ring portion 10a has in the example shown in the limiting portion of each receptacle on a chamfer 17; it allows a correspondingly tightly guided on the inner ring pivotable vane.
- the rear inner ring part 10a On the side facing the front inner ring part, the rear inner ring part 10a has an axially extending projection 18, which engages at an outer edge in an annular and axially extending groove 25 of the front inner ring part 10b and has a surface, each having a Bottom surface 14 forms for the recordings.
- the bottom surfaces 14 are radially opposite the openings 13 of the receptacles 12. In this case, the bottom surface 14 forms the radially outwardly facing surface of the projection 18th
- Neighboring receptacles are each separated in the region of the openings of the receptacles (in the inner ring surface) by a partition wall 15, which has a radial height d. In the area of the bottom surfaces 14, adjacent receptacles are connected to each other through an opening 16.
- the breakthroughs each have a radial height h, which is preferably in a range of 2mm to 3mm. In the example shown the breakthrough has a triangular cross-section. As described above, other cross-sectional shapes are possible, for example, circular section, round or arched. In particular, the breakthrough can be optimized depending on a shape of the inner ring, for example, its size and / or its surface design.
- the front and the rear inner ring part can be connected to one another via connecting elements 19.
- FIGS. 5a and 5b each an inner ring 10 according to an embodiment of the present invention with a guide vane 20 to be inserted in an exploded view.
- the opening 16 in the axial direction in the region of the bottom surface 16 formed by the projection 18 on a width b;
- this width b is at least 3mm, more preferably at least 4mm. In this way too small a dividing wall thickness can also be avoided laterally of a center of the breakthrough (for example located in a narrowest area between two receptacles).
- An inventive inner ring 10 for a vane ring of a turbomachine has a radially outer inner ring surface 11 and a plurality of receptacles 12 for each one Leitschaufelteller 21 a of a guide vane 20.
- the receptacles 12 each have an opening 13 in the outer inner ring surface 11 and a bottom surface 14 located radially opposite the opening. At least two of the receptacles 12 are separated from one another by a partition wall 15 and joined together in an area of their bottom surface 14 by an opening 16.
- a guide vane ring 100 according to the invention for a turbomachine has an inner ring 10 according to the invention and a plurality of guide vanes 20 inserted into the receptacles 12.
Abstract
Ein erfindungsgemäßer Innenring 10 für einen Leitschaufelkranz einer Strömungsmaschine weist eine radial äußere Innenringoberfläche 11 sowie eine Mehrzahl an Aufnahmen 12 für jeweils einen Leitschaufelteller 21a einer Leitschaufel 20 auf. Die Aufnahmen 12 haben jeweils eine Öffnung 13 in der äußeren Innenringoberfläche 11 sowie eine der Öffnung radial gegenüber liegende Bodenfläche 14. Mindestens zwei der Aufnahmen 12 sind durch eine Trennwand 15 voneinander getrennt und in einem Bereich ihrer Bodenfläche 14 durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden. Ein erfindungsgemäßer Leitschaufelkranz 100 für eine Strömungsmaschine weist einen erfindungsgemäßen Innenring 10 und eine Mehrzahl an in die Aufnahmen 12 eingesetzten Leitschaufeln 20 auf.An inventive inner ring 10 for a vane ring of a turbomachine has a radially outer inner ring surface 11 and a plurality of receptacles 12 for each one Leitschaufelteller 21 a of a guide vane 20. The receptacles 12 each have an opening 13 in the outer inner ring surface 11 and a bottom surface 14 located radially opposite the opening. At least two of the receptacles 12 are separated from one another by a partition wall 15 and joined together in an area of their bottom surface 14 by an opening 16. A guide vane ring 100 according to the invention for a turbomachine has an inner ring 10 according to the invention and a plurality of guide vanes 20 inserted into the receptacles 12.
Description
Die Erfindung betrifft einen Innenring für einen Leitschaufelkranz, einen Innenringsektor für einen Innenring, einen Leitschaufelkranz mit einem Innenring und einer Mehrzahl an Leitschaufeln sowie eine Strömungsmaschine mit einem Leitschaufelkranz.The invention relates to an inner ring for a vane ring, an inner ring sector for an inner ring, a vane ring with an inner ring and a plurality of vanes and a turbomachine with a vane ring.
Strömungsmaschinen, wie Flugzeugtriebwerke und stationäre Gasturbinen, haben zur Einstellung optimaler Betriebsbedingungen häufig mindestens eine verdichterseitige Leitschaufelreihe mit einer Vielzahl von Leitschaufeln. Die Leitschaufelreihe bildet mit einem Innenring einen sogenannten Leitschaufelkranz. Vorzugsweise sind dabei die Leitschaufeln um ihre Längsachse verschwenkbar.Turbomachines, such as aircraft engines and stationary gas turbines, often have at least one compressor-side vane row with a plurality of vanes for setting optimum operating conditions. The vane row forms an inner ring with a so-called vane ring. Preferably, the guide vanes are pivotable about their longitudinal axis.
Die Betätigung der verstellbaren Leitschaufeln kann über radial außen gelagerte Verstellzapfen der Leitschaufeln erfolgen, wobei die Verstellzapfen mit einer entsprechenden Verstelleinrichtung am äußeren Gehäuse zusammenwirken können. An dem Innenring ist vorzugsweise ein Dichtungsträger geführt, der mit Dichtelementen bzw. Einlaufbelegen versehen ist, denen rotorseitige Dichtrippen gegenüberliegen.The actuation of the adjustable guide vanes can be effected via radially outwardly mounted adjusting pins of the guide vanes, wherein the adjusting pins can interact with a corresponding adjusting device on the outer housing. On the inner ring, a seal carrier is preferably guided, which is provided with sealing elements or inlet pads, facing the rotor-side sealing ribs.
Der Innenring weist vorzugsweise eine Mehrzahl an sich in radialer Richtung erstreckenden Aufnahmen auf, in die jeweils ein Leitschaufelteller einer Leitschaufel eingesetzt ist bzw. werden kann. Das radial innere Ende einer Leitschaufel wird durch einen solchen in der Aufnahme angeordneten Leitschaufelteller stabilisiert. Dabei steht die Drehachse der Verstellleitschaufel senkrecht zur zentralen Achse des Leitschaufelkranzes bzw. dessen Innenring. Der Leitschaufelteller kann an seiner radial inneren Seite einen Lagerzapfen aufweisen, und die Aufnahme kann dazu eingerichtet sein, diesen Lagerzapfen zusammen mit einer zugehörigen Buchse aufzunehmen.The inner ring preferably has a plurality of receptacles extending in the radial direction, in each of which a guide plate of a guide vane is or can be inserted. The radially inner end of a vane is stabilized by such a guide plate arranged in the receptacle. The axis of rotation of the Verstellleitschaufel is perpendicular to the central axis of the vane ring or its inner ring. The vane plate may have a journal on its radially inner side, and the receptacle may be configured to receive this journal together with a mating sleeve.
Die Aufnahmen im Innenring sind in Umfangsrichtung durch jeweilige in axialer Richtung verlaufende Trennwände voneinander getrennt. Bei der Herstellung des Innenrings sowie beim Betrieb des Leitschaufelkranzes besteht die Gefahr, dass eine derartige Trennwand teilweise nachgibt und so in eine benachbarte Aufnahme hinein gedrückt wird, die dadurch nicht mehr ihre exakte Form hat; dies kann eine vorgesehene Aufnahme eines Leitschaufeltellers und/oder ein Verschwenken der Leitschaufel ver- oder zumindest behindern. Auch im Betrieb kann die Trennwand in Richtung einer benachbarten Aufnahme verbogen werden und so die Verschwenkbarkeit einer darin eingesetzten Leitschaufel beeinträchtigen.The receptacles in the inner ring are separated from each other in the circumferential direction by respective partitions extending in the axial direction. In the manufacture of the inner ring and in the operation of the vane ring there is a risk that such a partition partially yields and is pressed into an adjacent receptacle, which therefore no longer has its exact shape; this can be a scheduled recording of a Guide vane and / or pivoting of the vane obstruct or at least hinder. Also in operation, the partition can be bent in the direction of an adjacent receptacle and thus affect the pivotability of a guide blade inserted therein.
Um die Gefahr einer derartigen Verformung der Aufnahmen zu mindern, werden daher herkömmliche Innenringe mit einer Mindestwandstärke für die Trennwände gefertigt, die diese an ihren dünnsten Stellen aufweisen müssen.In order to reduce the risk of such deformation of the recordings, therefore, conventional inner rings are made with a minimum wall thickness for the partitions, which must have these at their thinnest points.
Bei gegebenem Innenringumfang ist die Anzahl an Aufnahmen für Leitschaufelteller (und damit die Anzahl an montierbaren Leitschaufeln) durch die gegebenen Schaufeltellergrößen sowie die einzuhaltende Mindestwandstärke bestimmt. Diese Parameter wirken somit beschränkend für eine Auslegung der Strömungsmaschine mit einer großen Anzahl an verschwenkbaren Leitschaufeln bzw. großen Leitschaufeltellern. Eine derartige Auslegung und/oder eine Mindestgröße der Leitschaufelteller ist jedoch häufig aerodynamisch und/oder strukturmechanisch vorteilhaft.For a given inner ring circumference, the number of slots for the guide paddle (and thus the number of mountable guide blades) is determined by the given paddle sizes and the minimum wall thickness to be maintained. These parameters thus have a restrictive effect on a design of the turbomachine with a large number of pivotable guide vanes or large guide vanes. However, such a design and / or a minimum size of the guide blade plates is often aerodynamically and / or structurally advantageous.
Die Druckschrift
Dies hat den Nachteil einer verstärkten Leckage zwischen den Aufnahmen für die Leitschaufelteller und durch sie hindurch. Zudem kann eine Zentrierung der Leitschaufelteller bei einer derartigen Anordnung instabil sein.This has the disadvantage of increased leakage between the receptacles for and through the vanes. In addition, a centering of the stator blades may be unstable in such an arrangement.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Innenring bzw. einen Innenringsektor bzw. einen Leitschaufelkranz bzw. eine Strömungsmaschine mit stabiler Zentrierung und geringer Leckage bereitzustellen, wobei der Leitschaufelkranz bei gegebenem Umfang eine aerodynamisch und/oder strukturmechanisch verbesserte Auslegung aufweist.The object of the present invention is to provide an inner ring or an inner ring sector or a turbomachine with stable centering and low leakage, wherein, for a given circumference, the guide vane ring has an aerodynamically and / or structurally improved design.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Innenring gemäß Anspruch 1, durch einen Innenringsektor gemäß Anspruch 7, durch einen Leitschaufelkranz gemäß Anspruch 8 und durch eine Strömungsmaschine gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.The object is achieved by an inner ring according to claim 1, by an inner ring sector according to claim 7, by a vane ring according to claim 8 and by a turbomachine according to
Ein erfindungsgemäßer Innenring für einen Leitschaufelkranz einer Strömungsmaschine weist eine radial äußere Innenringoberfläche sowie eine Mehrzahl an Aufnahmen für jeweils einen Leitschaufelteller einer (vorzugsweise verschwenkbaren) Leitschaufel auf; die Bezeichnungen "radial" und "axial" beziehen sich in dieser Schrift - sofern nichts anderes angegeben ist - stets auf eine zentrale geometrische Achse des Innenrings, was zur besseren Lesbarkeit nicht immer extra ausformuliert ist; das Gleiche gilt für den Begriff "Umlaufrichtung". Die Aufnahmen weisen jeweils eine Öffnung in der radial äußeren Innenringoberfläche sowie (mindestens) eine der Öffnung radial gegenüber liegende Bodenfläche auf. Mindestens zwei der Aufnahmen sind (in Umlaufrichtung) durch eine Trennwand voneinander getrennt und in einem Bereich der Bodenflächen der Aufnahmen durch einen Durchbruch miteinander verbunden; die mindestens zwei Aufnahmen sind vorzugsweise in Umlaufrichtung des Innenrings benachbart angeordnet.An inner ring according to the invention for a vane ring of a turbomachine has a radially outer inner ring surface and a plurality of receptacles for a respective vane plate of a (preferably pivotable) vane; The terms "radial" and "axial" refer in this document - unless otherwise stated - always on a central geometric axis of the inner ring, which is not always specially formulated for readability; The same applies to the term "circulation direction". The receptacles each have an opening in the radially outer inner ring surface and (at least) one of the opening radially opposite bottom surface. At least two of the receptacles are separated (in the direction of rotation) by a partition wall and connected together in an area of the bottom surfaces of the receptacles by an opening; the at least two receptacles are preferably arranged adjacent in the direction of rotation of the inner ring.
Die mindestens eine Bodenfläche einer Aufnahme eines erfindungsgemäßen Innenrings liegt somit radial weiter innen als die radial äußere Innenringoberfläche und ist durch die Öffnung hindurch radial einer Umgebung des Innenrings zugewandt. Bei nicht eingesetztem Leitschaufelteller ist also die Bodenfläche bei radialer Blickrichtung (nach innen) von außen sichtbar. Insbesondere kann eine solche Bodenfläche einen Anschlag für eine in radialer Richtung in die Aufnahme einzusetzenden Leitschaufelteller bilden.The at least one bottom surface of a receptacle of an inner ring according to the invention thus lies radially further inward than the radially outer inner ring surface and radially through the opening faces an environment of the inner ring. When the guide blade plate is not inserted, the bottom surface is visible from the outside when viewed radially (inwards). In particular, such a bottom surface can form a stop for a stator blade to be inserted in the receptacle in the radial direction.
Die Aufnahmen können jeweils dazu eingerichtet sein, einen einzusetzenden Leitschaufelteller mit einem gegebenenfalls daran angeordneten Lagerzapfen aufzunehmen, möglicherweise zudem eine Lagerbuchse für einen solchen Lagerzapfen. Die mindestens eine Bodenfläche kann eine Anschlagsfläche für den Lagerzapfen bzw. für eine radial in die Aufnahme einzusetzende Lagerbuchse für den Lagerzapfen bilden, oder in der mindestens einen Bodenfläche und/oder durch sie (zumindest teilweise) begrenzt kann eine weitere Öffnung einer Vertiefung ausgebildet sein, die z.B. dazu eingerichtet sein kann, einen Lagerzapfen des Leitschaufeltellers aufzunehmen.The receptacles may each be adapted to accommodate a Leitschaufelteller to be used with an optionally arranged thereon journal, possibly also a bearing bushing for such a journal. The at least one bottom surface may form a stop surface for the bearing journal or for a bearing bush for the bearing journal to be radially inserted into the receptacle, or at least one bottom surface and / or at least partially delimited by it may be another Opening of a recess may be formed, which may for example be adapted to receive a journal of the guide vane.
Ein erfindungsgemäßer Innenringsektor (der z.B. als Halb-, Drittel- oder Viertelring ausgebildet sein kann) ist dazu eingerichtet, mit mindestens einem weiteren Innenringsektor zu einem erfindungsgemäßen Innenring gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen zusammengesetzt zu werden. Er umfasst mindestens zwei der durch eine Trennwand voneinander getrennten und in einem Bereich ihrer Bodenfläche durch einen Durchbruch miteinander verbundenen Aufnahmen des (zusammengesetzten erfindungsgemäßen) Innenrings.An inner ring sector according to the invention (which may, for example, be in the form of a half, a third or a quarter ring) is adapted to be assembled with at least one further inner ring sector to form an inner ring according to the invention according to one of the embodiments disclosed in this document. It comprises at least two receptacles of the (assembled according to the invention) inner ring which are separated from one another by a dividing wall and joined together in an area of their bottom face by an opening.
Ein erfindungsgemäßer Leitschaufelkranz für eine Strömungsmaschine weist einen Innenring gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen sowie eine Mehrzahl an in die Aufnahmen eingesetzten Leitschaufeln auf.An inventive vane ring for a turbomachine has an inner ring according to one of the embodiments disclosed in this document and a plurality of guide vanes inserted into the receptacles.
Eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine umfasst einen erfindungsgemäßen Leitschaufelkranz.A turbomachine according to the invention comprises a guide vane ring according to the invention.
Ein erfindungsgemäßer Innenring, ein erfindungsgemäßer Innenringsektor, ein erfindungsgemäßer Leitschaufelkranz und eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine ermöglichen jeweils eine sichere, stabile Zentrierung der Leitschaufelteller in ihrer jeweiligen Aufnahme bei verminderter Leckage.An inner ring according to the invention, an inner ring sector according to the invention, a guide vane ring according to the invention and a turbomachine according to the invention enable secure, stable centering of the guide blade plates in their respective receptacles with reduced leakage.
Darüber hinaus ermöglichen sie vorteilhaft eine Anordnung von Leitschaufeln, bei der ein Abstand zwischen benachbarten Leitschaufeltellern bzw. Lagerbuchsen minimiert und gleichwohl die Gefahr einer Verformung einer Aufnahme vermieden werden kann: Denn insbesondere wenn zwei benachbarte Aufnahmen kreiszylindrisch geformte Abschnitte aufweisen, laufen sie radial nach innen aufeinander zu. Im Bereich ihrer Bodenflächen haben sie daher einen geringsten Abstand voneinander. Gemäß der vorliegenden Erfindung braucht nun in diesem Bereich kein Mindestabstand eingehalten zu werden, um zu verhindern, dass sich eine zu dünne Trennwand in diesem Bereich ungünstig verformt: Erfindungsgemäß ist in diesem engsten Bereich ein Durchbruch zwischen den Aufnahmen, so dass eine Trennwand, die sich verformen könnte, dort nicht vorhanden ist. Radial weiter außen hingegen, wo die kreiszylindrisch geformten Abschnitte der Aufnahmen weiter auseinander liegen, sind sie die Aufnahmen durch eine Trennwand voneinander getrennt; dies ermöglicht eine sichere und stabile Lagerung eingesetzter Leitschaufeln bzw. Lagerbuchsen für Leitschaufeln.In addition, they advantageously enable an arrangement of guide vanes, in which a distance between adjacent guide vanes or bearing bushes minimized and nevertheless the risk of deformation of a receptacle can be avoided: in particular if two adjacent receptacles have circular cylindrical shaped sections, they run radially inwardly toward each other to. In the area of their bottom surfaces they therefore have a minimum distance from each other. According to the present invention, no minimum distance needs to be maintained in this area in order to prevent an excessively thin partition wall from unfavorably deforming in this area. According to the invention, in this narrowest area there is a breakthrough between the receptacles, so that a dividing wall, which could deform, is not there. Radially further out, on the other hand, where the circular cylindrical sections of the receptacles are further apart, they are separated from each other by a partition; This allows a secure and stable storage of used guide vanes or bushings for vanes.
Insbesondere ermöglicht ein derartiger Innenring eine Verbesserung des Wirkungsgrades und der Haltbarkeit einer Strömungsmaschine.In particular, such an inner ring allows an improvement in the efficiency and durability of a turbomachine.
Vorzugsweise umfassen die mindestens zwei Aufnahmen jeweils einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Abschnitt (z.B. eine kreiszylindrische Bohrung) im Innenring, der bezogen auf den Innenring radial verläuft. Derartige Aufnahmen können entsprechend geformte Leitschaufelteller bzw. Lagerbuchsen mit einem kreiszylindrischen Abschnitt aufnehmen, was eine besonders sichere und stabile Lagerung und Verschwenkbarkeit der Leitschaufeln ermöglicht.Preferably, the at least two receptacles each comprise a substantially circular cylindrical portion (e.g., a circular cylindrical bore) in the inner ring which extends radially with respect to the inner ring. Such recordings can record correspondingly shaped guide plate or bearing bushes with a circular cylindrical section, which allows a particularly secure and stable storage and pivoting of the guide vanes.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform haben die mindestens zwei Aufnahmen (in Umfangsrichtung) entlang der radial äußeren Innenringoberfläche (an ihrer bzw. einer ihrer engsten Stelle(n)) einen Abstand von höchstens 3 mm, bevorzugter höchstens 2 mm voneinander.According to an advantageous embodiment, the at least two seats (in the circumferential direction) along the radially outer inner ring surface (at its or one of its narrowest point (s)) have a distance of at most 3 mm, more preferably at most 2 mm from each other.
Damit kann in die Aufnahmen im Innenring eine große Anzahl an Leitschaufeln einer jeweils vorteilhaften Leitschaufeltellergröße eingesetzt werden, und die Trennwand ist stark genug, um nicht verformt zu werden.Thus, in the receptacles in the inner ring, a large number of vanes of a respective advantageous Leitschaufeltellergröße be used, and the partition is strong enough not to be deformed.
Vorteilhaft ist eine Ausführungsvariante, bei der die Trennwand zwischen den mindestens zwei Aufnahmen sich von der radial äußeren Innenringoberfläche radial mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm in den Innenring hinein erstreckt.A variant embodiment is advantageous in which the dividing wall between the at least two receptacles extends radially from the radially outer inner ring surface at least 2 mm, more preferably at least 3 mm, into the inner ring.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Durchbruch zwischen den mindestens zwei Aufnahmen eine radiale Höhe von mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm auf; die radiale Höhe ist dabei ausgehend von der Bodenfläche (bzw. von einer der Bodenflächen, sofern mehrere vorhanden sind) radial nach außen zu messen.According to an advantageous embodiment, the aperture between the at least two receptacles has a radial height of at least 2 mm, more preferably at least 3 mm; the radial height is starting from the bottom surface (or from one of the bottom surfaces, if there are several) to measure radially outward.
So wird beispielsweise im Falle von Aufnahmen mit kreiszylindrischem Abschnitt und daher einer sich von außen nach innen verjüngenden Trennwand eine Mindeststärke der Trennwand gewährleistet, indem die radiale Erstreckung der Trennwand nach innen (und damit deren Verjüngung) durch den Durchbruch begrenzt ist.Thus, for example, in the case of shots with a circular cylindrical section and therefore a tapered from outside to inside partition a minimum thickness of the partition ensured by the radial extent of the partition to the inside (and thus the taper) is limited by the opening.
In axialer Richtung (bezogen auf eine zentrale Innenringachse) weist der Durchbruch vorzugsweise eine Breite von mindestens 3mm, bevorzugter mindestens 4mm auf. Auf diese Weise kann eine ungünstig geringe Trennwandstärke seitlich eines (z.B. in einem engsten Bereich zwischen zwei Aufnahmen liegenden) Zentrums des Durchbruchs vermieden werden.In the axial direction (relative to a central inner ring axis), the opening preferably has a width of at least 3 mm, more preferably at least 4 mm. In this way, an unfavorably small dividing wall thickness can be avoided laterally of a center of the aperture (for example located in a narrowest area between two receptacles).
Der Durchbruch kann in Umlaufrichtung (bezogen auf den Innenring) einen im Wesentlichen dreieckigen, kreisabschnittförmigen, rund- oder spitzbogenförmigen Querschnitt aufweisen. Damit kann der Durchbruch abhängig von einer Form des Innenrings, beispielsweise seiner Größe und/oder seiner Oberflächengestaltung optimiert werden. Ein dreieckiger Querschnitt kann beispielsweise im Falle eines axial zweigeteilten Innenrings besonders einfach herzustellen sein, weil hierzu an den zusammenzusetzenden Teilringen die Trennwand jeweils lediglich abgeschrägt werden muss; Analoges gilt für einen spitzbogenförmigen Querschnitt. Bei axial ungeteiltem Innenring kann die Herstellung eines kreisabschnitt- oder ein rundbogenförmigen Querschnitts mit weniger Aufwand verbunden sein. Zudem kann die mit derartigen Querschnitten verbundene Vermeidung einer zentralen Spitze vorteilhaft eine Leckage in diesem Bereich reduzieren.The breakthrough may in the direction of rotation (relative to the inner ring) have a substantially triangular, circular section-shaped, circular or arch-shaped cross-section. Thus, the breakthrough can be optimized depending on a shape of the inner ring, for example, its size and / or its surface design. A triangular cross-section can be particularly easy to produce, for example, in the case of an axially split inner ring, because this only has to be beveled on the part rings to be assembled the partition; The same applies to an arched cross-section. In axially undivided inner ring, the production of a kreisabschnitt- or a circular arc-shaped cross-section may be associated with less effort. In addition, the avoidance of a central tip associated with such cross sections can advantageously reduce leakage in this area.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst ein erfindungsgemäßer Innenring zwei in axialer Richtung zusammengesetzte Innenringteile (z.B. Teilringe), die jeweils in axialer Richtung einen Rand aufweisen, der die Mehrzahl an Aufnahmen jeweils abschnittsweise begrenzt. Die Aufnahmen sind somit zwischen den Innenringteilen angeordnet, die zusammen jeweils mindestens einen Teil einer Einfassung für jede Aufnahme ausbilden.According to an advantageous embodiment, an inner ring according to the invention comprises two inner ring parts (for example partial rings) which are assembled in the axial direction and each have an edge in the axial direction, which limits the plurality of receptacles in sections. The receptacles are thus arranged between the inner ring parts, which together form at least a part of a border for each receptacle.
Derartige zweigeteilte Innenringe sind für ein Einsetzen der Leitschaufeln besonders zweckmäßig und sind zudem mit relativ wenig Aufwand herzustellen. Insbesondere vereinfachen sie ein Ausbilden des Durchbruchs in einer Trennwand eines erfindungsgemäßen Innenrings, weil diese bei noch nicht zusammengesetzten Innenringteilen besonders gut zugänglich ist.Such two-part inner rings are particularly useful for inserting the vanes and are also produce relatively little effort. In particular, they facilitate forming the aperture in a partition of a Inner ring according to the invention, because this is particularly well accessible in not yet assembled inner ring parts.
Von den beiden Innenringteilen kann ein erster (z.B. in Hauptstromrichtung hinterer) Innenringteil an einer dem zweiten (z.B. in Hauptstromrichtung vorderen) Innenringteil zugewandten Seite einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung mit einer Oberfläche aufweisen, die vorzugsweise die Bodenfläche für die Aufnahmen bildet, wobei der Vorsprung an einem äußeren Rand in eine ringförmige, in axialer Richtung verlaufende Nut des zweiten Innenringteils eingreift.Of the two inner ring parts may have a first (eg in the main flow direction rear) inner ring part on a second (eg front in the main flow direction) inner ring part facing side extending in the axial direction projection with a surface which preferably forms the bottom surface for the recordings, wherein the Projecting on an outer edge engages in an annular, extending in the axial direction of the second groove portion of the second inner ring.
Die mindestens zwei durch den Durchbruch verbundenen Aufnahmen eines erfindungsgemäßen Innenrings sind vorzugsweise so angelegt, dass mindestens zwei der eingesetzten Leitschaufeln im Bereich des Durchbruchs (z.B. im Bereich der Bodenflächen) einen Abstand (an ihrer bzw. einer engsten Stelle) von maximal 0,5 mm (in Umlaufrichtung) aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn die Leitschaufeln im genannten Bereich berührungsfrei eingesetzt sind, beispielsweise einen Abstand von mindestens 0,1 mm aufweisen.The at least two receptacles of an inner ring according to the invention which are connected through the aperture are preferably so arranged that at least two of the inserted guide vanes in the region of the aperture (eg in the region of the bottom surfaces) have a distance (at their or a narrowest point) of not more than 0.5 mm (in the direction of rotation). It is advantageous if the guide vanes are used without contact in said area, for example, have a distance of at least 0.1 mm.
Dem entsprechend weisen mindestens zwei in entsprechende Aufnahmen eingesetzte Leitschaufeln (bzw. ihre zugehörigen Leitschaufelteller) eines erfindungsgemäßen Leitschaufelkranzes im Bereich des Durchbruchs vorzugsweise einen Abstand von maximal 0,5 mm auf, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm.Accordingly, at least two guide vanes (or their associated guide vanes) of a vane ring according to the invention preferably have a maximum spacing of 0.5 mm in the area of the aperture, more preferably in a range of 0.1 mm to 0.5 mm.
Somit können die Leitschaufeln erfindungsgemäß dicht beieinander angeordnet sein, so dass eine große Anzahl an Leitschaufeln mit einer geeigneten Leitschaufeltellergröße in den Innenring eingesetzt werden kann. Der genannte vorteilhafte Mindestabstand von 0,1 mm verhindert einen Kontakt der Leitschaufelteller, durch den andernfalls ein Einsetzen behindert und/oder im Gebrauch eine Verschwenkung der Leitschaufeln beeinträchtigt werden könnte.Thus, according to the invention, the guide vanes can be arranged close to one another, so that a large number of guide vanes with a suitable guide plate size can be inserted into the inner ring. The mentioned advantageous minimum distance of 0.1 mm prevents contact of the guide blade plates, otherwise obstructing the insertion and / or in use pivoting of the guide vanes could be impaired.
In Ausführungsformen, bei denen die Leitschaufeln Lagerzapfen aufweisen, die in Lagerbuchsen gesteckt und mit diesen zusammen in die Aufnahmen eingesetzt werden bzw. sind, weisen analog die Lagerbuchsen im Bereich des Durchbruchs vorzugsweise (in Umlaufrichtung) einen Abstand von maximal 0,5 mm auf, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm. Alternativ oder zusätzlich ist die radiale Höhe des Durchbruchs in Ausführungsformen mit (ggf. vorgesehenen) Lagerbuchsen vorzugsweise höchstens so groß wie eine Mantelhöhe bzw. Dicke der Lagerbuchsen (also höchstens so groß wie die Erstreckung der eingesetzten Lagerbuchsen in - bezogen auf den Innenring - radialer Richtung). Eine derartige Höhenbeschränkung des Durchbruchs vermindert eine Leckage an der radial äußeren Seite der Lagerbuchsen.In embodiments in which the guide vanes have bearing journals which are inserted into bearing bushes and inserted into the receptacles together with them, the bearing bushes in the area of the aperture preferably have a spacing of a maximum of 0.5 mm (in the direction of rotation), more preferably in one area between 0.1 mm to 0.5 mm. Alternatively or additionally, the radial height of the aperture in embodiments with (possibly provided) bearing bushes is preferably at most as large as a shell height or thickness of the bearing bushes (ie at most as large as the extension of the bearing bushes used in - relative to the inner ring - radial direction ). Such height restriction of the aperture reduces leakage on the radially outer side of the bushings.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt. Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente sind figurenübergreifend verwendet und werden ggf. nicht für jede Figur neu beschrieben.In the following preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. It is understood that individual elements and components can be combined differently than shown. Reference numerals for corresponding elements are used across figures and may not be rewritten for each figure.
Es zeigen schematisch:
- Figur 1:
- einen Abschnitt eines Leitschaufelkranzes in perspektivischer Darstellung;
- Figur 2:
- einen Abschnitt eines exemplarischen erfindungsgemäßen Innenrings mit eingesetzten Lagerbuchsen in einer Schnittdarstellung;
- Figur 3:
- einen Abschnitt eines Innenrings gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Figur 4.
- einen Abschnitt eines hinteren Teils eines beispielhaften erfindungsgemäßen Innenrings;
- Figuren 5a, 5b:
- je eine Explosionsdarstellung eines exemplarischen erfindungsgemäßen Innenrings mit Lagerbuchse und Leitschaufel.
- FIG. 1:
- a section of a vane ring in perspective view;
- FIG. 2:
- a section of an exemplary inner ring according to the invention with inserted bushes in a sectional view;
- FIG. 3:
- a portion of an inner ring according to an exemplary embodiment of the present invention;
- FIG. 4.
- a portion of a rear portion of an exemplary inner ring according to the invention;
- FIGS. 5a, 5b:
- each an exploded view of an exemplary inner ring according to the invention with bearing bush and vane.
Die Leitschaufeln 20 umfassen neben dem radial innen positionierten Leitschaufelteller 21a einen radial außen positionierten Leitschaufelteller 21b, der dazu vorgesehen ist, an einem (nicht gezeigten) Gehäuse fixiert zu werden. Zwischen den Leitschaufeltellern 21a und 21b ist ein Schaufelblatt 22 angeordnet. An der dem Schaufelblatt 22 abgewandten Seite weisen die radial außen positionierten Leitschaufelteller 21b einen radial nach außen verlaufenden Verstellzapfen 23 auf.The
Nicht erkennbar ist in der Darstellung der
Die
In der Bohrung 33 ist später dann der an der radial inneren Fläche 21c des Leitschaufeltellers 21a angeformte Lagerzapfen 24 angeordnet, so dass die innere Fläche 21c auf der radial äußeren Ringfläche 32 der Lagerbuchse 30 aufliegt; dies ist in den
Die Aufnahmen 12 weisen jeweils eine Öffnung 13 an der Innenringoberfläche 11 sowie eine Bodenfläche 14 auf, die der Öffnung radial (bezogen auf die Innenringachse) gegenüberliegt; bei nicht eingesetztem Leitschaufelteller ist also die Bodenfläche bei radialer Blickrichtung von außen sichtbar. Im dargestellten Beispiel bilden die Bodenflächen 14 jeweils Anschlagsflächen für die Lagerbuchsen 30. Die Bodenflächen 14 können die Aufnahmen 12 radial nach innen vollständig oder nur teilweise abschließen; insbesondere können sie ihrerseits (nicht gezeigte) Öffnungen aufweisen.The
Zwischen je zwei benachbarten Aufnahmen 12 ist eine Trennwand 15 angeordnet, die die Aufnahmen voneinander trennt; eine Erstreckung d der Trennwand in (bezogen auf den Innenring) radialer Richtung beträgt (von der Innenringoberfläche ausgehend) vorzugsweise mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm. Insbesondere ist die Erstreckung d vorzugsweise mindestens so groß wie die Dicke (d.h. Mantelhöhe) eines einzusetzenden Leitschaufeltellers (gemessen ohne Lagerzapfen), so dass dieser im eingesetzten Zustand nicht aus der Innenringoberfläche 11 hervorragt.Between each two
In einem Bereich ihrer Bodenfläche sind benachbarte Aufnahmen 12 jeweils durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden.In an area of their bottom surface,
Diese Durchbrüche 16 ermöglichen eine vorteilhafte Anordnung der Lagerbuchsen (bzw. in die Aufnahmen 12 einzusetzender, in der
Auch bei einer derart engen Anordnung der Aufnahmen kann eine entsprechend dünne und damit verformungsgefährdete Trennwand erfindungsgemäß vermieden werden, indem in dem entsprechenden Bereich der Durchbruch 16 angeordnet ist. Dessen radiale Höhe h (ausgehend von einer anliegenden Bodenfläche 14) beträgt vorzugsweise mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm.Even with such a narrow arrangement of recordings, a correspondingly thin and therefore deformation-prone partition can be avoided according to the invention by arranging the
Die radiale Höhe des Durchbruchs ist vorzugsweise kleiner oder gleich einer Dicke D der Lagerbuchsen 30 (also deren bezogen auf den Innenring radiale Erstreckung im eingesetzten Zustand); dadurch kann eine Leckage an einer radial äußeren Oberfläche der Lagerbuchsen und durch den Durchbruch hindurch verhindert oder zumindest verringert werden.The radial height of the opening is preferably smaller than or equal to a thickness D of the bearing bushes 30 (ie their radial extent relative to the inner ring in the inserted state); As a result, leakage on a radially outer surface of the bushings and through the opening can be prevented or at least reduced.
In
Vorderer und hinterer Innenringteil weisen jeweils einen Rand 12b bzw. 12a auf, die zusammen eine Mehrzahl von Aufnahmen einfassen und dabei jeweils einen Abschnitt von deren Begrenzungen bilden.Front and rear inner ring part each have an
Der Rand 12a des hinteren Innenringteils 10a weist im gezeigten Beispiel in dem Begrenzungsabschnitt jeder Aufnahme eine Fase 17 auf; sie ermöglicht eine entsprechend dicht am Innenring geführte verschwenkbare Leitschaufel.The
An der dem vorderen Innenringteil zugewandten Seite weist der hintere Innenringteil 10a einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung 18 auf, der an einem äußeren Rand in eine ringförmige und in axialer Richtung verlaufende Nut 25 des vorderen Innenringteils 10b eingreift sowie eine Oberfläche aufweist, die jeweils eine Bodenfläche 14 für die Aufnahmen bildet. Die Bodenflächen 14 liegen dabei radial den Öffnungen 13 der Aufnahmen 12 gegenüber. Dabei bildet die Bodenfläche 14 die radial nach außen weisende Fläche des Vorsprungs 18.On the side facing the front inner ring part, the rear
Benachbarte Aufnahmen sind jeweils im Bereich der Öffnungen der Aufnahmen (in der Innenringoberfläche) durch eine Trennwand 15 voneinander getrennt, die eine radiale Höhe d aufweist. Im Bereich der Bodenflächen 14 sind benachbarte Aufnahmen jeweils durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden. Die Durchbrüche haben dabei jeweils eine radiale Höhe h, die vorzugsweise in einem Bereich von 2mm bis 3mm liegt. Im dargestellten Beispiel weist der Durchbruch einen dreieckigen Querschnitt auf. Wie oben beschrieben wurde, sind andere Querschnittformen möglich, beispielsweise kreisabschnittförmige, rund- oder spitzbogenförmige. Insbesondere kann der Durchbruch abhängig von einer Form des Innenrings, beispielsweise seiner Größe und/oder seiner Oberflächengestaltung optimiert werden.Neighboring receptacles are each separated in the region of the openings of the receptacles (in the inner ring surface) by a
In der gezeigten Ausführungsform können der vordere und der hintere Innenringteil über Verbindungselemente 19 miteinander verbunden werden.In the embodiment shown, the front and the rear inner ring part can be connected to one another via connecting
In unterschiedlichen Perspektiven zeigen die
Ein erfindungsgemäßer Innenring 10 für einen Leitschaufelkranz einer Strömungsmaschine weist eine radial äußere Innenringoberfläche 11 sowie eine Mehrzahl an Aufnahmen 12 für jeweils einen Leitschaufelteller 21a einer Leitschaufel 20 auf. Die Aufnahmen 12 haben jeweils eine Öffnung 13 in der äußeren Innenringoberfläche 11 sowie eine der Öffnung radial gegenüber liegende Bodenfläche 14. Mindestens zwei der Aufnahmen 12 sind durch eine Trennwand 15 voneinander getrennt und in einem Bereich ihrer Bodenfläche 14 durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden.An inventive
Ein erfindungsgemäßer Leitschaufelkranz 100 für eine Strömungsmaschine weist einen erfindungsgemäßen Innenring 10 und eine Mehrzahl an in die Aufnahmen 12 eingesetzten Leitschaufeln 20 auf.A
- 1010
- Innenringinner ring
- 10a, 10b10a, 10b
- InnenringteileInner ring parts
- 1111
- InnenringoberflächeInner ring surface
- 1212
- Aufnahmeadmission
- 12a, 12b12a, 12b
- Aufnahmeabschnittreceiving portion
- 1313
- Öffnung der AufnahmeOpening of the recording
- 1414
- Bodenflächefloor area
- 1515
- Trennwandpartition wall
- 1616
- Durchbruchbreakthrough
- 1717
- Fasechamfer
- 1818
- Vorsprunghead Start
- 1919
- Verbindungselementconnecting element
- 2020
- Leitschaufelvane
- 21a, 21b21a, 21b
- LeitschaufeltellerLeitschaufelteller
- 21c21c
- radial innere Flächeradially inner surface
- 2222
- Schaufelblattairfoil
- 2323
- Verstellzapfenadjustment peg
- 2424
- Lagerzapfenpivot
- 2525
- Nut in InnenringteilGroove in inner ring part
- 3030
- Lagerbuchsebearing bush
- 3131
- radial innere Ringflächeradially inner annular surface
- 3232
- radial äußere Ringflächeradially outer annular surface
- 3333
- Bohrungdrilling
- 100100
- Leitschaufelkranzvane ring
- AA
- zentrale Achsecentral axis
- DD
- Dicke der LagerbuchseThickness of the bearing bush
- RR
- vorgesehene Hauptstromrichtungintended main current direction
- a1 a 1
- Abstand zweier benachbarter BuchsenDistance between two adjacent sockets
- a2 a 2
- Abstand zweier benachbarter Aufnahmen an der InnenringoberflächeDistance between two adjacent shots on the inner ring surface
- bb
- Breite des Durchbruchs (in axialer Richtung)Width of the aperture (in the axial direction)
- dd
- radiale Erstreckung der Trennwandradial extent of the partition
- hH
- radiale Höhe des Durchbruchsradial height of the breakthrough
Claims (11)
wobei die Aufnahmen jeweils eine Öffnung (13) in der äußeren Innenringoberfläche sowie eine der Öffnung radial gegenüber liegende Bodenfläche (14) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens zwei der Aufnahmen (12) durch eine Trennwand (15) voneinander getrennt und in einem Bereich ihrer Bodenfläche (14) durch einen Durchbruch (16) miteinander verbunden sind.Inner ring (10) for a guide vane ring (100) of a turbomachine, wherein the inner ring has a radially outer inner ring surface (11) and a plurality of receptacles (12) for each one Leitschaufelteller (21 a) of a guide vane (20)
wherein the receptacles each have an opening (13) in the outer inner ring surface and a radially opposite the bottom surface (14), characterized in that
at least two of the receptacles (12) separated by a partition (15) and in an area of their bottom surface (14) by an opening (16) are interconnected.
und/oder wobei der Durchbruch (16) zwischen den mindestens zwei Aufnahmen ausgehend von der Bodenfläche (14) einer der Aufnahmen eine radiale Höhe (h) von mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm aufweist.Inner ring according to any preceding claim, wherein the partition (15) between the at least two seats (12) extends from the radially outer inner ring surface (11) radially to 2mm, more preferably to 3mm into the inner ring (10)
and / or wherein the opening (16) between the at least two receptacles starting from the bottom surface (14) of one of the receptacles has a radial height (h) of at least 2 mm, more preferably at least 3 mm.
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---|---|---|---|
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EP15198072.9A EP3176384B1 (en) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | Inner shroud, corresponding inner shroud sector, vane assembly and turbomachine |
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