JP2012510582A - Guide vane array structure for axial turbomachinery - Google Patents
Guide vane array structure for axial turbomachinery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012510582A JP2012510582A JP2011537913A JP2011537913A JP2012510582A JP 2012510582 A JP2012510582 A JP 2012510582A JP 2011537913 A JP2011537913 A JP 2011537913A JP 2011537913 A JP2011537913 A JP 2011537913A JP 2012510582 A JP2012510582 A JP 2012510582A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator blade
- inner ring
- stator
- array structure
- spring element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
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
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
- F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本発明は軸流ターボ機械用のガイドブレード配列構造体(12)に関し、この構造体(12)は少なくとも一つの環状ガイドブレードキャリア(14)と、このキャリア(14)に対して同心状に配置された内側リング(22)とを備え、ガイドブレードキャリア(14)と内側リング(22)との間には多数のガイドブレード(20)が放射状パターンで配置される。内側リング(22)に対する、ガイドブレードキャリア(14)によって支持されたガイドブレード(20)の損耗し難くかつ特に耐久性のある取り付けを実現するために、ガイドブレード(20)を内側リング(22)に対して弾性的に取り付けることが提案される。取り付けはスプリング要素(52)によって実現されている。スプリング要素(52)によって、生じるストレスおよび損耗を低減できるよう、内側リング(22)に対する、あるいは適切ならば、さらなるスプリング要素(52)に対するガイドブレードヘッド(30)の均一な接触圧を保証することが可能である。 The present invention relates to a guide blade arrangement structure (12) for an axial turbomachine, the structure (12) being arranged concentrically with respect to at least one annular guide blade carrier (14) and this carrier (14). A plurality of guide blades (20) arranged in a radial pattern between the guide blade carrier (14) and the inner ring (22). In order to achieve a wear-resistant and particularly durable attachment of the guide blade (20) supported by the guide blade carrier (14) to the inner ring (22), the guide blade (20) is connected to the inner ring (22). It is proposed to be elastically attached to. The attachment is realized by a spring element (52). Ensuring uniform contact pressure of the guide blade head (30) to the inner ring (22) or, if appropriate, to the further spring element (52) so that the stress and wear caused by the spring element (52) can be reduced Is possible.
Description
本発明は軸流ターボ機械用のステーターブレード配列構造体に関し、これは、環状ステーターブレードキャリアと、このステーターブレードキャリアに対して同心状に配置された内側リングとを具備してなり、その間には、ブレードエアフォイルを備えた、多数のステーターブレードが放射状に配置されており、各ステーターブレードはステーターブレードキャリア上に固定されている。 The present invention relates to a stator blade arrangement for an axial turbomachine, which comprises an annular stator blade carrier and an inner ring arranged concentrically with respect to the stator blade carrier. A number of stator blades with blade airfoils are arranged radially, and each stator blade is fixed on a stator blade carrier.
冒頭で述べたステーターブレード配列構造体は、従来技術から、よく知られている。これは、たとえば定置型ガスタービンのコンプレッサーの場合において、知られており、このものでは、コンプレッサーのステーターブレードはステーターブレードキャリアに、あるいはコンプレッサーケーシングに取り付けられている。このために、公知のステーターブレードキャリア(これは、特に、たいていは筒形状を伴って形成されている)は、アンダーカットを備えた保持スロットを有するが、これは、周方向にその内側生成面上で延在しており、そしてその中に、ステーターブレードあるいは外側リングが挿入され、固定されている。ステーターブレードは、この例では、一方では、自立型ステーターブレードとして形成でき、これによって、そのブレードエアフォイルチップは、コンプレッサーの流路の内側境界壁と向き合って存在し、ギャップを形成している。たとえば、特許文献1から、流路の内側境界壁がステーターブレードの一部であるか、あるいはステーターブレード自体によって保持できることも知られている。この例では、公知のステーターブレードは、各場合においてチップ側に配置されたシュラウド(これは境界壁の一部を形成する)を有するか、あるいはステーターブレードはチップ側で内側リング(その外側生成面は、この場合、流路のための内側境界を構成する)を支持する。ステーターブレード配列構造体のステーターブレード上での内側リングの取り付けは、この例では、適当なボルト接続を介して、溶接によって、あるいはカシメによって実施できる。 The stator blade array structure described at the beginning is well known from the prior art. This is known, for example, in the case of stationary gas turbine compressors, in which the stator blades of the compressor are mounted on a stator blade carrier or on a compressor casing. For this purpose, known stator blade carriers (especially usually formed with a cylindrical shape) have a retaining slot with an undercut, which in the circumferential direction has its inner generating surface. The stator blades or outer ring are inserted and secured therein. The stator blades, in this example, can be formed on the one hand as self-supporting stator blades, whereby the blade airfoil tip is present facing the inner boundary wall of the compressor flow path and forms a gap. For example, it is also known from Patent Document 1 that the inner boundary wall of the flow path is part of the stator blade or can be held by the stator blade itself. In this example, the known stator blade has in each case a shroud arranged on the tip side (which forms part of the boundary wall), or the stator blade has an inner ring (its outer generating surface) on the tip side. In this case constitutes the inner boundary for the flow path). The attachment of the inner ring on the stator blade of the stator blade arrangement can in this example be carried out via suitable bolt connections, by welding or by caulking.
ステーターブレード配列構造体のステーターブレード上での公知の形式の内側リングの取り付けの場合、内側リングとステーターブレードの接続部には、コンプレッサーの稼動中に、損耗あるいはクラックが生じることがある。損耗現象は、空力的ブレード負荷の結果としての内側リングの回転によって、かつ/またはコンプレッサー内での圧縮の間に生じる熱の結果として生じる熱誘起膨張によって生じる。周期的なブレード負荷の変化あるいは振動はまた、損耗現象につながることがある。 In the case of a known type of inner ring attachment on the stator blades of the stator blade array structure, the connection between the inner ring and the stator blades may become worn or cracked during operation of the compressor. The wear phenomenon occurs due to the rotation of the inner ring as a result of aerodynamic blade loading and / or due to the heat-induced expansion resulting from the heat generated during compression within the compressor. Periodic blade load changes or vibrations can also lead to wear phenomena.
さらに、ブレードエアフォイルの半径方向内側スプリング結合は、特許文献2および3から公知である。 Furthermore, radial inner spring coupling of the blade airfoil is known from US Pat.
本発明の目的は、したがって、軸流ターボ機械のための(冒頭で述べた)ステーターブレード配列構造体の提供であり、これは、特にシンプルで、膨張許容性を有し、損耗し難く、そして信頼性の高い、内側リング上でのステーターブレードの固定を可能とする。 The object of the present invention is therefore to provide a stator blade arrangement (described at the beginning) for an axial turbomachine, which is particularly simple, has expansion tolerance, is not easily worn out, and Reliable stator blade fixing on the inner ring.
本発明の基礎をなす上記目的は、請求項1に記載の特徴に基づくステーターブレード配列構造体によって達成される。 The above object on which the present invention is based is achieved by a stator blade arrangement according to the features of claim 1.
本発明によれば、冒頭で述べたステーターブレード配列構造体の場合に、ステーターブレードは、ウエブを備えると共にそれと交差するように延在するチップセクションを備えるステーターブレードチップを具備してなり、このステーターブレードチップは、内側リングの包囲スリット内に突出しており、かつ、スロットは、各場合に、二つの隣接するステーターブレード間のセクションにおいてシュラウドによって孤立させられており、隣接するシュラウドは互いに離間して、ウエブを収容するリセスを形成しており、かつ、ステーターブレードの少なくとも一つのステーターブレードチップは、ウエブに面するリセスの側面内に配置された少なくとも一つのスプリング要素によって内側リング上にスプリング結合されている。 According to the invention, in the case of the stator blade arrangement described at the outset, the stator blade comprises a stator blade tip comprising a web section and a tip section extending so as to intersect with the web. The blade tip projects into the encircling slit of the inner ring, and the slot is in each case isolated by a shroud in the section between two adjacent stator blades, and the adjacent shrouds are spaced apart from each other. Forming a recess for accommodating the web, and at least one stator blade tip of the stator blade is spring-coupled onto the inner ring by at least one spring element disposed in the side of the recess facing the web ing.
本発明は、内側リング上でのステーターブレードの剛体結合は不利であるという知見に基づくものである。したがって、それは、接続部に対するダメージを伴わずに、損耗の生じない様式で、内側リングに対するステーターブレードの相対的な動きを僅かな範囲で可能とする方式の接続を提案する。したがって、本発明は、ステーターブレードと内側リングとの間に剛体的固定結合を付与していた従前の手法とは異なる。 The present invention is based on the finding that the rigid coupling of the stator blades on the inner ring is disadvantageous. It therefore proposes a connection in a manner that allows a small range of relative movement of the stator blade relative to the inner ring in a wear-free manner without damage to the connection. Thus, the present invention differs from previous approaches that provided a rigid fixed connection between the stator blade and the inner ring.
本発明の方針においては、シンプルなスプリング要素が、内側リング上でステーターブレードを固定するために使用されることになる。内側リング上でステーターブレードのスプリング留めを利用することで、内側リング上でステーターブレードの均一な圧着を実現でき、これによって、熱膨張および/または静的および/または動的ストレスの結果として生じる発生ストレスが効果的に最小限に抑えられえる。同時に、スプリング留めの結果として、組み付け公差(これは容易な組み付けのために必須である)が、特に簡単に補償可能である。 In the context of the present invention, a simple spring element will be used to secure the stator blade on the inner ring. Utilizing stator blade springing on the inner ring allows uniform crimping of the stator blade on the inner ring, resulting in thermal expansion and / or the consequences of static and / or dynamic stress Stress can be effectively minimized. At the same time, assembly tolerances (which are essential for easy assembly) can be compensated particularly easily as a result of springing.
損耗を低減し、かつ、クラックを回避することによって、プラント稼働率を全体として増大させることが可能となる。なぜなら、損耗したコンポーネントのチェックおよび修理(これは今現在にいたるまで必須であった)は、本発明を適用した場合には、排除されるからである。さらに、修繕コストを節減でき、しかも中間検査をおそらく省略することができる。さらに、上記手法は、従来公知の解決策のいくつかと容易に組み合わせることができるが、これは、既存のターボ機械の修繕可能性を向上させる。 By reducing wear and avoiding cracks, the overall plant operating rate can be increased. This is because the check and repair of worn components (which was essential until now) is eliminated when the present invention is applied. Furthermore, repair costs can be saved and intermediate inspections can probably be omitted. Furthermore, the above approach can be easily combined with some of the previously known solutions, but this improves the repairability of existing turbomachines.
各ステーターブレードは、内側リング側に、ステーターブレードチップを備えるが、これは内側リング内に隠され、すなわち、そのために設けられたスロット内に突出しており、かつ、それを用いて、ステーターブレードは内側リング上でスプリング留めされている。ステーターブレードが内側リング上でスプリング留めできるように、それは、少なくとも一つの構造的要素を、すなわちステーターブレードチップを備えるが、これは、内側リングに接合でき、かつ、それを実施するために好適なものである。 Each stator blade is provided with a stator blade tip on the inner ring side, which is hidden in the inner ring, i.e. protrudes into a slot provided for it, and with it, the stator blade is Spring-loaded on the inner ring. In order to allow the stator blade to spring on the inner ring, it comprises at least one structural element, i.e. a stator blade tip, which can be joined to the inner ring and suitable for carrying out it. Is.
簡単な展開によれば、各ステーターブレードのステーターブレードチップは、内側リング上に配置される外向きに開口したリセス内に各場合において配置されたウエブを備え、ここで、スプリング要素は、ウエブに面するリセスの側面の少なくとも一方内に配置され、かつ、このスプリング要素は、内側リングに対して、かつ、ステーターブレードのウエブに対して、プレテンション状態で当接する。したがって、内側リング上でのステーターブレードのスプリング留めのために、さらなる構造的要素、すなわちスプリング要素のための準備がなされるが、これは、一方側においては内側リング上で支持され、そして他方側においてはステーターブレードのウエブ上で支持される。この例では、ステーターブレード配列構造体は、スプリング要素が好ましくはプレテンション状態とされ、これによって内側リングに対して、詳しくはリセスの二つの側面の一つに対して、間接的にあるいは直接的にステーターブレードのウエブを押し付けるように設計される。 According to a simple development, the stator blade tip of each stator blade comprises a web arranged in each case in an outwardly open recess arranged on the inner ring, wherein the spring element is attached to the web. The spring element is disposed in at least one of the side surfaces of the facing recess and abuts in a pretensioned state against the inner ring and against the web of the stator blade. Thus, for springing of the stator blade on the inner ring, provision is made for a further structural element, i.e. a spring element, which is supported on one side on the inner ring and on the other side Is supported on the web of the stator blade. In this example, the stator blade arrangement has a spring element that is preferably pre-tensioned, thereby indirectly or directly to the inner ring, in particular to one of the two sides of the recess. It is designed to press the web of the stator blades against.
ステーターブレードチップは、ウエブならびにそれと交差するように延在するチップセクションによって逆T字形状に形成されるが、ここで、ウエブは、ステーターブレードの空力的湾曲ブレードエアフォイルに対してチップセクションを接続し、かつ、内側リングは、ステーターブレードチップを収容するための包囲スロット(これはステーターブレードチップに対応するように形成される)を有し、当該スロットは二つの隣接するステーターブレード間のセクションにおいて、すなわちブレードエアフォイルに面して、シュラウドによって各場合において孤立させられる。ステーターブレードに配置された逆T字形ステーターブレードチップすなわちステーターブレードフック、ならびに内側リング上に設けられかつステーターブレードチップの形状に対応するよう形成されたスロットによる、内側リングに対するステーターブレードの形状嵌合接続の結果、内側リングがステーターブレードによって特に確実に支持されたステーターブレード配列構造体を提供できる。この展開は、ステーターブレード配列構造体自体、内側リングおよび/または環状ステーターブレードキャリアが、各場合において一体に形成されず、組み込みおよび/または取り外しの間、管理可能な様式で他のリングセグメントから各場合において分離させられる少なくとも二つの円弧形状リングセグメントによって形成される場合に、特に有利である。シュラウドは一方では周方向に沿ったステーターブレードに関する内側リングの変位を抑える。なぜなら、シュラウドは、各場合において、二つのステーターブレード間に配置されており、したがってスロットに沿った変位経路をブロックするからである。他方で、シュラウドはまた、流路の段差のない境界表面を保証する。概して、構造体のコンポーネントおよび構造体自体は、それゆえ、容易に製造できる。 The stator blade tip is formed in an inverted T shape by a web and a tip section that extends across the web, where the web connects the tip section to the aerodynamically curved blade airfoil of the stator blade And the inner ring has an enclosed slot (which is formed to accommodate the stator blade tip) for receiving the stator blade tip, which slot is in the section between two adjacent stator blades. I.e. facing the blade airfoil and isolated in each case by the shroud. Stator blade shape mating connection to the inner ring by an inverted T-shaped stator blade tip or stator blade hook disposed on the stator blade and a slot formed on the inner ring and corresponding to the shape of the stator blade tip As a result, it is possible to provide a stator blade arrangement structure in which the inner ring is particularly reliably supported by the stator blades. This deployment is such that the stator blade array structure itself, the inner ring and / or the annular stator blade carrier are not integrally formed in each case, but from each other ring segment in a manageable manner during installation and / or removal. It is particularly advantageous when formed by at least two arc-shaped ring segments that are separated in some cases. The shroud on the one hand suppresses the displacement of the inner ring with respect to the stator blades along the circumferential direction. This is because, in each case, the shroud is arranged between the two stator blades and thus blocks the displacement path along the slot. On the other hand, the shroud also ensures a boundary surface with no step in the flow path. In general, the components of the structure and the structure itself can therefore be easily manufactured.
有利な展開は従属請求項に記載されたとおりである。 Advantageous developments are as described in the dependent claims.
有利な展開によれば、二つのスプリング要素(これは、互いに対向して存在するリセスの側面上に配置される)が各ステーターブレードに関して設けられる。この結果、そのように間接的に、すなわちスプリング要素を介して設けられた各ステーターブレードは、プレテンション状態で内側リング上に配置される。各スプリング要素のスプリング力は、この例では、内側リングの周方向に都合よく向けられる。テンションスリーブがスプリング要素として使用される場合、各ステーターブレードのウエブとテンションスリーブとの間には直線状当接部が存在するだけであり、この結果、連結ポイント上のステーターブレードの静的負荷は、二次元的に固定されたステーターブレードの場合におけるよりも低くなる。静的負荷は、主として、空力的ブレード負荷によって生じる周方向における内側リングの生じる変位の結果としてもたらされるので、周方向におけるスプリングマウントの形態の変位許容取り付けが、損耗およびクラック発生ならびにクラック伝播を回避するために必要である。 According to an advantageous development, two spring elements, which are arranged on the sides of the recesses that are opposite to each other, are provided for each stator blade. As a result, each stator blade thus provided indirectly, i.e. via a spring element, is arranged on the inner ring in a pretensioned state. The spring force of each spring element is conveniently directed in this example in the circumferential direction of the inner ring. When a tension sleeve is used as a spring element, there is only a linear abutment between the web of each stator blade and the tension sleeve, so that the static load of the stator blade on the connection point is , Lower than in the case of two-dimensionally fixed stator blades. Since static loading is primarily the result of the displacement of the inner ring in the circumferential direction caused by an aerodynamic blade load, displacement tolerance mounting in the form of a circumferential spring mount avoids wear and cracking and crack propagation. Is necessary to do.
内側リングが、一体内側リングを形成するために、その組み立ての後に設置可能な二つのリングセクションからなることが、ステーターブレード配列構造体の簡単な生産のために有利である。 It is advantageous for simple production of the stator blade arrangement structure that the inner ring consists of two ring sections that can be installed after its assembly to form an integral inner ring.
本ステーターブレードは配列構造体が特に定置型ターボ機械において使用される場合、ステーターブレード配列構造体自体が二つ以上のリングセグメントを備えることが、すなわちすなわち内側リングおよび/または環状ステーターブレードキャリアが円弧形状リングセグメントとして形成されることが有利である。ステーターブレード配列構造体およびそのコンポーネントは、ターボ機械の回転方向に固定されたコンポーネント部品の一部であるので(これは静止領域において使用される場合に分離面を有し、この結果、回転方向に固定されたコンポーネント部品は上側および下側半体のために分割される)、二つのリングセグメント(それぞれ180°)へと分割されたステーターブレード配列構造体は定置型ターボ機械にとって特に好適である。完全な環状ステーターブレード配列構造体を形成する、個々のコンポーネントの簡単な設置がこうして可能となる。ステーターブレード配列構造体は、好ましくは、特に軸流コンプレッサーあるいは軸流タービンとして形成できるターボ機械において使用される。さらに、ステーターブレードキャリアは別体ケーシング内に配置でき、あるいはそれ自体をケーシングとして形成することさえ可能である。 The stator blades may be provided with two or more ring segments, i.e. the inner ring and / or the annular stator blade carrier is arcuate, i.e. when the array structure is used in particular in stationary turbomachines. Advantageously formed as a shaped ring segment. Since the stator blade array structure and its components are part of a component part fixed in the rotational direction of the turbomachine (this has a separating surface when used in a stationary region, so that in the rotational direction The stator component arrangement divided into two ring segments (each 180 °) is particularly suitable for stationary turbomachines, where the fixed component parts are divided for the upper and lower halves. Simple installation of the individual components thus forming a complete annular stator blade array structure is thus possible. The stator blade arrangement is preferably used in turbomachines which can be formed in particular as axial compressors or axial turbines. Furthermore, the stator blade carrier can be arranged in a separate casing, or it can even be formed as a casing itself.
図面を参照して本発明を説明する。さらなる利点およびさらなる特徴は、この例では、図説から明らかである。 The present invention will be described with reference to the drawings. Further advantages and features are apparent from the illustration in this example.
図1は、軸流ターボ機械のステーターブレード配列構造体12のセグメント10を示す斜視図である。セグメント10は円弧形状に形成されており、かつ、180°の円弧にわたっている。二つの図1に示すセグメント10を本発明に基づくステーターブレード配列構造体12を形成するために組み合わせることができるが、これは、この場合、環状形態として形成される。軸方向に延在すると共にステーターブレード20を収容するためのスロット18がステーターブレードキャリア14の内面16上に設けられている。図2において、スロット18内に挿入されることになるステーターブレード20は、分解図のためにステーターブレードキャリア14から分離させた状態で示されている。ステーターブレード20の半径方向外側部分は、この例では、各場合においてステーターブレードルートと呼ばれ、かつ、ステーターブレード20の半径方向内側部分はステーターブレードチップと呼ばれる。ステーターブレードルートとステーターブレードチップとの間において、ステーターブレード20は空力的に湾曲したブレードエアフォイルを有する。内側リング22(その180°セグメントのみが図2には示されている)は、チップ側においてステーターブレード20上に配置されている。内側リング22あるいはそのセグメントは、この例では、二つのリングセクション36,38あるいはリングセクションセグメントから組み立てられる。
FIG. 1 is a perspective view showing a segment 10 of a stator blade arrangement structure 12 of an axial-flow turbomachine. The segment 10 is formed in an arc shape and extends over a 180 ° arc. Two segments 10 shown in FIG. 1 can be combined to form a stator blade array structure 12 according to the invention, which in this case is formed as an annular form. A
二つのセグメント10から組み立てられるステーターブレード配列構造体12は、したがって、ステーターブレード20のリングを備えるが、これはまた、ステーターブレードリングとして知られており、コンプレッサーステージあるいはタービンステージの一部であってもよい。
The stator blade array structure 12 assembled from two segments 10 thus comprises a ring of
ステーターブレードキャリア14は、軸流ターボ機械の、たとえばコンプレッサーの(図示していない)ケーシング上に固定されるか、あるいはそれ自体、ケーシングとして形成される。ステーターブレードキャリア14はステーターブレード20を支持するが、これは内側でその上に固定されており、かつ、それは、今度は、チップ側の内側で、内側リング22を支持している。内側リング22の外側の形成された面およびステーターブレードキャリア14の内面16は、この例では、軸流ターボ機械を通って流れる媒体のための半径方向内側および外側境界を形成する。軸流ターボ機械がコンプレッサーとして形成される場合、媒体は圧縮空気、あるいは圧縮されることになる空気である。
The
図3は、内側リング22に対するステーターブレード20の本発明に基づく接合部を通る(軸流ターボ機械の方向に関する)長手方向断面図である。ステーターブレード20の一部であるブレードエアフォイル28は部分的に示されている。ステーターブレードチップ30(これは、ウエブ32およびそれと交差するように延在するチップセクション34を有する)は、ステーターブレード20のチップ側セクションにおいてブレードエアフォイル28上に設けられている。ウエブ32およびチップセクション34によって、ステーターブレードチップ30は、断面から分かるように、全体として逆T字形状有する。
FIG. 3 is a longitudinal section through the joint according to the invention of the
内側リング22は外側に開口するスロット44を備えるが、その長手方向断面輪郭はステーターブレードチップ30に対応して形成されている。内側リング22は二つのリングセクション36,38を備えるが、これは、今度は、図2によれば、180°円弧形状セグメントとして形成されている。リングセクション36,38あるいはそのセグメントは溶接部40によって、固定状態で相互接続される。リングセクション36,38は、各場合において、突出部42,43を有するが、これは、各場合に、それを用いて逆T字形ステーターブレードチップ30を放射状に固定できるアンダーカットを形成するために、互いに向き合って配置されている。
The
図4は内側リング22のセクションの斜視図であり、ここで、リングセクション36,38は、分かり易くするために、その最終的な構造状態においてではなく、分離状態で示されている。その最終的な構造状態において、二つの突出部42,43は、可能な限り、ギャップが生じないように互いに当接している。リングセクション36の突出部43には、リセス46(図4にはその二つが示されている)が各ステーターブレード20のために設けられている。リセス46は、ステーターブレード20のステーターブレードチップ30のウエブ32を収容する役割を果たす。突出部43は、したがって、ミスアライメントのない流路を提供するために、二つのステーターブレード20間でスロット44を孤立させるリセス間でシュラウド47を形成する。二つの隣接するシュラウド47間には、したがって、各場合にリセス46が設けられ、その中にはウエブ32が収容される(図3)。概要を説明するために、図3に示されたステーターブレード20は、図4では示されていない。各リセス46は、互いに向き合う二つの側面48を有する。各リセス46の二つの側面48の少なくとも一方には、さらなるポケット50が設けられており、その中には、スプリング要素(これはテンションリングとして形成される)が、内側リング22上でのステーターブレード20のスプリング結合のために設けられる。図4において、スプリング要素52は左側に対して遠くに示されたリセス46内において大まかに示されている。図5はリングセクション36の一部の側面図であるが、これは図4では右側に対して遠くに示されている。このリセス46は二つの側面48によって範囲が定められているが、そこには、各場合において、ポケット50が設けられている。ポケット50は本質的に円セグメントの形状に形成されており、リセス46の全軸方向長さにわたって延在している。ポケット50は、この例では、たとえば、リセス46を導入する前にドリル加工あるいは浸蝕によって形成することができる。ポケット50は、この例では、その直径(これは軸流ターボ機械の半径方向平面内に存在する)が、孔円の相対的に小さな断面のみがリセス46によって覆われるように突出部43内にあるいはシュラウド47内に配置されるように配置される。テンションスリーブは、この場合、ポケット50の直径よりも僅かに小さい直径を有する。ポケット50の選択されたポジションの結果、テンションリングとして形成されたスプリング要素52は、リセス46内に、そうした距離だけ依然として突出でき、そこに位置させられたウエブ32(これは図5には示していない)は、スプリング要素52を介して内側リング22上にスプリング作用によって着座させられる。リセス46、ポケット50およびスプリング要素52の選択された配置構造によって、最後に述べた力の方向は周方向に作用する。
FIG. 4 is a perspective view of a section of the
リセス46内へのポケット50からのスプリング要素52の落下は、ポケット50のポジションによって回避できる。これは、ステーターブレード配列構造体12の組み立てを容易にする。
The fall of the
当然ながら、スプリング要素52はまた、リセス46の側面48上にではなく、ウエブ32上に配置されたポケット内に設けることも可能である。
Of course, the
図6および図7は、従来技術に基づいて固定されたステーターブレード(図6)に関する、そして本発明に基づいて固定されたステーターブレード(図7)に関する、負荷反力および支持反力の結果としての、ステーターブレード20の捩れを大まかに示している。
FIGS. 6 and 7 are the result of load and support reaction forces for a stator blade fixed according to the prior art (FIG. 6) and for a stator blade fixed according to the invention (FIG. 7). The twist of the
従来技術に基づいてチップ側において固定されたステーターブレード20は特に著しく捩れているので、高い負荷および損耗(これは、負荷に依存して、クラック発生およびクラック伝播に至ることがある)は、その最も弱いポイントにおいて、すなわちステーターブレードチップ32においてあるいは内側リングにおいて特に生じ得る。本発明によれば、ステーターブレードチップ30のスプリング結合が、したがってフレキシブルベアリングと呼ばれる結合が提供されるが、これは、付加反力および支持反力の結果として、ステーターブレード20の著しく僅かな捩れしか生じない。この結果、ステーターブレードチップ32への負荷を低減でき、これがクラックおよび損耗の発生を遅らせあるいは阻止する。特に、空力的ブレード負荷の結果として生じる周方向への内側リングの変位は、ブレードの静的負荷を生み出すが、これは、本発明に基づく接続によって、従来技術に基づいて固定されたステーターブレードよりも良好に補償できる。
The
概して、本発明は、軸流ターボ機械用のステーターブレード配列構造体12に関し、少なくとも一つの環状ステーターブレードキャリア14と、このステーターブレードキャリア14に対して同心状に配置された内側リング22とを具備してなり、その間には、多数のステーターブレード20が放射状に配置されている。内側リング22上でのステーターブレード20(これはステーターブレードキャリア14によって支持される)の、損耗し難く、特に耐久性のある取り付けを開示するために、ステーターブレード20を内側リング22上でスプリング結合することが提案される。結合は、この例では、スプリング要素52によって実現される。スプリング要素52によって、内側リング22への、あるいはことによると、さらなるスプリング要素52への、ステーターブレードチップ30の均一な圧着を保証でき、この結果、ストレスならびに生じる損耗を低減できる。
In general, the present invention relates to a stator blade array structure 12 for an axial turbomachine, comprising at least one annular
10 セグメント
12 ステーターブレード配列構造体
14 ステーターブレードキャリア
16 内面
18 スロット
20 ステーターブレード
22 内側リング
28 ブレードエアフォイル
30 ステーターブレードチップ
32 ウエブ
34 チップセクション
36,38 リングセクション
40 溶接部
42,43 突出部
44 スロット
46 リセス
47 シュラウド
48 側面
50 ポケット
52 スプリング要素
10 segment 12 stator
Claims (11)
各ステーターブレード(20)は前記ステーターブレードキャリア(14)上に固定されており、
前記ステーターブレード(20)は、ウエブ(32)を備えると共にそれと交差するように延在するチップセクション(34)を備える、前記内側リング(22)の包囲スリット44内に突出するステーターブレードチップ(30)を具備してなり、かつ、前記スロット(44)は、各場合に、二つの隣接するステーターブレード(20)間のセクションにおいてシュラウド(47)によって孤立させられており、
隣接するシュラウド(47)は互いに離間して、前記ウエブ(32)を収容するリセス(46)を形成しており、かつ、
前記ステーターブレード(20)の少なくとも一つの前記ステーターブレードチップは、前記ウエブ(32)に面する前記リセス(46)の側面(48)内に配置された少なくとも一つのスプリング要素(52)によって前記内側リング(22)上にスプリング結合されていることを特徴とするステーターブレード配列構造体(12)。 A stator blade arrangement (12) for an axial-flow turbomachine, comprising an annular stator blade carrier (14) and an inner ring (22) concentrically arranged with respect to the stator blade carrier (14), In between, a plurality of stator blades (20) with blade air foils (28) are arranged radially,
Each stator blade (20) is fixed on the stator blade carrier (14),
The stator blade (20) includes a web (32) and a tip section (34) extending so as to intersect with the stator blade tip (30) protruding into an enclosing slit 44 of the inner ring (22). And the slot (44) is in each case isolated by a shroud (47) in the section between two adjacent stator blades (20),
Adjacent shrouds (47) are spaced apart from each other to form a recess (46) for accommodating the web (32); and
At least one of the stator blade tips of the stator blade (20) is formed by the at least one spring element (52) disposed in a side surface (48) of the recess (46) facing the web (32). Stator blade array structure (12) characterized in that it is spring-coupled onto ring (22).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP08021215.2 | 2008-12-05 | ||
EP08021215A EP2194230A1 (en) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | Guide blade assembly for an axial turbo engine |
PCT/EP2009/064427 WO2010063525A1 (en) | 2008-12-05 | 2009-11-02 | Guide blade arrangement for an axial turbo-machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012510582A true JP2012510582A (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=40591884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011537913A Pending JP2012510582A (en) | 2008-12-05 | 2009-11-02 | Guide vane array structure for axial turbomachinery |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110286851A1 (en) |
EP (2) | EP2194230A1 (en) |
JP (1) | JP2012510582A (en) |
CN (1) | CN102239311A (en) |
RU (1) | RU2011127398A (en) |
WO (1) | WO2010063525A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017525883A (en) * | 2014-07-18 | 2017-09-07 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | Turbine assembly with removable struts |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH704000A1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-04-30 | Alstom Technology Ltd | Guide vane arrangement of axial-flow compressor, has guide vanes formed like leaf spring such that transient phases of operation due to thermal influences are compensated by elastic deformation of guide vanes |
TWI537477B (en) | 2013-07-25 | 2016-06-11 | 華碩電腦股份有限公司 | Fan blade structure and centrifugal blower using the same |
EP3075961A1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Guide vane assembly |
EP3284919A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-21 | General Electric Technology GmbH | Axial flow turbine having a diaphragm split in two halves at a joint plane |
CN106988794B (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-14 | 中国航发南方工业有限公司 | Stator sub-assembly clamping means and stator sub-assembly |
US11028709B2 (en) * | 2018-09-18 | 2021-06-08 | General Electric Company | Airfoil shroud assembly using tenon with externally threaded stud and nut |
DE102020200073A1 (en) * | 2020-01-07 | 2021-07-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Guide vane ring |
US11236615B1 (en) * | 2020-09-01 | 2022-02-01 | Solar Turbines Incorporated | Stator assembly for compressor mid-plane rotor balancing and sealing in gas turbine engine |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB133862A (en) * | 1900-01-01 | |||
US1010750A (en) * | 1909-04-28 | 1911-12-05 | Colonial Trust Co | Turbine-balde shroud. |
DE461307C (en) * | 1925-08-07 | 1928-06-16 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Intermediate floor for steam turbines |
GB660383A (en) * | 1949-02-23 | 1951-11-07 | Winnett Boyd | Blade mounting for axial-flow compressors and the like |
US2872156A (en) * | 1956-08-20 | 1959-02-03 | United Aircraft Corp | Vane retaining device |
US3367630A (en) * | 1967-01-16 | 1968-02-06 | Westinghouse Electric Corp | Continuous shroud structure |
FR2220008A1 (en) * | 1973-03-02 | 1974-09-27 | Carrier Corp | |
GB2084261A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-07 | Rolls Royce | Mounting compressor stator blades |
JPS613903U (en) * | 1984-06-15 | 1986-01-11 | 株式会社日立製作所 | gas turbine nozzle |
JPH0494402A (en) * | 1990-08-09 | 1992-03-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of nozzle for axial flow turbine |
US20050129520A1 (en) * | 2003-04-11 | 2005-06-16 | Harper Cedric B. | Vane mounting |
JP2007198293A (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Stationary blade ring for axial flow compressor |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1298564A (en) * | 1918-06-12 | 1919-03-25 | Gen Electric | Elastic-fluid turbine. |
US2894318A (en) * | 1952-10-08 | 1959-07-14 | Gen Electric | Turbomachine bucket-wheel fabricated by casting |
US2914300A (en) * | 1955-12-22 | 1959-11-24 | Gen Electric | Nozzle vane support for turbines |
GB8922339D0 (en) * | 1989-10-04 | 1989-11-22 | Rolls Royce Plc | Improvements in or relating to labyrinth seal structures |
US6543995B1 (en) * | 1999-08-09 | 2003-04-08 | United Technologies Corporation | Stator vane and stator assembly for a rotary machine |
US6450766B1 (en) * | 1999-08-09 | 2002-09-17 | United Technologies Corporation | Stator vane blank and method of forming the vane blank |
EP1111246B1 (en) * | 1999-12-21 | 2003-08-13 | Techspace Aero S.A. | Stiffened annular part |
US7530782B2 (en) * | 2005-09-12 | 2009-05-12 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Foreign object damage resistant vane assembly |
FR2906296A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-03-28 | Snecma Sa | DEVICE FOR FASTENING A FIXED BLADE IN AN ANNULAR CASE FOR TURBOMACHINE, TURBOREACTOR INCORPORATING THE DEVICE AND METHOD FOR MOUNTING THE BLADE. |
-
2008
- 2008-12-05 EP EP08021215A patent/EP2194230A1/en not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-11-02 US US13/132,339 patent/US20110286851A1/en not_active Abandoned
- 2009-11-02 RU RU2011127398/06A patent/RU2011127398A/en not_active Application Discontinuation
- 2009-11-02 CN CN2009801488378A patent/CN102239311A/en active Pending
- 2009-11-02 JP JP2011537913A patent/JP2012510582A/en active Pending
- 2009-11-02 WO PCT/EP2009/064427 patent/WO2010063525A1/en active Application Filing
- 2009-11-02 EP EP09747819A patent/EP2356319A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB133862A (en) * | 1900-01-01 | |||
US1010750A (en) * | 1909-04-28 | 1911-12-05 | Colonial Trust Co | Turbine-balde shroud. |
DE461307C (en) * | 1925-08-07 | 1928-06-16 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Intermediate floor for steam turbines |
GB660383A (en) * | 1949-02-23 | 1951-11-07 | Winnett Boyd | Blade mounting for axial-flow compressors and the like |
US2872156A (en) * | 1956-08-20 | 1959-02-03 | United Aircraft Corp | Vane retaining device |
US3367630A (en) * | 1967-01-16 | 1968-02-06 | Westinghouse Electric Corp | Continuous shroud structure |
FR2220008A1 (en) * | 1973-03-02 | 1974-09-27 | Carrier Corp | |
GB2084261A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-07 | Rolls Royce | Mounting compressor stator blades |
JPS613903U (en) * | 1984-06-15 | 1986-01-11 | 株式会社日立製作所 | gas turbine nozzle |
JPH0494402A (en) * | 1990-08-09 | 1992-03-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of nozzle for axial flow turbine |
US20050129520A1 (en) * | 2003-04-11 | 2005-06-16 | Harper Cedric B. | Vane mounting |
JP2007198293A (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Stationary blade ring for axial flow compressor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017525883A (en) * | 2014-07-18 | 2017-09-07 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | Turbine assembly with removable struts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011127398A (en) | 2013-01-10 |
EP2194230A1 (en) | 2010-06-09 |
WO2010063525A1 (en) | 2010-06-10 |
US20110286851A1 (en) | 2011-11-24 |
CN102239311A (en) | 2011-11-09 |
EP2356319A1 (en) | 2011-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012510582A (en) | Guide vane array structure for axial turbomachinery | |
CN108457705B (en) | Method and system for joining ceramic matrix composite material member to metal member | |
US7762780B2 (en) | Blade assembly in a combustion turbo-machine providing reduced concentration of mechanical stress and a seal between adjacent assemblies | |
US10287895B2 (en) | Midspan shrouded turbine rotor blades | |
US8579580B2 (en) | Mounting apparatus for low-ductility turbine shroud | |
US7824152B2 (en) | Multivane segment mounting arrangement for a gas turbine | |
US8079807B2 (en) | Mounting apparatus for low-ductility turbine shroud | |
US8951013B2 (en) | Turbine blade rail damper | |
US8419361B2 (en) | Anti fret liner assembly | |
EP1832716A2 (en) | Segmented component seal | |
JP5765918B2 (en) | Rotor for axial flow turbomachine and rotor blade for rotor | |
US20050191177A1 (en) | Compressor stator vane | |
US20120237352A1 (en) | Damper and seal pin arrangement for a turbine blade | |
JP2004204840A (en) | Shroud segment and assembly with circumferential seal at planar segment surface | |
US20160177759A1 (en) | Mounting apparatus for low-ductility turbine nozzle | |
US10012084B2 (en) | Gas turbine rotor sealing band arrangement having a friction welded pin element | |
US20120235366A1 (en) | Seal for turbine engine bucket | |
US20120263580A1 (en) | Flexible seal for turbine engine | |
US20090110552A1 (en) | Compressor stator vane repair with pin | |
US7837435B2 (en) | Stator damper shim | |
JP2004340131A (en) | Moving blade row of fluid-flow machine | |
US20130216359A1 (en) | Compressor | |
US9664054B2 (en) | Turbomachine rotor with blade roots with adjusting protrusions | |
KR102261350B1 (en) | Methods and systems for securing turbine nozzles | |
US10036269B2 (en) | Leaf seal reach over spring with retention mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130104 |