SE450843B - Rotoraggregat samt sett att montera rotoraggregatet - Google Patents

Description

20 25 30 35 1 450 843 tvärs över skivan och roten av bladet. len utföringsform gränsar ett radiellt utskjutande parti på rotorbladet till spåret i rotorbladet. Den uddade låstappen kan förskjutas längs spåren i bladet och skivan under hopsättningen. I en utföringsform är den uddade låstappen anordnad i spåret i skivan, inriktad med slitsarna i skivan för att möjliggöra införande av åtminstone två rotorblad, och är förskjutbar till ingrepp med rotorbladen och_skivan för att fixera bladen på skivan. I . i i g _ Ett primärt särdrag för föreliggande uppfinning är den lilla storlek på bladlåsanordningen som möjliggörs genom att den motverkarfram- och bakåt- rörelse av rotorbladet längs ett perifert skjuvsnitt genom låsanordningen jämfört med bladlåsanordningar som motverkar rörelse av bladet längs skjuvplan som sträcker sig i en tvärriktning. En annan fördel är den motoreffektivitet som resulterar av blockering av läckaget av drivmediegaser tvärs över rotorskivan mellan roten av rotorbladet och skivan med den uddade låstappen. En annan fördel är den låga nivån av bladrotspänningar, som kan hänföras till ingreppet i sidled av bladroten vid blad/skiv-gränsytan. Enkelheten vid hopsättning ökas genom att bladet kvarhålls mot rörelse i fram- och bakåtriktningen med en låstapp, som är helt âtkomlig från ena sidan av skivan. Enkelheten vid montering ökas ytterligare genom att det blir möjligt för alla låstappar att anordnas inuti ett skivspår före införandet av rotorbladen och genom att rörelse av lâstappen i spåret under och efter installationen av rotorbladen möjliggörs.

De föregående och andra syften, särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå vid betraktande av den följande detaljerade beskrivningen av en föredragen utföringsform av densamma, som visas i de bifogade ritningarna, där 7 Fig. 1 är en tvärsektionsvy av ett parti av en kompressorsektion i en gasturbinmotor som använder grundtankarna enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 är en sektionsvy längs linjerna 2-2 i Fig. l, Fig. 3 är en sprängd partiell perspektivvy av ett rotorstegaggregat i Fig. 1, och Fig. 4 är en partiell perspektivvy av rotorstegaggregatet i Fig. 3 i hopmonterat tillstånd.

I Grundtankarna enligt föreliggande uppfinning illustreras i kompressorn hos en gasturbinmotor. Fig. l visar ett parti av en kompressor 10. En strömnings- bana l2 för drivmediegaser sträcker sig axiellt genom kompressorn. Kompressorn innefattar ett statoraggregat lll och ett rotoraggregat 16. Rotoraggregatet har en rotationsaxel Ar och innefattar ett uppströms rotorsteg 18 och ett nedströms rotorsteg 20. Nedströmsrotorsteget är anordnat med axiellt mellanrum till 10' 15 20 25 30 35 450 843 uppströmsrotorsteget, så att det mellan dessa steg lämnas både en axiell del av strömningsbanan och en hålighet innanför strömningsbanan. Statoraggregatet innefattar en uppsättning statorskovlar 22, som sträcker sig tvärs över strömningsbanan och delar den axiella delen av strömningsbanan i ett uppströms: område 24 med ett första tryck och ett nedströmsområde 26 med ett högre tryck än det första trycket. Ett band 30 är i ingrepp med spetsområdet hos varje skovel och sträcker sig perifert för att dela håligheten mellan rotorstegen ' i en uppströms hålighet 32 och en nedströms hålighet 34. Uppströmshåligheten står i f luidförbindeise med, nedströmshåligheten. ' Det nedströms anordnade rotorsteget 20 innefattar en skiva 36 med en peri- feri såsom en kantsektion 38, som sträcker sig perifert kring skivan. Rotorskivans periferi har ett spår 40 som sträcker sig i en generellt perifer (i sidled) riktning och är vänt i en generellt sett utåtriktning. Rotoraggregatet innefattar ett' flertal rotorblad, såsom det enstaka rotorbladet 42, som sträcker sig utåttvärs över drivmedieströmningsbanan. Kantsektionen 38 är anordnad att motta rótorbiaden genom ett flertal bladfästslitsar som representeras av en enstaka bladfästslits 44. Dessa slitsar sträcker sig i en generellt axiell riktning. Varje rotorblad har en rot 46, som är anordnad att överensstämma med en motsvarande bladfästslits. Roten har ett spår 48. Spåret i roten är orienterat så att det är vänt mot spåret i skivan, när bladet är i installerat tillstånd. Ett radiellt utskjutande parti 50 på roten sträcker sig både axiellt och radiellt så att det gränsar till spåret i bladet och angränsar till drivmediegaserna i nedströmshålig- heten 34 med högt tryck. En uddad låstapp 52, som sträcker sig både i skivspåret och i ett motsvarande bladspår, är i ingrepp med skivan och bladet.

Fig. 2 är en förstorad sektionsvy tagen längs linjerna 2-2 i Fig. l och visar två uddade låstappar 52 anordnade på ett avstånd D från varandra. Varje tapp har en längdaxel L. Tappen har en lätt krökning och sträcker sig i sidled i det perifera spåret 40 hos skivan 36. Tappen har radiella utskott 54. Varje radiellt utskott sträcker sig in i ett motsvarande spår 48 i ett rotorblad 42.

Utskotten pâ varje tapp är anordnade med perifert mellanrum till varandra, varvid ett perifert avstånd Dr' lämnas däremellan vid en radie R från skivans centrum. Bladfästslitsen har en perifer bredd Dr" vid radien R från skivans centrum. Avståndet Dr' är större än eller lika med avståndet-Dr" (Dr'_>_Dr“).

Fig. 3 är en sprängd partiell perspektivvy av en rotorskiva 36, ett rotorblad 42 och en uddad låstapp 52. I denna speciella utföringsform är det perifera avståndet Dr' mellan de radiella utskotten 54 på varje tapp större än den perifera bredden Dr" för bladfästslitsen. Fantomlinjerna visar den uddade l0 15 20 25 30 35 450 843 låstappen anordnad i spåret 40 hos -skivan och inriktad med skivan för att möjliggöra montering av rotorbladen 42. i Fig. 4 är en partiell perspektivvy av rotorskivan 36, rotorbladet 42 och den uddade låstappen 52 i monterat tillstånd. i Vid monteringen installeras den uddade låstappen 52 och uppsättningen av rotorblad 42 i kanten 38 av rotorskivan 36. Som visas med fantornlinjerna i Fig. 3 inriktas den uddade tappen först i skivan med slitsarna 44 i skivan för att 'möjliggöra införande av motsvarande rotorblad i en generellt axiell riktning. I detta läge är de radiella utskotten på den uddade lâstappen inriktade mot motsvarande partier av skivan som sträcker sig mellan bladfästslitsarna. När bladen införs i skivan-passerar varje blad förbi de angränsande-utskotten och ingriper med en motsvarande bladfästslits 44 i skivan. Den uddade tappen är förskjutbar till ingrepp med rotorbladen och skivan för att fixera bladen på skivan. Som visas i Fig. 2 och Fig. 4 åstadkommas detta ingrepp genom att man förskjuter den uddade låstappen längs spåret 40 i skivan för att bringa utskotten hos den uddade tappen i ingrepp med de på motsvarande sätt inriktade spåren 48 i vart och ett av rotorbladen. Den uddade låstappen kan perifert förskjutas längs spåret 40 i skivan och spåren 48 i bladen för att bistå vidfinstallationen och inriktningen av andra lâstappar när ytterligare blad monteras) i skivan. Pâ grund av detta förskjutbarhetssärdrag och orienteringen av skivspåret kan de an- .gräitsaride tapparna monteras i anliggande kontakt. I ett sådant fall är avståndet D mellan angränsande lâstappar noll.

Som visas i Fig. 4 är låstappen fixerad mot perifer rörelse genom böjning av vardera änden av tappen i radialriktningen, företrädesvis utåt. Som inses kan andra mekaniska organ för fixering av tappen användas. Dessutom kan tapparna fixeras pâ plats genom svetsning eller hârdlödning. i Vid drift av gasturbinmotorn bringas drivmediegaser att strömma genom kompressorn 10 längs strömningsbanan 12. När gaserna passerar genom kompres- sorn längs strömningsbanan, tenderar gaserna att recirkulera från högtryckshålig- heten_34' genom knivkanttätningarna på det i perifer utsträckning anordnade bandet 30 till lâgtryckshåligheten 32. Detta recirkulerande flöde minskar kompressorns effektivitet. De radiellt utskjutande partierna 50 på. basen av varje rotorblad orsakar pumpning av drivmediegaserna i motsatt riktning till cirkula- tionen av recirkulationsströmningen, vilket reducerar recirkulationsströmningen och minskar förlusten i kompressoreffektivitet.

När gaserna pumpas axíellt längs strömningsbanan l2 genom rotorsteget 20 hos kompressorn, utövar gaserna en kraft antingen i riktningen uppströms 10 l5 20 25 (framåt) under normal drift eller i riktningen nedströms (bakåt), såsom skulle kunna ske under pulsering. Den uddade lâstappen 52 är i ingrepplbåde med bladet och skivan, så att rörelse av bladet i både fram- och bakåtriktningen motverkas av skjuvhållfastheten hos tappen som verkar längs ett i längdled' orienterat skjuvsriitt, såsom ett längdplan eller ett perifert snitt i tappen. Tappen 52 uppvisar en större skjuvarea för skjuvningskrafter än tappar som motverkar fram- och bakâtrörelse av bladet med en skjuvningskraft utvecklad i tappen längs ett plah- vinkelrätt mot det perifera snittet. En tapp 52 med mindre diameter kan användas för att hålla kvar bladet mot en given kraft jämfört med dessa tvärskjuvtappar, vilket reducerar vikten av aggregatet och de aerodynamiska förluster som är förbundna med organen för kvarhâllning av tappen. _ Flera fördelar erhålls genom den speciella placeringen av tappen med avseende på den beskrivna skivan och bladet. Tappen är i ingrepp med roten av bladet och skivan vid basen av bladet. Bladpàkänningarna är låga i detta .område jämfört med de pâkänningar i bladet som härrör från ingrepp med bladet radiellt utåt från denna punkt där den perifera bredden av bladet är mindre än basomiådet. Dessutom verkar den uddade tappen så att den blockerar läckaget av drivmeådiegaser genom bladfästslitsen tvärs över skivan. Vidare medger konstruktionen att skivspâret är åtkomligt under tillverkningen, så att skivans kanter kan slutbearbetas för att minska spänningskoncentrationen vid kanten av bisdfäšrsnfsen. ' _ Som inses är tappens tvärsnittsform cirkulär liksom spåren, vilket reducerar spänningskoncentrationerna i skivan och bladet. Andra tvärsnitts- former kan användas och anses ligga inom ramen för uppfinningen. Även om uppfinningen visats och beskrivits med avseende på föredragna utföringsformer av densamma, är det givet för fackmannen på området att olika förändringar och utelämnanden vad gäller dess form och detaljer kan göras utan att man avviker från uppfinningens grundtanke och omfattning. 450 843

Claims (3)

10 *15 20 25 30 35 45ors4s 6 PATENTKRAV

1. Rotoraggregat innefattande en skiva (36) med slitsar (44) som sträcker sig i en i huvudsak axiell riktning och ett spår (40) som sträcker sig i en i huvudsak perifer riktning och är vänt i en i huvudsak utåtriktning, varvid varje slits (44) anpassar skivan (36) till att kunna motta ett motsvarande rotorblad (42) med en bladrot (46), minst ett uddat låselement för ingrepp både med rotorskivan (36) och minst två rotorblad- (42) för att fixera rotorbladen (42) mot rörelse med avseende på skivan (36), varvid låselementet sträcker sig perifert i skivspåret (40) för att gripai skivan (36) och bladrotpartierna (46) och är rörligt mellan ett första och ett andra perifert läge, ' kännetecknat av, att varje bladrot (46) har ett spår (48) som sträcker sig i en i_huvudsak perifer riktning och som är vänt mot och inriktat axiellt och radiellt i linje med K spåret (40) i skivan (36), att låselementet är en lâstapp (52) försedd med i radiell utsträckning anordnadeybladfixerande utskott (54), som i låstappens (52) första läge är belägna perifert mellan skivslitsarna (44) och i lâstappens (52) andra läge sträcker sig radiellt in i motsvarande spår (48) i rotpartierna (46) av motsvarande blad (42) för att fixera bladen mot rörelse framåt och bakåt, och att angränsande utskott (54) är anordnade med tillräckligt mellanrum till varandra för att tillåta passage av bladrotpartierna (46) däremellan i lâstappens (52) första läge.

2. Rotoraggregat enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att varje bladfixerande utskott (54) hos den uddade låstappen (52) är anordnat på ett avstånd från ett angränsande utskott (54) hos tappen (52) som är större än bredden (W) på skivslitsarna (44).

3. Sätt att montera rotoraggregatet enligt patentkravet 1, vilket innefattar stegen att: placera den uddade låstappen (52) i axiellt ingrepp med rotorskivan (36) genom att installera tappen (52) i skivspåret (40), I I förskjuta låstappen (52) till dess andra, läsande läge, och fixera låstappen (52) mot perifer rörelse, h kännetecknat avattman placerar låstappen (52) i skivspâret (40) före införandet av bladen (42) i bladslitsarna (44) och inriktar utskotten (54) hos den uddade tappen (52) mellan slitsarna (44) i skivan (36) för att tillåta införande av minst två .rotorblad (42) i en .Wj 450 843 7 i huvudsak axiell riktning, var och en i en motsvarande bladfäsitslits (44) i skivan (as), därefter ' inför rotorbladen (42) i bladfästslitsen (44), så att spåret (48) i varje rotorblad (42) bringas axiellt och radiellt i linje med och är vänt mot spåret (40) i skivan (36), och därefter förskjuter den uddade lâstappen (52)'1ängs spåret (40) i skivan (36) för att bringa utskotten (54) hos den uddade tappen (52) i ingrepp med motsvarande i linje inriktade spår (48) i vart och ett av rotorbladen (42).