SE525879C2 - Förfarande för framställning av en statorkomponent - Google Patents

Description

IIOO I I solo non 525 879 3“ 2 Sammanfogningen ihàliga bladen med utförs med hjälp av svetsning. Var och en av ringarna framställs dä först med i radiell riktning utskjutande av de ringarna partier med samma tvârsnittsform och storlek som bladen. Sådana utskjutande Z partier benämns ofta ”stubbar”. Vart och ett av bladen svetsas därefter fast vid ett sådant utskjutande parti via en stumfog. De i utskjutande partierna fräses Detta är en tids- radiell riktning vanligtvis fram ur en ring. och kostnadskrävande operation.

Enligt en annan tidigare känd teknik sà gjuts hela statorkomponenten i ett enda steg. Detta innebär dock en stor och mycket komplicerad gjutfacilitet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för framställning av en statorkomponent som skapar förutsättningar för en i förhållande till tidigare känd teknik bättre viktoptimerad komponent med sanna eller ökad nallfaathat och livslängd. Framförallt dock en tids- och kotnadseffektiv åsyftas mer framställning.

Detta syfte uppnås genom att komponenten byggs upp av åtminstone tvá sektioner i dess omkretsriktning, och att sektorerna gjuts i separata stycken, placeras intill varandra och förbinds via svetsning.

Tack vare att man gjuter sektorerna var och en för sig får man vissa fördelar relativt att gjuta hela statorkomponenten i ett enda steg. En fördel är att man vid ett fel eller en defekt inte behöver kassera en hel statorkomponent utan enbart en sektor. En ytterligare :oo g o n ou los o 0 u m m co w \O fördel är att gjutningen blir mindre komplex med dimensionsmässigt mindre delar' med mindre komplicerad utformning.

Enligt en föredragen utföringsfonn av uppfinningen är den yta hos var och en av sektorerna som avses svetsas kontinuerlig. Med andra ord har svetsytan inga avbrott eller abrupta riktningsändringar. Härigenom skapas förutsättningar för ett effektivt svetsförlopp som ger en höghàllfast svetsfog. Vidare är den yta hos var och en av sektorerna som avses svetsas väsentligen jämntjock i tvärled. över' hela. ytans längd. Härigenom reduceras svetsparametrar under behovet gav ändring av svetsförloppet i hög grad.

Enligt annan en föredragen utföringsform av uppfinningen är övriga partier av sektorn närliggande den yta som avses svetsas förskjutna ett avstànd i omkretsriktningen relativt svetsytan för att inte störa svetsbanan. Detta gäller i synnerhet det fall dä var och en av sektorerna gjuts till en sådan form att de uppvisar ätminstone en ribba som sträcker sig i omkretsriktningen och skjuter ut i axiell riktning. Sektorn gjuts dä till sádan form att nämnda ribba sträcker sig sä att det föreligger ett avständ i omkretsriktningen mellan ribbans ände och sektorns kant. Detta skapar förutsättningar för en enkel intill intill efter placeringen av sektorerna varandra. Efter varandra i omkretsriktningen förbinds således sektorerna hopfogning placeringen av sektorerna radiell riktning av sektorernas genom, hopfogning i intilliggande kanter mellan ribbornas ändar.

Enligt en vidareutveckling av föregående utföringsform fylls efter nämnda hopfogning utrymmet mellan tvá 533 5 379 .=' 5.; 4 närliggande ribbkanter genom avsättning av material sä att ribborna bildar en kontinuerlig struktur i omkretsriktningen.

Ytterligare föredragna utföringsformer av och fördelar med uppfinningen framgår av efterföljande beskrivning och patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till den utföringsform som visas pá de bifogade rítningarna, varvid FIG 1 visar en gjuten sektor i perspektivvy, FIG 2 visar statorkomponenten uppbyggd av ett flertal sektorer enligt figur 1 i dess omkretsriktning, och FIG 3 visar en förstorad vy av en del av komponenten enligt figur 2, och närmare bestämt delningsomràdet mellan tvá sektorer, varvid ribborna hos tvä närliggande sektorer förbundits via avsättning av metalliskt material.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I Fig 1. visas en gjuten sektor 1 i. en perspektivvy.

Sektorn l har en genomgående gaskanal 2 huvudsakligen i axiell riktning. Man kan också tänka sig en eller flera radiell led för visade), men också i vissa fall fläktflöde. gaskanaler i kompressorflöde (ej Sektorn 1. gjuts med väggdelar 4,5,6,7,8 som bildar en sammanhängande struktur i radiell riktning för att överföra laster. I den illustrerade utföringsformen innefattar sektorn 1 en första väggdel 3 och en andra väggdel 4, vilka sträcker sig i statorkomponentens coop n coon unc I n non (_71 r .v 01 o: ~<| \o avsedda radiella riktning och är anordnade pà ett inbördes avstånd fràn varandra för att mellan varandra i statorkomponentens omkretsriktning definiera gaskanalen 2.

Vid förbindning av tvä sektorer bildar den sammanhängande väggstrukturen 4,5,6,7,8 tillsammans med en motsvarande väggstruktur 21 hos en intilliggande sektor ett i komponentens radiella riktning sig sträckande medel 11 för styrning av nämnda gasflöde och överföring av last i radiel1/axiell/tangentiell riktning under drift av komponenten, se figur 2. Detta medel ll för styrning/lastöverföring benämns vanligtvis stag eller ”strut”. I den illustrerade utföringsformen görs alltsá delningen mellan två närliggande sektorer rakt igenmn en sàdan strut. För vissa applikationer kan det emellertid vara lämpligare att göra delningen mellan struttarna. Enligt den illustrerade utföringsformen består dock stator-komponenten av en sä komplicerad inre navdel att den enda rimliga delningen är att gà igenom struttarna.

Sektorn 1 innefattar vidare en tredje vággdel 5, som sträcker sig mellan den första 3 och andra vággdelen 4 och definierar gaskanalen 2 radiellt utát. Sektorn 1 innefattar vidare en fjärde vággdel 6, som sträcker sig mellan den första 3 och andra vággdelen 4 och definierar gaskanalen radiellt inåt.

Sektorns 1. ändpartier 9,10 i. omkretsriktningen har en relativt närliggande sektors ändpartier kompletterande utformning för att vid placering intill varandra àtminstone väsentligen sluta tätt mot varandra. Åndpartierna 9,10 i omkretsriktningen har närmare Dino i anno nio a ll! - u . . Û Û Q Û I on u. n." u. bestämt en i radiell riktning rätlinjig avgränsning.

Tack vare denna utformning kan tvà närliggande sektorer fogas ihop :i omkretsriktningen pá ett relativt enkelt sätt utifrän.

Var och en av sektorns 1 ändpartier 9,10 innefattar en làngsträckt, 22,23,24,25,26 avgränsar sektorn 1 i omkretsriktningen och som avses SOm kontinuerlig yta svetsas. Svetsytan sträcker sig åtminstone delvis kring sektorkroppen vid sektorns periferi. Svetsytan innefattar ett första avsnitt 22, som sträcker sig huvudsakligen i radiell riktning, ett andra avsnitt 23, som sträcker sig huvudsakligen i axiell riktning, och ett tredje avsnitt 24, som sträcker sig huvudsakligen i radiell riktning. Svetsningen utförs i en kontinuerlig frán en boss 12 vid en i radiell riktning yttre ände av svetsytan, radiellt inåt, därefter axiellt tillbaka till bossen 12. operation, och slutligen radiellt utåt, Svetsytan bildar alltsà väsentligen U-form. Vart och ett av de partier 25,26 av svetsytan som. bildar en riktningsändring mellan radiell och axiell riktning är jämnt avrundat. Svetsytan ár vidare väsentligen jämntjock i tvärled över hela ytans längd. Svetsytan kan alltså sägas utgöras av en kontinuerlig kurva. Övriga partier av sektorn närliggande den yta som avses svetsas är förskjutna. ett. avstånd i. omkretsriktningen relativt svetsytan för att inte störa svetsbanan.

Exempel pä sàdana partier är kanterna av den tredje och fjärde väggdelen 5,6 i omkretsriktningen.

Flera olika svetsmetoder är tänkbara, men företrädesvis utnyttjas laser- eller elektronstràlesvetsning. :tub u o to: 0 O I o I 0000 no U I to 00 0100 lo o I En PJ LH CD \J \O Den första och andra väggdelen 3,4 sträcker sig alltså huvudsakligen i komponentens 1 radiella riktning.

Dessutom har de en utsträckning huvudsakligen i komponentens axiella riktning.

Sektorn 1 har vidare ett ringformat, plattformigt parti 14 för avgränsning av sektorn radiellt inåt och ett ringformat, plattformigt parti 15 för avgränsning av sektorn radiellt utåt.

Sektorn. 1 gjuts till en sådan form att den uppvisar åtminstone en ribba 16,17, se figur 1, som sträcker sig i omkretsriktningen och skjuter ut i. axiell riktning.

Ribborna 16,17 sträcker sig pà olika avstånd i radiell riktning. Vidare föreligger ett avstånd i omkretsriktningen mellan respektive ribbas 17 ände 18 kant 19, Detta för att tillgängliggöra svetsytan för svetsningen. och sektorns se figur 3. varandra i alltså Efter placeringen av sektorerna intill omkretsriktningen, se figur 2, förbinds sektorerna genom svetsning i radiell riktning av sektorernas intilliggande kanter 19 mellan ribbornas ändar 18, 18'. Tack vare den ovan beskrivna utformningen av sektorerna kan man svetsa delningslinjen mellan två såsom nämnts ovan, närliggande sektorer. Detta utförs, företrädesvis i en kontinuerlig sträng per svetsbana.

Efter nämnda hopfogning fylls utrymmet mellan tvä närliggande ribbkanter 18,18' genom avsättning av metalliskt material 21 så att ribborna bildar en kontinuerlig struktur i omkretsriktningen. Den i omkretsriktningen kontinuerliga ribbstrukturen bildar en förstyvande struktur i form av en cirkulärformig fläns, w II oo n oc coon no unna n o n . a 525 S79 r§fl¥=¿,~w¿«¿:>:é 8 och utnyttjas för förbindning med i axiell riktning närliggande delar och/eller lager och tätningar i gasturbinen.

Ett flertal identiskt, .eller Iolika. men. med identiska snitt, utformade sektioner 1,20, framställda enligt beskrivningen ovan, anordnas alltså bredvid varandra, se figur 2.

Statorkomponenten kan exempelvis bilda en lastbârande struktur mellan lager anordnat radiellt/axiellt invändigt och strukturer anslutna utvändigt. bildas ett tvà väggdelar hos tvà närliggande sektorer Dessa utrymmen Vid hopsvetsningen utrymme_ mellan kan nu användas för hysande av diverse medel för försörjning av komponenten, sásom medel för in- och uttag av olja och/eller luft, för hysande av instrument, säsom elektriska och metalliska kablar för överföring av information avseende uppmätt tryck och/eller temperatur.

Utrymmena kan även användas för ledning av kylmedel.

Statorkomponenten kan exempelvis bilda en inloppsdel, ett turbinutblàsningshus, det vill säga eller en del av detta till en ett mellanhus, en avslutande husdel, gasturbin. Dess främsta uppgift är dä att verka som lagerinfästning, för överförande av laster samt att ge en kanal för gaser.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan. beskrivna utföringsexemplen, utan en rade ytter- ligare varianter och lnodifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (19)

10 15 20 25 30 çn ßö LH Co f \J \O PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av en statorkomponent som är avseddför en jetmotor och avsedd att i drift leda ett gasflöde och överföra laster k ä n n e t e c k n a t av, att komponenten byggs upp av àtminstone tvà sektioner (1,20) i dess omkretsriktning, och att sektorerna gjuts i separata intill varandra och stycken, placeras förbinds via svetsning.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av, acc (22,23,2y4,25,26> (l,20) åtminstone delvis kring sektorkroppen och är anordnad den yta hos var och en av sektorerna som avses svetsas sträcker sig vid dess periferi.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av, (22,23,24,25,26) SOIII äVSBS att den yta och en av sáväl hos var sektorerna svetsas sträcker sig i radiell som axíell riktning.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av, (25,26) riktningsändring mellan radiell och axiell riktning att det parti av svetsytan som bildar en är jämnt avrundat.

5. Förfarande enligt nagot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att (22,23,24,25,26) sektorerna som avses svetsas är kontinuerlig. den yta hos var och en av 10 15 20 25 30 C51

6. k ä n n e t e c k n a t av, (22,23,24,25,26) sektorerna som avses svetsas är väsentligen jämntjock i Förfarande enligt något av de föregående kraven, att den yta hos »var och en av tvärled över hela ytans längd.

7. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä att n n e t e c k n a t av, (5,6,l6,l7) yta (22,23,24,25,26) som avses svetsas är förskjutna övriga partier av sektorn närliggande den ett avstånd i omkretsriktningen relativt svetsytan för att inte störa svetsbanan.

8. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att var och en av sektorerna (l,20) gjuts till en sådan form att de uppvisar åtminstone en ribba (l6,l7) sträcker sig i omkretsriktningen och skjuter ut i axiell SOm riktning.

9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av, att nämnda ribba (l6,l7) ett avstånd omkretsriktningen mellan ribbans ände (18) och sektorns kant (19). sträcker sig så att det föreligger i

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av, att (l,20) intill varandra i. omkretsriktningen förbinds sektorerna genom (19) efter placeringen av sektorerna hopsvetsning av sektorernas intilliggande kanter mellan ribbornas ändar (l8,l8'). 10 15 20 25 30 525 s79

11. Förfarande enligt kravllü, k ä.n n e t e c k n a t av, att efter nämnda hopsvetsning fylls utrymmet mellan två närliggande ribbkanter '(l8,l8') (21) struktur i omkretsriktningen. genom avsättning av material så att ribborna. bildar en. kontinuerlig

12. k ä n n e t e c k n a t av, (l,20) gjuts till sådana former att deras ändpartier (9,lO) i Förfarande enligt något av de föregående kraven, att två sektorer som är avsedda att förbindas omkretsriktningen har en relativt varandra kompletterande utformning för att vid placering intill varandra åtminstone väsentligen sluta tätt mot varandra.

13. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, (l,20) gjuts till sådana former att deras ändpartiers som är avsedda att förbindas (9,lO) ändytor i omkretsriktningen sträcker sig parallellt med att två sektorer ett plan i radiell riktning.

14. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att tvà intilliggande sektorer (l,20) förbinds via lasersvetsning från sektorns utsida.

15. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att sektorn gjuts med väggdelar som bildar en sammanhängande struktur i radiell riktning för att överföra laster.

16. Förfarande enligt något av de föregående kraven, I 0 Q 000000 10 15 20 25 30 090000 0 0 0 I 00 0 00 00 0 - I O 00 00 0000 00.0 000. I -v00 I 0 uno: Q Q . I 0000 000: 0 I 0 n n to 0 0 0 0 0 00 5 879 12 k ä n n e t e c k n a t av, att var och en av sektorerna (l,20) Qjuts till en sádan form att en första väggdel (3) och en andra väggdel (4) är anordnade pá ett inbördes avstànd fràn varandra för att mellan varandra i nämnda omkretsriktning definiera en gaskanal (2).

17. Förfarande enligt krav 16, k ä n n e t e c k n a t av, att var och en av sektorerna (l,20) gjuts till en sàdan form att den första (3) inbördes anordnade att de i avsett läge i kbmonenten och andra väggdelen (4) är så àtminstone partiellt sträcker sig väsentligen i komponentens radiella riktning.

18. Förfarande enligt krav 16 eller 17, k ä n n e t e c k n a t av, att tva väggdelar (4,2l), en fràn var och en av tvà intilliggande sektioner, förbinds för att tillsamans bilda ett i komponentens radiella riktning sig sträckande medel (ll) för styrning av nämnda gasflöde och/eller överföring av last under drift av komponenten.

19. Förfarande enligt nagot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att statorkomponenten är avsedd för en gasturbin. 900000 n 0 000000