WO2011018072A2 - Strömungsmaschine - Google Patents

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WO2011018072A2
WO2011018072A2 PCT/DE2010/000927 DE2010000927W WO2011018072A2 WO 2011018072 A2 WO2011018072 A2 WO 2011018072A2 DE 2010000927 W DE2010000927 W DE 2010000927W WO 2011018072 A2 WO2011018072 A2 WO 2011018072A2
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turbomachine
housing
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vane ring
outer shroud
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PCT/DE2010/000927
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Inventor
Wilfried Weidmann
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Mtu Aero Engines Gmbh
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    • 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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine, in particular a gas turbine, with a housing and at least one vane ring whose outer shroud by
  • Dividing joints is divided into segments.
  • Such a turbomachine is known for example from DE 198 07 247 C2.
  • the vane rings are mounted in the region of their outer shroud with bearing pins on the housing of the turbomachine, wherein the segments of the vane ring are radially freely movable in the region of the outer shroud.
  • Such storage is also referred to as storage centering.
  • the bearing pin takes all of the
  • the invention is based on the object, an improved attachment of a
  • a flow machine of the above-mentioned type wherein the outer shroud of the vane ring via a first fastening element for
  • Fastening element for toysskraftaufhahme is attached to the housing and wherein the first and the second fastening element for the segments of the outer shroud allow clearance in the radial direction.
  • the Axialkraftaufhahme and the designedskraftaufhahme via separate, independent fasteners.
  • the load on the fasteners is thereby reduced, and the fasteners can be optimally designed for their respective function.
  • Axial force and circumferential force are orthogonal to each other, allowing for independent force absorption while simultaneously applying forces in the radial direction are not received by the fasteners, whereby a clearance in the radial direction for the vane ring is made possible.
  • the fastening element for Axialkraftaufhahme is arranged in the direction of force behind an axial force transmitting component of the outer shroud. This allows the transmission of compressive forces on the fastener.
  • the axial force is transmitted via a plurality of separate contact surfaces between the vane ring and the fastening element for Axialkraftaufhahme. In this way, the friction between the mounting element for Axialkraftaufhahme and the vane ring can be reduced.
  • the fastening element for Axialkraftaufhahme is annular and forms a positive connection with the housing. This allows, for example, a rotationally symmetrical embodiment of the fastener for Axialkraftaufhahme.
  • the positive connection can be formed by a mounting extension on the housing and a groove in the annular fastener for Axialkraftaufhahme.
  • the inner radius of the mounting extension is greater than the outer radius of the outer shroud. This allows a mounting of the turbomachine in the axial direction.
  • a plurality of fastening elements for axial force transmission are provided, which in the force direction in front of an axial force
  • the fastening elements for axial force transmission are radially elastic elements. This ensures the mobility of the vane ring segments in the radial direction.
  • the fastening elements for Axialkraftübertragung can be positively secured to the housing and the vane ring.
  • the preferably positive connection between the fastening element for Axialkraftaufhahme and the housing can be secured by a fuse wire. In this way, an inadvertent release of the connection between the
  • FIG. 2 is a sectional view of a turbomachine with two vanes and a blade
  • FIG. 3 is a sectional view of a turbomachine with a radially movable vane
  • FIG. 4 shows a sectional view of a turbomachine according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a vane ring segment of the turbomachine according to FIG. 4.
  • FIGS. 1 to 3 show a turbomachine 10 with a vane ring 12. This has an outer shroud 16, which is divided by parting lines in individual segments 14. As indicated in Figure 1 and Figure 3 by the double-sided arrows, the segments 14 of the outer shroud 16 can move in the radial direction.
  • FIG. 2 shows a section of the turbomachine 10 with two vane rings 12 and a rotor blade 18.
  • the two vane rings 12 are connected by a honeycomb carrier 20.
  • FIG. 3 shows a vane ring 12 between two rotor blades 18
  • Vane ring 12 and the associated honeycomb carrier 20 are mounted in a housing 22 of the turbomachine 10, wherein the (not shown in Figure 3) attachment for the segments 14 of the outer shroud 16 of the vane ring 12 allows clearance in the radial direction for memory-centered attachment.
  • the outer shroud 16 of the vane ring 12 can move in the radial direction between the radially inwardly and outwardly located positions shown with dashed lines.
  • Figure 4 shows a first embodiment of the attachment of the vane ring 12 on the housing 22 of the turbomachine 10.
  • Peripheral force space is a substantially annular, radially inwardly projecting housing member 26, in which a plurality of slots are provided.
  • the vane ring 12 has a radially outwardly projecting component 28 in the region of the outer cover strip 16, which forms lugs which are positively connected to the slots in the housing member 26 and fix the vane ring 12 in the circumferential direction.
  • the housing member 26 has lugs which engage in slots in the component 28 of the vane ring 12, or that on both the housing member 26 and the component 28 of the vane ring 12 lugs and slots are provided which mutually engage in order to establish the positive connection.
  • a force acting on the vane ring 12 in the circumferential direction is transmitted from the component 28 via the interlocking lugs and slots on the housing member 26, which receives the circumferential force and thus fixes the vane ring 12 in the circumferential direction in the housing 22 of the turbomachine 10.
  • a fastener 30 for Axialkraftaufhahme is in the direction of force behind a
  • Axialkraftübertragende member 32 of the vane ring 12 is arranged.
  • the direction of the axial force has in the embodiment shown from left to right. In this
  • the axial force from the vane ring 12 via the axial force transmitting member 32 is transmitted to the mounting member 30 for Axialkraftaufhahme as a compressive force.
  • the axial force transmitting member 32 has a plurality of separate contact surfaces 34 via which the axial force between the vane ring 12 and the
  • Fastening element 30 is transmitted to Axialkraftaufhahme.
  • Figure 5 a segment 14 of the shroud 16 of the vane ring 12 is shown, which at its in
  • Circumferentially located ends each have a contact surface 34.
  • the contact surface 34 over the entire circumference of
  • Guide vane ring 12 extends.
  • a special surface structure or a special coating, such as armor be provided to keep the friction between the vane ring 12 and the fastener 30 for Axialkraftaufhahme as low as possible.
  • the slotted for mounting on the circumference fastener 30 for Axialkraftaufhahme is annular and has a running at its outer radius in the circumferential direction groove, with which it is positively connected to a mounting extension 36 which is formed on the housing 22.
  • the inner radius of the mounting extension 36 is greater than the outer radius of the vane ring 12.
  • the inner radius of the Axialkraftaufhahme mounting member 30 is smaller than the outer radius of the Leitschaufelkranzes 12. In this way, the Leitschaufelkranz 12 is located with the contact surfaces 34 on the mounting member 30 for Axialkraftaufhahme and the Leitschaufelkranz 12 is fixed by the fastener 30 in its axial position.
  • the axial force transmitting member 32 is in the direction opposite to the axial force on the fastener 24 to
  • the two fasteners 24, 30 for for memoriskraftaufhahme and
  • Axialkraftaufhahme together form a guide for the components 28, 32 of the segment 14 of the outer shroud 16 of the vane ring 12, which allows movement of the segment 14 in the radial direction.
  • Axialkraftierhahme and the mounting extension 36 of the housing 22 is by a
  • Safety wire 38 secured. It is also possible that the fastening element 30 is secured directly to the housing 22 by the safety wire 38 for Axialkraftaufhahme.
  • a second embodiment of the fastening element 30 for Axialkraftaufhahme is shown in Figure 6.
  • the fastening element 30 for Axialkraftaufhahme is in this case
  • Embodiment arranged in the direction of force in front of an axial force transmitting member 32 of the vane ring 12, whereby tensile forces between the axial force
  • One or more fasteners 30 are provided for axial force per segment 14 of the outer shroud of the vane ring 12.
  • the fasteners 30 are positively secured to the housing 22 and the vane ring 12. On the housing 22, the positive connection with the fastening element 30 by a
  • Fastener 30 and vane ring 12 is secured by a clamp 40, which may be part of honeycomb support 20 or a separate part.
  • the fastening elements 30 for Axialkraftaumahme are radially elastic elements.
  • the attached to the vane ring 12 end of the fastening element 30 for Axialkraftaufhahme can along a circular path around the attached to the housing 22 end of the
  • fastening elements 30 for Axialkraftaumahme are completely separate components. Alternatively, several and in particular all
  • Fastening elements 30 may be connected to each other at the end fixed to the housing 22, whereby a substantially annular fastening element 30 is formed, with a plurality of radially elastic extensions which are fixed at their end to the guide vane ring 12.
  • Guide vane ring 12 is in execution and function analogous to the embodiment described in Figure 4.

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Abstract

Eine Strömungsmaschine (10), insbesondere Gasturbine, mit einem Gehäuse (22) und einem Leitschaufelkranz (12), dessen äußeres Deckband (16) durch Trennfugen in Segmente (14) unterteilt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Deckband (16) über ein erstes Befestigungselement (30) zur Axialkraftaumahme und ein zweites, vom ersten Befestigungselement (30) unabhängiges Befestigungselement (24) zur Umfangskraftaufhahme am Gehäuse (22) befestigt ist, wobei das ersten und das zweite Befestigungselement (24, 30) für die Segmente (14) des äußeren Deckbandes (16) ein Spiel in radialer Richtung ermöglichen.

Description

Strömungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Gasturbine, mit einem Gehäuse und mindestens einem Leitschaufelkranz, dessen äußeres Deckband durch
Trennfugen in Segmente unterteilt ist.
Eine solche Strömungsmaschine ist beispielsweise aus der DE 198 07 247 C2 bekannt. Die Leitschaufelkränze sind im Bereich ihres äußeren Deckbands mit Lagerungszapfen am Gehäuse der Strömungsmaschine befestigt, wobei die Segmente des Leitschaufelkranzes im Bereich des äußeren Deckbands radial frei beweglich sind. Eine solche Lagerung wird auch als Speichenzentrierung bezeichnet. Der Lagerungszapfen nimmt dabei alle vom
Leitschaufelkranz auf das Gehäuse übertragenen Kräfte auf, insbesondere in Umfangsrichtung und axialer Richtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Befestigung eines
Leitschaufelkranzes am Gehäuse der Strömungsmaschine zu schaffen, die eine radiale Beweglichkeit der Leitschaufelkranzsegmente ermöglicht bei gleichzeitig geringer Belastung für die Befestigungselemente.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
wiedergegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Strömungsmaschine der oben genannten Art vorgesehen, wobei das äußere Deckband der Leitschaufelkranz über ein erstes Befestigungselement zur
Axialkraftaufhahme und ein zweites, vom ersten Befestigungselement unabhängiges
Befestigungselement zur Umfangskraftaufhahme am Gehäuse befestigt ist und wobei das erste und das zweite Befestigungselement für die Segmente des äußeren Deckbandes ein Spiel in radialer Richtung ermöglichen.
Auf diese Weise erfolgt die Axialkraftaufhahme und die Umfangskraftaufhahme über getrennte, unabhängige Befestigungselemente. Die Belastung der Befestigungselemente wird dadurch verringert, und die Befestigungselemente können optimal auf ihre jeweilige Funktion ausgelegt werden. Axialkraft und Umfangskraft sind orthogonal zueinander, wodurch eine unabhängige Kraftaufnahme ermöglicht wird, während gleichzeitig Kräfte in Radialrichtung nicht durch die Befestigungselemente aufgenommen werden, wodurch ein Spiel in radialer Richtung für den Leitschaufelkranz ermöglicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform wird das Befestigungselement zur
Umfangskraftaufhahme durch ein im Wesentlichen ringförmiges, radial nach innen ragendes Gehäusebauteil gebildet, wobei erste Schlitze und/oder erste Nasen im Gehäusebauteil vorgesehen sind, die mit zweiten Nasen bzw. zweiten Schlitzen in einem radial nach außen ragenden, Umfangskraft übertragenden Bauteil des äußeren Deckbandes derart
ineinandergreifen, dass der Leitschaufelkranz in Umfangsrichtung fixiert ist und die zweite Nase oder der zweite Schlitz ein Spiel in radialer Richtung aufweist. Dies ermöglicht eine einfache Geometrie der Umfangskraft übertragenden Bauteile und damit einen möglichst geringen benötigten Bauraum. Durch eine symmetrische oder asymmetrische Anordnung der Nasen und Schlitze in Umfangsrichtung kann die Einbauposition des Leitschaufelkranzes bestimmt werden.
Es ist möglich, dass das Befestigungselement zur Axialkraftaufhahme in Kraftrichtung hinter einem Axialkraft übertragenden Bauteil des äußeren Deckbands angeordnet ist. Dies ermöglicht die Übertragung von Druckkräften auf das Befestigungselement.
Vorzugsweise wird die Axialkraft über mehrere voneinander getrennte Kontaktflächen zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Befestigungselement zur Axialkraftaufhahme übertragen. Auf diese Weise kann die Reibung zwischen dem Befestigungselement zur Axialkraftaufhahme und dem Leitschaufelkranz reduziert werden.
Vorzugsweise ist das Befestigungselement zur Axialkraftaufhahme ringförmig und bildet mit dem Gehäuse eine formschlüssige Verbindung. Dies ermöglicht beispielsweise eine rotationssymmetrische Ausführungsform des Befestigungselements zur Axialkraftaufhahme.
Die formschlüssige Verbindung kann durch einen Montagefortsatz am Gehäuse und eine Nut im ringförmigen Befestigungselement zur Axialkraftaufhahme gebildet werden.
Vorzugsweise ist der Innenradius des Montagefortsatzes größer als der Außenradius des äußeren Deckbands. Dies ermöglicht eine Montage der Strömungsmaschine in axialer Richtung. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfiihrungsform sind mehrere Befestigungselemente zur Axialkraftübertragung vorgesehen, welche in Kraftrichtung vor einem Axialkraft
übertragenden Bauteil des Leitschaufelkranzes angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Axialkraft vom Leitschaufelkranz über Zugkräfte auf die Befestigungselemente übertragen.
Vorzugsweise sind die Befestigungselemente zur Axialkraftübertragung radial elastische Elemente. Dies gewährleistet die Beweglichkeit der Leitschaufelkranzsegmente in radialer Richtung.
Die Befestigungselemente zur Axialkraftübertragung können formschlüssig am Gehäuse und am Leitschaufelkranz befestigt sein.
Die vorzugsweise formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungselement zur Axialkraftaufhahme und dem Gehäuse kann durch einen Sicherungsdraht gesichert sein. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zwischen dem
Befestigungselement zur Axialkraftaufnahme und dem Gehäuse verhindert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den schematischen Zeichnungen zeigen:
- Figur 1 einen Leitschaufelkranz;
- Figur 2 eine Schnittansicht einer Strömungsmaschine mit zwei Leitschaufeln und einer Laufschaufel;
- Figur 3 eine Schnittansicht einer Strömungsmaschine mit einer radial beweglichen Leitschaufel;
- Figur 4 eine Schnittansicht einer Strömungsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Figur 5 ein Leitschaufelkranzsegment der Strömungsmaschine gemäß Figur 4; und
- Figur 6 eine Strömungsmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht. In den Figuren 1 bis 3 ist eine Strömungsmaschine 10 mit einem Leitschaufelkranz 12 gezeigt. Dieser weist ein äußeres Deckband 16 auf, das durch Trennfugen in einzelnen Segmente 14 unterteilt ist. Wie in Figur 1 und Figur 3 durch die doppelseitigen Pfeile angedeutet ist, können sich die Segmente 14 des äußeren Deckbands 16 in radialer Richtung bewegen.
Figur 2 zeigt einen Abschnitt der Strömungsmaschine 10 mit zwei Leitschaufelkränzen 12 und einer Laufschaufel 18. Die beiden Leitschaufelkränze 12 sind durch einen Wabenträger 20 verbunden.
Figur 3 zeigt einen Leitschaufelkranz 12 zwischen zwei Laufschaufeln 18. Der
Leitschaufelkranz 12 und die damit verbundenen Wabenträger 20 sind in einem Gehäuse 22 der Strömungsmaschine 10 befestigt, wobei die (in Figur 3 nicht gezeigte) Befestigung für die Segmente 14 des äußeren Deckbandes 16 des Leitschaufelkranzes 12 ein Spiel in radialer Richtung zur speichenzentrierten Befestigung ermöglicht. Das äußere Deckband 16 des Leitschaufelkranzes 12 kann sich dabei in radialer Richtung zwischen den mit gestrichelten Linien gezeigten radial innen und außen liegenden Positionen bewegen.
Mit dem inneren Deckband 17 des Leitschaufelkranzes 12 sind die verschiedenen
Leitschaufeln vorzugsweise integral verbunden.
Figur 4 zeigt eine erste Ausfuhrungsform der Befestigung des Leitschaufelkranzes 12 am Gehäuse 22 der Strömungsmaschine 10. Ein Befestigungselement 24 zur
Umfangskraftaumahme ist ein im Wesentlichen ringförmiges, radial nach innen ragendes Gehäusebauteil 26, in welchem mehrere Schlitze vorgesehen sind. Der Leitschaufelkranz 12 weist ein radial nach außen ragendes Bauteil 28 im Bereich des äußeren Deckbands 16 auf, welches Nasen ausbildet, die mit den Schlitzen im Gehäusebauteil 26 formschlüssig verbunden sind und den Leitschaufelkranz 12 in Umfangsrichtung fixieren. Es ist natürlich auch möglich, dass das Gehäusebauteil 26 Nasen aufweist, die in Schlitze im Bauteil 28 des Leitschaufelkranzes 12 eingreifen, oder dass sowohl am Gehäusebauteil 26 als auch am Bauteil 28 des Leitschaufelkranzes 12 Nasen und Schlitze vorgesehen sind, die gegenseitig ineinander eingreifen, um die formschlüssige Verbindung herzustellen.
Eine auf den Leitschaufelkranz 12 wirkende Kraft in Umfangsrichtung wird vom Bauteil 28 über die ineinandergreifenden Nasen und Schlitze auf das Gehäusebauteil 26 übertragen, welches die Umfangskraft aufnimmt und somit den Leitschaufelkranz 12 in Umfangsrichtung im Gehäuse 22 der Strömungsmaschine 10 fixiert.
In Axialrichtung wirkende Kräfte werden durch das Befestigungselement 24 zur
Umfangskraftaufhahme nicht aufgenommen. Das Befestigungselement 24 zur
Umfangskraftaufhahme lässt, für sich alleine genommen, eine Bewegung des
Leitschaufelkranzes 12 in einer oder beiden axialen Richtungen zu.
Ein Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme ist in Kraftrichtung hinter einem
Axialkraft übertragenden Bauteil 32 des Leitschaufelkranzes 12 angeordnet. Die Richtung der Axialkraft weist in der gezeigten Ausführungsform von links nach rechts. In dieser
Anordnung wird die Axialkraft vom Leitschaufelkranz 12 über das Axialkraft übertragende Bauteil 32 auf das Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme als Druckkraft übertragen.
Das Axialkraft übertragende Bauteil 32 weist mehrere voneinander getrennte Kontaktflächen 34 auf, über die die Axialkraft zwischen dem Leitschaufelkranz 12 und dem
Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme übertragen wird. In Figur 5 ist ein Segment 14 des Deckbandes 16 des Leitschaufelkranzes 12 gezeigt, welches an seinen in
Umfangsrichtung liegenden Enden jeweils eine Kontaktfläche 34 aufweist. Es ist natürlich auch möglich, dass sich die Kontaktfläche 34 über den gesamten Umfang des
Leitschaufelkranzes 12 erstreckt.
Für die Kontaktflächen 34 kann eine besondere Oberflächenstruktur oder eine besondere Beschichtung, beispielsweise eine Panzerung, vorgesehen sein, um die Reibung zwischen Leitschaufelkranz 12 und dem Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme möglichst gering zu halten.
Das zur Montage am Umfang geschlitzte Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme ist ringförmig und weist eine an seinem äußeren Radius in Umfangsrichtung verlaufende Nut auf, mit der es mit einem Montagefortsatz 36, welcher am Gehäuse 22 ausgebildet ist, formschlüssig verbunden ist. Der Innenradius des Montagefortsatzes 36 ist größer als der Außenradius des Leitschaufelkranzes 12. Auf diese Weise kann der Leitschaufelkranz 12 bei der Montage der Strömungsmaschine 10 in axialer Richtung in das geschlossene Gehäuse 22 eingeführt werden. Bei der Montage der Strömungsmaschine 10 wird nach dem Einfuhren des
Leitschaufelkranzes 12 in Gehäuse 22 das ringförmige zur Montage am Umfang geschlitzte Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme am Montagefortsatz 36 des Gehäuses 22 eingesetzt, wobei der Montagefortsatz 36 in die Nut des Befestigungselements 30
formschlüssig eingreift.
Der Innenradius des Befestigungselements 30 zur Axialkraftaufhahme ist kleiner als der Außenradius des Leitschaufelkranzes 12. Auf diese Weise liegt der Leitschaufelkranz 12 mit den Kontaktflächen 34 am Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme an und der Leitschaufelkranz 12 wird durch das Befestigungselement 30 in seiner axialen Position fixiert.
In der gezeigten Ausführungsform liegt das Axialkraft übertragende Bauteil 32 in der der Axialkraft entgegengesetzten Richtung am Befestigungselement 24 zur
Umfangskraftaufhahme an. Auf diese Weise wird die axiale Position des Leitschaufelkranzes 12 durch die beiden Befestigungselemente 24, 30 zur Umfangskraftaufhahme und zur
Axialkraftaufhahme exakt definiert, wobei die bei normalem Betrieb der Strömungsmaschine wirkende Axialkraft aufgrund ihrer Richtung nur vom Befestigungselement 30 zur
Axialkraftaufhahme aufgenommen wird.
Die beiden Befestigungselemente 24, 30 zur Umfangskraftaufhahme und zur
Axialkraftaufhahme bilden gemeinsam eine Führung für die Bauteile 28, 32 des Segments 14 des äußeren Deckbandes 16 des Leitschaufelkranzes 12, welche eine Bewegung des Segments 14 in radialer Richtung ermöglicht.
Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungselement 30 zur
Axialkraftaufhahme und dem Montagefortsatz 36 des Gehäuses 22 ist durch einen
Sicherungsdraht 38 gesichert. Es ist auch möglich, dass das Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme direkt am Gehäuse 22 durch den Sicherheitsdraht 38 gesichert ist.
Eine zweite Ausführungsform des Befestigungselements 30 zur Axialkraftaufhahme ist in Figur 6 gezeigt. Das Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufhahme ist in dieser
Ausführungsform in Kraftrichtung vor einem Axialkraft übertragenden Bauteil 32 des Leitschaufelkranzes 12 angeordnet, wodurch Zugkräfte zwischen dem Axialkraft
übertragenden Bauteil 32 und dem Befestigungselement 30 zur Axialkraftaufnahme übertragen werden können. Es sind ein oder mehrere Befestigungselemente 30 zur Axialkraftaufhahrne je Segment 14 des äußeren Deckbandes des Leitschaufelkranzes 12 vorgesehen. Die Befestigungselemente 30 sind formschlüssig am Gehäuse 22 und am Leitschaufelkranz 12 befestigt. Am Gehäuse 22 wird die formschlüssige Verbindung mit dem Befestigungselement 30 durch einen
Sicherungsdraht 38 gesichert. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem
Befestigungselement 30 und dem Leitschaufelkranz 12 wird durch eine Klemme 40 gesichert, die Teil des Wabenträgers 20 oder ein separates Teil sein kann.
Die Befestigungselemente 30 zur Axialkraftaumahme sind radial elastische Elemente. Das am Leitschaufelkranz 12 befestigte Ende des Befestigungselements 30 zur Axialkraftaufhahme kann sich entlang einer Kreisbahn um das am Gehäuse 22 befestigte Ende des
Befestigungselements 30 bewegen, wobei bei kleinen Winkeln die Bewegung annähernd linear, in radialer Richtung erfolgt.
Es ist möglich, dass die Befestigungselemente 30 zur Axialkraftaumahme vollständig getrennte Bauteile sind. Alternativ können mehrere und insbesondere alle
Befestigungselemente 30 an dem am Gehäuse 22 befestigten Ende miteinander verbunden sein, wodurch sich ein im Wesentlichen ringförmiges Befestigungselement 30 bildet, mit mehreren radial elastischen Fortsätzen, die an ihrem Ende jeweils am Leitschaufelkranz 12 befestigt sind.
In dieser Ausführungsform ist unabhängig von der Axialkraft eine im Wesentlichen reibungsfreie radiale Bewegung der Segmente 14 des Leitschaufelkranzes 12 möglich. Da in Kraftrichtung hinter dem Leitschaufelkranz keine Befestigungselemente 24, 30 angeordnet sind, ist eine einfache Montage in Axialrichtung möglich.
Das radial nach innen ragende Gehäusebauteil 26, das das Befestigungselement 24 zur Umfangskraftaufnahme bildet, sowie das Umfangskraft übertragende Bauteil 28 des
Leitschaufelkranzes 12 ist in Ausführung und Funktion analog zur in Figur 4 beschriebenen Ausführungsform.

Claims

Ansprüche
1. Strömungsmaschine (10), insbesondere Gasturbine, mit einem Gehäuse (22) und einem Leitschaufelkranz (12), dessen äußeres Deckband (16) durch Trennfugen in Segmente (14) unterteilt ist, wobei das äußere Deckband (16) über ein erstes Befestigungselement (30) zur Axialkraftaufnahme und ein zweites, vom ersten Befestigungselement (30) unabhängiges Befestigungselement (24) zur Umfangskraftaufnahme am Gehäuse (22) befestigt ist und wobei das erste und das zweite Befestigungselement (24, 30) für die Segmente (14) des äußeren Deckbandes (16) ein Spiel in radialer Richtung ermöglichen.
2. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Befestigungselement (24) zur Umfangskraftaufnahme durch ein im Wesentlichen ringförmiges, radial nach innen ragendes Gehäusebauteil (26) gebildet wird, wobei erste Schlitze und/oder erste Nasen im Gehäusebauteil (26) vorgesehen sind, die mit zweiten Nasen bzw. zweiten Schlitzen in einem radial nach außen ragenden, Umfangskraft übertragenden Bauteil (28) des äußeren Deckbandes (16) derart ineinandergreifen, dass der Leitschaufelkranz (12) in Umfangsrichtung fixiert ist und die zweite Nase oder der zweite Schlitz ein Spiel in radialer Richtung aufweist.
3. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (30) zur Axialkraftaufnahme in Kraftrichtung hinter einem
Axialkraft übertragenden Bauteil (32) des äußeren Deckbandes (16) angeordnet ist.
4. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkraft über mehrere voneinander getrennte Kontaktflächen (34) zwischen dem
Leitschaufelkranz (12) und dem Befestigungselement (30) zur Axialkraftaufnahme übertragen wird.
5. Strömungsmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (30) zur Axialkraftaufnahme ringförmig ist und mit dem Gehäuse (22) eine formschlüssige Verbindung bildet.
6. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
formschlüssige Verbindung durch einen Montagefortsatz (36) am Gehäuse (22) und eine Nut im ringförmigen Befestigungselement (30) zur Axialkraftaufnahme gebildet wird.
7. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Innenradius des Montagefortsatzes (36) größer ist als der Außenradius des äußeren Deckbandes (16).
8. Strömungsmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mehrere Befestigungselemente (30) zur Axialkraftaufhahme vorgesehen sind, welche in Kraftrichtung vor einem Axialkraft übertragenden Bauteil (32) des Leitschaufelkranzes (12) angeordnet sind.
9. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Befestigungselemente (30) zur Axialkraftaufnahme radial elastische Elemente sind.
10. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (30) zur Axialkraftaufhahme formschlüssig am Gehäuse (22) und am Leitschaufelkranz (12) befestigt sind.
11. Strömungsmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise formschlüssige, Verbindung zwischen dem Befestigungselement (30) zur Axialkraftaufhahme und dem Gehäuse (22) durch einen Sicherungsdraht gesichert ist.
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