WO2018157958A1 - Turbine stage having a coupling element - Google Patents

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WO2018157958A1
WO2018157958A1 PCT/EP2017/081325 EP2017081325W WO2018157958A1 WO 2018157958 A1 WO2018157958 A1 WO 2018157958A1 EP 2017081325 W EP2017081325 W EP 2017081325W WO 2018157958 A1 WO2018157958 A1 WO 2018157958A1
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Frederik Popig
Christoph Sporbert
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Siemens Aktiengesellschaft
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Abstract

The invention relates to a turbine stage, comprising at least one turbine rotor (1) and a plurality of turbine blades (2) arranged over the circumference of the turbine rotor (1), and comprising at least one coupling element (3), bores (4) being formed in at least two adjacent turbine blades (2), into or through which bores the coupling element (3) protrudes, the coupling element mechanically coupling the turbine blades (2) to each other. The coupling element (3) is spatially arranged in such a way that the coupling element can be removed from the turbine stage without removing a turbine blade (2).

Description

Beschreibung description
Turbinenstufe mit Koppelelement Turbine stage with coupling element
Die Erfindung betrifft eine Turbinenstufe nach dem Oberbe¬ griff des unabhängigen Patentanspruchs 1. The invention relates to a turbine stage according to the Oberbe ¬ handle of the independent claim 1.
Aufgrund der auf die Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe wirkenden Kräfte, insbesondere in Folge von Geschwindigkeits¬ und/oder Druckänderungen, kommt es an der Beschaufelung von Turbinen zu einer Schwingungsanregung. Um den an der Turbinenschaufel durch die Schwingung hervorgerufenen Belastungen gerecht zu werden und resonanzfeste Schaufelauslegungen auch bei drehzahlvariablen Anwendungen zu ermöglichen, müssen hochfeste Schaufelwerkstoffe (z.B. Titan) verwendet werden. Da dies zu einer deutlichen Kostensteigerung führt, werden andere Maßnahmen bevorzugt. Zur Dämpfung von Schaufelschwingungen können die Schaufeln beispielsweise über ein Deckband miteinander verbunden werden oder bei sehr hohen mechanischen Belastungen, mittels eines Koppeldrahtes oder durch loses Einlegen von Koppelstiften miteinander gekoppelt werden. Solche Koppelelemente sind bei- spielsweise aus der DE 10 2010 041 702 AI bekannt. Durch die Kopplung von zwei oder mehreren Turbinenschaufeln mittels Koppelelementen wird die Schwingungsamplitude der einzelnen Schaufeln deutlich reduziert und dadurch die Schwingungsbe¬ lastung in den einzelnen Schaufeln reduziert, so dass Ermü- dungsbrüche der Turbinenschaufeln wirkungsvoll verhindert werden können. Due to the forces acting on the turbine blades of a turbine stage forces, in particular as a result of speed ¬ and / or pressure changes, it comes at the blading of turbines to a vibrational excitation. High-strength blade materials (eg titanium) have to be used in order to cope with the stresses caused by the vibration on the turbine blade and to enable resonance-resistant blade designs, even in variable-speed applications. As this leads to a significant increase in costs, other measures are preferred. To dampen blade vibrations, the blades can be connected to one another, for example via a shroud, or coupled to one another at very high mechanical loads, by means of a coupling wire or by loose insertion of coupling pins. Such coupling elements are known for example from DE 10 2010 041 702 AI. By the coupling of two or more turbine blades by means of coupling elements, the vibration amplitude of the individual blades is significantly reduced, thereby reducing the Schwingungsbe ¬ utilization in the individual blades, can be effectively prevented so that fatigue fractures of the turbine blades.
Nachteilig an den Koppelelementen ist, dass im Falle einer Beschädigung oder eines Bruchs des Koppelelementes die gesam- te Turbinenstufe demontiert werden muss um das Koppelelement zu ersetzen. Hierdurch kommt es zu erheblichen A disadvantage of the coupling elements is that in the event of damage or breakage of the coupling element, the entire turbine stage must be dismantled to replace the coupling element. This results in considerable
Stillstandszeiten der Turbine. Ausgehend vom zuvor beschriebenen Stand der Technik und dessen Nachteilen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Turbinenstufe bereitzustellen, bei der sich der Austausch der Koppelelemente ohne Demontage der Turbinenstufe durchfüh- ren lässt. Downtime of the turbine. Based on the above-described prior art and its disadvantages, it is an object of the present invention to provide a turbine stage in which the replacement of the coupling elements can be carried out without disassembly of the turbine stage.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Pa¬ tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is solved by the features of independent Pa ¬ tentanspruchs. 1 Advantageous embodiment and development of the invention, which are used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Turbinenstufe, umfassend wenigstens ei- nen Turbinenrotor und mehrere über den Umfang des Turbinenrotors angeordnete Turbinenschaufeln, so wie wenigstens einem Koppelelement, wobei in wenigstens zwei benachbarten Turbi¬ nenschaufeln Bohrungen ausgebildet sind, in denen das Koppelelement hinein oder durch das hindurch ragt und die Turbinen- schaufeln mechanisch miteinander koppelt, zeichnet sich dadurch aus, dass das Koppelelement derart räumlich angeordnet ist, dass es ohne Demontage einer Turbinenschaufel aus der Turbinenstufe entnommen werden kann. Hierbei spielt zunächst die konkrete räumliche Anordnung keine Rolle, es ist ledig- lieh dafür zu sorgen, dass das Koppelelement die Turbinen¬ schaufeln miteinander koppelt und bei Bedarf ohne Demontage der Turbinenschaufel aus der Turbinenstufe entnommen werden kann, d.h. das beim Herausziehen des Koppelelements keine Bauteile der Turbinenstufe ein Herausziehen des Koppelele- ments verhindern. The turbine stage according to the invention comprising at least egg NEN turbine rotor and a plurality of spaced about the circumference of the turbine rotor turbine blades, as at least one coupling element being formed in at least two adjacent Turbi ¬ nenschaufeln bores in which the coupling element extends into or through which and the Turbine blades mechanically coupled with each other, characterized in that the coupling element is arranged spatially such that it can be removed without disassembly of a turbine blade from the turbine stage. Here, first the concrete spatial arrangement, that the coupling element the turbines ¬ scoop coupled to each other and can be removed from the turbine stage if necessary without disassembly of the turbine blade, that is, when pulling out of the coupling element no components does not matter, it is QUIRES ONLY lent necessary to ensure prevent the turbine stage pulling out the coupling element.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine An embodiment of the invention provides that a
Schnittebene orthogonal zur Bohrachse der jeweiligen Bohrun¬ gen in einem Winkel ungleich 90° zu einer Schnittebene orthogonal zur Drehachse des Turbinenrotors verläuft. Hier¬ durch sind die Koppelelemente derart angeordnet, dass sie seitlich aus der Turbinenstufe herausgezogen werden können. Eine Demontage der Turbinenschaufeln der Turbinenstufe kann damit entfallen. Hierdurch ist es möglich auf einfache Weise und innerhalb kürzester Zeit defekte Koppelelemente zu erset¬ zen . Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Winkel so gewählt ist, dass das Koppelelement beim Heraus¬ ziehen aus der Bohrung nicht gegen eine nachfolgende Turbi¬ nenschaufel stößt. Durch eine solche Anordnung ist die Demon¬ tage der Koppelelemente noch einmal vereinfacht. Cutting plane orthogonal to the drilling axis of the respective Bohrun ¬ gene at an angle not equal to 90 ° to a sectional plane orthogonal to the axis of rotation of the turbine rotor extends. Here ¬ through the coupling elements are arranged such that they can be pulled out laterally from the turbine stage. A disassembly of the turbine blades of the turbine stage can thus eliminated. This makes it possible to easily and within a short time replac defective coupling elements ¬ zen. A further embodiment of the invention provides that the angle is chosen so that the coupling element when pulling ¬ out of the bore does not abut against a subsequent Turbi ¬ nenschaufel. By such an arrangement, the Demon ¬ days of the coupling elements is simplified once again.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Winkel zwischen 30° und 60° beträgt. Bei einem Winkel zwi¬ schen = 30° und = 60° stellt sicher, dass das Koppelele¬ ment beim Herausziehen nicht gegen eine benachbarte Turbinen- schaufei stößt und ist fertigungstechnisch einfach zu reali¬ sieren . A further embodiment of the invention provides that the angle is between 30 ° and 60 °. At an angle Zvi rule ¬ = 30 ° = 60 ° ensures that the Koppelele ¬ element does not abut against an adjacent turbine blade or vane during extraction and production engineering easy to reali ¬ Sieren.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zur Aufnahme eines Koppelelements gehörende Bohrungen eine ge- meinsame Bohrachse aufweisen. Hierdurch wird die Herstellung der Bohrungen zur Aufnahme der Koppelelemente vereinfacht. Die Koppelelemente können aus im Wesentlichen zylindrischen Körpern bestehen und können auf einfache Weise durch die Bohrung hindurch gesteckt werden. Hierdurch verringert sich der Montageaufwand weiter. A further embodiment of the invention provides that boreholes belonging to the reception of a coupling element have a common drilling axis. As a result, the production of the holes for receiving the coupling elements is simplified. The coupling elements may consist of substantially cylindrical bodies and can be easily inserted through the hole. This further reduces the assembly effort.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die gemeinsame Bohrachse im Wesentlichen tangential zu einer Zy¬ linderfläche verläuft, welche koaxial zur Mantelfläche des Turbinenrotors ausgerichtet ist. Hierdurch ergibt sich eine im Wesentlichen gleichmäßige Anordnung der Koppelelemente über den Umfang. Zudem wird hierdurch dafür gesorgt, dass die Unwucht in der Turbinenstufe reduziert wird. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein erstes Ende des Koppelelementes in eine Sacklochbohrung einer ersten Turbinenschaufel und das zweite Ende des Koppelelemen¬ tes in eine Durchgangsbohrung einer zweiten Turbinenschaufel hineinragt, wobei die Durchgangsbohrung mit einem Verschluss¬ element versehen ist, die ein Herausrutschen des Koppelele¬ mentes aus der ersten und zweiten Bohrung verhindert. Das Verschlusselement sorgt dabei für eine einfache und sichere Befestigung des Koppelelementes zwischen den Turbinenschau¬ feln . A further embodiment of the invention provides that the common bore axis is substantially tangential to a Zy ¬ relieving surface which is aligned coaxially to the outer surface of the turbine rotor. This results in a substantially uniform arrangement of the coupling elements over the circumference. In addition, this ensures that the imbalance in the turbine stage is reduced. A further embodiment of the invention provides that a first end of the coupling element in a blind hole of a first turbine blade and the second end of Koppelelemen ¬ tes in a through hole of a second turbine blade protrudes, wherein the through hole is provided with a closure ¬ element, which prevents slipping out of Koppelele ¬ Mentes from the first and second bore. The closure element ensures an easy and secure attachment of the coupling element between the turbine shop ¬ feln.
Nachfolgend werden der Stand der Technik sowie Ausführungs¬ beispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt: Subsequently, the state of the art, as well as execution ¬ embodiments of the invention with reference to the figures are explained in more detail. It shows:
- Figur 1 eine Detailansicht einer Turbinenstufe nach dem Stand der Technik in Schnittdarstellung, FIG. 1 shows a detail view of a turbine stage according to the prior art in a sectional representation,
- Figur 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Turbinenstufe in Schnittdarstellung ohne Koppelelement. - Figure 2 is a detail view of the turbine stage according to the invention in a sectional view without coupling element.
- Figur 3a die erfindungsgemäße Turbinenstufe aus Fig. 2 mit Koppelelement und einem ersten Ausführungsbeispiel eines Verschlusselement sowie, FIG. 3 a shows the turbine stage according to the invention from FIG. 2 with a coupling element and a first exemplary embodiment of a closure element, and
- Figur 3b die erfindungsgemäße Turbinenstufe aus Fig. 2 mit Koppelelement und einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Verschlusselement, FIG. 3b shows the turbine stage according to the invention from FIG. 2 with coupling element and a second exemplary embodiment of a closure element,
Die Figuren stellen jeweils nur eine schematische und nicht detailgetreue Darstellung der Erfindung dar. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind figurübergreifend mit densel¬ ben Bezugszeichen versehen. The figures represent only a schematic and not detailed representation of the invention. Identical or functionally identical components are throughout the figures provided with Densel ¬ reference symbols.
Figur 1 zeigt eine Turbinenstufe nach dem Stand der Technik. Die Abbildung zeigt nicht die gesamte Turbinenstufe, sondern lediglich zwei in Umfangsrichtung benachbarte Turbinenschau¬ feln 2. Die Turbinenstufen 2 sind mechanisch über ein Koppelelement 3 miteinander gekoppelt. Das Koppelelement 3 weist im Ausführungsbeispiel einen gradlinigen Verlauf auf. Grundsätz¬ lich kann das Koppelelement 3 auch einen bogenförmigen Verlauf aufweisen. Der bogenförmige Verlauf des Koppelelements 3 entspricht dann beispielsweise einem Kreisbogen um die Dreh¬ achse 8 des Turbinenrotors 1. Die Fixierung des Koppelele¬ ments 3 erfolgt derart, dass in den Turbinenschaufeln 2 je¬ weils eine Sacklochbohrung 4 ausgebildet ist, in die jeweili- gen Enden des Koppelelements hineinragen. Hierdurch ist das Koppelelement 3 zwischen den zwei benachbarten Turbinenschau¬ feln 2 fixiert. Eine Schnittachse 5 orthogonal zur Bohrung 6 der jeweiligen Sacklochbohrungen 4 steht in einem Winkel = 90° zu einer Schnittebene 7 orthogonal zur Drehachse 8 des Turbinenrotors 1. Die Koppelelemente 3 liegen somit alle in einer Ebene. Außerdem sind sie räumlich derart angeordnet, dass sie nicht seitlich aus dem Schaufelverbund herausgezogen werden können. Eine Montage/Demontage der Koppelelemente 3 kann somit nur dann erfolgen, wenn der gesamte Schaufelver- bund der Turbinenstufe gelöst wird. Der Austausch bzw. dieFigure 1 shows a turbine stage according to the prior art. The figure does not show the entire turbine stage, but only two circumferentially adjacent Turbinenschau ¬ blades 2. The turbine stages 2 are mechanically coupled to each other via a coupling element 3. The coupling element 3 has a straight course in the exemplary embodiment. Grundsätz ¬ Lich, the coupling element 3 also have a curved course. The arcuate course of the coupling element 3rd then corresponds, for example, a circular arc around the rotation ¬ axis 8 of the turbine rotor 1. The fixation of Koppelele ¬ ment 3 takes place such that in the turbine blades 2 ¬ each case a blind hole 4 is formed, projecting into the respective ends of the coupling element. In this way, the coupling element 3 between the two adjacent turbine acting ¬ feln 2 is fixed. A cutting axis 5 orthogonal to the bore 6 of the respective blind holes 4 is at an angle = 90 ° to a sectional plane 7 orthogonal to the axis of rotation 8 of the turbine rotor 1. The coupling elements 3 are thus all in one plane. In addition, they are spatially arranged such that they can not be pulled laterally out of the blade assembly. Assembly / disassembly of the coupling elements 3 can thus only take place when the entire blade assembly of the turbine stage is released. The exchange or the
Montage des Koppelelementes 3 ist somit mit einem hohen Mon¬ tageaufwand und einem hohen Zeitbedarf verbunden. Falls im Turbinenbetrieb ein Koppelelement 3 beschädigt wird und aus¬ getauscht werden muss, bedeutet dies hohe Stillstandszeiten. Assembly of the coupling element 3 is thus associated with a high Mon ¬ day effort and a high amount of time. If a coupling element 3 is damaged in turbine mode and must be replaced from ¬, it means high downtime.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht eines ersten Ausführungsbei¬ spiels einer erfindungsgemäßen Turbinenstufe. Die Turbinenstufe umfasst einen Turbinenrotor 1 der drehbar um eine Drehachse 8 rotiert. Des Weiteren umfasst die Turbinenstufe meh- rere über den Umfang des Turbinenrotors 1 angeordnete Turbi¬ nenschaufeln 2 sowie wenigstens ein Koppelelement 3. Zur Auf¬ nahme des Koppelelementes 3 sind in zwei benachbarten Turbi¬ nenschaufeln 2 Bohrungen 4 ausgebildet, in denen das Koppelelement 3 hinein oder durch das es hindurch ragt und die Tur- binenschaufel 2 mechanisch miteinander koppelt. Die Bohrungen 4 können dabei als Sackloch oder als Durchgangsbohrung ausgebildet werden, wobei wenigstens eine der Bohrungen zum Einführen des Koppelelementes immer als Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Das Koppelelement 3 ist dabei derartig räumlich in der Turbinenstufe angeordnet, dass es ohne Demontage ein¬ zelner Turbinenschaufeln 2 aus der Turbinenstufe entnommen werden kann. Hierzu sind die Bohrungen 4 so angeordnet, dass das Koppelement 3 seitlich aus dem Schaufelverbund herausge- zogen werden kann, ohne dass eine benachbarte Turbinenschau¬ fel 2 das Hinausziehen des Koppelelementes 3 verhindert. Da¬ mit das Koppelelement 3 beim Herausziehen aus den Bohrungen 4 nicht gegen eine benachbarte Turbinenstufe 2 stößt, ist die Bohrachse 6 der jeweiligen Bohrung 4 in einem bestimmten Winkel auszubilden. Hierzu ist eine Schnittebene 5 orthogonal zur Bohrachse 6 der jeweiligen Bohrung 4 in einem Winkel von ungleich 90° zu einer Schnittebene 7 orthogonal zur Dreh¬ achse 8 des Turbinenrotors anzuordnen. Der Winkel ist dabei so zu wählen, dass das Koppelelement 3 beim Herausziehen aus den Bohrungen 4 nicht gegen eine nachfolgende Turbinenschau¬ fel 2 stößt. Bevorzugt ist der Winkel zwischen 30° und 60° zu wählen. Um die Herstellung und Montage zu erleichtern, weisen die zur Aufnahme eines Koppelelements 3 gehörenden Bo- gen 4 eine gemeinsame Bohrachse 9 auf. Grundsätzlich kann das Koppelelement 3 jedoch auch bogenförmig ausgebildet sein, so dass die zur Aufnahme des Koppelelements 3 gehörenden Bohrun¬ gen 4 keine gemeinsame Bohrachse 9 aufweist. Die gemeinsame Bohrachse 9 verläuft im Wesentlichen tangential zu einer Zy- linderfläche, welche koaxial zur Mantelfläche 10 des Turbi¬ nenrotors 1 angeordnet ist. Die tangentiale Ausrichtung sorgt für ein gleichmäßiges Anpressen des Koppelelements in den Bohrungen 4 und damit für eine sichere Versteifung des Schau¬ felverbundes. Die Fixierung des Koppelelements 3 in der Figure 2 shows a detailed view of a first Ausführungsbei ¬ game of a turbine stage according to the invention. The turbine stage comprises a turbine rotor 1 which rotates about an axis of rotation 8. Further comprising the turbine stage sev- eral over the circumference of the turbine rotor 1 arranged Turbi ¬ nenschaufeln 2 and at least one coupling element 3. In order to ¬ exception of the coupling element 3 2 holes 4 are formed in two adjacent Turbi ¬ nenschaufeln in which the coupling element 3 in or through which it projects through and mechanically couples the turbine blade 2 with one another. The holes 4 can be formed as a blind hole or as a through hole, wherein at least one of the holes for inserting the coupling element is always formed as a through hole. The coupling element 3 is such spatially arranged in the turbine stage that it can be removed without dismantling a ¬ of individual turbine blades 2 of the turbine stage. For this purpose, the bores 4 are arranged such that the coupling element 3 extends laterally out of the blade assembly. can be pulled without an adjacent Turbinenschau ¬ fel 2 prevents the pulling out of the coupling element 3. Since ¬ with the coupling element 3 when pulling out of the holes 4 does not abut against an adjacent turbine stage 2, the drilling axis 6 of the respective bore 4 is formed at a certain angle. For this purpose, a cutting plane 5 is orthogonal to the drilling axis 6 of the respective bore 4 at an angle of not equal to 90 ° to a sectional plane 7 orthogonal to the rotation ¬ axis 8 to arrange the turbine rotor. The angle is to be chosen so that the coupling element 3 when pulling out of the holes 4 does not abut against a subsequent Turbinenschau ¬ fel 2. Preferably, the angle between 30 ° and 60 ° to choose. To facilitate the manufacture and assembly, the sheets 4 belonging to a coupling element 3 have a common drilling axis 9. In principle, the coupling element 3 can also be formed arcuate, however, so that the members of the receptacle of the coupling element 3 prepared holes ¬ gen 4 has no common drilling axis. 9 The common bore axis 9 is substantially tangential to a ZY-relieving surface which is disposed coaxially to the envelope surface 10 of the Turbi ¬ nenrotors. 1 The tangential orientation ensures a uniform pressing of the coupling element in the holes 4 and thus for a secure stiffening of the show ¬ felverbundes. The fixation of the coupling element 3 in the
Durchgangsbohrung 12 kann auf unterschiedliche Weise sowohl kraft- als auch formschlüssig erfolgen. Through hole 12 can be done in different ways both positive and positive.
Eine besonders einfache und sichere Fixierung des Koppelele¬ mentes 3 ist in den Figuren 3a und b dargestellt. Ein erstes Ende des Koppelelementes 3 ragt dabei in eine SacklochbohrungA particularly simple and secure fixing of the Koppelele ¬ mentes 3 is shown in Figures 3a and b. A first end of the coupling element 3 protrudes into a blind hole
11 einer ersten Turbinenschaufel 2 hinein. Das zweite Ende des Koppelelementes 3 ragt in eine Durchgangsbohrung 12 einer zweiten in Umfangsrichtung benachbarten Turbinenschaufel 2 hinein. Um das Hinausrutschen des Koppelelementes 3 aus der Durchgangsbohrung 12 zu verhindern, ist die Durchgangsbohrung11 of a first turbine blade 2 inside. The second end of the coupling element 3 protrudes into a through-bore 12 of a second circumferentially adjacent turbine blade 2. To prevent slipping out of the coupling element 3 from the through hole 12, the through hole
12 mit einem Verschlusselement 13 versehen. Ein erstes Ausführungsbeispiel eines solchen Verschlussele¬ ments 13 ist in Figur 3a dargestellt. Das Verschlusselement 13 ist dabei als einfacher Stopfen ausgebildet. Die Befesti¬ gung des Verschlusselements 13 erfolgt über das Einschrauben des Verschlusselements 13 in die Durchgangsbohrung 12 der12 provided with a closure element 13. A first embodiment of such a Verschlussele ¬ element 13 is shown in Figure 3a. The closure element 13 is formed as a simple plug. The fastening ¬ movement of the closure element 13 via the screwing of the closure element 13 into the through hole 12 of the
Turbinenschaufel 2. Hierzu weist die Durchgangsbohrung 12 ein Innengewinde und das Verschlusselement 13 ein entsprechendes Außengewinde auf. Zum Einschrauben des Verschlusselements 13 kann beispielsweise ein Innensechskant in der Stirnseite des Verschlusselements 13 vorgesehen sein. Zusätzlich kann dasTurbine blade 2. For this purpose, the through hole 12 has an internal thread and the closure element 13 has a corresponding external thread. For screwing in the closure element 13, for example, a hexagon socket can be provided in the end face of the closure element 13. In addition, that can
Verschlusselement 13 beispielsweise durch Verkleben gesichert werden. Grundsätzlich kann das Verschlusselement 13 auch auf andere Weise beispielsweise durch Einpressen befestigt wer¬ den . Closing element 13 are secured, for example by gluing. Basically, the closure member 13 may attached in other ways, for example by pressing the ¬.
Figur 3b zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ver¬ schlusselementes 13. Das Verschlusselement 13 ist dabei in Form eines Topfelementes ausgebildet. Das Koppelelement 3 ragt dabei in den Topf des Verschlusselements 13 hinein und wird dadurch gesichert. Die Befestigung des Koppelelements 3 kann wiederum auf vorteilhafte Weise über eine Verschraubung mittels Innen- und Außengewinde erfolgen. 3b shows a second embodiment of a Ver ¬ locking element 13. The closing element 13 is in the form of a pot element is formed. The coupling element 3 protrudes into the pot of the closure element 13 and is thereby secured. The attachment of the coupling element 3 can in turn be carried out in an advantageous manner via a screw by means of internal and external thread.
Die Verschlusselemente 13 in den Figuren 3a und 3b ermögli- chen auf einfache Weise die Befestigung des Koppelementes 3 zwischen benachbarten Turbinenschaufeln 2. Die Montage des Koppelements 3 erfolgt, in dem das Koppelelement zunächst durch die Durchgangsbohrung 12 der zweiten Turbinenschaufel 2 hindurch geschoben wird bis es in der Sacklochbohrung 11 der ersten Turbinenschaufel 2 hineinragt. Anschließend wird die Durchgangsbohrung 12 mit Hilfe des Verschlusselementes 13 verschlossen und so das Koppelelement 3 gegen Herausrutschen gesichert. Im Falle eines Defektes oder eines Austauschs des Koppelelements 3 aus einem anderen Grund muss lediglich das Verschlusselement 13 gelöst werden, das Koppelelement 3 hin¬ ausgezogen werden und eine neues Koppelelement 3 eingefügt werden, welches wiederum mit Hilfe des Verschlusselementes 13 gesichert wird. Die erfindungsgemäße Turbinenschaufelanordnung ermöglicht so¬ mit erstmals den Austausch einzelner Koppelelemente ohne dass der gesamte Schaufelverbund der Turbinenschaufelanordnung gelöst werden muss. Der Austausch einzelner Koppelelemente kann damit sehr schnell und mit geringem Aufwand erfolgen. Vor¬ teilhafter Weise ist eine Montageklappe im Turbinengehäuse vorgesehen, über die ein Zugang zur Turbinenstufe ermöglicht wird . The closure elements 13 in FIGS. 3 a and 3 b enable the attachment of the coupling element 3 between adjacent turbine blades 2 in a simple manner. The assembly of the coupling element 3 takes place in which the coupling element is first pushed through the through-bore 12 of the second turbine blade 2 until it protrudes in the blind hole 11 of the first turbine blade 2. Subsequently, the through hole 12 is closed by means of the closure element 13 and thus secured the coupling element 3 against slipping out. In the event of a defect or replacement of the coupling element 3 for another reason, only the closure element 13 must be solved, the coupling element 3 are pulled out ¬ back and a new coupling element 3 are inserted, which in turn is secured by means of the closure element 13. The turbine blade arrangement according to the invention thus makes it possible, for the first time, to replace individual coupling elements without the entire blade composite of the turbine blade arrangement having to be loosened. The replacement of individual coupling elements can thus be done very quickly and with little effort. Before ¬ some manner a mounting flap is provided in the turbine housing, through which access is permitted to the turbine stage.

Claims

Turbinenstufe, umfassend wenigstens einen TurbinenrotorTurbine stage comprising at least one turbine rotor
(1) und mehreren über den Umfang des Turbinenrotors (1) angeordneten Turbinenschaufeln (2), sowie wenigstens einem Koppelement (3) , (1) and a plurality of turbine blades (2) arranged over the circumference of the turbine rotor (1) and at least one coupling element (3),
wobei in wenigstens zwei benachbarten Turbinenschaufelnwherein in at least two adjacent turbine blades
(2) Bohrungen (4) ausgebildet sind, in denen das Koppel¬ element (3) hinein oder durch das es hindurch ragt und die Turbinenschaufeln (2) mechanisch miteinander koppelt, (2) holes (4) are formed, in which the coupling ¬ element (3) into or through which it protrudes and mechanically couples the turbine blades (2),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Koppelelement (3) derart räumlich angeordnet ist, dass es ohne Demontage einer Turbinenschaufel (2) aus der Turbinenstufe entnommen werden kann. the coupling element (3) is arranged spatially such that it can be removed from the turbine stage without dismantling a turbine blade (2).
Turbinenstufe nach Anspruch 1, Turbine stage according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine Schnittebene (5) orthogonal zur Bohrachse (6) der jeweiligen Bohrung (4) in einem Winkel + 90° zu einer Schnittebene (7) orthogonal zur Drehachse (8) des Turbi¬ nenrotor (1) verläuft. a sectional plane (5) orthogonal to the drilling axis (6) of the respective bore (4) at an angle + 90 ° to a cutting plane (7) orthogonal to the axis of rotation (8) of the Turbi ¬ nenrotor (1).
Turbinenstufe nach Anspruch 2, Turbine stage according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Winkel so gewählt ist, dass das Koppelelement (3) beim Herausziehen aus den Bohrungen (4) nicht gegen eine nachfolgende Turbinenschaufel (2) stößt. the angle is chosen so that the coupling element (3) when pulling out of the holes (4) does not abut against a subsequent turbine blade (2).
Turbinenstufe nach Anspruch 2, Turbine stage according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Winkel zwischen 30° und 60° beträgt. the angle is between 30 ° and 60 °.
Turbinenstufe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Turbine stage according to one of the preceding claims, characterized in that
die zur Aufnahme eines Koppelelements (3) gehörenden Bohrungen (4) eine gemeinsame Bohrachse (9) aufweisen. Turbinenstufe nach Anspruch 5, for receiving a coupling element (3) belonging holes (4) have a common drilling axis (9). Turbine stage according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die gemeinsame Bohrachse (9) im Wesentlichen tangential zu einer Zylinderfläche verläuft, welche koaxial zur Mantelfläche (10) des Turbinenrotor (1) ausgerichtet ist .  the common drilling axis (9) extends substantially tangentially to a cylindrical surface which is aligned coaxially with the lateral surface (10) of the turbine rotor (1).
7. Turbinenstufe nach Anspruch 5 oder 6, 7. turbine stage according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein erstes Ende des Koppelelements (3) in eine Sackloch¬ bohrung (11) einer ersten Turbinenschaufel (2) und das ein zweites Ende des Koppelelements (3) in eine Durch¬ gangsbohrung (12) einer zweiten Turbinenschaufel (2) hineinragt, wobei die Durchgangsbohrung (12) mit einem Verschlusselement (13) versehen ist, die ein herausrut¬ schen des Koppelelement (3) aus der ersten und zweiten Bohrung (11, 12) verhindert. a first end of the coupling element (3) in a blind hole ¬ bore (11) of a first turbine blade (2) and a second end of the coupling element (3) into a through ¬ bore (12) extends a second turbine blade (2), wherein the Through hole (12) is provided with a closure element (13), which prevents a slipping out ¬ rule of the coupling element (3) from the first and second bore (11, 12).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112483190A (en) * 2020-11-27 2021-03-12 日照黎阳工业装备有限公司 Turbine blade based on aeroengine possesses vortex structure

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020215479A1 (en) 2020-12-08 2022-06-09 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG New damping element for steam turbine blades

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3131461A (en) * 1961-04-20 1964-05-05 Carrier Corp Method of making vibration damped turbo machinery
GB1499586A (en) * 1976-07-16 1978-02-01 English Electric Co Ltd Axial-flow turbo-machines
EP0203287A1 (en) * 1985-05-31 1986-12-03 BBC Brown Boveri AG Vibration-absorbing element for the vanes of turbo machines
US20030049131A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Moving blades for steam turbine
DE102008059836A1 (en) * 2008-12-01 2010-06-02 Alstom Technology Ltd. Turbomachine, in particular steam turbine
US20110142650A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Beeck Alexander R Turbine Blade Damping Device with Controlled Loading
DE102010041702A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Coupling bolt for turbine blades

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH272378A (en) 1949-02-17 1950-12-15 Escher Wyss Ag Blading on rotors of centrifugal machines with twisted blades, in particular of steam, gas turbines and compressors, through which there is axial flow.
GB1309646A (en) 1970-04-10 1973-03-14 Secr Defence Bladed rotor for a gas turbine engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3131461A (en) * 1961-04-20 1964-05-05 Carrier Corp Method of making vibration damped turbo machinery
GB1499586A (en) * 1976-07-16 1978-02-01 English Electric Co Ltd Axial-flow turbo-machines
EP0203287A1 (en) * 1985-05-31 1986-12-03 BBC Brown Boveri AG Vibration-absorbing element for the vanes of turbo machines
US20030049131A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Moving blades for steam turbine
DE102008059836A1 (en) * 2008-12-01 2010-06-02 Alstom Technology Ltd. Turbomachine, in particular steam turbine
US20110142650A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Beeck Alexander R Turbine Blade Damping Device with Controlled Loading
DE102010041702A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Coupling bolt for turbine blades

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112483190A (en) * 2020-11-27 2021-03-12 日照黎阳工业装备有限公司 Turbine blade based on aeroengine possesses vortex structure
CN112483190B (en) * 2020-11-27 2022-05-13 日照黎阳工业装备有限公司 Turbine blade based on aeroengine possesses vortex structure

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