(19)
(11) EP 0 945 597 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
29.09.1999  Patentblatt  1999/39

(21) Anmeldenummer: 98810249.7

(22) Anmeldetag:  23.03.1998
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)6F01D 9/04, F01D 25/24
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(71) Anmelder: Asea Brown Boveri AG
5401 Baden (CH)

(72) Erfinder:
  • Anderson, Gordon
    5400 Baden (CH)
  • Hock, Michael
    80992 München (DE)

   


(54) Turbinenleitschaufelanordnung für eine Gasturbinenanlage


(57) Beschrieben wird eine Turbinenleitschaufelanordnung für eine Gasturbinenanlage mit Turbinenleitschaufeln, die jeweils eine äußere Plattform, über die jede einzelne Turbinenleitschaufel an einem Turbinenleitschaufelträger angeordnet ist, ein an der äußeren Plattform anschließendes Schaufelblatt sowie eine an dem Schaufelblatt anschließende innere Plattform aufweisen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens zwei unmittelbar benachbarte Turbinenleitschaufeln über jeweils ihre innere Plattform mit einem Innensegment verbunden sind, das eine strukturierte Oberseite aufweist, die wenigstens eine axiale und wenigstens eine radiale Zentrierform vorsieht, die mit, an der inneren Plattform vorgesehenen Gegenkonturen paßgenau verfügbar sind.




Beschreibung

Technisches Gebiet



[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Turbinenleitschaufelanordnung für eine Gasturbinenanlage mit Turbinenleitschaufeln, die jeweils eine äußere Plattform, über die jede einzelne Turbinenleitschaufel an einem Turbinenleitschaufelträger angeordnet ist, ein an der äußeren Plattform anschließendes Schaufelblatt sowie eine an dem Schaufelblatt anschließende innere Plattform aufweisen.

Stand der Technik



[0002] Verdichterstufen und Turbinenbereiche in an sich bekannten Gasturbinenanlagen weisen mit Turbinenlaufschaufeln bestückte Rotorelemente auf, die jeweils in stationären Gehäusen gelagert sind. In den Zwischenräumen der axial voneinander beabstandeten Turbinenlaufschaufelreihen ragen zumeist fest mit dem Gehäuse verbundene Turbinenleitschaufeln hinein, die zur Umlenkung und Beschleunigung der durch die Rotoranordnung durchströmenden Gase vorgesehen sind. Eine bekannte Turbinenleitschaufelanordnung ist in Figur 1 dargestellt. Eine Turbinenlaufschaufel 1 besteht im wesentlichen aus einer äußeren Plattform 11, einem Schaufelblatt 12 sowie einer inneren Plattform 13. Die äußere Plattform 11 weist in aller Regel eine Fügekontur auf, die in eine entsprechende Gegenkontur in einem Turbinenschaufelträger 2 paßgenau eingefügt werden kann. Mit Hilfe eines an sich bekannten federkraftbeaufschlagten Arretierkolbens 3 wird die Turbinenlaufschaufel 1 gegenüber dem Turbinenschaufelträger 2 fixiert.

[0003] Die dem Turbinenschaufelträger 2 abgewandte Seite der inneren Plattform 13 bildet mit den ihr gegenüberliegenden, stationären oder rotierenden Baugruppen Dichtungssysteme aus, deren vornehmliche Aufgabe darin besteht, einen möglichen Strömungsfluß der durch die Gasturbinenanlage hindurchtretenden Gase durch die geringen Beabstandungen zwischen der inneren Plattform 13 und dieser gegenüberliegenden Baugruppen, beispielsweise am Rotor befestigte Vorsprünge 4 oder Dichtungselemente 5, die an stationären Bauteilen befestigt sind, zu reduzieren oder gar ganz zu unterbinden.

[0004] Die in Fig. 1 dargestellte Turbinenleitschaufel 1 ist in vielfacher Anzahl in Umfangsrichtung des Turbinenschaufelträgers 2 jeweils eine hinter der anderen in Reihe angeordnet. Mit ihren jeweils lose endenden inneren Plattformen 13 stellen sie trotz Dichtungsvorkehrungen unerwünschte Leckagestellen dar. So hängt nicht zuletzt die Funktion, Zuverlässigkeit sowie der Wirkungsgrad einer Gasturbine neben der Güte der zwischen der inneren Plattform 13 einer Turbinenleitschaufel 1 und den ihr gegenüberliegenden Baugruppen vorgesehenen Dichtungsmaßnahmen, auch von der Anzahl der durch die einzelnen inneren Plattformen gebildeten, sogenannten Umfangsstoßstellen ab.

[0005] Unerwünschte Leckagen treten um so häufiger auf, je mehr Stoßstellen zwischen den zirkular im Turbinenschaufelträger angeordneten Turbinenleitschaufeln und den ihnen im Inneren des Gehäuses gegenüberliegenden Bauteilen vorgesehen sind. Ferner sind die Leckagen um so größer, je schlechter die einzelnen inneren Plattformen und/oder die ihnen gegenüberliegenden Bauelemente ausgerichtet sind. Vornehmlich treten größere Leckagen zwischen Dichtungsvorkehrungen an inneren Plattformen und ihnen gegenüberliegenden, unbeweglichen Baugruppen auf, zumal Dichtungsvorkehrungen zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen durch gezielt einbringbare Abriebschichten oder Honigwabenstrukturen während des Betriebes durch toleranz- und ausrichtbedingtem Abrieb zu Dichtungsverbesserungen führen.

[0006] Aus fertigungstechnischen Gründen werden im Turbinenbau vornehmlich die Turbinenleitschaufeln als Einlingsschaufeln ausgebildet, d.h. jede Leitschaufel wird getrennt voneinander in den Schaufelträger eingeführt und verbleibt dort auch ohne jegliche Verbindung zu den Nachbarschaufeln. Dies jedoch führt zu einer sehr hohen Stoßstellenanzahl, wie vorstehend bereits festgestellt. Nur selten werden sogenannte Zwillingsschaufeln verwendet, d.h. Turbinenleitschaufeln, die paarweise zusammenhängend in den Turbinenschaufelträger eingeführt werden. Auch sind nachträgliche, mechanische Verbindungskonstruktionen der inneren Plattformen benachbarter Turbinenleitschaufeln bekannt, die beispielsweise mittels Nietverbindungen verwirklicht werden, doch beschränken sich derartige Vorkehrungen aufjeweils zwei benachbarte Schaufeln.

[0007] Beim Betrieb von Gasturbinenanlagen werden jegliche in der Gasturbine vorgesehene Turbinenschaufeln durch den im Inneren der Turbine auftretenden Strömungsdruck in axialer Richtung zur Turbine erheblich beansprucht. Bei in längerem Betrieb befindliche Turbinenleitschaufeln tragen durch in Strömungsrichtung auf die Schaufeln einwirkende Strömungskräfte verursachte Verformungen dazu bei, daß Leckagen nahe der inneren Plattformen jeder einzelnen Turbinenleitschaufel vergrößert werden. Durch die dauernde hohe mechanische Belastung der einzelnen Schaufelblätter werden diese durch den Strömungsdruck verwunden oder gar verbogen. Derartige Verschleißerscheinungen sind um so verständlicher, zumal Einlingsturbinenleitschaufeln an ihren inneren Plattformen kein festes Gegenlager zur Stabilisierung aufweisen.

[0008] Treten im Betrieb derartiger Turbinenbauteile Risse im Schaufelbereich auf, die bis hin zum Totalverlust einer Turbinenleitschaufel führen, so können die losen, abgetrennten Leitschaufelteile die in Strömungsrichtung nachfolgende Turbinenbeschaufelung stark beschädigen. Ein Stillstand der gesamten Gasturbinenanlage wäre die Folge, was mit erheblichen wirtschaftlichen Einbußen verbunden ist.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbinenleitschaufelanordnung für eine Gasturbine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß bei gleichem bzw. reduziertem Montage- und Demontageaufwand von Turbinenleitschaufeln in den Turbinenschaufelträger die einzelnen Turbinenleitschaufeln eine erhöhte Stabilität innerhalb der gesamten Anordnung erfahren, so daß möglich auftretende Leckagen auf ein Minimum reduziert werden können. Insbesondere sollen konstruktionsbedingte Maßnahmen dafür sorgen, daß die Verwindungssteifigkeit jeder einzelnen Leitschaufel erhöht wird, so daß verschleißbedingte Rißbildungen innerhalb der Schaufeln weitgehend vermieden werden können. Schließlich soll das Beschädigungspotential, das durch mögliches Ablösen einzelner Turbinenschaufelbereiche besteht, erheblich reduziert werden.

Darstellung der Erfindung



[0010] Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0011] Erfindungsgemäß ist eine Turbinenleitschaufelanordnung für eine Gasturbinenanlage mit Turbinenleitschaufeln, die jeweils eine äußere Plattform, über die jede einzelne Turbinenleitschaufel an einem Turbinenleitschaufelträger angeordnet ist, ein an der äußeren Plattform anschließendes Schaufelblatt sowie eine an dem Schaufelblatt anschließende innere Plattform aufweisen, derart ausgebildet, daß wenigstens zwei unmittelbar benachbarte Turbinenleitschaufeln über jeweils ihre innere Plattform mit einem Innensegment verbunden sind, das eine strukturierte Oberseite aufweist, die wenigstens eine axiale und wenigstens eine radiale Zentrierform vorsieht, die mit, an der inneren Plattform vorgesehenen Innenkonturen paßgenau verfügbar sind.

[0012] Die, die einzelnen Turbinenleitschaufeln miteinander verbindenden Innensegmente sind vorzugsweise schienenartig ausgebildet und können über, an ihren Stirnseiten vorgesehene Koppelemente zu einem vollständigen Innensegmentring miteinander verbunden werden. Auf diese Weise werden die über die Innensegmente zusammenhängenden Turbinenleitschaufeln, die mit ihren äußeren Plattformen im Turbinenschaufelträger fixiert und in einer Turbinenleitreihe angeordnet sind, gegenseitig gegen Verwindungen sowohl in Axialrichtung relativ zur Strömungsrichtung, als auch in Radialrichtung relativ zur Längserstreckung jeder einzelnen Turbinenleitschaufel und insbesondere in Umfangsrichtung der in einer Leitreihe hintereinander angeordneten Turbinenleitschaufeln, stabilisiert.

[0013] Die über Koppelelemente miteinander in Verbindung stehenden Innensegmente dienen insbesondere auch dazu, daß jede einzelne Turbinenleitschaufel in zwei Gegenlagern fixiert ist, zum einen im Turbinenschaufelträger, zum anderen in dem Innensegment, das durch die vorzugsweise beidseitige Verbindung mit benachbarten Innensegmenten zu einem vollständigen inneren Ring zumindest eine axiale Stabilisierung erfährt.

[0014] Das Innensegment weist eine strukturierte Oberseite auf, an die die innere Plattform eine wenigstens teilweise korrespondierende Aufnahmestruktur aufweist, so daß die innere Plattform an die strukturierte Oberseite des Innensegments paßgenau angefügt werden kann. Für eine axiale Arretierung der Turbinenleitschaufel gegenüber dem Innensegment weist die strukturierte Oberseite des Innensegmentes zwei im wesentlichen senkrecht zur Oberseite des Innensegmentes orientierte Seitenflanken auf, die eine über die Oberseite des Innensegments erhabene Nut begrenzen, die vorzugsweise als Rechtecksnut ausgebildet ist.

[0015] Sowohl für eine radiale Positionierung der Leitschaufeln relativ zum Innensegment, als auch für eine Positionierung der einzelnen Leitschaufeln in Umfangsrichtung, sieht das Innensegment radiale Zentrierformen auf, die sich im wesentlichen senkrecht zur axialen Zentriernut von der Oberfläche des Innensegmentes erheben. Die vorzugsweise zapfenförmig ausgebildeten radialen Zentrierformen greifen in entsprechende Ausnehmungen innerhalb der inneren Plattform ein und vermögen diese sowohl in Radialrichtung als auch in Umfangsrichtung zu fixieren.

[0016] Die axialen und radialen Zentrierformen sind dabei derart ausgebildet, daß ein Verfügen der inneren Plattform einer Leitschaufel mit dem entsprechenden Innensegment durch radiales Aufsetzen und anschließendem Verschieben in Umfangsrichtung erfolgen kann. Hierzu weist insbesondere die als Nut ausgebildete axiale Zentrierform Unterbrechungen auf, mit in Axialrichtung zurückgesetzten Konturen, so daß ein Einfädeln beider Bauteile in der vorstehend beschriebenen Weise möglich ist. Die erhabene Nut sieht überdies einen vorspringenden Bereich vor, unter den die entsprechende Ausnehmung in der inneren Plattform durch axiales Verschieben bewegt wird, so daß beide Bauteile miteinander fest verfügt sind.

[0017] Ein Innensegment ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß auf einem Innensegment zwei oder mehr Leitschaufeln miteinander verbunden werden können. Um ein selbsttätiges Verrutschen der Leitschaufeln in Umfangsrichtung auf dem Innensegment zu vermeiden, sieht jedes Innensegment eine Sicherungsvorrichtung vor, die als Sicherungsstift das Innensegment in radialer Richtung durchsetzt und in eine Aussparung innerhalb der inneren Plattform hineinragt. Auf diese Weise kann die Anzahl der für eine gegenseitige Fixierung aller, in einer Gasturbine eingebrachten Turbinenleitschaufeln erforderlichen Kleinteile gering gehalten werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung



[0018] Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch. Es zeigen:
Fig. 1
Querschnittsdarstellung durch eine bekannte Turbinenleitschaufelanordnung
Fig. 2a, b, c
Teilansichten einer erfindungsgemäßen Turbinenleitschaufelanordnung,
Fig. 3a, b
perspektivische Darstellung mehrerer Leitschaufeln auf einem Innensegment sowie perspektivische Darstellung des Innensegments,
Fig. 4a, b
perspektivische Darstellung einer Leitschaufel auf einem Innensegment mit Nutfederverbindung, sowie
Fig. 5a-c
Sequenzdarstellung zum Verfügen einer Turbinenleitschaufel mit einem Innensegment.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit



[0019] Zu den Ausführungen bezüglich der bekannten Turbinenleitschaufelanordnung gemäß Fig. 1 wird auf die vorstehenden Ausführungen in der Beschreibungseinleitung verwiesen.

[0020] In Fig. 2a ist eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Turbinenleitschaufelanordnung dargestellt, mit einem ringförmig verlaufenden Abschnitt eines Turbinenschaufelträgers 2, an dessen inneren peripheren Umfangs Turbinenleitschaufeln 1 in einer Turbinenleitreihe mit ihren jeweils äußeren Plattformen 11 lösbar fest verbunden sind. Erfindungsgemäß sind die jeweils inneren Plattformen 13 der Turbinenleitschaufeln 1 mit Innensegmenten 6 verbunden - im Ausführungsbeispiel der Fig. 2a sind jeweils vier Turbinenleitschaufeln 1 mit jeweils einem Innensegment 6 verbunden -, abweichend davon sind jedoch beliebig weitere Verbindungsmöglichkeiten denkbar, bis hin zu einem vollständig geschlossenen Ring zusammenhängender Innensegmente -, durch die die einzelnen Turbinenleitschaufeln 1 sowohl in Axialrichtung (senkrecht zur Zeichenebene) a, als auch in Umfangsrichtung u der Turbinenleitreihe stabilisiert werden. Hierzu sieht das Innensegment 6 zum einen eine axiale Zentrierform 7 auf (siehe hierzu Fig. 2b, c), die als Nut ausgebildet ist und zwei im wesentlichen senkrecht zur Oberseite des Innensegmentes erhabene Seitenflanken 71, 72 vorsieht. Die Nut 7 greift in eine entsprechend ausgebildete Gegenkontur 8 innerhalb der inneren Plattform 13, durch die die Turbinenleitschaufel 1 in Axialrichtung a fixiert wird. Zugleich ist am Innensegment 6 eine zapfenartig ausgebildete radiale Zentrierform 9 vorgesehen, die in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung 10 innerhalb der inneren Plattform 13 der Turbinenleitschaufel 1 eingreift. Durch die Ausbildung des Innensegmentes und das paßgenaue Ineinandergreifen der Fügekonturen werden mögliche Verdrehungen der Turbinenleitschaufel 1, die durch die auf das Schaufelblatt 12 wirkende Strömung S hervorgerufen werden kann, begrenzt.

[0021] Zur radialen Stabilisierung bzw. Fixierung der einzelnen Innensegmente 6 können ein oder mehrere Führungen in Form von Haken 101 dienen, die eine lösbar feste Verbindung zwischen einem Innensegment 6 und Teilen des stationären Innengehäuses 102 der Turbine bilden. Werden mehr als zwei Haken zur Radialführung verwendet, so müssen diese Führungen, um nicht allzu große Kräfte aus der statischen Überbestimmtheit zu erhalten, mit ausreichender Elastizität und/oder Radialspiel ausgeführt sein.

[0022] Zudem können die an sich bekannten Dichtungselemente zwischen der inneren Plattform 13 und stationären Teilen vorgesehen werden, wie beispielsweise Dichtungselemente 103 (zum Abdichten zwischen zwei stationären Bauteilen) und Dichtungskonturen 104 zum Abdichten zwischen einem rotierenden Bauteil 105 und dem stationären Innensegment 6.

[0023] In Fig. 3a ist eine perspektivische Darstellung mehrerer auf einem Innensegment 6 lösbar fest verfügter Turbinenleitschaufeln 1 dargestellt. Jede einzelne Turbinenleitschaufel wird in Radialrichtung r auf das Innensegment 6 aufgesetzt und kann durch axiales Verschieben a und durch Verschieben mit Umfangsrichtung u fest gegen die erhabenen Konturen des Innensegmentes verfügt werden. Mit Hilfe eines einzigen Sicherungsstiftes 3 ist es möglich, alle auf einem Innensegment 6 plazierten Turbinenleitschaufeln in Umfangsrichtung u zu fixieren. Hierzu durchstößt der Sicherungsstift 3 das Innensegment und ragt in eine entsprechende Ausnehmung 106 innerhalb der inneren Plattform 13 einer Turbinenleitschaufel 1 hinein.

[0024] In Fig. 3 b ist eine perspektivische Draufsicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Innensegments 6 dargestellt. An seiner Oberseite weist das Innensegment axiale Zentrierformen 7 auf, die für die axiale Führung die Seitenflanken 71 und 72 vorsehen. Zum radialen Aufsetzen der inneren Plattform einer Turbinenleitschaufel 1 sehen die axialen Zentrierformen zurückgesetzte Bereiche 7' vor, über die die entsprechende Gegenkontur der inneren Plattform abgesenkt werden kann. Unmittelbar neben dem zurückgesetzten Bereich 7' ist ein vorspringender Bereich 7'' vorgesehen, unter den die Gegenkontur der inneren Plattform geschoben wird. Dem zurückgesetzten Bereich 7' ist am Innensegment gegenüberliegend eine Ausnehmung 9' vorgesehen, entlang der die für die radiale Zentrierung vorgesehene Gegenkontur der inneren Plattform eingeführt werden kann. Unmittelbar neben der Ausnehmung 9' sind die radialen Zentrierformen 9 vorgesehen. Ferner geht aus der Darstellung gemäß Fig. 3 b der für die Sicherung in Umfangsrichtung vorgesehene Sicherungsstift 3 hervor.

[0025] Fig. 4a und b zeigen jeweils eine auf einem Innensegment 6 aufgesetzte und verfügte Turbinenleitschaufel 1, die mit Hilfe des Sicherungsstiftes 4 und Zentrierform 7'' in Umfangsrichtung u gegen das Innensegmente 6 gesichert ist. Zudem weist jedes Innensegment 6 zum gegenseitigen Koppeln ein Koppelelement auf, das im Ausführungsbeispiel als Feder-Nutverbindung dargestellt ist. Auf der einen Seite des Innensegmentes 6 ist eine entsprechende Feder 107 und auf der gegenüberliegenden Seite eine entsprechend ausgebildete Nut 108 vorgesehen. Mit Hilfe derartiger Koppelelemente ist es möglich, alle Innensegmente zu einem geschlossenen Ring miteinander zu verbinden, so daß ein möglicher axialer Relativversatz einzelner Turbinenleitschaufelgruppen minimiert oder gar ausgeschlossen werden kann. Dies ist insbesondere für axial wirkende Dichtungen wichtig, die an den Innensegmenten vorgesehen sind. Etwaige auftretende Leckagen können erheblich reduziert oder gar vollständig vermieden werden.

[0026] Aus den Teilbildsequenzen 5a bis c geht ein Montagevorgang zwischen der inneren Plattform 13 einer Turbinenleitschaufel 1 und dem entsprechend ausgebildeten Innensegment 6 hervor. Zunächst wird gemäß Fig. 5a die innere Plattform 13 radial r von oben auf die Oberseite des Innensegmentes 6 derart aufgesetzt, daß die Gegenkonturen der inneren Plattform 13 mit dem zurückgesetzten Bereich 7' sowie der Ausnehmung 9' (siehe Fig. 3b) fluchten. Anschließend erfolgt ein axiales a Verschieben beider Bauteile gemäß Fig. 5b, die in einem letzten Fügeschritt in Umfangsrichtung u verfügt werden, bis die Gegenkonturen 8 sowie die radiale Ausnehmung 10 mit den axialen und radialen Zentrierformen 7, 9 paßgenau miteinander verfügt sind. Ein Sicherungsstift 3 sorgt zur Sicherung entlang der Umfangsrichtung u auf dem Innensegment.

[0027] Die vorstehend erläuterte erfindungsgemäße Turbinenleitschaufelanordnung ist mit einer Vielzahl von Vorteilen verbunden. So werden jegliche Dichtungsfunktionen im Bereich der inneren Plattform und der Innensegmente durch die Ausrichtung der Turbinenleitschaufel am Innendurchmesser, der durch die Verbindung aller Innensegmente vorgegeben wird, verbessert. Durch die mechanische Verbindung aller einzelner Turbinenleitschaufeln wird der durch Leckagestellen auftretende Strömungs- und damit Druckverlust erheblich vermindert. Dies konnte bislang nur mit sehr aufwendigen und teuren, sogenannten Mehrlingsschaufeln bewerkstelligt werden, doch bietet die erfindungsgemäße Leitschaufelanordnung eine weitaus günstigere und montage- und demontagefreundlichere Lösung an. Überdies können jeglichen, auf die Schaufelblätter einwirkenden Strömungskräften, die zu Verwindungen der Turbinenleitschaufeln in ihren Trägerfassungen führen, effektiv entgegengewirkt werden. Bei betriebsbedingtem Durchriß, beispielsweise an Löt- oder Schweißnahten, kann der durchtrennte Schaufelblatteil weiterhin vom Innensegment getragen werden, wodurch erhebliche Folgeschäden in nachfolgenden Turbinenbeschaufelungen vermieden werden können.

BEZUGSZEICHENLISTE



[0028] 
1
Turbinenleitschaufel
11
äußere Plattform
12
Schaufelblatt, Slcherungsstift
13
innere Blattform
2
Turbinenschaufelträger
3
Arretierkolben
4
Rotor
5
Stator
6
Innensegment
7
axiale Zentrierform
7'
zurückgesetzter Bereich
7''
vorspringender Bereich
71, 72
Seitenflanken (Axialführung)
8
Gegenkontur
9
radiale Zentrierform
9'
Ausnehmung
10
radiale Ausnehmung
101
Haken
102
stationäres Innengehäuse
103
Dichtungselement
104
stationäres Bauteil
105
rotierendes Bauteil
106
Ausnehmung
107
Feder
108
Nut
a
axialrichtung
r
Radiallrichtung
u
Umfangsrichtung
S
Strömungsrichtung



Ansprüche

1. Turbinenleitschaufelanordnung für eine Gasturbinenanlage mit Turbinenleitschaufeln, die jeweils eine

- äußere Plattform (11), über die jede einzelne Turbinenleitschaufel (1) an einem Turbinenleitschaufelträger (2) angeordnet ist,

- ein an der äußeren Plattform anschließendes Schaufelblatt (12)

- sowie eine an dem Schaufelblatt anschließende innere Plattform (13) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei unmittelbar benachbarte Turbinenleitschaufeln (1) über jeweils ihre innere Plattform (13) mit einem Innensegment (6) verbunden sind, das eine strukturierte Oberseite aufweist, die wenigstens eine axiale (7) und wenigstens eine radiale (9) Zentrierform vorsieht, die mit, an der inneren Plattform (13) vorgesehenen Gegenkonturen (8, 10) paßgenau verfügbar sind.


 
2. Turbinenleitschaufelanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Zentrierform (7) als eine über die Oberseite des Innensegments erhabene Nut ausgebildet ist, die zwei im wesentlichen senkrecht zur Oberseite des Innensegments orientierte Seitenflanken (71, 72) aufweist.
 
3. Turbinenleitschaufelanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die erhabene Nut (7) mit Unterbrechungen über die gesamte Verbindungslänge des Innensegmentes (6) derart erstreckt, daß die Nut einen zurückgesetzten Bereich (7') für das Einführen der Turbinenleitschaufel und einen vorspringenden Bereich (7'') zur radialen Fixierung der Turbinenleitschaufel vorsieht.
 
4. Turbinenleitschaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Zentrierform (9) im wesentlichen senkrecht zur axialen Zentrierform (7) an der Oberseite des Innensegments (6) als erhabener Zentrierzapfen vorgesehen ist.
 
5. Turbinenleitschaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkonturen (8, 10) der inneren Plattform derart ausgebildet sind, daß die axiale (7) und radiale (9) Zentrierform des Innensegments von den Gegenkonturen vollständig umschlossen sind.
 
6. Turbinenleitschaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innensegment (6) eine Sicherungsvorrichtung vorsieht, die die mit dem Innensegment (6) verbundenen Turbinenleitschaufeln (1) in Umfangsrichtung (u) zum Turbinenleitschaufelträger (2) positioniert.
 
7. Turbinenleitschaufelanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrichtung ein Sicherungsstift (3) ist, der das Innensegment durchsetzt und in eine Aussparung (106) innerhalb der inneren Plattform (13) einer Turbinenleitschaufel (1) hineinragt.
 
8. Turbinenleitschaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innensegment (6) an seinen Stirnseiten jeweils ein Koppelelement vorsieht, so daß in einer Reihe angeordnete Innensegmente miteinander lösbar fest verbindbar sind.
 
9. Turbinenleitschaufelanordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement in Form einer Nut-/Federverbindung (107, 108) ausgebildet ist.
 
10. Turbinenleitschaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innensegment an der der Leitschaufel abgewandten Seite mechanisch an ein festes Bauteil (102) der Gasturbinenanlage gekoppelt ist.
 
11. Turbinenleitschaufelanordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Kopplung (101) elastisch oder mit einem Radialspiel ausgebildet ist.
 
12. Turbinenleitschaufelanordnung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Kopplung als Haken ausgebildet ist.
 




Zeichnung






















Recherchenbericht