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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Gasturbinen und insbesondere
in Gasturbinen eingesetzte Baugruppen mit verstellbarer Leitschaufel.
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Mindestens
einige der gängigen
Gasturbinen enthalten eine Kernturbine, die, in Strömungsrichtung hintereinander
angeordnet, eine Lüfterbaugruppe
und einen Hochdruckverdichter zum Verdichten des in die Turbine
eindringenden Luftstroms, einen Brenner zum Verbrennen eines Brennstoff-Luft-Gemischs
sowie eine Niederdruck- und eine Hochdruckturbine aufweist, die
jeweils über
eine Vielzahl von Rotorschaufeln verfügen, die dem den Brenner verlassenden
Gasstrom Rotationsenergie entziehen. Mindestens einige gängige Rotorbaugruppen,
wie z.B. der Hochdruckverdichter, weisen mehrere Reihen mit in Umfangsrichtung
zueinander beabstandeten Rotorschaufeln auf, wobei benachbarte Rotorschaufelreihen
durch Reihen von Baugruppen mit verstellbarer Leitschaufel (Variable
Stator Vane, VSV) voneinander getrennt sind. Genauer gesagt wird eine
Vielzahl von Baugruppen mit verstellbarer Leitschaufel an einem
die Rotorbaugruppe umschließenden Gehäuse gesichert,
wobei jede Reihe mit VSV-Baugruppen eine Vielzahl von in Umfangsrichtung
beabstandeten, verstellbaren Schaufeln aufweist. Zur Steuerung des
die Rotorbaugruppe durchlaufenden Gasstroms ist die Ausrichtung
jeder Schaufelreihe in Bezug auf die Rotorschaufeln verstellbar.
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Mindestens
eine gängige
Baugruppe mit verstellbaren Leitschaufeln enthält eine Drehzapfen-Lagerbuchse,
die einen Bereich einer verstellbaren Schaufel teilweise umschließt, so dass
die verstellbare Schaufel durch die Drehzapfen-Lagerbuchse verläuft. Jede
verstellbare Schaufel ist zwischen dem Gehäuse und dem Innendeckband radial
so montiert, dass die Drehzapfen-Lagerbuchse sich zwischen dem Gehäuse und
einer von der Schaufel abgehenden radialen Außenspindel erstreckt, und dass
eine Lagerbuchseninnenseite sich zwischen dem Innendeckband und
einer von der Schaufel abgehenden radialen Innenspindel erstreckt.
In Bezug auf die radiale Innenseite der verstellbaren Schaufel wird
das Innendeckband mit den VSV-Baugruppen genauer
gesagt durch eine Vielzahl von zylindrischen Stiften verbunden,
die durch eine entsprechende, im Innendeckband ausgebildete Bohrung
in eine dazu passende zylindrische Nut einfassen, die entlang der
radialen Innenspindel und der Lagerbuchseninnenseite ausgebildet
ist. Jeder Stift und jede Schaufel berühren sich dementsprechend nur
entlang einer Linie, sodass zwei Stifte pro Deckband verwendet werden
müssen,
um zu verhindern, dass sich das Innendeckband in Bezug zu den mit
ihm verbundenen verstellbaren Schaufeln dreht.
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Da
zwischen jedem Stift und jeder verstellbaren Schaufel eine Abdichtung
nur entlang einer Linie besteht, kann die zwischen den Stiften und
den verstellbaren Schaufeln auftretende Abnutzung potenziell Lecks in
der VSV-Baugruppe hervorrufen, durch die Gase entweichen können. Solche
Gasentweichungen können zu
einem Ausfall der Lagerbuchse auf Grund von Oxidation und Erosion
führen,
die von mit hoher Geschwindigkeit vorbeiströmendem Hochtemperaturgas verursacht
werden. Ein Ausfall der Lagerbuchse hat darüber hinaus zur Folge, dass
verstärkt
entweichendes Gas an der verstellbaren Schaufel entlangströmt, was
wiederum in einem entsprechenden Verlust an Rotorleistung resultiert.
Hinzu kommt, dass die Verschlechterung der Wirkung der Lagerbuchse
den Kontakt zwischen der Schaufel und dem Gehäuse und/oder dem Innendeckband ermöglicht,
was zur Abnutzung führen
und die Instandsetzungskosten für
die Turbine erhöhen
kann.
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KURZÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt, um eine für eine Gasturbine
mit einem Gehäuse
und einem Innendeckband vorgesehene Baugruppe mit verstellbarer
Schaufel zu montieren. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen von
mindestens einer verstellbaren Schaufel, die eine radiale Innenspindel
mit einem im Wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt aufweist, sowie das Verbinden der radial verlaufenden,
verstellbaren Schaufel mit dem Gehäuse und dem Innendeckband,
sodass die radiale Innenspindel drehbar in einer das Innendeckband
durchdringenden Öffnung
gelagert ist, wobei die Öffnung
ein nicht kreisförmiges
Querschnittsprofil aufweist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt wird für
eine Gasturbine mit einem Gehäuse
eine Baugruppe mit verstellbarer Schaufel bereitgestellt. Die Baugruppe
mit verstellbarer Schaufel enthält
eine verstellbare Schaufel und ein Innendeckband. Die verstellbare
Schaufel weist eine radiale Innenspindel und eine radiale Außenspindel
auf. Die radiale Innenspindel und die radiale Außenspindel sind so konfiguriert,
dass die Schaufel drehbar in der Gasturbine gelagert ist. Die radiale
Innenspindel weist eine erste Querschnittsform auf, die von einer Außenfläche der
radialen Innenspindel gebildet wird. Das Innendeckband weist eine
radiale Außenfläche, eine radiale
Innenfläche
und mindestens eine zwischen diesen liegende Öffnung auf. Die radiale Innenspindel
ist so dimensioniert, dass sie durch die Öffnung geführt werden kann, um die verstellbare
Schaufel drehbar mit dem Innendeckband zu verbinden. Die Öffnung wird
von einer Innenwand gebildet und weist ein zwei tes Querschnittsprofil
auf, das sich von dem ersten Querschnittsprofil der Innenspindel
unterscheidet.
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Gemäß einem
anderen Aspekt wird eine Gasturbine bereitgestellt. Zu der Turbine
gehören
ein Rotor, ein Gehäuse
und eine Baugruppe mit verstellbarer Schaufel. Der Rotor weist eine
Rotorwelle und eine Vielzahl von Rotorschaufelreihen auf. Das Gehäuse umschließt jede
Reihe der Vielzahl von Rotorschaufelreihen. Die Baugruppe mit verstellbaren
Schaufeln enthält
mindestens eine Reihe mit in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten
verstellbaren Schaufeln sowie eine Halterbaugruppe. Die mindestens
eine Reihe verstellbarer Schaufeln ist drehbar mit dem Gehäuse verbunden
und ist zwischen einem Paar benachbarter Rotorschaufelreihen der
Vielzahl von Rotorschaufelreihen angeordnet. Jede der verstellbaren
Schaufeln verfügt über eine radiale
Innenspindel, die so eingerichtet ist, dass sie mit einem Innendeckband
in der Gasturbine drehbar verbunden ist. Jede radiale Innenspindel
weist eine erste Querschnittsform auf, die von einer Außenfläche der radialen
Innenspindel gebildet wird. Das Deckband weist eine radiale Außenfläche, eine
radiale Innenfläche und
mindestens eine zwischen diesen liegende Öffnung auf. Die Deckbandöffnung wird
von einer Innenwand gebildet und weist ein zweites Querschnittsprofil
auf, das sich vom ersten Querschnittsprofil jeder Innenspindel unterscheidet.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Gasturbine.
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2 ist
eine schematische Teilansicht einer exemplarischen Rotorbaugruppe
einer Gasturbine.
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3 ist
eine vergrößerte Explosionsansicht
eines Abschnitts der in 2 dargestellten Baugruppe mit
verstellbarer Leitschaufel.
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4 ist
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Abschnitts eines Innendeckbands, das zusammen mit
der in 3 dargestellten Baugruppe mit verstellbarer Schaufel
eingesetzt wird.
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5 ist
eine Draufsicht auf eine Lagerbuchse, die zusammen mit der in 3 dargestellten
Baugruppe mit verstellbarer Schaufel eingesetzt wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Gasturbine 10 mit einem
Niederdruckverdichter 12, einem Hochdruckverdichter 14 und
einem Brenner 16. Die Gasturbine 10 enthält außerdem eine
Hochdruckturbine 18 und eine Niederdruckturbine 20.
Der Verdichter 12 und die Turbine 20 sind durch
eine erste Welle 24 und der Verdichter 14 und
die Turbine 18 durch eine zweite Welle 26 aneinander
gekoppelt. In einer Ausführungsform
handelt es sich bei der Gasturbine um eine CF6-Turbine, die bei der General Electric
Company in Cincinnati (USA) erhältlich
ist.
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Während des
Betriebs durchströmt
Luft den Niederdruckverdichter 12, und die verdichtete
Luft wird vom Niederdruckverdichter 12 dem Hochdruckverdichter 14 zugeführt. Die
hochverdichtete Luft wird dem Brenner 16 zugeführt. Der
vom Brenner 16 abgehende Gasstrom treibt die Turbinen 18 und 20 an,
bevor er die Gasturbine 10 verlässt.
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2 ist
eine vergrößerte Teilansicht
der Rotorbaugruppe 30 einer Gasturbine sowie des Verdichters 14. 3 ist
eine vergrößerte Explosionsansicht
eines Abschnitts der Baugruppe 62 mit verstellbarer Leitschaufel,
die mit der Rotorbaugruppe 30 zusammenwirkt. 4 ist
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Abschnitts eines Innendeckbands 52, das mit
der Baugruppe 62 mit verstellbarer Schaufel zusammenwirkt. 5 ist
eine Draufsicht auf eine Lagerbuchse 54, die mit der Baugruppe 62 mit
verstellbarer Schaufel zusammenwirkt. Die Rotorbaugruppe 30 enthält eine
Vielzahl von Stufen, wobei jede Stufe eine Reihe mit Rotorschaufeln 60 und
eine Reihe mit Baugruppen 62 mit verstellbarer Leitschaufel
aufweist. In der exemplarischen Ausführungsform werden die Schaufeln 60 von
Laufrädern 64 getragen
und sind an die Rotorwelle 26 gekoppelt. Die Rotorwelle 26 ist
von einem Gehäuse 65 umgeben,
dass den Verdichter 14 in Umfangsrichtung umschließt und die
Baugruppen 62 mit verstellbaren Leitschaufeln trägt.
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Jede
Baugruppe 62 mit verstellbarer Leitschaufel enthält eine
verstellbare Schaufel 66, die als radialen äußeren Schaufelschaft
eine Außenspindel 70 aufweist,
die im Wesentlichen senkrecht von einer Schaufelplattform 72 absteht.
Genauer gesagt erstreckt sich jede Schaufelplattform 72 zwischen
einer entsprechenden verstellbaren Schaufel 66 und einer
entsprechenden Spindel 70. Jede Spindel 70 verläuft durch
eine entsprechende im Gehäuse 65 ausgebildete Öffnung 74,
sodass jede verstellbare Schaufel 66 drehbar mit dem Gehäuse 65 verbunden
sein kann. Das Gehäuse 65 enthält eine
Vielzahl von Öffnungen 74.
Ein von jeder verstellbaren Schaufel 66 abstehender Hebelarm 80 dient
zum selektiven Drehen von verstellbaren Schaufeln 66, um
die Ausrichtung der Schaufeln 66 relativ zur Strömungsstrecke
durch den Verdichter 14 zu ändern, sodass eine verbesserte
Steuerung des Luftstroms durch den Verdichter 14 erzielt
wird.
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Jede
verstellbare Leitschaufel 66 weist außerdem als radialen inneren
Schaufelschaft eine Innenspindel 90 auf, die im Wesentlichen
senkrecht von einer radial nach innen gerichteten Schaufelplattform 92 absteht.
In der exemplarischen Ausführungsform
ist jede Spindel 90 zylindrisch und weist ein im Wesentlichen kreisförmiges Querschnittsprofil
auf. Genauer gesagt, erstreckt sich die Schaufelplattform 92 zwischen
der verstellbaren Schaufel 66 und der Spindel 90 und
weist einen Außendurchmesser
D1 auf, der größer ist als der Außendurchmesser
D2 jeder radialen Innenspindel 90.
Wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben ist, verläuft jede
Spindel 90 durch eine entsprechende Öffnung 94 in einer
Innendeckband-Baugruppe 96.
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In
der exemplarischen Ausführungsform
wird die Deckbandbaugruppe 96 von einer Vielzahl von bogenförmigen Deckbandsegmenten 52 gebildet,
die so aneinander gesetzt sind, dass die Deckbandbaugruppe 96 in
der Gasturbine 10 im Wesentlichen in Umfangsrichtung angeordnet
ist. In einer alternativen Ausführungsform
ist die Deckbandbaugruppe 96 aus einem ringförmigen Deckbandglied
geformt. Jedes Deckbandsegment 52 weist eine Vielzahl von
in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Spindelöffnungen 94 auf,
die das Deckbandsegment 52 zwischen einer radialen Außenfläche 102 und
einer radialen Innenfläche 104 des
Deckbandsegments 52 radial durchdringt.
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In
der exemplarischen Ausführungsform
weist jede Spindelöffnung 94 des
Deckbandsegments einen äußeren ausgesparten
Bereich 112, einen inneren ausgesparten Bereich 110 und
einen zwischen diesen angeordneten Bereich 114 für den Spindelkörper auf.
Der innere ausgesparte Bereich 110 ist so dimensioniert, dass
bei einer drehbaren Lagerung der Schaufel 66 in der Öffnung 94 die
Spindel 90 mindestens teilweise durch die Öffnung 94 verläuft, und
eine radiale Außenfläche 116 jeder Schaufelplattform 92 im
Wesentlichen bündig
mit der radialen Außenfläche 102 des
Deckbandsegments abschließt.
Dementsprechend weist der ausgesparte Bereich 110 ein Querschnittsprofil
auf, das im Wesentlichen dem der Plattform 92 gleicht,
sodass in der exemplarischen Ausführungsform, der ausgesparte
Bereich 110 ein im Wesentlichen kreisförmiges Querschnittsprofil aufweist.
In der exemplarischen Ausführungsform
hat der ausgesparte Bereich 110 dementsprechend einen Durchmesser
D3, der geringfügig größer als der Durchmesser D1 der Schaufelplattform ist.
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In
der exemplarischen Ausführungsform
erstreckt sich der äußere ausgesparte
Bereich 112 zwischen gegenüberliegenden, in Umfangsrichtung
angeordneten Enden 117 jedes Deckbandsegments 52.
Innerhalb der vollständig
montierten Deckbandbaugruppe 96 verläuft der äußere ausgesparte Bereich 112 daher
im Wesentlichen in Umfangsrichtung. In der exemplarischen Ausführungsform
wird der äußere ausgesparte
Bereich 112 von einem Paar sich gegenüberliegender Seitenwände 118 begrenzt,
die entlang dem Deckbandsegment 52 zwischen den Enden 117 so
angeordnet sind, dass ein im allgemeinen rechtwinkliger Kanal entlang
dem Deckbandsegment 52 gebildet wird.
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Der Öffnungsbereich 114 für den Spindelkörper erstreckt
sich zwischen den ausgesparten Bereichen 110 und 112 und
ist so dimensioniert, dass er die Spindel 90 aufnehmen
kann. Genauer gesagt hat in der exemplarischen Ausführungsform
der Öffnungsbereich 114 eine
im Wesentlichen quadratische Querschnittsfläche mit einer Breite W. Die
Breite W wird in Bezug auf eine Innenseitenwand 115 gemessen
und ist größer als der
Außendurchmesser
D2 der Spindel und kleiner als der Durchmesser
D3 des ausgesparten Öffnungsbereichs. Darüber hinaus
ist die Breite W des Öffnungsbereichs
auch kleiner als die entsprechende Breite W2 des äußeren ausgesparten
Bereichs 112.
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Der äußere ausgesparte
Bereich 112 ist so dimensioniert, dass er einen Teil der
Lagerbuchse 54 aufnimmt, sodass die Lagerbuchse 54 im
Wesentlichen konzentrisch in der Öffnung 94 und in Bezug
zur Spindel 90 ausgerichtet ist. Genauer gesagt umschließt beim
Sichern der verstellbaren Schaufel 66 in der Innendeckband-Baugruppe 96 mindestens
ein Teil der nachfolgend detaillierter beschriebenen Lagerbuchse 54 die
Spindel 90 und ist zwischen der Spindel 90 und
der Öffnungsseitenwand 115 angeordnet.
Genauer gesagt weist die Lagerbuchse 54 einen Schaftbereich 130 und
einen Abdeckungsbereich 132 auf. Der Schaftbereich 130 wird
von einer ringförmigen
Seitenwand 133 gebildet, die im Wesentlichen senkrecht
vom Abdeckungsbereich 132 abgeht. In einer alternativen
Ausführungsform
wird die Seitenwand 133 des Schaftbereichs von einer Vielzahl
von Wandsegmenten gebildet. In einer alternativen Ausführungsform
steht die Seitenwand 133 schräg vom Abdeckungsbereich 132 ab.
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In
der exemplarischen Ausführungsform
ist die Lagerbuchse 54 aus einem metallischen Material
gefertigt, und jedes Deckbandsegment 52 ist aus einem verschleißfesten
Material gefertigt, das sich jeweils durch eine relativ hohe Abnutzungs-
und Abriebfestigkeit auszeichnet. In einer Ausführungsform kann die Lagerbuchse 54 beispielsweise
aus einem metallischen Material oder aus einem Polyamidmaterial
wie Vespel gefertigt sein, ist aber nicht auf diese Materialien
beschränkt.
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Der
Schaftbereich 130 der Lagerbuchse ist hohl und weist eine Öffnung 136 auf,
die den Schaftbereich 130 und den Abdeckungsbereich 132 durchdringt.
In der exemplarischen Ausführungsform
ist die Öffnung 136 im
Wesentlichen kreisförmig
und hat einen Durchmesser D4, der in Bezug
auf die Seitewand 133 gemessen wird. Der Öffnungsdurchmesser
D4 ist größer als der Außendurchmesser
D2 der Spindel, sodass die Öffnung 136 so dimensioniert
ist, dass sie mindestens einen Teil der Spindel 90 aufnimmt.
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Eine
Außenfläche 140 der
Seitenwand 133 des Schaftbereichs definiert ein im Wesentlichen
quadratisches Querschnittsprofil für den Schaftbereich 130.
Genauer gesagt weist der Schaftbereich 130 eine Breite W5 auf, die etwas kleiner als die Breite W
des Öffnungsbereichs
für den
Spindelkörper
ist. Dementsprechend ist der Schaftbereich 130 so dimensioniert,
dass er gleitend in der Deckbandöffnung 94 gelagert
ist. Da außerdem
der Schaftbereich 130 ein von der Fläche 140 definiertes
Außenquerschnittsprofil
aufweist, das im Wesentlichen dem Profil gleicht, das vom Öffnungsbereich
für den
Spindelkörperbereich 114 definiert
wurde, erleichtern die Querschnittsform der Öffnung 94 und die
Seitenwand der Deckbandöffnung
das Ausrichten der Lagerbuchse 54 an der Deckbandbaugruppe 96 und
an der Baugruppe 62 mit verstellbarer Schaufel. Wie nachfolgend
noch detaillierter beschrieben ist, ermöglicht die Kombination aus
der Querschnittsform des Schaftbereichs 130 und der Querschnittsform
der Öffnung 94,
dass eine Drehung der Lagerbuchse 54 in der Öffnung 94 und
in Bezug zur Deckbandbaugruppe 96 verhindert wird.
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In
der exemplarischen Ausführungsform
weist der Abdeckungsbereich 132 der Lagerbuchse ein im Wesentlichen
kreisförmiges
Querschnittsprofil und einen Durchmesser D5 auf.
Der Durchmesser D5 der Lagerbuchsenabdeckung
ist kleiner als die Breite W2 des ausgesparten
Bereichs 112. Dementsprechend wird beim Verbinden der Lagerbuchse 54 mit
der Deckbandbaugruppe 96 der Schaftbereich 130 in
die Deckbandöffnung 94 aufgenommen,
während
die Abdeckung 132 in den ausgesparten Bereich aufgenommen
wird, sodass eine Außenfläche des
Abdeckungsbereichs 132 der Lagerbuchse im Wesentlichen
bündig
mit der Innenfläche 104 des
Deckbands abschließt.
Genauer gesagt umschließt
der Schaftbereich 130 die Spindel 90 in Umfangsrich tung
zwischen der Spindel 90 und der Öffnungsseitenwand 115,
wenn die Lagerbuchse 54 mit dem Deckbandsegment 52 verbunden
wird.
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In
der exemplarischen Ausführungsform
enthält
die Baugruppe 62 mit verstellbarer Leitschaufel eine im
Wesentlichen zylindrische Schutzummantelung 150. In einer
alternativen Ausführungsform
enthält
die Baugruppe 62 mit verstellbaren Leitschaufeln keine
Schutzummantelung 150. Die Schutzummantelung 150 ist hohl
und weist eine sie durchdringende Öffnung 152 auf. Die Öffnung 152 hat
einen in Bezug auf eine Innenfläche 154 der
Ummantelung 150 gemessenen Durchmesser D6,
der größer ist
als der Außendurchmesser
D2 der Spindel. Darüber hinaus hat die Ummantelung 150 einen
in Bezug auf eine Außenfläche 156 der
Ummantelung 150 gemessenen Außendurchmesser D7,
der kleiner ist als der Durchmesser D4 der
Lagerbuchsenöffnung.
Beim Einführen
der Ummantelung 150 in die Deckbandöffnung 94 umschließt die Schutzummantelung die
Spindel 90 daher in Umfangsrichtung und ist zwischen dem
Schaftbereich 130 der Lagerbuchse und der Spindel 90 angeordnet,
und der Schaftbereich 130 umschließt die Spindel 90 in
Umfangsrichtung zwischen der Spindel 90 und der Öffnungsseitenwand 115.
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Während der
Montage der Schaufelbaugruppe 62 wird zunächst die
Schutzummantelung gleitend mit der Spindel 90 verbunden,
bevor die radiale Innenspindel 90 der verstellbaren Schaufel
durch eine entsprechende Spindelöffnung 94 im
Deckbandsegment von einer radialen Außenseite 170 des Deckbandsegments 52 zu
einer radialen Innenseite 172 des Deckbandsegments 52 eingeführt wird.
Nach ihrer Positionierung in der Öffnung 94 ist die
Schaufelplattform 92 drehbar im ausgesparten Bereich 110 der Öffnung gelagert,
sodass die radiale Außenfläche 116 der
Plattform im Wesentlichen bündig
mit der radialen Außenfläche 102 des
Deckbands abschließt.
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Anschließend wird
die Lagerbuchse 54 von der radialen Innenseite 172 des
Deckbandsegments in die gleiche Öffnung 94 eingeführt, sodass
der Schaftbereich 130 der Lagerbuchse die Spindel 90 zwischen
der Spindel 90 und der Seitenwand 115 der Deckbandsegmentöffnung umschließt. Genauer
gesagt umschließt nach
dem vollständigen
Einführen
der Lagerbuchse 54 in die Öffnung 94 der Schaftbereich 130 des
Lagerbuchsenkörpers
die Spindel 90, und der Abdeckungsbereich 132 der
Lagerbuchse wird in den ausgesparten Bereich 112 aufgenommen.
Nach ihrer vollständigen
Positionierung in der Öffnung 94 ist
die Lagerbuchse 54 darüber
hinaus im Wesentlichen konzentrisch an der Deckbandöffnung 94 und
der Spindel 90 ausgerichtet.
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Während des
Betriebs verhindert die Querschnittsform der Deckbandöffnung 94 das
Drehen der Lagerbuchse 54 und insbesondere das Drehen des
Schaftbereichs 130 der Lagerbuchse in der Öffnung 94.
Auf die Deckbandbaugruppe 96 einwirkende Druckkräfte werden
daher auf die Lagerbuchse 54 und die Schutzummantelung 150 übertragen,
sodass die flachen Außenflächen 140 der
Seitenwand 133 des Lagerbuchsenschaftbereichs entlastet
werden, und eine Minimierung der relativen Bewegung zwischen der
Lagerbuchse 54 und jedem Deckbandsegment 52 ermöglicht wird.
Die Lagerbuchse 54 und/oder die Schutzummantelung 150 ermöglicht somit
die Verlängerung
der Nutzlebensdauer der Baugruppe 62 mit verstellbarer
Schaufel. Im allgemeinen bewirkt die Schutzummantelung 150 beim
Auftreten einer relativen Bewegung zudem eine zusätzliche
Abschirmung und ermöglicht
dadurch, dass ein Verschleiß der
Schaufelbaugruppe 62 verhindert wird. Infolgedessen ist
es möglich,
die Kosten für
die Instandsetzung der Gasturbine zu senken.
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Die
oben beschriebenen Baugruppen mit verstellbaren Schaufeln sind kostengünstig und äußerst zuverlässig. Die
VSV-Baugruppe enthält
eine verstellbare Schaufel mit einer kreisförmigen Spindel, die in eine quadratische Öffnung auf genommen
wird. Eine Lagerbuchse mit einer quadratischen Außenform
wird so in die Deckbandöffnung
eingeführt,
dass die Spindel in eine kreisförmige Öffnung in
der Lagerbuchse aufgenommen wird. Dadurch wird die zwischen dem
Deckband und der Schaufel auftretende Abnutzung verringert. Infolgedessen
sorgen die Lagerbuchse und/oder die Schutzummantelung auf kostengünstige und
zuverlässige
Weise für
eine Verlängerung
der Nutzlebensdauer der VSV-Baugruppe.
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Exemplarische
Ausführungsformen
von VSV-Baugruppen sind vorangehend im Detail beschrieben. Die Systeme
sind nicht auf die im vorliegenden Dokument beschriebenen spezifischen
Ausführungsformen
beschränkt;
stattdessen können
Komponenten jeder Baugruppe unabhängig und separat von anderen
im vorliegenden Dokument beschriebenen Komponenten eingesetzt werden.
Jede Lagerbuchse und/oder Deckbandkomponente lässt sich außerdem mit anderen VSV-Komponenten
und mit anderen Konfigurationen der VSV-Baugruppen kombinieren.
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Eine
für eine
Gasturbine 10 mit einem Gehäuse 65 vorgesehene
Baugruppe 62 mit verstellbarer Schaufel enthält eine
verstellbare Schaufel 66, zu der eine radiale Innenspindel 90 und
eine radiale Außenspindel 70 gehören. Die
radiale Innenspindel und die radiale Außenspindel sind so konfiguriert,
dass die Schaufel drehbar in der Gasturbine gelagert ist, und die
radiale Innenspindel weist eine erste Querschnittsform auf, die
von einer Außenfläche der
radialen Innenspindel gebildet wird. Die Baugruppe enthält ein Innendeckband 52,
das eine radiale Außenfläche 102,
eine radiale Innenfläche 104 und
mindestens eine Öffnung 94 zwischen
der radialen Außenfläche und
der radialen Innenfläche
enthält,
wobei die radiale Innenspindel für
die Einführung
in die Öffnung
dimensioniert ist, um die verstellbare Schaufel im Innendeckband
drehbar zu lagern, und wobei die Öffnung von einer Innenwand 115 gebildet
wird und ein zweites Querschnittsprofil aufweist, das sich von dem
ersten Querschnittsprofil der Innenspindel unterscheidet.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene spezifische Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist für
den Fachmann erkennbar, dass die Erfindung in modifizierter Form
gemäß dem Geist
und dem Geltungsbereich der Ansprüche angewendet werden kann.
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