DE3519747A1

DE3519747A1 - Schaufelhalterungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3519747A1
Application number: DE19853519747
Authority: DE
Inventors: Ronald Curtis Hamilton Ohio Acres; George Michael Loveland Ohio Pirtle
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1985-06-01
Publication date: 1985-12-05
Also published as: JPS61112799A; GB2159887A; US4585390A; GB8513026D0; FR2565297A1; IT8520944A0; IT1185598B

Description

Schaufelhalter ungsvorrich-tung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Gasturbinenmotor und insbesondere auf eine Schaufelhalterungsvorrichtung in einem Verdichter eines derartigen Gasturbinenmotors bzw. -triebwerks.

Gasturbinenmotoren enthalten im allgemeinen einen Verdichter zum Verdichten von durch den Motor bzw. das Triebwerk strömender Luft, einen Brenner, in dem Brennstoff mit der verdichteten Luft gemischt und gezündet wird zur Bildung einer Gasströmung mit hoher Energie, und eine Turbine, die einen ersten Rotor zum Antrieb des Verdichters aufweist. Darüber hinaus sind viele Gasturbinentriebwerke Turbofan-Triebwerke, in denen ein Fan bzw. ein Bläser, der vor dem Verdichter angeordnet ist, durch einen zweiten Turbinenrotor angetrieben wird. Der Bläser erzeugt eine Strömung, der an dem Verdichter, dem Brenner und der Turbine vorbeigeleitet wird, um für eine Antriebskraft zu sorgen.

Bei der Montage derartiger Gasturbinentriebwerke wird der Verdichter mit seinen vielen Laufschaufeln und Leitschaufeln üblicherweise getrennt von dem Bläserabschnitt gefertigt. Die Laufschaufeln erstrecken sich von Scheiben radial nach außen, die an dem ersten Verdichtermotor befestigt sind. Die Leitschaufeln sind zwischen aufeinanderfolgenden Schaufelstufen angeordnet und erstrecken sich von einem Verdichtergehäuse radial nach innen.

Der Bläserabschnitt weist einen Rahmenteil auf, an dem das Verdichtergehäuse während der Montage befestigt werden kann. Um den Verdichter und den Bläserabschnitt miteinander zu verbinden,

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ist es bekannt, einen radial gerichteten Flansch auf dem Vorderende des Verdichtergehäuses vorzusehen, um eine Oberfläche zur Befestigung an dem Bläserrahmen zu bilden. Beipsielsweise können axial gerichtete Bolzen durch den Rahmen und diesen Flansch hindurchführen, um diese Befestigung zu bilden. Derartige Flansche sind zwar für den beschriebenen Zweck wirksam, aber sie erzeugen zusätzliches Gewicht für das Triebwerk.

Feststehende Verdichterstatorschaufeln sind an einem Fußende einer Schaufel an dem Verdichtergehäuse befestigt. An dem Punkt,

dem
an/jeder Fuß an dem Verdichtergehäuse befestigt ist, durchdringt der Fuß üblicherweise das Gehäuse und wird durch eine Nabe oder einen Vorsprung gehaltert, der auf der Außenseite des Gehäuses ausgebildet ist. Jede Schaufel erfordert einen Nabe oder einen Vorsprung für ihre Halterung. In Schaufelreihen mit hoher Dichte, d. h. in Schaufelreihen mit einer relativ großen Anzahl von Schaufeln, wird die Zahl der örtlichen Naben bzw. Vorsprünge so groß, daß die Verwendung eines durchgehenden Flansches oder Ringes mit einzelnen Löcher für jeden Schaufelfuß wirtschaftlich wird.

Um den Wirkungsgrad des Triebwerks bei allen Betriebsbedingungen zu verbessern, können bekanntlich Betätigungsmittel für die Verdichterleitschaufeln verwendet werden. Derartige Betätigungsmittel sind üblicherweise an einem Fußende der Schaufel befestigt und sie ändern die Schaufelsteigung, indem die Schaufel um eine Schaufelachse gedreht wird. Die Betätigungsmittel sind auch verantwortlich für eine Begrenzung der Größe der Steigungsänderung und auch für die Ausbildung einer radialen Halterung jeder Schaufel. Beim Auftreten eines Fehlers der Betätigungsmittel könnte eine Schaufel um ihre Achse wirbeln und Schwingungen und andere Probleme hervorrufen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, neue und verbesserte Statorschaufel-Halterungsmittel zu schaffen. Ferner soll ein Verdichtergehäuse mit geringem Gewicht geschaffen werden. Die Statorschaufel-Halterungsmittel sollen ausfallsicher arbeiten und so-

wohl für eine radiale Halterung sorgen als auch, den Bewegungsbereich um die Schaufelachse begrenzen.

Erfindungsgemäß werden Statorschaufel-Halterungsmittel zur Verwendung in einem Verdichter eines Gasturbinenmotors bzw. -triebwerks geschaffen. Der Verdichter weist ein Gehäuse mit ersten und zweiten Ringteilen und mehrere Schaufeln auf, wobei jede Schaufel eine Achse und eine Fußende zur Befestigung an dem Gehäuse aufweist. Die Schaufelhalterungsmittel weisen einen ersten Flansch, der sich von dem ersten Teil radial nach außen

erstreckt.und einen zweiten Flansch auf, der sich von dem zweiradial

ten Teil/nach außen erstreckt. Der zweite Flansch besitzt mehrere radial verlaufende Ausnehmungen. Die Flansche passen so zusammen, daß der erste Flansch die Ausnehmungen auf dem zweiten Flansch überdeckt, wodurch mehrere radial verlaufende Löcher gebildet werden. Jedes Loch kann eines der Fußenden aufnehmen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten die Schaufelhalterungsmittel ferner mehrere Bolzen, die in axialer Richtung durch die Flansch hindurchführen und einen ausgeschnittenen Teil von jedem der Fußenden schneiden, wodurch für eine radiale Halterung jeder Schaufel gesorgt wird.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung von einem Gasturbinentriebwerk mit Statorschaufel-Halterungsmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht von Statorschaufel-Haltungsmitteln gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 3 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils 3 in Figur 2.

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Figur 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4 - 4 in Figur

Figur 1 zeigt einen Gasturbinenmotor bzw. ein Gasturbinentriebwerk 12 mit einem Bläserabschnitt 14 und einem Verdichter 16, die beide teilweise aufgeschnitten dargestellt sind. Der Verdichter 16 enthält ein ringförmiges Gehäuse 18, das mehrere Schaufeln 20 trägt. Das Gehäuse 18 umgibt auch in Umfangsrichtung Rotorschaufeln 22 und bildet die äußere Begrenzung einer Luftströmungsbahn 24 durch den Verdichter 16. Bei der Montage des Triebwerks 12 wird der Verdichter 16 mit seinen verschiedenen Schaufeln 20 und 22 üblicherweise getrennt von dem Bläserabschnitt 12 gebildet. Das Vorderende des Verdichters 16 wird mit dem Bläserabschnitt 14 verbunden, wie es in Figur 2 genauer gezeigt ist.

Figur 2 zeigt das Gehäuse 18, das in ümfangsrichtung in einen ersten Ringteil 26 und einen zweiten Ringteil 28 geteilt ist. Obwohl der erste Ringteil 26 einen Teil des Gehäuses 18 bildet, ist er an dem Bläserrahmen 30 integral befestigt oder auf andere Weise durch Schweißen oder Löten daran befestigt. Der erste Ringteil 26 weist einen ersten Flansch 32 auf, der sich von dem ersten Teil 26 radial nach außen erstreckt. Der zweite Ringteil 28 weist einen zweiten Flansch 34, der von dem zweiten Ringteil 28 radial nach außen verläuft, auf. Zusammen bilden die ersten und zweiten Flansche 32 und 34 Statorschaufel-Halterungsmittel 36.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der zweite Flansch 34 mehrere radial verlaufende Ausnehmungen 38 auf. Die Flansche 32 und 34 passen in der gezeigten Weise so zusammen, daß der erste Flansch 32 jede Ausnehmung 38 auf dem zweiten Flansch 34 überdeckt und verschließt. Somit sind mehrere radial verlaufende Löcher 40 gebildet. Jedes Loch 40 ist in der Größe so bemessen, daß es ein Fußende 42 der Statorschaufel 20 aufnimmt. Jedes Ende 42 erstreckt sich durch ein Loch 40 und ist an seinem radial äußeren Ende an einer Schaufelbetätigungseinrichtung 44 befestigt.

Ein weiteres Teil der Statorschaufel-Halterungsmittel 36 sind Befestigungsmittel/ die in Figur 2 als Bolzen 46 gezeigt sind. Jeder Bolzen 46 führt in axialer Richtung durch die ersten und zweiten Flansche 32 und 34 hindurch, um diese Flansche aneinder zu befestigen. Wie in Figur 2 und genauer in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, schneidet jeder Bolzen 46, wenn er durch die Flansche 32 und 34 hindurchführt, einen ausgeschnittenen Teil 48 auf dem Fußende 42. Ein Bolzen 48 und ein ausgeschnittener Teil 48 arbeiten somit zusammen, um für eine radiale Halterung der Schaufel 20 zu sorgen. Der ausgeschnittene Teil 48 erstreckt sich nicht vollständig um das Fußende 42 herum. Vielmehr erstreckt es sich nur teilweise um ein Fußende 42 herum und ist so geformt, daß ein Kreisabschnitt 50 gebildet ist, wie es in Figur 3 gezeigt ist.

Im Betrieb sorgt eine Schaufelbetätigungseinrichtung 44 für eine Drehbewegung um die Schaufelachse 52. Die Schaufelbetätigungseinrichtung 44 kann auch für eine radiale Halterung der Schaufel 20 und auch für eine Schaufelsteuerung der Drehung der Schaufel 20 sorgen. Jedoch arbeiten die Bolzen 46 mit dem ausgeschnittenen Teil 48 zusammen, um für eine Redundanz in der Form einer radialen Halterung und auch zur Begrenzung der Größe der Drehbewegung um die Schaufelachse 52 zu sorgen.

Es sind jedoch zusätzlich zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem nur ein Flansch radial verlaufende Ausnehmungen aufweist, noch andere Ausführungsbeispiele möglich. Die Erfindung ist in gleicher Weise auch auf Schaufelhalterungsmittel anwendbar, bei denen beide Flansche radial verlaufende Ausnehmungen aufweisen und so zusammenpassen, daß entsprechende Ausnehmungen ein Loch zur Aufnahme eines Statorschaufel-Fußendes bilden.

Claims

Ansprüche

. Statorschaufel-Halterungsmittel für einen Verdichter, der ein Gehäuse mit ersten und zweiten Ringteilen und mehrere Schaufeln aufweist, wobei jede Schaufel eine Schaufelachse und ein Fußende zur Befestigung an dem Gehäuse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein erster Flansch (32) von dem ersten Ringteil (26) radial nach außen erstreckt, daß ein zweiter Flansch (34) sich von dem zweiten Ringteil (28) radial nach außen erstreckt und mehrere radial verlaufende Ausnehmungen (38) aufweist, und daß die Flansche (32, 34) so zusammenpassen, daß der erste Flansch (32) die Ausnehmungen (38) derart umgibt, daß mehrere radial verlaufende Löcher (40) gebildet sind, wobei in jedem Loch (40) eines der Fußenden (42) aufnehmbar ist.
2. Statorschaufel-Halterungsmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsmittel (46) zum Verbinden der Flansche (32, 34) vorgesehen sind.
3. Statorschaufel-Halterungsmittel nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (46) mehrere Bolzen aufweisen, die in axialer Richtung durch die Flansche (32, 34) hindurchführen und einen ausgeschnittenen Abschnitt (48) von jedem Fußende (42) schneiden für eine radiale Halterung jeder Schaufel.
4. Statorschaufel-Halterungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgeschnittene Abschnitt (48) derart geformt ist, daß eine begrenzte Drehbewegung der Schaufel um die Schaufelachse gestattet ist.