CH708446A2 - Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung. - Google Patents

Abstract

Eine Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung enthält eine Verdichterlaufschaufel, die ein Schaufelblatt (46) eine Basisbefestigung (50) und eine Plattform (48) aufweist, die zwischen dem Schaufelblatt (46) und der Basisbefestigung (50) angeordnet ist. Die Basisbefestigung (50) hat einen ersten Fussabschnitt (52), der sich ausgehend von der Plattform (48) radial nach innen erstreckt und einen zweiten Fussabschnitt (54), der sich ausgehend von der Plattform (48) radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt (52) und der zweite Fussabschnitt (54) zwischen sich einen hohlen Abschnitt (56) definieren. Die Basisbefestigung (50) enthält ferner eine Kompressionsplatte (58), die in dem hohlen Abschnitt (56) angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt (52) und dem zweiten Fussabschnitt (54) in Passeingriff befindet. Der Basisabschnitt (50) weist zudem mindestens eine Nase (68) auf, die von dem ersten Fussabschnitt (52) und/oder von dem zweiten Fussabschnitt (54) vorspringt. Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung enthält zudem ein Rad (34) mit einem Kanal (72), der sich von einer Basiswand (76) zu einem Rand (bzw. Kranz) des Rades erstreckt, wobei der Kanal (72) eine sich ändernde Öffnungsweite aufweist.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft Verdichterlaufschaufeln und spezieller eine Befestigungsanordnung für derartige Verdichterlaufschaufeln.

[0002] Angesichts des fortwährenden Bedarfs nach Steigerung der Leistung und des Wirkungsgrads für Gasturbinentriebwerke, sind Verdichterauslasstemperaturen im Lauf der Zeit gestiegen. Hintere Stufen eines Verdichters können aufgrund einer solchen Hitzeeinwirkung hoch belastet sein. In den hinteren Stufen sind Verdichterlaufschaufelbefestigungen Heissgaströmen ausgesetzt, die sich auf die Lebensdauer nachteilig auswirken können. Speziell wird in hoch belasteten Ladenuten, die entlang eines Rades des Verdichters angeordnet sind, eine reduzierte Dauerstandfestigkeit bei niedriger Lastspielzahl (LCF) beobachtet. Die Ladenuten entlang des hinteren Endes des Verdichters sind häufig der die Lebensdauer beschränkende Ort an dem gesamten Rotor. Hohe Belastungen in den hinteren Stufen sind ein Produkt der auf die Rotation zurückzuführenden mechanischen Spannung und der durch Temperaturgradienten verursachten Wärmebelastung. Einige Ansätze zur Überwindung der Probleme in Zusammenhang mit den oben erörterten hohen Belastungen konzentrierten sich auf eine Verringerung der mechanischen Spannung, beispielsweise durch Verkürzen oder Weglassen der Ladenut oder durch den Einsatz kostspieligerer Werkstoffe. Eine Option, die gewöhnlich genutzt wird, um die Wärmebelastung und Temperaturexposition zu verringern, basiert darauf, die Radkränze mit Luft aus einem externen Kühlluftgestell zu kühlen. Diese Optionen können Kosten und Komplexität für jedes Triebwerk bedeutend steigern.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0003] Gemäss einem Aspekt der Erfindung enthält eine Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung eine Verdichterlaufschaufel mit einem Schaufelblatt, einer Basisbefestigung und einer Plattform, die zwischen dem Schaufelblatt und der Basisbefestigung angeordnet ist. Die Basisbefestigung hat einen ersten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt und einen zweiten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt und der zweite Fussabschnitt zwischen sich einen hohlen Abschnitt definieren. Die Basisbefestigung weist zudem eine Kompressionsplatte auf, die in dem hohlen Abschnitt angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt in Passeingriff befindet. Der Basisabschnitt weist ausserdem mindestens eine Nase auf, die von dem ersten Fussabschnitt und/oder von dem zweiten Fussabschnitt vorspringt. Weiter gehört zu der Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung ein Rad mit einem Kanal, der sich von einer Basiswand zu einem Rand/Kranz des Rades erstreckt, wobei der Kanal eine sich ändernde Öffnungsweite aufweist und dazu eingerichtet ist, die Nase darin aufzunehmen.

[0004] Die Plattform der oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann eine Öffnung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, einen Vorsprung aufzunehmen, der betriebsmässig mit dem Kanal des Rades verbunden ist und sich ausgehend von diesem erstreckt, um die Verdichterlaufschaufel mit dem Rad fluchtend auszurichten.

[0005] Die Basisbefestigung jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann ferner eine Riegelausnehmung aufweisen, die auf einer radialen Innenbordseite der Plattform angeordnet ist und mit der Öffnung der Plattform fluchtend ausgerichtet ist, wobei der Vorsprung betriebsmässig mit einem Riegel verbunden wird, der in dem Kanal angeordnet ist, und der dazu eingerichtet ist, in dem Kanal zu gleiten.

[0006] Der Kanal jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann mehrere Nasenaufnahmebereiche aufweisen, um mehrere entsprechende Nasen der Basisbefestigung aufzunehmen.

[0007] Der Rand jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann an einem ersten radialen Ort entlang eines ersten Abschnitts des Rades und an einem zweiten radialen Ort entlang eines zweiten Abschnitts des Rades angeordnet sein, wobei der zweite radiale Ort gegenüber dem ersten radialen Ort radial innen angeordnet ist.

[0008] Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung einer beliebigen der oben erwähnten Bauarten kann in einer Gasturbine angeordnet sein, die mehrere vordere Stufen und mehrere hintere Stufen aufweist, wobei der zweite radiale Ort des zweiten Abschnitts des Rades bei den mehreren hinteren Stufen der Gasturbine angeordnet ist.

[0009] Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung einer beliebigen der oben erwähnten Bauarten kann zudem mehrere Schaufelblätter aufweisen, die mit der Plattform einstückig ausgebildet sind.

[0010] Die Kompressionsplatte jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann mit den ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt hart verlötet sein.

[0011] Die Kompressionsplatte jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt über eine Presspassung verbunden sein.

[0012] Die Kompressionsplatte jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann an den ersten Fussabschnitt und an den zweiten Fussabschnitt kompressionsplattengeschweisst sein.

[0013] Die Kompressionsplatte jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt einstückig ausgebildet sein.

[0014] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung gehören zu einer Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung mehrere Verdichterlaufschaufeln, wobei jede der mehreren Verdichterlaufschaufeln ein Schaufelblatt, eine Basisbefestigung und eine Plattform aufweist, die zwischen dem Schaufelblatt und der Basisbefestigung angeordnet ist. Weiter ist ein Rad vorhanden, um die mehreren Verdichterlaufschaufeln daran zu montieren, wobei das Rad einen Kanal aufweist, der sich ausgehend von einem Rand des Rades erstreckt, wobei der Rand an einem ersten radialen Ort entlang eines ersten Abschnitts des Rades und an einem zweiten radialen Ort entlang eines zweiten Abschnitts des Rades angeordnet ist, wobei der zweite radiale Ort gegenüber dem ersten radialen Ort radial innen angeordnet ist.

[0015] Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann aufweisen: einen ersten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt; einen zweiten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt und der zweite Fussabschnitt zwischen sich einen hohlen Abschnitt definieren; eine Kompressionsplatte, die in dem hohlen Abschnitt angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt in Passeingriff befindet; und mindestens eine Nase, die von dem ersten Fussabschnitt und/oder von dem zweiten Fussabschnitt vorspringt.

[0016] Die Plattform kann eine Öffnung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, einen Vorsprung aufzunehmen, der betriebsmässig mit dem Kanal des Rades verbunden ist und sich ausgehend von diesem erstreckt, um die mehreren Verdichterschaufelblätter mit dem Rad fluchtend auszurichten.

[0017] Die Basisbefestigung jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann ausserdem eine Riegelausnehmung aufweisen, die auf einer radialen Innenbordseite der Plattform angeordnet ist und mit der Öffnung der Plattform fluchtend ausgerichtet ist, wobei der Vorsprung betriebsmässig mit einem Riegel verbunden wird, der in dem Kanal angeordnet ist, und der dazu eingerichtet ist, in dem Kanal zu gleiten.

[0018] Der Kanal jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann eine sich ändernde Öffnungsweite aufweisen.

[0019] Der Kanal jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann mehrere Nasenaufnahmebereiche aufweisen, um mehrere entsprechende Nasen der Basisbefestigung aufzunehmen.

[0020] Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung jeder oben erwähnten Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung kann in einer Gasturbine angeordnet sein, die mehrere vordere Stufen und mehrere hintere Stufen aufweist, wobei der zweite radiale Ort des zweiten Abschnitts des Rades bei den mehreren hinteren Stufen der Gasturbine angeordnet ist.

[0021] Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung einer beliebigen der oben erwähnten Bauarten kann ferner mehrere Schaufelblätter aufweisen, die mit der Plattform einstückig ausgebildet sind.

[0022] Gemäss noch einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Gasturbine einen Verdichter, ein Verbrennungssystem und ein Turbinensystem. Weiter sind mehrere Verdichterlaufschaufeln vorhanden, wovon jede ein Schaufelblatt, eine Basisbefestigung und eine Plattform aufweist, die zwischen dem Schaufelblatt und der Basisbefestigung angeordnet ist, wobei die Basisbefestigung einen ersten Fussabschnitt aufweist, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt. Die Basisbefestigung enthält zudem einen zweiten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt und der zweite Fussabschnitt zwischen sich einen hohlen Abschnitt definieren. Die Basisbefestigung enthält ausserdem eine Kompressionsplatte, die in dem hohlen Abschnitt angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt in Passeingriff befindet. Weiter weist die Basisbefestigung eine Nase auf, die von dem ersten Fussabschnitt und/oder von dem zweiten Fussabschnitt vorspringt. Die Gasturbine enthält ferner ein Rad, um die mehreren Verdichterlaufschaufeln daran zu montieren, wobei das Rad einen Kanal aufweist, der sich ausgehend von einem Rand des Rades erstreckt, wobei der Rand an einem ersten radialen Ort entlang eines ersten Abschnitts des Rades und an einem zweiten radialen Ort entlang eines zweiten Abschnitts des Rades angeordnet ist, wobei der zweite radiale Ort gegenüber dem ersten radialen Ort radial innen angeordnet ist.

[0023] Diese und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0024] Der als die Erfindung erachtete behandelte Gegenstand wird in den der Beschreibung beigefügten Patentansprüchen speziell aufgezeigt und gesondert beansprucht. Die vorausgehend erwähnten und sonstige Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich: <tb>Fig. 1<SEP>veranschaulicht schematisch ein Gasturbinentriebwerk; <tb>Fig. 2<SEP>veranschaulicht schematisch einen hinteren Abschnitt eines Verdichters der Gasturbine; und <tb>Fig. 3<SEP>veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht eine Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung.

[0025] Die detaillierte Beschreibung erläutert anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0026] Die Begriffe «axial» und «in axialer Richtung» beziehen sich in dem hier verwendeten Sinne auf Richtungen und Ausrichtungen, die im Wesentlichen parallel zu einer zentralen Längsachse eines Turbinensystems verlaufen. Die Begriffe «radial» und «in radialer Richtung» beziehen sich in dem hier verwendeten Sinne auf Richtungen und Ausrichtungen, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der zentralen Längsachse des Turbinensystems erstrecken. Die Begriffe «stromaufwärts» und «stromabwärts» beziehen sich in dem hier verwendeten Sinne auf Richtungen und Ausrichtungen relativ zu einer Axialstromrichtung bezüglich der zentralen Längsachse des Turbinensystems.

[0027] Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist schematisch ein Turbinensystem veranschaulicht, beispielsweise ein mit Bezugszeichen 10 bezeichnetes Gasturbinentriebwerk. Die Gasturbine 10 weist einen Verdichterabschnitt 12, einen Brennkammerabschnitt 14, einen Turbinenabschnitt 16 und eine Welle 18 auf. Zu beachten ist, dass ein Ausführungsbeispiel der Gasturbine 10 mehrere Verdichter. 12, Brennkammeranordnungen 14, Turbinen 16 und/oder Wellen 18 enthalten kann. Der Verdichterabschnitt 12 und der Turbinenabschnitt 16 sind über die Welle 18 verbunden, um einen Rotor zu bilden. Die Welle 18 beinhaltet eine einzelne Welle oder mehrere Wellensegmente, die miteinander verbundenen sind.

[0028] Der Brennkammerabschnitt 14 verwendet einen entzündbaren flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff, z.B. Erdgas oder ein Wasserstoffreiches Synthesegas, um die Gasturbine 10 zu betreiben. In dem Brennkammerabschnitt 14 wird ein Luft/Brennstoff-Gemisch erzeugt, um dadurch eine Verbrennung hervorzurufen, die ein heisses verdichtetes Abgas hervorbringt. Der Brennkammerabschnitt 14 lenkt das heisse verdichtete Gas durch ein Übergangsstück in einen Turbinenleitapparat (oder «Stufe-Eins-Leitapparat») und in weitere Stufen von Laufschaufein und Leitapparaten, so dass die Turbinenlaufschaufeln in Drehung versetzt werden.

[0029] Mit Bezugnahme auf Fig. 2 ist ein Abschnitt des Verdichterabschnitts 12 detaillierter veranschaulicht. Wie zu sehen, weist der Verdichterabschnitt 12 mehrere Verdichterstufen 20 auf, wobei jede Stufe ein oder mehrere in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Statorleitschaufeln 22 aufweist, die in einer Reihe an einer ähnlichen axialen Stelle, gemeinsam mit einer axial vorstehenden oder folgenden Reihe von um den Umfang beabstandeten Laufschaufein 24 fluchtend ausgerichtet sind, die an einer ähnlichen axialen Stelle angeordnet sind. Die mehreren Verdichterstufen 20 beinhalten eine mittlere Stufe 26 (Fig. 1 ), die an einem verhältnismässig axialen Mittelpunkt der mehreren Verdichterstufen 20 angeordnet ist. Mehrere vordere Stufen 28 sind in Bezug auf eine Richtung eines Hauptströmungspfads 30, der durch den Verdichterabschnitt 12 strömt, stromaufwärts der mittleren Stufe 26 angeordnet. Zusätzlich sind mehrere hintere Stufen 32, ebenfalls auf eine Richtung des Hauptströmungspfads 30 bezogen, stromabwärts der mittleren Stufe 26 angeordnet. Wie anhand der nachstehenden Beschreibung verdeutlicht, werden die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele gewöhnlich in Verbindung mit einer oder mehreren der hinteren Stufen 32 genutzt, jedoch kommt in Betracht, dass sämtliche der mehreren Verdichterstufen aus hier beschriebenen Ausführungsbeispielen Vorteile ziehen können.

[0030] Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und mit weiterem Bezug auf Fig. 2 ist mindestens ein Rad 34 an einem Abschnitt des Rotors 18 befestigt und bildet einen Abschnitt desselben. Der Rotor 18, und insbesondere das wenigstens eine Rad 34, weist einen Randabschnitt 36 auf, der an einer radial aussen liegenden Stelle des wenigstens einen Rades 34 angeordnet ist. Eine oder mehrere der um den Umfang beabstandeten Laufschaufeln 24 ist mittels einer Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung 40 an dem wenigstens einen Rad 34 angebracht. Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung 40 beinhaltet einen Verdichterlaufschaufelsatz 44 und einen Abschnitt des wenigstens einen Rades 34, wobei beide Merkmale aufweisen, die eine Befestigung an einem radialen Ort ermöglichen, der bezüglich des Hauptströmungspfad 30 radial innen angeordnet ist, um, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben, thermische Spannungen zu verringern, die an dem Befestigungsort auftreten.

[0031] Der Verdichterlaufschaufelsatz 44 enthält ein Schaufelblatt 46, eine Plattform 48 und eine Basisbefestigung 50. Die Strukturen des Verdichterlaufschaufelsatzes 44 sind gewöhnlich miteinander einstückig ausgebildet, jedoch kommt auch eine betriebsmässige Kopplung der Strukturen in Betracht. Wie gezeigt, können mehrere Schaufelblätter entlang der Plattform 48 als eine einstückige Konstruktion verwendet werden. Die Basisbefestigung 50 weist einen ersten Fussabschnitt 52 und einen zweiten Fussabschnitt 54 auf, die sich jeweils ausgehend von der Plattform 48 im Wesentlichen parallel radial nach innen erstrecken. Der erste Fussabschnitt 52 und der zweite Fussabschnitt 54 sind voneinander beabstandet, um zwischen sich einen hohlen Abschnitt 56 zu definieren. Um der gesamten Basisbefestigung 50 Steifigkeit zu verleihen, ist eine Kompressionsplatte 58 mit Presspassung in dem hohlen Abschnitt 56 angeordnet und befindet sich in engem Kontakt mit entsprechenden Innenflächen 62 des ersten Fussabschnitts 52 und des zweiten Fussabschnitt 54. Für die Kompressionsplatte 58 können verschiedene Befestigungsverfahren verwendet werden, z.B. Hartlöten, Presspassung oder Compression-Plate-Welding der Kompressionsplatte mit dem ersten Fussabschnitt 52 und dem zweiten Fussabschnitt 54. In einer Abwandlung kann die Kompressionsplatte 58 mit dem ersten Fussabschnitt 52 und dem zweiten Fussabschnitt 54, z.B. durch Giessen oder elektrochemische Bearbeitung (ECM), einstückig ausgebildet sein. Der radiale Ort der Kompressionsplatte 58 kann unterschiedlich sein. Wie gezeigt, kann eine einzelne Platte verwendet werden, die in der Nähe entsprechender Enden 64 des ersten Fussabschnitts 52 und des zweiten Fussabschnitts 54 angeordnet ist, jedoch enthalten spezielle Ausführungsbeispiele mehr als eine Platte an unterschiedlichen radialen Orten. Die oben beschriebene Konstruktion stellt eine längere Befestigungskonstruktion bereit als sie gewöhnlich in schwalbenschwanz-förmigen Befestigungskonstruktionen vorzufinden ist, und ermöglicht dadurch eine Befestigung des Verdichterlaufschaufelsatzes 44 an einer von dem Hauptströmungspfad 30 entfernten Stelle. Der hohle Abschnitt 56 der Basisbefestigung 50 reduziert das zusätzliche Gewicht, das erforderlich ist, um die Basisbefestigung 50 zu verlängern, wobei die Kompressionsplatte 58 die Gesamtkonstruktion versteift.

[0032] Die Basisbefestigung 50 weist zudem mindestens eine, jedoch gewöhnlich mehrere Nasen 68 auf, die von einer Aussenfläche 70 des ersten Fussabschnitts 52 und/oder des zweiten Fussabschnitts 54 vorspringen. In einem Ausführungsbeispiel sind Nasen paarweise entlang der Aussenfläche 70 des ersten Fussabschnitts 52 und des zweiten Fussabschnitt 54 angeordnet. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind drei derartige Paare enthalten, wobei eine Seite deutlich dargestellt ist. Das mindestens eine Rad 34 weist einen Kanal 72 mit einer sich ändernden Öffnungsweite 74 auf, um die mehreren Nasen 68 aufzunehmen und zurückzuhalten. Der Kanal 72 erstreckt sich ausgehend von einer Basiswand 76 radial nach aussen zu dem Randabschnitt 36. Die sich verändernde Öffnungsweite 74 weist einen oder mehrere Nasenrückhaltebereiche 78 und einen oder mehrere Nasenaufnahmebereiche 80 auf, wobei die Nasenaufnahmebereiche weiter sind als die Nasenrückhaltebereiche. Bei dem Zusammenbau wird der Verdichterlaufschaufelsatz 44 in enger räumlicher Nachbarschaft mit dem wenigstens einen Rad 34 angeordnet, so dass die mehreren Nasen 68 mit dem einen oder den mehreren Nasenaufnahmebereichen 80 fluchtend ausgerichtet sind und darin eingeführt werden. Bei dem Einsetzen wird der Verdichterlaufschaufelsatz 44 translatorisch in dem Kanal 72 bewegt, um die mehreren Nasen 68 in eine fluchtende Ausrichtung mit dem einen oder den mehreren Nasenrückhaltebereichen 78 zu bringen. In einem Ausführungsbeispiel weist die Plattform 48, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Öffnung 82 auf, die während der Montage mit einem Vorsprung 84 fluchtend ausgerichtet wird, der sich ausgehend von dem Kanal 72 erstreckt. Der Vorsprung 84 ist in dem Kanal 72 über einen beweglichen Riegel 86 verschiebbar, der darin angeordnet ist. Der Vorsprung 84 kann dazu eingerichtet sein, eine Schraube oder ein anderes mechanisches Befestigungsmittel aufzunehmen, das sich durch die Öffnung 82 der Plattform 48 und in den Vorsprung 84 erstreckt, um den Verdichterlaufschaufelsatz 44 dadurch mechanisch an dem wenigstens einen Rad 34 zu befestigen. In einem Ausführungsbeispiel, das den beweglichen Riegel 86 aufweist, ist innerhalb des ersten Fussabschnitts 52 und des zweiten Fussabschnitts 54 eine Riegelausnehmung 88 ausgebildet, um den beweglichen Riegel 86 aufzunehmen, wenn der Vorsprung 84 in die Öffnung 82 der Plattform 48 eingeführt wird. Wenn die mehreren Nasen 68 nach dem Einbau und der translatorischen Bewegung des Verdichterlaufschaufelsatzes 44 mit dem einen oder den mehreren Nasenrückhaltebereichen 78 fluchtend ausgerichtet sind, wird sich der bewegliche Riegel 86 im Betrieb in der Riegelausnehmung 88 und in dem einen oder in den mehreren Nasenaufnahmebereichen 80 des wenigstens einen Rades 34 befinden. Der Vorsprung 84 wird mittels einer (nicht gezeigten) Stellschraube oder dergleichen, die gegen die Basiswand 76 nach unten geschraubt wird, um den beweglichen Riegel 86 heraus zu drücken, nach oben in die Öffnung 82 gezogen.

[0033] Wie in Fig. 2 gezeigt, enthalten einige oder sämtliche der mehreren hinteren Stufen 32 die oben im Einzelnen beschriebene Basisbefestigung 50. Speziell erstrecken sich der erste Fussabschnitt 52 und der zweite Fussabschnitt 54 der Verdichterlaufschaufeln radial weiter nach innen als der radial innerste Abschnitt der mehreren vorderen Stufen 28 von Verdichterschaufelblättern. Speziell ist der Randabschnitt 36 des wenigstens einen Rades 34 an einem ersten radialen Ort 90 entlang eines ersten Abschnitts des wenigstens einen Rades 34 angeordnet, während der Randabschnitt 36 an einem zweiten radialen Ort 92 entlang eines zweiten Abschnitts des wenigstens einen Rades 34 angeordnet ist, wobei sich der zweite radiale Ort 92 radial innerhalb des ersten radialen Orts 90 befindet. Darüber hinaus kann eine Strömungspfaddichtung 91 verwendet werden, um den Eintritt heissen Gases in den Radbereich und/ oder den Verlust von Kühlstrom in den Heissgaspfad hinein zu reduzieren.

[0034] Vorteilhafterweise wird der Befestigungsbereich der Verdichterlaufschaufeln, die in der Nähe des hinteren Abschnitts des Verdichterabschnitts 12 angeordnet sind, wesentlich von dem Hauptströmungspfad 30 des Verdichterabschnitts 12 entfernt, so dass dadurch die Temperatur, der die Befestigungen ausgesetzt sind, reduziert ist. Die Befestigungen sind Regionen hoher Spannungen, und die Verringerung der Temperatur während des Betriebs und des Lastwechsels kann die Lebensdauer der Befestigungsbereiche wesentlich steigern.

[0035] Während die Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf derartige beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von bisher nicht beschriebenen Veränderungen, Abänderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen zu verkörpern, die jedoch dem Schutzbereich der Erfindung entsprechen. Während vielfältige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist es ferner selbstverständlich, dass Aspekte der Erfindung möglicherweise lediglich einige der beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhalten. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorausgehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist vielmehr lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beschränkt.

[0036] Eine Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung enthält eine Verdichterlaufschaufel, die ein Schaufelblatt, eine Basisbefestigung und eine Plattform aufweist, die zwischen dem Schaufelblatt und der Basisbefestigung angeordnet ist. Die Basisbefestigung hat einen ersten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt und einen zweiten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt und der zweite Fussabschnitt zwischen sich einen hohlen Abschnitt definieren. Die Basisbefestigung enthält ferner eine Kompressionsplatte, die in dem hohlen Abschnitt angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt in Passeingriff befindet. Der Basisabschnitt weist zudem mindestens eine Nase auf, die von dem ersten Fussabschnitt und/oder von dem zweiten Fussabschnitt vorspringt. Die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung enthält zudem ein Rad mit einem Kanal, der sich von einer Basiswand zu einem Rand (bzw. Kranz) des Rades erstreckt, wobei der Kanal eine sich ändernde Öffnungsweite aufweist.

Bezugszeichenliste

[0037] <tb>10<SEP>Gasturbinentriebwerk <tb>12<SEP>Verdichterabschnitt <tb>14<SEP>Brennkammerabschnitt <tb>16<SEP>Turbinenabschnitt <tb>18<SEP>Welle <tb>20<SEP>Mehrere Verdichterstufen <tb>22<SEP>Statorleitschaufeln <tb>24<SEP>Laufschaufeln <tb>26<SEP>Mittlere Stufe <tb>28<SEP>Vordere Stufen <tb>30<SEP>Hauptströmungspfad <tb>32<SEP>Mehrere hintere Stufen <tb>34<SEP>Mindestens ein Rad <tb>36<SEP>Randabschnitt <tb>40<SEP>Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung <tb>44<SEP>Verdichterlaufschaufelsatz <tb>46<SEP>Schaufelblatt <tb>48<SEP>Plattform <tb>50<SEP>Basisbefestigung <tb>52<SEP>Erster Fussabschnitt <tb>54<SEP>Zweiter Fussabschnitt <tb>56<SEP>Hohler Abschnitt <tb>58<SEP>Kompressionsplatte <tb>62<SEP>Innenflächen <tb>64<SEP>Enden <tb>68<SEP>Mehrere Nasen <tb>70<SEP>Aussenflache <tb>72<SEP>Kanal <tb>74<SEP>Öffnungsweite <tb>76<SEP>Basiswand <tb>78<SEP>Nasenrückhaltebereiche <tb>80<SEP>Nasenaufnahmebereiche <tb>82<SEP>Öffnung <tb>84<SEP>Vorsprung <tb>86<SEP>Beweglicher Riegel <tb>88<SEP>Riegelausnehmung

Claims (10)

1. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung, zu der gehören: eine Verdichterlaufschaufel mit einem Schaufelblatt, einer Basisbefestigung und einer Plattform, die zwischen dem Schaufelblatt und der Basisbefestigung angeordnet ist, wobei die Basisbefestigung aufweist: einen ersten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt; einen zweiten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt und der zweite Fussabschnitt zwischen sich einen hohlen Abschnitt definieren; eine Kompressionsplatte, die in dem hohlen Abschnitt angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt in Passeingriff befindet; und eine Nase, die von dem ersten Fussabschnitt und/oder von dem zweiten Fussabschnitt vorspringt; und ein Rad mit einem Kanal, der sich von einer Basiswand zu einem Rand des Rades erstreckt, wobei der Kanal eine sich ändernde Öffnungsweite aufweist und dazu eingerichtet ist, die Nase darin aufzunehmen.

2. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Plattform eine Öffnung aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen Vorsprung aufzunehmen, der betriebsmässig mit dem Kanal des Rades verbunden ist und sich ausgehend von diesem erstreckt, um die Verdichterlaufschaufel mit dem Rad fluchtend auszurichten.

3. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Basisbefestigung zusätzlich eine Riegelausnehmung aufweist, die auf einer radialen Innenbordseite der Plattform angeordnet ist und mit der Öffnung der Plattform fluchtend ausgerichtet ist, wobei der Vorsprung betriebsmässig mit einem Riegel verbunden ist, der in dem Kanal angeordnet ist, und der dazu eingerichtet ist, in dem Kanal zu gleiten.

4. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Kanal mehrere Nasenaufnahmebereiche enthält, um mehrere entsprechende Nasen der Basisbefestigung aufzunehmen.

5. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Rand an einem ersten radialen Ort entlang eines ersten Abschnitts des Rades und an einem zweiten radialen Ort entlang eines zweiten Abschnitts des Rades angeordnet ist, und der zweite radiale Ort gegenüber dem ersten radialen Ort radial innen angeordnet ist; und/oder wobei die Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung in einer Gasturbine angeordnet ist, die mehrere vordere Stufen und mehrere hintere Stufen aufweist, wobei der zweite radiale Ort des zweiten Abschnitts des Rades bei den mehreren hinteren Stufen der Gasturbine angeordnet ist.

6. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung nach Anspruch 1, die zudem mehrere Schaufelblätter enthält, die mit der Plattform einstückig ausgebildet sind.

7. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsplatte mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt hart verlötet ist; und/oder wobei die Kompressionsplatte über eine Presspassung mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt verbunden ist; und/oder wobei die Kompressionsplatte mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt kompressionsplattenverschweisst ist; und/oder wobei die Kompressionsplatte mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt einstückig ausgebildet ist.

8. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung, zu der gehören: mehrere Verdichterschaufelblätter, wobei jede der mehreren Verdichterlaufschaufeln ein Schaufelblatt, eine Basisbefestigung und eine Plattform aufweist, die zwischen dem Schaufelblatt und der Basisbefestigung angeordnet ist; und ein Rad, um die mehreren Verdichterlaufschaufeln daran zu montieren, wobei das Rad einen Kanal aufweist, der sich ausgehend von einem Rand des Rades erstreckt, wobei der Rand an einem ersten radialen Ort entlang eines ersten Abschnitts des Rades und an einem zweiten radialen Ort entlang eines zweiten Abschnitts des Rades angeordnet ist, wobei der zweite radiale Ort gegenüber dem ersten radialen Ort radial innen angeordnet ist.

9. Verdichterlaufschaufelbefestigungsanordnung nach Anspruch 8, wobei die Basisbefestigung aufweist: einen ersten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt; einen zweiten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt und der zweite Fussabschnitt zwischen sich einen hohlen Abschnitt definieren; eine Kompressionsplatte, die in dem hohlen Abschnitt angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt in Passeingriff befindet; und mindestens eine Nase, die von dem ersten Fussabschnitt und/oder von dem zweiten Fussabschnitt vorspringt.

10. Gasturbine, zu der gehören: ein Verdichter; ein Verbrennungssystem; ein Turbinensystem; mehrere Verdichterschaufelblätter, wovon jedes ein Schaufelblatt, eine Basisbefestigung und eine Plattform aufweist, die zwischen dem Schaufelblatt und der Basisbefestigung angeordnet ist, wobei die Basisbefestigung umfasst: einen ersten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt; einen zweiten Fussabschnitt, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt, wobei der erste Fussabschnitt und der zweite Fussabschnitt zwischen sich einen hohlen Abschnitt definieren; eine Kompressionsplatte, die in dem hohlen Abschnitt angeordnet ist und sich mit dem ersten Fussabschnitt und dem zweiten Fussabschnitt in Passeingriff befindet; und eine Nase, die von dem ersten Fussabschnitt und/ oder von dem zweiten Fussabschnitt vorspringt; und ein Rad, um die mehreren Verdichterlaufschaufeln daran zu montieren, wobei das Rad einen Kanal aufweist, der sich ausgehend von einem Rand des Rades erstreckt, wobei der Rand an einem ersten radialen Ort entlang eines ersten Abschnitts des Rades und an einem zweiten radialen Ort entlang eines zweiten Abschnitts des Rades angeordnet ist, wobei der zweite radiale Ort gegenüber dem ersten radialen Ort radial innen angeordnet ist.