EP1917419B1

EP1917419B1 - Leitschaufel-anordnung einer strömungsmaschine

Info

Publication number: EP1917419B1
Application number: EP06792762A
Authority: EP
Inventors: Alexander Chekanov; Alexander Khanin
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: CA2617826C; US7677867B2; TWI324217B; EP1917419A2; SI1917419T1; MX2008002013A; DE502006003679D1; TW200712309A; ATE430874T1; WO2007020217A3; WO2007020217A2; BRPI0614795A2; CA2617826A1; BRPI0614795A8; US20080199312A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leitschaufel-Anordnung einer Strömungsmaschine, insbesondere einer Gasturbine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine Strömungsmaschine mit einer derartigen Leitschaufel-Anordnung_ .

Stand der Technik

Eine typische Leitschaufelanordnung umfasst zumindest einen Leitschaufelträger, der an einem Gehäuse einer Turbomaschine befestigt ist. Eine derartige Leitschaufelanordnung umfasst außerdem mehrere Leitschaufeln, die am Leitschaufelträger befestigt und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Üblicherweise weist jede Leitschaufel eine Plattform auf, die zumindest zwei Riegelabschnitte aufweist, die umfangsmäßig voneinander beabstandet sind. Jeder Riegelabschnitt weist eine Zunge auf, die in Umfangsrichtung von der Plattform absteht und sich in axialer Richtung erstreckt. Der Leitschaufelträger weist zumindest zwei Tragabschnitte auf, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Jeder Tragabschnitt weist eine Nut auf, die in Umfangsrichtung offen ist und sich in axialer Richtung erstreckt. Die Zungen der Riegelabschnitte und die Nuten der Tragabschnitte sind so ausgestattet, dass sie eine axial steckbare und radial formschlüssige Befestigung zwischen dem Leitschaufelträger und der jeweiligen Leitschaufel bereitstellen. Eine Leitschaufelanordnung dieser Art gibt die Möglichkeit, einzelne Leitschaufeln ohne Zerlegung des ganzen Leitschaufelträgers zu montieren und zu demontierten.
Aus der EP 0 943 785 A ist eine Leitschaufel-Anordnung für eine. Strömungsmaschine bekannt, die einen an einem. Gehäuse der Strömungsmaschine befestigten Leitschaufelträger und mehrere am Leitschaufelträger befestigte und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Leitschaufeln aufweist. Dabei weist jede Leitschaufel eine Plattform auf, die einen ersten Riegelabschnitt und axial dazu beabstandet einen zweiten Riegelabschnitt besitzt. Der Leitschaufelträger ist mit einem ersten Tragabschnitt und axial beabstandet dazu mit einem zweiten Tragabschnitt ausgestattet. Die Riegelabschnitte und die Tragabschnitte sind so ausgestaltet, dass sie eine axial steckbare und radial formschlüssige Befestigung zwischen dem Leitschaufelträger und den Leitschaufeln bereitstellen. Des Weiteren ist zumindest ein Sicherungselement am Leitschaufelträger befestigt und so ausgestaltet, dass es eine axiale Fixierung zumindest einer der Leitschaufeln ermöglicht.
Weitere Leitschaufel-Anordnungen für Strömungsmaschinen sind aus der US 2,982,519 A , aus der US 2,910,269 A und aus der US 2005/111969 A1 bekannt.

Darstellung der Erfindung.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leitschaufelanordnung bereitzustellen, welche die Möglichkeit der einfachen Montage und Demontage einzelner Leitschaufeln beibehält und die sich insbesondere durch eine verbesserte bzw. vereinfachte Kühlung auszeichnet. Dieses Problem ist durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Riegefabschnitte und die komplementären Tragabschnitte mit axialem Versatz anzuordnen. Die Montage und Demontage der Leitschaufeln ist vereinfacht, da die Axialbewegung der Leitschaufeln, die durchgeführt werden muss, um die Formschlussbefestigung herstellen zu können, signifikant verkleinert ist. Probleme wie Verspannen, Verklemmen und Verkanten entlang des axialen Kontakts sind reduziert. Da sich die zusammenwirkenden Tragabschnitte und Riegelabschnitte in Umfangsrichtung erstrecken, erlaubt die erfindungsgemäße Leitschaufelanordnung ein Versteifen der Leitschaufeln in Umfangsrichtung.
Erfindungsgemäß weist die Plattform einen Hohlraum auf, der radial innen durch eine Basis begrenzt ist und axial sowie umfangsmäßig durch Wände begrenzt ist, die von der Basis nach außen abstehen. Der Leitschaufelträger weist einen gemeinsamen Sammelkanal auf,
der sich in Umfangsrichtung erstreckt. Das Gehäuse weist zumindest einen Kühlgasversorgungskanal auf, der mit dem gemeinsamen Sammelkanal fluidisch verbunden ist. Der Leitschaufelträger weist mehrere Verbindungsöffnungen auf, die jeweils den gemeinsamen Sammelkanal mit einem der Hohlräume fluidisch verbinden. Aufgrund dieses Merkmals umfasst der Leitschaufelträger einen wichtigen Bestandteil eines Kühlgasversorgungspfads. Der genannte gemeinsame Sammelkanal vereinfacht signifikant die Kühlgasversorgung durch das Gehäuse der Strömungsmaschine, da der Kühlgasversorgungskanal des Gehäuses in einem geeigneten Abschnitt des Gehäuses angeordnet werden kann, und weil die Anordnung des Kühlgasversorgungskanals unabhängig ist von der Anordnung der Leitschaufeln.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es die Leitschaufelanordnung, umfangsmäßig benachbarte Leitschaufeln mit einer Spaltdichtungsanordnung auszustatten. Besagte Spaltdichtungsanordnung ist zum Dichten eines Spalts ausgebildet, der sich axial zwischen jeweils zwei umfangsmäßig benachbarten Leitschaufeln erstreckt. Mit Hilfe einer derartigen Spaltdichtungsanordnung kann die Leckage von Kühlgas durch besagten Spalt signifikant reduziert werden. Eine Abnahme der Leckage von Kühlgas hat eine Zunahme des Wirkungsgrads der Strömungsmaschine zur Folge.
Andere Aufgaben und viele der begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung, werden leichter wahrgenommen und werden besser verstanden durch Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung, sofern diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen berücksichtigt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Auf Merkmale, die im wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, wird mit dem (den) gleichen Bezugszeichen Bezug genommen.

Fig. 1: zeigt einen vereinfachten, schematischen Axialschnitt einer. Leitschaufelanordnung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2: zeigt eine Detailansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1,
Fig. 3: zeigt einen Umfangsschnitt entsprechend Schnittlinien III in Fig. 1,
Fig. 4: zeigt eine Explosionsdarstellung der Leitschaufelanordnung gemäß Fig. 1.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Entsprechend Fig. 1 weist eine Leitschaufel-Anordnung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung zumindest einen Leitschaufelträger 2 und mehrere Leitschaufeln 3 auf. Die Leitschaufel-Anordnung 1 ist Teil einer Strömungsmaschine 4. Besagte Strömungsmaschine 4 ist insbesondere eine Gasturbine. Grundsätzlich kann die Strömungsmaschine auch eine Dampfturbine oder ein Kompressor sein. Die Leitschaufel-Anordnung 1 weist die Leitschaufeln 3 einer Leitschaufelreihe der Strömungsmaschine 4 auf. Üblicherweise ist die Strömungsmaschine 4 mit mehreren Leitschaufelreihen ausgestattet.
Grundsätzlich kann jede dieser Leitschaufelreihen die erfindungsgemäße Leitschaufel-Anordnung 1 aufweisen.
Der Leitschaufelträger 2 ist an einem Gehäuse 5 der Strömungsmaschine 4 befestigt. Die Leitschaufeln 3 sind am Leitschaufelträger 2 befestigt. Um die Leitschaufelreihe auszubilden, sind die Leitschaufeln 3 in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet.
Jede Leitschaufel 3 weist eine Plattform 6 und ein Strömungsprofil 7 auf, das radial und nach innen von der Platlform 6 absteht. Die Plattform 6 weist einen ersten Riegelabschnitt 8, der auf der linken Seite von Fig. 1 dargestellt ist, und einen zweiten Riegelabschnitt 9 auf, der auf der rechten Seite von Fig. 1. dargestellt ist. Die Riegelabschnitte 8, 9 sind mit einem axialen Abstand zueinander angeordnet. Beispielsweise ist der erste Riegelabschnitt 8 im Bereich einer Abströmseite 10 des Profils 7 angeordnet, während der zweite Riegelabschnitt 9 im Bereich einer Anströmseite 11 des Profils 7 angeordnet ist.
Komplementär zu den Riegelabschnitten 8, 9 weist der Leitschaufelträger 2 einen ersten Tragabschnitt 12 und einen zweiten Tragabschnitt 13 auf. Die beiden Tragabschnitte 12, 13 sind ebenfalls zueinander axial beabstandet. Jeder Riegelabschnitt 8, 9 und der zugehörige Tragabschnitt 12, 13 sind so ausgestaltet, dass sie eine axial steckbare und radial formschlüssige Befestigung zwischen dem Leitschaufelträger 2 und der jeweiligen Leitschaufel 3 bereitstellen. Mit anderen Worten, die zusammenwirkenden Riegelabschnitte 8, 9 und Tragabschnitte 12, 13 eröffnen eine axiale Einsteck- oder Drück-Bewegung zum Montieren und eine axiale Aussteck- oder Zieh-Bewegung zum Demontieren der jeweiligen Leitschaufel 3. Im montierten Zustand begründen die zusammenwirkenden Riegelabschnitte 8, 9 und Tragabschnitte 12, 13 eine radiale Fixierung mit Formschluss zwischen dem Leitschaufelträger 2 und der jeweiligen Leitschaufel 3.
Zusätzlich weist die Leitschaufel-Anordnung 1 zumindest ein Sicherungselement 14 auf, das am Leitschaufelträger 2 befestigt ist. Besagtes Sicherungselement 14 ist so ausgestaltet, dass es eine axiale Fixierung wenigstens einer der Leitschaufeln 3 bereitstellt. Die Leitschaufel 3 ist in ihrem montierten Zustand mittels des besagten Sicherungselements 14 axial fixiert oder gesichert.
Vorzugsweise erstrecken sich die Tragabschnitte 12, 13 und die Riegelabschnitte 8, 9 in Umfangsrichtung. Während der Montage ist grundsätzlich jede - Leitschaufel 3 in Umfangsrichtung verstellbar. Eine solche Verstellung kann vorteilhaft sein, um Spiel zwischen benachbarten Löitschaufeln 3 zu eliminieren oder zu reduzieren. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform sind der erste Riegelabschnitt 8 und der zweite Riegelabschnitt 9 mit radialem Abstand zueinander angeordnet. Dieses Merkmal führt zu einer axial kompakten Struktur der Leitschaufel-Anordnung 1. Dieses Merkmal reduziert außerdem Herstellungskosten. Selbstverständlich können auch der erste Tragabschnitt 12 und der zweite Tragabschnitt 13 zueinander radial beabstandet sein.
Der erste Tragabschnitt 12 weist einen Innenkragen 15 auf, der radial nach innen vom Leitschaüfelträger 2 absteht und sich in Umfangsrichtung erstreckt. Besagter Innenkragen 15 ist mit einer Innenzunge 16 ausgestattet, die sich axial und umfangsmäßig erstreckt. Komplementär dazu weist der erste Riegelabschnitt 8 eine Innennut 17 auf. Besagte Innennut 17 ist axial offen und erstreckt sich umfangsmäßig. Besagte Innenzunge 16 und besagte Innennut 17 sind so ausgestaltet, dass sie eine erste Nut-Feder-Verbindung 18 zwischen dem Leitschaufelträger 2 und der jeweiligen Leitschaufel 3 bereitstellt. Im montierten Zustand ragt die Innenzunge 16 axial in die Innennut 17 hinein und greift radial an der Plattform 6 an.
Der zweite Riegelabschnitt 9 weist einen Außenkragen 19 auf, der radial nach außen von der Plattform 6 absteht und sich in Umfangsrichtung erstreckt. Besagter Außenkragen 19 ist mit einer Außenzunge 20 ausgestattet, die sich in axialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckt. Dementsprechend ist der zweite Tragabschnitt 13 mit einer Außennut 21 ausgestattet, die axial offen ist und sich umfangsmäßig erstreckt. Besagte Außenzunge 20 und besagte Außennut 21 sind so ausgestaltet, dass sie eine zweite Nut-Feder-Verbindung 22 zwischen dem Leitschaufelträger 2 und der jeweiligen Leitschaufel 3 bereitstellen. Im montierten Zustand erstreckt sich die Außenzunge 20 in die Außennut 21 hinein und greift radial am Leitschaufelträger 2 an.
Wie oben erwähnt, ist die Leitschaufel 3 während der Montage in Umfangsrichtung verstellbar. Um eine eingestellte Position zwischen dem Leitschaufelträger 2 und der jeweiligen. Leitschaufel 3 umfangsmäßig zu fixieren, ist ein Riegelstift 23 vorgesehen. Besagter Riegelstift 23 dringt in eine Vertiefung 24 ein, die im Außenkragen 19 ausgespart ist. Besagter Riegelstift 23 ist in eine komplementäre Gewindeöffnung 25 eingeschraubt, die im Leitschaufelträger 2 vorgesehen ist.
Entsprechend Fig. 2 ist die Leitschaufel 3 vorzugsweise mit zumindest einer Auszugsöffnung 26 ausgestattet, die eine Gewindeöffnung ist, die für ein Zusammenwirken mit einer nicht gezeigten Auszugseinrichtung vorgesehen ist. Mittels einer derartigen Auszugseinrichtung ist das Ziehen oder Abziehen der Leitschaufel 3 vom Leitschaufelträger 2 vereinfacht.
Entsprechend Fig. 3 weist die Plattform 6 einen Hohlraum 27 auf, der zum Leitschaufelträger 2 hin offen ist. Besagter Hohlraum 27 ist radial innen durch eine Basis 28 der Plattform 6 begrenzt. Das Strömungsprofil 7 steht von besagter Basis 28 radial nach innen ab. Der Hohlraum 27 ist axial und umfangsmäßig durch Wände 29 begrenzt. Besagte Wände 29 stehen von der Basis 28 radial nach außen ab. Der Hohlraum 27 bildet eine Kühlgasverteilungskammer aus. Beispielsweise enthält das Strömungsprofil 7 einen Kühlgaspfad 30, der durch die Basis 28 mit dem Hohlraum 27 fluidisch verbunden ist.
Der-Leitschaufelträger 2 ist mit einem gemeinsamen Sammelkanal 31 ausgestattet. Besagter gemeinsamer Sammelkanal 31 erstreckt sich umfangsmäßig und erstreckt sich vorzugsweise entlang des gesamten Leitschaufelträgers 2. Das Gehäuse 5 ist mit wenigstens einem Kühlgasversorgungskanal 32 ausgestattet, der mit einer nicht gezeigten Kühlgasversorgungseinrichtung fluidisch verbunden ist. Besagter Kühlgasversorgungskanal 32 ist außerdem mit dem gemeinsamen Sammelkanal 31 fluidisch verbunden und versorgt folglich den gemeinsamen Sammelkanal 31 mit Kühlgas. Die Kühlgasströmung ist mittels Pfeilen 33 symbolisiert. Der Leitschaufelträger 2 ist zusätzlich mit mehreren Verbindungsöffnungen 34 ausgestattet. Jede Verbindungsöffnung 34 verbindet fluidisch den gemeinsamen Sammelkanal 31 mit einem der Hohlräume 27. Dementsprechend werden die Hohlräume 27 der Leitschaufeln 3 vom gemeinsamen Sammelkanal 31 über die jeweilige Verbindungsöffnung 34 mit Kühlgas versorgt. Im Hohlraum 27 kann eine Prallplatte 43 angeordnet sein.
Die Verwendung eines gemeinsamen Sammelkanals 31 zur Versorgung mehrerer oder aller Leitschaufeln 3 mit Kühlgas, das vorzugsweise Luft oder Dampf ist, hat den Vorteil, dass die Kühlgasversorgung der jeweiligen Leitschaufel 3 aufgrund etwa gleicher Kühlgaspfadkonfigurationen zwischen dem gemeinsamen Sammelkanal 31 und den Hohlräumen 27 der jeweiligen Leitschaufeln 3 mit dem gleichen Druck bereitgestellt werden kann. Zusätzlich kann der wenigstens eine Kühlgasversorgungskanal 32 innerhalb des Gehäuses 5 unabhängig von der Position der jeweiligen Leitschaufel 3 angeordnet werden. Auch kann die Anzahl der Kühlgasversorgungskanäle 32 kleiner sein als die Anzahl der mit Kühlgas zu versorgenden Leitschaufeln 3. Die Flexibilität für die Auslegung des Gehäuses 5 ist erhöht, wodurch die Herstellungskosten für das Gehäuse 5 reduziert sind.
Eine der Wände 29, welche den Hohlraum 27 im Bereich der Abströmseite 10 des Strömungsprofils 7 axial begrenzt, ist mit dem ersten Riegelabschnitt 8 versehen. Die andere Wand 29, welche den Hohlraum 27 im Bereich der Anströmseite 11 des Strömungsprofils 7 axial begrenzt, ist mit dem zweiten Riegelabschnitt 9 ausgestattet. Dementsprechend erstreckt sich der Hohlraum 27 axial von der Abströmseite 10 bis zur Anströmseite 11. In Umfangsrichtung erstreckt sich besagter Hohlraum 27 über die gesamte Umfangserstreckung der Basis 28.
Entsprechend Fig. 3 sind umfangsmäßig benachbarte Leitschaufeln 3 mit einer Spaltdichtungsanordnung 35 ausgestattet. Besagte Spaltdichtungsanordnung 35 ist zum Dichten eines Spalts 36 ausgestaltet, der jeweils zwischen zwei umfangsmäßig benachbarten Leitschaufeln 3 ausgebildet ist. Besagter Spalt 36 erstreckt sich axial zwischen den zwei benachbarten Leitschaufeln 3. Insbesondere erstreckt sich der Spalt 36 zwischen zwei Wänden 29, welche die Hohlräume 27 besagter Leitschaufeln 3 umfangsmäßig begrenzen.
Besagte Spaltdichtungsanordnung 35 weist eine radiale Dichtplatte 37 auf, die sich umfangsmäßig und axial erstreckt. Senkrecht zu ihrer Erstreckung besitzt die radiale Dichtplatte 37 eine relativ kleine Dicke, da die radiale Dichtplatte 37 als Platte ausgeformt ist. Die Plattformen 6 der beiden benachbarten Leitschaufeln 3 sind mit zwei radialen Dichtschlitzen 38 versehen. Besagtes Paar radialer Dichtschlitze 38 ist einander umfangsmäßig gegenüberliegend angeordnet und erstreckt sich axial und umfangsmäßig. Die radiale Dichtplatte 37 ist in den radialen Dichtschlitz 38 eingesetzt, um eine radiale Dichtungswirkung zu erzielen.
Entsprechend Fig. 1 kann die Spaltdichtungsanordnung 35 auch eine erste axiale Dichtplatte 39 aufweisen, die im Bereich des ersten Riegelabschnitts 8 angeordnet ist. Besagte erste axiale Dichtplatte 39 erstreckt sich umfangsmäßig und radial. Senkrecht zu ihrer Erstreckung besitzt die erste axiale Dichtplatte 39 eine relativ kleine Dicke. Die Plattformen 6 der beiden benachbarten Leitschaufeln 3 sind mit zwei umfangsmäßig gegenüberliegenden ersten axialen Dichtschlitzen 40 versehen. Besagte erste axiale Dichtschlitze 40 erstrecken sich umfangsmäßig und radial. Die erste axiale Dichtplatte 39 ist in besagtes Paar erster axialer Dichtschlitze 40 eingesetzt, um eine axiale Dichtwirkung zu erzielen.
Zusätzlich weist die Spaltdichtungsanordnung 35 auch eine zweite axiale Dichtplatte 41 auf, die sich parallel zu ersten axialen Dichtplatte 39 erstreckt. Besagte zweite axiale Dichtplatte 41 ist im Bereich des zweiten Riegelabschnitts 9 angeordnet. Die Plattformen 6 der beiden benachbarten Leitschaufeln 3 sind ebenfalls mit zwei umfangsmäßig gegenüberliegenden zweiten axialen Dichtschlitzen 42 versehen, in welche die zweite axiale Dichtplatte 41 eingesetzt ist, um eine axiale Dichtwirkung zu erzielen.
Entsprechend Fig. 4 kann jede einzelne Leitschaufel 3 unabhängig von anderen Leitschaufeln 3 montiert und demontiert werden. Insbesondere muss der Leitschaufelträger 2 für die Montage und Demontage der Leitschaufeln 3 nicht demontiert werden.
Für die Montage der Leitschaufel 3 am Leitschaufelträger 2 wird die jeweilige Leitschaufel 3 entsprechend einem Pfeil 44 axial bewegt. In einer Endphase dieser Axialbewegung werden durch axiales Einstecken der Zungen 16, 20 in die jeweiligen Nuten 17, 21 die beiden Nut-Feder-Verbindungen 18, 22 hergestellt. Nach diesem Einsteckvorgang ist die jeweilige Leitschaufel 3 mittels des durch die Nut-Feder-Verbindungen 18, 22 bereitgestellten Formschlusses radial am Leitschaufelträger 2 befestigt.
Um die"Leitschaufel 3 bezüglich des Leitschaufelträgers 2 umfangsmäßig zu fixieren, wird der Riegelstift 23 montiert. Nach dem Montieren des Riegelstifts 23 wird das Sicherungselement 14 am Leitschaufelträger 2 montiert. Vorzugweise sind das Sicherungselement 14 und der Leitschaufelträger 2 mit zwei Nut-Feder-Verbindungen 45 ausgestattet, die den Nut-Feder-Verbindungen 18, 22 zwischen der Leitschaufel 3 und dem Leitschaufelträger 2 ähneln. Das Sicherungselement 14 ist am Leitschaufelträger 2 mittels wenigstens einem Riegelbolzen 46 in Verbindung mit wenigstens einem Einlasssegment 47 befestigt. Besagtes Einlasssegment 24 ist mit einer Außenstufe 48 ausgestattet. Die Plattform 6 ist mit einer Innenstufe 49 versehen, die bezüglich der Montagerichtung 44 am hinteren Ende der Plattform 6 angeordnet ist. Im montierten Zustand entsprechend Fig. 1 steht die Außenstufe 48 des Einlasssegments 47 mit der Innen stufe 49 der Leitschaufel 3 in Eingriff. Folglich wird das Einlasssegment 47 von der Leitschaufel 3 getragen. Das Einlasssegment 47 kann zusätzlich durch weitere, nicht gezeigte Befestigungsmittel am Leitschaufelträger 2 befestigt sein.
Der Riegelbolzen 46 durchdringt das Sicherungselement 14 innerhalb einer Durchgangsöffnung 50 und ragt in ein Sackloch 51 hinein, das am Leitschaufelträger 2 ausgebildet ist. Im montierten Zustand ist besagter Riegelbolzen 46 radial innen durch das Einlasssegment 47 getragen. Radial außen ist der Riegelbolzen 46 mittels einer Druckfeder 52 durch den Leitschaufelträger 2 getragen. Der Riegelbolzen 46 sichert die axiales Position des Sicherungselements 14 und die Abstützung zwischen den beiden Stufen 48 und 49.

Bezugszeichenliste

1: Leitschaufel-Anordnung
2: Leitschaufelträger
3: Leitschaufel
4: Strömungsmaschine
5: Gehäuses
6: Plattform
7: Strömungsprofil
8: erster Riegelabschnitt
9: zweiter Riegelabschnitt
10: Abströmseite von 7
11: Anströmseite von 7
12: erster Tragabschnitt
13: zweiter Tragabschnitt
14: Sicherungselement
15: Innenkragen
16: Innenzunge
17: Innennut
18: erste Nut-Feder-Verbindung
19: Außenkragen
20: Außenzunge
21: Außennut
22: zweite Nut-Feder-Verbindung
23: Riegelstift

24: Vertiefung
25: Gewindeöffnung
26: Auszugsöffnung
27: Hohlraum
28: Basis
29: Wand
30: Kühlgaspfad
31: gemeinsamer Sammelkanal
32: Kühlgasversorgungskanal
33: Kühlgasströmung
34: Verbindungsöffnung
35: Spaltdichtungsanordnung
36: Spalt
37: radiale Dichtplatte
38: radialer Dichtschlitz
39: erste axiale Dichtplatte
40: erster axialer Dichtschlitz
41: zweite axiale Dichtplatte
42: zweiter axialer Dichtschtitz
43: Prallplatte
44: Montagerichtung
45: Nut-Feder-Verbindung
46: Riegelbolzen
47: Einlasssegment
48: Außenstufe
49: Innenstufe
50: Durchgangsöffnung
51: Sackloch
52: Druckfeder

Claims

Leitschaufel-Anordnung einer Strömungsmaschine (4), insbesondere einer Gasturbine, umfassend:
- zumindest einen Leitschaufelträger (2), der an einem Gehäuse (5) einer Strömungsmaschine (4) befestigt ist,

- mehrere Leitschaufeln (3), die am Leitschaufelträger (2) befestigt sind und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind,

- wobei jede Leitschaufel (3) eine Plattform (6) aufweist, umfassend einen ersten Riegelabschnitt (8) und axial dazu beabstandet einen zweiten Riegelabschnitt (9),

- wobei der Leitschaufelträger (2) einen ersten Tragabschnitt (12) und axial beabstandet dazu einen zweiten Tragabschnitt (13) aufweist,

- wobei jeder Riegelabschnitt (8, 9) und der jeweilige Tragabschnitt (12, 13) so ausgestaltet sind, dass sie eine axial steckbare und radial förmschlüssige Befestigung zwischen dem Leitschaufelträger (2) und der jeweiligen Leitschaufel (3) bereitstellen,

wobei zumindest ein Sicherungselement (14) am Leitschaufelträger (2) befestigt ist und so ausgestaltet ist, dass es eine axiale Fixierung zumindest einer der Leitschaufeln (3) bereitstellt,
dadurch gekennzeichnet,
- dass jede Plattform (6) oder wenigstens eine der Plattformen (6) einen . Hohlraum (27) aufweist, der radial nach innen durch eine Basis (28) begrenzt ist und axial sowie umfangsmäßig durch Wände (29) begrenzt ist, die radial nach außen von der Basis (28) abstehen,

- dass der Leitschaufelträger (2) einen gemeinsamen Sammelkanal (31) aufweist, der sich umfangsmäßig erstreckt,

- dass das Gehäuse (5) zumindest einen Kühlgasversorgungskanal (32) aufweist, der mit dem gemeinsamen Sammelkanal (31) fluidisch verbunden ist,

- dass der Leitschaufelträger (2) mehrere Verbindungsöffnungen (34) aufweist, die jeweils den gemeinsamen Sammelkanal (31) mit einem der Hohlräume (27) fluidisch verbindet.
Leitschaufelanordnung nach Anspruch 1,
- wobei sich die Tragabschnitte (12, 13) und die Riegelabschnitte (8, 9) in Umfangsrichtung erstrecken, und/oder

- wobei der erste Riegelabschnitt (8) und der zweite Riegelabschnitt (9) mit radialem Abstand zueinander angeordnet sind, und/oder

- wobei der erste Tragabschnitt (12) und der zweite Tragabschnitt (13) mit radialem Abstand zueinander angeordnet sind.
Leitschaufel-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der erste Tragabschnitt (12) einen Innenkragen (15) aufweist, der radial nach innen absteht und sich in Umfangsrichtung erstreckt,
wobei der Innenkragen (15) mit einer Innenzunge (16) versehen ist, die sich axial und umfangsmäßig erstreckt,
- wobei der erste Riegelabschnitt (8) eine Innennut (17) aufweist, die axial offen ist und sich umfangsmäßig erstreckt,

- wobei Innenzunge (16) und Innennut (17) so ausgestaltet sind, dass sie zwischen dem Leitschaufelträger (2) und der jeweiligen Leitschaufel (3) eine erste Nut-Feder-Verbindung (18) bereitstellen.
Leitschaufel-Anordnung nach Anspruch 1 oder irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche,
- wobei der zweite Riegelabschnitt (9) einen Außenkragen (19) aufweist, der radial nach außen absteht und sich in Umfangsrichtung erstreckt,

- wobei der Außenkragen (19) mit einer Außenzunge (20) versehen ist, die sich axial und umfangsmäßig erstreckt,
wobei der zweite Tragabschnitt (13) eine Außennut (21) aufweist, die axial offen ist und sich umfangsmäßig erstreckt,
- wobei Außenzunge (20) und Außennut (21) so ausgestaltet sind, dass sie zwischen dem Leitschaüfelträger (2) und der jeweiligen Leitschaufel (3) eine zweite Nut-Feder-Verbindung (22) bereitstellen.
Leitschaufel-Anordnung nach Anspruch 1 oder irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche,
- wobei eine der Wände (29), die den Hohlraum axial begrenzt, mit dem ersten Riegelabschnitt (8) ausgestattet ist, und/oder

- wobei die andere Wand (29), die den Hohlraum (27) axial begrenzt, mit dem zweiten Riegelabschnitt (9) ausgestattet ist.
Leitschaufel-Anordnung nach Anspruch 1 oder irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche,
- wobei jede Leitschaufel ein Strömungsprofil (7) aufweist, das radial nach innen von der Basis (28) absteht,

- wobei jedes Strömungsprofil (7) einen Kühlgaspfad (30) enthält, der durch die Basis (28) mit dem Hohlraum (27) fluidisch verbunden ist.
Leitschaufel-Anordnung nach Anspruch 1 oder irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche,
wobei umfangsmäßig benachbarte Leitschaufeln (3) mit einer Spaltdichtungsanordnung (35) versehen sind, die zum Abdichten eines Spalts (36) ausgestaltet ist, der sich axial zwischen jeweils zwei umfangsmäßig benachbarten Leitschaufeln (3) erstreckt.
Leitschaufelanordnung nach Anspruch 7, umfassend zumindest eines der folgenden Merkmale:
- die Spaltdichtungsanordnung (35) weist eine erste axiale Dichtplatte (39) auf, die im Bereich des ersten Riegelabschnitts (8) angeordnet ist und sich umfangsmäßig und radial erstreckt;

- die Plattformen (6) der beiden benachbarten Leitschaufeln (3) sind mit zwei umfangsmäßig gegenüberliegenden ersten axialen Dichtschlitzen (40) versehen, in welche die erste axiale Dichtplatte (39) eingesetzt ist;

- die Dichtungsanordnung (35) weist eine zweite axiale Dichtplatte (41) auf, die im Bereich des zweiten Riegelabschnitts (9) angeordnet ist und sich umfangsmäßig und radial erstreckt;

- die Plattformen (6) der beiden benachbarten Leitschaufeln (3) sind mit zwei umfangsmäßig gegenüberliegenden zweiten axialen Dichtschlitzen (42) versehen, in welche die zweite axiale Dichtplatte (41) eingesetzt ist;

- die Spaltdichtungsanordnung (35) weist eine radiale Dichtplatte (37) auf, die sich umfangsmäßig und axial erstreckt;

- die Plattformen (6) der beiden benachbarten Leitschaufeln (3) sind mit zwei umfangsmäßig gegenübediegenden radialen Dichtschlitzen (38) versehen, in welche die radiale Dichtplatte (37) eingesetzt ist.
Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbine, umfassend zumindest eine Reihe aus Leitschaufeln (3), die mit der Leitschaufel-Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestattet ist.