EP0745756A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln - Google Patents

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EP0745756A1
EP0745756A1 EP96810313A EP96810313A EP0745756A1 EP 0745756 A1 EP0745756 A1 EP 0745756A1 EP 96810313 A EP96810313 A EP 96810313A EP 96810313 A EP96810313 A EP 96810313A EP 0745756 A1 EP0745756 A1 EP 0745756A1
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EP
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rotor
blades
axial
assembly
circumferential groove
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Michael Hock
Alfred Krähenbühl
Beat Von Arx
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General Electric Switzerland GmbH
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ABB Management AG
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    • F01D5/12—Blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53961—Means to assemble or disassemble with work-holder for assembly

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for assembling rotor blades with essentially axial feet in the corresponding axial grooves of a rotor of a turbomachine.
  • Devices and methods of this type for mounting rotor blades with essentially axial feet in the corresponding axial grooves of a rotor of a turbomachine are known. They are required for the assembly of blades of a row of blades, the blades of which, for example. with specially shaped cover bands, platforms or with shovel feet with overlaps.
  • a special blade is required. These special blades are very expensive to manufacture and assembly requires special effort, or is not always possible for technical reasons. The use of special blades is logistically very complex.
  • the invention has for its object to simplify the assembly of blades with axial feet in a device for mounting blades and the associated method of the type mentioned.
  • the mounting device consists of a radially outer head part with at least one axial groove, which essentially corresponds to the axial foot of the rotor blade, and a radially inner foot part for mounting in a groove running around the rotor.
  • each row of blades is assembled individually, the row of blades can be designed with different numbers of blades per row and with different axial feet.
  • blades 1, consisting of blade root 1A and blade 1B, are inserted in axial grooves 11a of a rotor 10.
  • a platform 3 is arranged between the blade root 1A and the airfoil 1B. At the contact surfaces of these platforms, sealing takes place via sealing strips 5, which are inserted in sealing grooves 4.
  • FIG. 3 shows a one-piece assembly device 6, consisting of a foot part 7 and a head part 8.
  • a head part 8 In the head part 8 there is an axial groove 11b formed in accordance with the axial groove 11a.
  • a blade root 1A of a moving blade 1 is now inserted into the axial groove 11b.
  • the assembly device 6 together with the blade 1 is inserted radially into a circumferential groove 12a of the rotor 10, for which purpose the foot part 7 of the assembly device is shaped in accordance with the circumferential groove 12a.
  • a filling opening (not shown) is provided in the circumferential groove 12a, or the foot part 6 is screwed into the circumferential groove 12a with a ninety degree rotation.
  • the circumferential groove 12a otherwise serves to receive heat accumulation segments 9 and therefore does not have to be specially manufactured.
  • the heat accumulation segments 9 protect the rotor 10 between the rotor blade rows R. All the rotor blades 1 of a blade row R are now successively inserted radially into the circumferential groove 12a with the mounting device 6.
  • the sealing strips 5 are each inserted into the sealing grooves 4 of the platforms 3 before the blades 1 are pushed together along the circumferential groove 12a by means of the mounting device 6. Because the sealing strips 5 do not have to be inserted axially into the sealing grooves 4 after the blades 1 have been mounted on the rotor 10, they can be of essentially any shape. By pushing the mounting devices 6 in the circumferential direction and taking advantage of the tangential play, the sealing strips 5 can also be inserted into the sealing groove in the last radially inserted blade 2. After that the assembly devices are displaced in the circumferential direction so that the axial grooves 11b of the assembly devices come to lie exactly in front of the axial grooves 11a in the rotor.
  • annular auxiliary device 21 can be mounted on the rotor according to FIG. This is done by a detachable connection, preferably by means of screws 20.
  • the assembly of the rotor blades 1 by means of the assembly device 6 then takes place in exactly the same way as described above for the circumferential groove 12a.
  • FIG. 6 and 7 show an economically particularly advantageous embodiment of a mounting device 6A, consisting of a head part 31 and a foot part 30. It consists of a flat material, e.g. made of sheet metal. The parts 30 and 31 can be cut out of the flat material, for example. by punching out or laser cutting. The foot part 30 then only has to be reshaped. The two parts of the head part 31 are connected to the foot part 30 via a seam 32.
  • the assembly device 6A is used here for the simultaneous and rapid assembly of two moving blades 1 with oblique axial feet. For this purpose, two oblique axial grooves 33 are arranged in the mounting device 6A in order to accommodate two blade roots.
  • the mounting device can be used anywhere with any axial grooves.
  • the number of axial grooves per mounting device is essentially arbitrary. It hangs bsw. from the bucket size, the bucket weight, the rotor diameter and the size of the filling opening.
  • the execution of the assembly device is arbitrary, for example.
  • the foot part can also be made from a solid material, the head part from a flat material as in Figures 6 and 7, or vice versa.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Montage von Laufschaufeln mit im wesentlichen axialen Füssen in die entsprechenden axialen Nuten eines Rotors einer Strömungsmaschine besteht die Montagevorrichtung (6) aus einem radial äusseren Kopfteil (8) mit mindestens einer, im wesentlichen dem axialen Fuss der Laufschaufel entsprechenden, axialen Nut (11b) und einem radial inneren Fussteil (7) zur Montage in einer um den Rotor umlaufenden Nut. <IMAGE>

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Montage von Laufschaufeln mit im wesentlichen axialen Füssen in die entsprechenden axialen Nuten eines Rotors einer Strömungsmaschine.
    • Stand der Technik
  • Derartige Vorrichtungen und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln mit im wesentlichen axialen Füssen in die entsprechenden axialen Nuten eines Rotors einer Strömungsmaschine sind bekannt. Sie werden zur Montage von Laufschaufeln einer Schaufelreihe benötigt, deren Laufschaufeln bsw. mit speziell ausgeformten Deckbändern, Plattformen oder mit Schaufelfüssen mit Ueberlappungen ausgeformt sind. Um die letzte Schaufel einer Schaufelreihe axial montieren zu können, wird eine Spezialschaufel benötigt. Diese Spezialschaufeln sind in ihrer Herstellung sehr teuer und die Montage erfordert speziellen Aufwand, oder ist aus technischen Gründen nicht immer möglich. Weiter ist die Verwendung von Spezialschaufeln logistisch sehr aufwendig.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zur Montage von Laufschaufeln und dem zugehörigen Verfahren der eingangs genannten Art die Montage von Laufschaufeln mit Axialfüssen zu vereinfachen.
  • Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Montagevorrichtung aus einem radial äusseren Kopfteil mit mindestens einer, im wesentlichen dem axialen Fuss der Laufschaufel entsprechenden, axialen Nut und einem radial inneren Fussteil zur Montage in einer um den Rotor umlaufenden Nut besteht.
  • Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass mit axialen Füssen versehene Laufschaufeln radial eingesetzt werden können. Dadurch können die Laufschaufeln ohne Rücksicht auf eine axiale Verschiebbarkeit ausgestaltet werden. Das bedeutet, dass bsw. Deckbänder, Plattformen oder Schaufelfüsse beliebige Formen aufweisen können.
  • Dadurch, dass jede Schaufelreihe einzeln montiert wird, können die Schaufelreihen mit unterschiedlichen Schaufelzahlen pro Reihe und mit unterschiedlichen Axialfüssen ausgeführt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen den axialen Nuten im Rotor bereits umlaufende Nuten vorhanden sind, bsw. zur Aufnahme von Wärmestausegmenten im Falle von Gasturbinenrotoren. Diese umlaufenden Nuten können dann zur Montage der Laufschaufeln verwendet werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Teiles eines Gasturbinenrotors dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Teilquerschnitt durch einen Gasturbinenrotor;
    Fig. 2
    die teilweise Abwicklung einer Laufschaufelreihe des Gasturbinenrotors beim Teilquerschnitt aus Fig.1;
    Fig. 3
    eine Montagevorrichtung im Querschnitt;
    Fig. 4
    einen Teillängsschnitt durch den Gasturbinenrotor;
    Fig. 5
    einen Teillängsschnitt durch den Gasturbinenrotor mit Hilfseinrichtung für die Montagevorrichtung;
    Fig. 6
    eine weitere Ausführungsvariante der Montagevorrichtung im Längsschnitt;
    Fig. 7
    die Montagevorrichtung von Fig.6 im Querschnitt.
  • Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Die Pfeile bezeichnen die Einschubrichtung der Schaufeln.
    • Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Gemäss Fig. 1 sind Laufschaufeln 1, bestehend aus Schaufelfuss 1A und Schaufelblatt 1B, in Axialnuten lla eines Rotors 10 eingesetzt. Um den Rotor 10 vor heissen Gasen zu schützen ist zwischen dem Schaufelfuss 1A und dem Schaufelblatt 1B eine Plattform 3 angeordnet. An den Berührungsflächen dieser Plattformen erfolgt die Abdichtung über Dichtstreifen 5, welche in Dichtnuten 4 eingesetst sind.
  • Nach der in Fig.2 gezeigten Ausformung der Plattformen 3 ist es unmöglich, alle Schaufeln 1 einer Schaufelreihe R axial in die Axialnuten lla einzuführen. Eine zuletzt eingeführte Laufschaufel 2 müsste deshalb bsw. aus zwei Teilen gefertigt werden.
  • Fig. 3 zeigt eine Montagevorrichtung 6 aus einem Stück, bestehend aus einem Fussteil 7 und einem Kopfteil 8. Im Kopfteil 8 ist eine entsprechend der Axialnut lla ausgeformte Axialnut llb angeordnet. In die Axialnut llb wird nun ein Schaufelfuss 1A einer Laufschaufel 1 eingeschoben.
  • Gemäss Fig.4 wird die Montagevorrichtung 6 mitsamt der Schaufel 1 radial in eine umlaufende Nut 12a des Rotors 10 eingesetzt, wozu der Fussteil 7 der Montagevorrichtung entsprechend der umlaufenden Nut 12a ausgeformt ist. Dazu ist in der umlaufenden Nut 12a eine nicht dargestellte Einfüllöffnung vorgesehen, oder der Fussteil 6 wird mit einer Neunziggraddrehung in die umlaufende Nut 12a eingedreht. Die umlaufende Nut 12a dient sonst zur Aufnahme von Wärmestausegmenten 9 und muss daher nicht speziell gefertigt werden. Die Wärmestausegmente 9 schützen den Rotor 10 zwischen den Laufschaufelreihen R. Alle Laufschaufeln 1 einer Schaufelreihe R werden nun nacheinander mit der Montagevorrichtung 6 radial in die umlaufende Nut 12a eingeführt. In die Dichtnuten 4 der Plattformen 3 werden jeweils die Dichtstreifen 5 eingelegt, bevor die Schaufeln 1 mittels der Montagevorrichtung 6 entlang der umlaufenden Nut 12a zusammengeschoben werden. Dadurch dass die Dichtstreifen 5 nicht axial nach der Montage der Schaufeln 1 auf dem Rotor 10 in die Dichtnuten 4 eingeschoben werden müssen, können sie im wesentlichen beliebig ausgeformt sein. Durch Schieben der Montagevorrichtungen 6 in Umfangsrichtung und unter Ausnützung der tangentialen Spiele können auch bei der zuletzt radial eingesetzten Laufschaufel 2 die Dichtstreifen 5 in die Dichtnut eingelegt werden. Danach werden die Montagevorrichtungen in Umfangrichtung so verschoben, dass jeweils die Axialnuten llb der Montagevorrichtungen genau vor den Axialnuten lla im Rotor zu liegen kommen. Die gesamte Laufschaufelreihe R wird nun, unter Ausnützung der axialen Verschiebbarkeit aufgrund der Spiele zwischen den Plattformen 3, Stück für Stück in die Axialnuten lla des Rotors geschoben. Wenn alle Laufschaufeln 1 mit ihren Schaufelfüssen 1A in den Axialnuten lla des Rotors eingesetzt sind, können die Montagevorrichtungen 6 über die nicht dargestellte Einfüllöffnung der umlaufenden Nut 12a des Rotors entnommen werden. Nun können die Wärmestausegmente 9 in die umlaufende Nut 12a eingesetzt werden.
  • Ist keine umlaufende Nut 12a im Rotor 10 vorhanden, kann gemäss Fig.5 eine ringförmige Hilfseinrichtung 21 am Rotor montiert werden. Dies geschieht durch eine lösbare Verbindung, vorzugsweise mittels Schrauben 20. Die Hilfseinrichtung 21, bestehend aus einem Ring oder aus mehreren Ringteilen, enthält eine umlaufende Nut 12b, welche entsprechend der umlaufenden Nut 12a im Rotor ausgelegt sein kann. Die Montage der Laufschaufeln 1 mittels der Montagevorrichtung 6 erfolgt dann genau gleich wie oben für die umlaufende Nut 12a beschrieben.
  • Fig.6 und Fig.7 zeigen eine wirtschaftlich besonders vorteilhafte Ausführung einer Montagevorrichtung 6A, bestehend aus einem Kopfteil 31 und einem Fussteil 30. Sie besteht aus einem Flachmaterial, bsw. aus Blech. Die Teile 30 und 31 können aus dem Flachmaterial ausgeschnitten werden, bsw. durch Ausstanzen oder Laserschneiden. Der Fussteil 30 muss dann nur noch umgeformt werden. Die zwei Teile des Kopfteiles 31 werden über eine Naht 32 mit dem Fussteil 30 verbunden. Die Montagevorrichtung 6A dient hier zur gleichzeitigen und raschen Montage von zwei Laufschaufeln 1 mit schrägen Axialfüssen. Dazu sind in der Montagevorrichtung 6A zwei schräge Axialnuten 33 angeordnet, um zwei Laufschaufelfüsse aufzunehmen.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Montagevorrichtung kann überall bei beliebigen axialen Nuten verwendet werden. Die Zahl der Axialnuten pro Montagevorrichtung ist im wesentlichen beliebig. Sie hängt bsw. ab von der Schaufelgrösse, dem Schaufelgewicht, dem Rotordurchmesser und der Grösse der Einfüllöffnung. Die Ausführung der Montagevorrichtung ist beliebig, bsw. kann der Fussteil auch aus einem Vollmaterial hergestellt werden, der Kopfteil wie in Fig.6 und 7 aus einem Flachmaterial, oder umgekehrt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Laufschaufel
    1A
    Schaufelfuss
    1B
    Schaufelblatt
    2
    zuletzt eingesetzte Laufschaufel
    3
    Plattform
    4
    Dichtnut
    5
    Dichtstreifen
    6
    Montagevorrichtung
    6A
    Montagevorrichtung mit zwei axialen Nuten
    7
    Fussteil
    8
    Kopfteil
    9
    Wärmestausegment
    10
    Rotor
    11a
    Axialnut im Rotor
    11b
    Axialnut in Montagevorrichtung
    12a
    umlaufende Nut im Rotor
    12b
    umlaufende Nut in Hilfseinrichtung
    20
    Schraube
    21
    Hilfseinrichtung
    30
    Fussteil
    31
    Kopfteil
    32
    Naht
    33
    schräge Axialnut
    R
    Laufschaufelreihe

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Montage (6) von Laufschaufeln (1) mit im wesentlichen axialen Füssen (1A) in die entsprechenden axialen Nuten (lla) eines Rotors (10) einer Strömungsmaschine,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Montagevorrichtung (6) aus einem radial äusseren Kopfteil (8) mit mindestens einer, im wesentlichen dem axialen Fuss der Laufschaufel (1A) entsprechenden, axialen Nut (llb) und einem radial inneren Fussteil (7) zur Montage in einer um den Rotor (10) umlaufenden Nut (12a, 12b) besteht.
  2. Vorrichtung zur Montage von Laufschaufeln nach Anspruch
    1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Montagevorrichtung (6) im wesentlichen aus einem oder mehreren, miteinander verbundenen Teilen (30, 31) besteht.
  3. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung zur Montage von Laufschaufeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Lauf schaufeln (1) in die Montagevorrichtung (6) eingesetzt werden,
    dass nacheinander die Laufschaufeln (1) einer Laufschaufelreihe (R) mittels der Montagevorrichtungen (6) radial in eine umlaufende Nut (12a, 12b) eingesetzt werden,
    dass alle Laufschaufeln (1) miteinander von der Montagevorrichtung (6) in die axialen Nuten (lla) des Rotors eingeschoben werden,
    und dass die Montagevorrichtungen (6) aus der umlaufenden Nut (12a, 12b) entnommen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtungen (6) in eine am Rotor (10) vorhandene umlaufende Nut (12a) eingesetzt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotor (10) eine Hilfseinrichtung (21) mit einer umlaufenden Nut (12b) montiert wird, und dass nach erfolgter Montage der Laufschaufeln (1) die Hilfseinrichtung (21) wieder entfernt wird.
EP96810313A 1995-06-02 1996-05-17 Vorrichtung und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln Expired - Lifetime EP0745756B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19520274 1995-06-02
DE19520274A DE19520274A1 (de) 1995-06-02 1995-06-02 Vorrichtung und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0745756A1 true EP0745756A1 (de) 1996-12-04
EP0745756B1 EP0745756B1 (de) 2000-03-22

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US (1) US5737816A (de)
EP (1) EP0745756B1 (de)
JP (1) JPH08326504A (de)
KR (1) KR970001851A (de)
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