EP3176384B1 - Innenring, zugehöriger innenringsektor, leitschaufelkranz und strömungsmaschine - Google Patents

Innenring, zugehöriger innenringsektor, leitschaufelkranz und strömungsmaschine Download PDF

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EP3176384B1
EP3176384B1 EP15198072.9A EP15198072A EP3176384B1 EP 3176384 B1 EP3176384 B1 EP 3176384B1 EP 15198072 A EP15198072 A EP 15198072A EP 3176384 B1 EP3176384 B1 EP 3176384B1
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EP
European Patent Office
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inner ring
receptacles
radially
guide vane
vane
Prior art date
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EP15198072.9A
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EP3176384A1 (de
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Lothar Albers
Georg Zotz
Vitalis Mairhanser
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MTU Aero Engines AG
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MTU Aero Engines AG
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Publication date
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals
    • 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
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
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    • F01D25/162—Bearing supports
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    • F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
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    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
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    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals

Definitions

  • the invention relates to an inner ring for a vane ring, an inner ring sector for an inner ring, a vane ring with an inner ring and a plurality of vanes, and a turbomachine with a vane ring.
  • Flow machines such as aircraft engines and stationary gas turbines, often have at least one row of guide vanes on the compressor side with a large number of guide vanes in order to set optimal operating conditions.
  • the row of guide vanes forms a so-called guide vane ring with an inner ring.
  • the guide vanes can preferably be pivoted about their longitudinal axis.
  • the adjustable guide vanes can be actuated by means of adjusting pins of the guide vanes mounted radially on the outside, with the adjusting pins being able to interact with a corresponding adjusting device on the outer housing.
  • a seal carrier is preferably guided on the inner ring, which seal carrier is provided with sealing elements or inlet linings, which are opposite sealing ribs on the rotor side.
  • the inner ring preferably has a plurality of receptacles extending in the radial direction, in each of which a guide vane plate of a guide vane is or can be inserted.
  • the radially inner end of a guide vane is stabilized by such a guide vane plate arranged in the receptacle.
  • the axis of rotation of the adjustable guide vane is perpendicular to the central axis of the guide vane ring or its inner ring.
  • the vane plate may have a journal on its radially inner side, and the receptacle may be adapted to receive this journal together with an associated bushing.
  • the receptacles in the inner ring are separated from one another in the circumferential direction by respective partitions running in the axial direction.
  • a dividing wall will partially give way and will thus be pressed into an adjacent receptacle, which as a result no longer has its exact shape; this can be a scheduled recording of a Guide vane plate and/or pivoting of the guide vane, or at least impede it.
  • the partition wall can also be bent in the direction of an adjacent receptacle during operation and thus impair the pivotability of a guide vane inserted therein.
  • the number of seats for guide vane discs is determined by the given vane disc sizes and the minimum wall thickness to be observed. These parameters therefore have a limiting effect on the design of the turbomachine with a large number of pivotable guide vanes or large guide vane disks.
  • a design and/or a minimum size of the vane plates is often advantageous in terms of aerodynamics and/or structural mechanics.
  • the pamphlet WO 2014/078 121 A1 discloses an arrangement in which the receptacles are not separated from one another by partition walls, but rather the recesses for the vane plates are arranged in a merging manner on a radially outer inner ring surface.
  • the pamphlet EP 1 967 718 A2 discloses an inner ring for a vane ring of a turbomachine according to the prior art.
  • the object of the present invention is to provide an inner ring or an inner ring sector or a ring of guide vanes or a turbomachine with stable centering and low leakage, the ring of guide vanes having a design that is aerodynamically and/or mechanically improved for a given circumference.
  • An inner ring according to the invention for a vane ring of a turbomachine has a radially outer inner ring surface and a plurality of receptacles for each vane disk of a (preferably pivotable) vane; Unless otherwise stated, the designations “radial” and “axial” in this document always refer to a central geometric axis of the inner ring, which is not always specifically formulated for better legibility; the same applies to the term "direction of rotation”.
  • the receptacles each have an opening in the radially outer surface of the inner ring and (at least) one bottom surface lying radially opposite the opening.
  • At least two of the receptacles are separated from one another (in the direction of rotation) by a partition and connected to one another by an opening in a region of the base surfaces of the receptacles; the at least two receptacles are preferably arranged adjacently in the direction of rotation of the inner ring.
  • the at least one bottom surface of a receptacle of an inner ring according to the invention is therefore radially further inwards than the radially outer surface of the inner ring and faces radially through the opening an area surrounding the inner ring. If the vane plate is not used, the bottom surface is visible from the outside when viewed radially (inwards). In particular, such a bottom surface can form a stop for a guide vane plate to be inserted into the receptacle in the radial direction.
  • the receptacles can each be set up to accommodate a guide vane disk to be inserted with a bearing journal optionally arranged thereon, possibly also a bearing bushing for such a bearing journal.
  • the at least one bottom surface can form a stop surface for the bearing journal or for a bearing bushing for the bearing journal to be inserted radially into the receptacle, or another can be delimited in the at least one bottom surface and/or (at least partially) by it Opening of a depression can be formed, which can be set up, for example, to receive a bearing journal of the vane plate.
  • An inner ring sector according to the invention (which can be designed as a half, third or quarter ring, for example) is set up to be assembled with at least one other inner ring sector to form an inner ring according to one of the embodiments disclosed in this document. It comprises at least two of the receptacles of the (combined according to the invention) inner ring which are separated from one another by a partition and are connected to one another in a region of their bottom surface by an opening.
  • a ring of guide vanes according to the invention for a turbomachine has an inner ring according to one of the embodiments disclosed in this document and a plurality of guide vanes inserted into the receptacles.
  • a turbomachine according to the invention comprises a vane ring according to the invention.
  • An inner ring according to the invention, an inner ring sector according to the invention, a ring of guide vanes according to the invention and a turbomachine according to the invention each enable safe, stable centering of the guide vane plates in their respective receptacle with reduced leakage.
  • the receptacles are separated from one another by a partition; this enables a safe and stable storage of guide vanes or bearing bushes for guide vanes.
  • such an inner ring enables an improvement in the efficiency and durability of a turbomachine.
  • the at least two receptacles each comprise an essentially circular-cylindrical section (e.g. a circular-cylindrical bore) in the inner ring, which runs radially in relation to the inner ring.
  • Such receptacles can accommodate correspondingly shaped guide vane disks or bearing bushes with a circular-cylindrical section, which enables the guide vanes to be mounted and pivoted in a particularly secure and stable manner.
  • the at least two receptacles (in the circumferential direction) along the radially outer inner ring surface (at its or one of its narrowest point(s)) are at a distance of at most 3 mm, more preferably at most 2 mm, from one another.
  • An embodiment variant is advantageous in which the partition wall between the at least two receptacles extends radially from the radially outer surface of the inner ring by at least 2 mm, more preferably at least 3 mm, into the inner ring.
  • the opening between the at least two receptacles has a radial height of at least 2 mm, more preferably at least 3 mm; the radial height is to be measured radially outwards starting from the bottom surface (or from one of the bottom surfaces if there are several).
  • a minimum thickness of the partition wall is ensured by the inward radial extension of the partition wall (and thus its taper) being limited by the opening.
  • the opening In the axial direction (relative to a central axis of the inner ring), the opening preferably has a width of at least 3 mm, more preferably at least 4 mm. In this way, an unfavorably small dividing wall thickness on the side of a center of the opening (e.g. in the narrowest area between two receptacles) can be avoided.
  • the opening in the circumferential direction (relative to the inner ring) has an essentially triangular, circular segment, round or pointed arch cross section.
  • a triangular cross-section can be particularly easy to produce, for example, in the case of an axially divided inner ring, because for this purpose the dividing wall only has to be beveled on the partial rings to be assembled; The same applies to a pointed arch cross section.
  • the production of a circular section or an arcuate cross-section can be associated with less effort.
  • the avoidance of a central peak associated with such cross-sections can advantageously reduce leakage in this area.
  • an inner ring according to the invention comprises two inner ring parts (e.g. partial rings) assembled in the axial direction, which each have an edge in the axial direction, which delimits the plurality of receptacles in sections.
  • the sockets are thus arranged between the inner ring parts which together form at least part of an enclosure for each socket.
  • Such two-part inner rings are particularly useful for inserting the guide vanes and can also be produced with relatively little effort.
  • they simplify the formation of the opening in a partition wall inner ring according to the invention, because this is particularly easily accessible in not yet assembled inner ring parts.
  • a first (e.g. rear in the main flow direction) inner ring part can have, on a side facing the second (e.g. front in the main flow direction) inner ring part, an axially extending projection with a surface that preferably forms the bottom surface for the receptacles, the Projection on an outer edge engages in an annular, axially extending groove of the second inner ring part.
  • the at least two receptacles of an inner ring according to the invention that are connected by the opening are preferably designed in such a way that at least two of the guide vanes used in the area of the opening (e.g. in the area of the bottom surfaces) have a distance (at their narrowest point or at a narrowest point) of a maximum of 0.5 mm (in the direction of rotation) have. It is advantageous if the guide vanes are used without contact in the area mentioned, for example at a distance of at least 0.1 mm.
  • At least two guide vanes (or their associated guide vane plates) of a guide vane ring according to the invention inserted into corresponding receptacles preferably have a maximum spacing of 0.5 mm in the area of the breakthrough, more preferably in a range between 0.1 mm and 0.5 mm.
  • the guide vanes can be arranged close together, so that a large number of guide vanes with a suitable guide vane plate size can be used in the inner ring. Said advantageous minimum spacing of 0.1mm prevents contact of the vane discs which could otherwise impede insertion and/or impede pivoting of the vanes during use.
  • the bearing bushes in the area of the breakthrough preferably have a maximum spacing (in the circumferential direction) of 0.5 mm. preferably in one area between 0.1mm to 0.5mm.
  • the radial height of the opening in embodiments with (possibly provided) bearing bushes is preferably at most as large as a jacket height or thickness of the bearing bushes (i.e. at most as large as the extension of the bearing bushes used in - in relation to the inner ring - in the radial direction ). Limiting the height of the breakthrough in this way reduces leakage at the radially outer side of the bearing bushes.
  • figure 1 shows a perspective view of a section of a guide vane ring 100.
  • This comprises an inner ring 10 with a radially outer inner ring surface 11 and a plurality of receptacles 12, in each of which a guide vane disk 21a of a guide vane 20 is inserted;
  • An intended main flow direction R runs axially from the image background through the inner ring 10 into the image foreground; the adverb "axial” is (just like the adverb “radial”) to be understood in relation to an (abstract) central axis A of the inner ring 10 (and thus of the vane ring 100).
  • the guide vanes 20 comprise a guide vane disk 21b positioned radially on the outside, which is intended to be fixed to a housing (not shown).
  • a blade 22 is arranged between the guide vane plates 21a and 21b.
  • the guide vane disks 21b positioned radially on the outside have an adjusting pin 23 running radially outward.
  • the figure 2 12 shows a section of an inner ring 10 with an inner ring surface 11 and a plurality of seats 12 for vane plates (not shown).
  • a bearing bush 30 has a radially inner annular surface 31, a radially outer annular surface 32 and a radially extending bore 33 which connects the two annular surfaces 31 and 32 to one another.
  • the bearing bushings 30 for bearing journals (not shown) of the respective vane plates are inserted into the receptacles 12 .
  • the radially inner annular surface 31 of the bearing bush 30 rests on the base surface 14 pointing radially outward.
  • the bearing pin 24 formed on the radially inner surface 21c of the guide vane plate 21a is later arranged in the bore 33, so that the inner surface 21c rests on the radially outer annular surface 32 of the bearing bush 30; this is in the Figures 5a, 5b shown.
  • the receptacles 12 each have an opening 13 on the inner ring surface 11 and a bottom surface 14 which is radially opposite to the opening (relative to the inner ring axis); when the vane plate is not used, the bottom surface is visible from the outside when viewed radially.
  • the bottom surfaces 14 each form abutment surfaces for the bearing bushes 30.
  • the bottom surfaces 14 can hold the receptacles 12 Completely or only partially complete radially inwards; in particular, they can in turn have openings (not shown).
  • a partition wall 15 is arranged between each two adjacent receptacles 12, which separates the receptacles from one another; an extension d of the partition wall in the radial direction (based on the inner ring) is (starting from the inner ring surface) preferably at least 2 mm, more preferably at least 3 mm.
  • the extension d is preferably at least as great as the thickness (i.e. shell height) of a guide vane plate to be used (measured without the bearing journal), so that it does not protrude from the inner ring surface 11 in the inserted state.
  • Adjacent receptacles 12 are each connected to one another by an opening 16 in a region of their bottom surface.
  • openings 16 enable an advantageous arrangement of the bearing bushes (or those to be used in the receptacles 12, in the figure 2 vane plate not shown) while avoiding an unfavorably thin area of the partition wall:
  • the cylindrically shaped receptacles are arranged radially in the inner ring. The distance between each two adjacent recordings thus decreases continuously radially inwards.
  • the distance in the radially outer area (on the inner ring surface 11) is denoted by a 1 in the figure, the distance in the radially inner area (on the bottom surface 14) by a 2 ; as can be seen in the figure, a 1 > a 2 .
  • a 1 is at most 3mm, more preferably at most 2mm.
  • the distance a 2 is advantageously less than or equal to 0.5 mm, more preferably it is between 0.1 mm and 0.5 mm.
  • a correspondingly thin partition wall which is therefore at risk of deformation, can be avoided according to the invention by arranging the opening 16 in the corresponding area.
  • Its radial height h (starting from an adjacent bottom surface 14) is preferably at least 2mm, more preferably at least 3mm.
  • the radial height of the opening is preferably less than or equal to a thickness D of the bearing bushes 30 (that is, their radial extension in relation to the inner ring in the inserted state); as a result, leakage at a radially outer surface of the bearing bushes and through the opening can be prevented or at least reduced.
  • FIG 3 a section of an axially two-part inner ring 10 according to the invention is shown.
  • the inner ring 10 comprises a front inner ring part 10b (in the intended main flow direction) and a rear inner ring part 10a (in the intended main flow direction); this is also in the figure 4 shown in another view.
  • the inner ring parts 10a and 10b are each designed as partial rings, ie in particular also as rings.
  • the front and rear inner ring parts each have an edge 12b and 12a, which together enclose a plurality of receptacles and each form a section of their boundaries.
  • the edge 12a of the rear inner ring part 10a has a chamfer 17 in the delimiting section of each receptacle; it enables a pivotable guide vane to be guided correspondingly close to the inner ring.
  • the rear inner ring part 10a On the side facing the front inner ring part, the rear inner ring part 10a has a projection 18 which extends in the axial direction and which engages on an outer edge in an annular groove 25 running in the axial direction in the front inner ring part 10b and has a surface which in each case has a Bottom surface 14 forms for the recordings.
  • the bottom surfaces 14 are radially opposite the openings 13 of the receptacles 12 .
  • the bottom surface 14 forms the radially outward-facing surface of the projection 18.
  • Adjacent receptacles are each separated from one another in the area of the openings of the receptacles (in the inner ring surface) by a partition wall 15 which has a radial height d.
  • a partition wall 15 which has a radial height d.
  • adjacent receptacles are each connected to one another by an opening 16.
  • the breakthroughs each have a radial height h, which is preferably in a range of 2mm to 3mm.
  • the breakthrough according to the invention has a triangular cross section. As described above, other cross-sectional shapes in the form of a segment of a circle, a round shape or a pointed arch are possible according to the invention.
  • the breakthrough can be optimized depending on a shape of the inner ring, for example its size and/or its surface design.
  • front and rear inner ring parts can be connected to one another via connecting elements 19 .
  • the Figures 5a and 5b each an inner ring 10 according to an embodiment of the present invention with a vane 20 to be used in an exploded view.
  • the opening 16 has a width b in the axial direction (relative to a central inner ring axis, not shown) in the region of the bottom surface 16 formed by the projection 18; preferably this width b is at least 3mm, more preferably at least 4mm. In this way it is also possible to avoid a partition wall thickness which is too small on the side of a center of the opening (eg in a narrowest region between two receptacles).
  • An inner ring 10 according to the invention for a guide vane ring of a turbomachine has a radially outer inner ring surface 11 and a plurality of receptacles 12 for a guide vane disk 21a of a guide vane 20 in each case.
  • the receptacles 12 each have an opening 13 in the outer inner ring surface 11 and a bottom surface 14 radially opposite the opening. At least two of the receptacles 12 are separated from one another by a partition 15 and are connected to one another in a region of their bottom surface 14 by an opening 16.
  • a vane ring 100 according to the invention for a turbomachine has an inner ring 10 according to the invention and a plurality of vanes 20 inserted into the receptacles 12 .

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Innenring für einen Leitschaufelkranz, einen Innenringsektor für einen Innenring, einen Leitschaufelkranz mit einem Innenring und einer Mehrzahl an Leitschaufeln sowie eine Strömungsmaschine mit einem Leitschaufelkranz.
  • Strömungsmaschinen, wie Flugzeugtriebwerke und stationäre Gasturbinen, haben zur Einstellung optimaler Betriebsbedingungen häufig mindestens eine verdichterseitige Leitschaufelreihe mit einer Vielzahl von Leitschaufeln. Die Leitschaufelreihe bildet mit einem Innenring einen sogenannten Leitschaufelkranz. Vorzugsweise sind dabei die Leitschaufeln um ihre Längsachse verschwenkbar.
  • Die Betätigung der verstellbaren Leitschaufeln kann über radial außen gelagerte Verstellzapfen der Leitschaufeln erfolgen, wobei die Verstellzapfen mit einer entsprechenden Verstelleinrichtung am äußeren Gehäuse zusammenwirken können. An dem Innenring ist vorzugsweise ein Dichtungsträger geführt, der mit Dichtelementen bzw. Einlaufbelegen versehen ist, denen rotorseitige Dichtrippen gegenüberliegen.
  • Der Innenring weist vorzugsweise eine Mehrzahl an sich in radialer Richtung erstreckenden Aufnahmen auf, in die jeweils ein Leitschaufelteller einer Leitschaufel eingesetzt ist bzw. werden kann. Das radial innere Ende einer Leitschaufel wird durch einen solchen in der Aufnahme angeordneten Leitschaufelteller stabilisiert. Dabei steht die Drehachse der Verstellleitschaufel senkrecht zur zentralen Achse des Leitschaufelkranzes bzw. dessen Innenring. Der Leitschaufelteller kann an seiner radial inneren Seite einen Lagerzapfen aufweisen, und die Aufnahme kann dazu eingerichtet sein, diesen Lagerzapfen zusammen mit einer zugehörigen Buchse aufzunehmen.
  • Die Aufnahmen im Innenring sind in Umfangsrichtung durch jeweilige in axialer Richtung verlaufende Trennwände voneinander getrennt. Bei der Herstellung des Innenrings sowie beim Betrieb des Leitschaufelkranzes besteht die Gefahr, dass eine derartige Trennwand teilweise nachgibt und so in eine benachbarte Aufnahme hinein gedrückt wird, die dadurch nicht mehr ihre exakte Form hat; dies kann eine vorgesehene Aufnahme eines Leitschaufeltellers und/oder ein Verschwenken der Leitschaufel ver- oder zumindest behindern. Auch im Betrieb kann die Trennwand in Richtung einer benachbarten Aufnahme verbogen werden und so die Verschwenkbarkeit einer darin eingesetzten Leitschaufel beeinträchtigen.
  • Um die Gefahr einer derartigen Verformung der Aufnahmen zu mindern, werden daher herkömmliche Innenringe mit einer Mindestwandstärke für die Trennwände gefertigt, die diese an ihren dünnsten Stellen aufweisen müssen.
  • Bei gegebenem Innenringumfang ist die Anzahl an Aufnahmen für Leitschaufelteller (und damit die Anzahl an montierbaren Leitschaufeln) durch die gegebenen Schaufeltellergrößen sowie die einzuhaltende Mindestwandstärke bestimmt. Diese Parameter wirken somit beschränkend für eine Auslegung der Strömungsmaschine mit einer großen Anzahl an verschwenkbaren Leitschaufeln bzw. großen Leitschaufeltellern. Eine derartige Auslegung und/oder eine Mindestgröße der Leitschaufelteller ist jedoch häufig aerodynamisch und/oder strukturmechanisch vorteilhaft.
  • Die Druckschrift WO 2014/078 121 A1 offenbart eine Anordnung, in der die Aufnahmen nicht durch Trennwände voneinander separiert sind, sondern die Vertiefungen für die Leitschaufelteller ineinander übergehend an einer radial äußeren Innenringoberfläche angeordnet sind.
  • Dies hat den Nachteil einer verstärkten Leckage zwischen den Aufnahmen für die Leitschaufelteller und durch sie hindurch. Zudem kann eine Zentrierung der Leitschaufelteller bei einer derartigen Anordnung instabil sein.
  • Die Druckschrift EP 1 967 718 A2 offenbart einen Innenring für einen Leitschaufelkranz einer Strömungsmaschine gemäß dem Stand der Technik.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Innenring bzw. einen Innenringsektor bzw. einen Leitschaufelkranz bzw. eine Strömungsmaschine mit stabiler Zentrierung und geringer Leckage bereitzustellen, wobei der Leitschaufelkranz bei gegebenem Umfang eine aerodynamisch und/oder strukturmechanisch verbesserte Auslegung aufweist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Innenring gemäß Anspruch 1, durch einen Innenringsektor gemäß Anspruch 7, durch einen Leitschaufelkranz gemäß Anspruch 8 und durch eine Strömungsmaschine gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
  • Ein erfindungsgemäßer Innenring für einen Leitschaufelkranz einer Strömungsmaschine weist eine radial äußere Innenringoberfläche sowie eine Mehrzahl an Aufnahmen für jeweils einen Leitschaufelteller einer (vorzugsweise verschwenkbaren) Leitschaufel auf; die Bezeichnungen "radial" und "axial" beziehen sich in dieser Schrift - sofern nichts anderes angegeben ist - stets auf eine zentrale geometrische Achse des Innenrings, was zur besseren Lesbarkeit nicht immer extra ausformuliert ist; das Gleiche gilt für den Begriff "Umlaufrichtung". Die Aufnahmen weisen jeweils eine Öffnung in der radial äußeren Innenringoberfläche sowie (mindestens) eine der Öffnung radial gegenüber liegende Bodenfläche auf. Mindestens zwei der Aufnahmen sind (in Umlaufrichtung) durch eine Trennwand voneinander getrennt und in einem Bereich der Bodenflächen der Aufnahmen durch einen Durchbruch miteinander verbunden; die mindestens zwei Aufnahmen sind vorzugsweise in Umlaufrichtung des Innenrings benachbart angeordnet.
  • Die mindestens eine Bodenfläche einer Aufnahme eines erfindungsgemäßen Innenrings liegt somit radial weiter innen als die radial äußere Innenringoberfläche und ist durch die Öffnung hindurch radial einer Umgebung des Innenrings zugewandt. Bei nicht eingesetztem Leitschaufelteller ist also die Bodenfläche bei radialer Blickrichtung (nach innen) von außen sichtbar. Insbesondere kann eine solche Bodenfläche einen Anschlag für eine in radialer Richtung in die Aufnahme einzusetzenden Leitschaufelteller bilden.
  • Die Aufnahmen können jeweils dazu eingerichtet sein, einen einzusetzenden Leitschaufelteller mit einem gegebenenfalls daran angeordneten Lagerzapfen aufzunehmen, möglicherweise zudem eine Lagerbuchse für einen solchen Lagerzapfen. Die mindestens eine Bodenfläche kann eine Anschlagsfläche für den Lagerzapfen bzw. für eine radial in die Aufnahme einzusetzende Lagerbuchse für den Lagerzapfen bilden, oder in der mindestens einen Bodenfläche und/oder durch sie (zumindest teilweise) begrenzt kann eine weitere Öffnung einer Vertiefung ausgebildet sein, die z.B. dazu eingerichtet sein kann, einen Lagerzapfen des Leitschaufeltellers aufzunehmen.
  • Ein erfindungsgemäßer Innenringsektor (der z.B. als Halb-, Drittel- oder Viertelring ausgebildet sein kann) ist dazu eingerichtet, mit mindestens einem weiteren Innenringsektor zu einem erfindungsgemäßen Innenring gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen zusammengesetzt zu werden. Er umfasst mindestens zwei der durch eine Trennwand voneinander getrennten und in einem Bereich ihrer Bodenfläche durch einen Durchbruch miteinander verbundenen Aufnahmen des (zusammengesetzten erfindungsgemäßen) Innenrings.
  • Ein erfindungsgemäßer Leitschaufelkranz für eine Strömungsmaschine weist einen Innenring gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen sowie eine Mehrzahl an in die Aufnahmen eingesetzten Leitschaufeln auf.
  • Eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine umfasst einen erfindungsgemäßen Leitschaufelkranz.
  • Ein erfindungsgemäßer Innenring, ein erfindungsgemäßer Innenringsektor, ein erfindungsgemäßer Leitschaufelkranz und eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine ermöglichen jeweils eine sichere, stabile Zentrierung der Leitschaufelteller in ihrer jeweiligen Aufnahme bei verminderter Leckage.
  • Darüber hinaus ermöglichen sie vorteilhaft eine Anordnung von Leitschaufeln, bei der ein Abstand zwischen benachbarten Leitschaufeltellern bzw. Lagerbuchsen minimiert und gleichwohl die Gefahr einer Verformung einer Aufnahme vermieden werden kann: Denn insbesondere wenn zwei benachbarte Aufnahmen kreiszylindrisch geformte Abschnitte aufweisen, laufen sie radial nach innen aufeinander zu. Im Bereich ihrer Bodenflächen haben sie daher einen geringsten Abstand voneinander. Gemäß der vorliegenden Erfindung braucht nun in diesem Bereich kein Mindestabstand eingehalten zu werden, um zu verhindern, dass sich eine zu dünne Trennwand in diesem Bereich ungünstig verformt: Erfindungsgemäß ist in diesem engsten Bereich ein Durchbruch zwischen den Aufnahmen, so dass eine Trennwand, die sich verformen könnte, dort nicht vorhanden ist. Radial weiter außen hingegen, wo die kreiszylindrisch geformten Abschnitte der Aufnahmen weiter auseinander liegen, sind sie die Aufnahmen durch eine Trennwand voneinander getrennt; dies ermöglicht eine sichere und stabile Lagerung eingesetzter Leitschaufeln bzw. Lagerbuchsen für Leitschaufeln.
  • Insbesondere ermöglicht ein derartiger Innenring eine Verbesserung des Wirkungsgrades und der Haltbarkeit einer Strömungsmaschine.
  • Vorzugsweise umfassen die mindestens zwei Aufnahmen jeweils einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Abschnitt (z.B. eine kreiszylindrische Bohrung) im Innenring, der bezogen auf den Innenring radial verläuft. Derartige Aufnahmen können entsprechend geformte Leitschaufelteller bzw. Lagerbuchsen mit einem kreiszylindrischen Abschnitt aufnehmen, was eine besonders sichere und stabile Lagerung und Verschwenkbarkeit der Leitschaufeln ermöglicht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform haben die mindestens zwei Aufnahmen (in Umfangsrichtung) entlang der radial äußeren Innenringoberfläche (an ihrer bzw. einer ihrer engsten Stelle(n)) einen Abstand von höchstens 3 mm, bevorzugter höchstens 2 mm voneinander.
  • Damit kann in die Aufnahmen im Innenring eine große Anzahl an Leitschaufeln einer jeweils vorteilhaften Leitschaufeltellergröße eingesetzt werden, und die Trennwand ist stark genug, um nicht verformt zu werden.
  • Vorteilhaft ist eine Ausführungsvariante, bei der die Trennwand zwischen den mindestens zwei Aufnahmen sich von der radial äußeren Innenringoberfläche radial mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm in den Innenring hinein erstreckt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Durchbruch zwischen den mindestens zwei Aufnahmen eine radiale Höhe von mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm auf; die radiale Höhe ist dabei ausgehend von der Bodenfläche (bzw. von einer der Bodenflächen, sofern mehrere vorhanden sind) radial nach außen zu messen.
  • So wird beispielsweise im Falle von Aufnahmen mit kreiszylindrischem Abschnitt und daher einer sich von außen nach innen verjüngenden Trennwand eine Mindeststärke der Trennwand gewährleistet, indem die radiale Erstreckung der Trennwand nach innen (und damit deren Verjüngung) durch den Durchbruch begrenzt ist.
  • In axialer Richtung (bezogen auf eine zentrale Innenringachse) weist der Durchbruch vorzugsweise eine Breite von mindestens 3mm, bevorzugter mindestens 4mm auf. Auf diese Weise kann eine ungünstig geringe Trennwandstärke seitlich eines (z.B. in einem engsten Bereich zwischen zwei Aufnahmen liegenden) Zentrums des Durchbruchs vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß weist der Durchbruch in Umlaufrichtung (bezogen auf den Innenring) einen im Wesentlichen dreieckigen, kreisabschnittförmigen, rund- oder spitzbogenförmigen Querschnitt auf.
  • Damit kann der Durchbruch abhängig von einer Form des Innenrings, beispielsweise seiner Größe und/oder seiner Oberflächengestaltung optimiert werden. Ein dreieckiger Querschnitt kann beispielsweise im Falle eines axial zweigeteilten Innenrings besonders einfach herzustellen sein, weil hierzu an den zusammenzusetzenden Teilringen die Trennwand jeweils lediglich abgeschrägt werden muss; Analoges gilt für einen spitzbogenförmigen Querschnitt. Bei axial ungeteiltem Innenring kann die Herstellung eines kreisabschnitt- oder ein rundbogenförmigen Querschnitts mit weniger Aufwand verbunden sein. Zudem kann die mit derartigen Querschnitten verbundene Vermeidung einer zentralen Spitze vorteilhaft eine Leckage in diesem Bereich reduzieren.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst ein erfindungsgemäßer Innenring zwei in axialer Richtung zusammengesetzte Innenringteile (z.B. Teilringe), die jeweils in axialer Richtung einen Rand aufweisen, der die Mehrzahl an Aufnahmen jeweils abschnittsweise begrenzt. Die Aufnahmen sind somit zwischen den Innenringteilen angeordnet, die zusammen jeweils mindestens einen Teil einer Einfassung für jede Aufnahme ausbilden.
  • Derartige zweigeteilte Innenringe sind für ein Einsetzen der Leitschaufeln besonders zweckmäßig und sind zudem mit relativ wenig Aufwand herzustellen. Insbesondere vereinfachen sie ein Ausbilden des Durchbruchs in einer Trennwand eines erfindungsgemäßen Innenrings, weil diese bei noch nicht zusammengesetzten Innenringteilen besonders gut zugänglich ist.
  • Von den beiden Innenringteilen kann ein erster (z.B. in Hauptstromrichtung hinterer) Innenringteil an einer dem zweiten (z.B. in Hauptstromrichtung vorderen) Innenringteil zugewandten Seite einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung mit einer Oberfläche aufweisen, die vorzugsweise die Bodenfläche für die Aufnahmen bildet, wobei der Vorsprung an einem äußeren Rand in eine ringförmige, in axialer Richtung verlaufende Nut des zweiten Innenringteils eingreift.
  • Die mindestens zwei durch den Durchbruch verbundenen Aufnahmen eines erfindungsgemäßen Innenrings sind vorzugsweise so angelegt, dass mindestens zwei der eingesetzten Leitschaufeln im Bereich des Durchbruchs (z.B. im Bereich der Bodenflächen) einen Abstand (an ihrer bzw. einer engsten Stelle) von maximal 0,5 mm (in Umlaufrichtung) aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn die Leitschaufeln im genannten Bereich berührungsfrei eingesetzt sind, beispielsweise einen Abstand von mindestens 0,1 mm aufweisen.
  • Dem entsprechend weisen mindestens zwei in entsprechende Aufnahmen eingesetzte Leitschaufeln (bzw. ihre zugehörigen Leitschaufelteller) eines erfindungsgemäßen Leitschaufelkranzes im Bereich des Durchbruchs vorzugsweise einen Abstand von maximal 0,5 mm auf, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm.
  • Somit können die Leitschaufeln erfindungsgemäß dicht beieinander angeordnet sein, so dass eine große Anzahl an Leitschaufeln mit einer geeigneten Leitschaufeltellergröße in den Innenring eingesetzt werden kann. Der genannte vorteilhafte Mindestabstand von 0,1 mm verhindert einen Kontakt der Leitschaufelteller, durch den andernfalls ein Einsetzen behindert und/oder im Gebrauch eine Verschwenkung der Leitschaufeln beeinträchtigt werden könnte.
  • In Ausführungsformen, bei denen die Leitschaufeln Lagerzapfen aufweisen, die in Lagerbuchsen gesteckt und mit diesen zusammen in die Aufnahmen eingesetzt werden bzw. sind, weisen analog die Lagerbuchsen im Bereich des Durchbruchs vorzugsweise (in Umlaufrichtung) einen Abstand von maximal 0,5 mm auf, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm. Alternativ oder zusätzlich ist die radiale Höhe des Durchbruchs in Ausführungsformen mit (ggf. vorgesehenen) Lagerbuchsen vorzugsweise höchstens so groß wie eine Mantelhöhe bzw. Dicke der Lagerbuchsen (also höchstens so groß wie die Erstreckung der eingesetzten Lagerbuchsen in - bezogen auf den Innenring - radialer Richtung). Eine derartige Höhenbeschränkung des Durchbruchs vermindert eine Leckage an der radial äußeren Seite der Lagerbuchsen.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt. Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente sind figurenübergreifend verwendet und werden ggf. nicht für jede Figur neu beschrieben.
  • Es zeigen schematisch:
    • Figur 1:
    einen Abschnitt eines Leitschaufelkranzes in perspektivischer Darstellung;
    Figur 2:
    einen Abschnitt eines exemplarischen erfindungsgemäßen Innenrings mit eingesetzten Lagerbuchsen in einer Schnittdarstellung;
    Figur 3:
    einen Abschnitt eines Innenrings gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Figur 4.
    einen Abschnitt eines hinteren Teils eines beispielhaften erfindungsgemäßen Innenrings;
    Figuren 5a, 5b:
    je eine Explosionsdarstellung eines exemplarischen erfindungsgemäßen Innenrings mit Lagerbuchse und Leitschaufel.
  • Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Abschnitt eines Leitschaufelkranzes 100. Dieser umfasst einen Innenring 10 mit einer radial äußeren Innenringoberfläche 11 und einer Mehrzahl an Aufnahmen 12, in die jeweils ein Leitschaufelteller 21a einer Leitschaufel 20 eingesetzt ist; zum besseren Verständnis ist am Rand der Darstellung eine Aufnahme ohne eingesetzte Leitschaufel gezeigt. Eine vorgesehene Hauptstromrichtung R verläuft axial vom Bildhintergrund durch den Innenring 10 hindurch in den Bildvordergrund; das Adverb "axial" ist dabei (ebenso wie das Adverb "radial") bezogen auf eine (abstrakte) zentrale Ache A der Innenrings 10 (und damit des Leitschaufelkranzes 100) zu verstehen.
  • Die Leitschaufeln 20 umfassen neben dem radial innen positionierten Leitschaufelteller 21a einen radial außen positionierten Leitschaufelteller 21b, der dazu vorgesehen ist, an einem (nicht gezeigten) Gehäuse fixiert zu werden. Zwischen den Leitschaufeltellern 21a und 21b ist ein Schaufelblatt 22 angeordnet. An der dem Schaufelblatt 22 abgewandten Seite weisen die radial außen positionierten Leitschaufelteller 21b einen radial nach außen verlaufenden Verstellzapfen 23 auf.
  • Nicht erkennbar ist in der Darstellung der Figur 1, dass den Öffnungen der Aufnahmen 12 an der Innenringoberfläche 11 erfindungsgemäß radial jeweils eine Bodenfläche 14 gegenüberliegt, in deren Bereich mindestens zwei der Aufnahmen 12 durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden sind. Dies wird in der Schnittdarstellung der Figur 2 deutlich.
  • Die Figur 2 zeigt einen Abschnitt eines Innenrings 10 mit einer Innenringoberfläche 11 und einer Mehrzahl an Aufnahmen 12 für (nicht gezeigte) Leitschaufelteller. Eine Lagerbuchse 30 weist eine radial innere Ringfläche 31, eine radial äußere Ringfläche 32 und eine radial verlaufende Bohrung 33 auf, die die beiden Ringflächen 31 und 32 miteinander verbindet. In die Aufnahmen 12 sind im dargestellten Beispiel die Lagerbuchsen 30 für (nicht gezeigte) Lagerzapfen der jeweiligen Leitschaufelteller eingesetzt. Die radial innere Ringfläche 31 der Lagerbuchse 30 liegt auf der radial nach außen weisenden Bodenfläche 14 auf.
  • In der Bohrung 33 ist später dann der an der radial inneren Fläche 21c des Leitschaufeltellers 21a angeformte Lagerzapfen 24 angeordnet, so dass die innere Fläche 21c auf der radial äußeren Ringfläche 32 der Lagerbuchse 30 aufliegt; dies ist in den Figuren 5a, 5b dargestellt.
  • Die Aufnahmen 12 weisen jeweils eine Öffnung 13 an der Innenringoberfläche 11 sowie eine Bodenfläche 14 auf, die der Öffnung radial (bezogen auf die Innenringachse) gegenüberliegt; bei nicht eingesetztem Leitschaufelteller ist also die Bodenfläche bei radialer Blickrichtung von außen sichtbar. Im dargestellten Beispiel bilden die Bodenflächen 14 jeweils Anschlagsflächen für die Lagerbuchsen 30. Die Bodenflächen 14 können die Aufnahmen 12 radial nach innen vollständig oder nur teilweise abschließen; insbesondere können sie ihrerseits (nicht gezeigte) Öffnungen aufweisen.
  • Zwischen je zwei benachbarten Aufnahmen 12 ist eine Trennwand 15 angeordnet, die die Aufnahmen voneinander trennt; eine Erstreckung d der Trennwand in (bezogen auf den Innenring) radialer Richtung beträgt (von der Innenringoberfläche ausgehend) vorzugsweise mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm. Insbesondere ist die Erstreckung d vorzugsweise mindestens so groß wie die Dicke (d.h. Mantelhöhe) eines einzusetzenden Leitschaufeltellers (gemessen ohne Lagerzapfen), so dass dieser im eingesetzten Zustand nicht aus der Innenringoberfläche 11 hervorragt.
  • In einem Bereich ihrer Bodenfläche sind benachbarte Aufnahmen 12 jeweils durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden.
  • Diese Durchbrüche 16 ermöglichen eine vorteilhafte Anordnung der Lagerbuchsen (bzw. in die Aufnahmen 12 einzusetzender, in der Figur 2 nicht gezeigter Leitschaufelteller) unter Vermeidung eines ungünstig dünnen Bereichs der Trennwand: Wie in der Figur 2 zu erkennen ist, sind die zylindrisch geformten Aufnahmen radial im Innenring angeordnet. Der Abstand zwischen je zwei benachbarten Aufnahmen verringert sich somit kontinuierlich radial nach innen. Der Abstand im radial äußeren Bereich (an der Innenringoberfläche 11) ist in der Figur mit a1 bezeichnet, der Abstand im radial inneren Bereich (an der Bodenfläche 14) mit a2; wie in der Figur ersichtlich, ist a1 > a2. Vorzugsweise beträgt a1 höchstens 3mm, bevorzugter höchstens 2mm. Der Abstand a2 ist vorteilhafterweise kleiner oder gleich 0,5 mm, bevorzugter beträgt er zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm.
  • Auch bei einer derart engen Anordnung der Aufnahmen kann eine entsprechend dünne und damit verformungsgefährdete Trennwand erfindungsgemäß vermieden werden, indem in dem entsprechenden Bereich der Durchbruch 16 angeordnet ist. Dessen radiale Höhe h (ausgehend von einer anliegenden Bodenfläche 14) beträgt vorzugsweise mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm.
  • Die radiale Höhe des Durchbruchs ist vorzugsweise kleiner oder gleich einer Dicke D der Lagerbuchsen 30 (also deren bezogen auf den Innenring radiale Erstreckung im eingesetzten Zustand); dadurch kann eine Leckage an einer radial äußeren Oberfläche der Lagerbuchsen und durch den Durchbruch hindurch verhindert oder zumindest verringert werden.
  • In Figur 3 ist ein Abschnitt eines axial zweiteiligen erfindungsgemäßen Innenrings 10 dargestellt. Der Innenring 10 umfasst einen (in vorgesehener Hauptstromrichtung) vorderen Innenringteil 10b und einen (in vorgesehener Hauptstromrichtung) hinteren Innenringteil 10a; dieser ist zudem in der Figur 4 in einer weiteren Ansicht dargestellt. Die Innenringteile 10a und 10b sind jeweils als Teilringe, also insbesondere ebenfalls als Ringe ausgebildet.
  • Vorderer und hinterer Innenringteil weisen jeweils einen Rand 12b bzw. 12a auf, die zusammen eine Mehrzahl von Aufnahmen einfassen und dabei jeweils einen Abschnitt von deren Begrenzungen bilden.
  • Der Rand 12a des hinteren Innenringteils 10a weist im gezeigten Beispiel in dem Begrenzungsabschnitt jeder Aufnahme eine Fase 17 auf; sie ermöglicht eine entsprechend dicht am Innenring geführte verschwenkbare Leitschaufel.
  • An der dem vorderen Innenringteil zugewandten Seite weist der hintere Innenringteil 10a einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung 18 auf, der an einem äußeren Rand in eine ringförmige und in axialer Richtung verlaufende Nut 25 des vorderen Innenringteils 10b eingreift sowie eine Oberfläche aufweist, die jeweils eine Bodenfläche 14 für die Aufnahmen bildet. Die Bodenflächen 14 liegen dabei radial den Öffnungen 13 der Aufnahmen 12 gegenüber. Dabei bildet die Bodenfläche 14 die radial nach außen weisende Fläche des Vorsprungs 18.
  • Benachbarte Aufnahmen sind jeweils im Bereich der Öffnungen der Aufnahmen (in der Innenringoberfläche) durch eine Trennwand 15 voneinander getrennt, die eine radiale Höhe d aufweist. Im Bereich der Bodenflächen 14 sind benachbarte Aufnahmen jeweils durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden. Die Durchbrüche haben dabei jeweils eine radiale Höhe h, die vorzugsweise in einem Bereich von 2mm bis 3mm liegt. Im dargestellten Beispiel weist der Durchbruch erfindungsgemäß einen dreieckigen Querschnitt auf. Wie oben beschrieben wurde, sind andere erfindungsgemäße kreisabschnittförmige, rund- oder spitzbogenförmige Querschnittformen möglich.
  • Insbesondere kann der Durchbruch abhängig von einer Form des Innenrings, beispielsweise seiner Größe und/oder seiner Oberflächengestaltung optimiert werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform können der vordere und der hintere Innenringteil über Verbindungselemente 19 miteinander verbunden werden.
  • In unterschiedlichen Perspektiven zeigen die Figuren 5a und 5b jeweils einen Innenring 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer einzusetzenden Leitschaufel 20 in einer Explosionsdarstellung. Für eine Erläuterung der einzelnen analog zu den obigen Figuren bezeichneten Elemente wird auf deren Beschreibung verwiesen. Wie weiterhin in der Figur 5b gekennzeichnet ist, weist der Durchbruch 16 in axialer Richtung (bezogen auf eine nicht gezeigte zentrale Innenringachse) im Bereich der durch den Vorsprung 18 gebildeten Bodenfläche 16 eine Breite b auf; vorzugsweise beträgt diese Breite b mindestens 3mm, bevorzugter mindestens 4mm. Auf diese Weise kann eine zu geringe Trennwandstärke auch seitlich eines (z.B. in einem engsten Bereich zwischen zwei Aufnahmen liegenden) Zentrums des Durchbruchs vermieden werden.
  • Ein erfindungsgemäßer Innenring 10 für einen Leitschaufelkranz einer Strömungsmaschine weist eine radial äußere Innenringoberfläche 11 sowie eine Mehrzahl an Aufnahmen 12 für jeweils einen Leitschaufelteller 21a einer Leitschaufel 20 auf. Die Aufnahmen 12 haben jeweils eine Öffnung 13 in der äußeren Innenringoberfläche 11 sowie eine der Öffnung radial gegenüber liegende Bodenfläche 14. Mindestens zwei der Aufnahmen 12 sind durch eine Trennwand 15 voneinander getrennt und in einem Bereich ihrer Bodenfläche 14 durch einen Durchbruch 16 miteinander verbunden.
  • Ein erfindungsgemäßer Leitschaufelkranz 100 für eine Strömungsmaschine weist einen erfindungsgemäßen Innenring 10 und eine Mehrzahl an in die Aufnahmen 12 eingesetzten Leitschaufeln 20 auf.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Innenring
    10a, 10b
    Innenringteile
    11
    Innenringoberfläche
    12
    Aufnahme
    12a, 12b
    Aufnahmeabschnitt
    13
    Öffnung der Aufnahme
    14
    Bodenfläche
    15
    Trennwand
    16
    Durchbruch
    17
    Fase
    18
    Vorsprung
    19
    Verbindungselement
    20
    Leitschaufel
    21a, 21b
    Leitschaufelteller
    21c
    radial innere Fläche
    22
    Schaufelblatt
    23
    Verstellzapfen
    24
    Lagerzapfen
    25
    Nut in Innenringteil
    30
    Lagerbuchse
    31
    radial innere Ringfläche
    32
    radial äußere Ringfläche
    33
    Bohrung
    100
    Leitschaufelkranz
    A
    zentrale Achse
    D
    Dicke der Lagerbuchse
    R
    vorgesehene Hauptstromrichtung
    a1
    Abstand zweier benachbarter Buchsen
    a2
    Abstand zweier benachbarter Aufnahmen an der Innenringoberfläche
    b
    Breite des Durchbruchs (in axialer Richtung)
    d
    radiale Erstreckung der Trennwand
    h
    radiale Höhe des Durchbruchs

Claims (10)

  1. Innenring (10) für einen Leitschaufelkranz (100) einer Strömungsmaschine, wobei der Innenring eine radial äußere Innenringoberfläche (11) sowie eine Mehrzahl an Aufnahmen (12) für jeweils einen Leitschaufelteller (21a) einer Leitschaufel (20) aufweist,
    wobei die Aufnahmen jeweils eine Öffnung (13) in der äußeren Innenringoberfläche sowie eine der Öffnung radial gegenüber liegende Bodenfläche (14) aufweisen, wobei mindestens zwei der Aufnahmen (12) durch eine Trennwand (15) voneinander getrennt und in einem Bereich ihrer Bodenfläche (14) durch einen Durchbruch (16) miteinander verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Durchbruch (16) in Umlaufrichtung des Innenrings (10) einen im Wesentlichen dreieckigen, kreisabschnittförmigen, rund- oder spitzbogenförmigen Querschnitt aufweist.
  2. Innenring gemäß Anspruch 1, wobei die Aufnahmen (12) jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung im Innenring (10) umfassen, die bezogen auf den Innenring radial verläuft.
  3. Innenring gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die mindestens zwei Aufnahmen (12) entlang der radial äußeren Innenringoberfläche (11) einen Abstand (a1) von höchstens 3mm, bevorzugter höchstens 2mm voneinander haben.
  4. Innenring gemäß einem vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennwand (15) zwischen den mindestens zwei Aufnahmen (12) sich von der radial äußeren Innenringoberfläche (11) radial bis 2mm, bevorzugter bis 3mm in den Innenring (10) hinein erstreckt
    und/oder wobei der Durchbruch (16) zwischen den mindestens zwei Aufnahmen ausgehend von der Bodenfläche (14) einer der Aufnahmen eine radiale Höhe (h) von mindestens 2mm, bevorzugter mindestens 3mm aufweist.
  5. Innenring gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der zwei in axialer Richtung des Innenrings (10) zusammengesetzte Innenringteile (10a, 10b) umfasst, die jeweils in axialer Richtung des Innenrings (10) einen Rand aufweisen, der die Mehrzahl an Aufnahmen jeweils abschnittsweise begrenzt.
  6. Innenring gemäß Anspruch 5, wobei von den beiden Innenringteilen ein erster Innenringteil (10a) an einer einem zweiten Innenringteil (10b) zugewandten Seite einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung (18) mit einer Oberfläche aufweist, die die Bodenfläche (14) für die Aufnahmen bildet, wobei der Vorsprung an einem äußeren Rand in eine ringförmige, in axialer Richtung verlaufende Nut (25) des zweiten Innenringteils (10b) eingreift.
  7. Innenringsektor für einen Innenring (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenringsektor mindestens zwei der durch eine Trennwand (15) voneinander getrennten und in einem Bereich ihrer Bodenfläche (14) durch einen Durchbruch (16) miteinander verbundenen Aufnahmen (12) umfasst, und
    dass der Durchbruch (16) in Umlaufrichtung einen im Wesentlichen dreieckigen, kreisabschnittförmigen, rund- oder spitzbogenförmigen Querschnitt aufweist.
  8. Leitschaufelkranz (100) für eine Strömungsmaschine, der einen Innenring (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie eine Mehrzahl an in die Aufnahmen (12) eingesetzten Leitschaufeln (20) aufweist.
  9. Leitschaufelkranz gemäß Anspruch 8, wobei mindestens zwei der eingesetzten Leitschaufeln (20) oder in die Aufnahmen eingesetzte Lagerbuchsen (30) für die Leitschaufeln (20) im Bereich des Durchbruchs (16) einen Abstand (a2) von maximal 0,5 mm aufweisen.
  10. Strömungsmaschine mit einem Leitschaufelkranz (100) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9.
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