用于燃气涡轮的内壳体毂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于燃气祸轮的内壳体毂(innerhousing hub)。
【背景技术】
[0002]内壳体毂可以围绕燃气涡轮轴布置在燃气涡轮中，并且与内壳体一起用作内壳体部件，以将从燃烧室出来的热气体朝向布置在燃气轮轴的方向上的涡轮入口区域偏转。由此，待偏转的热气体在背离燃气涡轮轴的一侧撞击内壳体毂。
[0003]内壳体毂包括大致为筒状壳的形式的至少一个紧固部，紧固部具有筒状壳形式的主体，在紧固部上内壳体毂被紧固在燃气涡轮的适当设计的紧固部件上。在该上下文中，术语“筒状壳形式”不是在严格数学意义上取义。紧固部和主体被设计为管状壁。因此，术语“筒状壳的形式”仅是指壁的环绕形状并且不是指壁的厚度。例如，紧固部件可以间接地紧固在燃气涡轮的外壳上部件部分。内壳体毂的主体具有面对热气体路径的热侧和背离热气体路径的冷侧。至少一个腹板状(web-shaped)突起沿着冷侧延伸并且以筒状壳的形式布置在主体的冷侧上，以使得能够紧固内壳体毂。
[0004]这种紧固是常见的，特别是对于燃烧室壳体部件或具有筒式燃烧室的燃气涡轮的内壳体部件而言。
[0005]在该情况下，腹板状突起是在筒状壳形式的主体和紧固部件之间槽键联结的部分。例如，腹板状突起可以形成键，并且为了紧固的目的可以被布置在在紧固部件中延伸的槽中。然而，腹板状突起也可以形成槽键联结的槽，如果在其上侧存在与对应地形成在紧固部件上键的对应的延伸的槽的话。
[0006]归因于热侧和冷侧之间的操作温度差，所关注类型的内壳体毂遭受高热应力，特别是在紧固部分的区域中。这些热应力可以从主体传递至布置在热侧的热保护部件。热保护部件可以是隔热层，例如特别是陶瓷保护层。特别是在紧固的区域中，这导致内壳体毂的归因于启动-停止-被驱动的疲劳裂纹的高度磨损，导致裂纹的后继增长且热保护部件从主体的热侧剥落。
【发明内容】
[0007]本发明的潜在目的提供一种前面所述类型的内壳体毂，其遭受减小的磨损。
[0008]根据本发明，在开头所述的类型的内壳体毂的情况下，利用腹板状突起由第一材料构成并且主体由第二材料构成的事实来实现该目的，其中第一材料具有比第二材料大的热膨胀系数，结果，在燃气涡轮的至少一个操作状态下，与由所述第二材料构成的所述主体和腹板状突起一体设计相比，减小了在所述紧固部的区域中的热诱发应力。
[0009]因此，根据本发明不是在热侧改进热保护来减小磨损，而是改进主体的设计以减小热应力。根据本发明，主体不再与突起一体地形成。突起和主体由不同的材料制造。例如，两者可以分别制造并且通过焊接或钎焊接合在一起。这里，从筒状壳形式的主体(其比主体的剩余部分更冷)突出的腹板状突起由具有比更暖的主体的热膨胀系数的高的热膨胀系数的材料制造。归因于更大的热膨胀系数，突起不再限制主体或者在一定程度上不再限制主体。然而，还可以是这样的情况，热膨胀系数被选择成不必那么大使得在操作期间更冷的突起膨胀地比主体显著大的量，尽管在突起的区域中存在更小的温度差。第一材料和第二材料因此被选择成使得他们满足内壳体毂和紧固的要求，并且根据本发明，不同的热膨胀系数使得与由所述第二材料构成的所述主体和腹板状突起一体设计相比，减小了在所述紧固部的区域中的热诱发应力。主体可以具有根据本发明设计的一个或多个腹板状突起。
[0010]内壳体毂被暴露至在主体的热侧和冷侧之间的高温度差，因此使得根据本发明的设计的内壳体毂的紧固部伺服寿命的显著延长。有利地能够想到，为了在所述燃气涡轮中紧固所述内壳体毂，所述毂能够以使得所述腹板状突起能够被布置在由紧固部件包围的槽中的方式而被紧固到所述紧固部件。
[0011]腹板状突起由此形成槽键联结的键。主体可以包括根据本发明设计的一个或多个腹板状突起。这些例如可以沿着纵向延伸成排布置在冷侧上并且形成可以布置在紧固部件的槽中的共同的细分的腹板。
[0012]也可以视为是有利的是，所述紧固部是壳体壁，所述壳体壁围绕中心线布置并且所述热气体路径围绕着所述壳体壁流动，结果主体的热侧背离所述中心线。
[0013]归因于其垂直于壁的小的量，设计为壳体壁的紧固部特别易受由热应力引起的弯曲的影响。借助本发明，这种燃气涡轮部件的磨损可以减小特别到的程度。
[0014]本发明的另一有利的实施例可以提供至少在所述紧固部的区域中被设计成大体筒状壳的形式的所述内壳体毂，并且提供沿着圆形周向线被布置在所述主体上的至少一个腹板状突起，结果为连续的或分成多段的、或者为非连续环形式的腹板被布置在冷侧上。
[0015]也可以视为是有利的是，所述内壳体毂能够使其一端部布置在涡轮入口区内，其中所述紧固部被布置在所述端部的区域内。
[0016]本发明的另一目的是提供一种在开头所述类型的内壳体，具有内壳体毂，所述壳体遭受减小的磨损。
[0017]为此目的，内壳体毂被涉及为根据权利要求1-5之一所述的。
[0018]本发明的另一目的是提供一种燃气涡轮，其遭受减小的磨损。
[0019]为此目的，燃气涡轮包括至少一个如权利要求6所述的内壳体。
[0020]本发明的其它有利的实施例和优点形成参照附图中的图的本发明的图示性实施例的说明的主题，其中相同的附图标记指以相同的方式起作用的相同的部件。
【附图说明】
[0021]图中:
[0022]图1示意性示出穿过根据现有技术的燃气涡轮的纵向截面，
[0023]图2示意性示出根据本发明的图示性实施例的内壳体毂的立体图，
[0024]图3示意性示出图2所示的内壳体毂的纵向截面的细节，
[0025]图4示意性示出图2所示的内壳体毂的纵向截面的细节，其中紧固部件被布置在突起上，和
[0026]图5示意性示出具有根据图2设计的内壳体毂的燃气涡轮的内壳体的立体图。
【具体实施方式】
[0027]图1示出根据现有技术的燃气涡轮I的示意性截面图。在内部，燃气涡轮I具有转子3，转子被安装成绕旋转轴线2旋转，转子具有轴4并且还被称为涡轮叶轮。沿着转子3，顺次布置进气壳体6、压气机8、具有至少一个燃烧室10的燃烧系统9、涡轮14和排气壳体15。一个或多个燃烧室10均包括燃烧器装置11和壳体12，壳体被内衬以用于抵抗热气体进行保护的热保护部件20。至少一个燃烧室10可以是环状燃烧室。作为替换，燃气涡轮还可以包括一个或多个管状燃烧室或筒式燃烧室。
[0028]燃烧系统9与热气管道、例如环状热气管道连通。这里，多个串联布置的涡轮级形成涡轮14。每个涡轮级是由叶片环形成。如在工作介质的流动方向上观察，在热气管道中由引导导叶17形成的排之后接着是由转子叶片18形成的排。这里，引导导叶17被固定至定子19的内壳体，而转子叶片18的排例如借助涡轮盘被附接至转子3。例如发电机(未示出)被耦合至转子3。
[0029]在燃气涡轮操作期间，空气经由进气壳体6被吸入并且被压气机8压缩。使得在压气机8的涡轮端处可用的压缩空气被传递至燃烧系统9，并且在那里与在燃烧器布置11的区域中的燃料混合。混合物然后借助燃烧器布置11燃烧，形成在燃烧系统9中的工作气体流。由此，工作气体流沿着热气体管道流动经过引导导叶17和转子叶片18。工作气体流跨转子叶片18膨胀，传递动力，结果转子叶片18驱动转子3，并且后者驱动与其耦合的发电机(未示出)。
[0030]图2示出根据图示性实施例的用于燃气涡轮的根据本发明的内壳体毂24的立体图。内壳体毂24被设计成筒状