AT395264B - Dampf- oder gasdurchstroemte turbine oder verdichter - Google Patents

Description

AT 395 264 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine dampf- oder gasdurchströmte Turbine oder Verdichter mit einem um eine Längsachse drehenden beschaufeiten Rotor, dessen Schaufelkränze bei einer oder mehreren S tufen eine mitrotierende Außenbegrenzung mit gleichzeitiger Dichtfunktion in Form eines Deckbandes od. dgl. besitzen, sowie mit einem Stator und mit ein- oder mehrkammerigen berührungsfreien Dichtungen in Spalträumen zwischen Rotor und Stator, 5 wobei die Leckage-Durchströmungsrichtung axial ist und die engsten Leckage-Durchtrittsflächen in Ebenen senk recht zur Turbinen- bzw. Verdichter-Achse entstehen, wobei weiters vor oder in den Kammern mindestens einer Dichtung Strömungsablenker in Form von Umlenkblechen, Rippen, Profilen, Kanälen od. dgl. eingebaut sind und/oder Kanäle vorgesehen sind, die von einem stromauf an einer Stelle mithöherem Druck entnommenen Medium durchströmt werden, wobei die Strömungsablenker bzw. die aus den Mündungen der Kanäle austretenden 10 Mediumstrahlen eine Richtung aufweisen, welche die Umfangskomponente der Spaltströmungsgeschwindigkeit verringert bzw. erhöht, sofern der Schwingungsvektor der selbstenegten Eigenschwingung im Sinne bzw. im Gegensinne der Umfangskomponente der Spaltströmungsgeschwindigkeit umläuft, nach Patent Nr. 391918.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Verwirklichung des im Stammpatent angegebenen allgemeinen Lösungsprinzips zu schaffen. 15 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kanäle als in dem die Drosselelemente der

Dichtung tragenden Ring radial oder annähernd radial gerichtete Bohrungen vor dem aktiven Teil der Dichtung und nach einem oder mehreren vorgeschalteten Drosselementen vorgesehen sind und daß die Abmessungen der Bohrungenunddesbzw.dervorgeschaltetenDrosselelemente sogewähltsind,daß dergrößte Teil desLeckagestromes dem Spalt über die Bohrungen zugeführt wird. 20 In den Zeichnungen ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Anordnung in Anwendung bei der Dichtung im Spalt zwischen dem Laufraddeckband und einer ruhenden Wand, wobei ein Ausschnitt aus dem Längsmittelschnitt durch die Läuferachse dargestellt ist und Fig. 2 die erfindungsgemäße Anordnung in Anwendung bei der Dichtung im Spalt zwischen der Läuferwelle und dem Innengehäuse, wobei ein Ausschnitt aus dem Längsmittelschnitt durch die Läuferachse dargestellt ist. 25 GemäßderDarstellungnachFig. 1 istimSpalt(l) zwischen einer nichtrotierenden ^Wand in Form eines zweiteili gen, von der Leitradkonstruktion getragenen Ringes (10) und dem Deckband (3) eines auf der Welledes Läufers einer Turbine befindlichen Laufrades (4) üblicher Bauart eine berührungsfreie Dichtung in Form einer Labyrinthdichtung mit in den Ring (10) eingestemmten, in einer zur Läuferachse senkrechten Ebene liegenden Blechen (11a, b, c, d) angeordnet. Als Labyrinthdichtung kann aber auch jede andere bekannte Labyrinthdichtung dienen. 30 Der Ring (10) ist so angeordnet, daß zwischen ihm und dem ihn umgebenden, nicht rotierenden Teil (12), da ein

Teil der Leitradkonstruktion oder des Innen- oder Außengehäuses sein kann, ein Radialspalt (13) verbleibt. Im Ring (10) sind im Bereich zwischen dem-in Strömungsrichtung gesehen - ersten Blech (11a) und dem zweiten Blech (11b) das damit den Beginn des aktiven Teils der Dichtung darstellt, radiale Bohrungen (14) vorgesehen. Das Blech (11a) hat die Aufgabe, die von einem vorgeschalteten Leitschaufelgitter stammende Spaltströmung (Sj) zum größten Teil 35 nach außen abzuleiten und dadurch zu verhindern, daß dieser Teil sofort in den Spalt (1) bzw. in die Dichtung einströmt Der abgeleitete Teil des Leckagestromes wird über den Radialspalt (13) und die Bohrungen (14) in den Bereich der Dichtung eingeführt

Dem aktiven Dichtungsteil (11b, c...) können auch mehrere als Ablenker fungierende Bleche (Drosselstellen) vorgeschaltetsein; in diesemFall sind dieBohrungen (14) im Bereich zwischen dem innersten Blech unddem Beginn 40 des aktiven Teils der Dichtung anzuordnen.

Soll ein Gegendrall erzeugt werden, dann sind die Bohrungen (14) zwar ebenfalls mit ihren Achsen in der senkrechten Ebene durch die Läuferachse liegend, jedoch zur Radialen geneigt anzuordnen, was nicht weiter dargestellt ist

Damit der größte Teil des Leckagestromes über die Bohrungen (14) den Dichtungen zugeführt wird, müssen die 45 Bedingungen so gewählt werden, daß der Strömungswiderstand des vorgeschalteten Bleches (Drosselstelle) bzw. der vorgeschalteten Bleche (Drosselstellen) größer ist als der Strömungswiderstand auf dem Umgehungsweg über die Bohrungen (14).

Auf dem Umgehungsweg über die Bohrungen (14) erfolgt die Beeinflussung der Umfangskompo-nente im gewünschten Sinn, d. h. Verminderung einer im Drehsinn des Schwingungsvektors der Eigenschwingung positiv 50 definierten Umfangskomponente der Spaltströmung bzw. Erhöhung einer entgegen dem Drehsinn des Schwingungsvektors positiv definierten Umfangskomponente da Spaltströmung. (Das Maß der Beeinflussung hängt von den Auslegungsdaten der jeweiligen konkreten Strömungsmaschine ab; dieses Maß kann von einem Strömungsmaschinenfachmann jedoch ohne erfinderische Überlegungen ermittelt werden.)

Die endgültige Umfangskomponente vor dem aktiven Teil da Dichtung ist die impulsgemittelte Umfangs-55 komponente aus den beiden Teilströmen, nämlich dem über die Bohrungen (14) eintretenden größaen Strom und dem sofort zwischen dem Spalt zwischen dem vorgeschalteten Blech (11a) (bzw. den vorgeschalteten Blechen) und dem Deckband (3) in die Dichtung eintretenden Strom. -2-

Claims (2)

1. AT 395 264 B Die vorbeschriebene Maßnahme kann man auch mit der im Stammpatent näher dargestellten Maßnahme der Anordnung von strömungsführenden Bauteilen im Bereich dar Dichtung kombinieren. Die Darstellung gemäß Fig.
2. 2 unterscheidet sich vom voibeschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die der Erhöhung der dynamischen Leistungsgrenze dienende Maßnahme (vorgeschaltete Drosselstelle(n), Bohrungen) im Spalt zwischen der Welle (16) des Läufers und dem Dichtsegment (17) der Innengehäuse-Wellendichtung vorgesehen ist Die vom Leitschaufelgitter der 1. Stufekommende Spaltströmung (S2) wird - wegen des vorgeschalteten, als Drossel wirkenden Bleches (11a) - gezwungen, zum größten Teil über den Radialspalt (13') und die Bohrungen (14) - die wie beim Beispiel gemäß Fig. 1 angeordnet und ausgebildet sind - in den Dichtbereich vor dem aktiven Teil (11b, 11c...) der Dichtung einzutreten. PATENTANSPRUCH Dampf- oder gasdurchströmte Turbine oder Verdichter mit einem um eine Längsachse drehenden beschaufeiten Rotor, dessen Schaufelkränze bei einer oder mehreren Stufen eine mitrotierende Außenbegrenzung mit gleichzeitiger Dichtfunktion in Form eines Deckbandes od. dgl. besitzen, sowie mit einem Stator und mit ein- oder mehrkam-merigen berührungsfreien Dichtungen in Spalträumen zwischen Rotor und Stator, wobei dieLeckage-Durchströmungs-richtung axial ist und die engsten Leckage-Durchtrittsflächen in Ebenen senkrecht zurTurbinen- bzw. Verdichter-Achse entstehen, wobei weiters vor oder in den Kammern mindestens einer Dichtung Strömungsablenker in Form von Umlenkblechen, Rippen, Profilen, Kanälen od. dgl. eingebaut sind und/oder Kanäle vorgesehen sind, die von einem stromauf an einer Stelle mit höherem Druck entnommenen Medium durchströmt werden, wobei die Strömungsablenker bzw. die aus den Mündungen der Kanäle austretenden Mediumstrahlen eine Richtung aufweisen, welche die Umfangskomponente der Spaltströmungsgeschwindigkeit verringert bzw. erhöht, sofern der Schwingungsvektor der selbsterregten Eigenschwingung im Sinne bzw. im Gegensinne der Umfangskomponente der Spaltströmungsgeschwindigkeit umläuft, nach Patent Nr. 391 918, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle als in dem die Drosselelemente der Dichtung tragenden Ring (10; 17) radial oder annähernd radial gerichtete Bohrungen (14) vor dem aktiven Teil (1 lb, 11c...) der Dichtung und nach einem oder mehreren vorgeschalteten Drosselelementen (11a) vorgesehen sind und daß die Abmessungen der Bohrungen (14) und des bzw. der vorgeschalteten Drosselelemente (11a) so gewählt sind, daß der größte Teil des Leckagestromes (Sj bzw. S2) dem Spalt (1) über die Bohrungen zugeführt wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-