CH633350A5 - Anordnung zur abdichtung der stossstelle zwischen zwei statorteileneiner turbomaschine, insbesondere einer gasturbine. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung der Das in Fig. 1 links dargestellte Zentriergehäuse 1 stützt sich

Stossstelle zwischen zwei Statorteilen einer Turbomaschine ge- wärmebeweglich auf dem ersten Leitschaufelkranz 2 der Gas-mäss Oberbegriff von Anspruch 1. turbine ab und geht nach links in den Kühlmantel 3 einer nicht

Zwischen beweglich zueinander angeordneten Statorteilen 25 weiter dargestellten Brennkammer über. Auf dem Umfang des einer Turbomaschine ist im allgemeinen ein Ringspalt vorhan- Mantels des Zentriergehäuses 1 sind Bohrungen 6 vorgesehen, den, der abgedichtet werden muss, um Verluste des innerhalb durch die eine definierte Menge Kühlluft in das Gehäuse 1 ein-der Maschine strömenden Mittels oder ein unerwünschtes Ein- treten kann.

dringen eines die Teile umgebenden, im allgemeinen gasförmi- In der Sollage konzentrisch fluchtend und mit der Stirnflä-

gen Mittels — beispielsweise ein unkontrolliertes Einströmen 30 che planparallel zu derjenigen des Zentriergehäuses 1 liegend von Kühlluft zwischen den Leitschaufelträger und die Strö- schliesst sich in Fig. 1 nach rechts ein Trägergehäuse 4 an, das mungskanalbegrenzung einer Gasturbine - zu verhindern. Wäh- im Bereich der Schaufeln 5 des ersten Laufrades 7 der Turbine rend des Betriebs der Maschine kann der genannte Ringspalt Wärmeschutzsegmente 8 als radialen Abschluss des Strömungs-dabei durch axiale Verschiebungen der beiden Statorteile in ge- kanals für die heissen Verbrennungsgase trägt. In seinem weiter wissen Grenzen breiter oder schmaler werden ; weiterhin kön- 35 stromabwärts gelegenen, nicht dargestellten Teil dient das Tränen die Teile sich radial ausdehnen und zusammenziehen, wobei gergehäuse 4 als Leitschaufelträger für die Leitschaufeln weite-die Aufweitungen und Kontraktionen des Umfangs bei beiden rer Turbinenstufen.

Teilen verschieden sein können. Schliesslich besteht noch die Zwischen den in der geschilderten Weise relativ zueinander

Möglichkeit, dass die Achsen beider Teile sich gegenseitig ver- beweglichen Gehäusen 1 und 4 ist ein Ringspalt 9 vorhanden, setzen oder gegenseitig kippen, so dass sich der Ringspalt längs 40 der abgedichtet werden muss. Erfindungsgemäss sind daher die seines Umfangs in einem Bereich erweitert und einem diametral einander zugewandten Stirnseiten der Gehäuse 1 und 4 an ih-gegenüberüegenden Bereich enger wird. rem äusseren Umfang abgeschrägt, so dass sie einen, zum

Schliesslich sind die Temperaturen der Teile bzw. ihrer Um- Ringspalt 9 abfallenden, V-förmigen Einschnitt bilden. Die abgebung in sehr vielen Fällen so hoch, dass elastomere Dichtma- geschrägten Rächen bilden Dichtflächen 10 und 11, auf denen terialien nicht verwendet werden können. 45 als Dichtelement ein längs seines Umfangs an einer Stelle 18

Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfache Ab- (Fig. 2) geschlitzter Dichtring 12 mit entsprechend angeschräg-dichtung zu schaffen, die bei den geschilderten Änderungen des ten Endflächen 13 aufliegt.

Ringspalts wirksam bleibt und temperaturunempfindlich ist. Der Dichtring 12, der beispielsweise aus einem Stahl mit

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den Merkmalen von geeigneten Materialeigenschaften hinsichtlich Temperaturbe-Anspruch 1 gelöst. 50 ständigkeit und Verwindungsfähigkeit gefertigt ist, ist auf den

Die - durch Abdrehen mit relativ feinem Drehstahl - Dichtflächen 10,11 gehalten durch eine, in einer Hohlkehle 14

zweckmässig relativ glatten Oberflächen der Dicht- bzw. der liegende Schraubenfeder 15, die ihn in Umfangsrichtung um-angeschrägten Endflächen der Statorteile bzw. des Rings erge- spannt. Wie erwähnt, besteht die Aufgabe dieser Feder 15 ben eine für die genannte Maschine ausreichende Abdichtung ; darin, den Dichtring 12 bei Stillstand und beim Anfahren der bei einer Versuchsanordnung sind ausserordentlich kleine Lek- 55 Maschine in dem V-förmigen Einschnitt zu halten. Während des kagen erreicht worden. Ein mehr oder weniger tiefes Einsinken Betriebs wird diese Aufgabe von der — gegenüber dem Inneren des Ringes in den V-förmigen Einschnitt ermöglicht dem Ring, der Gehäuse 1 und 4 — unter Überdruck stehenden Kühlluft Abstandsänderungen der beiden Statorteile in axialer Richtung übernommen.

zu folgen, während er dank seines Schlitzes ein Aufweiten und Die Enden der Schraubenfeder 15 sind durch Ösen 16 (Fig.

Zusammenziehen in radialer Richtung zulässt. Eine vorzugswei- 60 2) mit einem Schlussstück oder Schloss 17 verbunden, das im se Fertigung des Ringes aus Stahl ergibt die notwendige Tem- Bereich des Schlitzes 18 den Ring 14 schliesst und gleichzeitig peraturbeständigkeit und erlaubt darüberhinaus - zusammen eine Abdichtung des Schlitzes 18 nach aussen bewirkt.

mit dem Schlitz -, dass der Ring sich relativ leicht verwindet und Das Schloss 17, das einen haubenartigen Querschnitt hat so auch ungleichmässigen Änderungen des Ringspaltes Rech- (Fig. 5), liegt mit den, ebenfalls angeschrägten Endflächen 19 nung trägt. Eine bei einer bevorzugten Ausführungsform als 65 seiner Schenkel — aussen an die Endflächen 13 des Rings 12 unter Spannung stehendes Element dienende Schraubenfeder anschliessend - gleichfalls auf den Dichtflächen 10 und 11 auf. hat schliesslich die Aufgabe, den Ring in dauerndem Kontakt Auf der - in Fig. 2 linken — Seite ist in eine Nut 20 des mit den Dichtflächen zu halten. Sie ist bei der erwähnten An- Schlosses 17 ein Dichtblech 21 eingeschweisst, das in eine ent-

sprechende Ausnehmung 22 des Ringes 12 nahe seinem linken Ende eingreift. Dieses Dichtblech 21 stellt die Abdichtung des Schlitzes 18 und der Hohlkehle 14 auf der linken Seite der Fig. 2 des Schlitzes 18 dar.

In Fig. 2 ist rechts als Abdichtung ein weiteres Blech 23 in eine Nut 24 des Dichtrings 12 eingeschweisst. Wie Fig. 4 zeigt, ist dieses Blech mit dem äusseren Umfang des Rings 12 bündig, so dass die Basisfläche des haubenartigen Querschnitts des Schlosses 17 auf diesem Blech 23 aufliegt, Schloss 17 und Ring 12 an diesen Seiten jedoch relativ zueinander verschiebbar blei-

3 633 350

ben, damit der abgedichtete Ring 12 einem «Atmen» der Gehäuse 1 und 4 nachgeben kann.

Selbstverständlich ist die Erfindung beispielsweise hinsichtlich des Materials des Dichtrings 12 oder hinsichtlich der 5 Schraubenfeder 15 des Halteelements für den Dichtring 12 nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Es kann bei anderer Anordnung der Stahlring 12 beispielsweise durch ein in sich längselastisches Element - z.B. ein Elastomer - ersetzt sein, wobei unter Umständen die Schraubenfeder 15 vollständig ent-10 behrlich wird.

C

2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

633 350 2 PATENTANSPRÜCHE Wendung der erfindungsgemässen Konstruktion zur Abdichtung

1. Anordnung zur Abdichtung der Stossstelle zwischen zwei des Spaltes zwischen Leitschaufelträger und Strömungskanal ei-Statorteilen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbi- ner Gasturbine nur bei Stillstand und beim Anfahren der Mane, die aus ihrer gegenseitig koaxialen, fluchtenden Soll-Lage schine erfoderlich, da während des Betriebs der Ring durch die auswandernd und unterschiedlichen Wärmedehnungen unter- s Kühlluft in den Einschnitt gepresst wird, die relativ zu den Verworfen sein können, dadurch gekennzeichnet, dass die einander brennungsgasen im Schaufelkanal einen Überdruck aufweist, zugewandten Enden der Statorteile (1,4) an ihrem äusseren Die erforderliche Abdichtung des Schlitzes kann vorteilhaf-Umfang einen Einschnitt aus V-förmig zueinander verlaufenden terweise über ein Schloss erfolgen, das eine Änderung des Ring-Dichtflächen (10,11) bilden, in dem ein an einer Stelle (18) umfangs ermöglicht.

seines Umfangs geschlitzter, verwindungsfähiger Ring (12) mit io Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh-entsprechend an ihrem inneren Umfang angeschrägten Endflä- rungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher er-chen (13) gleitend gelagert ist, und dass ferner der Ring (12) läutert.

durch ein in Umfangsrichtung unter Spannung stehendes Eie- Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt I-I von Fig. 2 eine Stossstel-

ment (14) auf den Dichtflächen (10,11) gehalten ist. le zwischen einem Zentriergehäuse im Bereich der ersten Leit-

2. Anordnimg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, is schaufei und der Schaufelkanalbegrenzung für die erste Lauf-dass der Schlitz (18) des Rings (12) durch ein Schloss (17), schaufei einer Gasturbine.

überbrückt und abgedichtet ist, das sowohl eine Erweiterung als Fig. 2 ist der Schnitt II-II von Fig. 1 im Bereich des den auch Verringerung des Ringumfangs ermöglicht. Schlitz des Ringes überbrückenden Schlosses, während

Fig.

3-5 die Schnitte III-III bis V-V von Fig. 2 wiedergeben 2o und ein Beispiel für die Abdichtung des Ringschlitzes in Umfangsrichtung zeigen.