CH701997B1 - Turbomaschine mit einer Wabendichtung. - Google Patents
Turbomaschine mit einer Wabendichtung. Download PDFInfo
- Publication number
- CH701997B1 CH701997B1 CH01621/10A CH16212010A CH701997B1 CH 701997 B1 CH701997 B1 CH 701997B1 CH 01621/10 A CH01621/10 A CH 01621/10A CH 16212010 A CH16212010 A CH 16212010A CH 701997 B1 CH701997 B1 CH 701997B1
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- tip portion
- turbomachine
- zone
- turbine
- compressor
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N lawrencium atom Chemical compound [Lr] CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
- F01D11/127—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with a deformable or crushable structure, e.g. honeycomb
-
- 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
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/30—Arrangement of components
- F05D2250/32—Arrangement of components according to their shape
-
- 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
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/70—Shape
- F05D2250/71—Shape curved
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/4932—Turbomachine making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Eine Turbomaschine weist ein Gehäuse mit einer inneren Oberfläche (38), einen Verdichter, eine Turbine (10) und ein umlaufendes Teil (12) mit einer Anzahl Schaufelelementen auf, die als Teil des Verdichters und/oder der Turbine ausgebildet sind. Jedes der mehreren Schaufelelemente weist einen Sockelteil (44) und einen Spitzenteil (45) auf. Die Turbomaschine verfügt ausserdem über ein Wabendichtungselement (50), das an der inneren Oberfläche (38) des Gehäuses dem umlaufenden Teil (12) benachbart angeordnet ist. Das Wabendichtungselement (50) weist eine der Kontur des Spitzenteils des jeweiligen Schaufelelements angepasste Oberfläche mit einer darin ausgebildeten Deformationszone auf. Die Deformationszone weist eine Einlasszone und eine Auslasszone auf. Die Einlasszone liegt in einem ersten Abstand von dem Spitzenteil (45) jedes der mehreren Schaufelelemente, während die Auslasszone in einem zweiten Abstand von dem Spitzenteil (45) der mehreren Schaufelelemente angeordnet ist. Der zweite Abstand ist im Wesentlichen gleich oder kleiner als der erste Abstand.
Description
Beschreibung Hintergrund der Erfindung
[0001 ] Die Erfindung bezieht sich auf eine Turbomaschine mit einer Wabendichtung.
[0002] Turbomaschinen weisen typischerweise einen Verdichter auf, der betriebsmässig mit einer Turbine gekuppelt ist. Ausserdem verfügen Turbomaschinen über eine Brennkammer, die Brennstoff und Luft aufnimmt, die miteinander vermischt und zur Erzeugung heisser Gase gezündet werden. Die heissen Gase werden dann unmittelbar auf Turbinenschaufeln in der Turbine geleitet. Wärmeenergie von den heissen Gasen erteilt den Turbinenschaufeln eine sie in Umdrehung versetzende Kraft, wodurch mechanische Energie erzeugt wird. Die Turbinenschaufeln weisen Endteile auf, die in unmittelbarer Nähe eines Stators umlaufen. Je näher die Spitzenteile der Turbinenschaufel an dem Stator stehen, umso geringer ist der Energieverlust. Das bedeutet, dass eine Verringerung der Menge heisser Gase, die zwischen den Spitzenteilen der Turbinenschaufeln und dem Stator durchströmen, sicherstellt, dass ein grösserer Anteil der Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird.
[0003] Wenn der Spalt zwischen den Spitzenteilen und der Innenoberfläche des Turbinengehäuses verhältnismässig gross ist, entweicht ein hochenergetischer Mediumstrom, ohne irgendwelche nützliche Energie beim Betrieb der Turbine zu erzeugen. Der entweichende Mediumstrom bildet einen Spitzenspaltverlust und ist eine Hauptquelle für Verluste in der Turbine. Beispielsweise können in einigen Fällen die spitzen Spaltverluste bis zu 20-25% der Gesamtverluste in einer Turbinenstufe ausmachen. Es ist der vorliegenden Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Turbomaschine zu schaffen, mit der ein möglichst verminderter Spitzenspaltverlust erreicht werden kann.
Kurze Beschreibung der Erfindung
[0004] Gemäss der Erfindung nach Anspruch 1 weist eine Turbomaschine ein Gehäuse mit einer inneren Oberfläche, einem in dem Gehäuse angeordneten Verdichter, eine Turbine, die in dem Gehäuse angeordnet und mit dem Verdichter betriebsmässig gekuppelt ist und ein umlaufendes Element auf, das eine Anzahl Schaufelelemente umfasst, die als Teile entweder des Verdichters oder der Turbine ausgelegt sind. Jedes der mehreren Schaufelelemente weist einen Sockelteil und einen Spitzenteil (Kopf) auf. Die Turbomaschine weist ausserdem ein Wabendichtungselement auf, das an der Innenoberfläche des Gehäuses an das umlaufende Element angrenzend angeordnet ist. Das Wabendichtelement weist eine der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepasste Oberfläche mit einer Deformationszone auf, die durch den Spitzenteil jedes der mehreren Schaufelelemente geformt ist. Die Deformationszone verfügt über eine Einlasszone und eine Auslasszone. Die Einlasszone nimmt einen Luftstrom von einem strömungsaufwärtigen Ende entweder des Verdichters oder der Turbine auf, und die Auslasszone ist dazu ausgelegt und so angeordnet, dass der Luftstrom zu einem strömungsabwärtigen Ende des Verdichters bzw. der Turbine strömt. Die Einlasszone ist in einem ersten Abstand von dem Spitzenteil jedes der mehreren Schaufelelemente angeordnet, während die Auslasszone in einem zweiten Abstand von dem Spitzenteil jedes der mehreren Schaufelelemente angeordnet ist. Der zweite Abstand ist im Wesentlichen gleich oder kleiner als der erste Abstand, derart, dass der von der Deformationszone abströmende Luftstrom im Wesentlichen frei von Turbulenzen ist.
[0005] Es wird ein Verfahren zum Abdichten eines Spaltes offenbart, jedoch nicht beansprucht, zwischen einem Spitzenteil eines Schaufelelements und einer inneren Oberfläche eines Turbomaschinengehäuses das Anbringen eines Wabendichtungselements mit einer der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche an der inneren Oberfläche des Turbomaschinengehäuses und das Umlaufenlassen mehrerer Schaufelelemente, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei jedes der mehreren Schaufelelemente einen Sockelteil und einen Spitzenteil aufweist. Das Verfahren beinhaltet ausserdem das Ausbilden einer Deformationszone in der der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche des Wabendichtungselements mit dem Spitzenteil der mehreren Schaufelelemente, wobei die Deformationszone eine Einlasszone und eine Auslasszone aufweist und das Einströmenlassen eines Luftstroms in die der Deformationszone, wobei die Einlasszone in einem ersten Abstand von dem Spitzenteil jedes der mehreren Schaufelelemente liegt. Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Ableiten des Luftstroms von der Auslasszone der Deformationszone, wobei die Auslasszone in einem zweiten Abstand von dem Spitzenteil jedes der mehreren Schaufelelemente liegt. Der zweite Abstand ist im Wesentlichen gleich oder kleiner als der erste Abstand, zwecks Verringerung von Wechselwirkungen zwischen dem von der Deformationszone abströmenden Spitzenspalt-Luftstrom und einem durch den Verdichter oder die Turbine strömenden Hauptstrom und somit der von der Deformationszone abströmende Luftstrom im Wesentlichen frei von Turbulenzen ist.
[0006] Diese und andere Vorteile und Merkmale finden ihre eingehendere Erläuterung in der nachfolgenden Beschreibung, im Zusammenhang mit der Zeichnung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0007] Die erfindungsgemässe Turbomaschine ist insbesondere in den Patentansprüchen am Ende der Beschreibung dargelegt und im Einzelnen beansprucht. Das Vorstehende und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung, in der bedeuten:
2 Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht einer Turbomaschine, die eine Wabendichtung mit einer der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche gemäss einer beispielhaften Ausführungsform aufweist;
Fig. 2 ist eine schematische Teilansicht eines Turbinenteils der Turbomaschine nach Fig. 1 ;
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung der in dem Turbinenteil der Turbomaschine angeordneten Wabendichtung gemäss einem Merkmal der beispielhaften Ausführungsform;
Fig. 4 ist eine geschnittene Seitenansicht der Wabendichtung vor der Ausbildung einer Deformationszone in der der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche;
Fig. 5 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Wabendichtung gemäss einem anderen Gesichtspunkt der beispielhaften Ausführungsform, vor der Ausbildung einer Deformationszone in der der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche;
Fig. 6 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Wabendichtung gemäss einem weiteren Gesichtspunkt der beispielhaften Ausführungsform, vor der Ausbildung einer Deformationszone in der der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche; und
Fig. 7 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Wabendichtung gemäss einem noch anderen Gesichtspunkt einer beispielhaften Ausführungsform, vor der Ausbildung einer Deformationszone in der der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche.
[0008] Die detaillierte Beschreibung erläutert beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0009] Bezug nehmend auf die Fig. 1 und 2 ist eine gemäss einer beispielhaften Ausführungsform konstruierte Turbomaschine allgemein mit 2 bezeichnet. Die Turbomaschine 2 weist ein Gehäuse 3 auf, in dem ein Verdichter 4 angeordnet ist. Der Verdichter 4 ist mit einer Turbine 10 über eine gemeinsame Verdichter/Turbinenwelle oder Rotor 12 gekuppelt. Der Verdichter 4 ist mit der Turbine 10 auch durch mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Brennkammern verkettet, von dem eine bei 17 angedeutet ist. Bei der dargestellten beispielhaften Ausführungsform weist die Turbine 10 umlaufende Elemente oder Räder 20-22 einer ersten, zweiten und dritten Stufe auf, die jeweils eine zugeordnete Anzahl Schaufelelemente oder Laufschaufeln 28-30 tragen. Die Räder 20-22 und die Laufschaufeln 28-30 bilden zusammen mit den entsprechenden Leitschaufeln 33-35 verschiedene Stufen der Turbine 10. Bei dieser Anordnung laufen Laufschaufeln 28-30 in unmittelbarer Nähe einer Innenoberfläche 38 des Gehäuses 3 um.
[0010] Bei der dargestellten beispielhaften Ausführungsform sind an der Innenoberfläche 38 mehrere Mantelringelemente angebracht, von denen eines mit 40 bezeichnet ist. Wie im Einzelnen noch erläutert werden wird, begrenzt ein Mantelringelement 40 jeweils einen Strömungsweg für Hochdruckgase, die über Laufschaufeln 28-30 strömen. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass jede Laufschaufel 28-30 gleich ausgebildet ist, sodass eine nachfolgende detaillierte Beschreibung bezüglich einer Laufschaufel 28 so zu verstehen ist, dass die restlichen Laufschaufeln 28-30 jeweils einen entsprechenden Aufbau aufweisen. Wie dargestellt, weist eine Laufschaufel 28 einen ersten Teil oder Sockelteil 44 auf, der sich zu einem zweiten Teil oder Spitzenteil 45 mit einem Vorsprung 47 erstreckt. Heissgase aus der Brennkammer 17 strömen längs der inneren Oberfläche 48 über den jeweiligen Spitzenteil 45 der Laufschaufeln 28-30. Um eine ordnungsgemässe Strömung sicherzustellen, ist ein Wabendichtungselement 50 an dem Mantelringelelement 40 anschliessend an das Spitzenteil 45 der jeweiligen Laufschaufel 28 angeordnet. Es versteht sich, dass naturgemäss weitere (nicht eigens bezeichnete) Wabendichtungselemente anschliessend an die restlichen Laufschaufeln 29-30 angeordnet sind.
[0011 ] Wie in Fig. 3 dargestellt, weist das Wabendichtungselement 50 einen Hauptkörper 60 mit einer ersten Oberfläche 62 auf, die sich zu einer zweiten der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche 63 über einen Zwischenabschnitt 64 erstreckt. Das Wabendichtungselement 50 ist aus einem leicht verformbaren Material gebildet. Bei dieser Anordnung bewirkt der Betrieb der Turbine 10, dass ein Vorsprung 47 auf jeder Laufschaufel 28 eine Deformationszone oder Nut 70 über das Wabendichtungselement 50 hinweg erzeugt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Bei der veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform weist die Deformationszone 70 eine Einlasszone 72 und eine Auslasszone 73 auf. Die Einlasszone 72 empfängt einen Spitzenspaltleckageluftstrom 74 von einem strömungsaufwärtigen Ende der Turbine 10, während die Auslasszone so ausgebildet ist, dass der Luftstrom zu einem strömungsabwärtigen Ende der Turbine 10, z.B. zu der zweiten und der dritten Stufe hinströmt. Die Einlasszone 72 liegt in einem ersten Abstand H von dem Spitzenteil 45 der jeweiligen Laufschaufel 28, während die Auslasszone 73 in einem zweiten Abstand Z von dem Spitzenteil 45 der Laufschaufel 28 sich befindet. Gemäss der beispielhaften Ausführungsform ist der zweite Abstand Z im Wesentlichen gleich oder kleiner als der erste Abstand H, derart, dass der Spitzenspaltleckageluftstrom 74, der über den Spitzenteil 45 strömt und aus der Auslasszone 73 austritt, im Wesentlichen frei von Turbulenzen ist, die durch Wechselwirkungen mit anderen Strömungen hervorgerufen werden. Das heisst, dadurch, dass die der Kontur des Spitzenteils des
3 Schaufelelements angepasste Oberfläche 63 auf dem Hauptkörper 60 vorgesehen ist, trifft der Luftstrom auf der Wabendichtung nicht auf Oberflächen, die Turbulenzen am Spitzenteil 45 hervorrufen würden. Durch die turbulenzfreie Ausbildung des Spitzenspaltluftstroms 74 werden Wechselwirkungen zwischen einem Hauptluftstrom 75 und dem Spitzenspalt- oder Leckageluftstrom 74 verringert, und der Betrieb der Turbomaschine 2 wird verbessert.
[0012] Fig. 5 veranschaulicht ein Wabendichtungselement 84, das gemäss einem anderen Gesichtspunkt der beispielhaften Ausführungsform gestaltet ist. Das Dichtungselement 84 weist einen Hauptkörper 86 mit einer ersten Oberfläche 88 auf, die sich über einen Zwischenabschnitt 90 zu einer zweiten der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche 89 erstreckt. Die zweite der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepasste oder Formoberfläche 89 ist im Wesentlichen linear und weist einen ersten Abschnitt 92 auf, der sich über einen Stufenabschnitt 94 zu einem zweiten Abschnitt 93 erstreckt. Unter «im Wesentlichen linear» ist zu verstehen, dass die der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepasste Oberfläche 89 Teile aufweist, die nicht gekrümmt sind. Die Teile, die nicht gekrümmt sind, können sich jedoch jeweils unter einem Winkel zueinander erstrecken. Wie dargestellt, erstreckt sich der Stufenabschnitt 94 im Wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten Abschnitt 92 und dem zweiten Abschnitt 93. Unter dem «Wesentlichen rechtwinklig» ist zu verstehen, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt im Wesentlichen unter 90 Grad, +/-10 Grad, zueinander angeordnet sind. Bei dieser Anordnung bildet sich beim Betrieb der Turbine 10 eine Deformationszone 96 bei dem Stufenabschnitt 94 aus. Das bedeutet, dass bei umlaufenden Laufschaufeln 28 Vorsprünge 47 auf den Stufenabschnitt 94 auftreffen und eine Deformationszone 96 ausbilden. In einer ähnlichen Weise, wie bereits beschrieben, weist die Deformationszone 96 eine Einlasszone 98 auf, die sich zu einer Auslasszone 99 erstreckt. Die Einlasszone 98 liegt in einem ersten Abstand H von dem Spitzenteil 45, während die Auslasszone 99 in einem zweiten Abstand Z von dem Spitzenteil 45 sich befindet. Wie dargestellt, ist der zweite Abstand Z kleiner oder im Wesentlichen gleich wie der erste Abstand H, sodass der von der Auslasszone 99 austretende Luftstrom in ähnlicher Weise wie bereits beschrieben im Wesentlichen frei von Turbulenzen bleibt.
[0013] Fig. 6 veranschaulicht ein Dichtungselement 103, das gemäss einem weiteren Gesichtspunkt der beispielhaften Ausführungsform aufgebaut ist. Das Dichtungselement 103 weist einen Hauptkörper 105 mit einer ersten Oberfläche 107 auf, die sich über einen Zwischenabschnitt 109 zu einer zweiten Formoberfläche 108 erstreckt. Die erste Oberfläche 107 beinhaltet einen ersten Abschnitt 1 1 1 , der sich über einen Stufenabschnitt 1 13 zu einem zweiten Abschnitt 1 12 erstreckt. Der Stufenabschnitt 1 13 ist bezüglich des ersten und des zweiten Abschnittes 1 1 1 bzw. 112 im Wesentlichen rechtwinklig angeordnet, um so eine Trennstelle zwischen zu der innen liegenden Oberfläche 38 der Turbine 10 zu verbessern. In ähnlicher Weise wie bereits beschrieben, weist die zweite der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepasste Oberfläche 108 einen ersten Abschnitt 1 15 auf, der sich über einen Stufenabschnitt 1 17 zu einem zweiten Abschnitt 1 16 erstreckt. Der Stufenabschnitt 1 17 ist im Wesentlichen rechtwinklig bezüglich des ersten und zweiten Abschnitts 1 15 bzw. 1 16 angeordnet. Bei dieser Anordnung bewirkt der Betrieb der Turbine 10, dass Vorsprünge 47 der Laufschaufeln 28 bei dem Stufenabschnitt 1 17 auftreffen und eine Deformationszone 1 18 ausbilden. Die Deformationszone 1 18 weist eine Einlasszone 121 und eine Auslasszone 122 auf. Die Einlasszone 121 liegt in einem ersten Abstand H von dem jeweiligen Spitzenteil 45, während die Auslasszone 122 sich in einem zweiten Abstand Z von dem Spitzenteil 45 befindet. Der zweite Abstand Z ist im Wesentlichen gleich oder kleiner als der erste Abstand H, derart, dass ein den Spitzenteil 45 überquerender und aus der Auslasszone 122 austretender Luftstrom im Wesentlich frei von Turbulenzen bleibt.
[0014] Fig. 7 veranschaulicht ein Dichtungselement 128, das gemäss einem noch anderen Gesichtspunkt der beispielhaften Ausführungsform aufgebaut ist. Das Dichtungselement 128 weist einen Hauptkörper 130 mit einer ersten Oberfläche 132 auf, die sich über einen Zwischenabschnitt 134 zu einer zweiten der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepassten Oberfläche 133 erstreckt. Die zweite der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepasste Oberfläche 133 ist unter einem Winkel derart angeordnet, dass sie sich längs einer Ebene erstreckt, die im Wesentlichen parallel zu einer durch den jeweiligen Spitzenteil 45 definierten Ebene verläuft. In ähnlicher Weise wie bereits im Vorstehenden beschrieben, bewirkt der Betrieb der Turbomaschine 2, dass der jeweilige Vorsprung 47 auf das Wabendichtungselement 128 auftrifft und dieses verformt, derart, dass eine Deformationszone 137 mit einer Einlasszone 140 und einer Auslasszone 141 ausgebildet wird. Die Einlasszone 140 liegt in einem ersten Abstand H von dem jeweiligen Spitzenteil 45, während die Auslasszone 141 in einem zweiten Abstand Z von dem Spitzenteil 45 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist der zweite Abstand Z im Wesentlichen gleich oder kleiner als der erste Abstand H, sodass ein über die Einlasszone 140 in die Deformationszone 137 eintretender Luftstrom aus der Auslasszone 141 austritt und dabei im Wesentlichen frei von Turbulenzen bleibt. Das heisst, die spezielle Umrissgestalt oder der Winkel, die bzw. der bei der zweiten Oberfläche 133 vorgesehen ist, stellt sicher, dass es kein Hindernis gibt, das eine Turbulenz bei der Auslasszone 141 erzeugen würde.
[0015] An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass das gemäss einer beispielhaften Ausführungsform konstruierte Wabendichtungselement eine leicht verformbare Dichtung zwischen Spitzenteilen umlaufender Laufschaufelelemente und einer innen liegenden Oberfläche der Turbomaschine schafft. Die der Kontur des Spitzenteils des Schaufelelements angepasste Oberfläche auf dem Wabendichtungselement stellt sicher, dass ein Luftstrom, der über an den Spitzenteilen der Schaufelelemente ausgebildete Vorsprünge strömt, im Wesentlichen frei von Turbulenzen bleibt. Das heisst, dass die Umrissgestalt keine Hindernisse beinhaltet, die den Luftstrom beeinträchtigen und Turbulenzen erzeugt würden. Dadurch, dass sichergestellt ist, dass der Luftstrom frei von Turbulenzen bleibt, wird der Betrieb der Turbomaschine 2 verbessert.
4 Bezugszeichenliste
5
Claims (8)
107 erste Oberfläche
111 erster Abschnitt (107)
112
113 zweiter Abschnitt (107) Stufenabschnitt (107)
115 erster Abschnitt (108)
116
117 zweiter Abschnitt (108) Stufenabschnitt (108)
132 erste Oberfläche
Patentansprüche
1. Turbomaschine (2) die aufweist: ein Gehäuse (3) mit einer inneren Oberfläche (38); einen Verdichter (4), der in dem Gehäuse (3) angeordnet ist; eine Turbine (10), die in dem Gehäuse (3) angeordnet und mit dem Verdichter (4) betriebsmässig gekuppelt ist; ein umlaufendes Teil (12) mit einer Anzahl Schaufelelemente (8, 14), die jeweils als Teil des Verdichters (4) oder der Turbine (10) ausgelegt sind, wobei jedes der mehreren Schaufelelemente (8, 14) einen Sockelteil (44) und einen Spitzenteil (45) aufweist; ein Wabendichtungselement (50), das an der inneren Oberfläche (38) des Gehäuses (3), gegenüber dem Spitzenteil (45) eines Schaufelelements (8, 14) angebracht ist, wobei das Wabendichtungselement (50) eine der Kontur des Spitzenteils (45) des Schaufelelements (8, 14) angepasste Oberfläche (63, 89, 108, 133) mit einer Deformationszone (70, 96, 1 19, 137) aufweist, die durch den Spitzenteil (45) jedes der mehreren Schaufelelemente (8, 14) geformt ist, wobei die Deformationszone (70, 96, 1 19, 137) eine Einlasszone (72, 98, 121 , 140) und eine Auslasszone (73, 99, 122, 141 ) aufweist, die Einlasszone (72, 98, 121 , 140) einen Spitzenspalt-Luftstrom von einem strömungsaufwärtigen Ende des Verdichters oder der Turbine (10) empfängt und die Auslasszone (73, 99, 122, 141 ) so geformt und angeordnet ist, dass sie den Spitzenspalt-Luftstrom zu einem strömungsabwärtigen Ende des Verdichters oder der Turbine (10) leitet, die Einlasszone (72, 98, 121 , 140) in einem ersten Abstand von dem Spitzenteil (45) jeder der mehreren Schaufelelemente (8, 14) liegt und die Auslasszone (73, 99, 122, 141 ) in einem zweiten Abstand von dem Spitzenteil (45) jedes der mehreren Schaufelelemente (8, 14) sich befindet, wobei der zweite Abstand im Wesentlichen gleich oder kleiner ist als der erste Abstand zwecks Verringerung von Wechselwirkungen zwischen dem von der Deformationszone (70, 96, 1 19, 137) abströmenden Spitzenspalt-Luftstrom und einem durch den Verdichter oder die Turbine strömenden Hauptstrom.
2. Turbomaschine (2) nach Anspruch 1 , bei der die der Kontur des Spitzenteils (45) angepasste Oberfläche (63, 89, 108, 133) des Wabendichtungselements (50) mit der Deformationszone (70, 96, 1 19, 137) eine gekrümmte Oberfläche ist.
3. Turbomaschine (2) nach Anspruch 1 , bei der die der Kontur des Spitzenteils (45) angepasste Oberfläche (63, 89, 108, 133) mit der Deformationszone (70, 96, 1 19, 137) eine im Wesentlichen in der Längsrichtung der Turbomaschine (2) gerade verlaufende Oberfläche (89, 108, 133) ist.
4. Turbomaschine (2) nach Anspruch 3, bei der die im Wesentlichen in der Längsrichtung der Turbomaschine (2) gerade verlaufende Oberfläche (133) sich im Wesentlichen parallel zur Oberkante des Spitzenteils (45) des jeweiligen Schaufelelements (8, 14) erstreckt.
5. Turbomaschine (2) nach Anspruch 3, bei der die im Wesentlichen in der Längsrichtung der Turbomaschine (2) gerade verlaufende Oberfläche (89, 108) einen ersten Abschnitt (92, 1 15), einen zweiten Abschnitt (93, 1 16) und zusätzlich einen Stufenabschnitt (94, 1 17) aufweist, wobei der Stufenabschnitt (94, 1 17) zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (99, 93, 1 15, 1 16) angeordnet ist.
6. Turbomaschine (2) nach Anspruch 5, bei der der Stufenabschnitt (94, 1 17) sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten und zweiten Abschnitt (92, 93, 1 15, 1 16) erstreckt.
7. Turbomaschine (2) nach Anspruch 1 , die ausserdem aufweist: ein Mantelringelement (40), das an der inneren Oberfläche (38) des Gehäuses (3) dem umlaufenden Teil (12) benachbart angeordnet ist, wobei das Wabendichtungselement (50) an dem Mantelringelement (40) angebracht ist.
8. Turbomaschine (2) nach Anspruch 1 , bei der das Spitzenteil (45) des jeweiligen Schaufelelements (8, 14) einen Vorsprung (47) aufweist, wobei der Vorsprung (47) die Deformationszone (70, 96, 1 19, 137) in der der Kontur des Spitzenteils (45) angepassten Oberfläche (63, 89, 108, 133) des Wabendichtungselement (50) zusätzlich bildet.
6
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/576,345 US8608424B2 (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Contoured honeycomb seal for a turbomachine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH701997A2 CH701997A2 (de) | 2011-04-15 |
CH701997A8 CH701997A8 (de) | 2011-06-30 |
CH701997B1 true CH701997B1 (de) | 2015-03-13 |
Family
ID=43734736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH01621/10A CH701997B1 (de) | 2009-10-09 | 2010-10-04 | Turbomaschine mit einer Wabendichtung. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8608424B2 (de) |
JP (1) | JP5586407B2 (de) |
CN (1) | CN102042044B (de) |
CH (1) | CH701997B1 (de) |
DE (1) | DE102010037692A1 (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130017071A1 (en) * | 2011-07-13 | 2013-01-17 | General Electric Company | Foam structure, a process of fabricating a foam structure and a turbine including a foam structure |
US9080459B2 (en) | 2012-01-03 | 2015-07-14 | General Electric Company | Forward step honeycomb seal for turbine shroud |
US9097136B2 (en) | 2012-01-03 | 2015-08-04 | General Electric Company | Contoured honeycomb seal for turbine shroud |
US9151174B2 (en) * | 2012-03-09 | 2015-10-06 | General Electric Company | Sealing assembly for use in a rotary machine and methods for assembling a rotary machine |
US9829007B2 (en) | 2014-05-23 | 2017-11-28 | General Electric Company | Turbine sealing system |
US20160319690A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | General Electric Company | Additive manufacturing methods for turbine shroud seal structures |
US20170211407A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | General Electric Company | Flow alignment devices to improve diffuser performance |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1423833A (en) * | 1972-04-20 | 1976-02-04 | Rolls Royce | Rotor blades for fluid flow machines |
FR2452601A1 (fr) * | 1979-03-30 | 1980-10-24 | Snecma | Support amovible de revetement d'etancheite pour carter de soufflante de turboreacteur |
US4512712A (en) * | 1983-08-01 | 1985-04-23 | United Technologies Corporation | Turbine stator assembly |
FR2552159B1 (fr) * | 1983-09-21 | 1987-07-10 | Snecma | Dispositif de liaison et d'etancheite de secteurs d'aubes de stator de turbine |
US4867639A (en) * | 1987-09-22 | 1989-09-19 | Allied-Signal Inc. | Abradable shroud coating |
US4897021A (en) * | 1988-06-02 | 1990-01-30 | United Technologies Corporation | Stator vane asssembly for an axial flow rotary machine |
GB2236147B (en) * | 1989-08-24 | 1993-05-12 | Rolls Royce Plc | Gas turbine engine with turbine tip clearance control device and method of operation |
IE67360B1 (en) * | 1990-09-25 | 1996-03-20 | United Technologies Corp | Apparatus and method for a stator assembly of a rotary machine |
GB2249356B (en) * | 1990-11-01 | 1995-01-18 | Rolls Royce Plc | Shroud liners |
DE59202211D1 (de) * | 1991-08-08 | 1995-06-22 | Asea Brown Boveri | Deckblatt für axialdurchströmte Turbine. |
EP0536575B1 (de) * | 1991-10-08 | 1995-04-05 | Asea Brown Boveri Ag | Deckband für axialdurchströmte Turbine |
JPH10266804A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | チップシュラウド翼キャビティ |
US6120242A (en) * | 1998-11-13 | 2000-09-19 | General Electric Company | Blade containing turbine shroud |
US6254345B1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-07-03 | General Electric Company | Internally cooled blade tip shroud |
US6341938B1 (en) * | 2000-03-10 | 2002-01-29 | General Electric Company | Methods and apparatus for minimizing thermal gradients within turbine shrouds |
US6652226B2 (en) * | 2001-02-09 | 2003-11-25 | General Electric Co. | Methods and apparatus for reducing seal teeth wear |
JP2002285802A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Toshiba Corp | 回転機械のラビリンスシール装置 |
JP2003106107A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タービン |
FR2835563B1 (fr) * | 2002-02-07 | 2004-04-02 | Snecma Moteurs | Agencement d'accrochage de secteurs en arc de cercle de distributeur porteur d'aubes |
GB0218060D0 (en) * | 2002-08-03 | 2002-09-11 | Alstom Switzerland Ltd | Sealing arrangements |
US7186078B2 (en) * | 2003-07-04 | 2007-03-06 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Turbine shroud segment |
JP4269829B2 (ja) * | 2003-07-04 | 2009-05-27 | 株式会社Ihi | シュラウドセグメント |
JP4285134B2 (ja) * | 2003-07-04 | 2009-06-24 | 株式会社Ihi | シュラウドセグメント |
US7255531B2 (en) * | 2003-12-17 | 2007-08-14 | Watson Cogeneration Company | Gas turbine tip shroud rails |
US7334984B1 (en) * | 2003-12-24 | 2008-02-26 | Heico Corporation | Turbine shroud assembly with enhanced blade containment capabilities |
GB0411850D0 (en) * | 2004-05-27 | 2004-06-30 | Rolls Royce Plc | Spacing arrangement |
US7147429B2 (en) * | 2004-09-16 | 2006-12-12 | General Electric Company | Turbine assembly and turbine shroud therefor |
FR2899274B1 (fr) * | 2006-03-30 | 2012-08-17 | Snecma | Dispositif de fixation de secteurs d'anneau autour d'une roue de turbine d'une turbomachine |
US20090014964A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Siemens Power Generation, Inc. | Angled honeycomb seal between turbine rotors and turbine stators in a turbine engine |
-
2009
- 2009-10-09 US US12/576,345 patent/US8608424B2/en active Active
-
2010
- 2010-09-21 DE DE102010037692A patent/DE102010037692A1/de active Pending
- 2010-10-04 CH CH01621/10A patent/CH701997B1/de not_active IP Right Cessation
- 2010-10-07 JP JP2010227156A patent/JP5586407B2/ja active Active
- 2010-10-09 CN CN201010518186.1A patent/CN102042044B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5586407B2 (ja) | 2014-09-10 |
DE102010037692A1 (de) | 2011-04-14 |
JP2011080469A (ja) | 2011-04-21 |
CH701997A8 (de) | 2011-06-30 |
US8608424B2 (en) | 2013-12-17 |
CN102042044B (zh) | 2016-03-30 |
CN102042044A (zh) | 2011-05-04 |
US20110085893A1 (en) | 2011-04-14 |
CH701997A2 (de) | 2011-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE602004006922T2 (de) | Leitschaufelanordnung für ein Gasturbinentriebwerk | |
DE102010017489B4 (de) | Turbinenmaschine mit einem Wirbelvorsprung an einer umlaufenden Komponente | |
DE102011053930B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung von Plattformabschnitten von Turbinenrotorschaufeln | |
CH701997B1 (de) | Turbomaschine mit einer Wabendichtung. | |
EP1706597B1 (de) | Strömungsmaschine mit einem axial verschiebbaren rotor | |
DE102016124151A1 (de) | Turbomaschine und Turbinenlaufschaufel für diese | |
CH703151B1 (de) | Baugruppe in einer Turbomaschine, Turbomaschine und Verfahren. | |
DE102012013160A1 (de) | Labyrinthdichtungen | |
DE102016124148A1 (de) | Turbomaschine und Turbinenleitapparat dafür | |
DE102011054586A1 (de) | Dichtungsanordnung für eine Turbomaschine | |
DE102014100827A1 (de) | Turbomaschinenschaufelanordnung | |
DE102015101156A1 (de) | Laufschaufel mit hoher Sehnenlänge, zwei Teilspannweiten-Dämpferelementen und gekrümmtem Schwalbenschwanz | |
DE102014100239A1 (de) | Systeme und Verfahren für ein Verbundstoffschaufelblatt mit Hohlkehlenübergang | |
DE102014115402A1 (de) | Übergangskanalanordnung mit modifizierter Hinterkante in einem Turbinensystem | |
DE102016124152A1 (de) | Turbomaschine und Turbinenlaufschaufel für diese | |
DE102015122928A1 (de) | Gasturbinendichtung | |
DE102014114555A1 (de) | Verriegelnde Abstandshalteranordnung | |
EP3064706A1 (de) | Leitschaufelreihe für eine axial durchströmte Strömungsmaschine | |
DE102012100660A1 (de) | Turbinenschaufel zur Verwendung in Gasturbinen und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE3507578A1 (de) | Turbinenlaufschaufel ohne deckband | |
DE102016123767A1 (de) | Turbomaschine und Turbinenleitschaufel für diese | |
DE102011053702A1 (de) | Turbinenschaufelblatt und Verfahren zur Kühlung eines Turbinenschaufelblattes | |
DE102015112835A1 (de) | Turbinenschaufel-Spannweitenmittendeckband | |
DE102016124432A1 (de) | System und Verfahren zur Verwendung von Zielmerkmalen bei der Formung von Einlassdurchgängen in einem Mikrokanalkreislauf | |
DE102020103898A1 (de) | Gasturbinenschaufel zur Wiederverwendung von Kühlluft und Turbomaschinenanordnung und damit versehene Gasturbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PK | Correction |
Free format text: ERFINDER BERICHTIGT. |
|
NV | New agent |
Representative=s name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH GLOBAL PATENT, CH |
|
PL | Patent ceased |