CH701997B1 - Turbomaschine mit einer Wabendichtung. - Google Patents

Turbomaschine mit einer Wabendichtung. Download PDF

Info

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
Application number
CH01621/10A
Other languages
English (en)
Other versions
CH701997A8 (de
CH701997A2 (de
Inventor
Sanjeev Kumar Jain
Sachin Kumar Rai
Rajnikumar Nandalal Suthar
Joshy John
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of CH701997A2 publication Critical patent/CH701997A2/de
Publication of CH701997A8 publication Critical patent/CH701997A8/de
Publication of CH701997B1 publication Critical patent/CH701997B1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12Preventing 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
    • F01D11/127Preventing 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/30Arrangement of components
    • F05D2250/32Arrangement of components according to their shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/70Shape
    • F05D2250/71Shape curved
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316Impeller making
    • Y10T29/4932Turbomachine 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
CH01621/10A 2009-10-09 2010-10-04 Turbomaschine mit einer Wabendichtung. CH701997B1 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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