DE102007019952A1

DE102007019952A1 - Turbine for turbo-machine, especially a gas turbine, has drive blade rim downstream of drive blade rim with rotor base body of outer diameter smaller than inner diameter of rotor-side sealing element between them

Info

Publication number: DE102007019952A1
Application number: DE200710019952
Authority: DE
Inventors: Alexander Böck
Original assignee: MTU Aero Engines GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-10-30

Abstract

The turbine has a rotor and a stator, whereby the rotor has at least two rotor-side drive blade rims (10-12) in sequence in the axial direction and each drive blade rim that is positioned downstream of a drive blade rim with a rotor base body (16) with an outer diameter that is smaller than an inner diameter of a rotor-side sealing element (22) that is arranged between them.

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbine einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a turbine of a turbomachine, in particular a gas turbine, according to the preamble of patent claim 1.

Turbomaschinen, wie z. B. Gasturbinen, verfügen über mindestens einen Verdichter, mindestens eine Brennkammer sowie mindestens eine Turbine. So sind Gasturbinen mit zwei Verdichtern, nämlich einem Niederdruckverdichter und einem Hochdruckdruckverdichter, sowie zwei Turbinen, nämlich eine Hochdruckturbine und einer Niederdruckturbine, bekannt. Weiterhin sind Turbomaschinen mit drei Verdichtern, nämlich einem Niederdruckverdichter, einem Mitteldruckverdichter und einem Hochdruckverdichter, sowie drei Turbinen, nämlich einer Hochdruckturbine, einer Mitteldruckturbine und einer Niederdruckturbine, bekannt. Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details einer Turbine einer Turbomaschine, insbesondere einer Niederdruckturbine eines Gasturbinenflugtriebwerks.Turbomachinery such as B. gas turbines, have at least a compressor, at least one combustion chamber and at least one Turbine. So are gas turbines with two compressors, namely one Low pressure compressor and a high pressure compressor, as well two turbines, namely a high-pressure turbine and a low-pressure turbine, known. Farther are turbomachinery with three compressors, namely a low-pressure compressor, a medium pressure compressor and a high pressure compressor, as well three turbines, namely a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine, known. The present invention relates to details of a turbine a turbomachine, in particular a low-pressure turbine of a gas turbine aircraft engine.

Aus der Praxis bekannte Turbinen verfügen über einen Rotor und einen Statur, wobei der Rotor vorzugsweise mehrere rotierende Laufschaufelkränze und der Statur vorzugsweise mehrere feststehende Leitschaufelkränze aufweist. Zwischen jeweils zwei benachbarten, in Durchströmungsrichtung der Turbine gesehen hintereinander angeordneten Laufschaufelkränzen ist jeweils ein Leitschaufelkranz positioniert. Jeder rotorseitige Laufschaufelkranz einer Turbine verfügt über einen scheibenförmigen Rotorgrundkörper und mehrere Laufschaufeln, wobei die Laufschaufeln mit Schaufelfüßen in entsprechenden Ausnehmungen des jeweiligen Rotorgrundkörpers verankert sind. Benachbarte Rotorgrundkörper sind an sich im Wesentlichen in Durchströmungsrichtung erstreckenden Abschnitten miteinander verbunden. Hierzu sind bei aus der Praxis bekannten Turbinen den sich im Wesentlichen in Durchströmungsrichtung erstreckenden Abschnitten der Rotorgrundkörper Flansche zugeordnet, durch die sich Schrauben erstrecken, um so benachbarte Rotorgrundkörper durch Verschrauben miteinander zu verbinden. Zwischen benachbarten Laufschaufelkränzen einer Turbine ist bei aus der Praxis bekannten Turbinen weiterhin jeweils ein rotorseitiges Dichtelement positioniert. Dieses rotorseitige Dichtelement dient der Abdichtung eines radial innenliegenden Spalts zwischen radial innenliegenden Enden von Leitschaufeln des jeweiligen Leitschaufelkranzes und den sich im Wesentlichen durch Strömungsrichtung erstreckenden Abschnitten des Rotorgrundkörpers. Diese rotorseitigen Dichtelemente bilden zusammen mit statorseitigen Dichtelementen, die den radial innenliegenden Enden der Leitschaufeln zugeordnet sind, eine sogenannte Inner-Air-Seal.Out known turbines have a rotor and a stature, the rotor preferably having a plurality of rotating blade rings and the stature preferably has a plurality of stationary vane rings. Between each two adjacent, seen in the direction of flow of the turbine successively arranged blade rings is each a vane ring positioned. Each rotor-side blade ring of a turbine has one discoid Rotor body and a plurality of blades, the blades having blade roots in corresponding recesses anchored the respective rotor body are. Neighboring rotor body are basically extending in the direction of flow Sections linked together. For this are at out of practice known turbines extending essentially in the direction of flow Sections of the rotor body flanges assigned by the screws extend to adjacent so Rotor body through Screw together to connect. Between adjacent blade rings one Turbine continues to be known in turbines known from practice positioned a rotor-side sealing element. This rotor side Sealing element serves to seal a radially inner gap between radially inner ends of vanes of the respective Leitschaufelkranzes and the substantially by flow direction extending portions of the rotor body. This rotor side Sealing elements form together with stator-side sealing elements, associated with the radially inner ends of the vanes are, a so-called inner-air seal.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Turbine einer Turbomaschine zu schaffen.Of these, Based on the present invention, the problem underlying to create a novel turbine of a turbomachine.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die eingangs genannte Turbine durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist.This Problem is solved by that the turbine mentioned by the features of the characterizing Part of claim 1 is further developed.

Erfindungsgemäß weist jeder in Durchströmungsrichtung gesehen stromabwärts eines Laufschaufelkranzes positionierte Laufschaufelkranz der Turbine einen Rotorgrundkörper mit einem Außendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Innendurchmesser eines zwischen denselben angeordneten Dichtelements.According to the invention each in the direction of flow seen downstream of a blade ring positioned turbine blade ring a rotor body with an outer diameter which is smaller than an inner diameter of one between them arranged sealing element.

Bei der erfindungsgemäßen Turbine weist ein zwischen zwei Laufschaufelkränzen positioniertes Dichtelement einen Innendurchmesser auf, der einerseits kleiner ist als ein Außendurchmesser eines Rotorgrundkörpers des in Durchströmungsrichtung gesehen stromaufwärts des Dichtelements angeordneten Laufschaufelkranzes, und der andererseits größer ist als ein Außendurchmesser eines Rotorgrundkörpers des in Durchströmungsrichtung gesehen stromabwärts des Dichtelements angeordneten Laufschaufelkranzes. Dies ermöglicht eine einfache Montage der Dichtelemente.at the turbine according to the invention has a sealing element positioned between two blade rings an inner diameter which is on the one hand smaller than an outer diameter a rotor body seen in the flow direction upstream the sealing element arranged blade ring, and on the other hand is larger as an outer diameter a rotor body in the flow direction seen downstream the sealing element arranged blade ring. This allows a easy installation of the sealing elements.

Die Dichtelemente erstrecken sich in Durchströmungsrichtung der Turbine gesehen durchgehend zwischen benachbarten Laufschaufelkränzen, und decken demnach die Abschnitte der Rotorgrundkörper, die sich im Wesentlichen in Durchströmungsrichtung erstrecken und an denen benachbarte Rotorgrundkörper miteinander verbunden sind, radial außen ab. Hierdurch wird eine doppelwandige Rotorstruktur bereitgestellt, welche die sich im Wesentlichen in Durchströmungsrichtung erstreckenden Abschnitte der Rotorgrundkörper, an denen dieselben miteinander verbunden sind, gegenüber heißen Gasen abschirmt.The Sealing elements extend seen in the direction of flow of the turbine continuously between adjacent blade rings, and thus cover the Sections of the rotor body, which extend substantially in the flow direction and at which adjacent rotor body connected to each other, radially on the outside. This will be a provided double-walled rotor structure, which in essence in the direction of flow extending portions of the rotor base body, where the same with each other are connected, opposite be called Shielding gases.

Wegen der nachträglichen Montage der Dichtelemente ist es möglich, die Rotorgrundkörper an den sich im Wesentlichen in Durchströmungsrichtung erstreckenden Abschnitten durch Verschweißen miteinander zu verbinden, also auf die nach dem Stand der Technik erforderlichen Flansche, die zur Schraubverbindung benachbarter Rotorgrundkörper dienen, zu verzichten.Because of the subsequent Assembly of the sealing elements, it is possible to the rotor body extending substantially in the direction of flow Sections by welding together To connect, ie to those required by the prior art Flanges, which serve for screw connection of adjacent rotor main body, to renounce.

Vorzugsweise greift das Dichtelement mit mindestens einem, einem stromaufwärtigen Ende desselben zugeordneten, radialen Vorsprung in mindestens eine Ausnehmung eines stromaufwärts desselben angeordneten Rotorgrundkörpers ein, um die Umfangsposition des Dichtelements zu sichern.Preferably engages the sealing element with at least one, an upstream end of the same assigned, radial projection in at least one recess of a upstream the same arranged rotor body to the circumferential position to secure the sealing element.

Mit mindestens einem, dem stromaufwärtigen Ende desselben zugeordneten axialen Vorsprung überdeckt das Dichtelement radial innen zumindest teilweise einen Absatz des stromaufwärts desselben angeordneten Rotorgrundkörpers, um die Radialposition des Dichtelements zu sichern. Die Axialposition des Dichtelements ist durch den stromabwärts desselben angeordneten Laufschaufelkranz gesichert.With at least one upstream At the end of the same associated axial projection, the sealing element radially inwardly at least partially covers a shoulder of the upstream of the same arranged rotor main body to secure the radial position of the sealing element. The axial position of the sealing element is secured by the downstream of the same arranged blade ring.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind an dem oder jedem Laufschaufelkranz, der zwischen dem in Durchströmungsrichtung gesehen vordersten und damit stromaufwärtigsten Laufschaufelkranz und dem in Durchströmungsrichtung gesehen hintersten und damit stromabwärtigsten Laufschaufelkranz angeordnet ist, die Laufschaufeln mit ihren Schaufelfüßen in Richtung entgegengesetzt zur Durchströmungsrichtung in die Ausnehmungen des jeweiligen Rotorgrundkörpers eingeführt und in ihrer Axialposition durch Riegelplatten gesichert. Die Riegelplatten sind in eine an den Laufschaufeln ausgebildete Nut und eine am Rotorgrundkörper ausgebildete Nut eingefädelt und nach dem Einfädeln in die Nuten in Umfangsrichtung verschoben, wobei die Umfangsposition der Riegelplatten durch die radialen Vorsprünge der Dichtelemente gesichert ist.To An advantageous development of the invention are on or each blade ring, seen between the one in the flow direction foremost, and thus upstream, blade ring and in the flow direction seen the rearmost and thus the most downstream blade ring is arranged, the blades with their blade feet in the direction opposite to the direction of flow introduced into the recesses of the respective rotor body and in its axial position secured by locking plates. The latch plates are formed in a groove formed on the blades and a trained on the rotor body Threaded groove and after threading shifted in the grooves in the circumferential direction, wherein the circumferential position the locking plates secured by the radial projections of the sealing elements is.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:preferred Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description. An embodiment of the invention is without limitation to be closer to the drawing explained. Showing:

1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Turbine; 1 a cross section through a turbine according to the invention;

2 einen Ausschnitt aus einem Rotorgrundkörper der erfindungsgemäßen Turbine in perspektivischer Ansicht; 2 a detail of a rotor body of the turbine according to the invention in a perspective view;

3: einen Ausschnitt aus einer Laufschaufel der erfindungsgemäßen Turbine in perspektivischer Ansicht; 3 a section of a blade of the turbine according to the invention in a perspective view;

4: eine Riegelplatte der erfindungsgemäßen Turbine in perspektivischer Ansicht; 4 a latch plate of the turbine according to the invention in a perspective view;

5: ein als Ring ausgeführtes Dichtelement der erfindungsgemäßen Turbine in geschnittener, perspektivischer Ansicht; 5 : a sealing element of the turbine according to the invention designed as a ring in a sectioned, perspective view;

6: einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Turbine in perspektivischer Ansicht in einem ersten Montagezustand; 6 : a detail of the turbine according to the invention in a perspective view in a first mounting state;

7: einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Turbine in perspektivischer Ansicht in einem zweiten Montagezustand; und 7 : a detail of the turbine according to the invention in a perspective view in a second mounting state; and

8: einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Turbine in perspektivischer Ansicht in einem dritten Montagezustand. 8th : A section of the turbine according to the invention in a perspective view in a third mounting state.

1 zeigt einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Turbine einer Turbomaschine, insbesondere durch eine Niederdruckturbine eines Gasturbinenflugtriebwerks. 1 shows a partial cross-section through a turbine according to the invention of a turbomachine, in particular by a low-pressure turbine of a gas turbine aircraft engine.

Die in 1 dargestellte Turbine verfügt über einen Rotor sowie einen Stator, wobei vom Rotor der Turbine insgesamt drei Laufschaufelkränze 10, 11 und 12 und vom Stator insgesamt zwei Leitschaufelkränze 13 und 14 ausschnittsweise dargestellt sind. In Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) der Turbine gesehen sind die Laufschaufelkränze und Leitschaufelkränze hintereinander positioniert, nämlich derart, dass zwischen jeweils zwei Laufschaufelkränzen 10 und 11 sowie 11 und 12 jeweils ein Leitschaufelkranz 13 bzw. 14 positioniert ist.In the 1 shown turbine has a rotor and a stator, wherein the rotor of the turbine a total of three blade rings 10 . 11 and 12 and from the stator a total of two vane rings 13 and 14 are shown in sections. In the direction of flow (arrow 15 ) seen the turbine, the blade rings and vane rings are positioned one behind the other, namely such that between each two blade rings 10 and 11 such as 11 and 12 one vane ring each 13 respectively. 14 is positioned.

Jeder Laufschaufelkranz 10, 11 und 12 verfügt über einen scheibenförmigen Rotorgrundkörper 16 sowie mehrere Laufschaufeln 17, wobei die Laufschaufeln 17 mit ihren Schaufelfüßen 18 in Ausnehmungen 19 des jeweiligen Rotorgrundkörpers 16 verankert sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schaufelfüße 18 der Laufschaufeln 17 tannenbaumartig konturiert und in entsprechend konturierte Ausnehmungen 19 des jeweiligen Rotorgrundkörpers 16, die sich im Wesentlichen in Axialrichtung und damit in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) der Turbine erstrecken, eingeführt. Wie bereits erwähnt, ist zwischen jeweils zwei benachbarten Laufschaufelkränze 10, 11 sowie 11, 12 jeweils ein Leitschaufelkranz 13, 14 angeordnet, wobei die Leitschaufelkränze 13, 14 feststehende Leitschaufeln 20 umfassen.Every blade ring 10 . 11 and 12 has a disc-shaped rotor body 16 as well as several blades 17 , with the blades 17 with her shovel feet 18 in recesses 19 of the respective rotor body 16 are anchored. In the illustrated embodiment, the blade roots 18 the blades 17 contoured fir-tree and in correspondingly contoured recesses 19 of the respective rotor body 16 , which essentially in the axial direction and thus in the flow direction (arrow 15 ) of the turbine extend. As already mentioned, between each two adjacent blade rings 10 . 11 such as 11 . 12 one vane ring each 13 . 14 arranged, with the vane rings 13 . 14 fixed vanes 20 include.

Benachbarte Rotorgrundkörper 16 benachbarter Laufschaufelkränze 10, 11 sowie 11, 12 sind an Abschnitten 21, die sich im Wesentlichen in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) erstrecken, miteinander verbunden. Zwischen diesen Abschnitten 21 und radial innenliegenden Enden der Leitschaufeln 20 der Leitschaufelkränze 13, 14 sind jeweils radial innenliegende Spalte ausgebildet, die zur Optimierung des Wirkungsgrads der Turbine abgedichtet sind. Zur Abdichtung dieser radial innenliegenden Spalte zwischen den Abschnitten 21 der Rotorgrundkörper 16 und den radial innenliegenden Enden der feststehenden Leitschaufeln 20 dienen sogenannte Inner-Air-Seals, die rotorseitige Dichtelemente 22 sowie statorseitige Dichtelemente 23 umfassen. Die rotorseitigen Dichtelemente 22 erstrecken sich jeweils zwischen zwei benachbarten Laufschaufelkränzen 10, 11 bzw. 11, 12. Die statorseitigen Dichtelemente 23 sind in radial innenliegenden Enden der feststehenden Leitschaufeln 20 der Leitschaufelkränze 13, 14 zugeordnet.Neighboring rotor body 16 adjacent blade rings 10 . 11 such as 11 . 12 are on sections 21 , which essentially in the flow direction (arrow 15 ), interconnected. Between these sections 21 and radially inner ends of the vanes 20 the vane rings 13 . 14 each radially inner gaps are formed, which are sealed to optimize the efficiency of the turbine. For sealing these radially inner gaps between the sections 21 the rotor body 16 and the radially inner ends of the stationary vanes 20 serve so-called inner air seals, the rotor-side sealing elements 22 and stator-side sealing elements 23 include. The rotor-side sealing elements 22 each extend between two adjacent blade rings 10 . 11 respectively. 11 . 12 , The stator-side sealing elements 23 are in radially inward ends of the stationary vanes 20 the vane rings 13 . 14 assigned.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist die Turbine, nämlich der Rotor derselben, in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen stark nach innen gezogen, nämlich derart, dass im Bereich jedes rotorseitigen Dichtelements 22 ein stromabwärts desselben angeordneter Rotorgrundkörper 16 des entsprechenden Laufschaufelkranzes einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des jeweiligen Dichtelements 22.For the purposes of the present invention, the turbine, namely the rotor thereof, in the flow direction (arrow 15 ) drawn strongly inward, namely such that in the region of each rotor-side sealing element 22 a downstream of the same arranged rotor body 16 the corresponding blade ring has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the respective sealing element 22 ,

Im gezeigten Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass der zwischen den beiden Laufschaufelkränzen 10, 11 positionierte, rotorseitige Dichtkörper 22 einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Rotorgrundkörpers 16 des Laufschaufelkranzes 11. Das zwischen den beiden Laufschaufelkränzen 11, 12 angeordnete, rotorseitige Dichtelement 22 verfügt hingegen über einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Rotorgrundkörpers 16 des Laufschaufelkranzes 12.In the embodiment shown, this means that the between the two blade rings 10 . 11 positioned, rotor-side sealing body 22 has an inner diameter which is larger than the outer diameter of the rotor main body 16 of the blade ring 11 , That between the two blade rings 11 . 12 arranged, rotor-side sealing element 22 On the other hand, it has an inner diameter which is larger than the outer diameter of the rotor main body 16 of the blade ring 12 ,

Jeder in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen stromabwärts eines Laufschaufelkranzes positionierte Laufschaufelkranz weist demnach einen Rotorgrundkörper mit einem Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des zwischen denselben angeordneten, rotorseitigen Dichtelements.Each in the flow direction (arrow 15 ) positioned downstream of a blade ring, therefore, has a rotor base body having an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the rotor-side sealing element arranged between them.

Weiterhin weist jeder in Durchströmungsrichtung gesehen stromaufwärts eines Laufschaufelkranzes positionierte Laufschaufelkranz einen Rotorgrundkörper mit einem Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser des zwischen denselben angeordneten Dichtelements.Farther points everyone in the direction of flow seen upstream a bucket ring positioned a blade ring Rotor body with an outer diameter on, which is bigger as the inner diameter of the sealing element arranged between them.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass das rotorseitige Dichtelement 22, welches zwischen den beiden Laufschaufelkränzen 10 und 11 angeordnet ist, einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Rotorgrundkörpers 16 des Laufschaufelkranzes 10. Das zwischen den beiden Laufschaufelkränzen 11 und 12 angeordnete rotorseitige Dichtelement 22 weist hingegen einen Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Rotorgrundkörpers 16 des Laufschaufelkranzes 11.In the embodiment shown, this means that the rotor-side sealing element 22 which is between the two blade rings 10 and 11 is arranged, has an inner diameter which is smaller than the outer diameter of the rotor base body 16 of the blade ring 10 , That between the two blade rings 11 and 12 arranged rotor-side sealing element 22 On the other hand, it has an inner diameter smaller than the outer diameter of the rotor main body 16 of the blade ring 11 ,

Gemäß 1 erstrecken sich die rotorseitigen Dichtelemente 22 in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen jeweils durchgehend zwischen benachbarten Laufschaufelkränzen 10, 11 sowie 11, 12, die rotorseitigen Dichtelemente 22 decken demnach die Abschnitte 21 der Rotorgrundkörper 16, an denen benachbarte Rotorgrundkörper 16 miteinander verbunden sind, nach radial außen ab.According to 1 the rotor-side sealing elements extend 22 in the direction of flow (arrow 15 ) seen continuously between adjacent blade rings 10 . 11 such as 11 . 12 , the rotor-side sealing elements 22 cover the sections accordingly 21 the rotor body 16 to which adjacent rotor body 16 connected to each other, radially outward.

Hierdurch wird eine doppelwandige Struktur des Rotors der Turbine bereitgestellt und es wird verhindert, dass Heißgase in den Bereich der Ab schnitte 21, an welchen benachbarte Rotorgrundkörper 16 miteinander verbunden sind, gelangen. Wegen der Montierbarkeit wird es möglich, benachbarte Rotorgrundkörper 16 an den Abschnitten 21 durch Verschweißen miteinander zu verbinden.As a result, a double-walled structure of the rotor of the turbine is provided and it is prevented that hot gases in the region of the sections from 21 to which adjacent rotor body 16 get connected to each other. Because of the mountability, it becomes possible, adjacent rotor body 16 at the sections 21 connect by welding together.

Jedes rotorseitige Dichtelement 22, welches zwischen zwei benachbarten Laufschaufelkränzen 10, 11 bzw. 11, 12 positioniert ist, verfügt an einem stromaufwärtigen Ende 24 über mindestens einen radialen Vorsprung 25. Gemäß 5 verfügt jedes Dichtelement 22 am stromaufwärtigen Ende 24 über mehrere radiale Vorsprünge 25. In montiertem Zustand greift jeder dieser radialen Vorsprünge 25 in eine Ausnehmung 26 des stromaufwärts desselben angeordneten Rotorgrundkörpers 16 des stromaufwärtigen Laufschaufelkranzes ein. Hierdurch kann die Umfangsposition des ringförmigen Dichtelements 22 gesichert werden. Neben diesen radialen Vorsprüngen 25 verfügt jedes rotorseitige Dichtelement 22 an dem stromaufwärtigen Ende 24 desselben weiterhin über einen axialen Vorsprung 27. Dieser axiale Vorsprung 27 überdeckt in montiertem Zustand radial innen zumindest teilweise einen Absatz 28 des stromaufwärts desselben angeordneten Rotorgrundkörpers 16 des stromaufwärtigen Laufschaufelkranzes. Hierdurch kann die Radialposition der rotorseitigen Dichtelemente 22 gesichert werden. Neben der Umfangsposition und der Radialposition der rotorseitigen Dichtelemente 22 wird auch die Axialposition derselben gesichert, und zwar durch den stromabwärts derselben angeordneten Laufschaufelkranz.Each rotor-side sealing element 22 which is between two adjacent blade rings 10 . 11 respectively. 11 . 12 positioned at an upstream end 24 via at least one radial projection 25 , According to 5 has every sealing element 22 at the upstream end 24 over several radial projections 25 , In the assembled state, each of these radial projections engages 25 in a recess 26 of the rotor body arranged upstream thereof 16 of the upstream blade ring. As a result, the circumferential position of the annular sealing element 22 be secured. In addition to these radial projections 25 has each rotor-side sealing element 22 at the upstream end 24 the same still has an axial projection 27 , This axial projection 27 covered in the assembled state radially inside at least partially a paragraph 28 of the rotor body arranged upstream thereof 16 of the upstream blade ring. As a result, the radial position of the rotor-side sealing elements 22 be secured. In addition to the circumferential position and the radial position of the rotor-side sealing elements 22 the axial position thereof is also secured by the blade ring arranged downstream thereof.

Die Umfangsposition sowie Radialposition jedes rotorseitigen Dichtelements 22 wird demnach durch Vorsprünge gesichert, die an einem in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen stromaufwärtigen Ende 24 des jeweiligen Dichtelements 22 ausgebildet sind und mit dem Rotorgrundkörper 16 des stromaufwärts des jeweiligen Dichtelements 22 angeordneten Laufschaufelkranzes zusammenwirken. Die Axialposition jedes rotorseitigen Dichtelements 22 wird hingegen durch den stromabwärts desselben angeordneten Laufschaufelkranzes gesichert.The circumferential position and radial position of each rotor-side sealing element 22 is therefore secured by projections which at one in the flow direction (arrow 15 ) seen upstream end 24 of the respective sealing element 22 are formed and with the rotor body 16 of the upstream of the respective sealing element 22 arranged rotor ring interact. The axial position of each rotor-side sealing element 22 however, is secured by the downstream of the same arranged blade ring.

An dem in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen vordersten und damit stromaufwärtigsten Laufschaufelkranz 10 sind die Laufschaufeln 17 desselben mit ihren Schaufelfüßen in Richtung der Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) in die Ausnehmungen des jeweiligen Rotorgrundkörpers 16 eingeführt, wobei diese Einführrichtung durch einen den Schaufelfüßen zugeordneten Anschlag 29 begrenzt ist.At the in the flow direction (arrow 15 ) seen foremost and thus upstream rotor blade ring 10 are the blades 17 the same with their blade roots in the direction of the flow direction (arrow 15 ) in the recesses of the respective rotor body 16 introduced, this insertion direction by a blade feet associated stop 29 is limited.

In ihrer Axialposition sind die Laufschaufeln 17 des in Durchströmungsrichtung gesehen vordersten Laufschaufelkranzes 10 durch ein stromauf wärts an diesem Laufschaufelkranz 10 angreifendes Sicherungselement 30 gesichert, wobei das Sicherungselement 30 im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ein Abschnitt eines rotorseitigen Dichtelements ist.In their axial position are the blades 17 of the foremost blade ring seen in the flow direction 10 by an upstream upwards on this blade ring 10 attacking oak insurance element 30 secured, with the fuse element 30 in the illustrated embodiment of the 1 a section of a rotor-side sealing element.

An dem in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen hintersten und damit stromabwärtigsten Laufschaufelkranz 12 sind die Laufschaufeln 17 mit ihren Schaufelfüßen in Richtung entgegengesetzt zur Durchströmungsrichtung in die Ausnehmungen des jeweiligen Rotorgrundkörpers 16 eingeführt. In ihrer Axialposition sind die Laufschaufeln 17 des hintersten Laufschaufelkranzes 12 durch ein stromabwärts am Laufschaufelkranz 12 angreifendes Sicherungselement 31 gesichert. Bei diesem Sicherungselement 31 handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um einen Sicherungsdraht, der in Nuten am Rotorgrundkörper sowie den Schaufelfüßen eingreift und dessen Enden in radialer Richtung umgebogen sind.At the in the flow direction (arrow 15 ), and thus the most downstream blade ring 12 are the blades 17 with their blade roots in the direction opposite to the direction of flow in the recesses of the respective rotor body 16 introduced. In their axial position are the blades 17 the rearmost blade ring 12 through a downstream on the blade ring 12 engaging fuse element 31 secured. In this fuse element 31 In the exemplary embodiment shown, this is a safety wire which engages in grooves on the rotor base body and the blade roots and whose ends are bent over in the radial direction.

An dem oder jeden Laufschaufelkranz 11, der zwischen dem in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen vordersten bzw. stromaufwärtigsten Laufschaufelkranz 10 und dem in Durchströmungsrichtung (Pfeil 15) gesehen hintersten bzw. stromabwärtigsten Laufschaufelkranz 12 angeordnet ist, sind die Laufschaufeln 17 mit ihren Schaufelfüßen in Richtung entgegengesetzt zur Durchströmungsrichtung in die Ausnehmungen des jeweiligen Rotorgrundkörpers 16 eingeführt und in ihrer Axialposition durch Riegelplatten 32 gesichert. Auf die Sicherung der Laufschaufeln 17 dieser Laufschaufelkränze über die Riegelplatten 32 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 6 bis 8 in größerem Detail eingegangen, wobei 6 bis 8 unterschiedliche Montagestufen für diese Laufschaufelkränze 11 zeigen.On the or each blade ring 11 , which between the in the flow direction (arrow 15 ) seen foremost and most upstream blade ring 10 and in the flow direction (arrow 15 seen rearmost and most downstream blade ring 12 is arranged, the blades are 17 with their blade roots in the direction opposite to the direction of flow in the recesses of the respective rotor body 16 introduced and in its axial position by latch plates 32 secured. On securing the blades 17 this blade rings over the latch plates 32 is referred to below with reference to 6 to 8th received in more detail, wherein 6 to 8th different assembly levels for these blade rings 11 demonstrate.

Die Laufschaufeln 17 sind in 6 mit ihren Schaufelfüßen 18 in die Ausnehmungen 19 des Rotorgrundkörpers 16 eingeführt, und zwar, wie bereits erwähnt, in einer Richtung entgegengesetzt zur Durchströmungsrichtung (Pfeil 15). Nachdem alle Laufschaufeln 17 des jeweiligen Laufschaufelkranzes mit ihren Schaufelfüßen in die Ausnehmungen 19 des Rotorgrundkörpers 16 eingesteckt sind, werden die Riegelplatten 32 eingefädelt, wobei hierzu ein radial außenliegendes Ende 33 der Riegelplatten 32 in eine Nut 34 an den Laufschaufeln 17 eingefädelt wird. Die mit dem radial außenliegenden Ende 33 in die Nut 34 der Laufschaufeln 17 eingefädelten Riegelplatten 32 werden mit ihrem radial innenliegenden Ende 35, nämlich mit an dem radial innenliegenden Ende 35 ausgebildeten Vorsprüngen 36, in die Ausnehmungen 26 des Rotorgrundkörpers 16 eingekippt bzw. eingeschwenkt.The blades 17 are in 6 with her shovel feet 18 in the recesses 19 of the rotor body 16 introduced, and indeed, as already mentioned, in a direction opposite to the direction of flow (arrow 15 ). After all the blades 17 the respective blade ring with their blade roots in the recesses 19 of the rotor body 16 are plugged in, the latch plates 32 threaded, in which case a radially outer end 33 the latch plates 32 in a groove 34 on the blades 17 is threaded. The with the radially outer end 33 in the groove 34 the blades 17 threaded latch plates 32 be with their radially inner end 35 , namely with at the radially inner end 35 trained protrusions 36 , in the recesses 26 of the rotor body 16 tilted or pivoted.

Nachdem sämtliche Riegelplatten 32 auf die obige Art und Weise zwischen den Laufschaufeln 17 und dem Rotorgrundkörper 16 positioniert sind, werden dieselben in Umfangsrichtung in die in 7 dargestellte Position verschoben, wobei dann gemäß 7 zwischen den Vorsprüngen 36 der Riegelplatten 32 ausgebildete Ausnehmungen 37 die Ausnehmungen 26 des Rotorgrundkörpers 16 in Axialrichtung bzw. in Durchströmungsrichtung verlängern. Bei diesen Ausnehmungen 26 des Rotorgrundkörpers 16 handelt es sich um Ausnehmungen, die in eine Nut 39 eingebracht sind, die sich in Radialrichtung gesehen unterhalb der Ausnehmungen 19 des Rotorgrundkörpers 16 erstreckt. Zwischen diesen Ausnehmungen 26 ausgebildete Stege 38 der Nut 39 sind in der in 7 dargestellten Position der Riegelplatten 32 deckungsgleich mit den Vorsprüngen 36 der Riegelplatten 32.After all latch plates 32 in the above manner between the blades 17 and the rotor body 16 are positioned in the circumferential direction in the in 7 shifted position, then according to 7 between the projections 36 the latch plates 32 trained recesses 37 the recesses 26 of the rotor body 16 Extend in the axial direction or in the direction of flow. In these recesses 26 of the rotor body 16 These are recesses in a groove 39 are introduced, seen in the radial direction below the recesses 19 of the rotor body 16 extends. Between these recesses 26 trained bridges 38 the groove 39 are in the in 7 shown position of the latch plates 32 congruent with the projections 36 the latch plates 32 ,

Nach dem Verdrehen der Riegelplatten 32 in die in 7 dargestellte Position geben demnach die am radial innenliegenden Ende 35 der Riegelplatten 32 ausgebildeten Ausnehmungen 37 die Ausnehmungen 26 im Bereich der Nut 39 des Rotorgrundkörpers 16 frei, so dass anschließend gemäß 8 die rotorseitigen Dichtelemente 22 mit ihren radialen Vorsprüngen 25 zur Sicherung der Umfangsposition derselben in die Ausnehmungen 26 eingeführt werden können. Gemäß 8 ragen dabei die radialen Vorsprünge 25 der rotorseitigen Dichtelemente 22 auch in die Ausnehmungen 37 im Bereich der Riegelplatten 32 hinein, wobei, wie bereits erwähnt, in diesem Zustand die Ausnehmungen 37 der Riegelplatten 32 die Ausnehmungen 26 des Rotorgrundkörpers 16 in Axialrichtung verlängern und die radialen Vorsprünge 25 der rotorseitigen Dichtelemente 22 die Umfangsposition der Riegelplatten 32 sichern.After twisting the latch plates 32 in the in 7 shown position thus give the at the radially inner end 35 the latch plates 32 trained recesses 37 the recesses 26 in the area of the groove 39 of the rotor body 16 free, so that afterwards according to 8th the rotor-side sealing elements 22 with their radial projections 25 for securing the circumferential position thereof in the recesses 26 can be introduced. According to 8th thereby protrude the radial projections 25 the rotor-side sealing elements 22 also in the recesses 37 in the area of latch plates 32 in, where, as already mentioned, in this state, the recesses 37 the latch plates 32 the recesses 26 of the rotor body 16 extend in the axial direction and the radial projections 25 the rotor-side sealing elements 22 the circumferential position of the latch plates 32 to back up.

Aus den oben geschilderten Zusammenhängen folgt demnach, dass der Rotor der erfindungsgemäßen Turbine doppelwandig ausgeführt ist, wobei diese doppelwandige Struktur durch die rotorseitigen Dichtelemente 22 und die Abschnitte 21 der Rotorgrundkörper 16 gebildet wird. Benachbarte Rotorgrundkörper 16 sind im Bereich der Abschnitte 21 miteinander verbunden, nämlich durch Verschweißen, so dass auf Flansche und Schraubverbindungen verzichtet werden kann. Hierdurch ergibt sich eine einfachere, kürzere, leichtere sowie kostengünstigere Bauform für Turbinen.From the relationships described above, it follows that the rotor of the turbine according to the invention is designed double-walled, said double-walled structure by the rotor-side sealing elements 22 and the sections 21 the rotor body 16 is formed. Neighboring rotor body 16 are in the range of sections 21 interconnected, namely by welding, so that it is possible to dispense with flanges and screw connections. This results in a simpler, shorter, lighter and more cost-effective design for turbines.

1010: LaufschaufelkranzBlade ring
1111: LaufschaufelkranzBlade ring
1212: LaufschaufelkranzBlade ring
1313: Leitschaufelkranzvane ring
1414: Leitschaufelkranzvane ring
1515: DurchströmungsrichtungFlow direction
1616: RotorgrundkörperRotor body
1717: Laufschaufelblade
1818: Schaufelfußblade
1919: Ausnehmungrecess
2020: Leitschaufelvane
2121: Abschnittsection
2222: rotorseitiges Dichtelementrotor side sealing element
2323: statorseitiges Dichtelementstator- sealing element
2424: EndeThe End
2525: radialer Vorsprungradial head Start
2626: Ausnehmungrecess
2727: axialer Vorsprungaxial head Start
2828: Absatzparagraph
2929: Anschlagattack
3030: Sicherungselementfuse element
3131: Sicherungselementfuse element
3232: Riegelplattelocking plate
3333: EndeThe End
3434: Nutgroove
3535: EndeThe End
3636: Vorsprunghead Start
3737: Ausnehmungrecess
3838: Stegweb
3939: Nutgroove

Claims

Turbine of a turbomachine, in particular a gas turbine, with a rotor and a stature, wherein the rotor at least two viewed in the flow direction behind one another, rotor-side blade rings, wherein between adjacent blade rings each a stator-side stator blade ring is positioned, each rotor-side rotor blade a rotor body and a plurality of blades, which are anchored with blade roots in recesses of the respective rotor body, wherein the rotor body of adjacent blade rings are connected to each other in substantially in the flow direction extending portions, and wherein between adjacent blade rings each a rotor-side sealing element is positioned to a radially inner gap between Ends of vanes of the respective vane ring and the substantially extending in the flow direction Sealing portions of the rotor base body, characterized in that each seen in the flow direction downstream of a blade ring ( 10 ; 11 ) positioned blade ring ( 11 ; 12 ) a rotor base body ( 16 ) having an outer diameter which is smaller than an inner diameter of a rotor-side sealing element ( 22 ).

Turbine according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 22 ) with at least one, an upstream end ( 24 ) of the same associated radial projection ( 25 ) in at least one recess ( 26 ) a groove ( 39 ) of a rotor body arranged upstream thereof ( 16 ) engages to secure the circumferential position of the sealing element.

Turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing element ( 22 ) with at least one, an upstream end ( 24 ) of the same associated axial projection ( 27 ) a paragraph ( 28 ) of a rotor body arranged upstream thereof ( 16 ) radially inwardly at least partially covered to secure the radial position of the sealing element.

Turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that an axial position of the sealing element ( 22 ) is secured by the downstream of the same arranged blade ring.

Turbine according to one of claims 1 to 4, characterized in that at the front in the flow direction foremost, and therefore the most upstream blade ring ( 10 ) the blades ( 17 ) with their blade roots in the direction of the flow direction in the recesses ( 19 ) of the respective rotor body ( 16 ) and in its axial position by a securing element acting on the blade ring ( 30 ) are secured.

Turbine according to one of claims 1 to 5, characterized in that at the rearmost in the flow direction and thus the most downstream blade ring ( 12 ) the blades ( 17 ) introduced with their blade roots in the direction opposite to the flow direction in the recesses of the respective rotor body and in its axial position by a downstream of the blade ring engaging securing element ( 31 ) are secured.

Turbine according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the or each blade ring ( 11 ), which is between the forwardmost and thus the most upstream blade ring (in the flow direction) ( 10 ) and in the flow direction seen the rearmost and thus downstream of the blade ring ( 12 ), the blades ( 17 ) with their blade feet in the direction opposite to the direction of flow into the recesses ( 19 ) of the respective rotor body ( 16 ) and in its axial position by locking plates ( 32 ) are secured.

Turbine according to claim 7, characterized in that the latch plates ( 32 ) in a formed on the blades groove ( 34 ) and one on the rotor body ( 16 ) formed groove ( 39 ) are threaded and after the threading in the grooves are displaced in the circumferential direction, wherein the circumferential position of the locking plates ( 32 ) by radial projections ( 25 ) of the sealing elements ( 22 ) is secured.