DE102010007724A1 - Screwless intermediate stage seal of a gas turbine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenstufendichtungsanordnung einer Gasturbine mit einem radial äußeren Ring (1), welcher mit Leitschaufeln verbunden ist, sowie mit einem radial inneren Ring (3), welcher an dem äußeren Ring (1) gelagert ist, wobei der innere Ring mittels mehrerer demontierbarer Halteelemente (7, 8, 9) relativ zu dem äußeren Ring (1) in axialer Richtung fixiert ist.The invention relates to an intermediate stage seal arrangement of a gas turbine with a radially outer ring (1), which is connected to guide vanes, and with a radially inner ring (3), which is mounted on the outer ring (1), the inner ring being by means of a plurality of removable holding elements (7, 8, 9) is fixed in the axial direction relative to the outer ring (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenstufendichtungsanordnung einer Gasturbine und im Speziellen auf eine Gasturbine mit einer schraubenlosen Zwischenstufendichtungs-Konstruktion.The invention relates to an interstage seal arrangement of a gas turbine, and more particularly to a gas turbine having a screwless interstage seal construction.

Bei Turbinenstufen von Gasturbinen ist es bekannt, die Rotorscheiben miteinander zu verschrauben. Dies erfolgt während der Montage so, dass die zwischen benachbarten Rotorscheiben angeordneten Zwischenstufendichtung bereits vormontiert sind. Diese sind so zu gestalten, dass die Zugänglichkeit zu den Scheibenflanschen der Rotorscheiben für deren Verschraubung gewährleistet und andererseits die Dichtfunktion erfüllt wird.In turbine stages of gas turbines, it is known to screw the rotor disks together. This takes place during assembly so that the arranged between adjacent rotor disks intermediate stage seal are already pre-assembled. These are to be designed so that the accessibility to the disc flanges of the rotor discs ensures their screwing and on the other hand, the sealing function is met.

Der Stand der Technik zeigt Konstruktionen, bei welchen die Zwischenstufendichtungsanordnung aus zwei Ringen besteht, die entweder einzeln, unabhängig voneinander an den Leitschaufeln befestigt werden oder die miteinander verschraubt werden. Eine weitere bekannte Ausführung ist die Teilung in zwei Halbringe, die erst nach der Verschraubung der Rotorscheiben montiert werden müssen.The prior art shows constructions in which the interstage seal assembly consists of two rings which are either individually secured to the vanes independently of each other or which are bolted together. Another known embodiment is the division into two half-rings, which must be mounted after screwing the rotor disks.

Bei den bekannten Ausgestaltungen mit verschraubten Ringen erweist es sich als nachteilig, dass die Verschraubung der Zwischenstufendichtungs-Teile hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Bei einem Versagen der Verschraubung (Bruch einzelner Schrauben) ergeben sich Schäden an den Rotorscheiben. Weiterhin bringt die Verschraubung die Gefahr mit sich, dass andere Komponenten während des Montagevorgangs beschädigt werden können, beispielsweise eine Tannenbaumverzahnung an der Scheibe. Weiterhin erzeugt die Verschraubung eine Verwirbelung der Luftströme zwischen Rotor und Stator und erzeugt damit einen Luftwiderstand, der der Rotation entgegenwirkt. Die Verwirbelung führt auch zu einer Erhöhung der Lufttemperatur, die sich negativ auf die Scheibentemperatur sowie die Kühllufttemperatur für die nachfolgende Laufschaufel auswirkt. Ein weiterer, wesentlicher Nachteil besteht darin, dass die Werkstoffwahl für die Ringe der Zwischenstufendichtungsanordnung eingeschränkt ist, da die relative radiale Verschiebung aufgrund unterschiedlicher thermischer Dehnungen auf ein Minimum reduziert werden müssen, um ein Rutschen des Flansches und die damit verbundene Biegebelastung der Schrauben auszuschließen.In the known embodiments with screwed rings, it proves to be disadvantageous that the screw connection of the interstage seal parts is exposed to high temperatures. In case of failure of the screw (breakage of individual screws) results in damage to the rotor discs. Furthermore, the screwing involves the risk that other components may be damaged during the assembly process, for example, a Christmas tree toothing on the disc. Furthermore, the screw creates a turbulence of the air flows between the rotor and stator and thus generates an air resistance, which counteracts the rotation. The turbulence also leads to an increase in the air temperature, which has a negative effect on the disk temperature and the cooling air temperature for the subsequent blade. Another major disadvantage is that the choice of material for the rings of the interstage seal arrangement is limited because the relative radial displacement due to differential thermal expansion must be reduced to a minimum in order to prevent slippage of the flange and the associated bending load of the screws.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit zwei separaten Zwischenstufendichtungsringen handelt es sich um ein statisch unbestimmtes System, wobei durch Bauteiltoleranzen Zwangskräfte zwischen dem vorderen Ring und dem hinteren Ring (in Durchströmungsrichtung der Gasturbine gesehen) auftreten können. Bei einem der Ringe ist in der Regel der Druckunterschied der ihn umgebenden Luft so gering, dass keine oder nur geringe axiale Kräfte wirken. Dies kann zu Vibrationen und zu erhöhtem Verschleiß führen. Die in der Herstellung sehr kostenintensive Leitschaufel erfordert somit einen erhöhten Bearbeitungsaufwand. Weiterhin sind zusätzliche Dichtungsstreifen oder Dichtungselemente zwischen den Leitschaufelsegmenten erforderlich. Der Ring, der die Zwischenstufendichtung trägt, ist bei dieser Konstruktion zusätzlich einem hohen radialen Temperaturgradienten ausgesetzt.In the known from the prior art solutions with two separate interstage seal rings is a statically indeterminate system, which can occur by component tolerances constraining forces between the front ring and the rear ring (seen in the direction of flow of the gas turbine). In one of the rings is usually the pressure difference of the surrounding air so low that no or only small axial forces act. This can lead to vibrations and increased wear. The very cost-intensive manufacturing in the vane thus requires an increased processing costs. Furthermore, additional sealing strips or sealing elements are required between the vane segments. The ring carrying the interstage seal is also exposed to a high radial temperature gradient in this design.

Bei geteilten Zwischenstufendichtungsringen ist ein erhöhter Aufwand an Bearbeitung erforderlich. Insbesondere sind aufwändige Fräsarbeiten nötig. Eine derartige Baugruppe ist hinsichtlich ihrer Elemente aufeinander abgestimmt, so dass einzelne Elemente (beispielsweise Halbringe) nicht einzeln ausgetauscht werden können. Weiterhin ist eine derartige, systembedingt nicht rotationssymmetrische Konstruktion im Betrieb unsymmetrischen Thermaldehnungen ausgesetzt, so dass derartige Bauteile sich von einer kreisrunden Form in eine Ovalform verformen können. Hierdurch kann ein erhöhter Kaltspalt erforderlich sein und sich damit eine erhöhte Leckage ergeben.In split interstage seal rings an increased amount of processing is required. In particular, elaborate milling work is necessary. Such an assembly is matched with respect to their elements, so that individual elements (for example, half-rings) can not be replaced individually. Furthermore, such a system-inherently non-rotationally symmetrical construction is exposed during operation to asymmetrical thermal expansions, so that such components can deform from a circular shape into an oval shape. As a result, an increased cold gap may be required and thus result in increased leakage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zwischenstufendichtungsanordnung einer Gasturbine der eingangs genannte Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere gute konstruktive Eigenschaften aufweist.The invention has for its object to provide a Zwischenstufendichtungsanordnung a gas turbine of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art with a simple structure and simple, cost-effective manufacturability and in particular has good structural properties.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the combination of features of claim 1, the dependent claims show further advantageous embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass die Zwischenstufendichtungsanordnung einen (radial) äußeren Ring, welcher durch Leitschaufeln sowohl axial gehalten, als auch zentriert und somit gelagert wird, sowie einen (radial) inneren Ring, welcher an dem äußeren Ring gelagert ist, umfasst. Die Begriffe (radial) äußerer und (radial) innerer beziehen sich auf die Rotationsachse oder Maschinenachse. Mit den Begriffen vordere und hintere wird auf die Durchströmungsrichtung der Gasturbine Bezug genommen, vordere bedeutet somit näher am Einlaufbereich, während hintere näher am Auslassbereich bedeutet.According to the invention, it is thus provided that the interstage seal arrangement comprises a (radially) outer ring, which is both held axially by guide vanes, and centered and thus stored, and a (radially) inner ring, which is mounted on the outer ring comprises. The terms (radially) outer and (radial) inner refer to the axis of rotation or machine axis. With the terms front and rear reference is made to the direction of flow of the gas turbine, front thus means closer to the inlet region, while rear means closer to the outlet.

Erfindungsgemäß ist jeder der Ringe, nämlich der äußere Ring und der innere Ring, mit zumindest einem Dichtungsbereich versehen, um die Funktion einer Zwischenstufendichtungsanordnung zu erfüllen.According to the invention, each of the rings, namely the outer ring and the inner ring, is provided with at least one sealing area to perform the function of an interstage seal arrangement.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der innere Ring am äußeren Ring durch mindestens drei radiale Nut-Feder-Verbindungen zentriert und auch gegen Verdrehen in Umfangsrichtung gesichert ist. Die Symmetrieebenen aller Nut-Feder-Verbindungen müssen alle die Hauptrotationsachse der beteiligten Komponenten enthalten, um eine Verformung oder Beschädigung zu verhindern. Dieses Prinzip entspricht dem Stand der Technik und wird u. a. auch für die Zentrierung des äußeren Ringes durch die Leitschaufeln verwendet. Es erlaubt unterschiedliche thermische Expansionen der beteiligten Komponenten bei gleichzeitiger Sicherstellung der Koaxialität. Furthermore, the invention provides that the inner ring is centered on the outer ring by at least three radial tongue and groove joints and secured against rotation in the circumferential direction. The planes of symmetry of all tongue and groove joints must all contain the main axis of rotation of the components involved to prevent deformation or damage. This principle corresponds to the state of the art and is used inter alia for the centering of the outer ring by the guide vanes. It allows different thermal expansions of the components involved while ensuring coaxiality.

Bezüglich der axialen Fixierung des äußeren Ringes durch in dessen radiale Nut eingreifende Leisten der Leitschaufeln kann auf den Stand der Technik verwiesen werden. Der innere Ring wird hingegen durch einen ringförmigen Ansatz des äußeren Ringes axial nach hinten gesichert. Das Anliegen des inneren Ringes am äußeren Ring wird im Betrieb durch das Druckgefälle zwischen der vorne liegenden, ersten Stufe und der hinter der Zwischenstufendichtungsanordnung befindlichen zweiten Stufe sichergestellt. Im Stillstand könnte sich der innere Ring nach vorne bewegen. Dies wird jedoch erfindungsgemäß mittels mehrerer Halteelemente verhindert. Erfindungsgemäß sind diese Halteelemente selbst von außen demontierbar, um ein Verschieben des inneren Ringes nach vorne bzw. des äußeren Ringes nach hinten zum Verschrauben der Rotorscheiben zu ermöglichen. Erfindungsgemäß werden die Halteelemente selbst durch die Leisten der Leitschaufeln gegen Herausfallen gesichert.With respect to the axial fixation of the outer ring by engaging in the radial groove strips of the vanes may be made to the prior art. The inner ring, however, is secured axially to the rear by an annular projection of the outer ring. The engagement of the inner ring on the outer ring is ensured in operation by the pressure differential between the front, first stage and located behind the interstage seal assembly second stage. At a standstill, the inner ring could move forward. However, this is prevented according to the invention by means of a plurality of holding elements. According to the invention, these holding elements can be disassembled even from the outside in order to enable a displacement of the inner ring to the front or of the outer ring to the rear for screwing the rotor disks. According to the invention, the holding elements are themselves secured against falling out by the strips of the guide vanes.

Die Radialnut im äußeren Ring kann bevorzugterweise zum Einlegen von Halteelementen ausgebildet sein. Hierdurch ist die Radialnut entweder am gesamten Umfangsbereich oder über einen Teil ihres Umfangs mit einer größeren axialen Breite versehen, die es gestattet, neben der Leiste der Leitschaufel zusätzlich Halteelemente einzubringen. Am Umfang sind beispielsweise drei derartige Halteelemente vorgesehen, die ausreichend sind, um im Stillstand des Triebwerks den inneren Ring gegen ein axiales Verrutschen zu sichern. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, nach innen weisende Halteelemente vorzusehen, welche an der Leiste der Leitschaufel selbst ausgebildet sind, entweder als Stifte, die in radiale Bohrungen der Leiste eingebracht sind, oder als Verlängerungen von Teilbereichen der Leiste in radialer Richtung.The radial groove in the outer ring can preferably be designed for inserting retaining elements. As a result, the radial groove is provided either over the entire peripheral region or over part of its circumference with a larger axial width, which makes it possible to introduce in addition to the strip of the guide blade in addition holding elements. At the periphery, for example, three such holding elements are provided which are sufficient to secure the inner ring against axial slipping when the engine is at a standstill. In an alternative embodiment of the invention, it is also possible to provide inwardly facing retaining elements, which are formed on the strip of the vane itself, either as pins which are introduced into radial bores of the strip, or as extensions of portions of the strip in the radial direction ,

Zur Erhöhung der Dichtwirkung zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring kann es günstig sein, wenn der äußere Ring und/oder der innere Ring an dem jeweiligen Anlagebereich mit einem ringwulstförmigen Dichtungsvorsprung versehen ist.To increase the sealing effect between the outer ring and the inner ring, it may be advantageous if the outer ring and / or the inner ring is provided at the respective contact area with a ring bead-shaped sealing projection.

Erfindungsgemäß ist es somit in besonders günstiger Weise möglich, den äußeren Ring und den inneren Ring aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen, so dass der äußere Ring und der innere Ring hinsichtlich ihrer thermischen Beanspruchungen optimiert werden können.According to the invention it is thus possible in a particularly favorable manner, to manufacture the outer ring and the inner ring of different materials, so that the outer ring and the inner ring can be optimized in terms of their thermal stresses.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:In the following the invention will be described by means of embodiments in conjunction with the drawing. Showing:

1 eine axiale Teil-Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zwischenstufendichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 FIG. 2 is a partial axial sectional view of an interstage seal assembly according to a first embodiment of the present invention; FIG.

2 eine vereinfachte Teil-Ansicht längs der Schnittlinie AA-AA gemäß 1, 2 a simplified partial view along the section line AA-AA according to 1 .

3 eine Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels, analog 1, und 3 a view of a modified embodiment, analog 1 , and

4 eine Ansicht, analog 1, eines weiteren Ausführungsbeispiels. 4 a view, analog 1 , another embodiment.

Bei den Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern versehen. Aus Übersichtlichkeitsgründen wird bei allen Figuren auf die Darstellung der zentrierenden Nut-Feder-Verbindung verzichtet.In the embodiments, the same parts are each provided with the same reference numerals. For clarity, the representation of the centering tongue and groove connection is omitted in all figures.

Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, bei welchem ein äußerer Zwischenstufendichtungs-Ring 1 sowie ein innerer Zwischenstufendichtungs-Ring 3 vorgesehen sind, welche jeweils entsprechende Dichtungsbereiche 4, 5, 6 umfassen. Hinsichtlich der Dimensionierung der Konstruktion der Dichtungsbereiche 4, 5, 6 kann auf den Stand der Technik verwiesen werden.The 1 shows a first embodiment in which an outer interstage seal ring 1 and an inner interstage seal ring 3 are provided, which respectively corresponding sealing areas 4 . 5 . 6 include. With regard to the dimensioning of the construction of the sealing areas 4 . 5 . 6 can be made to the prior art.

Der äußere Ring 1 umfasst eine sich in radialer Richtung erstreckende, radial nach außen offene Radialnut 12, in welche eine radial nach innen weisende Leiste 11 eines Fußes einer Leitschaufel 2 eingesteckt ist. Die Leitschaufeln 2 sind gemäß dem Stand der Technik ausgebildet und in Umfangsrichtung segmentiert, wobei jeweils auch mehrere Leitschaufeln 2 einen gemeinsamen Fuß 16 aufweisen können.The outer ring 1 includes a radially extending, radially outwardly open radial groove 12 , in which a radially inwardly facing bar 11 a foot of a vane 2 is plugged in. The vanes 2 are formed according to the prior art and segmented in the circumferential direction, wherein in each case also a plurality of guide vanes 2 a common foot 16 can have.

Die 1 bis 3 zeigen weiterhin eine Scheibe 17 einer Stufe 1 einer Turbine mit Rotorschaufeln 19, sowie eine Scheibe 18 einer Stufe 2, welche stromab der erfindungsgemäßen Zwischenstufendichtungsanordnung angeordnet ist, mit Rotorschaufeln 20. Hinsichtlich der Scheiben 17, 18 sowie der Rotorschaufeln 19, 20 kann auf den Stand der Technik verwiesen werden.The 1 to 3 continue to show a disc 17 a stage 1 a turbine with rotor blades 19 , as well as a disc 18 a stage 2 , which is located downstream of the intermediate stage seal assembly according to the invention, with rotor blades 20 , Regarding the discs 17 . 18 and the rotor blades 19 . 20 can be made to the prior art.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der äußere Ring 1 eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, radial nach außen offene Radialnut 12 (siehe obenstehend), welche in axialer Richtung mit einer zusätzlichen, verbreiternden Nut 15 versehen ist, die in eine Ausnehmung 14 übergeht, die sich radial nach innen öffnet. In die Nut 15 ist (siehe auch 2) ein Halteelement 7 eingelegt, welches (siehe 2) T-förmig ausgebildet ist und dessen Fuß 21 durch die Ausnehmung 14 hindurchtritt. Das Halteelement 7 wird durch die Leiste 11 nach seiner Montage gehalten und erstreckt sich somit mit seinem Fuß radial nach innen.At the in 1 embodiment shown, the outer ring comprises 1 a circumferentially extending radially outwardly open radial groove 12 (see above), which in the axial direction with an additional, widening groove 15 is provided in a recess 14 goes over, which opens radially inward. In the groove 15 is (see also 2 ) a holding element 7 inserted, which (see 2 ) Is T-shaped and its foot 21 through the recess 14 passes. The holding element 7 gets through the bar 11 held after its assembly and thus extends with his foot radially inward.

Radial innen zu dem äußeren Ring 1 ist der innere Ring 3 angeordnet. Dieser liegt gegen einen ringförmigen Ansatz 10 des äußeren Rings 1 an und wird somit in Axialrichtung abgestützt. Der ringförmige Ansatz 10 bildet somit einen Anlageschenkel und fixiert den inneren Ring 3, wobei der innere Ring 3 an seiner radialen Außenseite mit einem Freiraum zur thermischen Expansion gegenüber dem äußeren Ring 1 versehen ist. Auf der dem ringförmigen Ansatz 10 gegenüberliegenden Seite wird der innere Ring 3 durch das Halteelement 7 fixiert. Über den Umfang verteilt sind beispielsweise drei derartige Halteelemente 7 vorgesehen.Radially inward to the outer ring 1 is the inner ring 3 arranged. This lies against an annular approach 10 of the outer ring 1 and is thus supported in the axial direction. The annular approach 10 thus forms a plant leg and fixes the inner ring 3 where the inner ring 3 on its radially outer side with a space for thermal expansion with respect to the outer ring 1 is provided. On the ring-shaped approach 10 opposite side becomes the inner ring 3 through the retaining element 7 fixed. For example, three such holding elements are distributed over the circumference 7 intended.

Die 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Ansicht gemäß der Linie AA-AA von 1. Hierdurch ist ersichtlich, dass das Halteelement 7 in die Nut 15 eingelegt ist und somit radial fixiert ist, so dass beim Betrieb der Gasturbine ein betriebssicherer Zustand gewährleistet ist.The 2 shows in simplified representation a view along the line AA-AA of 1 , This shows that the retaining element 7 in the groove 15 is inserted and thus fixed radially, so that a reliable condition is ensured during operation of the gas turbine.

Die erfindungsgemäße Konstruktion weist den Vorteil auf, dass bei einer Montage der Zwischenstufendichtungsanordnung bzw. der Gasturbine der innere Ring 3 an dem äußeren Ring 1 in einfacher Weise montiert werden kann. Nachfolgend werden dann die Halteelemente 7 eingesetzt und die Leitschaufeln 2 eingesteckt.The construction according to the invention has the advantage that during assembly of the interstage seal arrangement or the gas turbine, the inner ring 3 on the outer ring 1 can be mounted in a simple manner. Subsequently, the holding elements 7 used and the vanes 2 plugged in.

Die 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Halteelement 8 als zapfenförmige Verlängerung der Leiste 11 ausgebildet ist, welche die Ausnehmung 14 durchgreift und somit direkt den inneren Ring 3 gegen Verschieben nach vorne sichert, sobald die Leitschaufel 2 montiert wird.The 3 shows a modified embodiment in which a holding element 8th as a pin-shaped extension of the bar 11 is formed, which is the recess 14 passes through and thus directly the inner ring 3 against shifting forward secures, as soon as the vane 2 is mounted.

Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das jeweilige Halteelement 9 in Form eines Stiftes ausgebildet, welcher in eine radiale Bohrung der Leiste 11 eingepresst ist.At the in 4 embodiment shown is the respective holding element 9 formed in the form of a pin, which in a radial bore of the bar 11 is pressed.

Erfindungsgemäß ergibt sich somit der Vorteil, dass ein Versagen von Verschraubungen ausgeschlossen werden kann, da keine Verschraubungen zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring vorgesehen sind. Hierdurch ergeben sich auch geringere Strömungsverluste, da die Oberflächen des äußeren Rings und des inneren Rings jeweils strömungsgünstig optimiert werden können.According to the invention thus results in the advantage that a failure of glands can be excluded because no glands between the outer ring and the inner ring are provided. This also results in lower flow losses, since the surfaces of the outer ring and the inner ring can each be streamlined optimized.

Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich erfindungsgemäß darin, dass die Werkstoffauswahl für den äußeren Ring und für den inneren Ring getrennt optimierbar sind und somit beispielsweise ein optimales Spaltverhalten für den inneren Ring ermöglichen, während bei dem äußeren Ring ein hochtemperaturbeständiger Werkstoff gewählt werden kann.A significant advantage results according to the invention in that the choice of material for the outer ring and for the inner ring can be optimized separately and thus, for example, an optimal splitting behavior for the inner ring, while the outer ring, a high temperature resistant material can be selected.

Ein weiterer Vorteil kann in einer Gewichtseinsparung sowie einer Reduzierung der Bauteile und einer damit verbundenen Reduzierung der Montagekosten resultieren.Another advantage may result in a weight saving as well as a reduction of the components and an associated reduction of the assembly costs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Äußerer RingOuter ring
22
Leitschaufelvane
33
Innerer RingInner ring
44
Dichtungsbereichsealing area
55
Dichtungsbereichsealing area
66
Dichtungsbereichsealing area
77
Halteelementretaining element
88th
Halteelementretaining element
99
Halteelementretaining element
1010
Ringförmiger AnsatzRing-shaped approach
1111
Leistestrip
1212
Radialnutradial groove
1313
Dichtungsvorsprungsealing projection
1414
Ausnehmungrecess
1515
Nutgroove
1616
Fußfoot
1717
Scheibe der Stufe 1 Slice of the stage 1
1818
Scheibe der Stufe 2 Slice of the stage 2
1919
Rotorschaufelrotor blade
2020
Rotorschaufelrotor blade
2121
Fußfoot

Claims (9)

Zwischenstufendichtungsanordnung einer Gasturbine mit einem radial äußeren Ring (1), welcher mit Leitschaufeln verbunden ist, sowie mit einem radial inneren Ring (3), welcher an dem äußeren Ring (1) gelagert ist, wobei der innere Ring mittels mehrerer demontierbarer Halteelemente (7, 8, 9) relativ zu dem äußeren Ring (1) in axialer Richtung fixiert ist, wobei der innere Ring (3) in Anlage an einem ringförmigen Ansatz (10) des äußeren Rings (1) ist.Interstage seal arrangement of a gas turbine with a radially outer ring ( 1 ), which is connected to vanes, as well as with a radially inner ring ( 3 ), which on the outer ring ( 1 ), wherein the inner ring by means of several removable holding elements ( 7 . 8th . 9 ) relative to the outer ring ( 1 ) is fixed in the axial direction, wherein the inner ring ( 3 ) in contact with an annular projection ( 10 ) of the outer ring ( 1 ). Zwischenstufendichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Ansatz (10) mittels einer Nut-Feder-artigen Verbindung zur formschlüssigen Halterung in Umfangsrichtung mit dem inneren Ring (3) verbunden ist.Interstage seal arrangement according to claim 1, characterized in that the annular projection ( 10 ) by means of a tongue and groove-like connection for positive retention in the circumferential direction with the inner ring ( 3 ) connected is. Zwischenstufendichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (2) jeweils mit einer sich in Radialrichtung erstreckenden, kreisringsegmentartigen Leiste (11) versehen sind, welche in eine Radialnut (12) des äußeren Rings (1) eingebracht ist. Interstage seal arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the guide vanes ( 2 ) each with a radially extending, annular segment-like bar ( 11 ), which in a radial groove ( 12 ) of the outer ring ( 1 ) is introduced. Zwischenstufendichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Radialnut (12) Halteelemente (7) eingelegt sind, welche in Axialrichtung gegen den inneren Ring (3) anliegen und diesen in Axialrichtung fixieren.Interstage seal arrangement according to claim 3, characterized in that in the radial groove ( 12 ) Holding elements ( 7 ) are inserted, which in the axial direction against the inner ring ( 3 ) and fix it in the axial direction. Zwischenstufendichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiste (11) radial nach innen weisende Halteelemente (8, 9) angeordnet sind, welche den inneren Ring (3) in Axialrichtung fixieren.Interstage seal arrangement according to claim 4, characterized in that on the strip ( 11 ) radially inwardly facing retaining elements ( 8th . 9 ) are arranged, which the inner ring ( 3 ) in the axial direction. Zwischenstufendichtungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialnut (12) mit radial nach innen weisenden Ausnehmungen (14) zur Durchführung der Halteelemente (7, 8, 9) ausgebildet ist.Interstage seal arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the radial groove ( 12 ) with radially inwardly facing recesses ( 14 ) for the implementation of the holding elements ( 7 . 8th . 9 ) is trained. Zwischenstufendichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem axialringförmigen Ansatz (10) des äußeren Rings (1) und/oder an dem Anlagebereich des inneren Rings (3) ein ringwulstförmiger Dichtungsvorsprung (13) ausgebildet ist.An interstage seal arrangement according to any one of claims 2 to 6, characterized in that on the axially annular shoulder ( 10 ) of the outer ring ( 1 ) and / or at the contact area of the inner ring ( 3 ) a ring-shaped sealing projection ( 13 ) is trained. Zwischenstufendichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut-Feder-artige Verbindung an einem der Ringe (1) befestigte Axialbolzen (15) umfasst, die in korrespondierende Ausnehmungen des anderen Rings (3) eingreifen.Interstage seal arrangement according to one of claims 2 to 7, characterized in that the tongue and groove-like connection on one of the rings ( 1 ) fixed axial bolts ( 15 ) in corresponding recesses of the other ring ( 3 ) intervene. Zwischenstufendichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Ring (1) und der innere Ring (3) aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind.Interstage seal arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer ring ( 1 ) and the inner ring ( 3 ) are made of different materials.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012014109A1 (en) 2012-07-17 2014-01-23 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Washer seal for use in gas turbine engine, has sealing ring, which is arranged between radially outer sections of rotor disks and is clamped between rotor disks in axial direction, where sealing elements are arranged on sealing ring
FR3106626A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-30 Safran Aircraft Engines DIFFERENTIATED TILTING BETWEEN ROTOR AND STATOR AT THE ROTOR-STATOR GAPS IN A TURBOMACHINE COMPRESSOR

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9080456B2 (en) 2012-01-20 2015-07-14 General Electric Company Near flow path seal with axially flexible arms
EP2696039B1 (en) * 2012-08-10 2015-07-29 MTU Aero Engines GmbH Gas turbine stage
GB201503480D0 (en) * 2015-03-02 2015-04-15 Rolls Royce Plc Seal Arrangement
DE102018201295A1 (en) * 2018-01-29 2019-08-01 MTU Aero Engines AG MODULE FOR A FLOW MACHINE
DE102020203840A1 (en) 2020-03-25 2021-09-30 MTU Aero Engines AG Gas turbine component
CN116399526B (en) * 2023-06-05 2023-09-01 中国航发四川燃气涡轮研究院 Circumferential sealing effect verification device for guide vane of aero-engine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH265627A (en) * 1946-10-02 1949-12-15 Rolls Royce Gas turbine.
US5224822A (en) * 1991-05-13 1993-07-06 General Electric Company Integral turbine nozzle support and discourager seal
DE19931765A1 (en) * 1999-07-08 2001-01-11 Rolls Royce Deutschland Two/multistage axial turbine esp. for aircraft gas turbine has intermediate stage sealing ring with ring elements held together by piston ring-type securing ring
DE10214624C1 (en) * 2001-10-29 2003-03-27 Man Turbomasch Ag Ghh Borsig Seal device for turbomachine has heat elastic inner ring fitted to blade foot provided with cooled dovetail seal cooperating with rotor labyrinth
JP2003343206A (en) * 2002-05-21 2003-12-03 Kawasaki Heavy Ind Ltd Sealing method and sealing structure of gas turbine
US20060099069A1 (en) * 2004-11-11 2006-05-11 Rolls-Royce Plc Seal structure
US20080107530A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-08 Snecma Coupling device for a turbine upstream guide vane, a turbine comprising same, and aircraft engine fitted therewith

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH265627A (en) * 1946-10-02 1949-12-15 Rolls Royce Gas turbine.
US5224822A (en) * 1991-05-13 1993-07-06 General Electric Company Integral turbine nozzle support and discourager seal
DE19931765A1 (en) * 1999-07-08 2001-01-11 Rolls Royce Deutschland Two/multistage axial turbine esp. for aircraft gas turbine has intermediate stage sealing ring with ring elements held together by piston ring-type securing ring
DE10214624C1 (en) * 2001-10-29 2003-03-27 Man Turbomasch Ag Ghh Borsig Seal device for turbomachine has heat elastic inner ring fitted to blade foot provided with cooled dovetail seal cooperating with rotor labyrinth
JP2003343206A (en) * 2002-05-21 2003-12-03 Kawasaki Heavy Ind Ltd Sealing method and sealing structure of gas turbine
US20060099069A1 (en) * 2004-11-11 2006-05-11 Rolls-Royce Plc Seal structure
US20080107530A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-08 Snecma Coupling device for a turbine upstream guide vane, a turbine comprising same, and aircraft engine fitted therewith

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012014109A1 (en) 2012-07-17 2014-01-23 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Washer seal for use in gas turbine engine, has sealing ring, which is arranged between radially outer sections of rotor disks and is clamped between rotor disks in axial direction, where sealing elements are arranged on sealing ring
FR3106626A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-30 Safran Aircraft Engines DIFFERENTIATED TILTING BETWEEN ROTOR AND STATOR AT THE ROTOR-STATOR GAPS IN A TURBOMACHINE COMPRESSOR

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