DE102012222379B4 - Dichtelement und Strömungsmaschine - Google Patents

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Abstract

Dichtelement (2) zum Abdichten eines Spaltes in einer Strömungsmaschine (1) zwischen einem Rotorabschnitt (6) und einem Statorabschnitt (4), mit zumindest einem offenporigen Einlaufbelag (28, 30) zum Einlaufen von gegenüberliegenden Erhebungen (10, 12) und mit einem mit Kühlluftlöchern (36, 38) versehenen Träger (24) zur Anbindung des Einlaufbelags (28, 30) an den Statorabschnitt (4), wobei der Einlaufbelag (28, 30) über eine Unterbaustruktur (26) an dem Träger (24) angebunden ist, die zumindest im Anbindungsbereich des Einlaufbelags (28, 30) fluiddurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (2), welches den wenigstens einen Einlaufbelag (28, 30), den Träger (24) und die Unterbaustruktur (26) umfasst, mittels eines generativen Herstellungsverfahrens einteilig ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Dichtelement zum Abdichten eines Spaltes in einer Strömungsmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Strömungsmaschine. Ein derartiges Dichtelement ist beispielsweise in der US 3 825 364 A gezeigt. Der Vollständigkeit halber sei auch noch auf die US 4 318 666 A verwiesen, welche ein anders geartetes Dichtelement zeigt.
  • Ein weiteres Dichtelement ist beispielsweise in dem europäischen Patent EP 1 702 138 B1 der Anmelderin gezeigt. Das Dichtelement bildet mit einer Vielzahl von gleichartigen Dichtelementen einen statorseitigen Dichtring. Der Dichtring bzw. das Dichtelement ist an einem Gehäuseabschnitt angeordnet und hat einen Einlaufbelag zum Einlaufen von gegenüberliegenden rotorseitigen Erhebungen bzw. Dichtspritzen. Der Einlaufbelag ist unmittelbar an einem Träger angebunden und über diesen an dem Gehäuseabschnitt angeordnet. Zum Kühlen des Einlaufbelags wird dieser von Kühlluft durchströmt. Hierzu ist der Träger mit Kühlluftlöchern versehen und der Einlaufbelag aus einem offenporigen Metalschaum hergestellt.
  • Generell gilt, dass je heißer ein die Strömungsmaschine durchströmendes Heißgas wird und umso weniger Kühlluft für die Kühlung der Dichtelemente benötigt wird, desto effektiver kann der Arbeitsprozess der Strömungsmaschine eingestellt werden. Eine Verbesserung der Kühleffektivität lässt sich daher direkt in einem erhöhten Wirkungsgrad der Strömungsmaschine umsetzen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dichtelement zum Abdichten eines Spaltes in einer Strömungsmaschine zwischen einem Rotorabschnitt und einem Statorabschnitt zu schaffen, das eine hohe Kühleffektivität ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Strömungsmaschine mit einem erhöhten Wirkungsgrad zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Dichtelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
  • Ein erfindungsgemäßes Dichtelement zum Abdichten eines Spaltes in einer Strömungsmaschine zwischen einem Rotorabschnitt und einem Statorabschnitt hat zumindest einen offenporigen Einlaufbelag zum Einlaufen von gegenüberliegenden Erhebungen und einen mit Kühlluftlöchern versehenen Träger zur Anbindung des Einlaufbelags an dem Statorabschnitt. Erfindungsgemäß ist der Einlaufbelag über eine Unterbaustruktur am Träger angebunden, die zumindest im Anbindungsbereich des Einlaufbelags fluiddurchlässig ist. Erfindungsgemäß ist das Dichtelement, welches den wenigstens einen Einlaufbelag, den Träger und die Unterbaustruktur umfasst, zudem mittels eines generativen Herstellungsverfahrens einteilig ausgebildet.
  • Die Unterbaustruktur wirkt als ein Verteiler zum gleichmäßig Verteilen der durch die quasi punktuell wirkenden Kühlluftlöcher des Trägers einströmenden Kühlluft auf den zumindest einen Einlaufbelag. Die Kühlluft wird also nicht erst punktuell in den zumindest einen Einlaufbelag eingeleitet, sondern durch die unterbaustrukturseitige Verteilung großflächig. Somit erfolgt die quasi Auffächerung der Kühlluft nicht erst im Einlaufbelag, sondern bereits stromaufwärts des Einlaufbelags. Hierdurch sind lediglich wenige Kühlluftlöcher in dem Träger notwendig, so dass dieser stabil ausführbar ist. Zugleich wird der zumindest eine Einlaufbelag über seinen gesamten Querschnitt von der Kühlluft durchströmt, wodurch dieser gleichmäßig intern gekühlt wird. Des Weiteren wird durch die gleichmäßige Verteilung eine dem Rotorabschnitt zugewandte Heißgasfläche des Einlaufelags gleichmäßig mit einem Kühlluftfilm benetzt und somit eine effektive Effusionskühlung gebildet, wodurch der Einlaufbelag wirksam vom Heißgas abgeschirmt wird. Die Herstellung des Dichtelements mittels eines generativen Herstellungsverfahrens, wie einem selektiven Lasersintern, ermöglicht eine einteilige Ausbildung des Dichtelementes und somit die Schaffung eines Dichtelementes ohne die Kühlluft behindernden Verbindungsebenen zwischen den einzelnen Bauteilen (Träger-Unterbaustruktur, Unterbaustruktur-Einlaufbelag). Zudem ermöglicht die selektive Herstellung eine optimale geometrische Anpassung des Dichtelements an den jeweiligen Gehäuseabschnitt bzw. Einsatzort. Folglich lässt sich mittels des erfindungsgemäßen Dichtelements nicht nur die benötigte Kühlluftmenge verringern, was zu einer hohen Kühleffektivität und somit zu einem hohen Wirkungsgrad führt, sondern auch die Dichtwirkung verbessern, wodurch ebenfalls der Wirkungsgrad der Strömungsmaschine gesteigert wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Unterbaustruktur eine Gitter- bzw. Fachwerkstruktur. Eine derartige Struktur zeichnet sich bei entsprechender Maschengröße durch eine nahezu widerstandfreie Durchströmung und durch ein geringes Gewicht aus.
  • Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Unterbaustruktur zumindest Abschnittsweise ein poröses bzw. offenporiges Material auf. Die Porosität und somit die Anzahl, Orientierung und Ausrichtung der Poren kann durch die bevorzugte selektive Herstellung gezielt eingestellt werden.
  • Bevorzugterweise ist die Unterbaustruktur seitlich des Einlaufbelags mit Kühlluftaustrittsöffnungen versehen und somit auch dort fluiddurchlässig. Hierdurch können auch die Bereiche, die nicht mit dem zumindest einen Einlaufbelag versehen sind, bspw. mittels einer Filmkühlung gekühlt werden, so dass auch diese Bereiche heißgasabgeschirmt sind. Zudem kann hierdurch Kühlluft gezielt auf die den Kühlaustrittsöffnungen nahen heißgasseitigen Statorabschnitten geführt werden, so dass auch diese Abschnitte gekühlt werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel sind zumindest einige der Kühlluftaustrittsöffnungen durch eine fluidundurchlässige Dichtschicht verschlossen. Hierdurch wird die Ausströmung der Kühlluft in diesem Bereich verhindert, so dass die Unterbaustruktur in diesem Bereich nur intern gekühlt wird, gleichzeitig jedoch durch die Dichtschicht gegenüber dem Heißgas abgeschirmt ist. Da die Kühlluft dabei rückseitig der Dichtschicht entlang strömt, wird zudem die Dichtschicht gekühlt.
  • Um bei einer minimalen Anzahl von Kühlluftlöchern in dem Träger eine großflächige Einleitung der Kühlluft in die Unterbaustruktur zu ermöglichen, kann die Unterbaustruktur im Bereich der Kühlluftlöcher von dem Träger beabstandet sein. Hierdurch werden zwischen der Unterbaustruktur und dem Träger Kühllufträume gebildet, mittels denen jeweils ein durch die Kühlluftlöcher einströmender Kühlluftteilstrom quasi aufgefächert wird.
  • Eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine hat zumindest einen Dichtring, der aus einem oder aus einer Vielzahl von den erfindungsgemäßen Dichtelementen besteht. Eine derartige Strömungsmaschine zeichnet sich durch eine verbesserte Kühleffektivität im Bereich des Dichtrings und durch eine verbesserte Abdichtung im Bereich des Dichtrings aus, wodurch die Strömungsmaschine im Vergleich zu einer Strömungsmaschine mit einem herkömmlichen Dichtring einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist.
  • Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtelementes, und
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtelementes.
  • 1 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Strömungsmaschine 1 im Bereich eines erfindungsgemäßen Dichtelementes 2 zum Abdichten eines Spaltes zwischen einem Statorabschnitt 4 und einem Rotorabschnitt 6. Die Strömungsmaschine 1 ist bevorzugterweise eine Gasturbine und insbesondere ein Flugtriebwerk. Alternativ kann die Strömungsmaschine jedoch auch eine Dampfturbine sein. Der Statorabschnitt 4 wird in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel von Fußabschnitten einer dem Dichtelement vorgelagerten Leitschaufelreihe und einem den Dichtelement 2 nachgelagertem Turbinengehäuseabschnitt gebildet. Der Rotorabschnitt 6 ist ein Außendeckband von Laufschaufeln 8 mit zwei sich in Richtung des Dichtelementes 2 erstreckenden Dichtspitzen 10, 12.
  • Das Dichtelement 2 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel ein integraler bzw. einteiliger selektiv hergestellter und in dem Statorabschnitt 4 speichenzentrierter Dichtring. Es begrenzt vorderseitig einen von einem Heißgasstrom 14 in Axialrichtung der Strömungsmaschine 1 durchströmten nicht bezifferten Ringraum und rückseitig einen Kühlluft 16 aufnehmenden Kühlringraum 18. Das Dichtelement 2 ist über seinen Umfang geschlossen und in Radialrichtung der Strömungsmaschine 1 verschiebbar zwischen einer in Richtung des Heißgasstroms 14 betrachtet vorderen statorseitigen radialen Führung 20 (hier die Fußabschnitte der vorgelagerten Leitschaufelreihe) und einer hinteren statorseitigen radialen Führung 22 (hier der nachgelagerte Turbinengehäuseabschnitt) gelagert. In Axialrichtung der Strömungsmaschine 1 ist das Dichtelement 2 unbeweglich zwischen den Führungen 20, 22 angeordnet.
  • Das Dichtelement 2 hat einen Träger 24, einer Unterbaustruktur 26 und zwei Einlaufbeläge 28, 30.
  • Der Träger 24 dient zur Anordnung des Dichtelementes 2 an dem Statorabschnitt 4 und somit zur Positionierung der Einlaufbeläge 28, 30 zwischen den Führungen 20, 22. Er hat hierzu einen vorderen, radial nach innen abgewinkelten Stützabschnitt 32 und einen hinteren, radial nach außen abgewinkelten Stützabschnitt 34, mittels denen er an den Führungen 20, 22 gelagert ist. Zur Stabilisierung des Trägers 24 hat dieser vorzugsweise eine per se fluidundurchlässige Materialstruktur.
  • Zum Zuführen der rückseitigen Kühlluft 16 in Richtung der Einlaufbeläge 28, 30 wird der Träger 24 von einer vorderen Kühlluftlochreihe und einer hinteren Kühlluftlochreihe durchsetzt. Die Kühlluftlochreihen haben jeweils eine Vielzahl von in Umfangsrichtung der Strömungsmaschine 1 nebeneinander angeordneten vorderen Kühlluftlöchern 36 bzw. hinteren Kühlluftlöchern 38. Die Kühlluftlöcher 36, 38 sind aus fertigungstechnischen Gründen bevorzugterweise kreisförmig. Sie können jedoch auch alternativ beispielweise als Langlöcher ausgebildet sein. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 angedeutet, kann der Träger 24 jedoch auch zusätzlich zu den Kühlluftlöchern 36, 38 zumindest fluiddurchlässige Abschnitte wie poröse bzw. offenporige Bereiche aufweisen.
  • Die Unterbaustruktur 26 ist einteilig bzw. nahtlos mit dem Träger 24 ausgebildet und fluiddurchlässig, so dass grundsätzlich rückseitig in sie einströmende Kühlluft 16 vorderseititg bzw. ringraumseitig durch eine Vielzahl von Kühlluftaustrittsöffnungen austreten kann. Sie besteht vorzugsweise aus einem porösen bzw. offenporigen Material. Alternativ kann die Unterbaustruktur 26 eine Gitter- bzw. Fachwerkstruktur sein. Die Unterbaustruktur 26 ist derart an dem Träger 24 angebunden, dass die Kühlluftlöcher 36, 38 in jeweils eine Kühlluftkammer 40, 42 münden. Die Kühlluftkammern 40, 42 sind bevorzugterweise in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet. Sie werden rückseitig vom Träger 24 und vorderseitig von einer vorderen, radial inneren Umfangswandung 44 und von einer hinteren, radial äußeren Umfangswandung 46 in Kombination mit jeweils einer vorderen, radial inneren Ringwandung 48 und einer hinteren, radial äußeren Ringwandung 50 der Unterbaustruktur 26 begrenzt. Die stufenförmig zueinander angeordneten Umfangswandungen 44, 46 erstrecken sich in Axialrichtung der Strömungsmaschine 1 und dienen zur Aufnahme der Einlaufbeläge 28, 30. Die ebenfalls stufenförmig zueinander versetzen Ringwandungen 48, 50 erstrecken sich in Radialrichtung bzw. in dem gezeigten Ausführungsbeispiel orthogonal zu den Umfangswandungen 44, 46. Ringraumseitig sind die Ringwandungen 48, 50 unbedeckt bzw. unbeschichtet, so dass in die Ringwandungen 48, 50 eintretende Kühlluft 16 durch deren Kühlluftaustrittsöffnungen in den Ringraum einströmen kann.
  • In einem Trägerbereich von dem vorderen Stützabschnitt 32 bis zur vorderen Umfangswandung 44 weist die Unterbaustruktur 26 eine entlang des Trägers 24 geführte abgewinkelte Schrägwandung 52 auf, die nahtlos in die vordere Umfangswandung 44 übergeht. Die Schrägwandung 52 ist ringraumseitig mit einer fluidundurchlässigen Wärmeschutzschicht bzw. Dichtschicht 54 versehen. Die Dichtschicht 54 ist bevorzugterweise selektiv zusammen mit der Unterbaustruktur 26 hergestellt. Alternativ kann die Dichtschicht 54 jedoch auch nachträglich auf die Unterbaustruktur 26 aufgebracht werden. Durch die von der Dichtschicht 54 verschlossenen Kühlluftaustrittsöffnungen kann keine Kühlluft 16 in den Ringraum austreten. Lediglich eine auf eine statorseitige Heißgasfläche 56 gerichtete innenumfangsseitige Außenfläche 58 der Schrägwandung 52 ist nicht mit der Dichtschicht 54 versehen. Hierdurch kann Kühlluft 16 über die Außenfläche 58 aus der Unterbaustruktur 26 austreten und die Heißgasfläche 56 kühlen. Mit anderen Worten, die Unterbaustruktur 26 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat eine derartige Materialstuktur, dass sie sowohl im Anbindungsbereich der Einlaufbeläge 28, 30 (Umfangswandungen 44, 46) als auch im Bereich seitlich der Einlaufbeläge 28, 30 (Vertikalwandungen 48, 50, Schrägwandung 52, Außenfläche 58), fluiddurchlässig und somit mit einer Vielzahl von Kühlluftaustrittsöffnungen versehen ist. Im Bereich der Schrägwandung 52 sind die Kühlluftaustrittsöffnungen jedoch durch eine Dichtschicht 54 zugesteuert.
  • Die Einlaufbeläge 28, 30 sind fluiddurchlässig. Sie bestehen aus einem porösen bzw. offenporigen Material und sind einteilig und somit nahtlos mit der Unterbaustruktur 26 ausgebildet. Sie erstrecken sich ringraumseitig von den Umfangswandungen 44, 46 und sind somit gegenüber den Dichtspitzen 10, 12 angeordnet. Sie weisen aufgrund ihrer porösen Materialstruktur eine Vielzahl von Kühlluftöffnungen auf, mittels denen die Umfangswandungen 44, 46 durchströmende Kühlluft 16 großflächig in die Einlaufbeläge 28, 30 eingeleitet wird und nach einer vollständigen und gleichmäßen Durchströmung großflächig aus diesen austritt, so dass sich außen auf den Einlaufbelägen 28, 30 ein Kühlluftfilm ausbilden kann.
  • Im Betrieb tritt Kühlluft 16 aus dem Kühlringraum 18 durch die Kühlluftlöcher 36, 38 in die Kühlluftkammern 40, 42 ein. Eine jeweils durch die Kühlluftlöcher 36, 38 einströmende Kühlluftmenge verteilt sich gleichmäßig in den Kühlluftkammern 40, 42. Eine Kühlluftteilmenge tritt großflächig in die Umfangswandungen 48, 50 ein, durchströmt diese vollständig und tritt großflächig in die Einlaufbeläge 28, 30 ein. Die Kühlluftteilmenge durchströmt die Einlaufbeläge 28, 30 und tritt ringraumseitig aus diesen aus. Hierbei bildet sich außen auf den Einlaufbelägen 28, 30 eine Filmkühlung bzw. Effusionskühlung aus, mittels der der Heißgasstrom 14 von den Einlaufbelägen 28, 30 ferngehalten wird. Somit werden die Einlaufbeläge 28, 30 sowohl intern als auch durch eine effektive Effusionskühlung gekühlt.
  • Eine Kühllufteilmenge aus den Kühlluftkammern 40, 42 tritt großflächig in die Ringwandungen 48, 50 ein, durchströmt diese vollständig und tritt ringraumseitig großflächig aus diesen aus. Somit werden die Ringwandungen 48, 50 intern gekühlt und gleichzeitig durch die ausströmende Kühlluftteilmenge der Heißgasstrom 14 von den Ringwandungen 48, 50 ferngehalten.
  • Ferner wird der Schrägwandung 52 eine Kühlluftteilmenge über die vordere Umfangswandung 48 aus dem vorderen Kühlluftraum 40 zugeführt. Die Kühlluftmenge durchströmt die Schrägwandung 52 und kühlt hierbei die Schrägwandung 52 per se und rückseitig die Dichtschicht 54. Die Kühlluftmenge strömt endseitig aus der Außenfläche 58 in den Ringraum ein und trifft auf der Heißgasfläche 56 auf, wodurch diese gekühlt wird.
  • Als Ergebnis der vorbeschriebenen Kühlung ist das Dichtelement 1 optimal gekühlt, wobei ein minimaler Kühlluftverbrauch und eine hohe Kühleffektivität erreicht werden. Durch den bevorzugten selektiven Aufbau des Dichtelements 1 gibt es keine Nahtstellen zwischen dem Träger 24, der Unterbaustruktur 26, den Einlaufbelägen 28, 30 und bevorzugterweise auch der Dichtschicht 54, so dass Kühlluft 16 widerstandsarm von der Unterbaustruktur 26 in die Einlaufbeläge 28, 30 eintreten kann. Zum anderen kann durch die bevorzugte selektive Herstellung die Durchströmbarkeit der Unterbaustruktur 26 und der Einlaufbeläge 28, 30 gezielt eingestellt werden. Die Vorsehung der Dichtschicht 54 richtet sich nach der jeweils zu erzielenden Kühlung und kann selbstverständlich auch nur abschnittsweise an der Schrägwandung 52 und/oder zumindest an einer die Ringwandungen 48, 50 angeordnet sein. So kann beispielsweise die Materialstruktur der Unterbaustruktur 26 auch derartig eingestellt werden, dass die Schrägwandung 52 zwar porös, jedoch ohne Kühlaustrittsöffnungen versehen ist, so dass die Schrägwandung 52 zwar intern gekühlt werden kann, jedoch eine Dichtschicht 54 nicht notwendig ist um die Kühlluft 16 in der Schrägwandung 52 zu halten. Ebenso kann die Unterbaustruktur 26 im Bereich der Einlaufbeläge 28, 30 bspw. eine andere Porengröße, Porenanzahl und Porenausrichtung aufweisen als seitlich der Einlaufbeläge 28, 30, so dass seitlich der Einlaufbeläge 28, 30 eine andere Fluiddurchlässigkeit vorliegt als im Bereich der Einlaufbeläge 28, 30. Insbesondere können auch die Einlaufbeläge 28, 30 individuell eingestellt werden.
  • In 2 ist ein Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtelementes 2 montiert in einer Strömungsmaschine 1 gezeigt. Der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels des Dichtelementes 2 ist gemäß dem Aufbau des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels mit einem Träger 24, einer Unterbaustruktur 26 und zwei Einlaufbelägen 28, 30, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die zur 1 gemachten Erläuterungen verwiesen wird und im Folgenden lediglich wesentliche Unterschiede zwischen den Dichtelementen 2 herausgestellt werden.
  • Im Wesentlichen ersten Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist das in 2 gezeigte Dichtelement 2 ein Dichtringsegment, dass mit einer Vielzahl von gleichartigen Dichtelementen 2 einen Dichtring bildet. Das Dichtelement 2 ist mit seinem hinteren trägerseitigen Stützabschnitt 34 in eine stator- bzw. gehäuseseitige nutartigen Führung 22 eingesetzt. Der hintere Stützabschnitt 34 ist in Axial- und Radialrichtung unbeweglich in der Führung 22 aufgenommen, so dass diese hintere Lagerung als ein Festlager wirkt. Mit einem vorderen trägerseitigen Stützabschnitt 32 ist das Dichtelement 2 verschiebbar auf einer vorderen, gehäuseseitigen als Axialführung ausgeführten Führung 20 gelagert. Die vordere Führung 20 dient als Loslager, so dass das Dichtelement 1 axiale Längenänderungen relativ zum Statorabschnitt 4 durchführen kann.
  • Im Wesentlichen zweiten Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Unterbaustruktur 26 keine Schrägwandung 52 und somit keine Dichtschicht 54 auf. Dies beruht darauf, dass das in 2 gezeigte Dichtelement 2 eine kürzere axiale Erstreckung als das erste Ausführungsbeispiel hat.
  • Im Wesentlichen dritten Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vordere Einlaufbelag 28 unmittelbar über einen Abschnitt 60 an dem Träger 24 ausgebildet. Je nach der Materialstruktur des Trägers 26 kann somit unmittelbar über den Träger 26 durch den Abschnitt Kühlluft 16 in den vorderen Einlaufbelag 28 einströmen.
  • Im Wesentlichen vierten Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel keine unterbaustrukturseitige Außenfläche 58 vorgesehen, aus der Kühlluft 16 auf einem gegenüberliegenden oder angrenzende Heißfläche 56 geführt wird.
  • Offenbart ist ein Dichtelement zum Abdichten eines Spaltes in einer Strömungsmaschine zwischen einem Rotorabschnitt und einem Statorabschnitt, mit zumindest einem offenporigen Einlaufbelag zum Einlaufen von gegenüberliegenden Erhebungen und mit einem mit Kühlluftlöchern versehenen Träger zur Anbindung des Einlaufbelags an den Statorabschnitt, wobei der Einlaufbelag über eine Unterbaustruktur an dem Träger angebunden ist, die zumindest im Anbindungsbereich des Einlaufbelags fluiddurchlässig ist, sowie eine Strömungsmaschine.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Strömungsmaschine
    2
    Dichtelement
    4
    Statorabschnitt
    6
    Rotorabschnitt
    8
    Laufschaufel
    10
    vordere Dichtspitze
    12
    hintere Dichtspitze
    14
    Heißgasstroms
    16
    Kühlluft
    18
    Kühlringraum
    20
    vordere Führung
    22
    hintere Führung
    24
    Träger
    26
    Unterbaustruktur
    28
    Einlaufbelag
    30
    Einlaufbelag
    32
    vorderer Stützabschnitt
    34
    hinterer Stützabschnitt
    36
    vorderes Kühlluftloch
    38
    hinteres Kühlluftloch
    40
    Kühlluftkammer
    42
    Kühlluftkammer
    44
    vordere Umfangswandung
    46
    hintere Umfangswandung
    48
    vordere Ringwandung
    50
    hintere Ringwandung
    52
    Schrägwandung
    54
    Dichtschicht
    56
    Heißgasfläche
    58
    Außenfläche
    60
    Abschnitt

Claims (7)

  1. Dichtelement (2) zum Abdichten eines Spaltes in einer Strömungsmaschine (1) zwischen einem Rotorabschnitt (6) und einem Statorabschnitt (4), mit zumindest einem offenporigen Einlaufbelag (28, 30) zum Einlaufen von gegenüberliegenden Erhebungen (10, 12) und mit einem mit Kühlluftlöchern (36, 38) versehenen Träger (24) zur Anbindung des Einlaufbelags (28, 30) an den Statorabschnitt (4), wobei der Einlaufbelag (28, 30) über eine Unterbaustruktur (26) an dem Träger (24) angebunden ist, die zumindest im Anbindungsbereich des Einlaufbelags (28, 30) fluiddurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (2), welches den wenigstens einen Einlaufbelag (28, 30), den Träger (24) und die Unterbaustruktur (26) umfasst, mittels eines generativen Herstellungsverfahrens einteilig ausgebildet ist.
  2. Dichtelement nach Anspruch 1, wobei die Unterbaustruktur (26) eine Gitterstruktur ist.
  3. Dichtelement nach Anspruch 1, wobei die Unterbaustruktur (26) zumindest abschnittsweise ein poröses Material aufweist.
  4. Dichtelement nach der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Unterbaustruktur (26) seitlich des Einlaufbelags (28, 30) Kühlluftaustrittsöffnungen hat.
  5. Dichtelement nach Anspruch 4, wobei zumindest einige der Kühlluftaustrittsöffnungen durch eine fluidundurchlässige Dichtschicht (54) verschlossen sind.
  6. Dichtelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die die Unterbaustruktur (26) im Bereich der Kühlluftlöcher (36, 38) von dem Träger (24) beabstandet ist.
  7. Strömungsmaschine (1), die zumindest einen Dichtring hat, der aus einem oder einer Vielzahl von Dichtelementen (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufgebaut ist.
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