DE102020216488A1 - SEALING RING FOR A FLOW MACHINE - Google Patents
SEALING RING FOR A FLOW MACHINE Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020216488A1 DE102020216488A1 DE102020216488.6A DE102020216488A DE102020216488A1 DE 102020216488 A1 DE102020216488 A1 DE 102020216488A1 DE 102020216488 A DE102020216488 A DE 102020216488A DE 102020216488 A1 DE102020216488 A1 DE 102020216488A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sealing ring
- section
- axial
- cross
- overlapping area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtring (10) für eine Strömungsmaschine (1), welcher, bezogen auf eine Ringachse (11) des Dichtrings (10), in einer Umlaufrichtung (21) unterbrochen ist, wobei ein erster und ein zweiter Abschnitt (20.1,20.2) des Dichtrings (10) in einem Überlappbereich (30) aneinandergrenzen und einen Überlapp (31) haben, insbesondere einen radialen und/oder axialen Überlapp, wobei der erste Abschnitt (20.1) in dem Überlappbereich (30) einen Querschnitt hat, der mindestens 50 % seines Querschnitts außerhalb des Überlappbereichs (30) ausmacht, und auch der zweite Abschnitt (20.2) in dem Überlappbereich (30) einen Querschnitt hat, der mindestens 50 % seines Querschnitts außerhalb des Überlappbereichs (30) ausmacht.The present invention relates to a sealing ring (10) for a turbomachine (1) which is interrupted in a circumferential direction (21) in relation to a ring axis (11) of the sealing ring (10), a first and a second section (20.1, 20.2) of the sealing ring (10) adjoin one another in an overlap area (30) and have an overlap (31), in particular a radial and/or axial overlap, the first section (20.1) in the overlap area (30) having a cross section that is at least Makes up 50% of its cross section outside the overlap area (30), and the second section (20.2) in the overlap area (30) also has a cross section that makes up at least 50% of its cross section outside the overlap area (30).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtring für eine Strömungsmaschine.The present invention relates to a sealing ring for a turbomachine.
Stand der TechnikState of the art
Bei der Strömungsmaschine kann es sich bspw. um ein Strahltriebwerk handeln, z. B. um ein Mantelstromtriebwerk. Funktional gliedert sich die Strömungsmaschine in Verdichter, Brennkammer und Turbine. Etwa im Falle des Strahltriebwerks wird angesaugte Luft vom Verdichter komprimiert und in der nachgelagerten Brennkammer mit hinzugemischtem Kerosin verbrannt. Das entstehende Heißgas, eine Mischung aus Verbrennungsgas und Luft, durchströmt die nachgelagerte Turbine und wird dabei expandiert. Dabei entzieht die Turbine dem Heißgas anteilig auch Energie, um den Verdichter anzutreiben.The turbomachine can, for example, be a jet engine, e.g. B. a turbofan engine. Functionally, the turbomachine is divided into compressor, combustion chamber and turbine. In the case of the jet engine, for example, the air drawn in is compressed by the compressor and burned in the downstream combustion chamber with added kerosene. The resulting hot gas, a mixture of combustion gas and air, flows through the downstream turbine and is expanded in the process. The turbine also extracts a proportion of the energy from the hot gas in order to drive the compressor.
Zusätzlich zur Durchströmung des Gaskanals gibt es ein sogenanntes Sekundärluftsystem, das bspw. der Bereitstellung von Kühlluft dienen, aber auch weitergehende Aufgaben übernehmen kann. Unabhängig von der Funktion im Einzelnen ergeben sich damit radial inner- und/oder außerhalb des Gaskanals Fluidpfade, in bzw. an denen der vorliegend beschriebene Dichtring Anwendung finden kann. Er kann sowohl zur Relativabdichtung von Bauteilen bzw. Komponenten innerhalb eines Moduls als auch zwischen den Modulen genutzt werden, siehe unten im Detail. Dies soll ein bevorzugtes Anwendungsgebiet illustrieren, den Gegenstand aber zunächst nicht in seiner Allgemeinheit beschränken.In addition to the flow through the gas duct, there is a so-called secondary air system, which is used, for example, to provide cooling air, but can also take on more extensive tasks. Irrespective of the function in detail, this results in fluid paths radially inside and/or outside of the gas channel, in or on which the sealing ring described here can be used. It can be used both for the relative sealing of parts or components within a module and between the modules, see below in detail. This is intended to illustrate a preferred field of application, but initially not to limit the generality of the subject matter.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen besonders vorteilhaften Dichtring anzugeben.The present invention is based on the technical problem of specifying a particularly advantageous sealing ring.
Dies wird erfindungsgemäß mit dem Dichtring gemäß Anspruch 1 gelöst. Dieser ist unterbrochen, was z. B. hinsichtlich Montage und Demontage von Vorteil sein kann. Zwei Abschnitte des Dichtringes grenzen dabei in einem Überlappbereich aneinander, der sich über einen Umlaufabschnitt erstreckt. Dort haben die Abschnitte einen Überlapp, insbesondere axialen und/oder radialen Überlapp. Ferner sind sie solchermaßen ausgestaltet, dass sie in dem Überlappbereich jeweils einen Querschnitt haben, insbesondere in dem Überlappbereich einen minimalen Querschnitt haben, der mindestens 50 % ihres jeweiligen Querschnitts, insbesondere ihres jeweiligen minimalen Querschnitts oder gemittelten Querschnitts, außerhalb des Überlappbereichs ausmacht.This is achieved according to the invention with the sealing ring according to
Mit einem entsprechenden Mindestquerschnitt, den beide im Überlappbereich aneinandergrenzenden Abschnitte haben, wird eine vergleichsweise stabile Struktur geschaffen, lassen sich nämlich im Verhältnis dünne „Äste“ bzw. „Finger“ vermeiden. Im Betrieb der Strömungsmaschine bzw. des Triebwerks kann es bspw. zu einer Schwingungsanregung und zu Relativbewegungen kommen, was über die Betriebsdauer hinweg einen Materialabtrag, also Verschleiß des Dichtrings ergeben kann. Der Dichtring kann bspw. in einer Nut montiert sein und aufgrund der Relativbewegung in der Nut „wandern“ und/oder auch aufgrund des Strömungsdrucks axial gegen eine die Nut begrenzende Wandung gedrückt werden.A comparatively stable structure is created with a corresponding minimum cross-section, which both adjacent sections have in the overlapping area, namely relatively thin “knots” or “fingers” can be avoided. During operation of the turbomachine or the engine, for example, vibrations can be excited and relative movements can occur, which can result in material removal, ie wear of the sealing ring, over the period of operation. The sealing ring can, for example, be mounted in a groove and “wander” in the groove due to the relative movement and/or also be pressed axially against a wall delimiting the groove due to the flow pressure.
Unabhängig vom Verschleißmechanismus im Einzelnen könnte der resultierende Materialabtrag bei dünnen Strukturen (Ästen bzw. Fingern) letztlich dazu führen, dass die verbleibenden Querschnittsflächen so dünn werden, dass eine solche Struktur abbricht. Dies kann eine Leckage, schlimmstenfalls sogar auch eine weitergehende Beschädigung der Strömungsmaschine bzw. des Triebwerks zur Folge haben (sog. Domestic Object Damage, DOD). Dem wird mit dem Mindestquerschnitt, den sowohl der erste als auch der zweite Abschnitt im Überlappbereich hat, vorgebeugt.Irrespective of the wear mechanism in detail, the resulting material removal from thin structures (branches or fingers) could ultimately lead to the remaining cross-sectional areas becoming so thin that such a structure breaks off. This can result in a leak or, in the worst case, even further damage to the turbomachine or the engine (so-called domestic object damage, DOD). This is prevented with the minimum cross-section that both the first and the second section have in the overlapping area.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei in der Darstellung der Merkmale nicht immer im Einzelnen zwischen dem Dichtring, einer Modulanordnung mit Dichtring und der Strömungsmaschine / dem Triebwerk, bzw. entsprechenden Verfahren oder Verwendungen unterschieden wird. Die Offenbarung ist jedenfalls implizit hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen.Preferred embodiments can be found in the dependent claims and the disclosure as a whole, with the presentation of the features not always making a detailed distinction between the sealing ring, a module arrangement with a sealing ring and the turbomachine/the engine, or corresponding methods or uses. In any case, the disclosure is to be read implicitly with regard to all categories of claims.
Die Angaben „axial“, „radial“ und „umlaufend“, sowie die zugehörigen Richtungen (Axialrichtung etc.), beziehen sich auf die Ringachse des Dichtrings. Diese fällt, wenn der Dichtring in der Modulanordnung bzw. Strömungsmaschine montiert ist, typischerweise mit der Längsachse der Strömungsmaschine bzw. Drehachse der Rotoren zusammen. Die Radialrichtungen stehen senkrecht auf der Ring- bzw. Längs- oder Drehachse, und der bevorzugte „radiale Überlapp“ zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt liegt für einen Teil der Radialrichtungen vor, der erste und zweite Abschnitt sind in den entsprechenden Radialrichtungen also aufeinanderfolgend angeordnet (radial aufeinander gesetzt). Im Allgemeinen kann der Dichtring auch mehrfach unterbrochen, also segmentiert sein; bevorzugt gibt es jedoch nur genau eine Unterbrechung, sind der erste und zweite Abschnitt also einstückig miteinander. Der erste und der zweite Abschnitt können außerhalb des Überlappbereichs aneinander angrenzen, integral ineinander übergehen und/oder eine gleiche Länge aufweisen.The information "axial", "radial" and "circumferential", as well as the associated directions (axial direction etc.), refer to the ring axis of the sealing ring. When the sealing ring is mounted in the module arrangement or turbomachine, this typically coincides with the longitudinal axis of the turbomachine or axis of rotation of the rotors. The radial directions are perpendicular to the ring or longitudinal or rotational axis, and the preferred "radial overlap" between the first and second sections is for a part of the radial directions, i.e. the first and second sections are arranged sequentially in the corresponding radial directions ( placed radially on top of each other). In general, the sealing ring can also be interrupted several times, ie it can be segmented; however, there is preferably only exactly one interruption, ie the first and second sections are one piecemeal with each other. The first and the second section can adjoin one another outside of the overlapping area, merge integrally into one another and/or have the same length.
Bei dem hautanspruchsgemäß in Bezug genommenen „Querschnitt“ kann es sich im Allgemeinen bspw. auch um die Querschnittsfläche handeln, sodass also der erste und/oder zweite Abschnitt in dem Überlappbereich (jeweils) eine Querschnittsfläche hat, die mindestens 50 % seiner Querschnittsfläche außerhalb des Überlappbereichs ausmacht. Alternativ kann „Querschnitt“ aber auch auf die am jeweiligen Querschnitt genommene Weite („Querschnittsweite“) zu lesen sein, im Allgemeinen bspw. auch auf die radiale Querschnittsweite, in bevorzugter Ausgestaltung jedoch auf die axiale Querschnittsweite.The "cross-section" referred to in the skin claims can generally also be the cross-sectional area, for example, so that the first and/or second section in the overlapping area (each) has a cross-sectional area that is at least 50% of its cross-sectional area outside of the overlapping area matters. Alternatively, “cross-section” can also be read as the width taken at the respective cross-section (“cross-sectional width”), generally for example also as the radial cross-sectional width, but in a preferred embodiment as the axial cross-sectional width.
Im Einzelnen kann die axiale Querschnittsweite bspw. in einem jeweiligen Axialschnitt genommen werden, also in einer die Ringachse beinhaltenden Schnittebene. In einem solchen Schnitt ergibt sie sich dann als maximale axiale Erstreckung des jeweiligen Abschnitts, z. B. als Abstand zwischen einer axial vorderen und einer axial hinteren Stirnseite des Abschnitts. Das Querschnittsweitenkriterium kann bevorzugt in sämtlichen Axialschnitten durch den Überlappbereich gelten. Ist der fragliche Abschnitt in dem Axialschnitt betrachtet in mehrere Bereiche unterteilt, soll bevorzugt jeder Bereich eine hauptanspruchsgemäße axiale Mindestquerschnittsweite haben. Bevorzugt sind die Abschnitte im Axialschnitt betrachtet jedoch jeweils für sich zusammenhängend, also nicht untergliedert. Sofern der jeweilige Abschnitt außerhalb des Überlappbereichs eine variable axiale Querschnittsweite hat, wird ein über den entsprechenden Abschnitt außerhalb des Überlappbereichs gebildeter Mittelwert als axiale Querschnittsweite zugrunde gelegt. Bevorzugt ist die axiale Querschnittsweite des ersten und/oder zweiten Abschnitts außerhalb des Überlappbereichs jedoch konstant.In detail, the axial cross-sectional width can be taken, for example, in a respective axial section, ie in a sectional plane containing the ring axis. In such a section, it then results as the maximum axial extent of the respective section, e.g. B. as a distance between an axially front and an axially rear end face of the section. The cross-sectional width criterion can preferably apply to all axial sections through the overlapping area. If the section in question is divided into several areas viewed in the axial section, each area should preferably have an axial minimum cross-sectional width according to the main claim. Viewed in axial section, however, the sections are preferably each contiguous, ie not subdivided. If the respective section outside the overlapping area has a variable axial cross-sectional width, a mean value formed over the corresponding section outside of the overlapping area is taken as the basis for the axial cross-sectional width. Preferably, however, the axial cross-sectional width of the first and/or second section is constant outside of the overlapping area.
Die axiale Querschnittsweite des ersten und/oder zweiten Abschnitts im Überlappbereich liegt bei mindestens 50 % seiner axialen Querschnittsweite außerhalb davon, wobei weitere vorteilhafte Untergrenzen bei in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt mindestens 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 % bzw. 100 % liegen können. In anderen Worten kann in bevorzugter Ausgestaltung die axiale Querschnittsweite des ersten Abschnitts im Überlappbereich mindestens so groß wie seine axiale Querschnittsweite außerhalb davon sein und/oder kann die axiale Querschnittsweite des zweiten Abschnitts im Überlappbereich mindestens so groß wie seine axiale Querschnittsweite außerhalb davon sein. Damit lässt sich ein besonders verschleißfester Überlappbereich gestalten, insbesondere wenn beide Abschnitte das Kriterium erfüllen.The axial cross-sectional width of the first and/or second section in the overlapping area is at least 50% of its axial cross-sectional width outside of it, with further advantageous lower limits being increasingly preferred in the order in which they are named at least 60%, 70%, 80%, 90%, 95% or 100%. In other words, in a preferred embodiment, the axial cross-sectional width of the first section in the overlapping area can be at least as large as its axial cross-sectional width outside of it and/or the axial cross-sectional width of the second section in the overlapping area can be at least as large as its axial cross-sectional width outside of it. This allows a particularly wear-resistant overlap area to be designed, especially if both sections meet the criterion.
In bevorzugter Ausgestaltung ist zumindest einer der beiden Abschnitte im Überlappbereich mit einer axialen Aufdickung ausgeführt, ist die axiale Querschnittsweite dieses Abschnitts im Überlappbereich also sogar größer als außerhalb davon. Wie nachstehend im Einzelnen erläutert, kann eine Positionierung des Dichtrings derart von Vorteil sein, dass die axiale Aufdickung stromaufwärts weist, wenn es wegen des Strömungsdrucks stromabwärts zum Verschleiß kommt. Mögliche Obergrenzen der axialen Dicke des jeweiligen Abschnitts im Überlappbereich können bspw. bei höchstens 300 %, 250 %, 200 % bzw. 150 % seiner axialen Dicke außerhalb des Überlappbereichs liegen, mögliche Untergrenzen (davon unabhängig) bei mindestens 110 %, 120 % bzw. 130 %.In a preferred embodiment, at least one of the two sections in the overlapping area is designed with an axial thickening, so the axial cross-sectional width of this section in the overlapping area is even greater than outside of it. As discussed in more detail below, positioning the seal ring such that the axial bulge faces upstream may be beneficial when downstream wear occurs due to flow pressure. Possible upper limits of the axial thickness of the respective section in the overlap area can be, for example, at most 300%, 250%, 200% or 150% of its axial thickness outside the overlap area, possible lower limits (independent of this) at least 110%, 120% or 130%
In bevorzugter Ausgestaltung haben die Abschnitte in dem Überlappbereich einen axialen Überlapp derart, dass im Prinzip eine durchgehende Dichtfläche vorliegt. Je nach Anwendung und Anordnung kann die Dichtfläche von einer nach radial innen oder radial außen gewandten Mantelfläche des Dichtrings gebildet werden, und diese Dichtfläche soll unter Vernachlässigung axialer Trennflächen, die senkrecht zur Ringachse liegen, unterbrechungsfrei sein. Der axiale Überlapp meint insofern bspw., dass der erste und zweite Abschnitt im Überlappbereich, jedenfalls radial auf Höhe der Mantelfläche, axial aufeinanderfolgend angeordnet sind.In a preferred embodiment, the sections in the overlapping area have an axial overlap in such a way that, in principle, there is a continuous sealing surface. Depending on the application and arrangement, the sealing surface can be formed by a lateral surface of the sealing ring facing radially inwards or radially outwards, and this sealing surface should be uninterrupted, neglecting axial separating surfaces that are perpendicular to the ring axis. The axial overlap means, for example, that the first and second sections are arranged axially one after the other in the overlap region, at least radially at the height of the lateral surface.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat der Dichtring über die Segmente hinweg, also im Überlappbereich und außerhalb davon, jeweils eine lokale radiale Dicke, die um höchstens 20 % von einer mittleren radialen Dicke abweicht. Weitere bevorzugte Obergrenzen der Abweichung liegen bei in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt höchstens 15 %, 10 % bzw. 5 %, bevorzugt ist die radiale Dicke konstant (0 %). Die lokale radiale Dicke wird jeweils entlang einer jeweiligen Radialrichtung genommen, die mittlere radiale Dicke ergibt sich als über den ersten und zweiten Abschnitt gebildeter Mittelwert. Besonders bevorzugt hat der Dichtring vollständig umlaufend eine konstante radiale Dicke.According to a preferred embodiment, the sealing ring has a local radial thickness across the segments, ie in the overlapping area and outside of it, which deviates by at most 20% from an average radial thickness. Further preferred upper limits of the deviation are, in the order in which they are mentioned, increasingly preferably at most 15%, 10% or 5%, and the radial thickness is preferably constant (0%). The local radial thickness is taken in each case along a respective radial direction, the mean radial thickness results as the mean value formed over the first and second sections. The sealing ring particularly preferably has a constant radial thickness all around.
In bevorzugter Ausgestaltung bilden die Abschnitte in dem Überlappbereich eine geschlossene Stirnfläche, und zwar unabhängig von einem Umlaufversatz. Letzteres meint, dass auch wenn die beiden Abschnitte umlaufend nicht vollständig zusammengeschoben, sondern bspw. wegen thermischer Dehnungen leicht versetzt sind, eine geschlossene Stirnfläche vorliegt. In der Stirnfläche gibt es also in anderen Worten über ihre gesamte radiale Höhe keine in Axialansicht sichtbare Unterbrechung, also keinen Umlaufabstand zwischen den Abschnitten.In a preferred embodiment, the sections in the overlapping area form a closed end face, independent of a circumferential offset. The latter means that even if the two sections are not pushed together completely all around, but are slightly offset, for example due to thermal expansion, there is a closed end face. In other words, in the end face there are no undersides visible in an axial view over its entire radial height refraction, i.e. no circumferential distance between the sections.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Abschnitte in dem Überlappbereich mit einer Kontaktfläche aneinander an, die in einem Axialschnitt betrachtet zumindest über einen Abschnitt ihrer axialen Erstreckung zur axialen Richtung verkippt ist, also einen Winkel dem Betrag nach größer 0° mit der axialen Richtung einschließt. Besonders bevorzugt gilt dies für sämtliche Axialschnitte durch die Kontaktfläche bzw. den Überlappbereich. In einem jeweiligen Axialschnitt betrachtet kann sich die Kontaktlinie hierbei im Allgemeinen zwar verkippt zur axialen Richtung, dabei aber für sich geradlinig erstrecken. Bevorzugt ist jedoch eine Kontaktlinie mit einem gekrümmten und/oder gewinkelten Verlauf (Letzteres meint, dass sich die Kontaktlinie aus mehreren für sich geradlinigen, aber zueinander gewinkelten Abschnitten zusammensetzt).According to a preferred embodiment, the sections in the overlapping area abut one another with a contact surface which, viewed in an axial section, is tilted at least over a section of its axial extent to the axial direction, i.e. encloses an angle greater than 0° with the axial direction. This particularly preferably applies to all axial sections through the contact surface or the overlapping area. Viewed in a respective axial section, the contact line can in general be tilted with respect to the axial direction, but can extend in a straight line. However, a contact line with a curved and/or angled course is preferred (the latter means that the contact line is composed of several sections which are straight but angled relative to one another).
In bevorzugter Ausgestaltung hat die Kontaktlinie entlang der axialen Richtung einen Verlauf mit einem Maximum und/oder einem Minimum. Bei einem Maximum kann also bspw. der Radialabstand der Kontaktlinie zur Ringachse ansteigen, um danach abzufallen, wohingegen er bei einem Minimum abnimmt, um danach anzusteigen. Eine Kombination aus Minimum und Maximum kann sich bspw. mit einer liegenden S-Form ergeben.In a preferred embodiment, the contact line runs along the axial direction with a maximum and/or a minimum. At a maximum, for example, the radial distance of the contact line to the ring axis can increase and then decrease, whereas at a minimum it decreases and then increases. A combination of minimum and maximum can result, for example, with a lying S-shape.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Kontaktlinie eine V-Form, besonders bevorzugt ist diese V-Form nach radial innen geöffnet, steht sie also bildlich gesprochen auf dem Kopf. Ein solcher Dichtring kann dann besonders vorteilhaft in einer nach radial außen offenen Nut angeordnet werden. Es können sich dann bspw. Stabilitäts- bzw. Verschleißvorteile ergeben, wenn der Abschnitt, welcher im Axialschnitt betrachtet das konvexe Teil der V-Form bildet, in der Nut angeordnet wird, und der andere im Schnitt aufgrund der V-Form konkave Abschnitt außerhalb davon. Der konvexe Abschnitt kann nämlich stabiler und so hinsichtlich eines Materialabtrags an den die Nut einfassenden Wänden weniger verschleißträchtig sein.According to a preferred embodiment, the contact line has a V-shape, particularly preferably this V-shape is open radially inward, so it is figuratively speaking upside down. Such a sealing ring can then be arranged particularly advantageously in a radially outwardly open groove. Stability and wear advantages can then result, for example, if the section which, viewed in axial section, forms the convex part of the V-shape is arranged in the groove and the other section, which is concave in section due to the V-shape, outside of it . This is because the convex section can be more stable and thus less prone to wear with regard to material removal on the walls enclosing the groove.
Die Erfindung betrifft auch eine Modulanordnung für eine Strömungsmaschine, die einen vorliegend offenbarten Dichtring aufweist. Dieser ist dabei im sekundären Luftsystem angeordnet, also radial innerhalb oder außerhalb des Gaskanals. Es wird ausdrücklich auf die Stand-der-Technik-Würdigung verwiesen. Der Dichtring kann innerhalb eines Moduls oder auch zwischen zwei Modulen dichten, insbesondere auch zwischen einem Turbinenmodul und einem Zwischengehäuse. Ein solches Zwischengehäuse kann bspw. axial zwischen einem Nieder- und einem Hochdruckturbinenmodul bzw. in anderen Worten zwischen unterschiedlich schnell (auf unterschiedlichen Wellen) drehenden Turbinenmodulen angeordnet sein.The invention also relates to a module arrangement for a turbomachine, which has a sealing ring disclosed in the present case. This is arranged in the secondary air system, ie radially inside or outside of the gas duct. Reference is expressly made to the state-of-the-art assessment. The sealing ring can seal within a module or also between two modules, in particular between a turbine module and an intermediate housing. Such an intermediate housing can be arranged, for example, axially between a low-pressure and a high-pressure turbine module or, in other words, between turbine modules rotating at different speeds (on different shafts).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dichtring solchermaßen in der Modulanordnung platziert, dass die axiale Aufdickung (siehe vorne) stromaufwärts liegt. Im Betrieb wird der Dichtring dann vom Strömungsdruck nach stromabwärts gedrückt, was, wie vorstehend geschildert, einen Verschleiß ergeben kann. Die axiale Aufdickung, welche die Integrität im Überlappbereich sicherstellt, bleibt dann hiervon weitgehend unbeeinträchtigt.According to a preferred embodiment, the sealing ring is placed in the module arrangement in such a way that the axial thickening (see above) is upstream. In operation, the sealing ring is then pushed downstream by the flow pressure, which, as described above, can result in wear. The axial thickening, which ensures the integrity in the overlap area, then remains largely unaffected by this.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dichtring in einer Nut angeordnet, wobei eine die Nut axial begrenzende Wand im Bereich der axialen Aufdickung axial versetzt ist, insbesondere nach axial vorne. Alternativ kann diese Wand im Überlappbereich auch unterbrochen sein, sodass die axiale Aufdickung in der Unterbrechung sitzt.According to a preferred embodiment, the sealing ring is arranged in a groove, with a wall axially delimiting the groove being offset axially in the region of the axial thickening, in particular axially forward. Alternatively, this wall can also be interrupted in the overlap area, so that the axial thickening sits in the interruption.
In bevorzugter Ausgestaltung findet der Dichtring in einem Zwischengehäuse (siehe vorne) Anwendung, insbesondere einem Turbinenzwischengehäuse. Dabei kann er radial inner- oder außerhalb des Gaskanals angeordnet sein, das Turbinenzwischengehäuse kann insbesondere auch mit mehreren Dichtringen ausgestattet werden, bspw. am stromaufwärtigen Ende mit einem Dichtring radial innen und/oder einem Dichtring radial außen, sowie alternativ oder zusätzlich am stromabwärtigen Ende mit einem Dichtring radial innen und/oder einem Dichtring radial außen.In a preferred embodiment, the sealing ring is used in an intermediate housing (see above), in particular a turbine intermediate housing. It can be arranged radially inside or outside of the gas duct, the turbine center frame can in particular also be equipped with several sealing rings, e.g. at the upstream end with a sealing ring radially on the inside and/or a sealing ring radially on the outside, and alternatively or additionally on the downstream end with a sealing ring radially on the inside and/or a sealing ring radially on the outside.
Figurenlistecharacter list
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment, with the individual features within the framework of the independent claims also being able to be essential to the invention in a different combination and no distinction being made in detail between the different claim categories.
Im Einzelnen zeigt
-
1 ein Strahltriebwerk in einem Axialschnitt; -
2 einen erfindungsgemäßen Dichtring in einer schematischen Axialansicht; -
3a zwei Abschnitte des Dichtrings gemäß2 in einer Axialansicht; -
3b die Abschnitte gemäß3a in einer Radialansicht; -
4 die Abschnitte gemäß3a,b in einem Axialschnitt; -
5a,b zwei Abschnitte eines alternativ ausgestalteten Dichtrings mit einer axialen Aufdickung in einer Radialansicht; -
6 verschiedene Möglichkeiten zur Positionierung eines erfindungsgemäßen Dichtrings in schematischer Darstellung; -
7 eine mögliche Anwendung in einer Detailansicht -
8a,b ,c einen Dichtrings gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
-
1 a jet engine in an axial section; -
2 a sealing ring according to the invention in a schematic axial view; -
3a two sections of the sealing ring according to2 in an axial view; -
3b the sections according to3a in a radial view; -
4 the sections according to3a,b in an axial section; -
5a,b two sections of an alternatively designed sealing ring with an axial thickening in a radial view; -
6 various options for positioning a sealing ring according to the invention in a schematic representation; -
7 a possible application in a detail view -
8a,b ,c a sealing ring according to a further embodiment of the invention
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Zur Orientierung und Illustration zeigt
In
Wie aus dem Schnitt gemäß
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Strömungsmaschineflow machine
- 1a1a
- Verdichtercompressor
- 1b1b
- Brennkammercombustion chamber
- 1c1c
- Turbineturbine
- 22
- Längsachselongitudinal axis
- 1010
- Dichtringsealing ring
- 1111
- Ringachsering axis
- 2020
- Abschnittesections
- 20.120.1
- erster Abschnittfirst section
- 20.220.2
- zweiter Abschnittsecond part
- 2121
- Umlaufrichtungdirection of circulation
- 2222
- Axialrichtungaxial direction
- 3030
- Überlappbereichoverlap area
- 3131
- Überlappoverlap
- 3333
- Lokale radiale DickeLocal radial thickness
- 3434
- Mittlere radiale DickeMean radial thickness
- 3636
- Radialrichtungradial direction
- 4040
- Kontaktliniecontact line
- 41.141.1
- Erster Abschnittfirst section
- α1α1
- Erster Winkelfirst angle
- 41.241.2
- Zweiter Abschnittsecond part
- α2α2
- Zweiter Winkelsecond angle
- 4545
- Nutgroove
- 4646
- Einströmungsdruckinlet pressure
- 48.148.1
- Axiale Querschnittsweite (Überlappbereich 1. Abschnitt)Axial cross-sectional width (overlap area 1st section)
- 48.248.2
- Axiale Querschnittsweite (Überlappbereich 2. Abschnitt)Axial cross-sectional width (overlap area 2nd section)
- 49.149.1
- Axiale Querschnittsweite (außerhalb Überlappbereichs 1. Abschnitt)Axial cross-sectional width (outside overlap area 1st section)
- 49.249.2
- Axiale Querschnittsweite (außerhalb Überlappbereichs 2. Abschnitt)Axial cross-sectional width (outside overlap area 2nd section)
- 5050
- Aufdickungthickening
- 5151
- Aufdickungsabschnittthickening section
- 5353
- Unterbrechunginterruption
- 5454
- Axiale Trennflächeaxial interface
- 5555
- Mantelflächelateral surface
- 5656
- Dichtflächesealing surface
- 5757
- Wand (axial vorne)wall (axial front)
- 5858
- Wand (axial hinten)wall (axial rear)
- 5959
- Modulanordnungmodule arrangement
- 6060
- Sekundärluftsystemsecondary air system
- 6161
- Gaskanalgas channel
- 6565
- Turbinenzwischengehäuseturbine center frame
- 6666
- Fairingfairing
- 6767
- Stützstrebesupport brace
- 7070
- Turbinenmodulturbine module
- 7171
- Laufschaufelblade
- 7272
- Dichtspitzensealing tips
- 7373
- Einlaufbelagrunning-in coating
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020216488.6A DE102020216488A1 (en) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | SEALING RING FOR A FLOW MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020216488.6A DE102020216488A1 (en) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | SEALING RING FOR A FLOW MACHINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020216488A1 true DE102020216488A1 (en) | 2022-06-23 |
Family
ID=81847363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020216488.6A Pending DE102020216488A1 (en) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | SEALING RING FOR A FLOW MACHINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020216488A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4635332A (en) | 1985-09-13 | 1987-01-13 | Solar Turbines Incorporated | Sealed telescopic joint and method of assembly |
US4844487A (en) | 1988-11-04 | 1989-07-04 | Kaydon Corporation | Lock-step duo step split sealing ring |
US5284347A (en) | 1991-03-25 | 1994-02-08 | General Electric Company | Gas bearing sealing means |
US20190301296A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Full hoop blade track with keystoning segments |
US20190323370A1 (en) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | General Electric Company | Segmented piston seal system |
-
2020
- 2020-12-22 DE DE102020216488.6A patent/DE102020216488A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4635332A (en) | 1985-09-13 | 1987-01-13 | Solar Turbines Incorporated | Sealed telescopic joint and method of assembly |
US4844487A (en) | 1988-11-04 | 1989-07-04 | Kaydon Corporation | Lock-step duo step split sealing ring |
US5284347A (en) | 1991-03-25 | 1994-02-08 | General Electric Company | Gas bearing sealing means |
US20190301296A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Full hoop blade track with keystoning segments |
US20190323370A1 (en) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | General Electric Company | Segmented piston seal system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102004024683B4 (en) | Sealing system for horizontal joints of intermediate floors of steam turbines | |
EP3199758B1 (en) | Rotor in blisk or bling structure of an aircraft engine | |
EP2617949B1 (en) | Flow engine seal assembly | |
DE102004026503A1 (en) | Intermediate nozzle seal for steam turbines | |
DE102016222720A1 (en) | Sealing system for an axial flow machine and axial flow machine | |
EP3412875A2 (en) | Running-in structure for a turbomachine and method for producing a running-in structure | |
EP2805017B1 (en) | Guide blade assembly for an axial flow machine and method for laying the guide blade assembly | |
WO2014044363A1 (en) | Bearing device and turbocharger | |
EP2963318A1 (en) | Brush seal | |
DE102009040298A1 (en) | Turbomachine and method for producing a structured inlet lining | |
DE102020216488A1 (en) | SEALING RING FOR A FLOW MACHINE | |
EP1711689B1 (en) | Sealing arrangement | |
EP3587741B1 (en) | Segment ring for mounting in a turbomachine | |
EP3581760B1 (en) | Blade for a turbomachine | |
EP3514333B1 (en) | Rotor blade tip shroud for a turbo machine, rotor blade, method for producing a rotor blade cover strip and a rotor blade | |
EP2194233B1 (en) | Flow splitter for a fan engine | |
EP4123123B1 (en) | Turbine blade for a flow engine | |
EP3495639A1 (en) | Compressor module for a turbomachine and corresponding compressor arrangement | |
EP3536974A1 (en) | Gas turbine compressor | |
DE102013109271A1 (en) | Replaceable seals for turbomachinery assemblies and methods of installing same | |
EP3954875B1 (en) | Guide vane, compressor stage for a gas turbine, turbomachine and method for operating a turbomachine | |
DE102023109975A1 (en) | Gas turbine rotor blade and gas turbine | |
DE102017218159A1 (en) | MODULE FOR A FLOW MACHINE | |
DE102019211524A1 (en) | MODULE FOR A FLOW MACHINE | |
EP3406860B1 (en) | Turbofan engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |