DE1428229A1 - Axialverdichter,insbesondere fuer Gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Axialverdichter,insbesondere fuer Gasturbinenstrahltriebwerke

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DE1428229A1
DE1428229A1 DE19641428229 DE1428229A DE1428229A1 DE 1428229 A1 DE1428229 A1 DE 1428229A1 DE 19641428229 DE19641428229 DE 19641428229 DE 1428229 A DE1428229 A DE 1428229A DE 1428229 A1 DE1428229 A1 DE 1428229A1
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sealing ring
radially
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DE19641428229
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Davis David Omri
Blackhurst Robert Vaughan
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Rolls Royce PLC
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Rolls Royce PLC
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • 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
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

DIpI. fng. C. Wallach
13. «nt. m
MOnehen 2 OL \
KwUnflerstr.8, Τβί.240275 > L , ,- '--^-^ 1 4 2 8*2 2 9
BOLLS-ROYCS LIMITED
Nightingale Road, Derby, England
Axialverdichter, insbesondere für Gasturbinenstrahltriebwerke
Die Erfindung betrifft Axialverdichter, z.B. für Gasturbinen-Strahltriebwerke, umfassend ein Verdichtergehause, eine in diesem Gehäuse angeordnete Rotorwelle mit einer Vielzahl von in der axialen Richtung versetzten Rotorscheiben, die jeweils einen sich stromabwärts und stromaufwärts der Scheibe erstreckenden umfangsmässigen Flansch haben, wobei jeder solcher Flansch sich radial ausserhalb der Welle erstreckt und mit dieser ringförmige Kammern bildet, eine Vielzahl von winkelmässig versetzten Rotorschaufeln, die jeweils auf diesen umfangsmässigen Flanschen sitzen, und eins Vielzahl von winkelmässig versetzten, im Rotorgehäuse angeordnetem Statorachaufein, wobei jede Reihe von Statorschaufeln einen Dichtungsring oder Dichtungsringaufbau trägt, der sich in die beiden benachbarten Ringkammern zwischen nebeneinanderliegenden Flanschen und der Welle erstreckt, wobei sich der Dichtungsring oder Dichtungsringaufbau innerhalb dieser Umfangsflanschen erstreckt und gegen deren radial nach innen liegende Flächen dichtend anliegt«
Bei einem solchen erfindungsgemäss aufgebauten Verdichter ist jede Reihe von Statorschaufeln gegen den Statoraufbau an den
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axial gegenüberliegenden Seiten der Reihe abgedient·*» um so den Rückfluss von der einen Seite der Reihe von Statorschaufeln zur andern zu verhindern· Ausaerdem sind die Ringkammern mindestens teilweise durch die Ringdichtungen oder deren Zusammenbauten ausgefüllt, so dass das Pumpen von Luft durch den Verdichter in diese Kammern und aus diesen Kammern verringert wird.
Bs ist wünschenswert, das Pumpen von Luft in und aus diesen Kammern soweit wie möglich zu verhindern, da diese Pumpwirkung die Leistung des Verdichters beeinträchtigt·
Jeder Dichtungsring oder Dichtungsringaufbau hat vorzugsweise zwei radial nach aussen gerichtete DichtungsflSchen, die im dichtenden Eingriff mit den radial nach innen gerichteten Flanachenf lachen stehen, sowie mindestens eine radial nach innen gerichtete Dichtung, die im dichtenden Eingriff mit einer anderen Oberfläche oder mit anderen Oberflächen des Rotors steht, um so den Wirkungen der radialen Ausdehnung oder Zusammenziehung der Dichtung entgegenzuwirken·
So kb'nnen beispielsweise zwei radial nach innen gerichtete Dichtungen vorgesehen sein, von welchen eine mit der radial nach aus s en gerichteten Oberfl Sehe des Umfangsflanschea in dichtendem Eingriff steht und die andere gegen die Reterwelle abdichtet·
Vorzugsweise trägt jede Reihe von Statorschaufeln einen Dichtungsringaufbau, umfassend zwei axial im Abstand angeordnete
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Dichtungsringe, wobei jeder solche Dichtungsring aus zwei miteinander verdübelten Halbringen besteht·
Der Dichtungsring oder Dichtungsringaufbau kann Dichtungsflüchen haben, in welche auf den Umfangeflanschen vorgesehene Rippen einschneiden·
Die Erfindung umfasst auch ein mit einem derartigen Verdichter ausgestattetes Gasturbinenstrahltriebwerk.
Weitere Vorteile und Kennztige der Erfindung gehen aus der
folgenden» beispielsweise Beschreibung anhand der beiliegenden
Zeichnung hervor·
Fig« 1 zeigt schematisch in teilweisem Querschnitt ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem erfindingsgemessen Verdichter,
Fig» 2 zeigt im Abbruch einen Teil des Verdichters nach Fig.1.
Ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 hat ein Gehäuse,11, umfassend in Stro*mungsrichtung einen Verdichter 12, eine Verbrennungsanlage 13 und eine Turbine 14, wobei die Turbinenabgase an die Aussenluft durch eine Abgasleitung 15 abgegeben werden.
Das Triebwerk 10 kann ein Senkrechthubwerk sein, d.h., ein Triebwerk, welches an einem Flugzeug Hubkräfte hervorrufen kann, die von den normalerweise beim Vorwärtsflug erzeugten Hubkräften unabhängig sind» Das Triebwerk hat ein Schub-Gewients-Verhaltnis von mindestens 8)1 und vorzugsweise von mindestens 12:1 oder mehr.
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Um das Gewicht so leicht wie möglich zu halten, kann der Verdichter 12 im wesentlichen aus Kunststoffen kergestellt sein.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, umfasst der Verdichter 12 eine Rotorwelle 16, die konzentrisch im Gehäuse 11 gelagert ist und eine Vielzahl von in axialem Atistand angeordneten Rotorscheiben 17 trägt.
Jede Rotorscheibe 17 hat einen Umfangeflansch 20 mit Teilen 21, 22, die sich axial stromaufwärts, bzw» stromabwärts der betreffenden Rotorscheibe 17 erstrecken« Sie axial nach ausaen liegenden Enden der Teile 21, 22 tragen Dichtungsrippen 23, 24-·
Jeder Umfangsflansch 20 liegt radial ausserhalb der Rotorwelle 16, wobei zwischen dieser Rotorwelle 16 und den Teilen 21, 22 ringförmige Lammern 25, 26 gebildet werden·
Jeder Umfangsflansch 20 trägt eine Vielzahl von wiakelmässig versetzten Rotorschaufeln 27·
Eine Vielzahl von Reihen von winkelmässig versetzten Statorschaufeln 30 ist im Gehäuse 11 montiert. Jede Reihe von Statorschaufeln 30 trägt zwei im Axialabstand angeordnete Dichtungsringe 31, 32,· die jeweils aus zwei Halbringen gebildet werden, die miteinander verdübelt sind. Jeder Dichtungsring 31, 32 sitzt radial innerhalb einer der Verkleidungen 33 der Statorschaufeln 30 und ist durch einen Zapfen an dieser angebaut.
Jeder Dichtungsring 31 erstreckt sich in eine Ringkammer 26,
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und jeder benachbart· Dichtungering 32 eratreckt sich in den benachbarten Ringraum 25»
Oer Dichtungsring 31 trägt eine radial nach aussen gerichtete Dichtungsfläche Jk9 die radial innerhalb der radial mach innen ; gerichteten Oberfläche der entsprechenden Rippe Zk liegt und ■it dieser in dichtendem Eingriff steht.
Der Dichtungsring 32 hat radial nach aussen gerichtete Dichtungsflächen 35 und eine radial nach innen gerichtete Dichtungefläche 36. Die Dichtung stäche 35 liegt radial innerhalb der radial nach innen gerichteten Oberfläche der benachbarten Rippe 23 und steht mit dieser in dichtendem Singriff· Die Dichtungsfläche 36 liegt radial auseerhalb von Rippen 37 auf der Rotorwelle 16 und steht mit diesen in dichtendem Eingriff.
Jede Reihe von Rotorschaufeln 30 trägt auch einen Dichtungsring kO mit einer radial nach innen gerichteten Dichtungsfläche 41, die in dichtendem Eingriff mit der radial nach aussen gerichteten Oberfläche der entsprechenden Rippe 23 steht.
Die Dichtungsflächen 34, 35, 36, 41 sind aus einem weicheren Werkstoff als die Rippen und die letzteren schneiden in diesen Werkstoff ein.
JederDichtungsring 31, 32 ist an einer der Verkleidungen durch Dübel oder Querkeile angebaut, welche eine Rotation der Dichtungsringe 31,32 durch die Rotorscheiben 17 verhindern, wenn die Dichtungsflächen 34,35»36,41 mit ihren Rippen im Eingriff stehen.
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Ba ist zu ersehen, dass durch die von den Dichtungsringen 31, JZ9 kO Dichtungsringaufbauten gebildet «erden mit zwei radial nach aussen gerichteten Dichtung«flächen und zwei nach innen gerichteten Dichtungsfläshen, sodass durch diese Anordnung die Wirkungen einer radialen Expansion und Zusammenziehung verringert oder aufgehoben werden·
Die Dichtungen der Dichtungsflachen 3*t, 35t 36, 41 und der damit zusammenwirkenden Rippen bewirken das Abdichten der beiden axial abstehenden, gegenüberliegenden Seiten der Statorschaufeln 30 gegenüber den anliegenden Teilen des Rotors yaid verhindern so den Rückfluss über die Stator schaufeln«
Bs ist auch zu ersehen, dass die Taschen zwischen benachbarten Umfangeflanschen 20 und der Welle 16, die teilweise von den Ringkammern 25, 26 gebildet werden, grSsstenteils von den Dichtungsringen 31, 32 ausgefüllt sind· Dies verhindert, dass gro'ssere Luftmengen in diese Taschen eingepumpt werden, und diese Pumpwirkung wird zweckmässogerweise verhindert, da sie die Wirkung des Verdichters beeinträchtigt«
Die Dichtungsringe 31» 32 sind so eingerichtet, dass sie schnell zwecks Erneuerung ausgebaut werden kSnnen·
···· Patentansprüche ····
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Claims (1)

  1. PATINTANSPRÜCHE
    1J Axialverdichter, gekennzeichnet durch ein Verdichtergehause (11), eine in diesem Gehäuse (11) gelagerte Rotorwelle (16) mit einer Vielzahl von darauf vorgesehenen, im axialen Abstand voneinander angebrachten Rotorschaufeln (17) mit je einem umfangs-
    mSssigen Flansch (20,21,22), der sich axial stromaufwärts und stromabwärts der Scheibe erstreckt, wobei jeder solche Umfangsflansch (20) radial ausβerhalb der Welle liegt und mit dieser ringförmige Kammern (25,26) bildet, eine Vielzahl von winkelmSssig versetzten, auf den Umfangeflanschen (20) sitzenden Roto£schaufeln (27), und eine Vielzahl von Reihen von winkelmSssig versetzten, im Gehäuse (11) angeordneten Statorschaufeln (30), wobei jede Reihe von Statorschaufeln (30) einen Dichtungsring oder Diohtungsringaufbau (31,32) tragt, der sich in beide benachbarte RingrSume (25,26) zwischen zwei benachbarten Umfangsflanschen (20,21,22) und der Welle (16) erstreckt, wobei sich der Dichtungsring oder Dichtungsringaufbau (31,32) sich radial innerhalb beider benachbarter Umfangsflanschen erstreckt und mit deren radial nach innen liegenden Oberflachen in dichtendem Eingriff steht.
    2« Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dichtungsring oder Dichtungsringaufbau (31»32) zwei radial auswärts gerichtete Dichtungen (3^,35) hat, die mit den radial nach innen gerichteten Oberflachen der Umfangsflanschen in dichtendem Singriff stehen, sowie mindestens eine radial nach innen gerichtete Dichtung (35)» die mit einer weiteren Oberflache oder
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    mit weiteren Oberfl&chen (37) des Rotors in dichtendes Singriff steht um so die Wirkungen einer radialen Expansion oder Zusammenziehung auf die Dichtung zu verringern oder aufsuheben·
    3· Verdichter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei radial nach innen gerichtete Dichtungen (36,4o), von denen eine (40) „ in dichtendem Eingriff mit der radial nach aus sen gerichteten FlSche eines Umfangeflansches und die andere (36) in dichtendem Eingriff mit der Rotorwelle (16) steht·
    4· Verdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Reihe von Statorschaufeln (30) einen Dichtungsringaufbau trägt, welcher aus zwei axial im Abstand angeordneten Dichtungsringen (31 «32) besteht, und wobei jeder Dichtungsring aus zwei miteinander verdübelten RinghS&ftsn zusammengesetzt ist·
    5· Verdichter nach einem der vorangehenden Ansrpüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring oder Dichtungeringaufbau (31,32) mit Dichtungsflachen (3^,35»36) ausgestattet ist, in welche Rippen auf den Umfangsflanschen einschneiden k&nnen.
    $. Gasturbinenstrahltriebwerk, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Verdichter nach einem der vorangehenden Ansprüc-he ausgestattet ist·
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DE19641428229 1963-10-18 1964-10-13 Axialverdichter,insbesondere fuer Gasturbinenstrahltriebwerke Pending DE1428229A1 (de)

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