DE1525907A1 - Dichtungskonstruktion fuer relativ zueinander drehbar montierte Elemente - Google Patents

Dichtungskonstruktion fuer relativ zueinander drehbar montierte Elemente

Info

Publication number
DE1525907A1
DE1525907A1 DE19661525907 DE1525907A DE1525907A1 DE 1525907 A1 DE1525907 A1 DE 1525907A1 DE 19661525907 DE19661525907 DE 19661525907 DE 1525907 A DE1525907 A DE 1525907A DE 1525907 A1 DE1525907 A1 DE 1525907A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
sealing
flanges
stator
construction according
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
Application number
DE19661525907
Other languages
English (en)
Inventor
Rosenthal John Damon
Welch Joseph Jerome
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Aircraft Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Aircraft Corp filed Critical United Aircraft Corp
Publication of DE1525907A1 publication Critical patent/DE1525907A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/025Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/44Free-space packings
    • F16J15/447Labyrinth packings
    • F16J15/4476Labyrinth packings with radial path

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstraße
Dr. Expl.
Anlage Aktenzeichen
zur Eingabe vom 6. April I966 VA+ Name d. Anm. UNITED AIRCRAFT CORPORATION,
400 Main Street,
EAST HARTFORD, CONN., U.S.A.
Dichtungskonstruktion für relativ zueinander drehbar montierte
Elemente
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für relativ zueinander drehbare Elemente und ist insbesondere am Abgabeende eines Axialkompressors nützlich.
Ein Merkmal der Erfindung liegt in der wirksamen Abdichtung zwischen dem Rotor und dem Stator, um bei allen Rotationsgeschwindigkeiten die Leckverluste auf ein Minimum herabzusetzen. Weiterhin soll durch die Erfindung trotz der entweder durch Zentrifugalbelastung oder durch Wärmedehnung verursachten Rotorvergrößerung im Betrieb eine bestimmte aber begrenzte Luftströmung vom Kompressor an den Dichtungen vorbei aufrechterhalten werden.
Die Dichtung am Druckende eines mehrstufigen Kompressors sorgt für eine begrenzte und gesteuerte Druckluftströmung zur Kühlung der letzten Rotorstufe und liefert außerdem an dieser Stelle eine begrenzte und gesteuerte Druckluftströmung an den Dichtung gen vorbei, die beispielsweise zur Kühlung verwendet werden kann, da diese Luft zwar durch die Kompression erhitzt, aber immer noch viel kühler als das Turbinengas ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen und aus der beiliegenden Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch die letzte Stufe eines Axialkompressors, in dem die Erfindung dargestellt 1st.
Bei der dargestellten Anordnung besteht das Kompressorgehäuse 2 au« zwei miteinander verachraubten Teilen, einem Teil 2a, das
009827/02
das äußere Gehäuse für die folgenden Kompressorstufen bildet, und einem Teil 2b, das die Außenwand des Diffusors 4 bildet, wobei dieser Gehäuseteil 2b außerdem stromabwärts von der letzten Rotorflügelreihe 8 eine Flügelreihe 6 trägt.
Die Rotorflügel 8 werden von einer Rotorscheibe 10 getragen und stromaufwärts unmittelbar vor den Rotorflügeln befindet sich eine Kompressorflügelreihe 12, deren Flügel an ihren äußeren Enden von einem im Gehäuse 2a angeordneten Mantelring 14 getragen werden und an ihren inneren Enden einen inneren Ring 16 tragen, welcher etwa durch einen Ring 18 an einen Dichtungsring 20 angeschlossen ist. Diese Konstruktionsart ist allgemein nicht neu und im USA-Patent 2.747.367 dargestellt.
Der Diffusor 4 hat eine Innenwand 22 und die zwei Wände werden von mehreren sich zwischen diesen Wänden erstreckenden Flügeln 24 im Abstand voneinander gehalten« Einer oder mehrere der Flügel 24 sind im wesentlichen in der Mitte der Flügel mit einer nach vorne angeordneten Öffnung 26 versehen, um Luft vom Diffusor abzuziehen und durch eine öffnung 28 in der Innenwand 22 in die Kammer 30 zu führen. Diese Kammer wird begrenzt von einer länglichen, die Innenwand der Kammer bildenden Dichtungshülse 32, einem auf einer Seite der Öffnung 28 nach innen in Anlage an die Hülse 32 ragenden Radialflansch j?4 und einem weiteren Flansch 36 auf der anderen Seite der öffnung 28. Dieser letztere Flansch trägt, wie man sieht, die Hülse 32.
Die Rotorscheibe 10 weist auf einer ihrer Seitenflächen im radialen Abstand voneinander einen inneren und einen äußeren Zentrigfugalflansch 38 und 40 auf, wobei diese Flansche konzentrisch zueinander und in einer solchen Stellung angeordnet sind, daß sie das freie Ende der Hülse 32 zwischen sich aufnehmen. Die Hülse hat innere Dichtungsflansche 42, die von der Hülse radial nach innen ragen und deren Umfang in geringem Abstand vom Flansch 38 liegt; die Hülse hat ferner äußere Dichtungsflansche 44, die von der Hülse 32 radial nach außen bis in unmittelbare Nähe des auf dem Rotor angeordneten Flansches 40 ragen. Diese Dichtungsflansche sind derart angeordnet, daß ein Dosierspalt 46 zwischen den Enden der Plansche 44 und dem Rotor-
009827/0243
flansch 4o und ein weiterer Dosierspalt 48 zwischen den 3nden der Dichtungsflansche 42 und dem Rotorflansch 38 verbleibt. Die Spalte 46 und 48 bilden^eJ^e^.Dosi^VOr^ichtung, die sich dem durch Vergrößerung der Radial-scheibe gegebenen Maschinenzustand anpaßt, wobei diese Vergrößerung der Radialscheibe sich durch Zentrifugalbelastung oder Wärmedehnung der Scheibe ergibt, und die sich auch der radialen Wärmedehnung der Dichtungsflansche 42 und 44 anpaßt. Im Betrieb der Maschine dominiert während bestimmter Perioden die Dosierung bei 46 und die Strömung durch diesen Dosierspalt bestimmt die Menge der um das Ende der Hülse j52 herum tretenden Dichtungsluft. Unter bestimmten Umständen wird bei starker oder maximaler Vergrößerung des Rotors der Spalt 46 g-rößer und der Spalt 48 wird kleiner, so.daß der Spalt 48 die ,gewünschte Dosierung bewirkt. Die durch diese Spalte hindurchtretende Luft kommt durch öffnungen 48 im Flansch J>h aus der Kammer 30 und kann nach ihrem Durchtritt durch diese Spalte zu irgendeinem gewünschten Dichtungs- oder KUhlzweck in der Maschine benutzt werden. Man erkennt, daß diese Druckluft von einer Stelle unmittelbar stromabwärts vom Kompressor, d. h. von einer Stelle innerhalb der Maschine abgezogen wird, an der der höchste Luftdruck herrscht; ferner wird die Luft aus der Mitte , der Luftströmung abgezweigt, wo die Luft kühler ist als die an den Wänden 2b oder 22 vorbeistreichende Luft. Durch die Komprimierung innerhalb des Kompressors ist die Luft an dieser Stelle zwar ziemlich warm, sie ist jedoch wesentlich kühler als das Gas in der Turbine und kann mit Erfolg zur Kühlung von Teilen der Turbine verwendet werden.
Die Innenwand 22 des Diffusors trägt den Innenring 50 der Flügel-, reihe 6, so daß dieser Ring tatsächlich eine Verlängerung der Diffusorwand bildet. Diese Wand trägt daher einen Dichtungsring 52 mit radial nach innen ragenden Dichtungsflanschen 54, deren Innenränder in geringem Abstand von der Außenfläche des Rotorflansches 40 liegen. Diese Flansche bilden zwischen sich einen Spalt«- 56, durch den eine abgemessene Menge Luft von der Kammer j5O an einer Stelle zwischen den Enden der Rotorflügel 8 und dem benachbarten Flügelring 50 zurück in den Strömungsweg des Gases fließen kann.
Patentansprüche;
009827/0243

Claims (1)

  1. Dr. !ng. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstraße 31
    Anlage Aktenzeichen
    zur Eingabe vom 6. April I966 VA+ Name d. Arn*. UNITED AIRCRAFT CORPORATION,
    400 Main Street,
    EAST HARTFORD, CONN., U.S.A.
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Dichtungskonstruktion für relativ zueinander drehbar montierte Elemente, insbesondere für einen Kompressor mit einem Rotor und einem diesem benachbarten Stator, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor einen inneren, in axialer Richtung verlaufenden Flansch (38) und konzentrisch zu diesem einen äußeren, ebenso in axialer Richtung verlaufenden äußeren Flansch (40) aufweist, daß der Stator ein im wesentlichen zylindrisches Element (32) aufweist, welches vom Stator zwischen die axial verlaufenden Rotorflansche ragt, und daß das zylindrische Element des Stators auf seinen beiden Seiten mehrere radial wegragende Dichtungsflansche (42, 44) aufweist, die bis nahe an die Oberflächen der Rotorflansche ragen und so Dosierspalte (46, 48) zwischen den Dichtungsflanschen und den Rotorflanschen bilden, so daß im Falle einer Dehnung des Rotors ein Satz der Dosierspalte enger wird, während der andere Satz weiter wird.
    2. Dichtungskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator konzentrische Wände hat, die eine Ringleitung zum Durchtritt von Luft durch den Kompressor bilden, und daß Luft von dieser Ringleitung in eine innere Kammer (30) und zu den Dichtungsflanschen geleitet wird.
    3. Dichtungskonstruktion nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der inneren Kammer (30) aus einer Innenhülse (32) besteht, die das zylindrische Element an einer Stelle axial jenseits der Lufteinlaßstelle (28) der inneren Kammer trägt.
    •4. Diehtungskonstruktion nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß_ die Dosierspalte (46) zwischen dem
    009827/0243
    äußeren Rotorflansch (4O) und den Dichtungsflanschen (44) bezogen auf die Fluidumsströmung durch die 3palte in Reihe zu den anderen Dosierspalten (48) angeordnet sind.
    5. Dichtungskonstruktion nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor in einem Axialkompressor montiert ist und daß das S dosierte Pluidum Preßluft ist, die von einer Stelle stromabwärts der letzten Rotorstufe des Kompressors hergeleitet wird.
    6. Dichtungskonstruktion nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Luft für die innere Kammer (30) in radialer Richtung etwa aus der Mitte der Ringleitung abgezweigt wird.
    7. Dichtungskonstruktion nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator zusätzliche Dichtungsflansche (54) trägt, die mit der Außenseite des äußeren Rotorflansches (40) zusammenarbeiten.
    009827/0243
    Leerseite
DE19661525907 1965-04-21 1966-04-07 Dichtungskonstruktion fuer relativ zueinander drehbar montierte Elemente Pending DE1525907A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US449738A US3303997A (en) 1965-04-21 1965-04-21 Compressor air seal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1525907A1 true DE1525907A1 (de) 1970-07-02

Family

ID=23785295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661525907 Pending DE1525907A1 (de) 1965-04-21 1966-04-07 Dichtungskonstruktion fuer relativ zueinander drehbar montierte Elemente

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3303997A (de)
DE (1) DE1525907A1 (de)
FR (1) FR1476987A (de)
GB (1) GB1081158A (de)
SE (1) SE311558B (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1551193A1 (de) * 1967-05-16 1970-03-12 Licentia Gmbh Schnellstartturbine
DE2163096B2 (de) * 1971-12-18 1974-02-14 Gutehoffnungshuette Sterkrade Ag, 4200 Oberhausen Verfahren zur Wiederaufwärmung eines verdichteten Gasstromes über dem Taupunkt
US3791759A (en) * 1972-06-07 1974-02-12 Us Air Force Turbine pressure attenuation plenum chambers
US4554789A (en) * 1979-02-26 1985-11-26 General Electric Company Seal cooling apparatus
GB2042086B (en) * 1979-02-26 1983-10-12 Gen Electric Gas turbine engine seal
US4852355A (en) * 1980-12-22 1989-08-01 General Electric Company Dispensing arrangement for pressurized air
US9206705B2 (en) 2012-03-07 2015-12-08 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Sealing device and gas turbine having the same
FR3013096B1 (fr) * 2013-11-14 2016-07-29 Snecma Systeme d'etancheite a deux rangees de lechettes complementaires

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1978239A (en) * 1930-04-21 1934-10-23 Elizabeth Wheeler Multistage impact packing
US2084909A (en) * 1934-06-08 1937-06-22 Gen Electric Packing arrangement
US2647684A (en) * 1947-03-13 1953-08-04 Rolls Royce Gas turbine engine
US2722101A (en) * 1948-12-21 1955-11-01 Solar Aircraft Co Gas turbine sealing and cooling structure
US2682363A (en) * 1950-12-08 1954-06-29 Rolls Royce Gas turbine engine
US2937495A (en) * 1956-02-27 1960-05-24 Power Jets Res & Dev Ltd Gas turbine plant
FR1262633A (fr) * 1960-04-19 1961-06-05 Rateau Soc Dispositif pour diminuer l'échauffement des turbines
GB969579A (en) * 1962-11-09 1964-09-09 Rolls Royce Gas turbine engine
US3189320A (en) * 1963-04-29 1965-06-15 Westinghouse Electric Corp Method of cooling turbine rotors and discs

Also Published As

Publication number Publication date
SE311558B (de) 1969-06-16
US3303997A (en) 1967-02-14
FR1476987A (fr) 1967-04-14
GB1081158A (en) 1967-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2221895C3 (de) Einrichtung zur Kühlluftzufuhr in Kühlkanäle der Laufschaufeln eines Gasturbinenlaufrads
DE2913548C2 (de) Wellenkühlung für ein Gasturbinentriebwerk
EP0903468B1 (de) Vorrichtung zur Spaltdichtung
DE69912539T2 (de) Kühlung eines Turbinenmantelrings
EP1004748B1 (de) Laufrad für eine Strömungsmaschine
DE60211061T2 (de) Axialturbine mit einer Stufe in einem Abströmkanal
DE1626130A1 (de) Gasturbinentriebwerksanlage
DE2554010A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur zufuehrung von kuehlluft zu turbinenleitschaufeln
DE2547229A1 (de) Verteilerkopf fuer abzweigluft
DE2632155B2 (de) Gasturbinenstrahltriebwerk
DE3317722C2 (de) Ringförmige Diffusoreinrichtung für ein Gasturbinentriebwerk
DE3031553A1 (de) Gasturbinenlaufrad.
WO1989007194A1 (fr) Turbine pour turbocompresseur
DE2128217C3 (de) Mehrstufiger Verdichter
DE902074C (de) Umlaufverdichter mit einem gleichachsig zum Laufrad gelegenen Seitenkanal
DE2920193A1 (de) Kuehlluftzufuehrungsanordnung fuer ein gasturbinentriebwerk
DE1525907A1 (de) Dichtungskonstruktion fuer relativ zueinander drehbar montierte Elemente
DE2822499A1 (de) Zentrifugalpumpe
DE1942346A1 (de) Vorrichtung zur Abdichtung des Rotors gegenueber dem Stator bei einer zu einem Gasturbinentriebwerk gehoerigen Turbine
EP1001138B1 (de) Spitzendichtung für Turbinenlaufschaufeln
DE2621913C2 (de) Gasturbinentriebwerk
DE1601627C3 (de) Gekühlte Schaufel fur eine Stromungs maschine
DE69820410T2 (de) Gasturbine vom Wärmerückgewinnungstyp
DE1428106A1 (de) Mehrstufiger Kreiselverdichter mit Axialstufen und wenigstens einer Radialstufe
DE102017118950A1 (de) Diffusor für einen Radialverdichter