DE2363340B2 - Luftgekühlte Ringspaltdichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Ringspaitdichtungder Laufschaufeln einer axial durchströmten Turbine, mit einem inneren Dichtring, der mit seiner Innenfläche die äußere Begrenzung des Slrömungskanals außerhalb der Laufschaufelspitzcn bildet, lerner mit einem außerhalb im geringen radialen Abstand vom Dich«ring angeordneten, zylindermaniciförmigen, dünnwandigen Außenring, mit Kühlluftein- und Kühiluftauslässen zu dem Zwischenraum zwischen Dicht- und Außenring, wobei die Dichianordnunu über einen Befestigungsflansch am Turbinengehäuse zentnsch befestigt ist.

Eine derariiue Ringspaltdichtung ist aus der deutschen "offenlegungsschrift 2(144SO(I bekannt.

Bei der hekannten Ringspaltdichtung ergibt sich durch die kurzen Wege der Kühlluft innerhalb der Dichtuimsanordnung eine Kühlwirkung, die nicht ausreicht, de:: Dichtring gleichmäßig zu kühlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine luftgekühlte Ringspaltdichtung zu schaffen, bei der der Dichtrinji über seine gesamte Länge eine möglichst intensive Kühlung durch die Kühlluft erfährt, wobei zur besseren Ausnutzung der Kühlluft verhältnismäßig lange Kühlluftwege geschaffen werden hiI-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hei einer luftgekühlten Ringspaltdiehiung der eingangs angeceSencn Art durch die Kombination der folgenden Vierkniale gelöst:

a) der Befestigungsflansch ist als Radialtiansch ausgebildet und am stromun'ersdtigen Ende des Außenrings einstückig mit diesem vorgesehen:

b) der Dichtring ist mit dem Außenring am stromoberseitigen Ende einstückig mit diesem verbunden;

ο die Kiihllufteinlässe sind als Radialkanäle im Befestigungsflansch von dessen Außenbereieh bis /υ dessen radialem inneren Umfang hin verlaufend ausgebildet;

d) im Zwischenraum ist ein zylindermantelförmiger Blechmantel mit schraubenlinig eingearbeiteten, radial nach innen vorspringenden Sicken derart über die gesamte axiale Länge des Dichtrings eingefügt, daß die äußere Hache des Blechmantels satf an der Innenfläche des Außenrings anliegt, während die Sicken an der Außenfläche des Dichtrings dichtend anliegen:

e) die Kühlluft tritt über die Radialkanäle in den Raum zwischen Blechmantel und Dichtring ein und gelangt über die Kanal; /wischen den Sicken des Blechmantels an das stromoberseitige Ende des Dichtrings, von wo sie über im wesentlichen radial nach innen gerichtete Kühlluftauslässe in den Strömungskanal entweichen;

0 der Zwischenraum ist am stromunlerseitigen Ende durch eine Blechscheibe abgedichtet.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Kühlluftauslässe sich zusätzlich in einer tangentialen Richtung so erstrecken, daß die Kühlluft in den Arbeitsmittelstrom mit einer tangentialen Komponente abgegeben wird, die im wesentlichen der des Arbeitsmittelslroms entspricht.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß durch den verhältnismäßig langen Kühlluftweu in der Dichtungsanordnung und durch die Berührung der Kühlluft mit der gesamten äußeren Oberfläche des Dichtringes eine gleichmäßige Kühlwirkung desselben erzielt wird, so daß die radiale Aufweitung oder die Schrägstellung des Dichtringes und damit die ungunstige Veränderung des Dichtspaltes im Beirieb der Turbine weitgehend vermieden wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt einer axial durchströmten Turbine mit luftgekühlter Ringspalidichiung,

Fig. 2 eine Ansicht längs ü:r Linie U-Ii nach F ig. 1.

Fig. λ ebenfalls eine Ansicht längs der Linie ΙΠ-ΙΙ1 nach der J-'ig. 1 im vergrößerten Maßstab.

Die Turbine weist Leitschaufel:! 16 un ! Laufschaufeln 18 aut. Eine Ringspaltdichtung 28 ist radial auik-rhdib und eng benachbart zu den. Laufsehaufeispit- icn 30 angeordnet, um so Leck\erlus'e des Arbeitsmitteis über die LaulschauieKpit/en 30 /u vermindern.

Die Ringspaltdichtung 28 weist einen inneren, relais dicken Ring als Diehtring 32 auf, mit einer inneren Oberfläche 34 radial außerhalb und eng benachbart ilen Laufschaufelspitzen 30. Der Diehtring 32 isi über einen Steg 38 mit dem vorderer Ende des dünneren Außenrings 40 einstückig \erblinden. Der Außenring 40 weist einen hinteren, sich radial erstreckenden Belesügungsflansch 42 aui, der an einem ringlormiuen Flansch 44 des Turhinengehäuses befestigt ist.

Kuhlluftemiässe erstrecken sich als Radialkanäle 50 Non den Kanälen 48 in dem Befesiigungsflanseh 42 nach innen hm /_u dem inneren Umfang 52 des Außenring- 40. Ein Zwisehenfiansch 54 weht eine Bltchscheihe 56 auf, die an eine Umiapgs-Auskeh- !ung58 in dem Diehtring 32 so anstößt, daß das offene

Ende des zwischen dem Diehtring 32 und dem Aulienrinu 40 gebildeten ringförmigen Zwischenraums abgedichtet ist.

Eine Reihe Kühlluttau-iasse 60 M durch den Diehtring 32 hindurch ν on dem ringförmigen Raum aus bis /u einer Stelle vorgesehen, die mit dem Stromungskanai in Verbindung steht.

Eirs zylindermantelförmiger Blechmantel 62 ir>t in c'-im Zwischenraum zwischen den Ringen 32 und 40 angeordnet. Der Blechmantel 62 ist mit Sicken 66 versehen, die radial nach innen vorspringen. Wie an Hand der Fig. 3 ersichtlich, erstreckep. sich die Sicken 66 in einer schraubenlinieniormigen Richtung.

Die Kühllutiauslässe 60 geben die Kuhlluft strom oberseitig in den Strömungskanal ab. Du die Künlluftauslasse 60 die Kühlluft in den Arbeitsmittelstrom mit einer tangentialen Komponente richten, die angenahen derjenigen des Arbeitsmittelstroms ist. wird eine Störunu des Arbeitsmittelstroms vermieden.

Hierzu 1 !ihm Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Luftgekühlte Ringspaltdichtung der Laufschaufeln einer axial durchströmten Turbine, mit einem inneren Dichtring, der mit seiner Innenflä ehe die äußere Begrenzung des Strömungskanals außerhalb der Lauischaufelspitzen bildet, ferner mit einem außerhalb im geringen radialen Abstand vom Dichtring angeordneten, 'ylinderman-{eiförmigen, dünnwandigen Außenring, mit Kühlluftein- und Kühluftauslässen zu dem Zwischenraum zwischen Dicht- und Außenring, wobei die Dichtanordnung über einen Befestigungsflansch am Turbinengehäuse zentnsch befestigt ist. ge- ^!5 kennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) der Beiestigungsflansch (42) ist als Radialflansch ausgebildet und am stromunterseitigen Ende des Außenringes (40) einstückig ^2Ü mit diesem vorgesehen:

b) der Dichtring (32) ist mit dem Außenring (40) am stromoberseitigen Ende einstückig (38) mit diesem verbunden;

c) die Kiihllufteinlässe sind als Radialkanäle (50) im Bei'estigungsflansch (42) von dessen Außenbereich bis zu dessen radialem inneren Umfang hin verlaufend, ausgebildet;

d) im Zwischenraum ist ein zylindermantellörmiger Blechmantel (62) mit schraubenlinig eingearbeiteten, radial nach innen vorspringenden Sicken (66) derart über die gesamte axiale Länge des Dichtrings (32) eingefügt, daß die äußere Fläche des Blechmantels (62) satt an der Innenfläche des Außenrings (40) anliegt, während die Sicken (66) an der Außenfläche des Dichtringes (32) dichtend anliegen;

c) die Kühlluft tritt über die Radialkanäle (50) in den Raum zwischen Blechmantel (62) und Dichtring (32) ein und gelangt über die Kanäle zv/ischen den Sicken (66) des Blcchmantels (62) an das stromoberseitige Ende des Dichtringes (32), von wo sie über im wesentlichen radial nach innen gerichtete Kühlluftauslässe (60) in den Strömungskanal entweicht:

f) der Zwischenraum ist am stromunterseitigen Ende durch eine Blechscheibe (56) abgedichtet.

2. Luftgekühlte Ringspaltdichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftauslässe (60) sich zusätzlich in einer tangentialen Richtung so erstrecken, daß die Kühlluft in Olη Arbeitsmittelslrom mit einer tangentialen Komponente abgegeben wird, die im wesentlichen der des Arbeitsmittelstroms entspricht.