DE2620762B1 - Spaltdichtung fuer stroemungsmaschinen, insbesondere gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spaltdichtung für Strömungsmaschinen, insbesondere Gasturbinenstrahltriebwerke, bei denen mindestens die Laufradscheiben eines Axialverdichters oder einer Axialturbine mittels doppel-T-förmiger Zwischenringe axial untereinander beabstandet sind, die mit den beiderseitigen Stirnkanten deren äußeren T-förmigen Teils jeweils zwischen den Schaufelfußplatten zweier axial benachbarter Laufradbeschaufelungen liegen und hierbei Umfangsspalte zwischen deren Stirnkanten und den zugeordneten Schaufelfußplatten belassen.

Ein Verdichterrotor für Strömungsmaschinen, z.B. Gasturbinenstrahltriebwerke, mit doppel-T-förmigen Zwischenringen zwischen den Laufradscheiben ist durch die DT-OS 21 40 816 bekannt.

Ein erheblicher Mangel derartiger Rotoren wird darin gesehen, daß sich stromab der jeweiligen Laufschaufeln, d. h. genauer zwischen deren Fußplatten und der jeweils angrenzenden Stirnkante des oberen Teils eines Zwischenringes eine Leckströmung einstellt, die einerseits zu Druckverlusten und andererseits zu Strömungsverlusten führt. Im Falle eines Axialverdichters der genannten Bauart strömen Verdichterluftanteile über die Umfangsspalte zwischen den Schaufelfußplatten und der angrenzenden Stirnkante eines Zwischenringes in den jeweils hinter den Laufschaufeln gelegenen Ringraum ein, der zwischen der inneren Profilierung einer Zwischenringhälfte und den angrenzenden schaufelfußseitigen Flächen eines Laufrads gebildet ist. Von diesem Ringraum aus gelangt die Luft dann weiter in stromaufwärtig dieses Ringraums gelegene Zwischenräume, die unterhalb der Schaufelfußplattformen sowie zwischen den Schaufelfüßen und den Schaufelbefestigungsnuten gebildet sind; von dort strömt die Leckluft an den Axialspalten, die zwischen den angrenzenden Schaufelfußplatten gebildet sind, wieder aus.

Neben aerodynamischen Störungen an den Laufschaufeln kann sich weiter aus vorerwähntem Mangel eine ungleichförmige Druckverteilung hinter den Laufschaufeln ergeben, die möglicherweise zu einer ständigen Leckströmung aus einer Zone höheren Druckes am Umfang über den Ringraum hinweg in eine Zone niedrigen Druckes am Umfang führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

'5 Spaltdichtung zu schaffen, durch die eine Leckströmung an den Umfangsspalten verhindert wird, wobei eine einfache Montage des Läufers möglich ist

Bei einem Läufer nach der eingangs genannten Gattung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Ringraum, der jeweils zwischen der inneren Profilierung einer Zwischenringhälfte und den angrenzenden schaufelfußseitigen Flächen eines Laufrads gebildet ist, ein aus einem Blechstreifen hergestellter, axial vorgespannter Dichtungsring einsetzbar ist, der in Anpassung an die dem Umfangsspalt zugewandte Flächenkontur des Ringraums so vorgeformt ist, daß er sich infolge Fliehkraftbelastung formschlüssig an diese Flächenkontur anschmiegt und hierbei den Umfangsspalt verschließt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den übrigen Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 einen Axialverdichterrotor, worin insbesondere die Montagestellung des Dichtringes erläutert ist und Fig.2 den Axialverdichterrotor nach Fig. 1, insbesondere die Betriebslage des Dichtringes erläuternd.
Beim Axialverdichterrotor sind die einzelnen Laufradscheiben 1, 2, 3, 4 hier z.B. mittels bolzenartiger Zuganker 5 zusammengespannt.

Die den einzelnen Laufradscheiben 1, 2, 3, 4 zugehörigen Laufschaufeln sind der Reihe nach mit 6,7, 8 und 9 bezeichnet. Im Bereich deren äußerer Umfangsperipherie sind zwischen die Laufradscheiben 1, 2, 3, 4 doppel-T-förmige Zwischenringe 10, 11, 12 eingebaut Zwischen axial gerichteten Vorsprüngen der Laufradscheiben 1,2,3,4 sind die Zwischenringe 10,11, 12 mit ihren jeweils unteren, seitlich auskragenden Abschnitten drehfest zur Anlage gebracht Wie auch die übrigen Zwischenringe, hier jedoch der Einfachheit halber nur am Zwischenring 10 verdeutlicht, beläßt dieser zwischen den beiderseitigen Stirnkanten dessen äußeren T-förmigen Teils und den benachbarten Schaufelfußplatten 19, 20 der Laufradscheiben 1, 2 Umfangsspalte a.

Im Betriebsfall strömen somit Verdichterluftanteile stromab der Laufschaufeln, hier also z. B. stromab der Laufschaufeln 6 über den Umfangsspalt a in den

Ringraum A ein, der jeweils zwischen der inneren Profilierung einer Zwischenringhälfte und den angrenzenden schaufelfußseitigen Flächen eines Laufrads, hier des Laufrads 1, gebildet ist Vom Ringraum A aus gelangt die Leckluft in Zwischenräume, die sowohl

unterhalb der Schaufelfußplatten 19 als auch zwischen den Schaufelfüßen und Fußnuten gebildet sind.

Von dort strömt dann die Leckluft über die zwischen den Fußplatten 19 der Laufschaufeln 6 befindlichen

ORIGINAL INSPECTED

Axialspalte wieder aus.

F i g. 1 erläutert die Einbaulage und Form des montierten Dichtringes 21 im Ringraum A des Axialverdichterläufers. Der axial verspannte Dichtungsring 21 wird aus einem Blechstreifen hergestellt. Im Zusammenwirken mit der Montage des Axialverdichterläufers geht die Montage des Dichtrings 21 so vor sich, daß derselbe in den Ringraum A des Zwischenrings 10 eingesetzt wird mit sich am Stoß geringfügig überlappenden Enden. Bei sich daran anschließender Montage der Laufradscheibe 1, die hier noch nicht mit den Laufschaufeln 6 bestückt ist, wird der an den schaufelfußseitigen Scheibenhöckern der Laufradscheibe 1 mit seiner vorderen Stirnkante 22 anliegende Dichtring 21 zunehmend axial verspannt

Nach endgültiger Befestigung der Laufradscheibe 1 werden die Laufschaufeln 6 montiert

F i g. 2 gibt schließlich die durch Fliehkrafteinwirkung verursachte Betriebslage des Dichtungsringes 21 wieder, in der er sich an die dem Umfangsspalt a zugewandte Flächenkontur des Ringraums A formschlüssig anschmiegt und hierbei den Umfangsspalt a vollständig verschließt Gemäß Fig.2 weist der Dichtungsring 21 etwa gegen die Mitte des Ringraums A nach innen eingezogene bzw. abgebogene Endkanten 23, 24 auf, um eine Kantenreibung gegenüber schaufelfußseitigen Gegenflächen des Laufrads 1 auf der einen Seite sowie an Gegenflächen des Zwischenringes 10, hier besonders an dessen Steg im Ringraum A,

¹S zu vermeiden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spaltdichtung für Strömungsmaschinen, insbesondere Gasturbinenstrahltriebwerke, bei denen mindestens die Laufradscheiben eines Axialverdichters oder einer Axialturbine mittels doppel-T-förmiger Zwischenringe axial untereinander beabstandet sind, die mit den beiderseitigen Stirnkanten deren äußeren T-förmigen Teils jeweils zwischen den Schaufelfußplatten zweier axial benachbarter Laufradbeschaufelungen liegen und hierbei Umfangsspalte zwischen deren Stirnkanten und den zugeordneten Schaufelfußplatten belassen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringraum (A), der jeweils zwischen der inneren Profilierung einer Zwischenringhälfte und den angrenzenden schaufelfußseitigen Flächen eines Laufrads (1) gebildet ist, ein aus einem Blechstreifen hergestellter, axial vorgespannter Dichtring (21) einsetzbar ist, der in Anpassung an die dem Umfangsspalt (^zugewandte Flächenkontur des Ringraums (A) so vorgeformt ist, daß er sich infolge Fliehkraftbelastung formschlüssig an diese Flächenkontur anschmiegt und hierbei den Umfangsspalt ^verschließt.

2. Spaltdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (21) mittels in Umfangsrichtung geringfügig einander überlappender Stoßkanten in den Ringraum (A) einsetzbar ist.

3. Spaltdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (21) mit beidseitig über den gesamten Umfang etwa gegen die Ringraummitte abgebogenen Endkanten (23, 24) versehen ist