DE2641093A1 - Thermische turbomaschine - Google Patents

Description

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WYCa I6.8.1976

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Thermische Turbomaschine

Die Erfindung betrifft eine thermische Turbomaschine mit Leit- und Laufschaufeln, deren Schaufeln mindestens einer Schaufelreihe je eine Deckplatte mit mindestens einem Dichtungselement zur Verkleinerung einer Leckströmung ausserhalb der Schaufelblätter aufweisen, und die Deckplatten durch ein Dämpfungselement miteinander verbunden sind.

Bei thermischen Turbomaschinen mit Lauf- und Leitschaufeln worunter Dampfturbinen, Gasturbinen und Axialverdichter zu verstehen sind -, deren Schaufeln wenigstens einzelner Reihen mit Deckplatten ausgestattet sind, ist es bekannt, Diehtungs-

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spitzen aus dem vollen Material der Deckplatten herauszuarbeiten, um die Leitschaufeln gegen den Rotor und die Laufschaufeln gegen den Leitsehaufelträger abzudichten. Diese Ausführung ist jedoch bearbeitungstechnisch sehr aufwendig und daher kostspielig.

Zur Dämpfung von Schaufelschwingungen sind verschiedene Dämpfungseinrichtungen und -elemente bekannt. So können z.B. die Deckplatten einer Schaufelgruppe miteinander verschweisst sein, durch eine Torsions- oder eine Biegevorspannung gegeneinander gepresst sein oder alle Deckplatten einer Schaufelreihe können durch einen eingestemmten Draht miteinander verbunden sein. Diese letztere Ausführung ist bei Deckplatten mit herausgearbeiteten Dichtungsspitzen nicht oder nur schwer anwendbar, weil die Dichtungsspitzen an ihrer Basis verhältnismässig breit sind und speziell bei kleinen Schaufeln nur mehr wenig Platz für einen Dämpfungsdraht übrigbleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Turbomaschinen der eingangs genannten Art eine einfache und billige Dichtung zwischen den Schaufel-Deckplatten und den ihnen gegenüberliegenden Bauteilen zu schaffen unter Aufrechterhaltung einer guten und zuverlässigen Schwingungsdämpfung der Schaufeln.

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Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass als Dichtungs- und Dämpfungselement ein in ümfangsrichriehtung verlaufender und sieh schliessender Dichtungsstreifen vorgesehen ist, der in eine in die Deckplatten eingearbeitete Nut eingesetzt und mit Hilfe eines Drahtes darin befestigt ist.

Der Vorteil dieser Ausführung liegt in der doppelten Funktion des Dxehtungsstreifens als Dichtungs- und Dämpfungselement. Indem der Dichtungsstreifen durchgehend ist und alle Schaufeln einer Reihe verbindet, wirkt er gleichzeitig dämpfend. Der Platzbedarf ist viel geringer als bei vergleichbaren Ausführungen bekannter Art, so dass engere Teilungen als bisher moglieh sind, also ohne weiteres mehrere Dichtungsstreifen pro Sehaufelreihe untergebracht werden können. Die einfache Befestigungsart , die sieh trotz der hohen Beanspruchungen durch die Fliehkräfte für Laufschaufeln gleicherweise eignet wie für Leitsehaufeln, erfordert nur einen verhältnismässig geringen Arbeitsaufwand, und die Herstellungskosten der Dichtungsstreifen sind wesentlich tiefer als das bisherige Herausarbeiten der Dichtungsspitzen aus dem Vollen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematiseh dargestellt-

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Es zeigen:

Fig. 1 die Teilansicht eines Axialschnittes durch eine thermische Turbomaschine,

Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 in grösserem Massstab.

Nach Fig. 1 ist die Laufschaufel 1 mit einem sogenannten Hammerkopf fuss 3 im Rotor 2 befestigt und weist die Deckplatte 4 auf. Selbstverständlich geht eine Reihe solcher Schaufeln in bekannter Weise um den ganzen Rotor herum. Die Leitschaufel 5» welche die Deckplatte 6 aufweist, ist in den Leitschaufelträger 7 eingesetzt und darin mit dem Keil 8 festgehalten. Auch die Leitsehaufein bilden eine geschlossene Schaufelreihe.

In die Deckplatte 4 der Laufschaufel 1 sind Dichtungstreifen eingesetzt, die zusammen mit den Dichtungselementen 10 im Leitschaufelträger 7 eine Labyrinthdichtung bilden. Durch eine solche wird die unvermeidliche Leckströmung ausserhalb der Schaufelblätter, also zwischen der rotierenden Deckplatte 4 und dem stillstehenden Leitschaufelträger 7 verkleinert.

Aus Fig. 2 ist ein Dichtungsstreifen 9 mit J-förmigen Querschnitt ersichtlich, der mit seinem U-förmigen Teil in die Nut 11 der Deckplatte 4 eingelegt ist. Er wird darin durch

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den Draht 12 gehalten, der eingestemmt ist, aber auch eingewalzt sein kann. Der Dichtungsstreifen 9 und der Draht 12, die gemeinsam zur Dämpfung von Schaufelschwingungen beitragen, verlaufen in Umfangsrichtung und erstrecken sich über alle Schaufeln einer Reihe, so dass sie einen geschlossenen Ring bilden und die eng nebeneinander liegenden Deckplatten miteinander verbinden.

In gleicher Weise bilden die in die Deckplatte 6 der Leitschaufel 5 eingesetzten Dichtungsstreifen 13 zusammen mit den Dichtungselementen Ik im Rotor 2 (Fig. 1) eine Labyrinthdichtung. So wie bei der Laufschaufelreihe sind auch bei den Leitschaufeln die Deckplatten einer Reihe durch Dichtungsstreifen und den eingestemmten oder eingewalzten Draht miteinander verbunden, wodurch die Schwingungen der Leitsehaufeln gedämpft werden.

Es sei noch erwähnt, dass nur eine oder einzelne Schaufelreihen einer Turbomaschine, aber auch sämtliche Schaufelreihen, die Deckplatten aufweisen, in der beschriebenen Art mit Dichtungsstreifen verbunden werden können. Ferner kann der Querschnitt der Dichtungsstreifen auch jede andere zweckdienliche Form aufweisen, beispielsweise L-förmig sein. Das Material für den Draht und die Dichtungsstreifen ist das gleiche, wie es auch sonst im Turbomaschinenbau für diesen Zweck üblich ist.

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Claims (3)

87/76 Patentansprüche

1. J Thermische Turbomaschine mit Leit- und Laufschaufeln, deren Schaufeln mindestens einer Schaufelreihe je eine Deckplatte mit mindestens einem Dichtungselement zur Verkleinerung der Leckströmung ausserhalb der Schaufelblätter aufweisen, und die Deckplatten durch ein Dämpfungselement miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtungsund Dämpfungselement ein im Umfangsrichtung verlaufender Dichtungsstreifen (9_t 13) vorgesehen ist, der in eine in die Deckplatten (4 bzw. 6) eingearbeitete Nut (11) eingesetzt und mit Hilfe eines Drahtes (^) darin befestigt ist.

2. Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsstreifen (9, 13) einen J-förmigen Querschnitt aufweist.

3. Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Dichtungsstreifen (9, 13) halternde Draht (12) eingestemmt oder eingewalzt ist.

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