DE2951197A1 - Dichtungsteil, insbesondere dichtungsring, fuer ein gasturbinentriebwerk - Google Patents
Dichtungsteil, insbesondere dichtungsring, fuer ein gasturbinentriebwerkInfo
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Description
Gasturbinentriebwerk
Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinentriebwerke und betrifft insbesondere ein Dichtungsteil für einen Kühlmittelhohlraum
in dem Turbinengehäuse eines solchen Triebwerks.
Ein Gasturbinentriebwerk hat einen Verdichtungsabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt und einen Turbinenabschnitt. Ein Rotor
erstreckt sich axial durch den Turbinenabschnitt. Eine Reihe von Laufschaufeln erstreckt sich von dem Rotor aus nach außen.
Ein Stator umgibt den Rotor. Der Stator weist ein Triebwerksgehäuse, eine äußere Luftdichtung und eine Reihe von Leitschaufeln
auf. Das Triebwerksgehäuse positioniert und trägt die äußere Luftdichtung und die Leitschaufeln. Die äußere Luftdichtung
ist in radialem Abstand von der Laufschaufelreihe angeordnet,
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so daß zwischen ihnen ein Spitzenspalt verbleibt. Arbeitsmediumgase
werden in dem Verdichtungsabschnitt unter Druck gesetzt, mit Brennstoff in dem Verbrennungsabschnitt verbrannt
und in dem Turbinenabschnitt expandiert. Die Temperatur der Arbeitsmediumgase, die aus dem Verbrennungsabschnitt in die
Turbine gehen, überschreitet häufig 1400 0C.
Die heißen Gase, die in den Turbinenabschnitt eintreten, verlieren
Wärme an die Turbinenlaufschaufeln und das Gehäuse. Eine unkontrollierte Erwärmung des Gehäuses kann den Triebwerkswirkungsgrad
verringern, da die äußeren Luftdichtungen mit zunehmendem Gehäusedurchmesser nach außen verlagert werden.
In modernen Triebwerken wird Kühlluft durch Kanäle und Kühlluftkammern
an der Innenseite des Gehäuses geleitet, um die Wärme von dem Gehäuse abzuführen. Das Gehäuse bildet die äußere
Wand jeder Kühlkammer. Jede Kühlluftkammer hat eine Innenwand, um eine Wärmeübertragung zu dem Gehäuse zu unterdrükken.
Die Innenwand, die eine den heißen Gasen zugewandte Innenfläche hat, schirmt einen Teil des äußeren Gehäuses vor Strahlung
ab. Die Innenwand hat die Aufgabe zu verhindern, daß die heißen Gase einen Teil des äußeren Gehäuses berühren und daß
die Kühlluft in den Heißgasweg einströmt.
Die US-PS 3 730 640 zeigt Konstruktionen, bei denen die Außenfläche
eines Ringes in Zusammenwirkung mit der Innenfläche eines Gehäuses einen Kühlhohlraum bildet. Der Ring bildet eine
Innenwand mit einer Z-Form. Gemäß der US-PS 3 730 640 strömt Kühlluft zwischen einem Flansch an dem Z-Ring und einem Flansch
an dem Gehäuse und tritt in den Kühlhohlraum ein. Die Kühlluft strömt aus dem Kühlhohlraum hinaus zu einer stromabwärtigen
Stelle über Löcher in einem stromabwärtigen Flansch. Die US-PS 3 730 640 befaßt sich nicht speziell mit der Kühlluftleckage
durch die Innenwand. Die Kühlluft strömt durch den Z-Ring zu einem Kühllufthohlraum, der durch die Außenfläche des Z-Ringes
und die Innenfläche einer Leitschaufelplattform gebildet ist. Gemäß der US-PS 3 730 640 wird nicht versucht, einen luft-
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dichten Verschluß zwischen dem Ring und dem stromaufwärtigen
Flansch sowie dem Ring und dem stromabwärtigen Flansch zu bilden.
Aus der US-PS 3 992 126 ist es bekannt, einen ringförmigen Lufthohlraum durch einen verformbaren Ring und das äußere Gehäuse
zu bilden. Der verformbare Ring dient als Innenwand. Kühlluft tritt aus der Kammer über öffnungen in dem Ring unterhalb
der Leitschaufelplattform und zwischen benachbarten Leitschaufeln aus. Der Ring berührt einen stromaufwärtigen
Flansch, der sich von dem Gehäuse aus nach innen erstreckt, und einen stromabwärtigen Flansch, der sich von dem Gehäuse
aus nach innen erstreckt.
Zusätzlich zur Erhitzung des Gehäuses verursachen die heißen Gase ein weiteres Problem. Wenn die Arbeitsmediumgase in dem
Turbinenabschnitt expandieren, üben sie ungleichmäßige aerodynamische Kräfte auf die Leitschaufeln aus. Diese Kräfte sind
die Hauptursache für Leitschaufelschwingungen während des Betriebes des Triebwerks mit hoher Drehzahl. Die Schwingungen
und die Kräfte können hohe Spannungen in den Leitschaufeln erzeugen, die schließlich einen Ermüdungsbruch verursachen können.
In vielen Triebwerken werden Schwingungsdämpfer benutzt, um diese
Schwingungen zu dämpfen. Die US-PS 3 326 523 ist ein Beispiel für Konstruktionen, bei denen ein Dämpfer eine Basis einer
Leitschaufel berührt, um Schwingungen zu dämpfen. Gemäß dieser US-Patentschrift wird ein Federteil benutzt, das in einer
gekrümmten, schwalbenschwanzförmigen Nut angeordnet ist. Die US-PS 3 730 640 beschreibt die Verwendung einer sich umfangsmäßig
erstreckenden Feder zum Positionieren und Dämpfen eines sich umfangsmäßig erstreckenden Ringes, der als äußere Luftdichtung
dient. Die Verwendung von Schwingungsdämpfern verbessert die Dauerfestigkeit der Leitschaufeln.
Die Dauerfestigkeit, die Kriechfestigkeit und die Leistungsfä-
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higkeit des Triebwerksgehäuses werden zwar durch die Verwendurch von Kühlluft zum Verringern der Gehäusetemperaturen
verbessert, das ist aber auch mit einem Nachteil verbunden. Die erhöhte Leistungsfähigkeit des Triebwerks, die sich aus
der verbesserten Schaufelspitzenspaltkontrolle ergibt, wird nämlich durch die Verwendung von Kühlluft verringert. Demgemäß
arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure daran, einen Dichtungsring für Kühlluftkammern zu schaffen, der eine größere
Dichtungswirksamkeit und eine angemessene Dauerfestigkeit hat und in der Lage ist, Leitschaufelschwingungen zu dämpfen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Dichtungswirksamkeit eines Dichtungsteils zu erhöhen, das sich in Umfangsrichtung zwischen
einem Teil einer Anordnung von Leitschaufeln und einem äußeren Gehäuse in einer Axialströmungsmaschine erstreckt, und
dabei Schwingungsbewegungen der Leitschaufelanordnung zu dämpfen und eine angemessene Dauerfestigkeit des Dichtungsteils zu
gewährleisten.
Gemäß der Erfindung umgibt ein Metallring einen Teil einer Leitschaufelreihe
und wird durch die Leitschaufeln und ein äußeres Gehäuse zusammengedrückt, um zwischen ihnen eine Dichtung zu
bilden.
Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist ein Metallring mit einem stromaufwärtigen Schenkel und einem stromabwärtigen Schenkel.
Der Metallring hat einen Mittelabschnitt, der sich radial erstreckt. Ein weiteres Merkmal ist ein stromaufwärtiges Ende
des Dichtungsteils, das axial gegen das äußere Gehäuse preßt. Ein stromabwärtiges Ende preßt axial gegen die Leitschaufelreihe.
In einer Ausführungsform preßt ein stromaufwärtiger Schenkel radial gegen die Leitschaufelreihe und sowohl radial
als auch axial gegen das äußere Gehäuse.
Ein Hauptvorteil der Erfindung ist eine wirksame Abdichtung gegen radiales Lecken von Kühlluft in den Gasweg, die sich
durch die formschlüssige Berührung zwischen dem Metallring und dem äußeren Gehäuse ergibt. Eine Schwingungsdämpfung ergibt
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_ C „.
sich aus der formschlüssigen Berührung zwischen dem Metallring
und der Leitschaufel. Eine angemessene Dauerfestigkeit wird durch den flexiblen Mittelabschnitt gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 in vereinfachter Seitenansicht ein Turbo
fan-Triebwerk, bei welchem ein Teil des Turbinengehäuses weggebrochen ist, damit
Teile des Rotors und des Stators sichtbar sind,
Fig. 2 eine Querschnittansicht eines ersten
Teils des Turbinenabschnittes, die das Triebwerksgehäuse und eine stromaufwärtige
Leitschaufel zeigt, und
Fig. 3 eine Querschnittansicht eines zweiten
Teils des Turbofan-Abschnittes, die das Triebwerksgehäuse und eine stromabwärtige
Leitschaufel zeigt.
Ein Turbofan-Gasturbinentriebwerk, d.h. ein Zweikreis-TL-Triebwerk
nach der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Hauptabschnitte des Triebwerks sind ein Verdichtungsabschnitt 10,
ein Verbrennungsabschnitt 12 und ein Turbinenabschnitt 14. Der Turbinenabschnitt enthält eine Rotoranordnung 16 und eine
Statoranordnung 18. Die Rotoranordnung hat mehrere sich nach außen erstreckende Laufschaufeln 20. Die Statoranordnung enthält
ein Triebwerksgehäuse 22. Mehrere Leitschaufeln, wie eine erste Reihe von Leitschaufeln, die durch die einzelne Schaufel
24 dargestellt ist, ist an dem Gehäuse stromaufwärts der Laufschaufeln befestigt. Mehrere Leitschaufeln, wie eine zweite
Reihe von Leitschaufeln, die durch die einzelne Leitschaufel 26 dargestellt ist, sind an dem Gehäuse stromabwärts der Laufschaufeln
befestigt. Ein Strömungsweg 28 für Arbeitsmediumgase
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erstreckt sich durch die abwechselnden Reihen vor» ju6:l ^- χίϊΐά
Laufschaufeln.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen Teil des Triebwerksgehäuses 22 und eine der Leitschaufeln 24
der ersten Leitschaufelreihe zeigt. Ein stromaufwärtiger
Flansch 30 und ein stromabwärtiger Flansch 32 erstrecken sich von dem äußeren Gehäuse aus nach innen. Der stromaufwärtige
Flansch erstreckt sich umfangsmäßig um das Triebwerksgehäuse und hat mehrere Kühlluftlöcher 34. Der stromabwärtige Flansch
erstreckt sich umfangsmäßig um das Triebwerksgehäuse und hat mehrere Kühlluftschlitze 36. Jede Leitschaufel hat eine Plattform
38, einen stromaufwärtigen Fuß 40 und einen stromabwärtigen Fuß 42. Der stromaufwärtige Flansch hat eine sich umfangsmäßig
erstreckende Nut 44, die den stromaufwärtigen Fuß 40 aufnimmt. Der stromabwärtige Flansch hat eine sich umfangsmäßig
erstreckende Nut 46, die den stromabwärtigen Fuß 42 aufnimmt. Ein Ring 48, der im Querschnitt Ω-förmig ist, erstreckt
sich in Umfangsrichtung um das Innere des Triebwerks und bildet
eine Kühlkammer 50 zwischen dem äußeren Gehäuse und der Leitschaufelreihe. Der Ring kann in Umfangsrichtung durchgehend
oder aus mehreren sich umfangsmäßig erstreckenden Segmenten gebildet sein. Der Ring hat einen flexiblen Mittelabschnitt
52, einen stromaufwärtigen Schenkel 54 und einen stromabwärtigen Schenkel 56. Der flexible Mittelteil 52 hat einen gekrümmten
Teil mit einer konkaven Seite und einer konvexen Seite. Dikken in dem Bereich von 0,38 mm bis 0,46 mm ergaben in einer
getesteten Ausführungsform eine ausreichende Flexibilität. Der
stromabwärtige Schenkel hat ein stromabwärtiges Ende 58. Das stromabwärtige Ende liegt an dem stromabwärtigen Fuß 42 der
Leitschaufel an. Der stromaufwärtige Schenkel hat einen ersten zylindrischen Teil 60, einen zweiten zylindrischen Teil 62 mit
einem größeren Durchmesser als der erste zylindrische Teil, einen konischen Teil 64, der sich von dem zweiten zylindrischen
Teil aus nach innen erstreckt, und ein stromaufwärtiges Ende
66. Das stromaufwärtige Ende liegt an einem Teil des äußeren Gehäuses an, beispielsweise an einem nach innen gerichteten
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Teil des stromaufwärtigen Flansches 30. Der erste zylindrische
Teil 60 hat eine Innenfläche 68. Die Innenfläche 68 berührt einen axial gerichteten Teil des stromaufwärtigen Fußes
40 der Leitschaufel. Der zweite zylindrische Teil 62 hat eine Außenfläche 70, die an einem axial gerichteten Teil des
äußeren Gehäuses, beispielsweise an einem Teil des stromaufwärtigen Flansches, anliegt. Gestrichelte Linien zeigen die
Position des stromabwärtigen Fußes 42 der Leitschaufel und
des stromabwärtigen Schenkels 56 des Ringes während des Zusammenbaus. Nach dem Einbau ist der Abstand zwischen dem
stromabwärtigen Ende 58 und dem stromaufwärtigen Ende 66 die installierte Länge. Vor dem Zusammenbau ist der Abstand zwischen dem stromabwärtigen Ende und dem stromaufwärtigen Ende die freie Länge.
äußeren Gehäuses, beispielsweise an einem Teil des stromaufwärtigen Flansches, anliegt. Gestrichelte Linien zeigen die
Position des stromabwärtigen Fußes 42 der Leitschaufel und
des stromabwärtigen Schenkels 56 des Ringes während des Zusammenbaus. Nach dem Einbau ist der Abstand zwischen dem
stromabwärtigen Ende 58 und dem stromaufwärtigen Ende 66 die installierte Länge. Vor dem Zusammenbau ist der Abstand zwischen dem stromabwärtigen Ende und dem stromaufwärtigen Ende die freie Länge.
Fig. 3 zeigt einen Teil des Triebwerksgehäuses 22 und eine der Leitschaufeln 26 der zweiten Leitschaufelreihe. Ein Ring 72,
der einen stufenförmigen Querschnitt hat, erstreckt sich in
ümfangsrichtung um das Innere des Triebwerks und bildet eine Kühlkammer 74. Der Ring hat einen ersten zylindrischen Teil, nämlich einen ersten zylindrischen Schenkel 76, und einen zweiten zylindrischen Teil, nämlich einen zweiten zylindrischen
Schenkel 78. Der zweite zylindrische Schenkel 78 hat einen
größeren Durchmesser als der erste zylindrische Schenkel 76. Ein im wesentlichen radialer Teil, nämlich ein flexibler Mittelabschnitt 80, ist im wesentlichen radial gerichtet und verbindet den ersten zylindrischen Schenkel 76 mit dem zweiten
zylindrischen Schenkel 78. Dicken in dem Bereich von 0,61 mm bis 0,79 mm haben in einer getesteten Ausführungsform eine ausreichende Flexibilität ergeben. Der erste zylindrische Schenkel hat eine Innenfläche 82, eine Außenfläche 84 und ein stromaufwärtiges Ende 86. Ein Teil der Außenfläche liegt an einem sich axial erstreckenden Teil des äußeren Gehäuses an. Die Innenfläche des ersten zylindrischen Schenkels liegt an einem sich axial erstreckenden Teil der stromabwärtigen Leitschaufel 26 an. Der zweite zylindrische Schenkel hat ein stromabwärtiges Ende 88 und eine Außenfläche 90. Gestrichelte Linien zeigen die Posi-
ümfangsrichtung um das Innere des Triebwerks und bildet eine Kühlkammer 74. Der Ring hat einen ersten zylindrischen Teil, nämlich einen ersten zylindrischen Schenkel 76, und einen zweiten zylindrischen Teil, nämlich einen zweiten zylindrischen
Schenkel 78. Der zweite zylindrische Schenkel 78 hat einen
größeren Durchmesser als der erste zylindrische Schenkel 76. Ein im wesentlichen radialer Teil, nämlich ein flexibler Mittelabschnitt 80, ist im wesentlichen radial gerichtet und verbindet den ersten zylindrischen Schenkel 76 mit dem zweiten
zylindrischen Schenkel 78. Dicken in dem Bereich von 0,61 mm bis 0,79 mm haben in einer getesteten Ausführungsform eine ausreichende Flexibilität ergeben. Der erste zylindrische Schenkel hat eine Innenfläche 82, eine Außenfläche 84 und ein stromaufwärtiges Ende 86. Ein Teil der Außenfläche liegt an einem sich axial erstreckenden Teil des äußeren Gehäuses an. Die Innenfläche des ersten zylindrischen Schenkels liegt an einem sich axial erstreckenden Teil der stromabwärtigen Leitschaufel 26 an. Der zweite zylindrische Schenkel hat ein stromabwärtiges Ende 88 und eine Außenfläche 90. Gestrichelte Linien zeigen die Posi-
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ΐχ ση düü iWfeiten zylindrischen Schenkels bei Tri
triebstemperaturen.
Im Betrieb eines Gasturbinentriebwerkes strömen heiße Arbeitsmediumgase
axial in einen Turbinenabschnitt des Triebwerks. Teile der Turbine einschließlich der Leitschaufeln 24,des Ringes
48, der Leitschaufeln 26, des Ringes 72 und des Triebwerksgehäuses
22 werden durch die Arbeitsmediumgase erhitzt. Hochdruckkühlluft
kühlt das Turbinengehäuse und hindert Luft aus dem Gasweg am Eindringen in die Kühlkammer 50. Wenn sich das
Triebwerk Beharrungszustandsbedingungen nähert, dehnt sich der Ring 48 weiter nach außen aus als das Triebwerksgehäuse. Der
stromaufwärtige Schenkel 54 und der stromabwärtige Schenkel
56 pressen in einer im wesentlichen radialen Richtung gegen das Triebwerksgehäuse. Insbesondere der zweite zylindrische Teil
62 des strpmaufwärtigen Schenkels preßt nach außen gegen das äußere Gehäuse. Der stromabwärtige Schenkel preßt nach außen
gegen den stromabwärtigen Flansch 32.
Der Ring 48 berührt das Gehäuse 22 und die Reihe der Leitschaufeln
24 in axialer Richtung, um das Lecken von Kühlluft in den Strömungsweg 28 zu blockieren. Gemäß Fig. 2 preßt das stromaufwärtige
Ende 66 des Ringes 48 gegen das Gehäuse. Das stromabwärtige Ende 58 des Ringes preßt gegen jeden stromabwärtigen
Fuß 42 der Reihe der Leitschaufeln 24. Das Zusammendrücken des
flexiblen Mittelabschnittes 52 des Ringes während des Zusammenbaus bewirkt, daß jedes Ende des Ringes eine Dichtungskraft in
axialer Richtung auf das Gehäuse und den stromabwärtigen Fuß der Leitschaufel ausübt. Die axiale Wärmeausdehnung des Ringes
vergrößert diese Dichtungskraft. Die Dichtungskraft wird weiter durch die Kühlluft erhöht, wenn die Kühlluft durch die Löcher
34 in die Kühlkammer 50 ein- und durch die Kühlluftschlitze 36 ausströmt. Die Kühlluft hat einen höheren Druck als die Arbeitsmediumgase.
Der konkave Teil des Ringes ist der den höheren Druck aufweisenden Kühlluft zugewandt. Die Druckdifferenz zwischen
der Kühlluft und den Arbeitsmediumgasen gestattet der Kühlluft, eine Kraft auf die radialen Stirnflächen des Ringes
auszuüben und dadurch die Axialkraft zu vergrößern, die über
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ait; Schenkel des iiinge=» auf das Gehäuse und auf den Le.it.-·
schaufelfuß übertragen wird, Schwingungsenergie in den !.einschaufeln
24 wird sowohl durch die Reibberührung zwischen dem stromabwärtigen Ende des Ringes und dem stromabwärigen Fuß
der Leitschaufel als auch durch die Reibberührung zwischen dem ersten zylindrischen Teil 60 des stromaufwärtigen Schenkels
und dem stromaufwärtigen Fuß 40 der Leitschaufel in Wärme umgesetzt. Eine zusätzliche Dämpfung in Form einer viskosen
Dämpfung ergibt sich aus Schwingungen in jeder Leitschaufel, die auf den Ring übertragen werden. Der flexible Mittelabschnitt
des Ringes verschiebt sich axial und verursacht ein Pumpen der Kühlluft.
In ähnlicher Weise trifft Kühlluft in die Kühlkammer 74 ein, um die Kühlkammer unter Druck zu setzen und das Turbinengehäuse
zu kühlen. Das Zusammendrücken des flexiblen Mittelabschnitts 80 während des Zusammenbaus bewirkt, daß das stromauf
wärt ige Ende 86 und das stromabwärtige Ende 88 des Ringes eine Dichtungskraft in axialer Richtung auf das Gehäuse und
die Leitschaufeln ausüben. Schwingungsenergie in der Leitschaufel wird durch Reiben zwischen dem stromaufwärtigen
Schenkel und dem Gehäuse sowie dem stromabwärtigen Schenkel und der Leitschaufel verbraucht. Eine viskose Dämpfung der
Leitschaufel ergibt sich aufgrund des axialen Verschiebens des flexiblen Mittelabschnittes. Wenn sich das Triebwerk dem Dauerzustand
nähert, dehnt sich der Ring weiter als das Triebwerk nach außen aus. Die Außenfläche 90 des Ringes preßt gegen
den Flansch an dem Triebwerksgehäuse. Eine zweite Dichtung wird durch die Innenfläche des Ringes 82 gebildet, die
gegen den stromaufwärtigen Fuß der Leitschaufel preßt, und durch die Außenfläche des Ringes 84, die gegen das Gehäuse
preßt, um das Lecken von Kühlluft aus der Kühlluftkammer in den Strömungsweg 28 weiter zu blockieren.
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Claims (15)
- Patentansprüche tI1/ Dichtungsteil für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Triebwerksgehäuse und mehreren Leitschaufeln, die sich von dem Gehäuse aus nach innen erstrecken,gekennzeichnet durch einen Ring (48), der sich in Umfangsrichtung um das Innere des Gehäuses (22) erstreckt, so daß zwischen beiden eine Kammer (50) gebildet ist, wobei der Ring ein erstes Ende (66), welches das Triebwerksgehäuse berührt, ein zweites Ende (58), welches wenigstens eine der Leitschaufeln (24) berührt, einen flexiblen Mittelabschnitt (52) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende, eine freie Länge zwischen den Enden und im eingebauten Zustand eine Einbaulänge zwischen den Enden, die kleiner als die freie Länge ist, hat.
- 2. Dichtungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Mittelabschnitt (52) einen gekrümmten Teil hat, der beim Einbau zusammengedrückt wird, um dem Ring (48) die Einbaulänge zu geben.
- 3. Dichtungsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich-030028/0723ORIGINAL INSPECTEDnet, daß der Ring (48) aus mehreren, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Segmenten besteht.
- 4. Dichtungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Mittelabschnitt (52) einen ersten zylindrischen Teil (60) mit einem ersten Durchmesser, einem zweiten zylindrischen Teil (62) mit einem zweiten Durchmesser, der nicht gleich dem ersten Durchmesser ist, und wenigstens einen im wesentlichen radialen Teil (64) hat, der den ersten zylindrischen Teil mit dem zweiten zylindrischen Teil verbindet und beim Einbau gebogen wird, damit der Ring (48) die Einbaulänge erhält.
- 5. Dichtungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein gerader erster Schenkel (54) zwischen dem Mittelabschnitt (52) und dem ersten Ende (66) erstreckt, daß sich ein gerader zweiter Schenkel (56) zwischen dem Mittelabschnitt und dem zweiten Ende (58) erstreckt und daß der Mittelabschnitt des Ringes (48) im Querschnitt Ω-förmig ist.
- 6. Dichtungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (48) ein Fluid mit einem ersten statischen Druck von einem zweiten Fluid trennt, das einen größeren zweiten statischen Druck hat, und daß der Mittelabschnitt (52) eine konkave Seite hat, deren Umriß so gewählt ist, daß sie dem Fluid mit dem größeren statischen Druck zugewandt ist.
- 7. Dichtungsteil nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (48) weiter einen Schenkel (54) hat, der sich zwischen dem flexiblen Mittelabschnitt (52) und demjenigen Ende des Ringes erstreckt, das das Triebwerksgehäuse (22) berührt, und daß der Schenkel das Triebwerksgehäuse berührt.
- 8. Dichtungsteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (24) einen Fuß haben, der das Triebwerksgehäuse (22) berührt, und daß der Schenkel (54) des Ringes mit wenigstens einem Fuß (40) und dem Triebwerksgehäuse in Berührung und zwischen diesen angeordnet ist.030028/0723
- 9. Dichtungsteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (54) des Ringes (48) einen ersten zylindrischen Teil (60) und einen zweiten zylindrischen Teil (62) mit größerem Durchmesser als der erste zylindrische Teil hat und daß der erste zylindrische Teil wenigstens einen Fuß (40) berührt/ während der zweite zylindrische Teil das Triebwerksgehäuse(22) berührt.
- 10. Dichtungsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Mittelabschnitt (80) im Querschnitt stufenförmig ist.
- 11. Dichtungsteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring eine Dicke in dem Bereich von 0,61 bis 0,79 mm hat.
- 12. Dichtungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring eine Dicke hat, die in dem Bereich von 0,38 bis 0,46 mm liegt.
- 13. Ring zum umfangsmäßigen Umschließen des Inneren eines Gasturbinentriebwerks, das eine Reihe von Leitschaufeln und ein Triebwerksgehäuse aufweist,gekennzeichnet durch ein erstes Ende (66), welches das Triebwerksgehäuse (22) berührt,durch ein zweites Ende (58), welches wenigstens eine der Leitschaufeln (24) berührt, unddurch einen flexiblen Mittelabschnitt (48) zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende,wobei der Ring eine freie Länge zwischen den Enden hat und im eingebauten Zustand zwischen den Enden eine Einbaulänge hat, die kleiner als die freie Länge ist.
- 14. Ring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein gerader erster Schenkel (54) zwischen dem Mittelabschnitt (52) und dem ersten Ende (66) erstreckt,daß sich ein gerader zweiter Schenkel (56) zwischen dem Mittelabschnitt und dem zweiten Ende (58) erstreckt und030028/0723daß der Mittelabschnitt des Ringes im Querschnitt Ω-förmig ist.
- 15. Ring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Mittelabschnitt (80) im Querschnitt stufenförmig ist.030028/0723
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/971,287 US4314792A (en) | 1978-12-20 | 1978-12-20 | Turbine seal and vane damper |
Publications (1)
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---|---|
DE2951197A1 true DE2951197A1 (de) | 1980-07-10 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS5587825A (de) |
CA (1) | CA1115640A (de) |
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IT (1) | IT1165422B (de) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2119452A (en) * | 1982-04-27 | 1983-11-16 | Rolls Royce | Shroud assemblies for axial flow turbomachine rotors |
US4650397A (en) * | 1984-03-13 | 1987-03-17 | Teledyne Industries, Inc. | Sleeve seal |
US5131813A (en) * | 1990-04-03 | 1992-07-21 | General Electric Company | Turbine blade outer end attachment structure |
US5154577A (en) * | 1991-01-17 | 1992-10-13 | General Electric Company | Flexible three-piece seal assembly |
US5346362A (en) * | 1993-04-26 | 1994-09-13 | United Technologies Corporation | Mechanical damper |
US5333995A (en) * | 1993-08-09 | 1994-08-02 | General Electric Company | Wear shim for a turbine engine |
US5927942A (en) * | 1993-10-27 | 1999-07-27 | United Technologies Corporation | Mounting and sealing arrangement for a turbine shroud segment |
US5681142A (en) * | 1993-12-20 | 1997-10-28 | United Technologies Corporation | Damping means for a stator assembly of a gas turbine engine |
US6296443B1 (en) * | 1999-12-03 | 2001-10-02 | General Electric Company | Vane sector seating spring and method of retaining same |
US6896483B2 (en) | 2001-07-02 | 2005-05-24 | Allison Advanced Development Company | Blade track assembly |
US6893217B2 (en) * | 2002-12-20 | 2005-05-17 | General Electric Company | Methods and apparatus for assembling gas turbine nozzles |
US7291946B2 (en) * | 2003-01-27 | 2007-11-06 | United Technologies Corporation | Damper for stator assembly |
DE102005013794A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Alstom Technology Ltd. | Leitschaufel für eine Strömungsrotationsmaschine |
FR2885168A1 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-03 | Snecma Moteurs Sa | Dispositif d'etancheite pour une enceinte d'une turbomachine, et moteur d'aeronef equipe de celui-ci |
US7798769B2 (en) * | 2007-02-15 | 2010-09-21 | Siemens Energy, Inc. | Flexible, high-temperature ceramic seal element |
US8439629B2 (en) * | 2007-03-01 | 2013-05-14 | United Technologies Corporation | Blade outer air seal |
US7837435B2 (en) * | 2007-05-04 | 2010-11-23 | Power System Mfg., Llc | Stator damper shim |
FR2938872B1 (fr) * | 2008-11-26 | 2015-11-27 | Snecma | Dispositif anti-usure pour aubes d'un distributeur de turbine d'une turbomachine aeronautique |
US8734089B2 (en) | 2009-12-29 | 2014-05-27 | Rolls-Royce Corporation | Damper seal and vane assembly for a gas turbine engine |
DE102010064025A1 (de) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Abb Turbo Systems Ag | Berstschutz |
US8926269B2 (en) * | 2011-09-06 | 2015-01-06 | General Electric Company | Stepped, conical honeycomb seal carrier |
US8920116B2 (en) * | 2011-10-07 | 2014-12-30 | Siemens Energy, Inc. | Wear prevention system for securing compressor airfoils within a turbine engine |
US9650905B2 (en) | 2012-08-28 | 2017-05-16 | United Technologies Corporation | Singlet vane cluster assembly |
WO2014051668A1 (en) | 2012-09-26 | 2014-04-03 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine including vane structure and seal to control fluid leakage |
US10107116B2 (en) | 2013-02-05 | 2018-10-23 | Safran Aircraft Engines | Flow distribution blading comprising an improved sealing plate |
FR3001760B1 (fr) * | 2013-02-05 | 2015-01-30 | Snecma | Aubage de distribution de flux comportant une platine d'etancheite amelioree |
US9790806B2 (en) | 2014-06-06 | 2017-10-17 | United Technologies Corporation | Case with vane retention feature |
FR3045716B1 (fr) * | 2015-12-18 | 2018-01-26 | Safran Aircraft Engines | Ensemble d'anneau de turbine avec maintien elastique a froid |
US10563531B2 (en) * | 2016-03-16 | 2020-02-18 | United Technologies Corporation | Seal assembly for gas turbine engine |
US10408074B2 (en) | 2016-04-25 | 2019-09-10 | United Technologies Corporation | Creep resistant axial ring seal |
US20230228202A1 (en) * | 2022-01-20 | 2023-07-20 | General Electric Company | Stator plenum with collet seal |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US490777A (en) * | 1893-01-31 | trethewey | ||
US3295824A (en) * | 1966-05-06 | 1967-01-03 | United Aircraft Corp | Turbine vane seal |
US3326523A (en) * | 1965-12-06 | 1967-06-20 | Gen Electric | Stator vane assembly having composite sectors |
US3730640A (en) * | 1971-06-28 | 1973-05-01 | United Aircraft Corp | Seal ring for gas turbine |
US3992126A (en) * | 1975-03-25 | 1976-11-16 | United Technologies Corporation | Turbine cooling |
DE2855157A1 (de) * | 1977-12-21 | 1979-06-28 | United Technologies Corp | Dichtungsspaltsteuerverfahren und -system fuer ein gasturbinentriebwerk |
US4242042A (en) * | 1978-05-16 | 1980-12-30 | United Technologies Corporation | Temperature control of engine case for clearance control |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB218146A (en) * | 1923-08-20 | 1924-07-03 | Karl Baumann | Improvements relating to elastic fluid turbines |
GB674280A (en) * | 1949-05-27 | 1952-06-18 | Ag Fuer Technische Studien | Device for sealing a space under super-atmospheric pressure situated between two coaxially arranged hollow machine parts |
US3043559A (en) * | 1954-10-22 | 1962-07-10 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Gas turbine |
SU147194A1 (ru) * | 1961-10-30 | 1961-11-30 | В.Л. Ингульцов | Диафрагма дл паровых турбин |
GB983917A (en) * | 1962-06-20 | 1965-02-17 | Ass Elect Ind | Improvements relating to expansion devices for turbine casings |
CH425341A (de) * | 1965-07-23 | 1966-11-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gasturbine mit Kühlung der Schaufelträger |
US3394919A (en) * | 1966-11-22 | 1968-07-30 | North American Rockwell | Floating hot fluid turbine nozzle ring |
US3754766A (en) * | 1971-11-11 | 1973-08-28 | United Aircraft Corp | Spring type ring seal |
US3893786A (en) * | 1973-06-07 | 1975-07-08 | Ford Motor Co | Air cooled shroud for a gas turbine engine |
US3990807A (en) * | 1974-12-23 | 1976-11-09 | United Technologies Corporation | Thermal response shroud for rotating body |
US3957391A (en) * | 1975-03-25 | 1976-05-18 | United Technologies Corporation | Turbine cooling |
US4053254A (en) * | 1976-03-26 | 1977-10-11 | United Technologies Corporation | Turbine case cooling system |
US4230436A (en) * | 1978-07-17 | 1980-10-28 | General Electric Company | Rotor/shroud clearance control system |
-
1978
- 1978-12-20 US US05/971,287 patent/US4314792A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-09-21 CA CA336,132A patent/CA1115640A/en not_active Expired
- 1979-12-03 GB GB7941648A patent/GB2037902B/en not_active Expired
- 1979-12-18 IT IT28109/79A patent/IT1165422B/it active
- 1979-12-19 DE DE19792951197 patent/DE2951197A1/de not_active Ceased
- 1979-12-20 FR FR7931251A patent/FR2444802A1/fr active Granted
- 1979-12-20 JP JP16674679A patent/JPS5587825A/ja active Granted
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US490777A (en) * | 1893-01-31 | trethewey | ||
US3326523A (en) * | 1965-12-06 | 1967-06-20 | Gen Electric | Stator vane assembly having composite sectors |
US3295824A (en) * | 1966-05-06 | 1967-01-03 | United Aircraft Corp | Turbine vane seal |
US3730640A (en) * | 1971-06-28 | 1973-05-01 | United Aircraft Corp | Seal ring for gas turbine |
US3992126A (en) * | 1975-03-25 | 1976-11-16 | United Technologies Corporation | Turbine cooling |
DE2855157A1 (de) * | 1977-12-21 | 1979-06-28 | United Technologies Corp | Dichtungsspaltsteuerverfahren und -system fuer ein gasturbinentriebwerk |
US4242042A (en) * | 1978-05-16 | 1980-12-30 | United Technologies Corporation | Temperature control of engine case for clearance control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2037902B (en) | 1982-10-20 |
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FR2444802A1 (fr) | 1980-07-18 |
IT1165422B (it) | 1987-04-22 |
GB2037902A (en) | 1980-07-16 |
CA1115640A (en) | 1982-01-05 |
US4314792A (en) | 1982-02-09 |
FR2444802B1 (de) | 1985-03-22 |
JPS6253696B2 (de) | 1987-11-11 |
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