DE3231688A1 - Umlaufende dichtung und verfahren zum verringern von deren waermespannungen - Google Patents

Umlaufende dichtung und verfahren zum verringern von deren waermespannungen

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Description

Umlaufende Dichtung und Verfahren zum Verringern von deren
Wärmespannungen
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbesserungen an Gasturbinentriebwerken und betrifft insbesondere bei solchen Triebwerken benutzte umlaufende Dichtungen.
Umlaufende Dichtungen der Labyrinthbauart mit einem oder mehreren Umfangszähnen, von denen ein Teil an eine Umfangsdichtflache an einem anderen Teil angrenzt, wobei die beiden Teile oder Elemente relativdrehbar sind, werden in Gasturbinentriebwerken üblicherweise benutzt, um das Lenken von Triebwerksarbeitsluftströmen zu unterstützen. Dichtungen dieser Bauart werden benutzt, um die Luftströmung im Innern von Hohlräumen, die zwischen stationären und umlaufenden Teilen des Triebwerks gebildet sind, zu drosseln, ohne die Drehbewegung des umlaufenden Teils zu behindern. Darüber hinaus werden umlaufende Dichtungen benutzt, um das Ausgleichen der Haupttriebwerkslageraxial-
druckbelastungen zu unterstützen.
Ein Nachteil von Dichtungen dieser Bauart ist, daß sie aus relativ komplizierten Teilen bestehen, die in der maschinellen Bearbeitung teuer und schwierig zusammenbaubar sind. Darüber hinaus stehen einige Teile der Dichtungsbaugruppe in benachbarte stationäre Hohlräume vor. Die schnelle Drehung der umlaufenden Dichtung mit Bezug auf die Luft innerhalb des stationären Hohlraums bewirkt, daß sich die Luft durch Luftreibung erwärmt, die durch die vorstehenden Teile verursacht wird. Weiter haben aufgrund ihres relativ komplizierten Aufbaus bekannte umlaufende Dichtungen eine relativ große radiale Mindestabmessung oder -länge, die Wärmespannungen aufgrund des in Gasturbinentriebwerken vorhandenen radialen Wärmegradienten ausgesetzt ist. Diese relativ große radiale Mindestabmessung begrenzt weiter die Vielseitigkeit der Verwendung einer umlaufenden Dichtung zum Unterstützen des Ausgleichens der Haupttriebwerkslageraxialdruckbelastungen, da der Konstrukteur auf einen gewissen Mindestflächeninhalt der umlaufenden Dichtungsscheibe beschränkt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine umlaufende Dichtung zu schaffen, die eine minimale Anzahl von Einzelteilen aufweist, welche relativ billig maschinell bearbeitbar und einfach zusammenbaubar sind.
Weiter soll eine umlaufende Dichtung geschaffen werden, die einen minimalen Temperaturanstieg in der umgebenden Luft aufgrund von Luftreibung verursacht. Ferner soll eine umlaufende Dichtung geschaffen werden, die einen aktiven Luftkreis hat, der Wärmespannungen aufgrund von Wärmegradienten mindert.
Schließlich soll eine umlaufende Dichtung geschaffen werden, die einen aktiven Luftkreis hat, der die thermische
Zeitkonstante der Dichtungsscheibenbohrung vermindert, die ihrerseits den Wärmegradienten zwischen der Scheibenbohrung und dem Dichtungsrand während eines transienten Betriebes des Gasturbinentriebwerks vermindert.
Gemäß der Erfindung hat eine umlaufende Dichtung für ein Gasturbinentriebwerk einen zentralen Scheibenbohrungsabschnitt mit einem inneren Umfang und einen äußeren Dichtungsabschnitt zum Drosseln der darauf auftreffenden Gasströmung. Ein aktiver Gaskreis zum Vermindern von Wärmespannungen zwischen dem zentralen Scheibenbohrungsabschnitt und dem äußeren Dichtungsabschnitt weist Einrichtungen auf zum Lenken wenigstens eines Teils des auftreffenden Gases durch wenigstens einen Teil des zentralen Scheibenbohrungsabschnittes über dessen inneren Umfang.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Teilquerschnittansicht eines
Teils eines Gasturbinentriebwerks hinter dem Hochdruckverdichter desselben und
Fig. 2 einen Teil von Fig. 1.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Teilquerschnitt einer umlaufenden Dichtung nach der Erfindung, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist die umlaufende Dichtung 10 an einer konischen hinteren Stummelwelle 12 eines Hochdruckverdichters eines Gasturbinentriebwerks befestigt. Eine Laufschaufel 13 der letzten Stufe des Hochdruckverdichters ist in Fig. 1 gezeigt. Die umlaufende Dichtung 10 weist einen Verdichterauslaßdichtur.^steil 14 auf, der um den äußeren Umfang oder Rand eines teller- oder scheibenförmigen Teils 16 angeordnet ist, das einen zentra-
len Scheibenbohrungsteil 18 hat. Ein Entlüftungsdichtungsteil 20 steht von dem scheibenförmigen Teil 16 vor. Der Verdichterauslaßdichtungsteil 14 ist von der Labyrinthbauart, die auf dem Gebiet der umlaufenden Dichtungen bekannt ist, und hat in der bevorzugten Ausführungsform sechs Zähne 22, die an dem äußeren Umfang des Verdichterauslaßdichtungsteils 14 angeordnet sind. Der Entlüftungsdichtungsteil 20 ist ebenfalls von der Labyrinthbauart und hat in der bevorzugten Ausführungsform fünf Zähne 24, die an seinem äußeren Umfang angeordnet sind.
Ein erster und ein zweiter, geteilter 360"-Drahtdämpferring 26 und 28 sind in eine erste und in eine zweite Vertiefung 30 bzw. 32 in der inneren zylindrischen Fläche des Verdichterauslaßdichtungsteils 14 neben den Rändern der inneren Fläche eingesetzt. Diese Aussparungen haben eine ausreichende Tiefe, um die geteilten Dämpferringe ausreichend festzuhalten. Ein Flanschteil 34 steht von der inneren Fläche des Verdichterauslaßdichtungsteils 14 am vorderen Rand der ersten Aussparung 30 vor. Ein dritter geteilter 36 0°-Drahtdämpferring 4 0 ist in eine Aussparung 4 2 in der inneren Fläche des Entlüftungsdichtungsteils 20 auf der von den Zähnen 24 abgewandten Seite eingesetzt, wobei die Aussparung ausreichend tief ist, um den Dämpferring ausreichend festzuhalten.
Die umlaufende Dichtung 10 ist an einem Flanschteil 36 eines zylindrischen Arms 38, der von der hinteren Stummelwelle 12 vorsteht, mittels Schrauben 44 befestigt. Wenn die Befestigung so vorgenommen ist, ist der radiale Spalt zwischen dem Flanschteil 34 und dem zylindrischen Arm 38 kleiner als der Durchmesser des ersten Dämpferringes 26, wodurch eine zusätzliche Vorrichtung zum Festhalten des ersten Dämpferringes 26 vorhanden ist.
Sr— ΊΟ
Jede Schraube 44 hat einen niedrigen Profilkopf 46 an einem Ende, der an derjenigen Fläche des scheibenförmigen Teils 16 angeordnet ist, von der der Entlüftungsdichtungsteil 20 vorsteht. Auf die Schraube 44 ist eine selbsthemmende Zapfenmutter 47 aufgeschraubt, die einen Haken 48 als Sicherung gegen Verdrehen hat, dessen Ende sich gegen den Innenumfang des Flansches 36 legt. In der bevorzugten Ausführungsform wird die umlaufende Dichtung 10 an dem Flansch 36 unter Verwendung von vierundfünfzig Flachkopfprofilschrauben 44 und selbsthemmenden Zapfenmuttern 47 mit Haken 48 als Verdrehsicherungen befestigt. Wenn die umlaufende Dichtung 10 eingebaut ist, bildet sie in Verbindung mit dem zylindrischen Arm 38 und der hinteren Stummelwelle 12 einen im wesentlichen geschlossenen Rotorhohlraum 50. Ein axialer Sims 52 steht von der hinteren Stummelwelle 12 vor. Im zusammengebauten Zustand ist der Innenumfang des Scheibenbohrungsteils 18 der umlaufenden Dichtung 10 neben und in einem vorbestimmten radialen Abstand von dem axialen Sims 52 angeordnet, wodurch ein radialer Spalt 53 gebildet ist. In der bevorzugten Ausführungsform könnte der kalte radiale Spalt 53 eine Abmessung von 0,12 mm (0.005 inch) haben.
Die hintere Stummelwelle 12 hat mehrere Löcher 54, die unterhalb des axialen Simses 52 angeordnet sind. In der bevorzugten Ausführungsform ist die konische hintere Stummelwelle 12 mit zwanzig Löchern versehen, die über ihren Umfang verteilt sind und von denen in Fig. 1 nur eines gezeigt ist. Darüber hinaus sind mehrere Löcher 56 in dem zylindrischen Arm 38 der konischen hinteren Stummelwelle 12 vorgesehen. In der bevorzugten Ausführungsform sind vier Löcher 56 über den Umfang des zylindrischen Arms 38 verteilt, von denen in Fig. 1 aber nur eines gezeigt ist. Die sechs Zähne 22 des Kompressorauslaßdichtungs-
- JfT-
teils 14 der Labyrinthbauart sind in abdichtender Berührung mit einer ersten abgestuften ümfangsdichtflache 58, die an einem ersten feststehenden Bauteil 60 befestigt ist. Die fünf Zähne 24 des Entlüftungsdichtungsteils 20 der Labyrinthbauart sind in abdichtender Berührung mit einer zweiten Ümfangsdichtflache 62, die an einem zweiten stationären Bauteil 64 befestigt ist.
Die umlaufende Dichtungsbaugruppe arbeitet folgendermaßen. Luft aus dem Hochdruckverdichterauslaßteil des Gasturbinentriebwerks, die durch Pfeile A angedeutet ist, strömt an einer Auslaßleitschaufel 66 vorbei zu einer Brennkammer (nicht dargestellt). Diese Hochdruckluft hat eine Temperatur von bis zu 593 0C (1100 0F), und ein Teil dieser einen hohen Druck und eine hohe Temperatur aufweisenden Luft A strömt in einen ersten Hohlraum 68 (vgl. Fig. 1). Die Zähne 22 des Verdichterauslaßdichtungsteils 14 der umlaufenden Dichtung 10 hindern in Kombination mit der abgestuften Dichtfläche 58 die Strömung von Hochdruckluft A am Eintritt in einen zweiten Hohlraum 70 (vgl. Fig. 1), wodurch ein Bereich hohen Druckes auf der vorderen Seite (linken Seite in den Fig. 1 und 2) der umlaufenden Dichtung 10 im Vergleich zu dem auf der hinteren Seite (rechten Seite in den Fig. 1 und 2) der umlaufenden Dichtung 10 herrschenden Druck erzeugt wird. Darüber hinaus tritt die hohen Druck und hohe Temperatur aufweisende Luft A in den im wesentlichen geschlossenen Rotorhohlraum 50 über die radialen Löcher 56 in dem zylindrischen Arm 38 ein. Von da aus tritt die Luft in einen dritten Hohlraum 71 über den radialen Spalt 53 ein. Beim Passieren des Spalts 53 wird die Luft auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt, wodurch ein hoher Wärmeübergangskoeffizient zwischen der Luft und dem Scheibenbohrungsteil 18 erzeugt wird. Das wiederum verringert die thermische Zeitkonstante des Scheibenboh-
rungsteils 18 und den Wärmegradienten zwischen dem Scheibenbohrungsteil 18 und dem Dichtungsrand 22, der während transienten Betriebes thermisch sehr schnell anspricht. Der kleinere Wärmegradient führt zu geringeren Wärmespannungen. Es sei angemerkt, daß sich die Temperatur der Luft aus dem Verdichterauslaßteil gemäß der Schubentwicklung des Gasturbinentriebwerks verändert. Da jedoch die Scheibenaktivierungsluft B, die durch den radialen Spalt 53 strömt, aus einem Teil der Luft A aus dem Verdichterauslaßteil besteht, die beide vergleichbare Temperaturen haben, wird der Wärmegradient an der umlaufenden Dichtung immer verringert, ungeachtet der Temperatur der Luft aus dem Verdichterauslaßteil.
Kühlluft mit einer Temperatur in der Größenordnung von 260 0C (500 0F) oder weniger strömt durch die Verdichterbohrung (nicht dargestellt), die zum Teil durch die konische hintere Stummelwelle 12 gebildet wird. Diese Kühlluft strömt von vorn nach hinten durch die Löcher 54 der konischen hinteren Stummelwelle 12, wie durch Pfeile C angedeutet. Die Verdichterbohrungskühlluft C vermischt sich mit der Scheibenbohrungsaktivierungsluft B auf der hinteren (rechten) Seite der konischen hinteren Stummelwelle 12, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Anschließend wird dieses Luftgemisch über Bord geleitet. Da die Temperaturdifferenz zwischen der Verdichterbohrungskühlluf t und der Scheibenaktivierungsluft relativ groß ist, dient der axiale Sims 52 außerdem zum Weglenken der Verdichterbohrungskühlluf t C von dem Scheibenbohrungsteil 18 der umlaufenden Dichtung 10, wodurch die Kühlwirkung minimiert wird, die diese Luft auf den Scheibenbohrungsteil 18 ausübt. Dieses Merkmal der Dichtungsbaugruppe nach der Erfindung gewährleistet zusätzlich, daß die Temperatur
des Scheibenbohrungsteils 18 mit der des Verdichterauslaßdichtungsteils 14 vergleichbar bleibt, wodurch der Temperaturgradient längs der radialen Abmessung der umlaufenden Dichtung 10 minimiert wird.
Im Betrieb dreht sich die umlaufende Dichtung 10 mit sehr hohen Drehzahlen um ihre Achse, die in den Fig. 1 und 2 durch die Linie D dargestellt ist. Da der zweite Hohlraum 70 zum Teil durch die umlaufende Dichtung 10 und zum Teil durch ein feststehendes Gebilde, zu dem das erste und das zweite stationäre Bauteil 60, 64 gehören, gebildet wird, bewegt sich die Luft innerhalb des zweiten Hohlraums 70 in bezug auf die Geschwindigkeit der umlaufenden Dichtung 10 relativ langsam. Infolgedessen ruft die schnelle Drehung der umlaufenden Dichtung 10 aufgrund von Luftreibung eine Erwärmung der Luft in dem zweiten Hohlraum 70 hervor. Diese Luftreibungserwärmung wird durch die Verwendung der Flachkopfprof!!schrauben 44 in der umlaufenden Dichtung 10 nach der Erfindung, die die Luftreibungserwärmung an dem Flansch minimieren, stark verringert. Da das gesamte Gebilde, das den geschlossenen Rotorhohlraum 50 bildet, sich gemeinsam dreht, gibt es eine minimale Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Luft in dem geschlossenen Rotorhohlraum und dem umgebenden Gebilde. Infolgedessen werden die selbsthemmenden Zapfenmuttern 47 und die als Verdrehsicherung dienenden Haken 48, obgleich sie sich deutlich in den Hohlraum 50 hinein erstrecken, nur eine minimale Luftreibungserwärmung, wenn überhaupt, verursachen. Dieses Konstruktionsmerkmal der umlaufenden Dichtung nach der Erfindung gestattet außerdem die Verwendung von Schrauben unterschiedlicher Länge zur Unterstützung des Belastungsausgleichs am Rotor.
Außer der Verringerung der Luftreibungserwärmung beseitigt die erfindungsgemäße Verwendung von Flachkopfprofilschrau-
ben die Notwendigkeit, einen Flansch zur Luftreibungsverhinderung über den Schraubenköpfen vorzusehen, wodurch die Zugänglichkeit für den normalen Zusammenbau und das normale Zerlegen sowie die Zugänglichkeit beim Abschleifen der Schraubenköpfe, falls eine der Sicherungsmuttern gefressen haben sollte, erleichtert werden.
Umlaufende Dichtungen werden, wie weiter oben erwähnt, manchmal auch zum Ausgleichen von Axialdruckbelastungen in Gasturbinentriebwerken benutzt. Die feste axiale räumliehe Beziehung zwischen dem umlaufenden Gebilde und dem feststehenden Gebilde wird durch die Axiallager (nicht dargestellt) aufrechterhalten. In einem Gasturbinentriebwerk ist der Verdichter bestrebt, eine Kraft in der Vorwärtsrichtung relativ zu dem feststehenden Gebilde auszuüben, während die Turbine bestrebt ist, eine Kraft in der Rückwärtsrichtung relativ zu dem feststehenden Gebilde auszuüben. Um die auf die Axiallager ausgeübten Belastungen zu minimieren, ist es erwünscht, die tatsächlichen Kräfte auszugleichen, die durch den Verdichter und die Turbine ausgeübt werden. Eine Möglichkeit, das zu erreichen, besteht darin, die umlaufende Dichtung so auszulegen, daß die Hochdruckluft aus dem Hochdruckverdichterauslaß, die in den zweiten Hohlraum 70 abgelassen wird, der sich hinter der umlaufenden Dichtung 10 befindet, eine Kraft auf die Dichtung 10 in der Vorwärtsrichtung mit Bezug auf das feststehende Gebilde ausübt, wodurch die Kraft ausgeglichen wird, die in der Rückwärtsrichtung durch die Turbine (nicht dargestellt) ausgeübt wird. Da die Kraft gleich Druck mal Fläche ist, und da der Druck in dem zweiten Hohlraum 70 eine Funktion des Schubes des Gasturbinentriebwerks ist und die Kraftdifferenz zwischen dem Verdichter und der Turbine ebenfalls eine Funktion des Schubes des Triebwerks ist, ist es möglich, eine umlaufende Dichtung zu schaffen, die einen
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bekannten Scheibenoberflächeninhalt hat, der die axialen Kräfte unter den meisten Schubbedingungen ausgleicht. Unter Verwendung des einfachen Aufbaus der umlaufenden Dichtung nach der Erfindung hat der Konstrukteur relativ vielseitige Möglichkeiten, eine umlaufende Dichtung mit einem Scheibenoberflächeninhalt zu versehen, der, wenn auf ihn die Hochdruckluft in dem hinteren Hohlraum einwirkt, die axialen Belastungen unter den meisten Schubbedingungen ausgleichen wird.
Obige Beschreibung zeigt, daß die umlaufende Dichtung nach der Erfindung, obgleich sie eine minimale Anzahl an Einzelteilen erfordert, die relativ billig maschinell bearbeitbar sind, eine Dichtung darstellt, die Wärmespannungen weniger ausgesetzt ist, weniger Luftreibungserwärmung der umgebenden Luft verursacht und hinsichtlich der Axialdruckbelastungsausgleichskompensation vielseitiger ist als bekannte umlaufende Dichtungen.
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Claims (17)

  1. Ansprüche :
    ( 1./Umlaufende Dichtung für ein Gasturbinentriebwerk, gekennzeichnet durch einen zentralen Scheibenbohrungsabschnitt (18) mit einem inneren Umfang und einem äußeren Dichtungsabschnitt (14) zum Drosseln der darauf auftreffenden Gasströmung und durch einen aktiven Gaskreis zum Verringern der Wärmegradienten zwischen dem zentralen Scheibenbohrungsabschnitt (18) und dem äußeren Dichtungsabschnitt (14), mit einer Vorrichtung (52) zum Hindurchlenken wenigstens eines Teils des auftreffenden Gases durch wenigstens einen Teil des zentralen Scheibenbohrungsabschnitts über dessen inneren Umfang.
  2. 2. Umlaufende Dichtung für ein Gasturbinentriebwerk zum Drosseln der Strömung von Gas hoher Temperatur aus einem ersten Hohlraum, zwischen einem umlaufenden Teil und einem feststehenden Teil des Triebwerks, und wenigstens einem zweiten Hohlraum, gekennzeichnet durch ein scheibenförmiges Teil (16) mit einem zentralen Scheibenbohrungsabschnitt (18), der einen Dichtungsabschnitt (14) am äußeren Umfang
    und einen Dichtungsabschnitt (20) am inneren Umfang hat, und durch einen aktiven Gaskreis zum Verringern der Wärmegradienten zwischen dem zentralen Scheibenbohrungsabschnitt und dem Dichtungsabschnitt (14) am äußeren Umfang, wobei der aktive Gaskreis eine Vorrichtung (52) aufweist zum Hindurchlenken wenigstens eines Teils des eine hohe Temperatur aufweisenden Gases durch wenigstens einen Teil des zentralen Scheibenbohrungsabschnitts (18) über dessen inneren Umfang.
  3. 3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (52) zum Hindurchlenken wenigstens eines Teils des eine hohe Temperatur aufweisenden Gases durch wenigstens einen Teil des zentralen Scheibenbohrungsabschnitts (18) über dessen inneren Umfang einen im wesentlichen geschlossenen Hohlraum (50) aufweist, der durch einen Teil des umlaufenden Teils (12) und einen Teil der umlaufenden Dichtungsscheibe (16) gebildet ist, wobei der innere Umfang des zentralen Scheibenbohrungsabschnitts (18) in vorbestimmtem Abstand von dem umlaufenden Teil (12) angeordnet ist, so daß zwischen ihnen ein Spalt (53) gebildet ist, und wobei der geschlossene Hohlraum wenigstens ein Loch (56) aufweist.
  4. 4. Umlaufende Dichtungsbaugruppe, gekennzeichnet durch: a) einen umlaufenden Abschnitt mit:
    i) einem im wesentlichen konischen Teil (12) mit einer äußeren Oberfläche;
    ii) einem im wesentlichen zylindrischen Arm (38), der von der äußeren Oberfläche vorsteht und einen Flansch (36) an seinem äußeren Ende hat; und
    iii) einem im wesentlichen zylindrischen Sims (52), der von der äußeren Oberfläche vorsteht;
    b) einen im wesentlichen scheibenförmigen Abschnitt (16), der einen um seinen äußeren Umfang angeordneten Dichtungsteil (14) und eine Bohrung in seinem zentralen Teil hat;
    c) Vorrichtungen (44, 47) zum Befestigen des scheibenförmigen Abschnitts (16) an dem Flansch (36) derart, daß der Umfang der Bohrung in vorbestimmtem Abstand von dem Sims (52) angeordnet ist, so daß zwischen ihnen ein Spalt (53) vorhanden ist; und
    d) einen im wesentlichen geschlossenen Hohlraum (50), der durch wenigstens einen Teil des umlaufenden Abschnitts und einen Teil des scheibenförmigen Abschnitts (16) gebildet ist.
  5. 5. Dichtungsbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsteil (14) eine Labyrinthdichtung bildet, die wenigstens einen Zahn (22) hat.
  6. 6. Dichtungsbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsteil (14) eine Labyrinthdichtung bildet, die sechs Zähne (22) hat.
  7. 7. Dichtungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen zylindrischen Dichtungstragarm, der von einer Oberfläche des scheibenförmigen Abschnittes (16) auf der von dem geschlossenen Hohlraum (50) abgewandten Seite vorsteht und an seinem äußeren Ende einen zweiten Dichtungsteil (20) hat.
  8. 8. Dichtungsbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtungsteil (20) eine Labyrinthdichtung bildet, die wenigstens einen Zahn (24) hat.
  9. 9. Dichtungsbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich-
    net, daß der zweite Dichtungsteil (20) eine Labyrinthdichtung bildet, die fünf Zähne (24) hat.
  10. 10. Dichtungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen (44, 47) wenigstens eine Schraube (44) mit einem niedrigen Profilkopf und eine Mutter (47) aufweisen, die auf das von dem niedrigen Profilkopf abgewandte Ende der Schraube aufgeschraubt ist, wobei sich die Mutter und das Schraubenende in den geschlossenen Hohlraum (50) erstrecken .
  11. 11. Dichtungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Drehentlastung.
  12. 12. Dichtungsbaugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehentlastungseinrichtung wenigstens zwei unterschiedliche Längen aufweisende Befestigungsschrauben (44) mit niedrigem Profilkopf (46) aufweist.
  13. 13. Dichtungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (56) zum Verringern der Temperaturdifferenz zwischen dem Dichtungsteil (14) und dem Bohrungsumfang des scheibenförmigen Abschnitts (16).
  14. 14. Dichtungsbaugruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verringern der Temperaturdifferenz einen Fluiddurchlaß (56) aufweist, der über den umlaufenden Abschnitt (12) in den geschlossenen Hohlraum (50) führt.
  15. 15. Dichtungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Hohlraum (50) durch einen Teil des konischen Teils (12), den zylindrischen Arm (38) und den scheibenförmigen Abschnitt (16) gebildet ist.
  16. 16. Dichtungsbaugruppe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddurchlaß aus wenigstens einem Loch (56) besteht, das in dem zylindrischen Arm
    (38) angeordnet ist.
  17. 17. Verfahren zum Verringern der Wärmespannungen an einer umlaufenden Dichtung in einem Gasturbinentriebwerk zum Drosseln der Strömung von Gas hoher Temperatur aus einem ersten Hohlraum, zwischen einem umlaufenden Teil und einem feststehenden Teil des Triebwerks, und wenigstens einem zweiten Hohlraum, wobei die Dichtung ein scheibenförmiges Teil aufweist, das einen zentralen Bohrungsteil und einen ümfangsdichtungsteil hat, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Bilden eines im wesentlichen geschlossenen Hohlraums aus einem Teil des umlaufenden Teils und einem Teil der umlaufenden Dichtungsscheibe, wobei der Bohrungsteil der Scheibe in vorbestimmtem Abstand von dem umlaufenden Teil angeordnet wird, so daß zwischen ihnen ein Spalt entsteht; und
    b) Einleiten wenigstens eines Teils der Strömung des Gases hoher Temperatur an dem Dichtungsteil vorbei und über den Spalt in den geschlossenen Hohlraum.
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Publications (2)

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GB (1) GB2104981B (de)
IT (1) IT1218033B (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2168755B (en) * 1984-12-08 1988-05-05 Rolls Royce Improvements in or relating to gas turbine engines
US4708588A (en) * 1984-12-14 1987-11-24 United Technologies Corporation Turbine cooling air supply system
US4747750A (en) * 1986-01-17 1988-05-31 United Technologies Corporation Transition duct seal
US5226788A (en) * 1991-12-23 1993-07-13 General Electric Company Turbine heat shield and bolt retainer assembly
US5211541A (en) * 1991-12-23 1993-05-18 General Electric Company Turbine support assembly including turbine heat shield and bolt retainer assembly
US5344160A (en) * 1992-12-07 1994-09-06 General Electric Company Shaft sealing of steam turbines
US5316437A (en) * 1993-02-19 1994-05-31 General Electric Company Gas turbine engine structural frame assembly having a thermally actuated valve for modulating a flow of hot gases through the frame hub
US5333993A (en) * 1993-03-01 1994-08-02 General Electric Company Stator seal assembly providing improved clearance control
US5332358A (en) * 1993-03-01 1994-07-26 General Electric Company Uncoupled seal support assembly
GB9717857D0 (en) * 1997-08-23 1997-10-29 Rolls Royce Plc Fluid Seal
FR2861129A1 (fr) * 2003-10-21 2005-04-22 Snecma Moteurs Dispositif de joint a labyrinthe pour moteur a turbine a gaz
US7025565B2 (en) * 2004-01-14 2006-04-11 General Electric Company Gas turbine engine component having bypass circuit
US7850173B2 (en) * 2006-08-31 2010-12-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Repairable labyrinth seal
US8510926B2 (en) * 2008-05-05 2013-08-20 United Technologies Corporation Method for repairing a gas turbine engine component
JP5539131B2 (ja) * 2010-09-14 2014-07-02 株式会社日立製作所 2軸式ガスタービンの内周抽気構造
US8939710B2 (en) 2011-08-24 2015-01-27 United Technologies Corporation Rotating turbomachine seal
RU2490473C1 (ru) * 2012-03-13 2013-08-20 Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" Система охлаждения рабочего колеса турбины газотурбинного двигателя
US9567908B2 (en) 2012-04-27 2017-02-14 General Electric Company Mitigating vortex pumping effect upstream of oil seal
US9353647B2 (en) * 2012-04-27 2016-05-31 General Electric Company Wide discourager tooth
US11306614B2 (en) * 2018-10-04 2022-04-19 Rolls-Royce Corporation Sump auxiliary vent system
US11293295B2 (en) 2019-09-13 2022-04-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Labyrinth seal with angled fins
CN112012833B (zh) * 2020-09-10 2023-06-06 上海和兰透平动力技术有限公司 径流式燃气轮机级间密封结构及其仿真设计方法
US11859550B2 (en) 2021-04-01 2024-01-02 General Electric Company Compound angle accelerator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3501089A (en) * 1968-07-17 1970-03-17 Gen Electric Jet pump ejector
DE1601574A1 (de) * 1967-12-09 1970-11-26 Gen Electric Turbinenrotoraufbau
DE2947439A1 (de) * 1979-02-26 1980-08-28 Gen Electric Turbomaschine, turbinentriebwerk und verfahren zum kuehlen einer druckdichtung in einem gasturbinentriebwerk

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3347553A (en) * 1966-05-23 1967-10-17 Gen Electric Fluid seal
US3635586A (en) * 1970-04-06 1972-01-18 Rolls Royce Method and apparatus for turbine blade cooling
US3647313A (en) * 1970-06-01 1972-03-07 Gen Electric Gas turbine engines with compressor rotor cooling
US3632221A (en) * 1970-08-03 1972-01-04 Gen Electric Gas turbine engine cooling system incorporating a vortex shaft valve
US3768921A (en) * 1972-02-24 1973-10-30 Aircraft Corp Chamber pressure control using free vortex flow
US3989410A (en) * 1974-11-27 1976-11-02 General Electric Company Labyrinth seal system
FR2336576A1 (fr) * 1975-12-24 1977-07-22 Snecma Obturateur a double commande pour compresseur vertical de fluide nocif

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1601574A1 (de) * 1967-12-09 1970-11-26 Gen Electric Turbinenrotoraufbau
US3501089A (en) * 1968-07-17 1970-03-17 Gen Electric Jet pump ejector
DE2947439A1 (de) * 1979-02-26 1980-08-28 Gen Electric Turbomaschine, turbinentriebwerk und verfahren zum kuehlen einer druckdichtung in einem gasturbinentriebwerk

Also Published As

Publication number Publication date
IT1218033B (it) 1990-03-30
GB2104981B (en) 1986-01-15
DE3231688C2 (de) 1994-09-22
JPS5865938A (ja) 1983-04-19
FR2512112A1 (fr) 1983-03-04
IT8222713A0 (it) 1982-08-03
US4397471A (en) 1983-08-09
FR2512112B1 (fr) 1986-01-10
GB2104981A (en) 1983-03-16
JPH0416615B2 (de) 1992-03-24
CA1190153A (en) 1985-07-09

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