DE3730411A1 - Dichtung - Google Patents
DichtungInfo
- Publication number
- DE3730411A1 DE3730411A1 DE19873730411 DE3730411A DE3730411A1 DE 3730411 A1 DE3730411 A1 DE 3730411A1 DE 19873730411 DE19873730411 DE 19873730411 DE 3730411 A DE3730411 A DE 3730411A DE 3730411 A1 DE3730411 A1 DE 3730411A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- strip
- sealing component
- grooves
- sealing
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine zwischen zwei oder mehr
Bauteilen einzusetzende Dichtung und ist insbesondere bei
Kühlanordnungen im Dichtungsbereich zwischen benachbarten
Schaufeln eines Gasturbinentriebwerks anwendbar.
Bei einem Gasturbinentriebwerk ist es normalerweise
notwendig, Dichtungen zwischen denjenigen Teilen von benach
barten Schaufeln vorzusehen, die den Strömungskanal begrenzen,
d.h. zwischen den Schaufelfußplatten und/oder zwischen
äußeren Deckbandplatten der Schaufeln.
Eine bekannte Dichtung besteht aus einem flachen Streifen
aus Metall, der entlang des Spalts zwischen den benachbarten
Fuß- oder Deckbandplatten angeordnet ist und in gegenüber
liegende Nuten eingreift, die in jeder der benachbarten Fuß-
oder Deckbandplatten gebildet sind, wie in Fig. 11 darge
stellt ist.
Im Betrieb drängt der auf den Dichtungsstreifen wirkende
hohe Gasdruck diesen gegen die Nutwände, wo er entlang seiner
ganzen Länge kontinuierlich anliegt und eine gasdichte
Dichtung herstellt.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß aufgrund des Vorhanden
seins der Nuten und des Dichtungsstreifens es schwierig ist,
eine hinreichende Kühlung im Bereich der Stoßfuge zwischen
den beiden benachbarten Schaufelplatten zu erreichen, und
dies kann zu einer Überhitzung und Zerstörung der Schaufel
platten führen, was schließlich das Auslecken von unter
hohem Druck stehendem Arbeitsmittel aus dem Strömungskanal
nach sich ziehen kann - ein natürlich unerwünschtes Ergebnis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung
zu schaffen, welche die oben erläuterten Probleme verringert
und möglichst ganz ausschaltet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im
Anspruch 1 gekennzeichnete Dichtung gelöst.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach
stehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
mehr im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines
Gasturbinentriebwerks, bei welchem
die Erfindung Anwendung findet,
Fig. 2 einen Ausschnitt eines Schaufel
kranzes des in Fig. 1 gezeigten
Gasturbinentriebwerks mit Dichtungen
nach der Erfindung,
Fig. 3 in isometrischer Darstellung eine
bevorzugte Ausführungsform eines
Dichtungsstreifens,
Fig. 4 in isometrischer Darstellung eine
zweite Ausführungsform eines Dichtungs
streifens,
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen in
entsprechende Nuten benachbarter
Schaufelplatten eingesetzten
Dichtungsstreifen nach Fig. 3,
Fig. 6 einen Querschnitt durch einen in
entsprechende Nuten benachbarter
Schaufelplatten eingesetzten
Dichtungsstreifen nach Fig. 4,
Fig. 7 eine noch weitere Ausführungsform
eines Dichtungsstreifens in
Draufsicht,
Fig. 8 den Dichtungsstreifen nach Fig. 7
in Seitenansicht,
Fig. 9 eine Draufsicht in Richtung des
Pfeiles B in Fig. 2,
Fig. 10 die Einzelheit Z in Fig. 9 in größerem
Maßstab, und
Fig. 11 zum Vergleich eine herkömmliche
Dichtung zwischen benachbarten
Schaufelplatten.
Gemäß Fig. 1 weist ein Gasturbinentriebwerk 10 einen
Lufteinlauf 12, einen Verdichterabschnitt 13, eine Brenn
einrichtung 14, einen Turbinenabschnitt 15 und eine Abgas
düse 16 auf. Ein aufgebrochener Teil des Gehäuses im Turbinen
abschnitt 15 zeigt schematisch die Turbinenschaufeln, bei
welchen die Erfindung Anwendung findet.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1
aufgebrochenen Teils und zeigt zwei Schaufeln 17 und 18, die
jeweils ein Schaufelblatt 19, eine äußere Schaufelplatte 20
und eine innere Schaufelplatte 21 aufweisen. Die äußeren
Schaufelplatten 20 und die inneren Schaufelplatten 21 der
beiden Schaufeln 17 und 18 sind einteilig miteinander ver
bunden, um so ein Schaufelkranzsegment 22 zu bilden. Die
umfangsmäßigen Endflächen 23 und 24 der inneren Schaufel
platten 21 bzw. der äußeren Schaufelplatten 20 sind jeweils
mit einer etwa axial verlaufenden Nut 25 versehen, die Teil
der Dichtung bildet. Jede Nut 25 wirkt mit einer entsprechen
den gegenüberliegenden Nut 25 in der benachbarten End
fläche 23 bzw. 24 des angrenzenden Schaufelkranzsegments 22
(siehe Fig. 5 und 6) zur Bildung einer Kammer 26 zusammen,
in welche ein Dichtungsbauteil 27 eingesetzt ist. Das
Dichtungsbauteil 27 hat, wie am besten aus den Fig. 3 bis 7
ersichtlich ist, die Form eines flachen Streifens mit Längs-
und Quernuten 28, 29, 30, die in seine Oberseite und in
seine Seitenflächen 31 und 32 eingeschnitten sind.
Wie insbesondere aus den Fig. 3 bis 6 hervorgeht, ver
läuft die Längsnut 28 entlang des Mittelbereichs des Streifens,
während eine Mehrzahl von Quernuten 29 die Oberseite des
Streifens 27 durchziehen, so daß sie jeweils mit der Längs
nut 28 sowie mit einer nach unten laufenden Nut 30 in der
betreffenden Seitenfläche 32 in Verbindung steht. Die
Nuten 28, 29 und 30 stellen Kühlluftströmungswege dar, um
Kühlluft von der Unterseite 33 zur Oberseite 31 des Streifens
27 strömen zu lassen.
Gemäß Fig. 4 kann eine alternative Ausführungsform des
Dichtungsstreifens 27 so gefertigt werden, daß die in Fig. 3
gezeigten Nuten 30 in den Seitenflächen 32 weggelassen werden.
Diese letztere Ausführungsform, obwohl sie unter normalen
Betriebsbedingungen eine ausreichende Kühlung im Dichtungs
bereich herbeiführt, kann aber unter gewissen, nachstehend
noch im einzelnen beschriebenen Umständen zu Problemen wegen
einer zu geringen Kühlluftströmung führen.
In Fig. 5 ist das Dichtungsbauteil 27 in die Kammer 26
eingesetzt dargestellt, wobei die Längs- und Quernuten 28
und 29 auf der Niederdruckseite LP der Kammer liegen. Eine
Mehrzahl von Kühlluftöffnungen 33 und 34, die sowohl auf
der Hochdruckseite als auch auf der Niederdruckseite der
Kammer 26 an der Stoßfuge 36 zwischen den benachbarten
Schaufelplatten gebildet sind, lassen Hochdruckluft von
der Hochdruckseite HP her in die Kammer 26 eintreten, um
das Dichtungsbauteil 27 gegen die niederdruckseitige Wand 35
der Kammer zu drängen und dadurch eine Abdichtung der Stoß
fuge 36 zwischen den Schaufelplatten herzustellen. Es ist
klar, daß das Dichtungsbauteil 27 eine begrenzte Luftmenge
durch die Kühlnuten 28, 29 und 30 austreten läßt, wie in
den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, so daß der im Bereich des
Dichtungsbauteils 27 liegende Bereich der Schaufelplatten 20
und 21 zusammen mit dem Dichtungsbauteil 27 gekühlt wird.
Die Kühlluft kann durch die Luftöffnungen 34 auf der Nieder
druckseite der Stoßfuge 36 aus der Längsnut 28 austreten.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die alternative Aus
führungsform des Dichtungsstreifens 27, die in Fig. 4 dar
gestellt ist, in der gleichen Weise wie oben beschrieben
eingesetzt werden kann. Das Fehlen von seitlichen Kühl
nuten 30 könnte jedoch zu Kühlungsproblemen führen, falls
das Dichtungsbauteil 27 innerhalb der Kammer 26 sich seit
wärts so verschiebt, daß seine Seitenflächen 37 und 38 mit
den Nutgrundflächen 39 oder 40 der Nuten 25 in Anlage kommt,
da dann keine oder nur noch wenig Luft in die Quernuten 39
einströmen kann. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf,
wenn die Nutgrundflächen der Nuten 25 ebene Flächen sind,
wie im rechten Teil der Fig. 6 gestrichelt angedeutet ist.
Aus Fig. 7, die eine noch weitere Ausführungsform des
Dichtungsbauteils zeigt, ist ersichtlich, daß die Quer
nuten 29 auch unter einem Winkel Φ zur Längsachse 42 des
Dichtungsstreifens verlaufen können.
Die Fig. 9 und 10 zeigen ein Dichtungsbauteil 27 in
ein Schaufelkranzsegment 22 eingesetzt, dessen umfangs
mäßige Endflächen zweckmäßigkeitshalber unter einem Winkel R
schräg zur Längsachse 43 des Triebwerks 10 bzw. des
Segments 22 verlaufen. Der Winkel R ist gleich dem Winkel Φ,
so daß jede Quernut 29 senkrecht zu der Achse 43 verläuft.
Ein in der oben beschriebenen Weise ausgebildetes Dichtungs
bauteil 27 hat den Vorteil, daß es die gleiche Menge Kühl
luft in beide gegenüberliegende Nuten 25 leitet, in welche
es eingesetzt ist. Dies verhindert Überhitzung und ver
längert die Standzeit der Schaufelkranzsegmente 22.
In Fig. 7 ist auch dargestellt, daß es, falls an einem
bestimmten Bereich des Schaufelkranzsegments 22 eine stärkere
Kühlung notwendig ist, die Anzahl der Quernuten 29 pro
Längeneinheit des Dichtungsbauteils erhöht werden kann,
wie dies im Bereich P dargestellt ist.
Ein Beispiel eines für den Einsatz bei dem Dichtungs
bauteil 27, das Temperaturen von bis zu 600°C ausgesetzt
ist, geeigneten Werkstoffs ist Nimonic 75; jedoch können
natürlich auch andere Werkstoffe verwendet werden.
Claims (4)
1. Dichtung zwischen benachbarten Bauteilen, mit einem
streifenförmigen Dichtungsbauteil (27), das in eine durch
gegenüberliegende Nuten (25) der benachbarten Bauteile
gebildete Kammer (26) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtungsbauteil an der Streifenoberseite mit einer
Längsnut (28) sowie einer Mehrzahl von Quernuten (29) ver
sehen ist, welch letztere Strömungskanäle zwischen den
Seitenflächen (32) des Dichtungsbauteils (27) und der
Längsnut (28) bilden.
2. Dichtungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß auch an den Streifenseitenflächen (32)
Nuten (30) gebildet sind, die zwischen der Streifenunter
seite (33) und den genannten Quernuten (29) verlaufen.
3. Dichtungsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Streifenunterseite (33) druckmittel
beaufschlagt ist, um das Dichtungsbauteil mit seiner Streifen
oberseite (31) gegen die betreffende Wand (35) der Kammer (26)
zu drängen.
4. Dichtungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß Druckmittel durch die Längs-
und Quernuten (28, 29, 30) des Dichtungsbauteils geleitet
wird, um das Dichtungsbauteil und die benachbarten Bau
teile (22) im Bereich der die Kammer (26) bildenden Nuten (25)
zu kühlen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB08622435A GB2195403A (en) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Improvements in or relating to sealing and cooling means |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3730411A1 true DE3730411A1 (de) | 1988-04-07 |
Family
ID=10604354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873730411 Withdrawn DE3730411A1 (de) | 1986-09-17 | 1987-09-10 | Dichtung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6385203A (de) |
DE (1) | DE3730411A1 (de) |
FR (1) | FR2603967A1 (de) |
GB (1) | GB2195403A (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4027812A1 (de) * | 1990-01-08 | 1991-07-11 | Gen Electric | Selbstkuehlende stossverbindung |
EP1164253A1 (de) * | 2000-06-15 | 2001-12-19 | Snecma Moteurs | Kühlungssystem für die Abdeckplatten von Rotorschaufelpaaren |
EP1221539A2 (de) * | 2001-01-09 | 2002-07-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dichtung eines Turbinenmantelrings |
CN102985639A (zh) * | 2010-07-13 | 2013-03-20 | 西门子公司 | 用于密封间隙的密封元件 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4902198A (en) * | 1988-08-31 | 1990-02-20 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for film cooling of turbine van shrouds |
US5333992A (en) * | 1993-02-05 | 1994-08-02 | United Technologies Corporation | Coolable outer air seal assembly for a gas turbine engine |
GB2280935A (en) * | 1993-06-12 | 1995-02-15 | Rolls Royce Plc | Cooled sealing strip for nozzle guide vane segments |
US5531457A (en) * | 1994-12-07 | 1996-07-02 | Pratt & Whitney Canada, Inc. | Gas turbine engine feather seal arrangement |
JP2003035105A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン分割壁 |
US7217081B2 (en) * | 2004-10-15 | 2007-05-15 | Siemens Power Generation, Inc. | Cooling system for a seal for turbine vane shrouds |
SE0502644L (sv) * | 2005-12-02 | 2007-06-03 | Siemens Ag | Kylning av plattformar till turbinskovlar i turbiner |
EP2158381B1 (de) | 2007-06-28 | 2010-11-03 | Alstom Technology Ltd | Leitschaufel für eine gasturbine |
US8845285B2 (en) * | 2012-01-10 | 2014-09-30 | General Electric Company | Gas turbine stator assembly |
US8905708B2 (en) * | 2012-01-10 | 2014-12-09 | General Electric Company | Turbine assembly and method for controlling a temperature of an assembly |
US20140093353A1 (en) * | 2012-10-03 | 2014-04-03 | General Electric Company | Solid seal with cooling pathways |
EP2907977A1 (de) | 2014-02-14 | 2015-08-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Heißgasbeaufschlagbares Bauteil für eine Gasturbine sowie Dichtungsanordnung mit einem derartigen Bauteil |
GB201603556D0 (en) * | 2016-03-01 | 2016-04-13 | Rolls Royce Plc | An intercomponent seal for a gas turbine engine |
DE102019211815A1 (de) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | MTU Aero Engines AG | Turbomaschinenschaufel |
US11781440B2 (en) * | 2021-03-09 | 2023-10-10 | Rtx Corporation | Scalloped mateface seal arrangement for CMC platforms |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4650394A (en) * | 1984-11-13 | 1987-03-17 | United Technologies Corporation | Coolable seal assembly for a gas turbine engine |
-
1986
- 1986-09-17 GB GB08622435A patent/GB2195403A/en not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-09-10 DE DE19873730411 patent/DE3730411A1/de not_active Withdrawn
- 1987-09-14 FR FR8712675A patent/FR2603967A1/fr not_active Withdrawn
- 1987-09-16 JP JP23195287A patent/JPS6385203A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4027812A1 (de) * | 1990-01-08 | 1991-07-11 | Gen Electric | Selbstkuehlende stossverbindung |
EP1164253A1 (de) * | 2000-06-15 | 2001-12-19 | Snecma Moteurs | Kühlungssystem für die Abdeckplatten von Rotorschaufelpaaren |
FR2810365A1 (fr) * | 2000-06-15 | 2001-12-21 | Snecma Moteurs | Systeme de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes juxtaposees |
US6457935B1 (en) | 2000-06-15 | 2002-10-01 | Snecma Moteurs | System for ventilating a pair of juxtaposed vane platforms |
EP1221539A2 (de) * | 2001-01-09 | 2002-07-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dichtung eines Turbinenmantelrings |
EP1221539A3 (de) * | 2001-01-09 | 2004-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dichtung eines Turbinenmantelrings |
CN102985639A (zh) * | 2010-07-13 | 2013-03-20 | 西门子公司 | 用于密封间隙的密封元件 |
CN102985639B (zh) * | 2010-07-13 | 2015-04-01 | 西门子公司 | 用于密封间隙的密封元件 |
US9382846B2 (en) | 2010-07-13 | 2016-07-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Sealing element for sealing a gap |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8622435D0 (en) | 1987-07-29 |
GB2195403A (en) | 1988-04-07 |
JPS6385203A (ja) | 1988-04-15 |
FR2603967A1 (fr) | 1988-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3730411A1 (de) | Dichtung | |
DE102004024683B4 (de) | Dichtungssystem für horizontale Verbindungsstellen von Zwischenböden von Dampfturbinen | |
DE69822720T2 (de) | Dichtung zwischen den Stufen einer Gasturbine | |
DE69420067T2 (de) | Bürstendichtung mit ausgehöhlter Rückplatte | |
DE2837123C2 (de) | Turbomaschinenschaufel | |
DE60031031T2 (de) | Schaufelfuss und Rotorscheibe einer Gasturbine mit spannungsvermindernder Form | |
DE69011376T2 (de) | Abdichtung. | |
DE3146096C2 (de) | Vorrichtung zur Abdichtung des Turbinenlaufschaufel-Radialspaltes | |
DE60210684T2 (de) | Dichtung eines Turbinenmantelrings | |
EP1595058B1 (de) | Dichtungsanordnung, insbesondere für die schaufelsegmente von gasturbinen | |
DE2555049C2 (de) | Gekühlte Turbinenschaufel | |
DE2931766C2 (de) | Dichtungseinrichtung für die freien Schaufelenden eines Verstell-Leitapparates einer Gasturbine | |
EP1260678A1 (de) | Kühlvorrichtung für Gasturbinenkomponenten | |
EP1008723B1 (de) | Plattformkühlung in Turbomaschinen | |
EP1022437A1 (de) | Bauteil zur Verwendung in einer thermischen Machine | |
DE3143394A1 (de) | Wandaufbau fuer eine brennkammer | |
DE3431014A1 (de) | Reibtolerante ummantelung und dichtvorrichtung | |
DE69118098T2 (de) | Abdeckring für Bolzenköpfe | |
DE19809008A1 (de) | Gasturbinenschaufel | |
DE2120171A1 (de) | Dichtungselement für Turbomaschinen | |
DE2241194B2 (de) | Strömungsmaschinenschaufel mit inneren Kühlkanälen | |
DE69720490T2 (de) | Wärmetauscher | |
DE10034773B4 (de) | Gaswechselventilanordnung | |
DE2947292A1 (de) | Duesenleitschaufelaufbau fuer gasturbinentriebwerke | |
DE102004037356B4 (de) | Wandstruktur zur Begrenzung eines Heißgaspfads |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |