DE4446361A1 - Brush sealing for turbine machine - Google Patents

Brush sealing for turbine machine

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Josef Eichner
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Abstract

The rotor blades (3) are provided with housing devices (9,10) on their circumference, and brushes (11,12) which are directed radially outwards are retained in the housing devices and run against the zirconium oxide lined face of the enclosed casing (2). The brushes are annular in form and have separation points for threading into the housing devices.

Description

Die Erfindung betrifft Bürstendichtungen für Turbomaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to brush seals for turbomachinery according to the preamble of claim 1.

Aus der GB-C 885 032 ist es bekannt, Labyrinthdichtungen mit einer bürstenartigen Struktur zwischen Wellen und Gehäusen von Turbomaschinen anzuordnen, wobei diese Dichtungen entweder am Gehäuse oder an der Welle von Turbomaschinen befestigt sein können.From GB-C 885 032 it is known to use labyrinth seals a brush - like structure between the shafts and housings of To arrange turbomachines, these seals either on Housing or attached to the shaft of turbomachinery can.

Besondere Probleme stellen sich bei der Verwendung von Bür­ stendichtungen am Umfang von Laufschaufeln in Turbomaschinen. Stehende Bürstendichtungen würden von Kanten von mit den Lauf­ schaufeln rotierenden Deckbändern in kurzer Zeit zerschlagen werden.Special problems arise when using Bür End seals on the circumference of rotor blades in turbomachinery. Standing brush seals would edge off with the barrel shovel rotating shrouds smashed in a short time will.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Bürstendichtungen für Tur­ bomaschinen für die Verwendung am Umfang von Laufschaufeln zu schaffen, die verschleißfrei sind.The object of the invention is therefore to provide brush seals for doors machines for use on the circumference of blades create that are wear-free.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit Bürstendichtungen für Tur­ bomaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs l. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dar­ gestellt.The task is solved with brush seals for doors bomachines with the features of claim l. Beneficial Embodiments of the invention are set out in the subclaims posed.

Erfindungsgemäße Bürstendichtungen für Turbomaschinen rotieren mit Laufschaufeln und laufen gegen ein geschlossenes Gehäuse der Turbomaschine, so daß lange Betriebsdauer bei gleichblei­ bender Dichtwirkung erzielt wird. Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Bürstendichtungen für Turbomaschinen ist die von diesen Bürstendichtungen ausgehende, ausgezeichnete Schwingungsdämpfung für die Laufschaufeln. Brush seals according to the invention for turbomachinery rotate with blades and run against a closed housing the turbomachine, so that long operating time with the same sealing effect is achieved. An additional benefit of Brush seals for turbomachinery according to the invention is the excellent starting from these brush seals Vibration damping for the blades.  

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Bürstendichtungen kreisförmig und an einer Stelle getrennt, so daß die Bürstendichtungen vorteilhaft auf die Laufschaufeln montiert werden können.According to an advantageous embodiment of the invention Brush seals circular and separated in one place, see above that the brush seals are advantageous on the blades can be assembled.

Vorteilhafte Dichtungs- und Dämpfungseigenschaften ergeben sich für Turbomaschinen gemäß der Erfindung mit zwei koaxi­ alen, kreisringförmigen Bürsten in den Aufnahmevorrichtungen der Laufschaufeln, die in axialer Richtung beabstandet sind.Advantageous sealing and damping properties result turbo machines according to the invention with two coaxial alen, circular brushes in the receptacles of the blades, which are spaced in the axial direction.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung laufen die Bürsten gegen ein ZrO₂-beschichtetes Gehäuse der Turbomaschine.According to a further advantageous embodiment of the invention the brushes run against a ZrO₂-coated housing Turbo machine.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispie­ len dargestellt. Es zeigt:The invention is described below with reference to exemplary embodiments len shown. It shows:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Laufschau­ fel einer Turbomaschine mit Bürstendichtung. Fig. 1 is a view of a Laufschau fel invention of a turbomachine with a brush seal.

Fig. 1:
Eine Turbomaschine 1 weist ein geschlossenes Gehäuse 2 und eine Laufschaufel 3 auf. Das Gehäuse 2 ist mit Rippen 4 und abgestuften, koaxialen Gleitflächen 5, die vorzugsweise ZrO₂-beschichtet sein können, versehen. Die Gleitflächen 5 können direkt am Gehäuse 2 anliegen oder radial nach innen vom Gehäuse 2 beabstandet sein. Eine Leitschaufel 6 ist am äußeren Umfang im Gehäuse 2 gehalten. Auf einer zentralen Welle 7 der Turbomaschine 1 ist die Laufschaufel 3 gelagert. Fig. 1:
A turbomachine 1 has a closed housing 2 and a rotor blade 3 . The housing 2 is provided with ribs 4 and stepped, coaxial sliding surfaces 5 , which may preferably be ZrO₂-coated. The sliding surfaces 5 can rest directly on the housing 2 or be spaced radially inward from the housing 2 . A guide vane 6 is held on the outer circumference in the housing 2 . The rotor blade 3 is mounted on a central shaft 7 of the turbomachine 1 .

Die Laufschaufel 3 ist am äußeren Umfang mit Deckbändern 8 und Aufnahmevorrichtungen 9, 10 ausgestattet. Einzelne Bürsten 11, 12 für jede Laufschaufel 3 sind in den Aufnahmevorrichtungen 9, 10 gehalten und radial nach außen gegen das geschlossene Gehäuse 2 gerichtet. The rotor blade 3 is equipped on the outer circumference with shrouds 8 and receiving devices 9 , 10 . Individual brushes 11 , 12 for each rotor blade 3 are held in the holding devices 9 , 10 and directed radially outward against the closed housing 2 .

Die Leitschaufel 6 ist am inneren Umfang mit einer Halterung 13 für eine Platte 14 mit Aufnahmevorrichtungen 15, 16 verse­ hen. In den Aufnahmevorrichtungen 15, 16 sind Bürstendichtun­ gen 17, 18 gehalten, die radial nach innen gerichtet sind auf eine Gleitfläche 19, die auf der Welle 7 gelagert ist.The guide vane 6 is hen on the inner circumference with a holder 13 for a plate 14 with receiving devices 15 , 16 verses. In the receiving devices 15 , 16 Bürstendichtun conditions 17 , 18 are held, which are directed radially inwards on a sliding surface 19 which is mounted on the shaft 7 .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Bürsten 11, 12, 17, 18 in den Aufnahmevorrichtungen 9, 10 der Laufschaufel 3 und in den Aufnahmevorrichtungen 15, 16 der Leitschaufel 6 zu koaxialen, kreisringförmigen Bürstendicht­ ringen ausgebildet, die zum Einfädeln in die Aufnahmevorrich­ tungen 9, 10, 15, 16 mit einer Trennstelle (nicht dargestellt) versehen sind. Zwei koaxiale, kreisringförmige Bürstendicht­ ringe 11, 12 können mit axialem Abstand und unterschiedlichen Radien auf den Laufschaufeln 3 angeordnet sein. Zwei koaxiale, kreisringförmige Bürstendichtringe 17, 18 können mit axialem Abstand am inneren Umfang der Leitschaufel 6 befestigt sein.According to a preferred embodiment of the invention, the brushes 11 , 12 , 17 , 18 in the receiving devices 9 , 10 of the moving blade 3 and in the receiving devices 15 , 16 of the guide vane 6 are formed to form coaxial, annular brush sealing rings, which are lines for threading into the receiving devices 9 , 10 , 15 , 16 are provided with a separation point (not shown). Two coaxial, annular brush sealing rings 11 , 12 can be arranged on the blades 3 with an axial distance and different radii. Two coaxial, annular brush sealing rings 17 , 18 can be attached to the inner circumference of the guide vane 6 at an axial distance.

Claims (4)

1. Bürstendichtung für Turbomaschine (1) mit Laufschaufeln (3), Deckbändern (8) an den Laufschaufeln (3) und einem geschlossenen Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschaufeln (3) am Umfang mit Aufnahmevorrichtungen (9, 10) versehen sind, und radial nach außen gerichtete Bürsten (11, 12) in den Aufnahmevorrichtungen (9, 10) gehalten sind, die gegen das geschlossene Gehäuse (2) laufen.1. Brush seal for turbomachine ( 1 ) with blades ( 3 ), shrouds ( 8 ) on the blades ( 3 ) and a closed housing ( 2 ), characterized in that the blades ( 3 ) on the circumference with receiving devices ( 9 , 10 ) are provided, and radially outwardly directed brushes ( 11 , 12 ) are held in the receiving devices ( 9 , 10 ), which run against the closed housing ( 2 ). 2. Bürstendichtung für Turbomaschine (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (11, 12) kreis­ ringförmig ausgebildet sind und zum Einfädeln in die Auf­ nahmevorrichtungen (9, 10) an einer Stelle getrennt sind.2. Brush seal for turbomachine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the brushes ( 11 , 12 ) are circular in shape and for threading into the receiving devices ( 9 , 10 ) are separated at one point. 3. Bürstendichtung für Turbomaschine (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei koaxiale, kreisringför­ mige Bürstendichtringe (11, 12) in den Aufnahmevorrich­ tungen (9, 10) der Laufschaufeln (3) mit axialem Abstand angeordnet sind.3. Brush seal for turbomachine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that two coaxial, circular ring-shaped brush sealing rings ( 11 , 12 ) lines in the receiving devices ( 9 , 10 ) of the rotor blades ( 3 ) are arranged at an axial distance. 4. Bürstendichtung für Turbomaschine (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (11, 12) gegen eine ZrO₂-beschichtete Gleitfläche (5) am Gehäuse (2) laufen.4. Brush seal for turbomachine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the brushes ( 11 , 12 ) run against a ZrO₂-coated sliding surface ( 5 ) on the housing ( 2 ).
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