DE60213621T2

DE60213621T2 - Seal for the low-pressure compressor of an aircraft engine

Info

Publication number: DE60213621T2
Application number: DE2002613621
Authority: DE
Inventors: Andre Lhoest
Original assignee: Techspace Aero SA
Current assignee: Safran Aero Boosters SA
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: EP1426560A1; EP1426560B1; DE60213621D1

Description

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Dichtung, die zur Abdichtung eines Arbeitsraums im Booster oder Niederdruckverdichter eines Antriebs vom Typ Einkreis- oder Zweikreisturbinenluftstrahltriebwerk (Turbofan) bestimmt ist.The The present invention relates to a novel gasket suitable for Sealing of a working space in the booster or low pressure compressor of a Drive of the type single-circuit or two-turbine turbofan engine (Turbofan) is determined.

Was den allgemeinen Anwendungsbereich betrifft, so kann die Erfindung immer angewandt werden, wenn eine Abdichtung in den Arbeitsräumen eines Turbotriebwerks, insbesondere an einem Läufer des Gebläses, benötigt wird.What As far as the general scope is concerned, the invention may always be applied when a seal in the work spaces of a Turbine engine, in particular on a rotor of the blower, is needed.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, dass in Turbinenluftstrahltriebwerken die Abdichtung zwischen den einzelnen Teilen des Verdichters notwendig ist, um Lecks zwischen den Arbeitsräumen, in denen unterschiedliche Drücke gehalten werden müssen, erforderlich ist.It is known that in turbine jet engines, the sealing between the individual parts of the compressor is necessary to Leaks between workspaces, in which different pressures have to be kept is required.

So ist es, wie in 1 dargestellt, bei den ersten Stufen des Niederdruckverdichters eines Turbofans notwendig, die Abdichtung zwischen dem inneren Teil der Trommel 2, der als Träger für die Laufschaufeln des Primärstroms dient, und dem Läufer 1, der die Schaufeln des Gebläses trägt (Läufer Fan), zu gewährleisten. Die Abdichtung erfolgt durch einen Flansch 3, der sich zwischen dem Druckraum, der durch den inneren Bereich der Trommel 2 begrenzt wird, und der Umgebungsluft am Läufer, der die Schaufeln des Gebläses trägt, befindet. Die eigentliche Abdichtung erfolgt durch eine Blechdichtung 5, die drehsymmetrisch ist und mit ihrem gekrümmten Teil 6 gegen den Läufer 1 gedrückt wird.So it is, as in 1 shown, in the first stages of the low-pressure compressor of a turbofan necessary, the seal between the inner part of the drum 2 , which serves as a carrier for the blades of the primary stream, and the rotor 1 , which carries the blades of the fan (runner fan), to ensure. The seal is made by a flange 3 extending between the pressure chamber, passing through the inner area of the drum 2 is limited, and the ambient air at the rotor, which carries the blades of the fan is located. The actual sealing is done by a sheet metal gasket 5 which is rotationally symmetric and with its curved part 6 against the runner 1 is pressed.

Auf herkömmliche Art wird der Einbau einer Dichtung durch Verschrauben einer Metalldichtung 5 auf einen speziellen Flansch 4, der mit der Trommel 2 verbunden ist, durchgeführt. Die Verformungen, denen ein solcher Flansch im Betrieb unterliegt, bedingen eine hohe Elastizität desselben. Außerdem wird er im Allgemeinen gezackt ausgeführt. Die Herstellung dieses Flanschs beinhaltet die Bearbeitung eines massiven Werkstücks mit einer bedeutend höheren Materialmenge und damit auch zusätzlichen Kosten. Außerdem ist aufgrund der Schraubverbindung die Herstellung von Löchern in der normalerweise aus Aluminium bestehenden Dichtung und im Flansch erforderlich, wodurch die Lebensdauer dieser Teile verringert wird.Conventionally, the installation of a gasket by screwing a metal gasket 5 on a special flange 4 that with the drum 2 connected, performed. The deformations to which such a flange is subject in operation, require a high elasticity of the same. In addition, it is generally executed jagged. The manufacture of this flange involves the machining of a solid workpiece with a significantly higher amount of material and thus additional costs. In addition, due to the screw connection, it is necessary to make holes in the normally aluminum seal and in the flange, thereby reducing the life of these parts.

Eine erste Lösung für die Herstellung von Dichtungen zwischen Trommel und Gebläse wurde im europäischen Patentantrag Nr. 01870116 (nicht veröffentlicht) vorgeschlagen. Gemäß dieser Erfindung befindet sich eine vorgespannte Dichtung zwischen dem Flansch, der mit der Trommel verbunden ist, und dem Läufer, der die Laufschaufeln des Gebläses trägt, und wird ohne mechanische Befestigung einerseits durch den Kontakt mit einem Steg, der die Verlängerung des Flanschs bildet, und andererseits durch den Kontakt mit dem besagten Läufer in Position gehalten. Die Auflagefläche der Dichtung wird durch die Elastizität der Dichtung auf dem besagten Steg gehalten.A first solution for the Production of gaskets between drum and blower was made in European Patent Application No. 01870116 (unpublished). According to this Invention is a preloaded seal between the Flange, which is connected to the drum, and the runner, the the blades of the fan wearing, and is without mechanical attachment on the one hand by the contact with a bridge, which is the extension forms the flange, and on the other hand by the contact with the said runner kept in position. The bearing surface of the seal is through the elasticity the seal held on the said bridge.

Eine solche vorgespannte Dichtung muss aus einem Metall hergestellt werden, das hohen Belastungen standhält, wie Stahl oder Titan. Ihre Herstellung ist kostspielig. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Dichtung, die nur durch ihre „Federwirkung" gehalten wird, sich aufgrund der Druckunterschiede zwischen den Arbeitsräumen löst.A such prestressed gasket must be made of a metal, which withstands high loads, like steel or titanium. Their production is costly. There is also the danger that the seal, which is held only by its "spring action", itself due to the pressure differences between the workspaces.

Die Druckschrift EP-A-0 691 455 beschreibt eine Dichtung, die es ermöglicht, das Eindringen von Partikeln, die ein Turbotriebwerk aufgenommen hat, zwischen die stromaufwärtige Seite der Scheibe der Hochdruckturbine und dem daran befestigen Labyrinth zu verhindern. Diese Dichtung umfasst einen Körper, der sich in einem Hohlraum des Labyrinths befindet, und eine Lippe, die gegen die stromaufwärtige Fläche der Scheibe gedrückt wird, so dass bei Stillstand ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Labyrinth und der Dichtung vorhanden ist.The Document EP-A-0 691 455 describes a seal which makes it possible to the penetration of particles that received a turbo engine has, between the upstream Side of the high pressure turbine disk and attaching it to it Prevent labyrinth. This seal includes a body that is in a cavity of the labyrinth, and a lip, the against the upstream area pressed the disc so that at standstill there is a small space between the labyrinth and the seal is present.

Ziele der ErfindungObjectives of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung anzubieten, die einerseits nicht die Nachteile gemäß dem Stand der Technik aufweist und andererseits eine Alternative zu der bereits von der Antragstellerin vorgeschlagenen Lösung darstellt.The The object of the present invention is to offer a solution on the one hand does not have the disadvantages of the prior art and on the other hand, an alternative to that already provided by the applicant proposed solution represents.

Wichtigste typische Elemente der ErfindungMost important typical elements the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für den Druckraum eines Niederdruckverdichters, der zum Antrieb eines Turbotriebwerks, vorzugsweise eines Turbinenluftstrahltriebwerks oder Turbofans gehört, bestehend aus einer Dichtung, die einen dichten Kontakt zwischen dem inneren Teil der Trommel, die die Laufschaufeln der Verdichtungsstufen des Primärstroms trägt, und dem Läufer, der die Laufschaufeln des Gebläses trägt, an einem ersten Ende der Dichtung sicherstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Dichtung bei der Trommel in einer Aufnahme derselben gehalten wird, wobei ein Elastomerteil auf ein zweites Ende der Dichtung aufgebracht ist, um sich an die Form der besagten Aufnahme anzupassen.The The present invention relates to a sealing device for the pressure chamber a low pressure compressor used to drive a turbomachine, preferably a turbine jet engine or turbofan belongs, consisting from a seal, which makes a close contact between the inner Part of the drum containing the blades of the compaction stages of the primary current wearing, and the runner, the blades of the blower wearing, ensuring at a first end of the seal, characterized that said seal in the drum in a receptacle of the same holding an elastomeric member to a second end of the seal is applied to conform to the shape of said receptacle.

Gemäß der Erfindung ist das Elastomerteil drehsymmetrisch und zur Aufnahme in der Trommel konzentrisch. Das Elastomerteil wird so ausgeführt, dass es durch den Einbau in die besagte Aufnahme komprimiert werden kann. Die Dichtung wird dadurch zentriert, ohne dass sie Spannungen ausgesetzt wird.According to the invention, the elastomeric part is rotationally symmetric and concentric for reception in the drum. The elastomer part is carried out in this way that it can be compressed by the incorporation in the said recording. The seal is thereby centered without being subjected to stress.

Auf vorteilhafte Weise wird die Aufnahme in einem mit der Trommel verbundenen Flansch ausgeführt.On Advantageously, the recording is in a connected to the drum Flange executed.

Auf besonders vorteilhafte Weise besteht das Elastomerteil aus Silikon.On Particularly advantageous manner, the elastomer part is made of silicone.

Aus der Erfindung geht vorzugsweise hervor, dass die Dichtung aus Metall oder Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium besteht.Out The invention preferably shows that the seal made of metal or light metal, preferably aluminum.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die bereits vorstehend erwähnte 1 ist eine Axialschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Dichtung nach dem Stand der Technik.The already mentioned above 1 is an axial sectional view of an embodiment of a seal according to the prior art.

2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Dichtung nach dieser Erfindung. 2 shows a perspective view of an embodiment of a seal according to this invention.

3 ist eine Axialschnittdarstellung der Dichtung aus 2. 3 is an axial sectional view of the seal 2 ,

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der ErfindungDescription of a preferred embodiment the invention

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist die Herstellung einer Dichtung, die nicht die Rolle eines elastischen Elements spielt und daher nicht der Sitz hoher Beanspruchungen ist.The The idea underlying the invention is the production of a seal, which does not play the role of an elastic element and therefore is not the seat of high stress.

Die neue Dichtungsvorrichtung ist in den 2 und 3 dargestellt. Die Trommel 2 umfasst einen ersten Teil der Dichtung 15, wie in 2 dargestellt, der verzahnt ist und Aussparungen 8 aufweist, die das Hervorstehen der Stege 10 der Schaufeln des Gebläses ermöglicht. Die Auflage der Trommel 2 auf den Läufer des Gebläses 1 erfolgt in Höhe der Vorsprünge 9 und eines zweiten Teils der Dichtung 5. Der zweite Teil der Dichtung 5 ist aus Metall, zum Beispiel aus Aluminium. Er wird durch seine Zwischenlage zwischen dem Gebläseläufer 1 an seinem gekrümmten Ende 6 und der Trommel 2, die keinen Flansch hat, aber in die eine Aufnahme 7 eingearbeitet wurde, um das andere Ende 6' der Metalldichtung 5 aufzunehmen, in Position gehalten. Der Metallbereich 5 der Dichtung an diesem Ende befindet ist folglich in ein Elastomer wie Silikon eingebettet, das die Aufnahme 7 ausfüllt. Das Elastomer ist daher in die Aufnahme der Trommel 2 eingebracht, um das Ende 6' der Metalldichtung 5 herum, und bildet den ersten Teil der Dichtung 15.The new sealing device is in the 2 and 3 shown. The drum 2 includes a first part of the seal 15 , as in 2 shown, which is toothed and recesses 8th that shows the protrusion of the webs 10 the blades of the fan allows. The edition of the drum 2 on the runner of the blower 1 takes place at the level of the projections 9 and a second part of the seal 5 , The second part of the seal 5 is made of metal, for example aluminum. He gets through his liner between the fan runner 1 at its curved end 6 and the drum 2 that has no flange, but in the one intake 7 was incorporated to the other end 6 ' the metal seal 5 to hold, kept in position. The metal area 5 The seal located at this end is thus embedded in an elastomer such as silicone, which is the receptacle 7 fills. The elastomer is therefore in the receptacle of the drum 2 introduced to the end 6 ' the metal seal 5 around, and forms the first part of the seal 15 ,

Ein Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass der metallische Teil der Dichtung praktisch keiner Beanspruchung mehr ausgesetzt ist, da auf die „Federwirkung" verzichtet wird; daher kann er aus einem gängigen Metall wie Aluminium hergestellt werden.One Advantage of this invention is that the metallic part the seal is exposed to virtually no more stress, since the "spring effect" is dispensed with; Therefore, he can choose from a common Metal such as aluminum are produced.

Claims

Pressure chamber of a low-pressure compressor, which belongs to the drive of a turbo-engine, preferably a turbine air jet engine or turbo blower, and a sealing device, comprising a seal ( 5 ), which makes a tight contact between the inner part of the drum ( 2 ), which carries the blades of the compression stages of the primary flow, and the rotor ( 1 ), which carries the blades of the blower, at a first end ( 6 ) of the seal ( 5 ), said seal ( 5 ) at the drum ( 2 ) in a recording ( 7 ) is held the same, characterized in that an elastomeric part ( 15 ) to a second end ( 6 ' ) of the seal ( 5 ) is applied to the shape of the said receptacle ( 7 ).

Pressure chamber according to claim 1, characterized in that the elastomer part rotationally symmetrical and for receiving ( 7 ) is concentric in the drum, said elastomeric part ( 15 ) is carried out in such a way that it can be removed by fitting into the receptacle ( 7 ) can be compressed; the seal ( 5 ) is thereby centered without being subjected to stress.

Pressure chamber according to claim 1 or 2, characterized in that the receptacle ( 7 ) in one with the drum ( 2 ) connected flange is executed.

Pressure chamber according to any one of the preceding claims, characterized in that the elastomeric part ( 15 ) consists of silicone.

Pressure chamber according to any one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 5 ) made of metal or light metal, preferably aluminum.