EP1580401B1 - Anordnung zur Abdichtung eines Übergangs zwischen Kühlpassagen zweier Komponenten einer Turbomaschine - Google Patents

Anordnung zur Abdichtung eines Übergangs zwischen Kühlpassagen zweier Komponenten einer Turbomaschine Download PDF

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EP1580401B1
EP1580401B1 EP20050102044 EP05102044A EP1580401B1 EP 1580401 B1 EP1580401 B1 EP 1580401B1 EP 20050102044 EP20050102044 EP 20050102044 EP 05102044 A EP05102044 A EP 05102044A EP 1580401 B1 EP1580401 B1 EP 1580401B1
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EP
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components
component
passage
cooling
transition
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Ulrich Rathmann
Ronald Wifling
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GE Vernova GmbH
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    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • 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
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/50—Intrinsic material properties or characteristics
    • F05D2300/502—Thermal properties
    • F05D2300/5021—Expansivity
    • F05D2300/50212—Expansivity dissimilar

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for sealing a transition between a first passage for a cooling medium in a first component of a turbomachine, in particular a gas turbine, and a second passage for the cooling medium in a second component of this turbomachine, said components being exposed to different thermal expansion ,
  • the cooling air bounces approximately perpendicular to the surface to be cooled, while during film cooling it touches this surface approximately tangentially and forms a thin cooling air film there.
  • An example of components to be cooled are heat shield segments which protect the outer support structure of the gas turbine, for example the support for the turbine vanes, from direct contact with the hot gas.
  • EP 860587 describes a fluid-tight connection between the coolant passages of two components of a gas turbine.
  • This connection comprises a straight, rigid tube piece (4), which is slidably mounted in the coolant passage of the first component, and an angled, elastically yielding tube piece (3), which is either fixed or also slidably connected to the second component.
  • the pipe sections (3) and (4) are inserted into one another.
  • the pipe section (4) has at both ends a number of axially extending slots (4c), which should give the ends a higher elasticity, so as to increase the contact pressure to the surrounding wall and to be able to respond to relative movements of the components compliant.
  • a spacer strip pulled over the pipe piece prevents the pipe section (4) from being pushed too deeply into the first component on one side.
  • DE 19963371 solves the problem of connecting coolant passages to components of a gas turbine that run away during operation. This problem is solved in a relatively simple manner in that the abutting coolant passages each end in recesses (11). Even with one Offset of the components, the connection between the passages is not lost.
  • the object of the present invention is to provide an arrangement for sealing a transition between the cooling passages of two adjacent components of a turbomachine, in particular a gas turbine, which with a small number of parts a reliable seal during the Operation of the turbomachine allows and even with inaccurate superposition of the two cooling passages and high manufacturing tolerances avoids pressure losses.
  • outer conical region has a larger opening angle than the inner conical region and thus also a larger maximum diameter than the output or inlet opening of the respective opposite cooling passage, pressure losses are avoided even with inexact superposition of the two cooling passages.
  • Such a passage sleeve preferably has a collar or edge that runs around between the two components and, if necessary, is plastically deformed when the two components are pressed against one another, thus reducing the occurrence of stresses in the components.
  • the mutual arrangement of the two components is of course chosen so that the two components move in the region of the transition of the cooling passages due to the different thermal expansion against each other. This is achieved depending on the geometry of the two components, either by a common support, to which both components are fastened at a suitable location, or by attachment of the one component at a suitable location of the other component, as described below with reference to an embodiment of the Invention is shown in detail.
  • connection of the respective components with the carrier or the connection of one component with the other component some flexibility or Has elasticity.
  • one or both components may be shaped to have the necessary flexibility to compensate for manufacturing tolerances, all or in one or more sections. This can be achieved for example by suitable curvatures in the form of the components.
  • the preferred use of the present arrangement relates to the transition between the cooling passage of a carrier of a gas turbine and the cooling passage of a heat shield segment attached thereto, as also illustrated in the following embodiment.
  • FIG. 1 an arrangement can be seen in a gas turbine, in which a stator heat shield 1 is attached to a support structure 2.
  • the attachment point is designated in this figure by the reference numeral 4.
  • the heat shield 1 serves to shield the carrier 2 from the high temperatures occurring in the hot gas path of the gas turbine.
  • the figure shows the tip of an airfoil 7 of the turbine, which engages in corresponding seals 8 on the heat shield 1. This area must be cooled during operation to reduce the high temperatures occurring at this point.
  • cooling air is introduced via corresponding passages 1a, 2a for the cooling medium, with which the tip of the turbine blade 7 and the region of the heat shield 1 facing this are cooled.
  • the transition between the two cooling passages 1a, 2a of the two components 1, 2 must be sufficiently well sealed.
  • This sealing is achieved in the present arrangement in a conventional manner in that the attachment of the heat shield 1 to the support structure 2 and optionally the choice of the material of the heat shield 1 carried out such that taking into account the temperatures which these two components during operation the turbine are exposed, a greater thermal expansion of the heat shield 1 in the axial direction X is achieved than the axial extent of the component 2 in this direction. In this way, a gap 3 between the two components 1, 2 in the region of the cooling passages 1a, 2a closed during operation of the turbine.
  • a passage sleeve 5 is soldered to the inlet of the cooling passage 1a of the heat shield 1. It has an outer peripheral edge or collar 6, which lies on the pressing together of the two components 1 and 2 in the region of the cooling passages 1a, 2a between the two components, as shown in the FIG. 2 is apparent. If too high forces occur in the axial direction, then this collar 6 is plastically deformed locally and in this way reduces the danger of high axial stresses in the two components.
  • Fig. 3 shows the configuration of such a passage sleeve 5 in detail.
  • the passage sleeve 5 has on its inner, that is, the cooling passage 1a of the component 1 side facing a corresponding recess for receiving the extending in the component 1 cooling tube 9.
  • the outer diameter D 1 of the cooling tube 9 corresponds to the inner diameter of the corresponding recess.
  • the passage sleeve 5 can be mechanically fastened to the heat shield 1 in different ways, for example by brazing, welding, an adhesive bond or by another suitable mechanical connection, for example a screw connection.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung eines Übergangs zwischen einer ersten Passage für ein Kühlmedium in einer ersten Komponente einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, und einer zweiten Passage für das Kühlmedium in einer zweiten Komponente dieser Turbomaschine, wobei diese Komponenten unterschiedlicher thermischer Ausdehnung ausgesetzt sind.
    • Stand der Technik
  • Beim Betrieb von Turbomaschinen, insbesondere Gasturbinen, treten hohe Temperaturen auf, die einzelne Komponenten der Turbomaschine stark belasten. Mit der Entwicklung immer leistungsfähigerer Gasturbinen werden Temperaturen erreicht, die bereits den Schmelzpunkt des Materials einzelner Turbinenkomponenten überschreiten. Zur Vermeidung von Schäden an diesen Komponenten aufgrund der hohen Betriebstemperaturen müssen diese während des Betriebs ständig gekühlt werden. Hierfür sind Kühlpassagen innerhalb der Turbinenkomponenten vorgesehen, über die ein Kühlmedium, in der Regel angesaugte Verdichterluft, an den zu kühlenden Stellen vorbeigeführt wird. Neben der konvektiven Kühlung, bei der Kühlkanäle direkt in den zu kühlenden Bereichen verlaufen, beispielsweise Kühlkanäle innerhalb eines Schaufelblattes, werden auch die sog. Prallkühlung sowie die Filmkühlung eingesetzt. Bei der Prallkühlung prallt die Kühlluft annähernd senkrecht auf die zu kühlende Fläche, während sie bei der Filmkühlung annähernd tangential über diese Fläche streift und dort einen dünnen Kühlluftfilm bildet. Ein Beispiel für zu kühlende Komponenten sind Hitzeschildsegmente, die die äußere Trägerstruktur der Gasturbine, bspw. den Träger für die Turbinenleitschaufeln, vor direktem Kontakt mit dem Heißgas schützen.
  • Für den Transport des Kühlmediums innerhalb der Turbine sind abgedichtete Übergänge für die Passagen des Kühlmediums zwischen den einzelnen Komponenten der Turbine erforderlich. Unterschiedliche Materialien, aus denen die einzelnen Komponenten gefertigt sind sowie unterschiedliche Temperaturen, denen die Komponenten ausgesetzt sind, führen jedoch zu Unterschieden in der thermischen Ausdehnung dieser Komponenten. Dies erschwert die Abdichtung beim Übergang der Kühlpassagen zwischen zwei benachbarten Komponenten.
  • Zur Lösung dieser Problematik ist es bekannt, an den Übergängen flexible metallische Dichtungen, wie beispielsweise metallische Faltenbalge oder Schiebegelenke einzusetzen. Beide Dichtungsarten können über Feder- oder Druckmechanismen vorgespannt sein. Die in der Regel sehr gute Dichtungswirkung derartiger Dichtungsverbindungen erfordert jedoch eine größere Anzahl kleiner und bruchempfindlicher Teile, aus denen sich diese Dichtungsverbindungen zusammensetzen. Gerade bei kommerziell eingesetzten Turbinenanlagen besteht daher ein hohes Risiko der Zerstörung einer derartigen Dichtung, die Einbußen in der Turbinenleistung sowie die Gefahr von Schäden nach sich ziehen kann.
  • EP 860587 beschreibt eine fluiddichte Verbindung zwischen den Kühlmittelpassagen zweier Komponenten einer Gasturbine. Diese Verbindung umfasst ein gerades, steifes Rohrstück (4), welches gleitend in der Kühlmittelpassage der ersten Komponente gelagert ist, und ein abgewinkeltes, elastisch nachgiebiges Rohrstück (3), welches mit der zweiten Komponente entweder fest oder ebenfalls gleitend verbunden ist. Die Rohrstücke (3) und (4) sind ineinandergesteckt. Das Rohrstück (4) besitzt an beiden Enden eine Anzahl axial verlaufender Schlitze (4c), die den Enden eine höhere Elastizität verleihen sollen, um damit den Anpressdruck an die umgebende Wandung zu erhöhen und auf Relativbewegungen der Komponenten nachgiebig reagieren zu können. Ein über das Rohrstück gezogenes Abstandsband verhindert, dass das Rohrstück (4) einseitig zu tief in die erste Komponente eingeschoben wird.
  • DE 19963371 löst das Problem der Verbindung von Kühlmittelpassagen an Komponenten einer Gasturbine, die während des Betriebs außer Flucht geraten. Dieses Problem wird auf eine relative einfache Weise dadurch gelöst, dass die aneinanderstoßenden Kühlmittelpassagen jeweils in Ausnehmungen (11) enden. Selbst bei einem Versatz der Komponenten geht die Verbindung zwischen den Passagen nicht verloren.
  • Außerdem ist es generell bekannt und auf dem Gebiet der Gasturbinentechnologie auch schon mehrfach vorgeschlagen worden, so in EP 1118806 oder EP 1038091 , bei der Auslegung einzelner Maschinenkomponenten deren unterschiedliche Wärmeausdehnung gezielt zur Erreichung einer Abdichtwirkung einzusetzen. Abhängig von den Temperaturen und/oder von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten, denen die beteiligten Komponenten unterliegen, werden Unterschiede in der thermischen Ausdehnung hervorgerufen, mit der Folge, dass sich Teile pressend aneinanderlegen und ein gewünschter Dichtungseffekt während des Betriebs erreicht wird. In der einfachsten Ausgestaltung erfordert diese Dichtung daher keinerlei zusätzliche Teile, da die Abdichtung allein durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung erreicht wird, welche die Komponenten aneinanderpresst, wie dies insbesondere in EP 1118806 prägnant dargelegt ist. Die Problematik einer fluiddichten Verbindung zwischen Kühlmittelpassagen der beteiligten Komponenten wird hier allerdings nicht angesprochen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Abdichtung eines Übergangs zwischen den Kühlpassagen zweier benachbarter Komponenten einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, anzugeben, die bei einer geringen Anzahl an Teilen eine zuverlässige Abdichtung während des Betriebs der Turbomaschine ermöglicht und auch bei nicht exakter Überlagerung der beiden Kühlpassagen und bei hohen Fertigungstoleranzen Druckverluste vermeidet.
  • Die Aufgabe wird mit der Anordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
  • Die vorliegende Anordnung zur Abdichtung eines Übergangs zwischen einer ersten Passage für ein Kühlmedium in einer ersten Komponente einer Turbomaschine, insbesondere Gasturbine, und einer zweiten Passage für das Kühlmedium in einer zweiten Komponente dieser Turbomaschine, wobei die beiden Komponenten so ausgebildet und gegenseitig angeordnet bzw. fixiert sind, dass in einem Ruhezustand der Turbomaschine am Übergang zwischen den beiden Passagen ein Spalt vorhanden ist, der sich bei Betriebstemperaturen der Turbomaschine durch unterschiedliche thermische Ausdehnung der beiden Komponenten schließt, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass an der ersten Passage und/oder an der zweiten Passage eine Durchgangshülse befestigt ist, über die die Verbindung von der einen zur anderen Passage hergestellt wird, wobei die Durchgangshülse eine doppelkonische Innenkontur aufweist, bei der sich ein äußerer linearer Abschnitt mit größerem Öffnungswinkel an einen inneren linearen Abschnitt mit kleinerem Öffnungswinkel anschließt.
  • Indem der äußere konische Bereich einen größeren Öffnungswinkel als der innere konische Bereich und damit auch einen größeren maximalen Durchmesser als die Ausgangs- oder Eingangsöffnung der jeweils gegenüberliegenden Kühlpassage besitzt, werden Druckverluste auch bei nicht exakter Überlagerung der beiden Kühlpassagen vermieden.
  • Vorzugsweise weist eine derartige Durchgangshülse einen zwischen den beiden Komponenten umlaufenden Kragen bzw. Rand auf, der beim Aneinanderpressen der beiden Komponenten gegebenenfalls zwischen diesen plastisch deformiert wird und auf diese Weise das Auftreten von Spannungen in den Komponenten verringert.
  • Die gegenseitige Anordnung der beiden Komponenten ist selbstverständlich so gewählt, dass sich die beiden Komponenten im Bereich des Übergangs der Kühlpassagen durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung gegeneinander bewegen. Dies wird in Abhängigkeit von der Geometrie der beiden Komponenten entweder durch einen gemeinsamen Träger erreicht, an dem beide Komponenten an geeigneter Stelle befestigt sind, oder durch eine Befestigung der einen Komponente an einer geeigneten Stelle der anderen Komponente, wie dies weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher dargestellt ist.
  • Eine weitere Möglichkeit, Fertigungstoleranzen auszugleichen, besteht darin, dass entweder die Verbindung der jeweiligen Komponenten mit dem Träger oder die Verbindung der einen Komponente mit der anderen Komponente eine gewisse Flexibilität oder Elastizität aufweist. In gleicher Weise können eine oder beide Komponenten derart geformt sein, dass sie insgesamt oder in ein oder mehreren Abschnitten die erforderliche Flexibilität für den Ausgleich der Fertigungstoleranzen aufweisen. Dies kann beispielsweise durch geeignete Krümmungen in der Form der Komponenten erreicht werden.
  • Der bevorzugte Einsatz der vorliegenden Anordnung betrifft den Übergang zwischen der Kühlpassage eines Trägers einer Gasturbine und der Kühlpassage eines daran befestigten Hitzeschildsegmentes, wie dies auch in dem folgenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Anordnung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen
    • Fig. 1
    ein Beispiel für die Abdichtung des Übergangs zwischen den I<ühlpassagen einer Trägerstruktur einer Gasturbine und eines Statorhitzeschilds der Gasturbine;
    Fig. 2
    einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Übergang der Figur 1; und
    Fig. 3
    die Ausgestaltung einer Durchgangshülse, wie sie in den vorangehenden Figuren eingesetzt wird.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In der Fig. 1 ist eine Anordnung in einer Gasturbine zu erkennen, bei der ein Statorhitzeschild 1 an einer Trägerstruktur 2 befestigt ist. Der Befestigungspunkt ist in dieser Figur mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. Das Hitzeschild 1 dient der Abschirmung des Trägers 2 vor den im Heißgaspfad der Gasturbine auftretenden hohen Temperaturen. Die Figur zeigt hierbei die Spitze eines Schaufelblattes 7 der Turbine, die in entsprechende Dichtungen 8 am Hitzeschild 1 eingreift. Dieser Bereich muss während des Betriebes gekühlt werden, um die an dieser Stelle auftretenden hohen Temperaturen zu verringern. Zu diesem Zweck wird über entsprechende Passagen 1a, 2a für das Kühlmedium Kühlluft herangeführt, mit der die Spitze der Turbinenschaufel 7 sowie der dieser zugewandte Bereich des Hitzeschildes 1 gekühlt werden.
  • Für die zuverlässige Funktion dieser Kühlung sowie zur Vermeidung größerer Verluste an Kühlmedium, die zu einem Leistungsabfall der Turbine führen können, muss der Übergang zwischen den beiden Kühlpassagen 1a, 2a der beiden Komponenten 1, 2 ausreichend gut abgedichtet werden. Diese Abdichtung wird bei der vorliegenden Anordnung in an sich bekannter Weise dadurch erreicht, dass die Befestigung des Hitzeschildes 1 an der Trägerstruktur 2 und gegebenenfalls die Wahl des Materials des Hitzeschildes 1 derart erfolgen, dass unter Berücksichtigung der Temperaturen, denen diese beiden Komponenten während des Betriebs der Turbine ausgesetzt sind, eine stärkere thermische Ausdehnung des Hitzeschildes 1 in axialer Richtung X erreicht wird als die axiale Ausdehnung der Komponente 2 in dieser Richtung. Auf diese Weise wird ein Spalt 3 zwischen den beiden Komponenten 1, 2 im Bereich der Kühlpassagen 1a, 2a beim Betrieb der Turbine geschlossen.
  • Dies ist in der vergrößerten Darstellung der Fig. 2 nochmals veranschaulicht, die den Spalt 3 vor Erreichen der bestimmungsgemäßen Betriebstemperatur der Turbine veranschaulicht. Die Form des Hitzeschildes 1 sowie der Befestigungspunkt 4 sind dabei so gewählt, dass die unterschiedliche thermische Ausdehnung im vorliegenden Beispiel gerade in dieser axialen Richtung X wirkt, in der die beiden Kühlpassagen 1a, 2a zur Abdichtung aneinander gepresst werden müssen.
  • Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Komponenten oder von kurzfristigen Übertemperaturen kann es erforderlich sein, entsprechende Maßnahmen vorzusehen, die zu hohe axiale Spannungen in den beiden Komponenten 1 und 2 während des Betriebes der Turbine vermeiden. Dies kann durch eine elastische Befestigung des Hitzeschildes 1 an der Komponente 2 erfolgen. Die Befestigung am Befestigungspunkt 4 kann hierbei beispielsweise als Federverbindung ausgebildet sein. Weiterhin ist es möglich, durch geeignete Ausgestaltung der Komponenten, im vorliegenden Fall des Hitzeschildes 1, eine gewisse Elastizität dieses Hitzeschildes zu erreichen. Im vorliegenden Beispiel wird diese Elastizität durch die im Querschnitt erkennbare zweifache Krümmung des Hitzeschildes 1, die im linken Bereich der Figur 1 erkennbar ist, erreicht.
  • Erfindungsgemäß ist eine Durchgangshülse 5 am Eingang der Kühlpassage 1a des Hitzeschildes 1 eingelötet. Sie weist einen äußeren Umfangsrand bzw. Kragen 6 auf, der beim Aneinanderpressen der beiden Komponenten 1 und 2 im Bereich der Kühlpassagen 1a, 2a zwischen den beiden Komponenten liegt, wie dies in der Figur 2 ersichtlich ist. Treten in axialer Richtung zu hohe Kräfte auf, so wird dieser Kragen 6 lokal plastisch deformiert und verringert auf diese Weise die Gefahr zu hoher axialer Spannungen in den beiden Komponenten.
  • Fig. 3 zeigt die Ausgestaltung einer derartigen Durchgangshülse 5 im Detail. Die Durchgangshülse 5 weist auf ihrer inneren, das heisst, der Kühlpassage 1a der Komponente 1 zugewandten Seite eine entsprechende Ausnehmung für die Aufnahme des in der Komponente 1 verlaufenden Kühlrohres 9 auf. Der äußere Durchmesser D1 des Kühlrohres 9 entspricht dabei dem Innendurchmesser der entsprechenden Ausnehmung. In axialer Richtung dieser Durchgangshülse 5 in Richtung zum Einlass der Kühlpassage 2a der Komponente 2 erfolgt dann eine Verringerung des Innendurchmessers der Hülse, wie dies in Figur 3 erkennbar ist. Im Anschluss daran erfolgt eine konische Erweiterung des Innenquerschnitts in einem ersten Bereich mit einem ersten Öffnungswinkel, an den sich eine weitere konische Erweiterung mit einem zweiten, größeren Öffnungswinkel anschließt. Die beiden Öffnungswinkel sind in der Figur mit α2 bzw. α1 bezeichnet. Die axiale Länge des ersten linearen konischen Bereiches ist mit X1, die des zweiten konischen Bereiches mit X3 und die des Bereiches mit verringertem Querschnitt mit X2 bezeichnet. Wie aus Figur 3 zu erkennen ist, ist der äußerste Durchmesser am Eingang der Durchgangshülse 5 größer als der Ausgangsdurchmesser der Kühlpassage 2a der benachbarten Komponente 2. Dadurch und durch die konische Ausbildung des Eingangsteils der Durchgangshülse 5 werden Druckverluste am Übergang zwischen den beiden Komponenten verringert, falls die beiden Achsen der Kühlpassagen in diesem Bereich nicht exakt übereinander liegen.
  • Die Durchgangshülse 5 kann dabei in unterschiedlicher Weise mechanisch am Hitzeschild 1 befestigt sein, beispielsweise durch Hartlöten, Schweißen, eine Klebeverbindung oder durch eine andere geeignete mechanische Verbindung, beispielsweise eine Schraubverbindung. Die in der Figur 3 erkennbaren Dimensionierungen der einzelnen Bereiche sind im Folgenden angeführt:
    Winkel: α1 = 1° ... 89°, α2 = 0,5° ... 70°
    Durchmesser: d2 = 0,1*D1 ... D1
    axiale Längen: x1 = 0,3*D1 ... 2*D1
    X2 = 0,1*D1 ... D1
    X3 = 0,01*D1 ... 0,9*D1
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hitzeschild
    1a
    Kühlpassage im Hitzeschild
    2
    Trägerstruktur
    2a
    Kühlpassage in der Trägerstruktur
    3
    Spalt
    4
    Befestigungsstelle
    5
    Durchgangshülse
    6
    Kragen
    7
    Schaufelblatt
    8
    Schaufelblattdichtung
    9
    Kühlrohr

Claims (4)

  1. Anordnung zur Abdichtung eines Übergangs zwischen einer ersten Passage (1a) für ein Kühlmedium in einer ersten Komponente (1) einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, und einer zweiten Passage (2a) für das Kühlmedium in einer zweiten Komponente (2) der Turbomaschine, wobei die beiden Komponenten (1, 2) entweder an einem gemeinsamen Träger fixiert sind oder die erste Komponente (1) an einer Stelle (4) an der zweiten Komponente (2) fixiert ist und die beiden Komponenten (1) und (2) so ausgebildet und gegenseitig angeordnet sind, dass in einem Ruhezustand der Turbomaschine am Übergang zwischen den beiden Passagen (1a) und (2a) ein Spalt (3) vorhanden ist, der sich bei Betriebstemperaturen der Turbine durch unterschiedliche thermische Ausdehnung der beiden Komponenten (1) und (2) schließt, und wobei an der ersten Passage (1a) und/oder an der zweiten Passage (2a) eine Durchgangshülse (5) befestigt ist, über die die Verbindung von der einen zur anderen Passage (1a, 2a) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangshülse (5) eine doppelkonische Innenkontur aufweist, bei der sich ein äußerer linearer Abschnitt mit größerem Öffnungswinkel an einen inneren linearen Abschnitt mit kleinerem Öffnungswinkel anschließt.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Komponente (1) aus einem Material mit größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht als die zweite Komponente (2).
  3. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchgangshülse (5) einen Kragen (6) aufweist, über den die Verbindung abgedichtet wird.
  4. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Komponente (1) ein Hitzeschild und die zweite Komponente (2) eine Trägerstruktur einer Gasturbine sind.
EP20050102044 2004-03-23 2005-03-15 Anordnung zur Abdichtung eines Übergangs zwischen Kühlpassagen zweier Komponenten einer Turbomaschine Expired - Lifetime EP1580401B1 (de)

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