EP2083148A2 - Gas turbine with a compressor with run-in coating and method of lapping the free extremities of compressor blades in a gas turbine - Google Patents

Gas turbine with a compressor with run-in coating and method of lapping the free extremities of compressor blades in a gas turbine Download PDF

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EP2083148A2
EP2083148A2 EP09000952A EP09000952A EP2083148A2 EP 2083148 A2 EP2083148 A2 EP 2083148A2 EP 09000952 A EP09000952 A EP 09000952A EP 09000952 A EP09000952 A EP 09000952A EP 2083148 A2 EP2083148 A2 EP 2083148A2
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EP
European Patent Office
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inlet layer
blades
gas turbine
layer
liquid
Prior art date
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Withdrawn
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EP09000952A
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Ingo Jahns
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Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Priority claimed from DE102008005482A external-priority patent/DE102008005482A1/en
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Publication of EP2083148A2 publication Critical patent/EP2083148A2/en
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    • 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
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • 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
    • F01D11/10—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using sealing fluid, e.g. steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0238—Details or means for fluid reinjection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • 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
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    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/50—Intrinsic material properties or characteristics

Definitions

  • the invention relates to a gas turbine according to the features of the preambles of the independent claims.
  • the invention relates to a gas turbine having a compressor comprising at least one row of blades, the blades each being provided with a free end adjacent the free end of the blade at an annular housing portion and / or at an annular portion Drum area is formed an inlet layer.
  • Today's axial compressors consist of a rotor with at least one blade row and a housing. This blade row should have the smallest possible distance to the housing in order to avoid efficiency losses.
  • inlet linings are introduced in the housing. In the case of brushing areas of the inlet lining are removed.
  • the gap is adjusted so that the rotor blades run into this run-in layer only slightly or not at all. This ensures that a small gap exists under normal conditions. Under extreme operating conditions, the rotor blade can run into these run-in layers stronger and remove material there.
  • the invention has for its object to provide a gas turbine and a method for running in blades, which avoid the disadvantages of the prior art with a simple structure and simple, reliable operation and has a high degree of reliability.
  • a liquid is thus used according to the invention for sealing, wherein the thickness of the layer is preferably only in the tenth of a millimeter range.
  • materials are used which are readily available, e.g. Water produced by combustion or oil necessary for lubrication.
  • the core of the invention according to the first aspect is therefore to form the inlet layer itself liquid permeable and thus to form on the surface of a liquid film which acts against the free blade ends and the Run-in behavior of the blades optimized. Direct contact with the inlet layer is thus avoided under certain operating conditions, since the free blade ends abut against the liquid film.
  • the invention provides that the inlet layer is porous and can be acted upon with an air-hardening material.
  • the air-hardenable or air-hardening material is stored in an annular storage chamber or in an annular storage container. Upon contact of the surface of the annular housing portion or drum portion with the free blade ends of the compressor blades, the air-hardening material is released and passed through the inlet layer. Through this it penetrates into the air flow of the annular channel of the rotor (compressor) and hardens.
  • a method according to the second aspect of the invention can be considered as a method for entering free end portions of blades of a compressor of a gas turbine, wherein the end portions are brought into contact with at least one substantially annular inlet layer of an annular housing portion, and wherein a surface of the inlet layer with describe an air-curable material can be acted upon describe. It is advantageously provided that silicone is used as the air-curable material, and / or another curable material is used.
  • the invention provides that the inlet layer is porous and can be acted upon with a liquid.
  • a self-healing layer is formed on the surface of the inlet layer by evaporation of the liquid.
  • the gap between rotor blades and inlet layer is set according to the invention so that under normal operating conditions, the top layer is not damaged. If an extreme maneuver causes the rotor blades to run into the top layer, it is removed and the basic structure of the inlet layer is uncovered. Now the self-healing process starts. It is as long as liquid evaporates until a dissolved substance in the liquid settles on the damaged surface and closes the damaged cover layer again.
  • the Fig. 1 shows a schematic structure of a partial view of a compressor or compressor of a gas turbine to be used according to the invention.
  • a rotor 14 (rotor drum) is rotatably mounted in an annular housing portion 15, as shown in the prior art.
  • the rotor 14 comprises a drum region 13, on which rows of rotor blades 11 are mounted. Alternating rows of stator blades 18 are on the annular Housing area 15 stored.
  • a compressor 12 is formed, as is known from the prior art.
  • Free blade ends 16 of the rotor blades 11 and stator blades 18 lie with a small gap on the wall of a housing 9 or the rotor drum.
  • an inlet layer 6 is provided in order to adjust the distance of the free blade ends of the surface of the housing 9 and the drum portion 13 by shrinkage.
  • the Fig. 6 shows a schematic structure of a partial view of a compressor or compressor according to the invention to be used gas turbine according to the first embodiment.
  • a rotor rotor drum
  • the rotor comprises a drum region on which rows of rotor blades are mounted. Alternating rows of stator blades are mounted on the annular housing portion.
  • a compressor is formed, as is known from the prior art.
  • the liquid is introduced via at least one inlet tube 109 (FIG. Fig. 3 ) is supplied to the housing 108. Via a chamber 113, the liquid can distribute evenly.
  • An inlaid support 111 also serves to seal the chamber 113 from an annulus between adjacent rows of blades.
  • run-in layer carrier 111 the inlet layer 106 is applied. Through holes 112 in the inlet layer carrier 111, the liquid reaches the inlet layer 106.
  • the base layer of the inlet layer 106 preferably consists of a porous, hygroscopic base material or capillary tube, so that the liquid can escape at the surface.
  • the liquid In order for the liquid to adhere well to the surface 115, it should have properties that increase the surface area, eg, be rough or grainy (see Fig. 5 ).
  • the liquid wets the surface 115 and forms a thin layer against which the rotor blades 102 (FIG. Fig. 6 ) can run under extreme operating conditions.
  • the cover layer of the inlet lining is inventively from the Liquid formed. The air flow entrains molecules / atoms of the liquid. So there are losses. The tougher the liquid, the lower the losses will be. Due to the pressure in the annulus, it may be necessary for the liquid to be pressurized.
  • a suction device is preferably mounted thereon ( Fig. 4 ).
  • the excess liquid can pass through the holes 112 in the inlet layer carrier 111 into a chamber 117.
  • This chamber 117 is formed in the example shown by the inlet layer carrier 111 and an applied cover plate 116. From there, the liquid is removed via a suction pipe 114 from the compressor.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that an electrically conductive liquid (for example atoms / molecules of the liquid are electrically conductive or by the addition of electrically conductive substances in an otherwise non-conductive liquid) is used.
  • an electrically conductive layer is additionally introduced, or the inlet layer 106 itself consists of an electrically conductive material.
  • This electrically conductive material is coated with an insulating layer to avoid direct contact with the electrically conductive liquid.
  • a voltage is now applied to the electrically conductive layer. The particles of the liquid are attracted by the tension and adhere better to the surface.
  • the splitting behavior of an engine is difficult to control.
  • the invention allows the rotor blades to enter the liquid under extreme conditions. Since the liquid can be constantly replaced, in contrast to a fixed inlet lining, a uniform and optimized gap can be set.
  • an air-curing (air-curable) material 201 eg silicone
  • This is stored in a storage container 202 behind the inlet layer carrier.
  • the wall of the storage container 202 is flexible, it consists for example of a plastic film 203th
  • an inlet layer 206 is applied on an inlet layer carrier 204. Holes / recesses 207 in the inlet layer carrier 204 allow the air-hardenable material (curing mass) to reach the inlet layer 206.
  • the base layer of the inlet layer 206 consists of a porous base material or has fine tubes.
  • pressurized air can be passed through the housing 209 into a chamber 210 and exert a pressure on the wall of the reservoir 202.
  • a gap between the rotor blades 11 (FIG. Fig. 1 ) and the inlet layer 206 is set in accordance with the invention such that under normal operating conditions the cover layer 208 (upper layer) is not damaged. If the rotor blades 11 enter the cover layer 208 during an extreme maneuver, this will be removed. As a result, the basic structure of the inlet layer 206 is exposed.
  • the air-hardening material (curing compound) is forced through the inlet layer 206 at the damaged location and comes into contact with the atmospheric oxygen of the compressor 12 and cures in the process.
  • the gas turbine according to the third embodiment will ideally use existing raw materials in operation.
  • water is used as the liquid. Combustion of the fuel releases carbon dioxide and water. The exhaust gases can the exhaust gas flow removed and the water are brought to condensation.
  • the substances used according to the invention can also be carried or recovered from the ambient air.
  • the carbon dioxide is dissolved in the water and it produces carbon dioxide.
  • According to the invention can thus be constructed a circuit with pump and cooling of the water.
  • the slightly carbonated water is passed over the lime, wherein the lime is converted to water-soluble calcium bicarbonate.
  • This calcium bicarbonate-containing water is now passed through a supply pipe 317 on the housing 309. Via a chamber 310, the liquid can be distributed evenly.
  • the inlet layer carrier 304 also serves at this point for sealing the chamber 310 with respect to the annular space 5 (FIG. Fig. 2 ).
  • the run-in layer 306 is applied in the run-in layer carrier 304. Through recesses 307 in the inlet layer carrier 304, the liquid reaches the inlet layer 306.
  • the base layer of the inlet layer 306 consists of a porous base material or tube, so that the calcium bicarbonate-containing water can penetrate them.
  • the uppermost layer 308 of the inlet layer 306 consists of a water-impermeable cover layer.
  • the gap between rotor blades 11 and inlet layer 306 is adjusted according to the invention so that the cover layer 308 is not damaged under normal operating conditions. If, during an extreme maneuver, the rotor blades 11 run into the cover layer 308, this is removed and the basic structure of the inlet layer 306 is uncovered. Now the self-healing process starts. It is as long as water evaporates until deposited on the damaged surface of a lime layer and the damaged cover layer 308 closes again.
  • the base layer of the inlet layer 306 consists of a porous base material or has fine tubes (capillary).
  • a suction device is preferably mounted thereon ( Fig. 9 ).
  • the excess liquid can pass through the holes 307 in the inlet layer carrier 304 into a chamber 301.
  • This chamber 301 is formed in the example shown by the inlet layer carrier 304 and an applied cover plate 302. From there, the liquid is removed via a suction pipe 303 from the compressor.
  • the splitting behavior of an engine is difficult to control.
  • the invention allows the run-in layer to regenerate itself and at least partially restore the run gap.

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Abstract

The gas turbine has a compressor with a set of blades, where the blades are provided with a free end in each case. An adjacent intake layer (6) is formed on the free end of the blade at a circular housing area. The intake layer is connected with a fluid supplying device (9) and is provided with liquid passage opening. An independent claim is included for a method for running free end area of blades of a compressor of a gas turbine.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbine gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a gas turbine according to the features of the preambles of the independent claims.

Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Gasturbine mit einem Verdichter, welcher zumindest eine Reihe von Schaufeln umfasst, wobei die Schaufeln jeweils mit einem freien Ende versehen sind, wobei angrenzend an das freie Ende der Schaufel an einem ringförmigen Gehäusebereich und/oder an einem ringförmigen Trommelbereich eine Einlaufschicht ausgebildet ist.More particularly, the invention relates to a gas turbine having a compressor comprising at least one row of blades, the blades each being provided with a free end adjacent the free end of the blade at an annular housing portion and / or at an annular portion Drum area is formed an inlet layer.

Heutige Axialkompressoren (Verdichter) bestehen aus einem Rotor mit mindestens einer Laufschaufelreihe und einem Gehäuse. Diese Laufschaufelreihe soll zu dem Gehäuse einen möglichst kleinen Abstand haben, um Wirkungsgradverluste zu vermeiden. Um im Falle eines Anstreifens der Laufschaufeln Schäden zu vermeiden, sind im Gehäuse Einlaufbeläge eingebracht. Im Falle des Anstreifens werden Bereiche des Einlaufbelages abgetragen.Today's axial compressors (compressors) consist of a rotor with at least one blade row and a housing. This blade row should have the smallest possible distance to the housing in order to avoid efficiency losses. In order to avoid damage in the event of brushing on the blades, inlet linings are introduced in the housing. In the case of brushing areas of the inlet lining are removed.

Es sind verschiedenste Lösungen vorbekannt, die das Spaltverhalten zu optimieren versuchen. Oftmals wird versucht, mittels Luftströmungen das thermische Verhalten der Gehäuse dem des Rotors anzupassen, wie z.B. US 7,086,233 . Andere Lösungen versuchen mit mechanischen Mitteln den Spalt zu minimieren.Various solutions are already known which attempt to optimize the splitting behavior. Often attempts to adapt by means of air currents, the thermal behavior of the housing that of the rotor, such as US 7,086,233 , Other solutions try to minimize the gap by mechanical means.

Der Laufspalt zwischen den Rotorschaufeln und dem Gehäuse wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst:

  1. 1. Zentrifugallasten durch den Rotor und die Schaufeln,
  2. 2. Thermische Bewegungen, wobei das Gehäuse meistens thermisch schneller reagiert, als der Rotor,
  3. 3. Elastische Dehnungen der Rotoren und Gehäuse durch Flugmanöver,
  4. 4. Thermische Dehnungen von Rotoren und Gehäusen nach dem Abschalten des Triebwerkes.
The running gap between the rotor blades and the housing is influenced by several factors:
  1. 1. Centrifugal loads through the rotor and the blades,
  2. 2. Thermal movements, where the housing mostly reacts thermally faster than the rotor,
  3. 3. Elastic stretching of the rotors and housings by flight maneuvers,
  4. 4. Thermal expansions of rotors and housings after switching off the engine.

Der letztgenannte Faktor ist schwer zu kontrollieren.The latter factor is difficult to control.

Unter normalen Betriebsbedingungen und mit herkömmlichen Einlaufbelägen wird der Spalt so eingestellt, dass die Rotorschaufeln nur sehr leicht oder gar nicht in dieser Einlaufschicht einlaufen. So wird sichergestellt, dass bei normalen Bedingungen ein kleiner Spalt existiert. Unter extremen Betriebsbedingungen kann das Rotorblatt in diese Einlaufschichten stärker einlaufen und dort Material abnehmen.Under normal operating conditions and with conventional run-in coverings, the gap is adjusted so that the rotor blades run into this run-in layer only slightly or not at all. This ensures that a small gap exists under normal conditions. Under extreme operating conditions, the rotor blade can run into these run-in layers stronger and remove material there.

Nachteilig ist dabei, dass auch bei normalen Betriebsbedingungen ein größerer Spalt zwischen den Rotorschaufeln und der Einlaufschicht vorhanden ist, was einen negativen Einfluss auf die Pumpgrenze und den Wirkungsgrad hat.The disadvantage here is that even under normal operating conditions, a larger gap between the rotor blades and the inlet layer is present, which has a negative impact on the surge line and the efficiency.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbine sowie ein Verfahren zum Einlaufen von Schaufeln zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, betriebssicherer Wirksamkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und ein hohes Maß an Betriebssicherheit aufweist.The invention has for its object to provide a gas turbine and a method for running in blades, which avoid the disadvantages of the prior art with a simple structure and simple, reliable operation and has a high degree of reliability.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination der unabhängigen Ansprüche gelöst, die jeweiligen Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the feature combination of the independent claims, the respective subclaims show further advantageous embodiments of the invention.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird erfindungsgemäß somit eine Flüssigkeit zum Abdichten verwendet, wobei die Dicke der Schicht bevorzugt nur im Zehntelmillimeterbereich liegt.According to a first aspect of the invention, a liquid is thus used according to the invention for sealing, wherein the thickness of the layer is preferably only in the tenth of a millimeter range.

Bevorzugterweise werden Materialien verwendet, die leicht verfügbar sind, z.B. Wasser, das bei der Verbrennung entsteht, oder Öl, welches zur Schmierung notwendig ist.Preferably, materials are used which are readily available, e.g. Water produced by combustion or oil necessary for lubrication.

Der Kern der Erfindung nach dem ersten Aspekt liegt somit darin, die Einlaufschicht selbst flüssigkeitdurchlässig auszubilden und somit an deren Oberfläche einen Flüssigkeitsfilm auszubilden, der gegen die freien Schaufelenden wirkt und das Einlaufverhalten der Schaufeln optimiert. Ein direkter Kontakt mit der Einlaufschicht wird somit unter bestimmten Betriebsbedingungen vermieden, da die freien Schaufelenden gegen den Flüssigkeitsfilm anliegen.The core of the invention according to the first aspect is therefore to form the inlet layer itself liquid permeable and thus to form on the surface of a liquid film which acts against the free blade ends and the Run-in behavior of the blades optimized. Direct contact with the inlet layer is thus avoided under certain operating conditions, since the free blade ends abut against the liquid film.

Der erste Aspekt der Erfindung lässt sich als eine Gasturbine mit einem Verdichter, welcher zumindest eine Reihe von Schaufeln umfasst, wobei die Schaufeln jeweils mit einem freien Ende versehen sind, wobei angrenzend an das freie Ende der Schaufel an einem ringförmigen Gehäusebereich eine Einlaufschicht ausgebildet ist, und wobei die Einlaufschicht mit einer Flüssigkeitszuführvorrichtung verbunden ist und dass die Einlaufschicht mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen versehen ist beschreiben. In vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass

  • die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen der Einlaufschicht durch Poren des Materials der Einlaufschicht gebildet sind oder die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen der Einlaufschicht durch Kapillare des Materials der Einlaufschicht gebildet sind, und/oder
  • die Einlaufschicht in einer ringförmigen Tasche eines Einlaufschichtträgers angeordnet ist, welcher mit Ausnehmungen zur Durchleitung der Flüssigkeit versehen ist, und/oder
  • radial außerhalb des Einlaufschichtträgers eine ringförmige Kammer ausgebildet ist, welche mit der Flüssigkeitszuführvorrichtung verbunden ist und in welche diese mündet, und/oder
  • die Flüssigkeitszuführvorrichtung in Form zumindest eines Zulaufrohrs ausgebildet ist und weiter vorteilhaft die Flüssigkeitszuführvorrichtung zur Durchleitung von Wasser betriebsverbunden ist oder zur Durchleitung von Öl mit einem Ölkreislauf betriebsverbunden ist, ünd/oder
  • eine Flüssigkeitsabführvorrichtung mit dem Einlaufschichtträger betriebsverbunden ist, und/oder
  • die Einlaufschicht aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt ist.
The first aspect of the invention can be embodied as a gas turbine with a compressor which comprises at least one row of blades, the blades being each provided with a free end, wherein an inlet layer is formed adjacent to the free end of the blade at an annular housing portion, and wherein the inlet layer is connected to a liquid supply device and that the inlet layer is provided with liquid passage openings describe. In an advantageous embodiment, it is provided that
  • the liquid passage openings of the inlet layer are formed by pores of the material of the inlet layer or the liquid passage openings of the inlet layer are formed by capillaries of the material of the inlet layer, and / or
  • the run-in layer is arranged in an annular pocket of a run-in support, which is provided with recesses for the passage of the liquid, and / or
  • a ring-shaped chamber is formed radially outside the inlet layer carrier, which is connected to the liquid supply device and into which it opens, and / or
  • the liquid supply device is designed in the form of at least one inlet pipe and further advantageously the liquid supply device is operatively connected for the passage of water or is operatively connected to the passage of oil with an oil circuit, and / or
  • a Flüssigkeitsabführvorrichtung is operatively connected to the inlet layer carrier, and / or
  • the inlet layer is made of an electrically conductive material.

Ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung lässt sich als ein Verfahren zum Einlaufen von freien Endbereichen von Schaufeln eines Verdichters einer Gasturbine, wobei die Endbereiche mit zumindest einer im Wesentlichen ringförmigen Einlaufschicht eines ringförmigen Gehäusebereichs in Kontakt gebracht werden, und wobei eine Oberfläche der Einlaufschicht mit einer Flüssigkeit beaufschlagt wird beschreiben. In vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass

  • als Flüssigkeit Wasser verwendet wird, oder als Flüssigkeit Öl verwendet wird, und/oder
  • eine elektrisch leitende Flüssigkeit verwendet wird, und/oder
  • an die Einlaufschicht eine elektrische Spannung angelegt wird.
A method according to the first aspect of the invention can be considered as a method for entering free end portions of blades of a compressor of a gas turbine, wherein the end portions are brought into contact with at least one substantially annular inlet layer of an annular housing portion, and wherein a surface of the inlet layer with describe a liquid is applied. In an advantageous embodiment, it is provided that
  • as liquid water is used, or as liquid oil is used, and / or
  • an electrically conductive liquid is used, and / or
  • an electrical voltage is applied to the running-in layer.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einlaufschicht porös ausgebildet ist und mit einem luftaushärtenden Material beaufschlagt werden kann.According to a second aspect of the invention, the invention provides that the inlet layer is porous and can be acted upon with an air-hardening material.

Das luftaushärtbare oder luftaushärtende Material ist in einer ringförmigen Vorratskammer oder in einem ringförmigen Vorratsbehälter bevorratet. Bei Berührung der Oberfläche des ringförmigen Gehäusebereichs oder des Trommelbereichs durch die freien Schaufelenden der Verdichterschaufeln wird das luftaushärtende Material freigesetzt und durch die Einlaufschicht geleitet. Durch diese dringt es bis in den Luftstrom des Ringkanals des Rotors (Verdichters) und härtet aus.The air-hardenable or air-hardening material is stored in an annular storage chamber or in an annular storage container. Upon contact of the surface of the annular housing portion or drum portion with the free blade ends of the compressor blades, the air-hardening material is released and passed through the inlet layer. Through this it penetrates into the air flow of the annular channel of the rotor (compressor) and hardens.

Der zweite Aspekt der Erfindung lässt sich als Gasturbine mit einem Verdichter, welcher zumindest eine Reihe von Schaufeln umfasst, wobei die Schaufeln jeweils mit einem freien Ende versehen sind, wobei angrenzend an das freie Ende der Schaufel an einem ringförmigen Gehäusebereich eine Einlaufschicht ausgebildet ist, und wobei die Einlaufschicht mit einer Materialzuführvorrichtung verbunden ist, welche ein luftaushärtendes Material enthält, und dass die Einlaufschicht mit Materialdurchtrittsöffnungen versehen ist beschreiben. In vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass

  • die Materialdurchtrittsöffnungen der Einlaufschicht durch Poren des Werkstoffs der Einlaufschicht gebildet sind oder die Materialdurchtrittsöffnungen der Einlaufschicht durch feine Röhrchen des Werkstoffs der Einlaufschicht gebildet sind, und/oder
  • die Einlaufschicht in einer ringförmigen Tasche eines Einlaufschichtträgers angeordnet ist, welcher mit Ausnehmungen zur Durchleitung des luftaushärtenden Materials versehen ist, und/oder
  • außerhalb des Einlaufschichtträgers ein ringförmiger Vorratsbehälter ausgebildet ist, welcher elastisch ausgebildet und luftdicht verschlossen ist und aus welchem durch Druckbeaufschlagung (Luft oder auch durch Zentrifugalkräfte) das luftaushärtende Material in die Einlaufschicht eingebracht wird, und/oder
  • radial angrenzend an die Vorratsbehälter eine mit Druckluft beaufschlagbare ringförmige Kammer in dem Gehäuse ausgebildet ist, wobei vorteilhafterweise die Kammer mittels einer elastischen Folie gegen den Vorratsbehälter abgegrenzt ist, und/oder
  • das luftaushärtende Material Silikon umfasst.
The second aspect of the invention can be embodied as a gas turbine having a compressor which comprises at least one row of blades, the blades being each provided with a free end, wherein an inlet layer is formed adjacent to the free end of the blade at an annular housing portion, and wherein the run-in layer is connected to a material supply device which contains an air-hardening material and that the run-in layer is provided with material passage openings. In an advantageous embodiment, it is provided that
  • the material passage openings of the inlet layer are formed by pores of the material of the inlet layer or the material passage openings of the inlet layer are formed by fine tubes of the material of the inlet layer, and / or
  • the run-in layer is arranged in an annular pocket of a run-in support, which is provided with recesses for the passage of the air-hardening material, and / or
  • outside the run-in layer carrier, an annular reservoir is formed, which is elastically formed and hermetically sealed and from which by pressurization (air or by centrifugal forces), the air-hardening material is introduced into the inlet layer, and / or
  • radially adjacent to the reservoir a pressurizable with compressed air annular chamber is formed in the housing, wherein advantageously the chamber is delimited by means of an elastic film against the reservoir, and / or
  • the air-hardening material comprises silicone.

Ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung lässt sich als ein Verfahren zum Einlaufen von freien Endbereichen von Schaufeln eines Verdichters einer Gasturbine, wobei die Endbereiche mit zumindest einer im Wesentlichen ringförmigen Einlaufschicht eines ringförmigen Gehäusebereichs in Kontakt gebracht werden, und wobei eine Oberfläche der Einlaufschicht mit einem luftaushärtbaren Material beaufschlagbar ist beschreiben. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass als luftaushärtbares Material Silikon verwendet wird, und/oder ein anderes aushärtbares Material verwendet wird.A method according to the second aspect of the invention can be considered as a method for entering free end portions of blades of a compressor of a gas turbine, wherein the end portions are brought into contact with at least one substantially annular inlet layer of an annular housing portion, and wherein a surface of the inlet layer with describe an air-curable material can be acted upon describe. It is advantageously provided that silicone is used as the air-curable material, and / or another curable material is used.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einlaufschicht porös ausgebildet ist und mit einer Flüssigkeit beaufschlagt werden kann. Eine selbstheilende Schicht entsteht auf der Oberfläche der Einlaufschicht durch Verdampfen der Flüssigkeit.According to a third aspect of the invention, the invention provides that the inlet layer is porous and can be acted upon with a liquid. A self-healing layer is formed on the surface of the inlet layer by evaporation of the liquid.

Der Spalt zwischen Rotorschaufeln und Einlaufschicht wird erfindungsgemäß so eingestellt, dass unter normalen Betriebsbedingungen die Deckschicht nicht beschädigt wird. Kommt es bei einem extremen Manöver zu einem Einlaufen der Rotorschaufeln in die Deckschicht, wird diese abgetragen und die Grundstruktur der Einlaufschicht freigelegt. Nun setzt der Selbstheilungsprozess ein. Es wird solange Flüssigkeit verdunstet, bis sich an der beschädigten Oberfläche eine in der Flüssigkeit gelöste Substanz absetzt und die beschädigte Deckschicht wieder verschließt.The gap between rotor blades and inlet layer is set according to the invention so that under normal operating conditions, the top layer is not damaged. If an extreme maneuver causes the rotor blades to run into the top layer, it is removed and the basic structure of the inlet layer is uncovered. Now the self-healing process starts. It is as long as liquid evaporates until a dissolved substance in the liquid settles on the damaged surface and closes the damaged cover layer again.

Der dritte Aspekt der Erfindung lässt sich als Gasturbine mit einem Verdichter, welcher zumindest eine Reihe von Schaufeln umfasst, wobei die Schaufeln jeweils mit einem freien Ende versehen sind, wobei angrenzend an das freie Ende der Schaufel an einem ringförmigen Gehäusebereich eine Einlaufschicht ausgebildet ist, wobei die Einlaufschicht mit einer Flüssigkeitszuführvorrichtung verbunden ist, wobei die Einlaufschicht mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen versehen ist, und wobei die den Schaufeln zugewandte oberste Schicht der Einlaufschicht aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material besteht beschreiben. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass

  • die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen der Einlaufschicht durch Poren des Materials der Einlaufschicht gebildet sind oder die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen der Einlaufschicht durch Kapillare des Materials der Einlaufschicht gebildet sind, und/oder
  • die oberste Schicht aus Kalk besteht, und/oder
  • die Einlaufschicht in einer ringförmigen Tasche eines Einlaufschichtträgers angeordnet ist, welcher mit Ausnehmungen zur Durchleitung der Flüssigkeit versehen ist, und/oder
  • radial außerhalb des Einlaufschichtträgers eine ringförmige Kammer ausgebildet ist, welche mit der Flüssigkeitszuführvorrichtung verbunden ist und in welche diese mündet, und/oder
  • die Flüssigkeitszuführvorrichtung in Form zumindest eines Zulaufrohrs ausgebildet ist, wobei vorteilhafterweise die Flüssigkeitszuführvorrichtung zur Durchleitung von Wasser betriebsverbunden ist. Ferner ist vorteilhafterweise die Flüssigkeitszuführvorrichtung zur Anreicherung des Wassers mit Kohlendioxid mit einem Abgasstrom betriebsverbunden, wobei vorteilhafterweise die Flüssigkeitszuführvorrichtung zur Anreicherung des Wassers mit Calciumhydrogencarbonat mit einem Kalkvorrat betriebsverbunden ist, und/oder
  • eine Flüssigkeitsabführvorrichtung mit dem Einlaufschichtträger betriebsverbunden ist.
The third aspect of the invention can be embodied as a gas turbine having a compressor which comprises at least one row of blades, wherein the blades are each provided with a free end, wherein an inlet layer is formed adjacent to the free end of the blade on an annular housing portion the run-in layer is connected to a liquid supply device, wherein the run-in layer is provided with liquid passage openings, and wherein the top layer of the run-in layer facing the vanes consists of a liquid-impermeable material. It is advantageously provided that
  • the liquid passage openings of the inlet layer are formed by pores of the material of the inlet layer or the liquid passage openings of the inlet layer are formed by capillaries of the material of the inlet layer, and / or
  • the top layer consists of lime, and / or
  • the run-in layer is arranged in an annular pocket of a run-in support, which is provided with recesses for the passage of the liquid, and / or
  • a ring-shaped chamber is formed radially outside the inlet layer carrier, which is connected to the liquid supply device and into which it opens, and / or
  • the liquid supply device is designed in the form of at least one feed pipe, wherein advantageously the liquid feed device is operatively connected for the passage of water. Furthermore, advantageously, the liquid supply device for enriching the water with carbon dioxide is operatively connected to an exhaust gas stream, wherein advantageously the liquid supply device for enriching the water with calcium bicarbonate with a lime supply is operationally connected, and / or
  • a Flüssigkeitsabführvorrichtung is operationally connected to the inlet layer carrier.

Ein Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung lässt sich als ein Verfahren zum Einlaufen von freien Endbereichen von Schaufeln eines Verdichters einer Gasturbine, wobei die Endbereiche mit zumindest einer im Wesentlichen ringförmigen Einlaufschicht eines ringförmigen Gehäusebereichs in Kontakt gebracht werden, und wobei eine, den Schaufeln zugewandte oberste Schicht durch Verdunsten einer Flüssigkeit nachgebildet wird beschreiben. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass

  • als Flüssigkeit Wasser verwendet wird, wobei vorteilhafterweise das Wasser über einen Abgasstrom mit Kohlendioxyd angereichert wird, und wobei vorteilhafterweise das Wasser über einen Kalkvorrat mit Calciumhydrogencarbonat angereichert ist, und/oder
  • ein anderer im Wasser gelöster oder transportierter Stoff durch Verdunsten an dem zum Schaufelende zeigenden Einlaufschichtbereich abgeschieden wird.
A method according to the third aspect of the invention can be considered as a method for entering free end portions of blades of a compressor of a gas turbine, the end portions are brought into contact with at least one substantially annular inlet layer of an annular housing portion, and wherein one, the blades facing describe top layer is simulated by evaporation of a liquid. It is advantageously provided that
  • is used as a liquid water, wherein advantageously the water is enriched via an exhaust gas stream with carbon dioxide, and wherein advantageously the water is enriched with calcium carbonate over a Kalkvorrat, and / or
  • another substance dissolved or transported in the water is deposited by evaporation on the inlet layer region facing the blade end.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand dreier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1
eine Teil-Darstellung eines Verdichters oder Kompressors einer erfindungsgemäß zu verwendenden Gasturbine nach dem Stand der Technik;
Fig. 2
eine vergrößerte Detailansicht einer Einlaufschicht gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3
eine Teil-Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 4
eine Teil-Schnittansicht eines weiteren Ausgestaltungsaspekts des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 5
eine vergrößerte Oberflächenansicht der Einlaufschicht nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6
eine Teil-Darstellung eines Verdichters oder Kompressors einer erfindungsgemäß zu verwendenden Gasturbine nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 7
eine vergrößerte Darstellung, analog zu Fig. 2, nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 8
eine vergrößerte Darstellung, analog zu Fig. 2, nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 9
eine Teil-Schnittansicht nach dem dritten Ausführungsbeispiel.
In the following the invention will be described with reference to three embodiments in conjunction with the drawing. Showing:
Fig. 1
a partial view of a compressor or compressor according to the invention to be used gas turbine according to the prior art;
Fig. 2
an enlarged detail view of an inlet layer according to the prior art;
Fig. 3
a partial sectional view of the first embodiment of the invention,
Fig. 4
1 is a partial sectional view of another embodiment aspect of the first embodiment of the invention;
Fig. 5
an enlarged surface view of the inlet layer according to the first embodiment of the invention,
Fig. 6
a partial view of a compressor or compressor of a gas turbine to be used according to the invention according to the first embodiment of the invention,
Fig. 7
an enlarged view, analogous to Fig. 2 , according to a second embodiment of the invention,
Fig. 8
an enlarged view, analogous to Fig. 2 , According to a third embodiment of the invention, and
Fig. 9
a partial sectional view according to the third embodiment.

Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Teildarstellung eines Verdichters oder Kompressors einer erfindungsgemäß zu verwendenden Gasturbine. Dabei ist in einem ringförmigen Gehäusebereich 15 ein Rotor 14 (Rotortrommel) drehbar gelagert, so wie dies der Stand der Technik zeigt. Der Rotor 14 umfasst einen Trommelbereich 13, an welchem Reihen von Rotorschaufeln 11 gelagert sind. Alternierende Reihen von Statorschaufeln 18 sind an dem ringförmigen Gehäusebereich 15 gelagert. Hierdurch wird ein Verdichter 12 gebildet, so wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.The Fig. 1 shows a schematic structure of a partial view of a compressor or compressor of a gas turbine to be used according to the invention. In this case, a rotor 14 (rotor drum) is rotatably mounted in an annular housing portion 15, as shown in the prior art. The rotor 14 comprises a drum region 13, on which rows of rotor blades 11 are mounted. Alternating rows of stator blades 18 are on the annular Housing area 15 stored. As a result, a compressor 12 is formed, as is known from the prior art.

Freie Schaufelenden 16 der Rotorschaufeln 11 und Statorschaufeln 18 legen sich mit einem geringen Spalt an der Wandung eines Gehäuses 9 bzw. der Rotortrommel an. Dabei ist erfindungsgemäß eine Einlaufschicht 6 vorgesehen, um den Abstand der freien Schaufelenden von der Oberfläche des Gehäuses 9 bzw. des Trommelbereichs 13 durch Einlaufen einstellen zu können.Free blade ends 16 of the rotor blades 11 and stator blades 18 lie with a small gap on the wall of a housing 9 or the rotor drum. In this case, according to the invention an inlet layer 6 is provided in order to adjust the distance of the free blade ends of the surface of the housing 9 and the drum portion 13 by shrinkage.

Die Fig. 6 zeigt einen schematischen Aufbau einer Teildarstellung eines Verdichters oder Kompressors einer erfindungsgemäß zu verwendenden Gasturbine nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei ist in einem ringförmigen Gehäusebereich ein Rotor (Rotortrommel) drehbar gelagert, so wie dies der Stand der Technik zeigt. Der Rotor umfasst einen Trommelbereich, an welchem Reihen von Rotorschaufeln gelagert sind. Alternierende Reihen von Statorschaufeln sind an dem ringförmigen Gehäusebereich gelagert. Hierdurch wird ein Verdichter gebildet, so wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.The Fig. 6 shows a schematic structure of a partial view of a compressor or compressor according to the invention to be used gas turbine according to the first embodiment. In this case, a rotor (rotor drum) is rotatably mounted in an annular housing portion, as shown in the prior art. The rotor comprises a drum region on which rows of rotor blades are mounted. Alternating rows of stator blades are mounted on the annular housing portion. As a result, a compressor is formed, as is known from the prior art.

Die Flüssigkeit wird über mindestens ein Zulaufrohr 109 (Fig. 3) am Gehäuse 108 zugeführt. Über eine Kammer 113 kann sich die Flüssigkeit gleichmäßig verteilen. Ein Einlaufschichtträger 111dient auch zum Abdichten der Kammer 113 gegenüber einem Ringraum zwischen benachbarten Schaufelreihen. Im Einlaufschichtträger 111 wird die Einlaufschicht 106 aufgebracht. Durch Löcher 112 im Einlaufschichtträger 111 gelangt die Flüssigkeit zur Einlaufschicht 106.The liquid is introduced via at least one inlet tube 109 (FIG. Fig. 3 ) is supplied to the housing 108. Via a chamber 113, the liquid can distribute evenly. An inlaid support 111 also serves to seal the chamber 113 from an annulus between adjacent rows of blades. In run-in layer carrier 111, the inlet layer 106 is applied. Through holes 112 in the inlet layer carrier 111, the liquid reaches the inlet layer 106.

Erfindungsgemäß besteht die Grundschicht der Einlaufsschicht 106 bevorzugterweise aus einem porösen, hygroskopischen Grundstoff oder Kapillarröhrchen, damit die Flüssigkeit an der Oberfläche austreten kann. Damit die Flüssigkeit auf der Oberfläche 115 gut haftet, sollte diese Eigenschaften aufweisen, die die Oberfläche vergrößern, z.B. rauh oder körnig sein (siehe Fig. 5). Die Flüssigkeit benetzt die Oberfläche 115 und bildet eine dünne Schicht, gegen die die Rotorschaufeln 102 (Fig. 6) unter extremen Betriebsbedingungen einlaufen können. Die Deckschicht des Einlaufbelages wird erfindungsgemäß aus der Flüssigkeit gebildet. Durch den Luftstrom werden Moleküle/Atome der Flüssigkeit mitgerissen. Es entstehen also Verluste. Je zäher die Flüssigkeit ist, desto geringer werden die Verluste sein. Durch den Druck im Ringraum kann es notwendig sein, dass die Flüssigkeit druckbeaufschlagt wird.According to the invention, the base layer of the inlet layer 106 preferably consists of a porous, hygroscopic base material or capillary tube, so that the liquid can escape at the surface. In order for the liquid to adhere well to the surface 115, it should have properties that increase the surface area, eg, be rough or grainy (see Fig. 5 ). The liquid wets the surface 115 and forms a thin layer against which the rotor blades 102 (FIG. Fig. 6 ) can run under extreme operating conditions. The cover layer of the inlet lining is inventively from the Liquid formed. The air flow entrains molecules / atoms of the liquid. So there are losses. The tougher the liquid, the lower the losses will be. Due to the pressure in the annulus, it may be necessary for the liquid to be pressurized.

Um im unteren Bereich des Triebwerkes ein zu starkes Ansammeln der Flüssigkeit zu vermeiden, ist dort bevorzugt eine Absaugvorrichtung angebracht (Fig. 4). Die überschüssige Flüssigkeit kann über die Löcher 112 im Einlaufschichtträger 111 in eine Kammer 117 gelangen. Diese Kammer 117 wird in dem gezeigten Beispiel durch den Einlaufschichtträger 111 und eine aufgebrachte Abdeckplatte 116 gebildet. Von dort wird die Flüssigkeit über ein Absaugrohr 114 aus dem Verdichter entfernt.In order to avoid an excessive accumulation of the liquid in the lower region of the engine, a suction device is preferably mounted thereon ( Fig. 4 ). The excess liquid can pass through the holes 112 in the inlet layer carrier 111 into a chamber 117. This chamber 117 is formed in the example shown by the inlet layer carrier 111 and an applied cover plate 116. From there, the liquid is removed via a suction pipe 114 from the compressor.

Erfindungsgemäß ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass eine elektrisch leitende Flüssigkeit (z.B. Atome/Moleküle der Flüssigkeit sind elektrisch leitend oder durch Zusatz von elektrisch leitenden Stoffen in einer sonst nicht leitenden Flüssigkeit) verwendet wird. In diesem Fall kann durch elektrische Kräfte das Haften der Teilchen an der Oberfläche 115 unterstützt werden. In der Einlaufschicht 106 wird zusätzlich eine elektrisch leitende Schicht eingebracht, bzw. die Einlaufschicht 106 besteht selber aus einem elektrisch leitenden Material. Dieses elektrisch leitende Material wird mit einer isolierenden Schicht überzogen, um direkten Kontakt mit der elektrisch leitenden Flüssigkeit zu vermeiden. An der elektrisch leitenden Schicht wird nun eine Spannung angelegt. Die Teilchen der Flüssigkeit werden durch die Spannung angezogen und haften besser auf der Oberfläche.According to the invention, an advantageous embodiment of the invention provides that an electrically conductive liquid (for example atoms / molecules of the liquid are electrically conductive or by the addition of electrically conductive substances in an otherwise non-conductive liquid) is used. In this case, adhesion of the particles to the surface 115 can be assisted by electrical forces. In the inlet layer 106, an electrically conductive layer is additionally introduced, or the inlet layer 106 itself consists of an electrically conductive material. This electrically conductive material is coated with an insulating layer to avoid direct contact with the electrically conductive liquid. A voltage is now applied to the electrically conductive layer. The particles of the liquid are attracted by the tension and adhere better to the surface.

Das Spaltverhalten eines Triebwerkes ist schwer zu kontrollieren. Die Erfindung erlaubt es, dass die Rotorschaufeln unter extremen Bedingungen in die Flüssigkeit einlaufen. Da die Flüssigkeit im Gegensatz zu einem festen Einlaufbelag ständig ersetzt werden kann, kann ein gleichmäßiger und optimierter Spalt eingestellt werden.The splitting behavior of an engine is difficult to control. The invention allows the rotor blades to enter the liquid under extreme conditions. Since the liquid can be constantly replaced, in contrast to a fixed inlet lining, a uniform and optimized gap can be set.

Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Gasturbine (Fig. 7) wird bevorzugterweise ein bei Luft aushärtendes (luftaushärtbares) Material 201, z.B. Silikon, verwendet. Dieses wird in einem Vorratsbehälter 202 hinter dem Einlaufschichtträger bevorratet. Die Wandung des Vorratsbehälters 202 ist flexibel ausgebildet, sie besteht beispielsweise aus einer Kunststofffolie 203.According to a second embodiment of the gas turbine ( Fig. 7 Preferably, an air-curing (air-curable) material 201, eg silicone, is used. This is stored in a storage container 202 behind the inlet layer carrier. The wall of the storage container 202 is flexible, it consists for example of a plastic film 203th

Auf einem Einlaufschichtträger 204 ist eine Einlaufschicht 206 aufgebracht. Durch Löcher/Ausnehmungen 207 im Einlaufschichtträger 204 kann das luftaushärtbare Material (Aushärtmasse) zur Einlaufschicht 206 gelangen.On an inlet layer carrier 204, an inlet layer 206 is applied. Holes / recesses 207 in the inlet layer carrier 204 allow the air-hardenable material (curing mass) to reach the inlet layer 206.

Erfindungsgemäß besteht die Grundschicht der Einlaufschicht 206 aus einem porösen Grundstoff oder weist feine Röhrchen auf. Eine oberste Schicht 208 der Einlaufschicht 206, welche den freien Schaufelenden 216 zugewandt ist, ist luftundurchlässig. Über ein Zuführrohr 217 kann druckbeaufschlagte Luft über das Gehäuse 209 in eine Kammer 210 geleitet werden und einen Druck auf die Wandung des Vorratsbehälters 202 ausüben.According to the invention, the base layer of the inlet layer 206 consists of a porous base material or has fine tubes. An uppermost layer 208 of the inlet layer 206, which faces the free blade ends 216, is impermeable to air. Via a feed tube 217 pressurized air can be passed through the housing 209 into a chamber 210 and exert a pressure on the wall of the reservoir 202.

Ein Spalt zwischen den Rotorschaufeln 11 (Fig. 1) und der Einlaufschicht 206 wird erfindungsgemäß so eingestellt, dass unter normalen Betriebsbedingungen die Deckschicht 208 (obere Schicht) nicht beschädigt wird. Kommt es bei einem extremen Manöver zu einem Einlaufen der Rotorschaufeln 11 in die Deckschicht 208, wird diese abgetragen. Hierdurch wird die Grundstruktur der Einlaufschicht 206 freigelegt.A gap between the rotor blades 11 (FIG. Fig. 1 ) and the inlet layer 206 is set in accordance with the invention such that under normal operating conditions the cover layer 208 (upper layer) is not damaged. If the rotor blades 11 enter the cover layer 208 during an extreme maneuver, this will be removed. As a result, the basic structure of the inlet layer 206 is exposed.

Nun setzt der erfindungsgemäß vorgesehene Selbstheilungsprozess ein. Das luftaushärtende Material (Aushärtmasse) wird an der beschädigten Stelle durch die Einlaufschicht 206 gedrückt und kommt mit dem Luftsauerstoff des Verdichters 12 in Verbindung und härtet dabei aus.Now, the invention provided self-healing process begins. The air-hardening material (curing compound) is forced through the inlet layer 206 at the damaged location and comes into contact with the atmospheric oxygen of the compressor 12 and cures in the process.

Bei der Gasturbine nach dem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 8-9) werden idealerweise vorhandene Rohstoffe im Betrieb zunutze. Bevorzugterweise wird als Flüssigkeit Wasser verwendet. Bei der Verbrennung des Kraftstoffes wird Kohlendioxid und Wasser freigesetzt. Die Abgase können dem Abgasstrom entnommen und das Wasser zur Kondensation gebracht werden.In the gas turbine according to the third embodiment ( Fig. 8-9 ) will ideally use existing raw materials in operation. Preferably, water is used as the liquid. Combustion of the fuel releases carbon dioxide and water. The exhaust gases can the exhaust gas flow removed and the water are brought to condensation.

Die erfindungsgemäß verwendeten Stoffe können aber auch mitgeführt oder aus der Umgebungsluft gewonnen werden.However, the substances used according to the invention can also be carried or recovered from the ambient air.

Erfindungsgemäß wird das Kohlendioxid im Wasser gelöst und es entsteht Kohlensäure. Je kühler das Wasser und je höher der Druck, desto mehr Kohlendioxid kann gelöst werden. Erfindungsgemäß kann somit auch ein Kreislauf mit Pumpe und Kühlung des Wassers aufgebaut werden.According to the invention, the carbon dioxide is dissolved in the water and it produces carbon dioxide. The cooler the water and the higher the pressure, the more carbon dioxide can be dissolved. According to the invention can thus be constructed a circuit with pump and cooling of the water.

Im Weiteren wird Kalk benötigt. Erfindungsgemäß wird das leicht kohlensäurehaltige Wasser über den Kalk geführt, wobei der Kalk zu wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat umgewandelt wird. Dieses calciumhydrogencarbonat-haltige Wasser wird nun über ein Zufuhrrohr 317 am Gehäuse 309 geleitet. Über eine Kammer 310 kann sich die Flüssigkeit gleichmäßig verteilen. Der Einlaufschichtträger 304 dient an dieser Stelle auch zum Abdichten der Kammer 310 gegenüber dem Ringraum 5 (Fig. 2). Im Einlaufschichtträger 304 wird die Einlaufschicht 306 aufgebracht. Durch Ausnehmungen 307 im Einlaufschichtträger 304 gelangt die Flüssigkeit zur Einlaufschicht 306. Erfindungsgemäß besteht die Grundschicht der Einlaufsschicht 306 aus einem porösen Grundstoff oder Röhrchen, so dass das calciumhydrogencarbonat-haltige Wasser diese durchdringen kann. Die oberste Schicht 308 der Einlaufschicht 306 besteht aus einer wasserundurchlässigen Deckschicht.Furthermore, lime is needed. According to the invention the slightly carbonated water is passed over the lime, wherein the lime is converted to water-soluble calcium bicarbonate. This calcium bicarbonate-containing water is now passed through a supply pipe 317 on the housing 309. Via a chamber 310, the liquid can be distributed evenly. The inlet layer carrier 304 also serves at this point for sealing the chamber 310 with respect to the annular space 5 (FIG. Fig. 2 ). The run-in layer 306 is applied in the run-in layer carrier 304. Through recesses 307 in the inlet layer carrier 304, the liquid reaches the inlet layer 306. According to the invention, the base layer of the inlet layer 306 consists of a porous base material or tube, so that the calcium bicarbonate-containing water can penetrate them. The uppermost layer 308 of the inlet layer 306 consists of a water-impermeable cover layer.

Der Spalt zwischen Rotorschaufeln 11 und Einlaufschicht 306 wird erfindungsgemäß so eingestellt, dass unter normalen Betriebsbedingungen die Deckschicht 308 nicht beschädigt wird. Kommt es bei einem extremen Manöver zu einem Einlaufen der Rotorschaufeln 11 in die Deckschicht 308, wird diese abgetragen und die Grundstruktur der Einlaufschicht 306 freigelegt. Nun setzt der Selbstheilungsprozess ein. Es wird solange Wasser verdunstet, bis sich an der beschädigten Oberfläche eine Kalkschicht absetzt und sich die beschädigte Deckschicht 308 wieder verschließt.The gap between rotor blades 11 and inlet layer 306 is adjusted according to the invention so that the cover layer 308 is not damaged under normal operating conditions. If, during an extreme maneuver, the rotor blades 11 run into the cover layer 308, this is removed and the basic structure of the inlet layer 306 is uncovered. Now the self-healing process starts. It is as long as water evaporates until deposited on the damaged surface of a lime layer and the damaged cover layer 308 closes again.

Erfindungsgemäß besteht die Grundschicht der Einlaufschicht 306 aus einem porösen Grundstoff oder weist feine Röhrchen auf (Kapillare).According to the invention, the base layer of the inlet layer 306 consists of a porous base material or has fine tubes (capillary).

Um im unteren Bereich des Triebwerkes ein zu starkes Ansammeln der Flüssigkeit zu vermeiden, ist dort bevorzugt eine Absaugvorrichtung angebracht (Fig. 9). Die überschüssige Flüssigkeit kann über die Löcher 307 im Einlaufschichtträger 304 in eine Kammer 301 gelangen. Diese Kammer 301 wird in dem gezeigten Beispiel durch den Einlaufschichtträger 304 und eine aufgebrachte Abdeckplatte 302 gebildet. Von dort wird die Flüssigkeit über ein Absaugrohr 303 aus dem Verdichter entfernt.In order to avoid an excessive accumulation of the liquid in the lower region of the engine, a suction device is preferably mounted thereon ( Fig. 9 ). The excess liquid can pass through the holes 307 in the inlet layer carrier 304 into a chamber 301. This chamber 301 is formed in the example shown by the inlet layer carrier 304 and an applied cover plate 302. From there, the liquid is removed via a suction pipe 303 from the compressor.

Das Spaltverhalten eines Triebwerkes ist schwer zu kontrollieren. Die Erfindung erlaubt es, dass sich die Einlaufschicht selbst regeneriert und der Laufspalt wenigstens teilweise wieder hergestellt wird.The splitting behavior of an engine is difficult to control. The invention allows the run-in layer to regenerate itself and at least partially restore the run gap.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

55
Ringkanal des RotorsRing channel of the rotor
1111
Rotorschaufelnrotor blades
1212
Verdichtercompressor
1313
Trommelbereichdrum area
1414
Rotor/TrommelRotor / drum
1515
Ringförmiger GehäusebereichRing-shaped housing area
1616
Freies SchaufelendeFree shovel end
1818
Statorschaufelnstator
101101
Verdichtercompressor
102102
Schaufelshovel
103103
Freies SchaufelendeFree shovel end
104104
Gehäusebereichhousing area
105105
Trommelbereichdrum area
106106
Einlaufschichtrunning-in layer
107107
Rotor/TrommelRotor / drum
108108
Gehäusecasing
109109
Zulaufrohr/FlüssigkeitszuführvorrichtungSupply pipe / liquid supply
110110
Taschebag
111111
EinlaufschichtträgerIncoming substrate
112112
Lochhole
113113
Ringförmige KammerAnnular chamber
114114
Absaugrohr/FlüssigkeitsabführvorrichtungSuction / Flüssigkeitsabführvorrichtung
115115
Oberfläche der Einlaufschicht 6Surface of the inlet layer 6
116116
Abdeckplattecover
117117
Kammerchamber
201201
Luftaushärtendes/luftaushärtbares MaterialAir-hardening / air-hardenable material
202202
Vorratsbehälter/MaterialzuführungsvorrichtungReservoir / material feeder
203203
Elastische Folie/KunststofffolieElastic film / plastic film
204, 304204, 304
EinlaufschichtträgerIncoming substrate
6, 206, 3066, 206, 306
Einlaufschichtrunning-in layer
207,307207.307
Loch/AusnehmungHole / recess
208, 308208, 308
Oberste Schicht/DeckschichtTop layer / top layer
209, 309209, 309
Gehäusecasing
210,310210.310
Kammerchamber
217, 317217, 317
Zufuhrrohrsupply pipe
301301
Kammerchamber
302302
Abdeckplattecover
303303
Absaugrohr/FlüssigkeitsabfuhrvorrichtungSuction / liquid discharge device
318318
Taschebag

Claims (15)

Gasturbine mit einem Verdichter (101), welcher zumindest eine Reihe von Schaufeln (102) umfasst, wobei die Schaufeln (102) jeweils mit einem freien Ende (103) versehen sind, wobei angrenzend an das freie Ende (103) der Schaufel (102) an einem ringförmigen Gehäusebereich (104) eine Einlaufschicht (106) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufschicht(106) mit einer Flüssigkeitszuführvorrichtung (109) verbunden ist und dass die Einlaufschicht (106) mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen versehen ist.A gas turbine having a compressor (101) comprising at least one row of blades (102), the blades (102) each being provided with a free end (103) adjacent the free end (103) of the blade (102) an inlet layer (106) is formed on an annular housing region (104), characterized in that the inlet layer (106) is connected to a liquid supply device (109) and that the inlet layer (106) is provided with liquid passage openings. Gasturbine mit einem Verdichter (12), welcher zumindest eine Reihe von Schaufeln (11) umfasst, wobei die Schaufeln (11) jeweils mit einem freien Ende (16) versehen sind, wobei angrenzend an das freie Ende (16) der Schaufel (11) an einem ringförmigen Gehäusebereich (15) eine Einlaufschicht (206) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufschicht (206) mit einer Materialzuführvorrichtung (202) verbunden ist, welche ein luftaushärtendes Material (201) enthält, und dass die Einlaufschicht (206) mit Materialdurchtrittsöffnungen versehen ist.A gas turbine comprising a compressor (12) comprising at least one row of blades (11), the blades (11) each being provided with a free end (16) adjacent the free end (16) of the blade (11) an inlet layer (206) is formed on an annular housing region (15), characterized in that the inlet layer (206) is connected to a material supply device (202) which contains an air-hardening material (201), and in that the inlet layer (206) Material passage openings is provided. Gasturbine mit einem Verdichter (12), welcher zumindest eine Reihe von Schaufeln (11) umfasst, wobei die Schaufeln (11) jeweils mit einem freien Ende (16) versehen sind, wobei angrenzend an das freie Ende (16) der Schaufel (11) an einem ringförmigen Gehäusebereich (15) eine Einlaufschicht (306) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufschicht (306) mit einer Flüssigkeitszuführvorrichtung (317) verbunden ist und dass die Einlaufschicht (306) mit Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen versehen ist, wobei die den Schaufeln (11) zugewandte oberste Schicht (308) der Einlaufschicht (6) aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material besteht.A gas turbine comprising a compressor (12) comprising at least one row of blades (11), the blades (11) each being provided with a free end (16) adjacent the free end (16) of the blade (11) an inlet layer (306) is formed on an annular housing region (15), characterized in that the inlet layer (306) is connected to a liquid supply device (317) and that the inlet layer (306) is provided with liquid passage openings, whereby the blades (11 ) facing uppermost layer (308) of the inlet layer (6) consists of a liquid-impermeable material. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen bzw. Materialdurchtrittsöffnungen der Einlaufschicht (106, 206, 306) durch Poren des Materials der Einlaufschicht (106, 206, 306) gebildet sind.Gas turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the liquid passage openings or material passage openings of the Inlet layer (106, 206, 306) through pores of the material of the inlet layer (106, 206, 306) are formed. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszuführvorrichtung (109, 317) zur Durchleitung von Wasser oder Öl betriebsverbunden ist.Gas turbine according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that the liquid supply device (109, 317) is operatively connected to the passage of water or oil. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das luftaushärtende Material Silikon umfasst.Gas turbine according to one of claims 1 or 3 to 5, characterized in that the air-hardening material comprises silicone. Gasturbine nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Einlaufschichtträgers (204) ein ringförmiger Vorratsbehälter (202) ausgebildet ist, welcher elastisch ausgebildet und luftdicht verschlossen ist und aus welchem durch Druckbeaufschlagung (Luft oder auch durch Zentrifugalkräfte) das luftaushärtende Material in die Einlaufschicht (206) eingebracht wird.Gas turbine according to claim 2 or 4, characterized in that outside the inlet layer carrier (204) an annular reservoir (202) is formed, which is elastically formed and hermetically sealed and from which by pressurization (air or by centrifugal forces) the air-hardening material in the Inlet layer (206) is introduced. Verfahren zum Einlaufen von freien Endbereichen (103) von Schaufeln (102) eines Verdichters (101) einer Gasturbine, wobei die Endbereiche (103) mit zumindest einer im Wesentlichen ringförmigen Einlaufschicht (106) eines ringförmigen Gehäusebereichs (104) in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (115) der Einlaufschicht (106) mit einer Flüssigkeit beaufschlagt wird.A method for running-in of the free end portions (103) of vanes (102) of a compressor (101) of a gas turbine, wherein the end portions (103) with at least one substantially annular inlet layer (106) of an annular housing portion (104) are brought into contact, characterized characterized in that a surface (115) of the inlet layer (106) is acted upon with a liquid. Verfahren zum Einlaufen von freien Endbereichen (16) von Schaufeln (11) eines Verdichters (12) einer Gasturbine, wobei die Endbereiche (16) mit zumindest einer im Wesentlichen ringförmigen Einlaufschicht (206) eines ringförmigen Gehäusebereichs (15) in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche der Einlaufschicht (206) mit einem luftaushärtbaren Material beaufschlagbar ist.A method for running-in of the free end portions (16) of blades (11) of a compressor (12) of a gas turbine, wherein the end portions (16) with at least one substantially annular inlet layer (206) of an annular housing portion (15) are brought into contact, characterized characterized in that a surface of the inlet layer (206) is acted upon by an air-hardenable material. Verfahren zum Einlaufen von freien Endbereichen (16) von Schaufeln (11) eines Verdichters (12) einer Gasturbine, wobei die Endbereiche (16) mit zumindest einer im Wesentlichen ringförmigen Einlaufschicht (306) eines ringförmigen Gehäusebereichs (15) in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine, den Schaufeln (11) zugewandte oberste Schicht (308) durch Verdunsten einer Flüssigkeit nachgebildet wird.A method for running free end portions (16) of blades (11) of a compressor (12) of a gas turbine, wherein the end portions (16) with at least one substantially annular inlet layer (306) of an annular housing portion (15) are brought into contact, characterized in that a, the blades (11) facing uppermost layer (308) is simulated by evaporation of a liquid. Verfahren nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Wasser oder Öl verwendet wird.A method according to claim 8 or 10, characterized in that water or oil is used as liquid. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch leitende Flüssigkeit verwendet wird.Method according to one of claims 8, 10 or 11, characterized in that an electrically conductive liquid is used. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an die Einlaufschicht (106) eine elektrische Spannung angelegt wird.A method according to claim 12, characterized in that an electrical voltage is applied to the inlet layer (106). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser über einen Abgasstrom mit Kohlendioxyd angereichert wird.Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the water is enriched via an exhaust gas stream with carbon dioxide. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser über einen Kalkvorrat mit Calciumhydrogencarbonat angereichert ist.A method according to claim 14, characterized in that the water is enriched via a lime stock with calcium bicarbonate.
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