EP2725202A1 - Innenring-Dichtungsträgeranordnung eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine - Google Patents

Innenring-Dichtungsträgeranordnung eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine Download PDF

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EP2725202A1
EP2725202A1 EP12189946.2A EP12189946A EP2725202A1 EP 2725202 A1 EP2725202 A1 EP 2725202A1 EP 12189946 A EP12189946 A EP 12189946A EP 2725202 A1 EP2725202 A1 EP 2725202A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
parts
inner ring
angle
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12189946.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Humhauser
Holger Laubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Priority to EP12189946.2A priority Critical patent/EP2725202A1/de
Publication of EP2725202A1 publication Critical patent/EP2725202A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • 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
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • 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
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line

Definitions

  • the invention relates to an inner ring seal carrier assembly according to the preamble of patent claim 1 and a turbomachine.
  • Inner ring seal carrier assemblies for variable nozzle vanes of a turbomachine such as an aircraft engine or stationary gas turbine each have an inner ring to the radially inner guide blade bearing, which often has two joinable in a machine housing parting ring ring halves, and a pushed onto the inner ring or its ring halves seal carrier for sealing a radial gap to Rotor with two carrier halves which can be joined in the same parting plane.
  • Such inner ring seal carrier assembly is for example in the DE 10 2006 024 085 A1 and WO 2010/081468 A1 .
  • the two ring halves are conventionally pinned together in the circumferential direction.
  • at least one pin protrudes from one half of the ring beyond the dividing plane and enters a pin receptacle of the other half of the ring.
  • the formation of the pin connections is relatively expensive. In particular, the pins formed as loose items can be lost before and during assembly.
  • the object of the invention is to provide an inner ring seal carrier assembly of an adjustable vane grille of a turbomachine, which eliminates the aforementioned disadvantages and prevents relative movement of ring members and support members in the assembled state. Furthermore, it is an object of the invention to provide a turbomachine with improved efficiency.
  • An inner ring seal carrier arrangement according to the invention of an adjustable guide vane grille of a turbomachine has an inner ring for the radially inner guide vane bearing, which has two ring parts separated at least in a first parting plane. Furthermore, the inner ring seal carrier assembly has a pushed onto the inner ring seal carrier for sealing a radial gap to the rotor of the two separate at least in a second parting plane support members. According to the dividing planes are rotated in the mounted state in the circumferential direction of the guide vane against each other or offset.
  • the butt joints of the inner ring and the seal carrier are offset from each other, whereby an end overlap of the ring parts with the carrier parts or vice versa takes place.
  • the ring parts and support parts fix each other in the region of their butt joints, whereby relative movements of the ring parts and the support parts to each other and to each other are prevented.
  • a separate pinning of the ring parts and / or the carrier parts is not necessary.
  • the seal carrier closes by the staggered assembly, the usual separation gaps between the opposing ring parts, whereby leakage currents are at least greatly reduced or completely prevented by the inner ring seal carrier assembly in the butt joints.
  • the ring members and the support members each enclose an angle of 180 °, wherein the support members and the ring members are twisted to each other.
  • the inner ring and the seal carrier each have two identical or symmetrical ring parts and two identical or symmetrical support parts, which allows a comfortable production and a particularly simple assembly.
  • the two ring parts each enclose an angle of 180 °, wherein the carrier parts span different angles to form the offset parting planes.
  • the one carrier parts has an angle which is reduced by a certain angle change, and the other carrier parts has an angle which is increased by this change in angle.
  • the ring parts are thus symmetrical in this embodiment, allowing a comfortable production of these parts.
  • the carrier parts are however asymmetrical.
  • the carrier parts are symmetrical and the ring parts each span different angles.
  • the two support parts each enclose an angle of 180 ° and the one ring parts has an angle which is reduced by a certain angle change, and the other ring parts has an angle which is increased by this angle change.
  • the carrier parts can be produced conventionally.
  • the two ring parts and the two support parts are each formed asymmetrically.
  • the one ring parts and the one support parts enclose an angle which is reduced by a certain angle change, and the other ring parts and the other support parts each span an angle which is increased by this change in angle.
  • the angular changes of the ring parts and the carrier parts are identical. This allows for easy production and easy twisted positioning of the parts to each other.
  • the angular changes of the ring parts and the support parts are different.
  • a greatest possible flexibility with regard to the ring and support part angles is created.
  • a turbomachine according to the invention has an adjustable vane grille having an inner ring seal carrier assembly according to the invention. Due to the twisted arrangement of the parting planes of the inner ring and the seal carrier leakage currents are through Butt joints of the inner ring at least greatly reduced. In addition, the ring parts of the inner ring are fixed, whereby a precise running gap can be set to rotor tip points. This leads to reduced leakage flows through the running gap.
  • Such a turbomachine thus has a higher efficiency and in particular a higher compressor efficiency compared to a turbomachine with a conventional guide vane grille.
  • FIG. 1 is a view of an embodiment of an inventive inner ring seal carrier assembly 1 shown in the flow direction of a hot gas stream.
  • the inner ring seal carrier assembly 1 is part of an adjustable vane grille of a turbomachine such as an aircraft engine or a stationary gas turbine.
  • the vane grille is arranged on the stator side in the compressor of the turbomachine and surrounds a rotor drum of a rotor which rotates about a rotor axis m. It has a multitude of uniformly distributed over its circumference and in FIG. 1 not illustrated vanes, which are each adjustable about their radially to the rotor axis m extending vertical axis.
  • the inner ring seal carrier assembly 1 has an inner ring 2 and a seal carrier 4, which is pushed onto the inner ring 2 in the circumferential direction or axial direction of the arrangement 1 and thus the guide vane grille and is arranged radially inwardly thereto.
  • the ring members 10a, 10b for receiving the seal carrier 4 in the flow direction of the hot gas flow have front and rear guide members 14, 16 formed as a front guide groove 14 and a rear guide projection 16 in the embodiment shown here.
  • the seal carrier 4 is used to seal a radial gap to the rotor and in particular for sealing a running gap to opposite circumferential rotor seal tips.
  • the seal carrier 4 has an inner peripheral surface 18 for receiving corresponding sealing elements, not shown, such as honeycomb sheets or for applying a coating system.
  • the seal carrier 4 consists of two separate in a second parting plane 20 support members 22a, 22b.
  • the carrier parts 22a, 22b For sliding on the ring parts 10a, 10b, the carrier parts 22a, 22b with the guide elements 14, 16 corresponding counter-elements 26, 28.
  • the front mating member 26 is formed as a hook-like projection for engaging the guide groove 14 and the rear mating member 28 as a rear circumferential groove for receiving the rear guide projection 16.
  • the ring parts 10a, 10b and the carrier parts 22a, 22b are oriented relative to one another such that the ring separating plane 8 is arranged offset in the circumferential direction to the carrier separating plane 20.
  • the two abutting areas 30, 32 of the inner ring seal carrier arrangement 1 are designed as overlap joints, in which, as in FIG. 2 shown, in each case an end-side support portion portion 34, an end-side ring portion portion 36 overlaps in the circumferential direction.
  • the two ring parts 10a, 10b symmetrically and the two support parts 22a, 22b formed symmetrically.
  • the ring parts 10a, 10 terminate flush with a housing parting plane 38 of the turbomachine, whereas the support parts 22a, 22b respectively protrude beyond the housing parting plane 38 with their support part section 34.
  • the ring separation plane 8 is thus in this embodiment in the housing separation plane 38 and the carrier separation plane 20 is also rotated to the housing separation plane 38 in the circumferential direction.
  • the carrier separation plane 20 positioned in the housing separation plane 38 and the ring separation plane 8 to the housing separation plane 36 staggered.
  • both the inner ring 8 and the seal carrier 4 can be rotated with its parting plane 8, 20 to the housing separation plane 34.
  • FIG. 3 an alternative embodiment of the inner ring seal carrier assembly 1 is shown.
  • the ring parts 10a, 10b are symmetrical and the support parts 22a, 22b are asymmetrical.
  • the one support part 22a spans an angle ⁇ ' ⁇ 180 ° and the other support part 22b an angle ⁇ "> 180 ° .
  • ⁇ ⁇ with respect to 180 ° is constant, so that the seal carrier 4 is closed over 360 ° in the installed state.
  • the carrier parts 22a, 22b are thus formed by separating the seal carrier 4 along two parting planes 20 ', 20 "which are set apart by the angle change ⁇ .
  • one carrier parting plane 20' lies in the housing parting plane 38, whereas the other carrier parting plane 20" is made by the angle change ⁇ to the housing separation plane 38.
  • the ring parts 10a, 10b are arranged such that the ring separation plane 8 is offset to the housing separation plane 38.
  • FIG. 4 another embodiment of the inner ring seal carrier assembly 1 is shown.
  • the support parts 22a, 22b are symmetrical and the ring parts 10a, 10b are asymmetrical.
  • the one ring part 10a spans an angle ⁇ ' ⁇ 180 ° and the other ring part 10b an angle ⁇ "> 180 ° .
  • ⁇ ⁇ with respect to 180 ° is constant, so that the inner support 2 is closed over 360 ° in the mounted state.
  • the ring parts 10a, 10b are thus formed by separating the inner support 2 along two parting planes 8 ', 8 "set apart by the angle change ⁇ .
  • one ring separation plane 8' lies in the housing separation plane 38
  • the other ring separation plane 8" is made by the angle change ⁇ to the housing separation plane 38.
  • the carrier parts 22a, 22b arranged such that the carrier separation plane 20 is offset to the housing separation plane 38.
  • FIG. 5 another embodiment of the inner ring seal carrier assembly 1 is shown.
  • the ring parts 10a, 10b are asymmetrical and the support parts 22a, 22b are asymmetrical.
  • Both the inner ring 2 and the seal carrier 4 is divided along two mutually employed parting lines 8 ', 8 ", 20', 20" in two ring parts 10a, 10b and in two support parts 22a, 22b, each spanning an angle not equal to 180 ° ,
  • an angle change ⁇ r of the ring parts 10a, 10b is equal to an angle change ⁇ t of the carrier parts 22a, 22b.
  • the ring parts 10a, 10b and the carrier parts 22a, 22b may also have different angle changes ⁇ r, ⁇ t.
  • the orientation of the ring parts 10a, 10b and the support parts 22a, 22b is in the embodiment shown such that in each case one of the ring separation planes 8 'and one of the support separation planes 20' lie in a housing separation plane 38 and the other ring separation plane 8 "and the other carrier separation plane 20 "offset to housing separation plane 38 are located.
  • both parting planes 8 ', 8 ", 20', 20" of the inner ring 2 and the seal carrier 4 may be offset to the housing separation plane 38.
  • an inner ring seal carrier assembly of an adjustable guide vane grille of a turbomachine whose divided into two ring parts inner ring and its divided into two carrier parts seal carrier in the circumferential direction of the arrangement are arranged rotated to each other, and a turbomachine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Offenbart ist eine Innenring-Dichtungsträgeranordnung (1) eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine, deren in zwei Ringteilen (10a, 10b) unterteilter Innenring (2) und deren in zwei Trägerteilen (22a, 22b) unterteilter Dichtungsträger (4) in Umfangsrichtung der Anordnung verdreht zueinander angeordnet sind, sowie eine Strömungsmaschine. Durch die Verdehung der Trennebenen (8, 20) gegeneinander werden die Stoßfugen des Innenrings und des Dichtungsträgers zueinander versetzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Innenring-Dichtungsträgeranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Strömungsmaschine.
  • Innenring-Dichtungsträgeranordnungen für verstellbare Leitschaufelgitter einer Strömungsmaschine wie ein Flugtriebwerk oder eine stationäre Gasturbine haben jeweils einen Innenring zur radial inneren Leitschaufellagerung, der häufig zwei in einer Maschinengehäusetrennebene zusammenfügbare Ringhälften aufweist, und einen auf den Innenring bzw. dessen Ringhälften aufgeschobenen Dichtungsträger zur Abdichtung eines Radialspaltes zum Rotor mit zwei in der gleichen Trennebene zusammenfügbaren Trägerhälften. Eine derartige Innenring-Dichtungsträgeranordnung ist beispielsweise in der der DE 10 2006 024 085 A1 und WO 2010/081468 A1 . Um eine relative Bewegung der Ringhälften im Bereich der Trennebene und somit im Bereich von Stoßfugen der Ringhälften zu verhindern, sind die beiden Ringhälften herkömmlicherweise in Umfangsrichtung miteinander verstiftet. Dabei ragt jeweils zumindest ein Stift von der einen Ringhälfte über die Trennebene hinaus und taucht in eine Stiftaufnahme der anderen Ringhälfte ein. Die Ausbildung der Stiftverbindungen ist jedoch verhältnismäßig aufwendig. Insbesondere können die als lose Einzelteile ausgebildete Stifte vor und bei der Montage verloren gehen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Innenring-Dichtungsträgeranordnung eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile beseitigt und eine relative Bewegung von Ringteilen und Trägerteilen im montierten Zustand verhindert. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Strömungsmaschine mit einem verbesserten Wirkungsgrad zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Innenring-Dichtungsträgeranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
  • Eine erfindungsgemäße Innenring-Dichtungsträgeranordnung eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine hat einen Innenring zur radial inneren Leitschaufellagerung, der zwei zumindest in einer ersten Trennebene getrennte Ringteile aufweist. Des Weiteren hat die Innenring-Dichtungsträgeranordnung einen auf den Innenring aufgeschobenen Dichtungsträger zur Abdichtung eines Radialspaltes zum Rotor der zwei zumindest in einer zweiten Trennebene getrennte Trägerteile aufweist. Erfindungsgemäß sind die Trennebenen im montierten Zustand in Umfangsrichtung des Leitschaufelgitters gegeneinander verdreht bzw. versetzt.
  • Durch die Verdrehung der Trennebenen gegeneinander werden die Stoßfugen des Innenrings und des Dichtungsträgers zueinander versetzt, wodurch eine endseitige Überlappung der Ringteile mit den Trägerteilen bzw. umgekehrt erfolgt. Hierdurch fixieren sich die Ringteile und Trägerteile im Bereich ihrer Stoßfugen gegenseitig, wodurch relative Bewegungen der Ringteile und der Trägerteile zueinander und untereinander verhindert werden. Eine separate Verstiftung der Ringteile und/oder der Trägerteile ist nicht notwendig. Durch die Fixierung der beiden Ringteile und der Trägerteile bzw. durch den Wegfall derer relativer Beweglichkeit im montierten Zustand lässt sich zudem ein Radialspalt bzw. ein Laufspalt zwischen Rotordichtspitzen zu gegenüberliegenden, an den Trägerteilen innenumfangsseitig angeordneten statischen Dichtelementen oder zu einem entsprechenden auf die Trägerteile innenumfangsseitig aufgebrachten Beschichtungssystem präzise einstellen. Des Weiteren schließt der Dichtungsträger durch die versetzte Montage die sonst üblichen Trennspalte zwischen den sich gegenüberliegenden Ringteilen, wodurch Leckageströme durch die Innenring-Dichtungsträgeranordnung in den Stoßfugen zumindest stark reduziert bzw. vollständig verhindert werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umspannen die Ringteile und die Trägerteile jeweils einen Winkel von 180°, wobei die Trägerteile und die Ringteile verdreht zueinander sind. Hierdurch weist der Innenring und der Dichtungsträger jeweils zwei identische bzw. symmetrische Ringteile und zwei identische bzw. symmetrische Trägerteile auf, was eine bequeme Herstellung und besonders einfache Montage ermöglicht.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel umspannen die beiden Ringteile jeweils einen Winkel von 180°, wobei zur Bildung der versetzen Trennebenen die Trägerteile unterschiedliche Winkel umspannen. Dabei hat das eine Trägerteile einen Winkel, der um eine bestimmte Winkeländerung verkleinert ist, und das andere Trägerteile hat einen Winkel, der um diese Winkeländerung vergrößert ist. Die Ringteile sind somit bei diesem Ausführungsbeispiel symmetrisch, was eine bequeme Herstellung dieser Teile ermöglicht. Die Trägerteile sind jedoch asymmetrisch.
  • Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Trägerteile symmetrisch und die Ringteile umspannen jeweils unterschiedliche Winkel. Insbesondere umspannen die beiden Trägerteile jeweils einen Winkel von 180° und das eine Ringteile hat einen Winkel, der um eine bestimmte Winkeländerung verkleinert ist, und das andere Ringteile hat einen Winkel, der um diese Winkeländerung vergrößert ist. Somit sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Trägerteile herkömmlich herstellbar.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel sind die beiden Ringteile und die beiden Trägerteile jeweils asymmetrisch ausgebildet. Dabei umspannen jeweils das eine Ringteile und das eine Trägerteile einen Winkel, der um einen bestimmte Winkeländerung verkleinert ist, und das andere Ringteile und das andere Trägerteile umspannen jeweils einen Winkel, der um diese Winkeländerung vergrößert ist.
  • Bei einer Variante dieses Ausführungsbeispiels sind die Winkeländerungen der Ringteile und der Trägerteile identisch. Die ermöglicht eine einfache Herstellung und eine einfache verdrehte Positionierung der Teile zueinander.
  • Bei einer alternativen Variante dieses Ausführungsbeispiels sind die Winkeländerungen der Ringteile und der Trägerteile unterschiedlich.Hierdurch wird eine größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der Ring- und Trägerteilewinkel geschaffen.
  • Eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine hat ein verstellbares Leitschaufelgitter, das eine erfindungsgemäße Innenring-Dichtungsträgeranordnung hat. Aufgrund der verdrehten Anordnung der Trennebenen des Innenrings und des Dichtungsträgers werden Leckageströme durch Stoßfugen des Innenrings zumindest stark reduziert. Zudem sind die Ringteile des Innenrings fixiert, wodurch ein präziser Laufspalt zu Rotordichtspitzen eingestellt werden kann. Dies führt zu reduzierten Leckageströmen durch den Laufspalt hindurch. Eine derartige Strömungsmaschine hat somit im Vergleich zu einer Strömungsmaschine mit einem herkömmlichen Leitschaufelgitter einen höheren Wirkungsgrad und insbesondere einen höheren Verdichterwirkungsgrad.
  • Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Vorderansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Innenring-Dichtungsträgeranordnung,
    Figur 2
    eine Detaildarstellung der Innenring-Dichtungsträgeranordnung im Bereich einer Stoßfuge,
    Figur 3
    eine schematische Vorderansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Innenring-Dichtungsträgeranordnung,
    Figur 4
    eine schematische Vorderansicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Innenring-Dichtungsträgeranordnung, und
    Figur 5
    eine schematische Vorderansicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Innenring-Dichtungsträgeranordnung.
  • In Figur 1 ist eine Sicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Innenring-Dichtungsträgeranordnung 1 in Strömungsrichtung eines Heißgasstromes gezeigt. Die Innenring-Dichtungsträgeranordnung 1 ist Teil eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine wie eine Flugtriebwerk oder eine stationäre Gasturbine. Das Leitschaufelgitter ist statorseitig im Verdichter der Strömungsmaschine angeordnet und umgreift eine Rotortrommel eines Rotors, der um eine Rotorachse m rotiert. Es hat eine Vielzahl von gleichmäßig über seinen Umfang verteilte und in Figur 1 nicht gezeigte Leitschaufeln, die jeweils um ihre sich radial zur Rotorachse m erstreckende Hochachse verstellbar sind.
  • Die Innenring-Dichtungsträgeranordnung 1 hat einen Innenring 2 und einen Dichtungsträger 4, der auf den Innenring 2 in Umfangsrichtung oder Axialrichtung der Anordnung 1 und somit des Leitschaufelgitters aufgeschoben ist und radial innen zu diesem angeordnet ist.
  • Der Innenring 2 dient zur radial inneren Lagerung der Leitschaufeln. Er hat hierzu eine Vielzahl von Lagerbohrungen 6, die gleichmäßig über seinen Umfang verteilt sind und in denen die Leitschaufeln mittels jeweils einer nicht gezeigten Lagerbuchse geführt sind. Er besteht aus zwei in einer ersten umfangsseitigen Trennebene 8 getrennten Ringteilen 10a, 10b, die über eine elastische Verformung über Leitschaufelzapfen montiert werden. Selbstverständlich können die Ringteile 10a, 10b zusätzlich entlang einer axialen Trennebene in Ringviertel unterteilt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umspannen die Ringteile 10a, 10b jeweils einen Winkel α = 180° und sind somit symmetrisch ausgebildet. Im montierten Zustand liegen die Ringteile 10a, 10b jeweils mit ihren gegenüberliegenden Seitenflächen 12a, 12b flächig aneinander an.
  • Wie in Figur 2 gezeigt, haben die Ringteile 10a, 10b zur Aufnahme des Dichtungsträgers 4 in Strömungsrichtung der Heißgasstroms betrachtet vordere und hintere Führungselemente 14, 16, die in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als eine vordere Führungsnut 14 und ein hinterer Führungsvorsprung 16 ausgebildet sind.
  • Der Dichtungsträger 4 dient zur Abdichtung eines Radialspaltes zum Rotor und insbesondere zur Abdichtung eines Laufspaltes zu gegenüberliegenden umlaufenden Rotordichtspitzen. Wie in Figur 1 gezeigt, hat der Dichtungsträger 4 hierzu eine Innenumfangsfläche 18 zur Aufnahme von nicht gezeigten entsprechenden Dichtelementen wie Wabendichtplatten oder zum Auftragen eines Beschichtungssystems. Der Dichtungsträger 4 besteht aus zwei in einer zweiten Trennebene 20 getrennten Trägerteilen 22a, 22b. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umspannen die Trägerteilen 22a, 22b jeweils einen Winkel β = 180° und sind somit symmetrisch ausgebildet. Im montierten Zustand liegen sie mit ihren Seitenflächen 24a, 24b flächig aneinander an.
  • Zum Aufschieben auf die Ringteilen 10a, 10b weisen die Trägerteile 22a, 22b mit den Führungselementen 14, 16 korrespondierende Gegenelemente 26, 28 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das vordere Gegenelement 26 als ein hakenartiger Vorsprung zum Eingriff in die Führungsnut 14 und das hintere Gegenelement 28 als eine hintere Umfangsnut zur Aufnahme des hinteren Führungsvorsprungs 16 ausgebildet.
  • In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ringteile 10a, 10b und die Trägerteile 22a, 22b derart zueinander orientiert, dass die Ringtrennebene 8 in Umfangsrichtung versetzt zur Trägertrennebene 20 angeordnet ist. Hierdurch sind die beiden Stoßbereiche 30, 32 der Innenring-Dichtungsträgeranordnung 1 als Überlappstöße ausgebildet, in denen, wie in Figur 2 gezeigt, jeweils ein endseitiger Trägerteilabschnitt 34 einen endseitigen Ringteilabschnitt 36 in Umfangsrichtung überlappt. Die jeweiligen Stoßfugen der Ringteilen 10a, 10b und der Trägerteile 22a, 22b sind somit stufenartig versetzt zueinander, wodurch die Stoßfugen der Ringteile 10a, 10b durch die Trägerteile 22a, 22b verschlossen werden. Hierdurch werden Leckageströme zwischen den Seitenflächen 12a, 12b der Ringteile 10a, 10b hindurch verhindert bzw. zumindest stark reduziert werden. Gleichzeitig wird durch die Überlappung zum einen der Innenring 2 und zum anderen der Dichtungsträger 4 fixiert, so dass relative Bewegungen der Ringteile 10a, 10b und der Trägerteile 22a, 22b unterbunden werden. Durch diese Fixierung sind die Laufspalte zu den Rotordichtspitzen präzise einstellbar.
  • Wie bereits vorstehend erwähnt, sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die beiden Ringteile 10a, 10b symmetrisch und die beiden Trägerteile 22a, 22b symmetrisch ausgebildet. Zur Bildung der verdrehten Anordnung der Trennebenen 8, 20 schließen die Ringteilen 10a, 10 bündig mit einer Gehäusetrennebene 38 der Strömungsmaschine ab, wohingegen die Trägerteile 22a, 22b jeweils mit ihrem Trägerteileabschnitt 34 über die Gehäusetrennebene 38 hinausragen. Die Ringtrennebene 8 befindet sich somit bei diesem Ausführungsbeispiel in der Gehäusetrennebene 38 und die Trägertrennebene 20 ist ebenfalls zur Gehäusetrennebene 38 in Umfangsrichtung verdreht. Selbstverständlich kann jedoch auch die Trägertrennebene 20 in der Gehäusetrennebene 38 positioniert und die Ringtrennebene 8 zur Gehäusetrennebene 36 versetzt angeordnet sein. Ebenso selbstverständlich können sowohl der Innenring 8 als auch der Dichtungsträger 4 mit seiner Trennebene 8, 20 zur Gehäusetrennebene 34 verdreht sein.
  • In Figur 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Innenring-Dichtungsträgeranordnung 1 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Ringteile 10a, 10b symmetrisch und die Trägerteilen 22a, 22b asymmetrisch. Die Ringteile 10a, 10b umspannen jeweils einen Winkel α = 180°. Das eine Trägerteil 22a umspannt hingegen einen Winkel β' < 180° und das andere Trägerteil 22b einen Winkel β" > 180°. Eine Winkeländerung Δ gegenüber 180° ist dabei konstant, so dass der Dichtungsträger 4 im montierten Zustand über 360° geschlossen ist. Insbesondere gilt: β' = 180° - Δ und β"= 180° + Δ. Die Trägerteile 22a, 22b sind somit durch Trennen des Dichtungsträgers 4 entlang von zwei zueinander um die Winkeländerung Δ angestellte Trennebenen 20', 20" gebildet. Im montierten Zustand liegt beispielsweise die eine Trägertrennebene 20' in der Gehäusetrennebene 38, wohingegen die andere Trägertrennebene 20" um die Winkeländerung Δ zur Gehäusetrennebene 38 angestellt ist. Zudem sind beispielsweise die Ringteile 10a, 10b derart angeordnet, dass die Ringtrennebene 8 zur Gehäusetrennebene 38 versetzt ist.
  • In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Innenring-Dichtungsträgeranordnung 1 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Trägerteilen 22a, 22b symmetrisch und die Ringteilen 10a, 10b asymmetrisch. Die Trägerteile 22a, 22b umspannen jeweils einen Winkel β = 180°. Das eine Ringteil 10a umspannt hingegen einen Winkel α' < 180° und das andere Ringteil 10b einen Winkel α" > 180°. Eine Winkeländerung Δ gegenüber 180° ist dabei konstant, so dass der Innenträger 2 im montierten Zustand über 360° geschlossen ist. Insbesondere gilt: α' = 180° - Δ und α"= 180° + Δ. Die Ringteile 10a, 10b sind somit durch Trennen des Innenträgers 2 entlang von zwei zueinander um die Winkeländerung Δ angestellte Trennebenen 8', 8" gebildet. Im montierten Zustand liegt beispielsweise die eine Ringtrennebene 8' in der Gehäusetrennebene 38, wohingegen die andere Ringtrennebene 8" um die Winkeländerung Δ zur Gehäusetrennebene 38 angestellt ist. Zudem sind beispielsweise die Trägerteile 22a, 22b derart angeordnet, dass die Trägertrennebene 20 zur Gehäusetrennebene 38 versetzt ist.
  • In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Innenring-Dichtungsträgeranordnung 1 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Ringteile 10a, 10b asymmetrisch und die Trägerteile 22a, 22b sind asymmetrisch. Sowohl der Innenring 2 als auch der Dichtungsträger 4 ist entlang von zwei zueinander angestellte Trennebenen 8', 8", 20', 20" in zwei Ringteile 10a, 10b und in zwei Trägerteile 22a, 22b unterteilt, die jeweils einen Winkel ungleich 180° umspannen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Winkeländerung Δr der Ringteile 10a, 10b gleich einer Winkeländerung Δt der Trägerteile 22a, 22b. Allerdings können die Ringteile 10a, 10b und die Trägerteile 22a, 22b auch unterschiedliche Winkeländerungen Δr, Δt aufweisen. Die Ausrichtung der Ringteile 10a, 10b und der Trägerteile 22a, 22b ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart, dass jeweils eine der Ringtrennebenen 8' und einer der Trägertrennebenen 20' in einer Gehäusetrennebene 38 liegen und sich die jeweils andere Ringtrennebene 8" und die andere Trägertrennebene 20" versetzt zur Gehäusetrennebene 38 befinden. Selbstverständlich können auch beide Trennebenen 8', 8", 20', 20"des Innenrings 2 und des Dichtungsträgers 4 zur Gehäusetrennebene 38 versetzt sein.
  • Offenbart ist eine Innenring-Dichtungsträgeranordnung eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine, deren in zwei Ringteilen unterteilter Innenring und deren in zwei Trägerteilen unterteilter Dichtungsträger in Umfangsrichtung der Anordnung verdreht zueinander angeordnet sind, sowie eine Strömungsmaschine.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Innenring-Dichtungsträgeranordnung
    2
    Innenring
    4
    Dichtungsträger
    6
    Lagerbohrung
    8, 8', 8"
    Trennebene / Ringtrennebene
    10a, 10b
    Ringteile
    12a, 12b
    Seitenfläche
    14
    Führungselement
    16
    Führungselement
    18
    Innenumfangsfläche
    20, 20', 20"
    Trennebene / Trägertrennebene
    22a, 22b
    Trägerteile
    24a, 24b
    Seitenfläche
    26
    Gegenelement
    28
    Gegenelement
    30
    Stoßbereich
    32
    Stoßbereich
    34
    Trägerteileabschnitt
    36
    Ringteileabschnitt
    38
    Gehäusetrennebene
    α, α', α"
    Winkel
    β, β' β"
    Winkel
    Δ, Δr, Δt
    Winkeländerung
    m
    Rotorachse

Claims (8)

  1. Innenring-Dichtungsträgeranordnung (1) eines verstellbaren Leitschaufelgitters einer Strömungsmaschine, mit einem Innenring (2) zur radial inneren Leitschaufellagerung, der zwei in zumindest einer ersten Trennnebene (8, 8', 8") getrennte Ringteile (10a, 10b) hat, und einen auf den Innenring (2) aufgeschobenen Dichtungsträger (4) zur Abdichtung eines Radialspaltes zum Rotor mit zwei zumindest in einer zweiten Trennebene (20, 20', 20") getrennten Trägerteilen (22a, 22b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebenen (8, 8', 8", 20, 20', 20") im montierten Zustand in Umfangsrichtung des Leitschaufelgitters gegeneinander verdreht sind.
  2. Innenring nach Anspruch 1, wobei die Ringteile (10a, 10b) und die Trägerteile (22a, 22b) jeweils einen Winkel (α, β) von 180° umspannen und die Trägerteile (22a, 22b) zu den Ringteilen (10a, 10b) verdreht sind.
  3. Innenring nach Anspruch 1, wobei die beiden Ringteile (10a, 10b) jeweils einen Winkel (α) von 180° umspannen und das eine Trägerteil (22a) einen Winkel (β') hat, der um eine bestimmte Winkeländerung (Δ) verkleinert ist, und das andere Trägerteil (22b,) einen Winkel (β") hat, der um die Winkeländerung (Δ) vergrößert ist.
  4. Innenring nach Anspruch 1, wobei die beiden Trägerteile (22a, 22b) jeweils einen Winkel (β) von 180° umspannen und das eine Ringteil (10a,) einen Winkel (α') hat, der um eine bestimmte Winkeländerung (Δ) verkleinert ist, und das andere Ringteil (10b) einen Winkel (α") hat, der um die Winkeländerung (Δ) vergrößert ist.
  5. Innenring nach Anspruch 1, wobei das eine Ringteil (10b) und das eine Trägerteil (22b) Winkel haben, der um eine bestimmte Winkeländerung (Δr, Δt) verkleinert ist, und das andere Ringteil (10a) und das andere Trägerteil (22a) jeweils einen Winkel haben, der um die Winkeländerung (Δr, Δt) vergrößert ist.
  6. Innenring nach Anspruch 5, wobei die Winkeländerungen (Δr, Δt) der Ringteile (10a, 10b) und der Trägerteile(22a, 22b) gleich sind.
  7. Innenring nach Anspruch 5, wobei die Winkeländerungen (Δr, Δt) der Ringteile (10a, 10b) und der Trägerteile (22a, 22b) unterschiedlich sind.
  8. Strömungsmaschine mit einem verstellbaren Leitschaufelgitter, der eine Innenring- Dichtungsträgeranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche hat.
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