EP3511524A1 - Rotor with sealing elements fixed in blade retention grooves - Google Patents
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- EP3511524A1 EP3511524A1 EP18150975.3A EP18150975A EP3511524A1 EP 3511524 A1 EP3511524 A1 EP 3511524A1 EP 18150975 A EP18150975 A EP 18150975A EP 3511524 A1 EP3511524 A1 EP 3511524A1
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- blade
- sealing
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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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
- F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
- F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates
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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
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/31—Retaining bolts or nuts
Definitions
- the invention relates to a rotor for use in a gas turbine with a particularly advantageous attachment of a sealing element for covering Schaufelhaltenuten in a rotor disk.
- the rotor blades each have a blade platform projecting beyond the end face of the rotor disk.
- In each of these ring segment grooves are present on the side facing the rotor axis, in which the sealing plates are fixed with an outer edge portion both axially and radially.
- the blade platform of the rotor blades in the overhang extending beyond the end face of the rotor disk has a ring segment groove extending in the circumferential direction and opening toward the rotor axis.
- the sealing elements are mounted with the respective radially outwardly facing outer edge portion in at least one Ringsegmentnut, so that the sealing elements are fixed in the axial direction of the blade.
- the blade root has an attachment means which is undercut in the axial direction.
- a complementary axially undercut retaining means is arranged on the holding element.
- the system of sealing elements on the rotor disk can be done directly by their own flat contact on the front side of the rotor disk.
- the rotor disk has an abutment shoulder extending axially between in each case two blade retaining grooves and / or the sealing element has an abutment shoulder extending to the rotor disk.
- an advantageous direct axial support of the blade can be ensured via the sealing element on the rotor disk.
- a backup of the fuse elements can be done by a locking pin is used, which is fixed in the axial and / or radial direction of the rotor disk and adjacent to the securing element secures this against displacement in the circumferential direction.
- a separate locking tab is used, which is attached adjacent to the securing element, or between two securing elements on the rotor disk.
- the securing element can be axially fixed at one end to the rotor disk and cause axial insertion after insertion of blades and sealing element into the blade retaining groove by bending the axially opposite end of the securing element.
- the radially outer region of the blade retaining grooves or the end face of the rotor disk is covered by the sealing element.
- the sealing element due to the attachment of the retaining foot of the sealing element in the blade retaining groove there is no cover of the rotor disk or the blade retaining groove (although this would be possible by a cover plate in front of the retaining foot on the sealing element). Therefore, it is particularly advantageous for the separation of the gas turbine flowing through the hot gas, when a sealing portion is arranged on the sealing element, which extends axially opposite to the end face of the rotor disk and in the circumferential direction.
- the sealing portion on the radially outwardly facing side extending in the circumferential direction, axially-radially aligned sealing ribs.
- the sealing portion can effect an advantageous sealing cooperatively with another component, for example a stator ring.
- FIGS. 1 to 13 a first embodiment of a rotor according to the invention is shown. It can be seen in the Fig. 1 In the blade holding grooves 02 are fixed circumferentially distributed blades 11. In front of a front side of the rotor disk 01 circumferentially distributed sealing elements 21 are fixed, which are 21 axially secured by a securing element 31 ,
- FIG. 2 This shows the Fig. 2 the execution Fig. 1 in a perspective sectional view.
- the sealing elements 21 hereby partially cover the blade retaining grooves 02 in the radially outer region and in this case extend as far as the rotor blades 11. In the radially lower region on the side facing the rotor axis, the sealing elements 21 are fastened in the blade retaining grooves 02.
- the rotor disk 01 is shown.
- the blade holding grooves 02 which extend axially through the rotor disk 01, can be seen.
- the rotor disk 01 has an extension 03 in the form of a shoulder, so that the blade retaining grooves 02 extend axially in the region of the extension 03 over the overlying end face of the rotor disk 01.
- each fuse receptacles 08 are arranged between the blade retaining grooves 02, which 08 in this case in the form of a are designed axially opening T-slot.
- the blade 11 is shown pre-assembled with the sealing element 21.
- a blade platform 13 connects, which 13 extends in the circumferential direction and axially.
- a ring segment groove 16 which extends in the circumferential direction and opens radially to the rotor axis.
- the sealing element 21 In front of an end face of the blade root 12 extending in the circumferential direction beyond the blade root 12, the sealing element 21 is located. This 21 is axially mounted with an outer edge portion 26 in the Ringsegmentnut 16.
- the sealing element 21 is shown in a perspective view. Evident is its flat, circumferentially and radially extending shape with the outer edge portion 26.
- the sealing element 21 On the side facing the rotor axis, the sealing element 21 has a retaining foot 22. This 22 is in this case designed to be complementary to blade holding groove 02.
- the sealing element 21 has a sealing portion 24, which extends axially from the flat basic shape of the sealing element 21, starting axially and in the circumferential direction opposite to the blade.
- the sealing portion 24 in this case has circumferentially extending axially-radially aligned sealing ribs.
- the rotor is shown in section in the region of the sealing element 21.
- the rotor disk 01 and the blade platform 13 of the rotor blade 11 can be seen again.
- the sealing element 21, which is mounted with the outer edge portion 26 in the annular segment groove 16 of the rotor blade 11, is located in front of the end face of the rotor disk 01.
- the area of the holding foot 22 is shown enlarged.
- the rotor disk 01 with the extension 03 as well as the in the blade holding groove 02 fixed blade 11, which has a further 11 extending in the axial direction of the investment projection 17 in contact with the back of the sealing element 21.
- the retaining foot 22 is fixed in the axial direction by means of the securing element 31.
- An improved seal between the sealing element 21 and the radially outwardly facing top of the extension 03 is achieved by the arrangement of a sealing strip 36 in the sealing groove 09.
- FIG. 13 Now another embodiment is outlined.
- a rotor disk 61 with the sealing elements 81 fastened in blade holding grooves 62 can be seen.
- the rotor disk 61 analogously has an extension 63 extending axially in front of an end face for the corresponding widening of the blade retaining grooves 62 in the radially lower region.
- an abutment paragraph 67 for the axial support of the sealing elements 81 is present.
- An advantageous sealing portion 84 with extending in the circumferential direction Sealing ribs is arranged directly radially outside of the holding foot 82 in this embodiment.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Gasturbine mit einer Rotorscheibe (01), welche (01) im Umfang verteilt eine Mehrzahl sich axial durch die Rotorscheibe (01) erstreckende Schaufelhaltenuten (02) aufweist. In den Schaufelhaltenuten (02) sind jeweils Laufschaufeln (11) mit einem Schaufelfuß (12) befestigt. Weiterhin weist der Rotor eine Mehrzahl vor der Stirnseite der Rotorscheibe (01) im Umfang verteilt angeordnete Dichtelemente (21) auf, welche (21) die Schaufelhaltenuten (02) abschnittsweise abdecken. Eine besonders vorteilhafte Lastübertragung wird geschaffen durch die Befestigung der Dichtelemente (21) mit jeweils einem in den Schaufelhaltenuten (02) aufgenommenen Haltefuß (22). The invention relates to a rotor for a gas turbine having a rotor disk (01), which (01) distributed in the circumference has a plurality of blade retaining grooves (02) extending axially through the rotor disk (01). In the blade holding grooves (02) each rotor blades (11) are fixed with a blade root (12). Furthermore, the rotor has a plurality of sealing elements (21) arranged distributed in the periphery in front of the end face of the rotor disk (01), which (21) cover the blade retaining grooves (02) in sections. A particularly advantageous load transfer is provided by the attachment of the sealing elements (21), each with one in the blade retaining grooves (02) recorded holding foot (22).
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor zur Verwendung bei einer Gasturbine mit einer besonders vorteilhaften Befestigung eines Dichtelements zur Abdeckung von Schaufelhaltenuten in einer Rotorscheibe.The invention relates to a rotor for use in a gas turbine with a particularly advantageous attachment of a sealing element for covering Schaufelhaltenuten in a rotor disk.
Aus dem Stand der Technik sind hinlänglich Anordnungen zur stirnseitigen Abdeckung von Schaufelhaltenuten in Rotorscheiben bekannt. So zeigt beispielsweise die Ausführung aus
Eine hierzu verbesserte Ausführungsform eines Rotors für eine Gasturbine offenbart die
Die zuvor geschilderte Ausführungsform bedingt jedoch das Problem, dass die Ringnut unterbrochen sein muss, um die Montage der Dichtbleche zu ermöglichen. Dieses führt wiederum zu dem Problem, dass die Halterung des Dichtblechs an der Position der Unterbrechung geschwächt ist.However, the above-described embodiment causes the problem that the annular groove must be interrupted to allow the mounting of the sealing plates. This in turn leads to the problem that the holder of the sealing plate is weakened at the position of the interruption.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte und gleichmäßige radiale Abstützung der Dichtbleche an der Rotorscheibe zu ermöglichen.Object of the present invention is therefore to enable an improved and uniform radial support of the sealing plates on the rotor disk.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.The stated object is achieved by an embodiment according to the invention according to the teaching of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Der gattungsgemäße Rotor dient insbesondere zur Verwendung bei einer Gasturbine. Jedoch kann die gattungsgemäße Ausführungsform ebenso bei anderen Strömungsmaschinen, beispielsweise eine Dampfturbine eingesetzt werden. Zumindest umfasst der Rotor zumindest eine Rotorscheibe, welche am Umfang verteilt eine Mehrzahl Schaufelhaltenuten aufweist. Hierbei erstrecken sich die Schaufelhaltenuten axial durch die Rotorscheibe hindurch. Die genaue Ausrichtung der Schaufelhaltenuten und ob diese linear oder bogenförmig ausgeführt sind, ist diesbezüglich unerheblich. Zumindest ist weiterhin vorgesehen, dass am Rotor Umfang verteilt eine Mehrzahl Laufschaufeln angeordnet sind. Diese weisen jeweils einen Schaufelfuß, eine sich daran anschließende Schaufelplattform und ein sich davon ausgehend radial erstreckendes Schaufelblatt auf. Die Laufschaufeln sind dabei mit dem Schaufelfuß in den Schaufelhaltenuten befestigt. Die Schaufelplattform erstreckt sich in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung, wobei zumindest auf einer Seite die Schaufelplattform sich bis über eine Stirnseite der Rotorscheibe hinaus erstreckt.The generic rotor is used in particular for use in a gas turbine. However, the generic embodiment can also be used in other turbomachines, such as a steam turbine. At least the rotor comprises at least one rotor disk which has a plurality of blade retaining grooves distributed around the circumference. In this case, the blade retaining grooves extend axially through the rotor disk. The exact alignment of the blade retaining grooves and whether they are linear or arcuate, is irrelevant in this respect. At least it is further provided that distributed on the rotor circumference a plurality of blades are arranged. These each have a blade root, an adjoining blade platform and a radially extending blade leaf extending therefrom. The Blades are attached to the blade root in the blade retaining grooves. The blade platform extends in the axial direction and in the circumferential direction, wherein at least on one side of the blade platform extends beyond an end face of the rotor disc out.
Weiterhin umfasst der gattungsgemäße Rotor eine Mehrzahl Dichtelemente, welche im Umfang verteilt vor der Stirnseite der Rotorscheibe angeordnet sind und hierbei die Schaufelhaltenuten abschnittsweise abdecken. Dabei ist vorgesehen, dass die Dichtelemente in axialer Richtung an der Laufschaufel gelagert sind, wobei dieses einerseits am Schaufelfuß und/oder andererseits an der Schaufelplattform erfolgen kann.Furthermore, the generic rotor comprises a plurality of sealing elements, which are arranged distributed in the circumference in front of the end face of the rotor disk and in this case cover the blade retaining grooves in sections. It is provided that the sealing elements are mounted in the axial direction of the blade, wherein this can be done on the one hand on the blade root and / or on the other hand on the blade platform.
Zur Verbesserung der radialen Abstützung der Dichtelemente an der Rotorscheibe ist erfindungsgemäß nunmehr vorgesehen, dass die Dichtelemente jeweils mit einem auf der zur Rotorachse weisend angeordneten Haltefuß versehen werden. Dabei ist der Haltefuß komplementär zum unteren Teil der Schaufelhaltenut ausgeführt und in dieser angeordnet, so das eine Lagerung des Dichtelements mit dem Haltefuß in radialer Richtung und in Umfangsrichtung in der Schaufelhaltenut der Rotorscheibe erfolgt. D.h., dass das Dichtelement einerseits mit dem Haltefuß in der Schaufelhaltenut und mit dem Teil radial außerhalb des Haltefußes vor der Schaufelhaltenut angeordnet ist und insofern die Schaufelhaltenut im radial oberen Bereich abdeckt.In order to improve the radial support of the sealing elements on the rotor disk, it is now provided according to the invention that the sealing elements are each provided with a retaining foot arranged pointing in the direction of the rotor axis. In this case, the retaining foot is designed to be complementary to the lower part of the blade retaining groove and arranged in this, so that a bearing of the sealing element takes place with the retaining foot in the radial direction and in the circumferential direction in the blade retaining groove of the rotor disk. This means that the sealing element is arranged on the one hand with the holding foot in the blade holding groove and with the part radially outside of the holding foot in front of the blade holding groove and thus covers the blade holding groove in the radially upper region.
Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform wird eine besonders vorteilhafte Befestigung der Dichtelemente an der Rotorscheibe möglich, ohne dass die Notwendigkeit besteht ein letztes Dichtelement an einer Montagelücke zu positionieren. Somit wird eine Schwachstelle durch die neuartige Ausführungsform vermieden.By means of the embodiment according to the invention, a particularly advantageous fastening of the sealing elements to the rotor disk becomes possible without the necessity of positioning a last sealing element on a mounting gap. Thus, a vulnerability by the novel embodiment is avoided.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Dichtelements einerseits vor der Stirnseite der Rotorscheibe bzw. vor den Schaufelhaltenuten und andererseits mit der Anordnung des Haltefußes in der Schaufelhaltenut verbunden ist eine besonders vorteilhafte Gestaltung der Rotorscheibe dahingehend, dass die Rotorscheibe im unteren zur Rotorachse weisenden Bereich der Schaufelhaltenut eine Erweiterung in Form eines Absatzes aufweist, welcher sich axial vor der Stirnseite erstreckt. Dabei erstreckt sich der untere Teil der Schaufelhaltenut, in dem der Haltefuß des Dichtelements angeordnet ist, bis in die Erweiterung. Somit kann vorteilhaft das Dichtelement ohne einen ansonsten notwendigen Versatz ausgeführt werden, wobei eine Anordnung in der Schaufelhaltenut und zugleich eine Anordnung vor der Schaufelhaltenut erfolgt.With the inventive arrangement of the sealing element on the one hand in front of the end face of the rotor disk or in front of the blade retaining grooves and on the other hand with the arrangement of the retaining foot connected in the blade retaining groove is a particularly advantageous design of the rotor disk to the effect that the rotor disk in the lower pointing to the rotor axis portion of the blade retaining groove has an extension in the form of a shoulder which extends axially in front of the end face. In this case, the lower part of the blade holding groove, in which the holding foot of the sealing element is arranged, extends into the extension. Thus, advantageously, the sealing element can be made without an otherwise necessary offset, wherein an arrangement in the blade retaining groove and at the same time an arrangement in front of the blade retaining groove takes place.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dichtelemente im radial auswärts weisenden Randbereich zumindest einseitig axial an den Laufschaufeln fixiert sind. Hierzu kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Dichtelemente mit einem äußeren Randabschnitt an einem entsprechenden Absatz der Schaufelplattform anliegen.It is particularly advantageous if the sealing elements are fixed axially to the rotor blades at least on one side in the edge region pointing radially outward. For this purpose, it can be provided in one embodiment that the sealing elements abut with an outer edge portion on a corresponding shoulder of the blade platform.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Schaufelplattform der Laufschaufeln in dem sich über die Stirnseite der Rotorscheibe hinaus erstreckenden überstand eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, sich zur Rotorachse weisend öffnende Ringsegmentnut auf. Hierbei werden die Dichtelemente mit dem jeweiligen radial auswärts weisenden äußeren Randabschnitt in zumindest einer Ringsegmentnut gelagert, sodass die Dichtelemente in axialer Richtung an der Laufschaufel fixiert sind.In a particularly preferred embodiment, the blade platform of the rotor blades in the overhang extending beyond the end face of the rotor disk has a ring segment groove extending in the circumferential direction and opening toward the rotor axis. Here, the sealing elements are mounted with the respective radially outwardly facing outer edge portion in at least one Ringsegmentnut, so that the sealing elements are fixed in the axial direction of the blade.
Ergänzend oder alternativ zur axialen Fixierung der Dichtelemente an der Schaufelplattform kann in vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Schaufelfuß ein axial hinterschnittiges Befestigungsmittel aufweist. Demgegenüber ist am Halteelement ein hierzu komplementäres axial hinterschnittiges Haltemittel angeordnet. Durch den Eingriff des Haltemittels am Befestigungsmittel wird die axiale Fixierung des Dichtelements am Schaufelfuß der Laufschaufel bewirkt.In addition or as an alternative to the axial fixing of the sealing elements on the blade platform, it can be advantageously provided that the blade root has an attachment means which is undercut in the axial direction. In contrast, a complementary axially undercut retaining means is arranged on the holding element. By the engagement of the holding means on the fastening means, the axial fixation of the sealing element on the blade root of the blade is effected.
Wie das Befestigungsmittel und das Haltemittel ausgeführt wird, ist hierbei zunächst unerheblich, wobei sich insofern um ineinandergreifende Haken handeln kann. Ebenso ist es denkbar, das Befestigungsmittel oder das Haltemittel als sich axial öffnende T-Nut oder dergleichen auszuführen und das Haltemittel respektive das Befestigungsmittel in Form eines Nutsteins T-förmig zu gestalten.How the fastening means and the retaining means is carried out, this is initially irrelevant, so far may act to interlocking hooks. Likewise, it is conceivable to design the fastening means or the retaining means as an axially opening T-slot or the like and to make the retaining means or the fastening means in the form of a T-shaped slot.
Eine zumindest einseitig wirkende axiale Positionierung der Laufschaufeln an der Rotorscheibe kann mittels der Dichtelemente bewirkt werden. Hierzu ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Dichtelemente im äußeren Viertel der Schaufelhaltenuten oder auf radialer Position der Verbindung des Befestigungsmittels mit dem Haltemittel jeweils zwischen zwei Schaufelhaltenuten an der Rotorscheibe axial anliegen. Mit der axialen Fixierung der Dichtelemente an den Laufschaufeln und der axialen Anlage der Dichtelemente an der Rotorscheibe wird erreicht, dass ebenso die Laufschaufeln axial in einer Richtung an der Rotorscheibe festgelegt sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Anlage der Dichtelemente an der Rotorscheibe, insbesondere bei axialer Fixierung der Dichtelemente an der Schaufelplattform, möglichst nahe des Außenumfangs der Rotorscheibe erfolgt.An axial positioning of the rotor blades on the rotor disk which acts at least on one side can be effected by means of the sealing elements. For this purpose, it is particularly advantageously provided that the sealing elements in the outer quarter of the blade retaining grooves or in the radial position of the connection of the fastening means with the retaining means in each case abut axially between two blade retaining grooves on the rotor disk. With the axial fixation of the sealing elements on the blades and the axial contact of the sealing elements on the rotor disk is achieved that also the blades are fixed axially in one direction on the rotor disk. It is particularly advantageous if the installation of the sealing elements on the rotor disk, in particular in the case of axial fixing of the sealing elements on the blade platform, takes place as close as possible to the outer circumference of the rotor disk.
Die Anlage der Dichtelemente an der Rotorscheibe kann unmittelbar durch eigene flächige Anlage an der Stirnseite der Rotorscheibe erfolgen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn entweder die Rotorscheibe einen sich zwischen jeweils zwei Schaufelhaltenuten axial erstreckenden Anlageabsatz und/oder das Dichtelement einen sich zur Rotorscheibe erstreckenden Anlageabsatz aufweist. Somit kann eine vorteilhafte unmittelbare axiale Abstützung der Laufschaufel über das Dichtelement an der Rotorscheibe gewährleistet werden.The system of sealing elements on the rotor disk can be done directly by their own flat contact on the front side of the rotor disk. However, it is advantageous if either the rotor disk has an abutment shoulder extending axially between in each case two blade retaining grooves and / or the sealing element has an abutment shoulder extending to the rotor disk. Thus, an advantageous direct axial support of the blade can be ensured via the sealing element on the rotor disk.
Eine weitere besonders vorteilhafte Sicherung der Dichtelemente und der Laufschaufeln wird erreicht, wenn ergänzend ein Sicherungselement eingesetzt wird, welches eine axiale Fixierung der Dichtelemente an der Rotorscheibe bewirkt. Bei vorhandener axialer Anlage der Dichtelemente an der Rotorscheibe bewirkt insofern das Sicherungselement eine axiale Fixierung in entgegengesetzter Richtung.A further particularly advantageous securing of the sealing elements and of the rotor blades is achieved if, in addition, a securing element is used which causes an axial fixation of the sealing elements on the rotor disk. If available axial engagement of the sealing elements on the rotor disk causes insofar the securing element an axial fixation in the opposite direction.
Die vorteilhafte axiale Fixierung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, wobei in besonders vorteilhafter Ausführungsform jeweils zwischen zwei Schaufelhaltenuten eine Sicherungsaufnahme in der Rotorscheibe vorhanden ist. In dieser ist das Sicherungselement angeordnet und erstreckt sich in Umfangsrichtung bis über den Haltefuß des Dichtelements und bewirkt insofern die axiale Fixierung von Dichtelement und somit zugleich der Laufschaufel. Dabei wird in besonders vorteilhafterweise die Sicherungsaufnahme von einer sich axial öffnende T-Nut gebildet.The advantageous axial fixation can be carried out in different ways, wherein in a particularly advantageous embodiment, in each case between two blade retaining grooves a securing receptacle in the rotor disk is present. In this, the securing element is arranged and extends in the circumferential direction over the retaining foot of the sealing element and thus causes the axial fixation of the sealing element and thus at the same time the blade. In this case, in a particularly advantageous manner, the securing receptacle is formed by an axially opening T-slot.
Bei dem Sicherungselement handelt es sich in vorteilhafterweise um einen Abschnitt eines Sicherungsringes und wird hierbei von einem Blechabschnitt gebildet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Sicherungselement in Umfangsrichtung betrachtet aufeinanderfolgende in radialer Richtung betrachtet schmale und breite Bereiche aufweist. Dieses ermöglicht eine Bajonett-artige Befestigung des Sicherungselements in den Sicherungsaufnahmen der Rotorscheibe. Zur Montage kann somit der breitere Bereich zunächst im Bereich der Schaufelhaltenuten positioniert und der schmalere Bereich in die T-Nuten eingeschoben werden. Durch Verschiebung in Umfangsrichtung wird die axiale Fixierung erzielt.The securing element is advantageously a section of a securing ring and is in this case formed by a sheet metal section.
Furthermore, it is advantageous if viewed in the circumferential direction, the securing element has successive narrow and wide areas viewed in the radial direction. This allows a bayonet-like attachment of the fuse element in the securing receptacles of the rotor disk. For mounting, the wider area can thus first be positioned in the area of the blade retaining grooves and the narrower area can be inserted into the T-slots. By displacement in the circumferential direction, the axial fixation is achieved.
Die Sicherung der Sicherungselemente wiederum zur Verhinderung einer Verschiebung in Umfangsrichtung kann verschiedenartig erfolgen. Einerseits ist es möglich, am Sicherungselement eine Arretierungslasche vorzusehen, welche durch Umbiegen und eine sich hierdurch ergebende Anlage der Arretierungslasche in Umfangsrichtung an der Rotorscheibe oder der Laufschaufel bewirkt, wodurch eine Verschiebung des Sicherungselements in Umfangsrichtung verhindert wird.The securing of the securing elements, in turn, to prevent a displacement in the circumferential direction can be done in various ways. On the one hand, it is possible to provide on the securing element a locking tab, which causes by bending and thereby resulting abutment of the locking tab in the circumferential direction of the rotor disk or the blade, whereby a displacement of the securing element in the circumferential direction is prevented.
Weiterhin kann eine Sicherung der Sicherungselemente erfolgen, indem ein Arretierungsbolzen eingesetzt wird, welcher in axialer und/oder radialer Richtung an der Rotorscheibe befestigt wird und angrenzend zum Sicherungselement dieses gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung sichert.Furthermore, a backup of the fuse elements can be done by a locking pin is used, which is fixed in the axial and / or radial direction of the rotor disk and adjacent to the securing element secures this against displacement in the circumferential direction.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine separate Arretierungslasche verwendet, welche benachbart zum Sicherungselement, bzw. zwischen zwei Sicherungselementen an der Rotorscheibe angebracht wird.In a further embodiment, a separate locking tab is used, which is attached adjacent to the securing element, or between two securing elements on the rotor disk.
Anstelle der Verwendung eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sicherungselements ist es alternativ möglich, ein Sicherungselement zwischen dem Nutgrund der Schaufelhaltenut und dem Haltefuß des Dichtelements vorzusehen. Hierzu kann das Sicherungselement an einem Ende an der Rotorscheibe axial fixiert werden und nach Einschieben von Laufschaufeln und Dichtelement in die Schaufelhaltenut durch Umbiegen des axial gegenüberliegenden Endes des Sicherungselements eine axiale Fixierung bewirken.Instead of using a circumferentially extending securing element, it is alternatively possible to provide a securing element between the groove bottom of the blade retaining groove and the retaining foot of the sealing element. For this purpose, the securing element can be axially fixed at one end to the rotor disk and cause axial insertion after insertion of blades and sealing element into the blade retaining groove by bending the axially opposite end of the securing element.
Sofern eine verbesserte Abdichtung der Schaufelhaltenut auch im Bereich des Haltefußes notwendig ist, so es in einer weiteren Ausführungsform möglich, in der Rotorscheibe jeweils zwischen zwei Schaufelhaltenuten eine sich zum Dichtelement radial auswärts öffnende Dichtnut vorzusehen. In dieser wird jeweils ein Dichtstreifen eingelegt, der zumindest bei Rotation des Rotors an dem Dichtelement anliegt und somit eine Abdichtung begünstigt.If an improved sealing of the blade holding groove is also necessary in the region of the holding foot, then in a further embodiment it is possible to provide a sealing groove which opens radially outwardly between the two blade holding grooves in the rotor disk. In each case, a sealing strip is inserted, which bears against the sealing element at least during rotation of the rotor and thus favors a seal.
Der radial äußere Bereich der Schaufelhaltenuten bzw. die Stirnseite der Rotorscheibe wird vom Dichtelement abgedeckt. Jedoch ist aufgrund der Befestigung des Haltefußes des Dichtelements in der Schaufelhaltenut dort keine Abdeckung der Rotorscheibe bzw. der Schaufelhaltenut vorhanden (wenngleich dieses durch eine Deckscheibe vor dem Haltefuß am Dichtelement möglich wäre). Daher ist es zur Trennung von dem die Gasturbine durchströmenden Heißgas besonders vorteilhaft, wenn am Dichtelement ein Dichtabschnitt angeordnet ist, welcher sich gegenüberliegend zur Stirnseite der Rotorscheibe axial und in Umfangsrichtung erstreckt. Besonders vorteilhaft weist der Dichtabschnitt auf der radial auswärts weisenden Seite in Umfangsrichtung verlaufende, axial-radial ausgerichtete Dichtrippen auf. Somit kann der Dichtabschnitt eine vorteilhafte Abdichtung zusammenwirkend mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Statorring, bewirken.The radially outer region of the blade retaining grooves or the end face of the rotor disk is covered by the sealing element. However, due to the attachment of the retaining foot of the sealing element in the blade retaining groove there is no cover of the rotor disk or the blade retaining groove (although this would be possible by a cover plate in front of the retaining foot on the sealing element). Therefore, it is particularly advantageous for the separation of the gas turbine flowing through the hot gas, when a sealing portion is arranged on the sealing element, which extends axially opposite to the end face of the rotor disk and in the circumferential direction. Particularly advantageously, the sealing portion on the radially outwardly facing side extending in the circumferential direction, axially-radially aligned sealing ribs. Thus, the sealing portion can effect an advantageous sealing cooperatively with another component, for example a stator ring.
In den nachfolgenden Figuren werden beispielhafte Ausführungsformen für einen erfindungsgemäßen Rotor skizziert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Rotor mit den in Schaufelhaltenuten befestigten Dichtelementen;
- Fig. 2
- das Ausführung aus
Fig. 1 im perspektivischen Schnitt; - Fig. 3
- die Rotorscheibe zur Ausführung aus
Fig. 1 ; - Fig. 4
- die Laufschaufel mit Dichtelement zur Ausführung aus
Fig. 1 ; - Fig. 5
- das Dichtelement zur Ausführung aus
Fig. 1 ; - Fig. 6
- ein Schnitt durch den Rotor im Bereich des Dichtelements;
- Fig. 7
- die Darstellung aus
Fig. 2 im Bereich des Haltefußes; - Fig. 8
- das Sicherungselement zur Ausführung aus
Fig. 1 ; - Fig. 9
- eine weitere Detailansicht im Bereich des Haltefußes;
- Fig. 10-12
- Beispiele zur Ausführung von Arretierungsbolzen und Arretierungslasche;
- Fig. 13
- ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors;
- Fig. 14
- eine Schnittansicht im Bereich des Haltefußes zur Ausführung aus
Fig. 13 ; - Fig. 15
- das Dichtelement zur Ausführung aus
Fig. 13 .
- Fig. 1
- a first embodiment of a rotor with the attached in Schaufelhaltenuten sealing elements;
- Fig. 2
- the execution
Fig. 1 in perspective section; - Fig. 3
- the rotor disk for execution
Fig. 1 ; - Fig. 4
- the blade with sealing element for execution
Fig. 1 ; - Fig. 5
- the sealing element for execution
Fig. 1 ; - Fig. 6
- a section through the rotor in the region of the sealing element;
- Fig. 7
- the presentation
Fig. 2 in the area of the holding foot; - Fig. 8
- the fuse element for execution
Fig. 1 ; - Fig. 9
- a further detail view in the area of the holding foot;
- Fig. 10-12
- Examples of the execution of locking pin and locking tab;
- Fig. 13
- a second embodiment of a rotor according to the invention;
- Fig. 14
- a sectional view in the region of the holding foot for execution
Fig. 13 ; - Fig. 15
- the sealing element for execution
Fig. 13 ,
In den
Hierzu zeigt die
In der
In der
Vor einer Stirnseite des Schaufelfußes 12 in Umfangsrichtung sich über den Schaufelfuß 12 hinaus erstreckend befindet sich das Dichtelement 21. Dieses 21 ist hierbei mit einem äußeren Randabschnitt 26 in der Ringsegmentnut 16 axial gelagert.In front of an end face of the
In der
In der
Weiterhin zu erkennen ist der Dichtabschnitt 24 mit den Dichtrippen. Unterhalb des Dichtelements 21 befindet sich in einer Erweiterung 03 der Rotorscheibe 01 die Dichtnut 09. Weiterhin zu erkennen ist in der Rotorscheibe 01 die T-Nut als Sicherungsaufnahme 08 zur Aufnahme eines Sicherungselements 31.Furthermore, to recognize the sealing
In der
Hierzu zeigt die
In der
Zur Sicherung des Sicherungselements 31 gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, wobei in einer beispielhaften Ausführungsform ein Arretierungsbolzen 32 - dargestellt auf rechter Seite der
Eine Sicherung des Arretierungsbolzens 32 kann wiederum mittels einer an der Rotorscheibe 01 fixierten Arretierungslasche 34 erfolgen. Alternativ wäre es auch möglich, den Arretierungsbolzen 32 mittels eines weiteren Stiftes, wie in
Ebenso wäre es aber auch möglich, eine Arretierungslasche 33 unmittelbar an der Rotorscheibe 01 jeweils zwischen zwei Sicherungselementen 31, wie in
In der
Nicht dargestellt, aber übereinstimmend zum vorherigen Ausführungsbeispiel vorgesehen ist die Fixierung eines äußeren Randabschnitts 86 der Dichtelemente 81 in einer entsprechenden Ringsegmentnut der jeweiligen Laufschaufeln in axialer Richtung.Not shown, but provided in accordance with the previous embodiment, the fixing of an
Ein weiterer Unterschied zur vorherigen Ausführungsform ist dahingehend vorhanden, dass die Sicherung in axialer Richtung mittels eines in der Schaufelhaltenut 62 angeordneten Sicherungselements 91 in Form einer Blechlasche erfolgt - siehe
Weiterhin zu erkennen ist die Bildung einer Ringkavität 64 zwischen der Stirnseite der Rotorscheibe 61 und der Erweiterung 63, sodass eine bessere Verteilung von Kühlluft möglich ist. Hierzu weist die Rotorscheibe weiterhin die Erweiterung 63 durchdringende Kühlluftbohrungen 10 auf.Furthermore, it can be seen the formation of a
In der
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtelemente (21,81) mit einem Haltefuß (22,82) in der Schaufelhaltenut (02,62) radial befestigt sind.Rotor, in particular for a gas turbine, with at least one rotor disk (01,61), which (01,61) distributed in the circumference a plurality of axially through the rotor disk (01,61) extending blade holding grooves (02,62), and with a A plurality of rotor blades (11), which (11) in each case with a blade root (12) in a Schaufelhaltenut (02,62) are fixed and adjoining the blade root (12) extending over an end face of the rotor disk blade platform (13) and a have radially outwardly extending airfoil (14), and with a plurality in front of the end face of the rotor disk (01,61) distributed circumferentially arranged sealing elements (21,81), which (21,81) the blade retaining grooves (02,62) sections cover and are axially fixed to the blade root (12) and / or the blade platform (13),
characterized,
that the sealing elements (21,81) having a retaining foot (22,82) in the Schaufelhaltenut (02,62) are radially fixed.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtelemente (21,81) mit einem äußeren Randabschnitt (26,86) an der Schaufelplattform (13) anliegen; und/oder
dass die Schaufelplattform (13) eine sich zur Rotorachse öffnenden Ringsegmentnut (16) aufweist, in der (16) das Dichtelement (21,81) mit einem äußeren Randabschnitt (26,86) axial gelagert ist.Rotor according to claim 1
characterized,
that the sealing elements (21,81) with an outer edge portion (26,86) abut the blade platform (13); and or
in that (16) the sealing element (21, 81) is axially mounted with an outer edge section (26, 86).
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaufelfuss (12) ein axial hinterschnittiges Befestigungsmittel und das Dichtelement (21,81) ein komplementäres axial hinterschnittes Haltemittel aufweist, welche die axiale Fixierung bewirken.Rotor according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the blade root (12) has an axially undercut fastening means and the sealing element (21, 81) has a complementary axially undercut retaining means, which effect the axial fixation.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtelemente (21,81) im radial äußeren Viertel der Höhe der Schaufelhaltenuten (02,62) an der Rotorscheibe (01,61) anliegen.Rotor according to one of claims 1 to 3,
characterized,
that the sealing elements (21,81) lie in the radially outer quarter of the height of the Schaufelhaltenuten (02,62) on the rotor disk (01,61).
gekennzeichnet durch
zumindest ein Sicherungselement (31,91), welches (31,91) eine axiale Fixierung der Dichtelemente (21,81) an der Rotorscheibe (01,61) bewirkt.Rotor according to one of claims 1 to 4,
marked by
at least one securing element (31, 91), which (31, 91) effects an axial fixation of the sealing elements (21, 81) on the rotor disk (01, 61).
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rotorscheibe (01,61) jeweils zwischen zwei Schaufelhaltenuten (02,62) zumindest eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Sicherungsaufnahme (08) aufweist, in der (08) das Sicherungselement (31,91) aufgenommen ist, wobei insbesondere die Sicherungsaufnahme (08) von einer sich axial öffnenden T-Nut gebildet wird.Rotor according to claim 5,
characterized,
in that the rotor disk (01, 61) has at least one circumferentially extending securing receptacle (08) between two blade retaining grooves (02, 62), in which (08) the securing element (31, 91) is accommodated, wherein in particular the securing receptacle (08 ) is formed by an axially opening T-slot.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherungselement (31) ein Abschnitt eines Sicherungsringes ist und von einem Blechabschnitt gebildet wird; und/oder
dass das Sicherungselement (31) in Umfangsrichtung aufeinander folgende schmalere Bereiche und breitere Bereiche aufweist und bajonettartig an der Sicherungsaufnahme (08) montiert werden kann.Rotor according to claim 5 or 6,
characterized,
that the securing element (31) is a portion of a retaining ring and is formed by a sheet metal section; and or
that the securing element (31) successively comprises the narrow areas and broad areas in the circumferential direction and like a bayonet on the fuse receptacle (08) can be mounted.
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Arretierungsbolzen (32) in axialer und/oder radialer Richtung in die Rotorscheibe (01,61) und in das Sicherungselement (31) oder angrenzend an das Sicherungselement (31) eingreift und eine Verschiebung des Sicherungselements (31) in Umfangsrichtung verhindert; und/oder
dass eine verformbare Arretierungslasche (32) am Sicherungselement (31) oder angrenzend am Sicherungselement (31) an einen Absatz an der Rotorscheibe (01,61) und/oder dem Dichtelement (21,81) angreift und eine Verschiebung des Sicherungselements (31) in Umfangsrichtung verhindert.Rotor according to one of claims 5 to 7,
characterized,
that a locking pin (32) in the axial and / or radial direction in the rotor disk (01,61) and in the securing element (31) or adjacent to the securing element (31) engages and prevents displacement of the securing element (31) in the circumferential direction; and or
that a deformable locking tab (32) on the securing element (31) or adjacent to the securing element (31) on a shoulder on the rotor disk (01,61) and / or the sealing element (21,81) engages and a displacement of the securing element (31) in Circumferential direction prevented.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherungselement (91) zwischen dem Nutgrund der Schaufelhaltenut (02) und dem Dichtelement (21,81) angeordnet ist und mit einem ersten Ende an der Rotorscheibe (01,61) und mit dem zweiten axialen Ende am Dichtelement (21,81) axial anliegt.Rotor according to claim 5,
characterized,
that the securing element (91) between the groove base of the Schaufelhaltenut (02) and the sealing element (21,81) and having a first end to the rotor disc (01,61) and with the second axial end of the sealing element (21,81) axially abutting.
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Rotorscheibe (01,61) zwischen den Schaufelhaltenuten (02) jeweils eine sich zum Dichtelement (21,81) radial auswärts öffnende Dichtnut (09) angeordnet ist, in welcher (09) ein Dichtstreifen (36) angeordnet ist.Rotor according to one of claims 1 to 9,
characterized,
in that a sealing groove (09) which opens radially outwards to the sealing element (21, 81) is arranged in the rotor disk (01, 61) between the blade retaining grooves (02), in which (09) a sealing strip (36) is arranged.
dadurch gekennzeichnet,
dass am Dichtelement auf der von der Rotorscheibe (01,61) abgewandten Seite ein Dichtungsabschnitt angeordnet ist, welcher in Umfangsrichtung verlaufende axial-radial ausgerichtete Dichtrippen aufweist.Rotor according to one of claims 1 to 10,
characterized,
in that on the side facing away from the rotor disk (01, 61) there is arranged on the sealing element a sealing section which has circumferentially extending axially-radially aligned sealing ribs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18150975.3A EP3511524A1 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Rotor with sealing elements fixed in blade retention grooves |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP3511524A1 true EP3511524A1 (en) | 2019-07-17 |
Family
ID=60953771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP18150975.3A Withdrawn EP3511524A1 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Rotor with sealing elements fixed in blade retention grooves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3511524A1 (en) |
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-
2018
- 2018-01-10 EP EP18150975.3A patent/EP3511524A1/en not_active Withdrawn
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