WO2007028353A1 - Strömungsmaschine sowie dichtungselement für eine strömungsmaschine - Google Patents

Strömungsmaschine sowie dichtungselement für eine strömungsmaschine Download PDF

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WO2007028353A1
WO2007028353A1 PCT/DE2006/001495 DE2006001495W WO2007028353A1 WO 2007028353 A1 WO2007028353 A1 WO 2007028353A1 DE 2006001495 W DE2006001495 W DE 2006001495W WO 2007028353 A1 WO2007028353 A1 WO 2007028353A1
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WO
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sealing
platform
sealing element
shroud
flow machine
Prior art date
Application number
PCT/DE2006/001495
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin Bayer
Uwe Michel
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Mtu Aero Engines Gmbh
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3288—Filamentary structures, e.g. brush seals
    • 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
    • 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
    • F05D2240/00—Components
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    • F05D2240/56—Brush seals
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    • 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
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine, in particular a gas turbine, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a sealing element for a turbomachine according to the preamble of claim 11.
  • DE 102 18 459 B3 shows a compressor of a turbomachine designed as a turbomachine, wherein the compressor comprises a plurality of the same in the axial direction of the same successively arranged blade rings and Leitschaufelkränze.
  • the rotating blade rings each have a plurality of rotating blades, wherein the blades of each runner ring are each attached to a rotor body. Between each of two adjacent rotating blade rings is positioned a stationary blade ring, each of the blade rings comprising a plurality of stationary blades.
  • the vanes have a shroud at a radially inner end. Between the radially inner shrouds of the vane rings and the rotor gaps are formed, which must be sealed.
  • the sealing fins cooperate with honeycomb structures, which are assigned to the radially inner shrouds of the guide vane rings.
  • honeycomb structures which are assigned to the radially inner shrouds of the guide vane rings.
  • the present invention is based on the problem to provide a novel flow machine, in particular a novel gas turbine, and a novel sealing element for a turbomachine.
  • This problem is solved by a turbomachine according to claim 1.
  • at least one flexible sealing element is mounted on the radially inner shroud of at least one Leitschaufelkranzes, wherein sealing body of the or each flexible sealing element abut respectively a platform of a rotor base body of a rotor blade positioned upstream and / or downstream of the Leitschaufelkranzes.
  • a turbomachine for the purposes of the present invention, a turbomachine is proposed in which at least one flexible sealing element is mounted on each of the radially inner shrouds of the fixed guide blade rings.
  • the flexible sealing elements have sealing bodies which abut platforms of the rotor body of the rotating blade rings. This makes it possible to avoid dead spaces in the region of the radially inner gap to be sealed. Furthermore, axial and radial movements of the rotor or the rotating blade rings can be compensated elastically.
  • sealing bodies of the or each sealing element extend substantially in the axial direction of the turbomachine and lie approximately tangentially against the respective platform of a rotor base body.
  • the sealing element according to the invention is defined in independent claim 11.
  • the or each sealing body of the sealing element according to the invention is formed from a textile fabric of fibers.
  • Figure 1 is a schematic section of a erfindunmultien turbomachine in the range of two blade rings and a vane ring according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic section of a turbomachine according to the invention in the region of two blade rings and a blade ring according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of a sealing element of a turbomachine erfindunstraen.
  • Fig. 1 shows a section of a flow machine according to the invention according to a first embodiment of the present invention in the range of two in the axial direction of the flow machine successively arranged, rotating blade rings 10 and 11, wherein between the two blade rings 10 and 11, a fixed vane ring 12 is arranged.
  • the rotating blade rings 10 and 11 each have a plurality of rotating blades 13, with the blades 13 of each blade ring 10 and 11 fixed to a rotor base 14.
  • the rotor blades 13 may be an integral part of the Rotorgroundkorper 14, wherein the blade rings 10 and 11 are then formed as so-called Blisks (Bladed Disks).
  • the fixed vane ring 12 shown in Fig. 1 is formed by a plurality of fixed vanes 19, wherein the guide vanes 19 at a radially inner portion of a shroud 20, a so-called inner shroud, have.
  • the Rotorgroundkorper 14 of the blade ring 10 and 11 have in the axial direction of the flow machine extending flanges 21, the Rotorgroundkorper 14 are screwed together at the flanges 21.
  • a radially mnenrest gap is formed, which must be sealed as well as possible to increase the efficiency of the turbomachine.
  • At the radially inner shroud 20 of the stationary vane ring 12 at least one sealing element 22, 23 to fasten or store, wherein Dichtkorper 24 of the sealing elements 22, 23 on each of a platform 15th a rotor body 14 of a positioned upstream and / or downstream of the vane ring 12 rotor blade ring 10 and 11 abut.
  • the sealing elements 22 and 23 are formed as flexible sealing elements, wherein the sealing body 24 thereof extend substantially in the axial direction of the flow machine and approximately tangent to the respective platform 15 of the Rotorgroundkorpers 14 of the respective blade ring 10 and 11 abut.
  • a first seal member 22 is secured to an upstream portion 25 of the shroud 20
  • a second seal member 23 is attached to a downstream portion 26 of the shroud 20.
  • the Dichtkorper 24 of the first sealing member 22 extending from the portion 25 of the shroud 20 in the axial direction of the turbomachine opposite to fürstromungs ⁇ chtung (arrow 16 thereof), and are arranged with free ends on the downstream portion 18 of the platform 15 of the upstream of the Leitschaufelkranzes 12 Blade wreath 10 on.
  • the bristles 24 of the seal member 23 attached to the portion 26 of the shroud 20 also extend axially but are in the through-flow direction (arrow 16) thereof and are positioned at free ends on the upstream portion 17 of the platform 15 of the downstream of the nozzle ring 12 Blade wreath 10 on.
  • the Dichtkorper 24 of the sealing elements 23 may, as shown in FIG. 1, on a radially outer surface 27 of the platforms 15 and the section 17 and 18 of the same fitting. This is preferably the case when both upstream and downstream of the stationary vane ring 12 the pressure above the sealing elements 20 and 23 is greater than the pressure below it. In such Druckverhaltnissen then the sealing body 24 of both sealing elements 22 and 23 are printed against the radially outer surfaces 27 of the sections 17 and 18 of the platforms 15 in the embodiment of FIG.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a flow machine in which the attached to the upstream portion 25 of the shroud 20 seal member 22 presses with its sealing bodies 24 against a radially inner surface 28 of the platform 15 and the section 18 thereof, and in which the am downstream sealing portion 23 of the cover strip 20 mounted sealing element 23 with its sealing bodies 24 against the radially outer surface 27 of the platform 15 and the portion 17 presses the same.
  • This arrangement is preferably selected when, downstream of the vane ring 12, the pressure above the sealing element 23 is greater than below it and, if upstream of the vane ring 12, the pressure below the sight element 22 is greater than the pressure above it.
  • This is common with conventional compressors of a flow machine such as e.g. of a gas turbine engine.
  • the sealing elements 22 and 23 are flexible sealing elements whose sealing bodies 24 extend in the axial direction of the flow machine and abut approximately tangentially on the platforms 15 of the running blade ring.
  • the flexible sealing elements 22, 23 may be brush sealing elements whose sealing body 24 is formed as bristles. In this case, burst-type seal elements designed as hook-burst seals can be used.
  • the flexible sealing elements 22, 23 may also be formed as textile sealing elements.
  • the sealing bodies 24 of the sealing elements 22, 23 are formed of a textile fabric of fibers, wherein the fibers are silicate fibers.
  • fibers are used in such textile sealing elements, which have the following composition:
  • magnesium oxide 0 to 6% by weight of magnesium oxide
  • the above fibers may be coated with a thermal barrier coating to provide enhanced heat resistance. Furthermore, it is possible that, in order to increase wear protection, metallic, wire-like bristles are integrated into the textile fabric in addition to the fibers.
  • the portions 17 and 18 of the platforms 15 against which the sealing bodies of the respective sealing members abut are preferably polished and / or provided with a low friction coefficient layer.
  • a textile fabric is to be understood as meaning any fabric-like structure, ie woven, knitted, braided, knitted or even felts.
  • FIG 3 shows a schematic section of a sealing element 22 and 23, the Dichtkorper 24 are mounted on a clamping member formed as a holding element 30, via which the sealing member 22 and 23 can be attached to a shroud of a fixed vane ring or stored. About a rivet or screw 31, the Dichtkorper 24 m the holding member 30 are clamped.
  • FIGS. 1 and 2 A further difference between the mowing machines shown in FIGS. 1 and 2 and the prior art flowmaking machines is that in the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2, the connection of the rotor base body 14 via the flanges 21 via radially outer sections 29 of the flanges 21 can be done. As a result, the assembly of the flow machine can be simplified. It should be noted that the assembly on such, radially outer portions 29 but only applies if the Stromungsmaschine has a split in the longitudinal or axial direction of the Stromungsmaschine housing. Then, when common as in aircraft engines, undivided or closed housing are used, the portions 29 of the flanges 21 for connecting the Rotorgroundkorper 14 are radially inward.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Gasturbine, mit mehreren in Axialrichtung der Strömungsmaschine wechselweise hintereinander angeordneten Laufschaufelkränzen (10, 11) und Leitschaufelkränzen (12), wobei jeder Laufschaufelkranz (10, 11) mehrere an einem Rotorgrundkörper (14) gelagerte Laufschaufeln (13) umfasst, wobei jeder Rotorgrundkörper (14) im Übergangsbereich zu den Laufschaufeln (13) eine Plattform (15) bildet, die in Axialrichtung der Strömungsmaschine gegenüber den Lauf schaufeln (13) vorsteht, und wobei jeder Leitschaufelkranz (12) mehrere Leitschaufeln (19) mit einem radial innenliegenden Deckband (20) aufweist. Erfindungsgemäß ist an dem radial innenliegenden Deckband (20) mindestens eines Leitschaufelkranzes (12) mindestens ein flexibles Dichtungselement (22, 23) gelagert, wobei Dichtkörper (24) des oder jedes flexiblen Dichtungselements (22, 23) an jeweils einer Plattform (15) eines Rotorgrundkörpers (14) eines stromaufwärts und/oder stromabwärts des Leitschaufelkranzes (12) positionierten Laufschaufelkranzes (10, 11) anliegen.

Description

Strömungsmaschine sowie Dichtungselement für eine Strömungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Gasturbine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Dichtungselement für eine Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Die DE 102 18 459 B3 zeigt einen Verdichter einer als Gasturbine ausgebildeten Strömungsmaschine, wobei der Verdichter mehrere in Axialrichtung desselben hintereinander angeordnete Laufschaufelkränze sowie Leitschaufelkränze umfasst. Die rotierenden Laufschaufelkränze verfügen jeweils über mehrere rotierende Laufschaufeln, wobei die Laufschaufeln jedes LaufSchaufelkranzes an jeweils einem Rotorgrundkörper befestigt sind. , Zwischen zwei benachbarten, rotierenden Laufschaufelkränzen ist jeweils ein feststehender Leitschaufelkranz positioniert, wobei jeder der Leitschaufelkränze mehrere feststehende Leitschaufeln umfasst. Die Leitschaufeln verfügen an einem radial innenliegenden Ende über ein Deckband. Zwischen den radial innenliegenden Deckbändern der Leitschaufelkränze und dem Rotor sind Spalte ausgebildet, die abgedichtet werden müssen. Zur Abdichtung dieser radial innenliegenden Spalte dienen bei der Strömungsmaschine gemäß DE 102 18 459 B3 den Laufschaufelkränzen zugeordnete, statische Dichtlippen bzw. Dichtfins, wobei die Dichtfins mit Wabenstrukturen zusammen wirken, die den radial innenliegenden Deckbändern der Leitschaufelkränze zugeordnet sind. Die den rotierenden Laufschaufelkränzen zugeordneten Dichtfins laufen im Betrieb der Strömungsmaschine in die den Deckbändern der feststehenden Leitschaufeln zugeordneten Wabenstrukturen ein, wobei dies zu einem Verschleiß der Dichtfins sowie der Wabenstrukturen und damit zu einer Verschlechterung der Dichtwirkung führen kann.
Eine weitere Strömungsmaschine mit einer Dichtung zur Abdichtung eines Spalts zwischen den radial innenliegenden Deckbändern der feststehenden Leitschaufelkränze und dem Rotor einer Strömungsmaschine ist aus dem Stand der Technik gemäß DE 198 07 247 C2 bekannt. Nach diesem Stand der Technik schließen sich an die radial innenliegenden Deckbänder der feststehenden Leitschaufeln Verstärkungen an, wobei den Verstärkungen als Bürstendichtungselemente ausgebildete Dichtungselemente zugeordnet sind. Als Borsten ausgebildete Dichtkörper dieser Dichtungselemente verlaufen in radialer Richtung der Strömungsmaschine, wobei freie Enden der Borsten zur Abdichtung des Spalts mit einem Ring zusammen wirken, der sich zwischen zwei benachbarten, rotierenden Laufschaufelkränzen erstreckt und mit Flanschen der Rotorrundkörper der Laufschaufelkränze verbunden ist. Bei der DE 198 07 247 C2 bildet sich in einem Bereich unterhalb des radial innenliegenden Deckbands der feststehenden Leitschaufelkränze ein relativ großer, nicht durchströmter Todraum aus. Solche Todräume unterliegen einem Verschleiß durch Sulfidation, weiterhin beeinträchtigen solche Todräume den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine .
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Strömungsmaschine, insbesondere eine neuartige Gasturbine, und ein neuartiges Dichtungselement für eine Strömungsmaschine zu schaffen. Dieses Problem wird durch eine Strömungsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist an dem radial innenliegenden Deckband mindestens eines Leitschaufelkranzes mindestens ein flexibles Dichtungselement gelagert, wobei Dichtkörper des oder jedes flexiblen Dichtungselements an jeweils einer Plattform eines Rotorgrundkörpers eines stromaufwärts und/oder stromabwärts des Leitschaufelkranzes positionierten Laufschaufelkranzes anliegen.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird eine Strömungsmaschine vorgeschlagen, bei welcher an den radial innenliegenden Deckbändern der feststehenden Leitschaufelkränze jeweils mindestens ein flexibles Dichtungselement gelagert ist. Die flexiblen Dichtungselemente verfügen über Dichtkörper, die an Plattformen der Rotorgrundkörper der rotierenden Laufschaufelkränze anliegen. Hierdurch ist es möglich, Todräume im Bereich des abzudichtenden, radial innenliegenden Spalts zu vermeiden. Weiterhin können axiale sowie radiale Bewegungen des Rotors bzw. der rotierenden Laufschaufelkränze elastisch ausgeglichen werden.
Vorzugsweise verlaufen Dichtkörper des oder jedes Dichtungselements im wesentlichen in Axialrichtung der Strömungsmaschine und liegen in etwa tangential an der jeweiligen Plattform eines Rotorgrundkörpers an.
Das erfindungsgemäße Dichtelement ist im unabhängigen Anspruch 11 definiert. Der oder jeder Dichtkörper des erfindungsgemäßen Dichtelements ist aus einem Textilgewebe aus Fasern gebildet.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen schematisierten Ausschnitt aus einer erfindungemäßen Strömungsmaschine im Bereich von zwei Laufschaufelkränzen und einem Leitschaufelkranz nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 einen schematisierten Ausschnitt aus einer erfindungemäßen Strömungsmaschine im Bereich von zwei Laufschaufelkränzen und einem Leitschaufelkranz nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 3 eine schematisierte Darstellung eines Dichtungselements einer erfindungemäßen Strömungsmaschine .
Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 in größerem Detail beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemaßen Strömungsmaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel der hier vorliegenden Erfindung im Bereich von zwei in Axialrichtung der Stromungsmaschine hintereinander angeordneten, rotierenden Laufschaufelkranzen 10 und 11, wobei zwischen den beiden Laufschaufelkränzen 10 und 11 ein feststehender Leitschaufelkranz 12 angeordnet ist. Die rotierenden Laufschaufelkränze 10 und 11 verfugen jeweils über mehrere rotierende Laufschaufeln 13, wobei die Laufschaufeln 13 eines jeden Laufschaufelkranzes 10 und 11 an einem Rotorgrundkorper 14 befestigt sind. Die Laufschaufeln 13 können integraler Bestandteil der Rotorgrundkorper 14 sein, wobei die Laufschaufelkränze 10 und 11 dann als sogenannte Blisks (Bladed Disks) ausgebildet sind. In einem Übergangsbereich zwischen den Laufschaufeln 13 und dem Rotorgrundkorper 14 eines jeden Laufschaufelkranzes 10 und 11 bildet der jeweilige Rotorgrundkorper 14 eine Plattform 15 aus, wobei gemäß Fig. 1 die Plattform 15 jedes Rotorgrundkörpers 14 in Axialrichtung der Strömungsmaschine gesehen gegenüber den Laufschaufeln 13 vorsteht. Unter der Annahme, dass die Stromungsmaschine in Axialrichtung in Richtung des in Fig. 1 dargestellten Pfeils 16 durchströmt wird, stehen die Plattformen 15 der Rotorgrundkorper 14 einerseits mit einem stromaufwärts liegenden Abschnitt 17 und andererseits mit einem stromabwärts liegenden Abschnitt 18 gegenüber den Laufschaufeln 13 der Laufschaufelkränze 10 und 11 in Axialrichtung vor.
Der in Fig. 1 dargestellte, feststehende Leitschaufelkranz 12 wird von mehreren feststehenden Leitschaufeln 19 gebildet, wobei die Leitschaufeln 19 an einem radial innenliegenden Abschnitt über ein Deckband 20, ein sogenanntes Innendeckband, verfügen. Die Rotorgrundkorper 14 der Laufschaufelkranze 10 und 11 verfugen über sich in axialer Richtung der Stromungsmaschine erstreckende Flansche 21, wobei die Rotorgrundkorper 14 an den Flanschen 21 miteinander verschraubt sind. Zwischen dem Innendeckband 20 des Leitschaufelkranzes 12 und den Flanschen 21 ist ein radial mnenliegender Spalt ausgebildet, der zur Wirkungsgradsteigerung der Turbomaschine möglichst gut abgedichtet werden muss. Zur Abdichtung dieses radial innenliegenden Spalts wird im Sinne der hier vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, am radial innenliegenden Deckband 20 des feststehenden Leitschaufelkranzes 12 mindestens ein Dichtungselement 22, 23 zu befestigen bzw. zu lagern, wobei Dichtkorper 24 der Dichtungselemente 22, 23 an jeweils einer Plattform 15 eines Rotor- grundkorpers 14 eines stromaufwärts und/oder stromabwärts des Leitschaufelkranzes 12 positionierten Laufschaufelkranzes 10 bzw. 11 anliegen. Die Dichtungselemente 22 und 23 sind dabei als flexible Dichtungselemente ausgebildet, wobei die Dichtkorper 24 derselben im Wesentlichen in Axialrichtung der Stromungsmaschine verlaufen und in etwa tangential an der jeweiligen Plattform 15 des Rotorgrundkorpers 14 des jeweiligen Laufschaufelkranzes 10 bzw. 11 anliegen.
Im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 1 ist ein erstes Dichtungselement 22 an einem stromaufwärts liegenden Abschnitt 25 des Deckbands 20 befestigt, ein zweites Dichtungselement 23 ist an einem stromabwärts liegenden Abschnitt 26 des Deckbands 20 befestigt. Die Dichtkorper 24 des ersten Dichtelements 22 erstrecken sich ausgehend von dem Abschnitt 25 des Deckbands 20 in Axialrichtung der Strömungsmaschine entgegengesetzt zur Durchstromungsπchtung (Pfeil 16 derselben), und liegen mit freien Enden an dem stromabwärts liegenden Abschnitt 18 der Plattform 15 des stromaufwärts des Leitschaufelkranzes 12 angeordneten Laufschaufelkranzes 10 an. Die Borsten 24 des am Abschnitt 26 des Deckbands 20 befestigten Dichtungselement 23 erstrecken sich ebenfalls xn Axialrichtung der Strömungsmaschine, jedoch in Durchstromungsπchtung (Pfeil 16) derselben, und liegen mit freien Enden an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt 17 der Plattform 15 des stromabwärts des Leitschaufelkranzes 12 positionierten Laufschaufelkranzes 10 an. Die Dichtkorper 24 der Dichtelemente 23 können, wie Fig. 1 zeigt, an einer radial außenliegenden Flache 27 der Plattformen 15 bzw. der Abschnitt 17 und 18 derselben anliegend. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des feststehenden Leitschaufelkranzes 12 der Druck oberhalb der Dichtungselemente 20 und 23 großer ist als der Druck unterhalb derselben. Bei solchen Druckverhaltnissen werden dann im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die Dichtkorper 24 beider Dichtungselemente 22 und 23 gegen die radial außenliegenden Flächen 27 der Abschnitte 17 und 18 der Plattformen 15 gedruckt .
Demgegenüber zeigt Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Stromungsmaschine, bei welcher das am stromaufwärts liegenden Abschnitt 25 des Deckbands 20 befestigte Dichtungselement 22 mit seinen Dichtkόrpern 24 gegen eine radial innenliegende Fläche 28 der Plattform 15 bzw. des Abschnitts 18 derselben drückt, und bei welcher das am stromabwärts liegenden Abschnitt 26 des Deckbands 20 gelagerte Dichtungselement 23 mit seinen Dichtkόrpern 24 gegen die radial außenliegende Flache 27 der Plattform 15 bzw. des Abschnitts 17 derselben drückt. Diese Anordnung wird vorzugsweise dann gewählt, wenn stromabwärts des Leitschaufelkranzes 12 der Druck oberhalb des Dichtelements 23 großer ist als unterhalb desselben und wenn stromaufwärts des Leitschaufelkranzes 12 der Druck unterhalb des Sichtelements 22 großer ist als der Druck oberhalb desselben. Dies ist bei konventionellen Verdichtern einer Stromungsmaschine wie z.B. eines Gasturbinen- flugtπebwerks der Fall.
Obwohl in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt, sind auch Ausführungsbeispiele denkbar, bei welchen die Dichtkorper 24 beider Dichtelemente 22 und 23 jeweils an der radial innenliegenden Fläche 27 der Plattformen 15 bzw. der Abschnitte 17 und 18 derselben anliegen. In einem weiteren Ausfuh- rungsbeispiel ist es möglich, dass das am stromaufwärts liegenden Abschnitt 25 der Plattform 20 befestigte Dichtungselement 22 mit seinen Dichtkorpern auf der radial außenliegenden Flache 27 der Plattform 15 des jeweiligen Laufschaufelkranzes 10 anliegt, und dass das am stromabwärts liegenden Ende 26 des Deckbands 20 befestigte Dichtungselement 23 mit seinen Dichtkόrpern 24 an der radial innenliegenden Flache 28 der Plattform 15 des entsprechenden Laufschaufelkranzes 11 anliegt.
Wie bereits mehrfach erwähnt, handelt es sich bei den Dichtungselementen 22 und 23 um flexible Dichtungselemente, deren Dichtkorper 24 in axialer Richtung der Stromungsmaschine verlaufen und m etwa tangential an den Plattformen 15 der LaufSchaufelkranze anliegen. Bei den flexiblen Dichtungselementen 22, 23 kann es sich um Bürstendichtungselemente handeln, deren Dichtkorper 24 als Borsten ausgebildet ist. Dabei können als Haken- burstendichtungen ausgebildete Burstendichtungselemente zum Einsatz kommen. Die flexiblen Dichtungselemente 22, 23 können auch als Textildichtungs- elemente ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Dichtkörper 24 der Dichtungselemente 22, 23 aus einem Textilgewebe aus Fasern gebildet, wobei es sich bei den Fasern um Silikat-Fasern handelt. Vorzugsweise finden in solchen Textildichtungselementen Fasern Verwendung, die folgende Zusammensetzung aufweisen:
52 bis 60 Gew.-% Siliziumdioxid;
16 bis 25 Gew.-% Kalziumoxid;
10 bis 12 Gew.-% Aluminiumoxid;
8 bis 13 Gew.-% Boriumoxid;
0 bis 6 Gew.-% Magnesiumoxid;
0 bis 1 Gew.-% Natriumoxid und/oder Kaliumoxid.
Die obigen Fasern können, zur Bereitstellung einer erhöhten Hitzebeständigkeit, mit einer Wärmedämmschicht beschichtet sein. Weiterhin ist es möglich, dass zur Erhöhung eines Verschleißschutzes zusätzlich zu den Fasern metallische, drahtartige Borsten in das Textilgewebe integriert sind.
Dann, wenn derartige Textildichtungselemente als Dichtungselemente 22 und 23 verwendet werden, sind die Abschnitte 17 und 18 der Plattformen 15, an welchen die Dichtkörper der jeweiligen Dichtungselemente anliegen, vorzugsweise poliert und/oder mit einer Schicht mit niedrigem Reibungskoeffizienten versehen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass unter einem Textilgewebe jede gewebeähnliche Struktur verstanden werden soll, also Gewebe, Gewirke, Geflechte, Gestricke oder auch Filze.
Die Verwendung solcher Textildichtungselemente verfügt gegenüber der Verwendung von Bürstendichtungselementen über den Vorteil, dass Textildichtungselemente keine scharfkantigen, freien Enden aufweisen, die zu einer Beschädigung der Plattformen 15, z. B. durch Reibkorrosion, führen können. Des Weiteren verfügen Textildichtungselemente über keine Vorzugsrichtung, so dass der Rotor bei der Montage in beiden Richtungen gedreht werden kann. Des Weiteren verfügen Textildichtungselemente aus Fasern, welche die oben angegebene Zusammensetzung aufweisen, über eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit, so dass entstehende Reibwärme gut abgeführt werden kann. Die Dichtungselemente 22 und 23 können über beliebige Halteelemente an den Deckbandern der feststehenden Leitschaufelkranze befestigt bzw. gelagert werden. So ist es z. B. möglich, die Dichtungselemente 22, 23 über Klemmhalterungen an den Deckbandern der Leitschaufelkranze zu befestigen. So zeigt Fig. 3 einen schematisierten Ausschnitt aus einem Dichtungselement 22 bzw. 23, dessen Dichtkorper 24 an einem als Klemmhalterung ausgebildeten Halteelement 30 gelagert sind, über welches das Dichtungselement 22 bzw. 23 an einem Deckband eines feststehenden Leitschaufelkranzes befestigt bzw. gelagert werden kann. Über eine Nietverbindung oder Schraubverbindung 31 sind die Dichtkorper 24 m dem Halteelement 30 geklemmt.
Em weiterer Unterschied der m Fig. 1 und 2 gezeigten Stromungsmaschinen gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Stromungsmaschinen besteht darin, dass im Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 1 und 2 die Verbindung der Rotorgrundkorper 14 über die Flansche 21 über radial außenliegende Abschnitte 29 der Flansche 21 erfolgen kann. Hierdurch kann die Montage der Stromungsmaschine vereinfacht werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Montage über derartige, radial außenliegende Abschnitte 29 jedoch nur dann zur Anwendung kommt, wenn die Stromungsmaschine über ein in Längsrichtung bzw. Axialrichtung der Stromungsmaschine geteiltes Gehäuse verfugt. Dann, wenn wie bei Flugtriebwerken üblich, ungeteilte bzw. geschlossene Gehäuse verwendet werden, liegen die Abschnitte 29 der Flansche 21 zur Verbindung der Rotorgrundkorper 14 radial innen.

Claims

Ansprüche
1. Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbine, mit mehreren m Axialrichtung der Stromungsmaschine wechselweise hintereinander angeordneten Laufschaufelkranzen (10, 11) und Leitschaufelkranzen (12), wobei jeder Laufschaufelkranz (10, 11) mehrere an einem Rotorgrundkor- per (14) befestigte Laufschaufeln (13) umfasst, wobei jeder Rotor- grundkorper (14) im Übergangsbereich zu den Laufschaufeln (13) eine Plattform (15) bildet, die m Axialrichtung der Stromungsmaschine gegenüber den Laufschaufein (13) vorsteht, und wobei jeder Leitschaufelkranz (12) mehrere Leitschaufeln (19) mit einem radial innenliegenden Deckband (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem radial mnenliegenden Deckband (20) mindestens eines Leitschaufelkranzes (12) mindestens ein flexibles Dichtungselement (22, 23) gelagert ist, wobei Dichtkorper (24) des oder jedes flexiblen Dichtungselements (22, 23) an jeweils einer Plattform (15) eines Rotorgrundkorpers (14) eines stromaufwärts und/oder stromabwärts des Leitschaufelkranzes (12) positionierten Laufschaufelkranzes (10, 11) anliegen.
2. Stromungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes flexible Dichtungselement (22, 23) als Bursten- dichtungselement oder als Textildichtungselement ausgebildet ist.
3. Stromungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkorper (24) des oder jedes Dichtungselements (22, 23) im wesentlichen in Axialrichtung der Strömungsmaschine verlaufen und in etwa tangential an der jeweiligen Plattform (25) anliegen.
4. Stromungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkorper (24) des oder jedes Dichtungselements (22, 23) entweder an einer radial mnenliegenden Flache (28) oder an einer radial außenliegenden Flache (27) der jeweiligen Plattform (15) anliegen
5. Stromungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Axialrichtung der Stromungsmaschine hinterem- ander angeordneten Laufschaufelkranzen ein Leitschaufelkranz positioniert ist, wobei an einem stromaufwärts liegenden Abschnitt (25) und an einem stromabwärts liegenden Abschnitt (26) des Deckbands des Leitschaufelkranzes (12) jeweils mindestens ein Dichtungselement (22, 23) gelagert ist, wobei die Dichtkorper (24) des oder jedes an dem stromabwärts liegenden Abschnitt (26) des Deckbands gelagerten Dichtungselements (23) an einer Plattform eines stromabwärts des Leitschaufelkranzes positionierten Laufschaufelkranzes (11) anliegen, und wobei die Dichtkorper (24) des oder jedes an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt (25) des Deckbands gelagerten Dichtungselements (22) an einer Plattform (15) eines stromaufwärts des Leitschaufelkranzes positionierten Laufschaufelkranzes (10) anliegen.
6. Stromungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem stromabwärts liegenden Abschnitt (26) des Deσkbands (20) und die an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt (25) des Deckbands gelagerten Dichtungselemente (22, 23) mit ihren Dichtkorpern (24) allesamt an einer radial außenliegenden Flache (28) der jeweiligen Plattform (15) des jeweiligen Rotorgrundkorpers (14) anliegen.
7. Stromungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem stromabwärts liegenden Abschnitt des Deckbands und die an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt des Deckbands gelagerten Dichtungselemente mit ihren Dichtkorpern allesamt an einer radial innenliegenden Flache der jeweiligen Plattform des jeweiligen Rotorgrundkorpers anliegen.
8. Stromungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem stromabwärts liegenden Abschnitt des Deckbands gelagerten Dichtungselemente mit ihren Dichtkorpern an einer radial innenliegenden Flache der Plattform des stromabwärts liegenden Rotorgrundkorpers anliegen, und dass die an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt des Deckbands gelagerten Dichtungselemente mit ihren Dichtkorpern an einer radial außenliegenden Flache der Plattform des stromaufwärts liegenden Rotorgrundkorpers anliegen.
9. Strömungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem stromabwärts liegenden Abschnitt (26) des Deckbands gelagerten Dichtungselemente (23) mit ihren Dichtkorpern (24) an einer radial außenliegenden Flache (28) der Plattform des stromabwärts liegenden Rotorgrundkorpers anliegen, und dass die an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt (25) des Deckbands gelagerten Dichtungselemente (22) mit ihren Dichtkorpern (24) an einer radial innenliegenden Flache (27) der Plattform des stromaufwärts liegenden Rotorgrundkorpers anliegen.
10. Stromungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Dichtungselement (22, 23) nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15 ausgebildet ist.
11 Dichtungselement zur Abdichtung eines Spalts zwischen einem Stator und einem Rotor, insbesondere für eine Stromungsmaschine wie eine Gasturbine, mit mindestens einem Dichtkorper, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Dichtkorper aus einem Textilgewebe aus Fasern gebildet ist.
12. Dichtungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern des Fasertextilgewebes folgende Zusammensetzung aufweisen:
52 bis 60 Gew.-% Siliziumdioxid;
16 bis 25 Gew.-% Kalziumoxid,
10 bis 12 Gew.-% Aluminiumoxid;
8 bis 13 Gew.-% Boπumoxid;
0 bis 6 Gew.-% Magnesiumoxid;
0 bis 1 Gew.-% Natriumoxid und/oder Kaliumoxid.
13. Dichtungselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern mit einer Warmedammschicht beschichtet sind.
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