WO2014146866A1 - Sealing element for sealing a gap and corresponding gas turbine - Google Patents

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WO2014146866A1
WO2014146866A1 PCT/EP2014/053534 EP2014053534W WO2014146866A1 WO 2014146866 A1 WO2014146866 A1 WO 2014146866A1 EP 2014053534 W EP2014053534 W EP 2014053534W WO 2014146866 A1 WO2014146866 A1 WO 2014146866A1
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sealing element
component
fibers
sealing
gap
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PCT/EP2014/053534
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Pascal HINKEROHE
Frank Hoppe
Kevin KAMPKA
Dennis KICZA
Philipp KREUTZER
Jens Sander
Vyacheslav Veitsman
Jan Wilkes
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
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Definitions

  • the invention relates to a sealing element for sealing a gap between two thermally mutually movable components, each having a Bauteilnut, wherein the sealing element is directed along a main line and in a direction substantially perpendicular to the main line cross section, a first end portion and a second end portion and one between the Having end portions arranged central region. It further relates to a gas turbine with such a sealing element.
  • a gas turbine is a turbomachine in which a pressurized gas expands. It consists of a turbine or expander, an upstream compressor and an intermediate combustion chamber.
  • the principle of operation is based on the cycle process (joule process): this compresses air via the blading of one or more compressor stages, then mixes these in the combustion chamber with a gaseous or liquid fuel, ignites and burns.
  • the air is guided in a secondary air system and used for cooling in particular thermally stressed components.
  • the result is a hot gas (mixture of combustion gas and air), which relaxes in the subsequent turbine part, with thermal converts into mechanical energy and first drives the compressor.
  • the remaining portion is used in the shaft engine for driving a generator, a propeller or other rotating consumers.
  • the thermal energy accelerates the hot gas flow, which generates the thrust.
  • leaks lead to increased energy consumption by the compressor and a difficult design calculation of the components.
  • Another reason why leaks should be avoided concerns the true hot gas temperatures in the turbine: the more leakage losses are present, the higher the air consumption of the secondary air system and the less compressed air is therefore supplied to the combustion chamber.
  • the inlet temperature must be set higher by supplying more fuel.
  • the components are subject to higher loads and additional cooling is necessary. As a result, increased design effort and reduced turbine efficiency follow.
  • sealing concepts are used within the turbine as required.
  • flat in a main line along the respective gap, z. B. along the circumferential direction in radial gaps extending sealing elements in a groove, which is usually perpendicular or at a defined angle to be sealed gap, driven.
  • the sealing elements are designed as flat sealing elements with a smooth surface.
  • grooved or serrated sealing plates are used, which are also referred to as a riffle seal or comb profiled seal. This is a metal gasket having between two ends or end portions a central region with a smooth and a serrated or toothed surface and is known for example from EP 0 852 659 Bl.
  • the toothed profile is deformed during assembly so far that after installation creates a virtually backlash-free connection between the grooved components and the sealing element.
  • a disadvantage of said sealing elements is that they are unsuitable for components that are subject to major radial displacements against each other, due to their lack of flexibility in the radial direction. It is therefore an object of the invention to provide a sealing element of the type mentioned which ensures an effective seal even with radially comparatively large thermal expansion of the components and yet reduces thermal stress and cracking of the components.
  • At least one of the end sections comprises bundle-like arranged fibers.
  • the invention is based on the consideration that the sealing elements used hitherto in particular allow a mobility of the components along their extension direction, typically in the axial direction.
  • a higher flexibility of the sealing element would be achievable if the end sections of the sealing element were not designed as rigid sealing plates with applied grooves or the like, but would themselves be flexibly movable without being damaged themselves.
  • This is possible by the configuration of the end sections made of flexible fibers. These are arranged like a bundle in the manner of a brush seal and can thus fill the corresponding component groove, so that the seal is improved.
  • both end sections comprise bundle-like arranged fibers.
  • the described improved sealing is realized by filling the component grooves on both sides of the sealing element on each component involved.
  • the fibers extend through the middle region between the respective end sections.
  • the sealing elements are hereby produced as a fiber bundle in the corresponding desired shape.
  • the opposite end regions of the sealing element in this case correspond to the respective opposite ends of the fibers.
  • the fibers are preferably exclusively in the middle region of a frame element. As a result, the shape of the sealing element is stabilized, since the frame element comprises the fibers.
  • the frame member may include subdivisions or have only an opening for the passage of all fibers.
  • the frame element is advantageously at least partially made of a ceramic fiber composite material, so-called ceramic matrix composites (CMC). These are in a particularly good way to withstand the high temperatures and high temperature fluctuations in a gas turbine. At the same time, they are particularly crack-resistant and have insulating properties.
  • CMC ceramic matrix composites
  • a direction of extension of the fibers through the frame element with respect to the main line of the sealing element at an angle of less than 90 °, z. B. 45 °. This increases the flexibility of the sealing element, since the fibers thus lie obliquely in the gap and thus can adapt particularly well to a reduction of the gap width.
  • the sealing element expands from the central region to the end sections. For a sealing element that is straight in cross section, this results in
  • dumbbell shape of the sealing element Essentially in a dumbbell shape of the sealing element. This can arise in combination with the embodiments described above in that a fiber bundle is encompassed by a frame element in the middle region and the fibers emerging from the frame element in the end sections are fanned out like a brush. As a result, a particularly good seal is achieved in the Bauteilnuten into which the end portions are introduced.
  • At least a part of the fibers consists of a metallic material.
  • Metallic materials have the appropriate choice of materials a particularly good heat resistance, such. B. martensitic steels.
  • metallic fibers are particularly flexible and resistant to bending.
  • at least a part of the fibers consists of a ceramic material. Ceramic fibers, for example fibers based on aluminum oxide, silicon dioxide or silicon carbide, are particularly temperature-resistant and have high tensile strength and ductility.
  • a described sealing element is arranged in an advantageous embodiment in a gas turbine, which has a hot gas region and a cooling gas region to be sealed therefrom for cooling guide vanes of the gas turbine, wherein the sealing element engages in a Bauteilnut a first component and in a Bauteilnut adjacent to the first component second component , wherein between the components a gap is formed.
  • the fibers arranged on the sealing element in the end section form within the groove a flexible shape following a thermal expansion of the component, which seals the cooling gas region in an excellent manner from the hot gas region.
  • the end section to be introduced into the respective component groove advantageously has a slight oversize relative to the component groove. As a result, the end section is already deformed during insertion without thermal expansion already taking place. As a result, regardless of the currently prevailing temperature in the gas turbine and the temperature difference between the cooling gas region and the hot gas-conducting region, an effective sealing of the gap is achieved.
  • the component groove, into which the sealing element engages tapers away from the gap into the component. This facilitates assembly, since the sealing element can be inserted more easily into the component groove.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that a much better flexibility in the radial direction when sealing two axially spaced components in a gas turbine is made possible by a sealing element of a plurality of fibers which are bundled in the end region and optionally fanned out like a brush.
  • the flexibility of the sealing element so as to minimize thermal stresses and prevents cracking.
  • a better sealing effect is achieved by reliably closing the gap.
  • the sealing element is characterized by its ease of installation and can in the known Bauteilnuten be used with an unchanged design of the components.
  • FIG. 4 shows a plan view of the sealing element from FIG. 3
  • FIG. 1 a detail of a gas turbine 1 is shown, which is aligned along an axis 2.
  • the gas turbine 1 has in a housing 4 in the axial direction alternately vanes 6 and blades 8.
  • the vanes 6 are directed along an axis 10 perpendicular to the axis 2 of the gas turbine and arranged along the circumference of the gas turbine 1 forming a circle.
  • Such a circle of vanes 6 is also referred to as Leitschaufelrad.
  • the vanes 6 are connected via a respective vane plate 12 to the housing 4 of the gas turbine 1 and are thus part of the stator of the gas turbine first
  • adjacent vanes 6 are spaced apart from one another by a respective gap (not shown in detail), as a result of which they are largely free from thermal expansion. can stretch.
  • the guide vane plate 12 separates a hot gas region 14 formed around the axis 2 of the gas turbine 1 from a cooling gas region 16 formed between the vane plate 12 and the housing 4.
  • the hot gas previously burned in the combustion chamber, not shown flows, while in the cooling air region typically bleed air flows from the End of the compressor flows.
  • the rotor blades 8 are stretched along a respective axis 18, which is also substantially orthogonal to the axis 2 of the gas turbine 1.
  • the blades 8 lie completely in the hot gas region 11. They are arranged in a ring shape as a blade wheel on the rotor of the turbine rotating about the axis 2.
  • a vane wheel is called a turbine stage together with the downstream impeller.
  • the hot gas region 14 is separated from the cooling gas region 16 by a plurality of ring segments 20 along the circumference of the gas turbine 1.
  • the ring segments 20 are each connected to the housing 4.
  • a respective ring segment 20 is spaced from a respective vane 6, in particular the vane plate 12 by a gap 22.
  • This gap 22 is sealed by a sealing element 24, which largely prevents a flow of cooling gas from the cooling gas region 16 into the hot gas region 14.
  • the guide vane 12 in this case represents a first component and the ring segment 20 is a second component.
  • the sealing element 24 is shown in the enlarged illustration of the region II from FIG.
  • FIG. 2 shows a stator blade plate 12 and a ring segment 20 as two adjacent components, which are spaced apart from one another by the gap 22.
  • the components may alternatively be two adjacent guide vanes 6, in particular guide vanes 12, as well as two adjacent ring segments 20.
  • a component groove 26 or 28 is respectively introduced in the circumferential direction.
  • the component groove 26 in the guide plate 12 is facing the ring segment 20, the component groove 28 in the ring segment 20 is the guide blade plate 12 facing.
  • Bauteilnuten 26, 28 engages the gap 22 sealing a sealing element 24 a.
  • the sealing element 24 is aligned along a leading in the drawing, aligned in the circumferential main line and has in the illustrated cross section perpendicular to the main line a first end portion 30, a second end portion 32 and an intermediate central region 34.
  • the first end portion 30, the central portion 34 and the second end portion 32 are in line and are each aligned in the radial direction.
  • the first end section lies in the component groove 26 in the guide blade plate 12.
  • the second end section 32 lies in the component groove 28 in the ring segment 20.
  • the sealing element is essentially constructed of fibers 36 which extend from the first end portion 30 to the second end portion 32 in the radial direction and form a fiber bundle.
  • the fiber bundle is surrounded by a frame element 38, which limits the area filled with fibers 36 in the axial and circumferential direction.
  • the fibers 36 pass through the frame member 38 and in the respective end portions 30, 32.
  • the fibers fan out, so that in a dumbbell-shaped cross section of the
  • Sealing element 24 results.
  • the radial extent of the frame member 38 is narrower than the radial width of the Bauteilnuten 26, 28. This results in a game with radial displacements of the components 12, 20 against each other.
  • the sealing element 24 has an excess in relation to the respective component groove 26, 28 due to the brush-like radial and circumferential fibers 36.
  • the frame member 38 is made of a ceramic fiber composite material. It may have stabilization struts between its radial boundary walls.
  • the fibers 36 are made of a metallic or also of a ceramic material.
  • the component grooves 26, 28 taper from the gap 22 into the respective component 12, 20.
  • FIGS. 3 and 4 An alternative embodiment of the sealing element 24 is shown in FIGS. 3 and 4. This embodiment will be explained only with reference to their differences from the form shown in FIG.
  • the fibers 36 in the end sections 30, 32 in FIG. 3 and 4 are not fanned out in the manner of tufts, but extend largely straight into the component grooves 26, 28. This results in a more ordered arrangement of the fibers 36.
  • FIG 4, represents a plan view of the direction A shown in FIG 3 on the sealing element.
  • the direction of extension of the fibers 36 which are currently arranged, has an angle of 45 ° relative to the main direction of the sealing element running from top to bottom in FIG. They still extend in the radial-azimuthal plane of the gas turbine 1. This results an oblique arrangement of the fibers of the end portions 30, 32 in the Bauteilnuten 26, 28, so that they can easily feather and react flexibly to changes in size of the gap 22.

Abstract

A sealing element (24) is provided for sealing a gap (22) between two components (12, 20) which can move thermally relative to each other and which each have a component slot (26, 28), said sealing element (24) being oriented along a main line and having, in a cross-section that is substantially perpendicular to the main line, a first end section (30) and a second end section (32) and a middle region (34) arranged between the end sections (30, 32). The sealing element is designed to ensure effective sealing also with radially comparatively large thermal expansions of the components and also reduce thermal stresses and the formation of cracks in the components. To this end, at least one of the end sections (30, 32) comprises fibers (36) arranged in a bundle-like manner.

Description

Beschreibung description
DICHTELEMENT ZUR DICHTUNG EINES SPALTES UND ZUGEHÖRIGE GASTURBINE SEALING ELEMENT FOR SEALING A GAP AND RELATED GAS TURBINE
Die Erfindung betrifft ein Dichtelement zur Dichtung eines Spaltes zwischen zwei thermisch gegeneinander beweglichen Bauteilen, die jeweils eine Bauteilnut aufweisen, wobei das Dichtelement entlang einer Hauptlinie gerichtet ist und in einem im Wesentlichen zur Hauptlinie senkrechten Querschnitt einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt sowie einen zwischen den Endabschnitten angeordneten Mittelbereich aufweist. Sie betrifft weiter eine Gasturbine mit einem derartigen Dichtelement. The invention relates to a sealing element for sealing a gap between two thermally mutually movable components, each having a Bauteilnut, wherein the sealing element is directed along a main line and in a direction substantially perpendicular to the main line cross section, a first end portion and a second end portion and one between the Having end portions arranged central region. It further relates to a gas turbine with such a sealing element.
Eine Gasturbine ist eine Strömungsmaschine, in der ein unter Druck stehendes Gas expandiert. Sie besteht aus einer Turbine oder Expander, einem vorgeschalteten Verdichter und einer zwischengeschalteten Brennkammer. Das Wirkungsprinzip beruht auf dem Kreisprozess (Joule-Prozess) : Dieser komprimiert über die Beschaufelung einer oder mehrerer Verdichterstufen Luft, mischt diese anschließend in der Brennkammer mit einem gasförmigen oder flüssigen Treibstoff, zündet und verbrennt. Außerdem wird die Luft in ein Sekundärluftsystem geführt und zur Kühlung insbesondere thermisch stark beanspruchter Bauteile eingesetzt. A gas turbine is a turbomachine in which a pressurized gas expands. It consists of a turbine or expander, an upstream compressor and an intermediate combustion chamber. The principle of operation is based on the cycle process (joule process): this compresses air via the blading of one or more compressor stages, then mixes these in the combustion chamber with a gaseous or liquid fuel, ignites and burns. In addition, the air is guided in a secondary air system and used for cooling in particular thermally stressed components.
So entsteht ein Heißgas (Mischung aus Verbrennungsgas und Luft), das im nachfolgenden Turbinenteil entspannt, wobei sich thermische in mechanische Energie umwandelt und zunächst den Verdichter antreibt. Der verbleibende Anteil wird beim Wellentriebwerk zum Antrieb eines Generators, eines Propellers oder anderen rotierenden Verbrauchern verwendet. Beim Strahltriebwerk dagegen beschleunigt die thermische Energie den heißen Gasstrom, was den Schub erzeugt. The result is a hot gas (mixture of combustion gas and air), which relaxes in the subsequent turbine part, with thermal converts into mechanical energy and first drives the compressor. The remaining portion is used in the shaft engine for driving a generator, a propeller or other rotating consumers. In the jet engine, on the other hand, the thermal energy accelerates the hot gas flow, which generates the thrust.
Bei Gasturbinen mit hohen Turbineneintrittstemperaturen von teilweise über 1000 °C treten auf Grund der hohen Temperatur- differenz zwischen Kaltstart und Betrieb thermische Dehnungen der einzelnen Komponenten der Gasturbine auf, so dass zur Vermeidung hoher thermischer Spannungen und von Rissbildungen benachbarte Komponenten teilweise durch einen Spalt voneinan- der beabstandet sind. Da das Sekundärluftsystem typischerweise einen höheren Druck aufweist als der Heißgaskanal, treten an den Spalten innere Leckagen an Kühlluft in der Turbine auf und sorgen für Verluste an Leistung und Wirkungsgrad. Insbesondere ergibt sich dies an den Spalten zwischen Plattformen von Turbinenleitschaufein und Ringsegmenten, die den Heißgaskanal begrenzen. In gas turbines with high turbine inlet temperatures of in some cases more than 1000 ° C occur due to the high temperature difference between cold start and operation on thermal expansion of the individual components of the gas turbine, so that in order to avoid high thermal stresses and cracking adjacent components are partially spaced by a gap from each other. Since the secondary air system typically has a higher pressure than the hot gas channel, internal leaks of cooling air in the turbine occur at the gaps and cause losses of power and efficiency. In particular, this results at the gaps between platforms of Turbinenleitschaufein and ring segments, which limit the hot gas channel.
Die Leckagen führen zu einem erhöhten Energieverbrauch durch den Verdichter und eine erschwerte Auslegungsberechnung der Bauteile. Ein weiterer Grund, weshalb Leckagen vermieden werden sollen, betrifft die echten Heißgastemperaturen in der Turbine: Je mehr Leckageverluste vorhanden sind, desto höher ist der Luftverbrauch des Sekundärluftsystems und desto weniger komprimierte Luft wird daher der Brennkammer zugeführt. Um in diesem Fall eine hohe Leistung der Turbine zu erzeugen, muss die Eintrittstemperatur höher gewählt werden, indem mehr Brennstoff zugeführt wird. Dadurch werden die Bauteile allerdings höher beansprucht und eine zusätzliche Kühlung ist notwendig. Als Resultat folgen ein erhöhter konstruktiver Auf- wand und ein reduzierter Turbinenwirkungsgrad. The leaks lead to increased energy consumption by the compressor and a difficult design calculation of the components. Another reason why leaks should be avoided concerns the true hot gas temperatures in the turbine: the more leakage losses are present, the higher the air consumption of the secondary air system and the less compressed air is therefore supplied to the combustion chamber. In this case, to produce a high turbine output, the inlet temperature must be set higher by supplying more fuel. As a result, however, the components are subject to higher loads and additional cooling is necessary. As a result, increased design effort and reduced turbine efficiency follow.
Zur Minimierung der Leckagen werden innerhalb der Turbine die verschiedensten Dichtungskonzepte je nach Anforderung angewandt. Üblicherweise werden flache, sich in einer Hauptlinie entlang des jeweiligen Spaltes, z. B. entlang der Umfangs- richtung bei Radialspalten erstreckende Dichtelemente in einer Nut, welche in der Regel senkrecht oder mit einem definierten Winkel zum abzudichtenden Spalt steht, eingetrieben. Im einfachsten Fall sind die Dichtelemente als flache Dichtelemente mit glatter Oberfläche ausgelegt. Häufig werden auch geriffelte oder gezahnte Dichtbleche verwendet, die auch als Riffle-Seal- oder kammprofilierte Dichtung bezeichnet werden. Hierbei handelt es sich um eine Metalldichtung, die zwischen zwei Enden oder Endabschnitten einen Mittelbereich mit einer glatten und einer geriffelten oder gezahnten Oberfläche aufweist und beispielsweise aus der EP 0 852 659 Bl bekannt ist. Das gezahnte Profil wird bei der Montage so weit verformt, dass nach dem Einbau eine nahezu spielfreie Verbindung zwischen den mit einer Nut versehenen Bauteilen und dem Dichtelement entsteht. Nachteilig bei den genannten Dichtelementen ist jedoch, dass sie für Bauteile, die größeren radialen Verschiebungen gegeneinander unterworfen sind, auf Grund ihrer mangelnden Flexibilität in radialer Richtung ungeeignet sind. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Dichtelement der eingangs genannten Art anzugeben welches eine wirksame Dichtung auch bei radial vergleichsweise großen Wärmeausdehnungen der Bauteile gewährleistet und dennoch thermische Spannungen und Rissbildungen an den Bauteilen verringert. To minimize leaks, a variety of sealing concepts are used within the turbine as required. Usually, flat, in a main line along the respective gap, z. B. along the circumferential direction in radial gaps extending sealing elements in a groove, which is usually perpendicular or at a defined angle to be sealed gap, driven. In the simplest case, the sealing elements are designed as flat sealing elements with a smooth surface. Often also grooved or serrated sealing plates are used, which are also referred to as a riffle seal or comb profiled seal. This is a metal gasket having between two ends or end portions a central region with a smooth and a serrated or toothed surface and is known for example from EP 0 852 659 Bl. The toothed profile is deformed during assembly so far that after installation creates a virtually backlash-free connection between the grooved components and the sealing element. A disadvantage of said sealing elements, however, is that they are unsuitable for components that are subject to major radial displacements against each other, due to their lack of flexibility in the radial direction. It is therefore an object of the invention to provide a sealing element of the type mentioned which ensures an effective seal even with radially comparatively large thermal expansion of the components and yet reduces thermal stress and cracking of the components.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem zumindest einer der Endabschnitte bündelartig angeordnete Fasern um- fasst . Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die bisher verwendeten Dichtelemente vor allem eine Beweglichkeit der Bauteile entlang ihrer Erstreckungsrichtung erlauben, typischerweise in axialer Richtung. Eine höhere Flexibilität des Dichtelements wäre erreichbar, wenn die Endabschnitte des Dichtelements nicht als starre Dichtbleche mit aufgebrachten Nuten oder ähnlichem ausgeführt wären, sondern selbst flexibel bewegbar wären, ohne dabei selbst Schaden zu nehmen. Dies ist durch die Ausgestaltung der Endabschnitte aus flexiblen Fasern möglich. Diese werden bündelartig in der Art einer Bürstendichtung angeordnet und können die entsprechende Bauteilnut somit ausfüllen, so dass die Abdichtung verbessert wird . Weiter umfassen hierbei beide Endabschnitte bündelartig angeordnete Fasern. Dadurch wird die beschriebene verbesserte Abdichtung durch die Ausfüllung der Bauteilnuten auf beiden Seiten des Dichtelements an jedem beteiligten Bauteil reali- siert. This object is achieved according to the invention in that at least one of the end sections comprises bundle-like arranged fibers. The invention is based on the consideration that the sealing elements used hitherto in particular allow a mobility of the components along their extension direction, typically in the axial direction. A higher flexibility of the sealing element would be achievable if the end sections of the sealing element were not designed as rigid sealing plates with applied grooves or the like, but would themselves be flexibly movable without being damaged themselves. This is possible by the configuration of the end sections made of flexible fibers. These are arranged like a bundle in the manner of a brush seal and can thus fill the corresponding component groove, so that the seal is improved. Furthermore, in this case both end sections comprise bundle-like arranged fibers. As a result, the described improved sealing is realized by filling the component grooves on both sides of the sealing element on each component involved.
Zudem erstrecken sich die Fasern zwischen den jeweiligen Endabschnitten durch den Mittelbereich. Hierdurch wird eine besonders einfache Herstellung der Dichtelemente ermöglicht. Die Dichtelemente werden hierbei als Faserbündel in der entsprechend gewünschten Form hergestellt. Die gegenüberliegenden Endbereiche des Dichtelements entsprechen hierbei den jeweils gegenüberliegenden Enden der Fasern. Die Fasern sind vorzugsweise ausschließlich im Mittelbereich von einem Rahmenelement umfasst. Hierdurch wird die Form des Dichtelements stabilisiert, da das Rahmenelement die Fasern umfasst. Das Rahmenelement kann dabei Unterteilungen enthalten oder aber lediglich eine Öffnung für den Durchtritt aller Fasern aufweisen. In addition, the fibers extend through the middle region between the respective end sections. This allows a particularly simple production of the sealing elements. The sealing elements are hereby produced as a fiber bundle in the corresponding desired shape. The opposite end regions of the sealing element in this case correspond to the respective opposite ends of the fibers. The fibers are preferably exclusively in the middle region of a frame element. As a result, the shape of the sealing element is stabilized, since the frame element comprises the fibers. The frame member may include subdivisions or have only an opening for the passage of all fibers.
Weiterhin ist das Rahmenelement vorteilhafterweise zumindest teilweise aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff gefertigt, so genannten Ceramic Matrix Composites (CMC) . Diese sind in besonders guter Weise in der Lage, den hohen Temperaturen und hohen Temperaturschwankungen in einer Gasturbine zu widerstehen. Gleichzeitig sind sie besonders rissbeständig und haben isolierende Eigenschaften. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist eine Erstre- ckungsrichtung der Fasern durch das Rahmenelement hindurch gegenüber der Hauptlinie des Dichtelements einen Winkel von weniger als 90°, z. B. 45° auf. Dies erhöht die Flexibilität des Dichtelements, da die Fasern somit schräg im Spalt liegen und sich damit einer Reduzierung der Spaltbreite besonders gut anpassen können. In vorteilhafter Ausgestaltung erweitert sich das Dichtelement vom Mittelbereich zu den Endabschnitten hin. Bei einem im Querschnitt geraden Dichtelement resultiert dies im Furthermore, the frame element is advantageously at least partially made of a ceramic fiber composite material, so-called ceramic matrix composites (CMC). These are in a particularly good way to withstand the high temperatures and high temperature fluctuations in a gas turbine. At the same time, they are particularly crack-resistant and have insulating properties. In a further advantageous embodiment, a direction of extension of the fibers through the frame element with respect to the main line of the sealing element at an angle of less than 90 °, z. B. 45 °. This increases the flexibility of the sealing element, since the fibers thus lie obliquely in the gap and thus can adapt particularly well to a reduction of the gap width. In an advantageous embodiment, the sealing element expands from the central region to the end sections. For a sealing element that is straight in cross section, this results in
Wesentlichen in einer Hantelform des Dichtelements. Diese kann in Kombination mit den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen dadurch entstehen, dass ein Faserbündel von einem Rahmenelement im Mittelbereich umfasst wird und die aus dem Rahmenelement in den Endabschnitten austretenden Fasern bürstenartig aufgefächert sind. Dadurch wird in den Bauteilnuten, in die die Endabschnitte eingeführt sind, eine besonders gute Abdichtung erreicht . Essentially in a dumbbell shape of the sealing element. This can arise in combination with the embodiments described above in that a fiber bundle is encompassed by a frame element in the middle region and the fibers emerging from the frame element in the end sections are fanned out like a brush. As a result, a particularly good seal is achieved in the Bauteilnuten into which the end portions are introduced.
Vorteilhafterweise besteht zumindest ein Teil der Fasern aus einem metallischen Werkstoff. Metallische Werkstoffe weisen bei entsprechender Materialwahl eine besonders gute Hitzebeständigkeit auf, so z. B. martensitische Stähle. Auch sind metallische Fasern besonders flexibel und widerstandsfähig gegen Verbiegungen . In alternativer oder zusätzlicher vorteilhafter Ausgestaltung besteht zumindest ein Teil der Fasern aus einem keramischen Werkstoff. Keramikfasern wie zum Beispiel Fasern auf der Basis von Aluminiumoxid, Siliziumdioxid oder Siliziumcarbid sind besonders temperaturbeständig und weisen eine hohe Zug- festigkeit und Dehnbarkeit auf. Advantageously, at least a part of the fibers consists of a metallic material. Metallic materials have the appropriate choice of materials a particularly good heat resistance, such. B. martensitic steels. Also, metallic fibers are particularly flexible and resistant to bending. In an alternative or additional advantageous embodiment, at least a part of the fibers consists of a ceramic material. Ceramic fibers, for example fibers based on aluminum oxide, silicon dioxide or silicon carbide, are particularly temperature-resistant and have high tensile strength and ductility.
Ein beschriebenes Dichtelement ist in vorteilhafter Ausgestaltung in einer Gasturbine angeordnet, die einen Heißgasbereich und einen hiervon abzudichtenden Kühlgasbereich zur Kühlung von Leitschaufeln der Gasturbine aufweist, wobei das Dichtelement in eine Bauteilnut eines ersten Bauteils und in eine Bauteilnut eines an das erste Bauteil angrenzenden zweiten Bauteils eingreift, wobei zwischen den Bauteilen ein Spalt gebildet ist. Die am Dichtelement im Endabschnitt ange- ordneten Fasern bilden innerhalb der Nut eine flexible, einer thermischen Ausdehnung des Bauteils folgende Form, die den Kühlgasbereich vom Heißgasbereich hervorragend abdichtet . Hier weist der in die jeweilige Bauteilnut einzuführende Endabschnitt gegenüber der Bauteilnut vorteilhafterweise ein geringes Übermaß auf. Dadurch wird der Endabschnitt bereits beim Einführen deformiert, ohne dass bereits eine thermische Ausdehnung erfolgt ist. Hierdurch wird unabhängig von der momentan herrschenden Temperatur in der Gasturbine und der Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlgasbereich und dem heißgasführenden Bereich eine wirksame Abdichtung der Spalte erzielt . A described sealing element is arranged in an advantageous embodiment in a gas turbine, which has a hot gas region and a cooling gas region to be sealed therefrom for cooling guide vanes of the gas turbine, wherein the sealing element engages in a Bauteilnut a first component and in a Bauteilnut adjacent to the first component second component , wherein between the components a gap is formed. The fibers arranged on the sealing element in the end section form within the groove a flexible shape following a thermal expansion of the component, which seals the cooling gas region in an excellent manner from the hot gas region. Here, the end section to be introduced into the respective component groove advantageously has a slight oversize relative to the component groove. As a result, the end section is already deformed during insertion without thermal expansion already taking place. As a result, regardless of the currently prevailing temperature in the gas turbine and the temperature difference between the cooling gas region and the hot gas-conducting region, an effective sealing of the gap is achieved.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung verjüngt sich die Bauteilnut, in die das Dichtelement eingreift, von dem Spalt weg in das Bauteil hinein. Dadurch wird die Montage erleichtert, da sich das Dichtelement leichter in die Bauteilnut einschieben lässt. In a further advantageous embodiment, the component groove, into which the sealing element engages, tapers away from the gap into the component. This facilitates assembly, since the sealing element can be inserted more easily into the component groove.
Eine Gasturbine mit einem Heißgasbereich und einem hiervon abzudichtenden Kühlgasbereich zur Kühlung von Leitschaufeln, wobei die Bereiche durch eine Mehrzahl in Umfangsrichtung und in axialer Richtung angeordneter Bauteile voneinander getrennt sind und zumindest ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil durch einen Spalt beabstandet sind, weist vorteilhafterweise eine Bauteilnut im ersten Bauteil und Bauteilnut im zweiten Bauteil auf, in die den Spalt dichtend ein beschrie- benes Dichtelement angeordnet ist. A gas turbine having a hot gas region and a cooling gas region to be sealed therefrom for cooling guide vanes, the regions being separated from one another by a plurality of components arranged in the circumferential direction and in the axial direction, and at least one first component and a second component being spaced by a gap, advantageously has one Component groove in the first component and component groove in the second component, in which the gap sealing a described sealing element is arranged.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch ein Dichtelement aus einer Mehrzahl von Fasern, die im Endbereich bündelartig angeordnet sind und gegebenenfalls bürstenartig auffächern, eine wesentlich bessere Flexibilität in radialer Richtung bei Abdichtung zweier axial beabstandeter Bauteile in einer Gasturbine ermöglicht wird. Durch die Flexibilität des Dichtelements werden so thermische Spannungen minimiert und Rissbildungen verhindert. Außerdem wird eine bessere Dichtwirkung durch zuverlässiges Verschließen des Spaltes erreicht. Weiterhin zeichnet sich das Dichtelement durch seine einfache Montage aus und kann in den bekannten Bauteilnuten bei unverändertem Design der Bauteile verwendet werden. The advantages achieved by the invention are, in particular, that a much better flexibility in the radial direction when sealing two axially spaced components in a gas turbine is made possible by a sealing element of a plurality of fibers which are bundled in the end region and optionally fanned out like a brush. The flexibility of the sealing element so as to minimize thermal stresses and prevents cracking. In addition, a better sealing effect is achieved by reliably closing the gap. Furthermore, the sealing element is characterized by its ease of installation and can in the known Bauteilnuten be used with an unchanged design of the components.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. Show:
FIG 1 einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch eine 1 shows a detail of a longitudinal section through a
Gasturbine,  Gas turbine,
FIG 2 einen Querschnitt durch ein Dichtelement in der 2 shows a cross section through a sealing element in the
Gasturbine,  Gas turbine,
FIG 3 einen Querschnitt durch ein alternatives Dichtelement in der Gasturbine, und 3 shows a cross section through an alternative sealing element in the gas turbine, and
FIG 4 eine Aufsicht des Dichtelements aus FIG 3. 4 shows a plan view of the sealing element from FIG. 3
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures.
In FIG 1 ist ausschnittsweise eine Gasturbine 1 dargestellt, die entlang einer Achse 2 ausgerichtet ist. Im Folgenden verwendete Begriffe wie axial, radial oder in Umfangsrichtung beziehen sich stets auf die Achse 2 der Gasturbine 1. In FIG. 1, a detail of a gas turbine 1 is shown, which is aligned along an axis 2. The terms used below, such as axial, radial or circumferential direction, always refer to the axis 2 of the gas turbine 1.
Die Gasturbine 1 weist in einem Gehäuse 4 in axialer Richtung abwechselnd Leitschaufeln 6 und Laufschaufeln 8 auf. Die Leitschaufeln 6 sind entlang einer Achse 10 senkrecht zur Achse 2 der Gasturbine gerichtet und entlang des Umfanges der Gasturbine 1 einen Kreis bildend angeordnet. Ein derartiger Kreis aus Leitschaufeln 6 wird auch als Leitschaufelrad bezeichnet. Die Leitschaufeln 6 sind über eine jeweilige Leitschaufelplatte 12 mit dem Gehäuse 4 der Gasturbine 1 verbunden und sind somit Teil des Stators der Gasturbine 1. The gas turbine 1 has in a housing 4 in the axial direction alternately vanes 6 and blades 8. The vanes 6 are directed along an axis 10 perpendicular to the axis 2 of the gas turbine and arranged along the circumference of the gas turbine 1 forming a circle. Such a circle of vanes 6 is also referred to as Leitschaufelrad. The vanes 6 are connected via a respective vane plate 12 to the housing 4 of the gas turbine 1 and are thus part of the stator of the gas turbine first
Entlang des Umfanges sind benachbarte Leitschaufeln 6 durch einen jeweiligen Spalt voneinander beabstandet (nicht näher gezeigt) , wodurch diese sich weitgehend frei thermisch aus- dehnen können. Die Leitschaufelplatte 12 trennt einen um die Achse 2 der Gasturbine 1 gebildeten Heißgasbereich 14 von einem zwischen der Leitschaufelplatte 12 und dem Gehäuse 4 gebildeten Kühlgasbereich 16. Im Heißgasbereich 14 strömt das zuvor in der nicht gezeigten Brennkammer verbrannte Heißgas, während im Kühlluftbereich typischerweise Anzapfluft aus dem Endbereich des Verdichters strömt . Along the periphery, adjacent vanes 6 are spaced apart from one another by a respective gap (not shown in detail), as a result of which they are largely free from thermal expansion. can stretch. The guide vane plate 12 separates a hot gas region 14 formed around the axis 2 of the gas turbine 1 from a cooling gas region 16 formed between the vane plate 12 and the housing 4. In the hot gas region 14, the hot gas previously burned in the combustion chamber, not shown, flows, while in the cooling air region typically bleed air flows from the End of the compressor flows.
Die Laufschaufeln 8 sind entlang einer jeweiligen Achse 18 gestreckt, die ebenfalls im Wesentlichen orthogonal zur Achse 2 der Gasturbine 1 steht. Die Laufschaufeln 8 liegen vollständig im Heißgasbereich 11. Sie sind kranzförmig als Lauf- schaufelrad am Rotor der Turbine um die Achse 2 drehend angeordnet. Ein Leitschaufelrad wird zusammen mit dem strömungs- seitig nachfolgenden LaufSchaufelrad als Turbinenstufe bezeichnet . The rotor blades 8 are stretched along a respective axis 18, which is also substantially orthogonal to the axis 2 of the gas turbine 1. The blades 8 lie completely in the hot gas region 11. They are arranged in a ring shape as a blade wheel on the rotor of the turbine rotating about the axis 2. A vane wheel is called a turbine stage together with the downstream impeller.
Im Bereich der Laufschaufeln 8 wird der Heißgasbereich 14 von einer Mehrzahl von Ringsegmenten 20 entlang des Umfanges der Gasturbine 1 vom Kühlgasbereich 16 getrennt. Die Ringsegmente 20 sind hierbei jeweils mit dem Gehäuse 4 verbunden. Der Übersichtlichkeit halber sind jeweils nur eine Leitschaufel 6, eine Laufschaufei 8 und ein Ringsegment 20 dargestellt. In axialer Richtung ist ein jeweiliges Ringsegment 20 von einer jeweiligen Leitschaufel 6, insbesondere der Leitschaufelplatte 12 durch einen Spalt 22 beabstandet. Dieser Spalt 22 ist durch ein Dichtelement 24 abgedichtet, wodurch weitgehend eine Strömung von Kühlgas aus dem Kühlgasbereich 16 in den Heißgasbereich 14 hinein verhindert wird. In the area of the rotor blades 8, the hot gas region 14 is separated from the cooling gas region 16 by a plurality of ring segments 20 along the circumference of the gas turbine 1. The ring segments 20 are each connected to the housing 4. For clarity, only one vane 6, a rotor blade 8 and a ring segment 20 are shown in each case. In the axial direction, a respective ring segment 20 is spaced from a respective vane 6, in particular the vane plate 12 by a gap 22. This gap 22 is sealed by a sealing element 24, which largely prevents a flow of cooling gas from the cooling gas region 16 into the hot gas region 14.
Die Leitschaufel 12 stellt hierbei ein erstes Bauteil und das Ringsegment 20 ein zweites Bauteil dar. In axialer Richtung erfolgt somit eine Abdichtung des Kühlgasbereichs 16 von dem Heißgasbereich 14 zwischen benachbarten Leitschaufeln 6 und Ringsegmenten 20 und in Umfangsrichtung jeweils eine Abdichtung zwischen benachbarten Leitschaufeln 12 und entsprechend zwischen benachbarten Ringsegmenten 20. In FIG 2 wird das Dichtelement 24 in der vergrößerten Darstellung des Bereichs II aus FIG 1 gezeigt. FIG 2 zeigt eine Leitschaufelplatte 12 und ein Ringsegment 20 als zwei benach- barte Bauteile, die durch den Spalt 22 voneinander beabstandet sind. Die Bauteile können alternativ zwei benachbarte Leitschaufeln 6, insbesondere Leitschaufelplatten 12, sowie zwei einander benachbarte Ringsegmente 20 sein. In den Bauteilen ist jeweils in Umfangsrichtung eine Bauteilnut 26 bzw. 28 eingebracht. Die Bauteilnut 26 in der Leitschaufelplatte 12 ist dabei dem Ringsegment 20 zugewandt, die Bauteilnut 28 im Ringsegment 20 ist der Leitschaufelplatte 12 zugewandt. In die Bauteilnuten 26, 28 greift den Spalt 22 dichtend ein Dichtelement 24 ein. The guide vane 12 in this case represents a first component and the ring segment 20 is a second component. In the axial direction thus sealing the cooling gas region 16 of the hot gas region 14 between adjacent vanes 6 and ring segments 20 and in the circumferential direction in each case a seal between adjacent vanes 12 and accordingly between adjacent ring segments 20th In FIG. 2, the sealing element 24 is shown in the enlarged illustration of the region II from FIG. FIG. 2 shows a stator blade plate 12 and a ring segment 20 as two adjacent components, which are spaced apart from one another by the gap 22. The components may alternatively be two adjacent guide vanes 6, in particular guide vanes 12, as well as two adjacent ring segments 20. In the components, a component groove 26 or 28 is respectively introduced in the circumferential direction. The component groove 26 in the guide plate 12 is facing the ring segment 20, the component groove 28 in the ring segment 20 is the guide blade plate 12 facing. In the Bauteilnuten 26, 28 engages the gap 22 sealing a sealing element 24 a.
Das Dichtelement 24 ist entlang einer in die Zeichnung führenden, in Umfangsrichtung ausgerichteten Hauptlinie ausgerichtet und weist in dem dargestellten Querschnitt senkrecht zur Hauptlinie einen ersten Endabschnitt 30, einen zweiten Endabschnitt 32 und einen dazwischenliegenden Mittelbereich 34 auf. Der erste Endabschnitt 30, der Mittelbereich 34 und der zweite Endabschnitt 32 liegen in einer Linie uns sind jeweils in radialer Richtung ausgerichtet. Der erste Endab- schnitt liegt in der Bauteilnut 26 in der Leitschaufelplatte 12. Der zweite Endabschnitt 32 liegt in der Bauteilnut 28 im Ringsegment 20. The sealing element 24 is aligned along a leading in the drawing, aligned in the circumferential main line and has in the illustrated cross section perpendicular to the main line a first end portion 30, a second end portion 32 and an intermediate central region 34. The first end portion 30, the central portion 34 and the second end portion 32 are in line and are each aligned in the radial direction. The first end section lies in the component groove 26 in the guide blade plate 12. The second end section 32 lies in the component groove 28 in the ring segment 20.
Das Dichtelement ist im Wesentlichen aus Fasern 36 aufgebaut, die sich vom ersten Endabschnitt 30 zum zweiten Endabschnitt 32 in radialer Richtung erstrecken und ein Faserbündel bilden. Im Mittelbereich 34 ist das Faserbündel durch ein Rahmenelement 38 umfasst, welches den mit Fasern 36 gefüllten Bereich in axialer und Umfangsrichtung begrenzt. In radialer Richtung treten die Fasern 36 durch das Rahmenelement 38 und in den jeweiligen Endabschnitten 30, 32 aus. In den jeweiligen Endabschnitten 30, 32 fächern die Fasern 36 auf, so dass sich im ein hanteiförmiger Querschnitt des The sealing element is essentially constructed of fibers 36 which extend from the first end portion 30 to the second end portion 32 in the radial direction and form a fiber bundle. In the middle region 34, the fiber bundle is surrounded by a frame element 38, which limits the area filled with fibers 36 in the axial and circumferential direction. In the radial direction, the fibers 36 pass through the frame member 38 and in the respective end portions 30, 32. In the respective end sections 30, 32, the fibers fan out, so that in a dumbbell-shaped cross section of the
Dichtelements 24 ergibt. Die radiale Ausdehnung des Rahmenelements 38 ist dabei schmaler als die radiale Breite der Bauteilnuten 26, 28. Dadurch ergibt sich ein Spiel bei radialen Verschiebungen der Bauteile 12, 20 gegeneinander. In den Endabschnitten 30, 32 weist das Dichtelement 24 auf Grund der sich bürstenartig in radialer und Umfangsrichtung ausbreitenden Fasern 36 ein Übermaß gegenüber der jeweiligen Bauteilnut 26, 28 auf. Sealing element 24 results. The radial extent of the frame member 38 is narrower than the radial width of the Bauteilnuten 26, 28. This results in a game with radial displacements of the components 12, 20 against each other. In the end sections 30, 32, the sealing element 24 has an excess in relation to the respective component groove 26, 28 due to the brush-like radial and circumferential fibers 36.
Im Ausführungsbeispiel ist das Rahmenelement 38 aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff gefertigt. Es kann zwischen seinen radialen Begrenzungswänden Streben zur Stabilisierung aufweisen. Die Fasern 36 sind aus einem metallischen oder ebenfalls aus einem keramischen Werkstoff gefertigt. In einer nicht gezeigten Ausführungsform verjüngen sich die Bauteilnuten 26, 28 von dem Spalt 22 in das jeweilige Bauteil 12, 20 hinein . In the embodiment, the frame member 38 is made of a ceramic fiber composite material. It may have stabilization struts between its radial boundary walls. The fibers 36 are made of a metallic or also of a ceramic material. In an embodiment not shown, the component grooves 26, 28 taper from the gap 22 into the respective component 12, 20.
Eine alternative Ausführungsform des Dichtelements 24 ist in den FIG 3 und 4 gezeigt. Diese Ausführungsform wird nur anhand ihrer Unterschiede zu der in FIG 2 gezeigten Form erläutert . An alternative embodiment of the sealing element 24 is shown in FIGS. 3 and 4. This embodiment will be explained only with reference to their differences from the form shown in FIG.
Zunächst sind die Fasern 36 in den Endabschnitten 30, 32 in FIG 3 und 4 nicht büschelartig aufgefächert, sondern erstrecken sich weitgehend gerade in die Bauteilnuten 26, 28 hinein. Hierdurch ergibt sich eine geordnetere Anordnung der Fasern 36. Ein weiterer Unterschied ergibt sich aus FIG 4, die eine Aufsicht aus der in FIG 3 gezeigten Richtung A auf das Dichtelement darstellt. First of all, the fibers 36 in the end sections 30, 32 in FIG. 3 and 4 are not fanned out in the manner of tufts, but extend largely straight into the component grooves 26, 28. This results in a more ordered arrangement of the fibers 36. Another difference results from FIG 4, which represents a plan view of the direction A shown in FIG 3 on the sealing element.
Die Erstreckungsrichtung der Fasern 36, die gerade angeordnet sind, weist gegenüber der in FIG 4 von oben nach unten verlaufenden Hauptrichtung des Dichtelements einen Winkel von 45° auf. Sie erstrecken sich dabei immer noch in der radial- azimuthalen Ebene der Gasturbine 1. Hierdurch ergibt sich eine schräge Anordnung der Fasern der Endabschnitte 30, 32 in den Bauteilnuten 26, 28, so dass diese besonders leicht ein- federn können und flexibel auf Größenänderungen des Spaltes 22 reagieren. The direction of extension of the fibers 36, which are currently arranged, has an angle of 45 ° relative to the main direction of the sealing element running from top to bottom in FIG. They still extend in the radial-azimuthal plane of the gas turbine 1. This results an oblique arrangement of the fibers of the end portions 30, 32 in the Bauteilnuten 26, 28, so that they can easily feather and react flexibly to changes in size of the gap 22.

Claims

Patentansprüche claims
1. Dichtelement (24) zur Dichtung eines Spaltes (22) zwi- sehen zwei thermisch gegeneinander beweglichen Bauteilen1. sealing element (24) for sealing a gap (22) between see two thermally mutually movable components
(12, 20), die jeweils eine Bauteilnut (26, 28) aufweisen, wobei das Dichtelement (24) entlang einer Hauptlinie gerichtet ist und in einem im Wesentlichen zur Hauptlinie senkrechten Querschnitt einen ersten Endabschnitt (30) und einen zweiten Endabschnitt (32) sowie einen zwischen den Endabschnitten (30, 32) angeordneten Mittelbereich (34) aufweist , (12, 20), each having a component groove (26, 28), said sealing element (24) being directed along a main line and having a first end portion (30) and a second end portion (32) in a substantially vertical cross-section. and a middle region (34) arranged between the end sections (30, 32),
dadurch gekennzeichnet, dass beide Endabschnitte (30, 32) bündelartig angeordnete Fasern (36) umfasst, die sich zwi- sehen den jeweiligen Endabschnitten (30, 32) durch den Mittelbereich (34) erstrecken und im Mittelbereich (34) von einem Rahmenelement (38) umfasst sind.  characterized in that both end portions (30, 32) comprise bundle-like fibers (36) extending between the respective end portions (30, 32) through the central region (34) and in the central region (34) of a frame member (38 ) are included.
2. Dichtelement (24) nach Anspruch 1, Second sealing element (24) according to claim 1,
bei dem beide Endabschnitte (30, 32) bündelartig angeordnete Fasern (36) umfassen.  wherein both end portions (30, 32) comprise bundle-like fibers (36).
3. Dichtelement (24) nach Anspruch 1 oder 2, 3. sealing element (24) according to claim 1 or 2,
bei dem die Fasern (36) ausschließlich im Mittelbereich (34) von einem Rahmenelement (38) umfasst sind.  in which the fibers (36) are comprised exclusively in the middle region (34) of a frame element (38).
4. Dichtelement (24) nach Anspruch 3, 4. sealing element (24) according to claim 3,
bei dem das Rahmenelement (38) zumindest teilweise aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff gefertigt ist.  in which the frame element (38) is at least partially made of a ceramic fiber composite material.
5. Dichtelement (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Erstreckungsrichtung der Fasern (36) gegenüber der Hauptlinie einen Winkel von weniger als 90° aufweist. 5. sealing element (24) according to any one of claims 1 to 4, wherein an extension direction of the fibers (36) relative to the main line has an angle of less than 90 °.
6. Dichtelement (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. sealing element (24) according to one of the preceding claims,
welches sich vom Mittelbereich (34) zu den Endabschnitten (30, 32) hin erweitert. which widens from the middle region (34) to the end sections (30, 32).
7. Dichtelement (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. sealing element (24) according to any one of the preceding claims,
bei dem zumindest ein Teil der Fasern (36) aus einem metallischen Werkstoff besteht.  in which at least a part of the fibers (36) consists of a metallic material.
8. Dichtelement (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Sealing element (24) according to one of the preceding claims,
bei dem zumindest ein Teil der Fasern (36) aus einem keramischen Werkstoff besteht.  in which at least a part of the fibers (36) consists of a ceramic material.
9. Gasturbine (1) mit einem Heißgasbereich (14) und einem hiervon abzudichtenden Kühlgasbereich (16) zur Kühlung von Leitschaufeln (6) , 9. gas turbine (1) with a hot gas region (14) and a cooling gas region (16) to be sealed therefrom for cooling guide vanes (6),
wobei die Bereiche (14, 16) durch eine Mehrzahl in Umfangs- richtung und in axialer Richtung angeordneter Bauteile (12, 20) voneinander getrennt sind und zumindest ein erstes Bauteil (12) und ein zweites Bauteil (20) durch einen Spalt (22) beabstandet sind und das erste Bauteil (12) und das zweite Bauteil (20) eine Bauteilnut (26, 28) aufweisen, in die den Spalt (22) dichtend ein Dichtelement (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.  wherein the regions (14, 16) are separated from one another by a plurality of components (12, 20) arranged in the circumferential direction and in the axial direction and at least one first component (12) and a second component (20) are separated by a gap (22). are spaced apart and the first component (12) and the second component (20) have a Bauteilnut (26, 28), in which the gap (22) sealingly a sealing element (24) is arranged according to one of the preceding claims.
10. Gasturbine (1) nach Anspruch 8, 10. Gas turbine (1) according to claim 8,
bei der der in die jeweilige Bauteilnut (26, 28) einzufüh- rende Endabschnitt (30, 32) gegenüber der Bauteilnut (26, 28) ein geringes Übermaß aufweist.  in which the end section (30, 32) to be introduced into the respective component groove (26, 28) has a slight oversize relative to the component groove (26, 28).
11. Gasturbine (1) nach Anspruch 8 oder 9, 11. Gas turbine (1) according to claim 8 or 9,
bei der das Dichtelement (24) in eine Bauteilnut (26, 28) eingreift, die sich von dem Spalt (22) weg in das Bauteil (12, 20) hinein verjüngt.  in which the sealing element (24) engages in a component groove (26, 28) which tapers away from the gap (22) into the component (12, 20).
PCT/EP2014/053534 2013-03-20 2014-02-24 Sealing element for sealing a gap and corresponding gas turbine WO2014146866A1 (en)

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