DE60307100T2

DE60307100T2 - Dichtungsanordnung für den rotor einer turbomaschine

Info

Publication number: DE60307100T2
Application number: DE60307100T
Authority: DE
Inventors: Igor A. Bekrenev; Arkadi Fokine; Frank Hummel; Igor Ossipov; Serguei Trifonov
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: GE Vernova GmbH
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: DE60307100D1; EP1371814A1; EP1511920A1; US20050129525A1; WO2003104617A1; US7220099B2; AU2003238080A1; EP1511920B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung für einen Rotor einer Turbomaschine. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung eine Abdichtvorrichtung, die bei dem Rotor einer Gasturbine verwendet werden kann.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es ist ein bekanntes Problem, dass aus den von Einzelteilen wie Schaufelfüßen und Wärmeabschirmungen eines Rotors in einer Turbomaschine gebildeten Strömungskanälen Gase austreten können. Die Auswirkungen eines solchen Austretens sind jeweils von der Art der Turbomaschine abhängig, zu ihnen gehören jedoch: überflüssiges Aufheizen, Festigkeitsverlust, mechanisches Versagen, Leistungsverlust und Notwendigkeit unnötig teurer Materialien.
Es ist allgemein üblich. die oben angegebenen Probleme durch die Verwendung von Abdichtelementen anzugehen, die häufig in Form von zwischen den Einzelteilen angebrachten Platten vorliegen. Bei einer typischen Vorrichtung wird ein Abschnitt jeder Platte in einen Schlitz in dem Fußteil einer Schaufel und ein anderer Abschnitt in einen in einer daneben liegenden Wärmeabschirmung ausgebildeten Schlitz eingeführt.
Solche Vorrichtungen sind zwar bei der Reduzierung von Gasaustritten erfolgreich gewesen, weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Schlitze in den nebeneinander liegenden Einzelteilen auf der gleichen radialen Höhe bereitgestellt und die Einzelteile zur Umsetzung dieser Voraussetzung mit äußerst geringen Toleranzen hergestellt werden müssen. Es ist weiterhin der Fall, dass sich die relativen Positionen der Schlitze aufgrund des Einflusses hoher Temperaturen und Zentrifugalkräfte beim Betrieb der Turbomaschine ändern können, was dazu führt, dass eine Platte Scherung oder Bruch unterliegen kann.
Um dieses gegenseitige Verschieben der Schlitze auszugleichen, macht man bekanntermaßen die Schlitze breiter als die Dicke der Abdichtplatten. In diesem Fall sind die Platten jedoch in ihren Schlitzen stark verdreht, was auf unbefriedigende Weise in hohem Maß zu Leckagen an der Dichtung führt. Wenn zwischen einzelnen Abdichtelementen in Umfangsrichtung zahlreiche Verbindungsstellen vorliegen, steigt die Anzahl potenzieller Austrittswege in der Regel an, was dazu führt, dass sich das Problem besonders verschärft.
US 4,484,858 legt einen Turbinenrotor mit einem Mittel zum Verhindern des Austretens von Luft durch das Außenende des Abstandhalters offen, wobei eine Abdichtvorrichtung bereitgestellt wird, bei der es sich um einen Dichtungsdraht 16 handelt, der in eine Nut eines Abstandhalterelements gelegt wird und die Nut überragt und fast gasdicht einen Vorsprung einer Schaufel in Eingriff nimmt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung soll die Effektivität von Dichtungen zwischen Einzelteilen des Rotors einer Turbomaschine erhöhen sowie für eine größere relative Bewegungsfreiheit zwischen diesen Einzelteilen sorgen.
Dementsprechend stellt ein erster Aspekt der Erfindung eine Abdichtvorrichtung für einen Rotor einer Turbomaschine nach Anspruch 1 bereit.
Vorzugsweise sind das erste Element und der erste Schlitz jeweils so angeordnet, dass sie sowohl im Wesentlichen in axialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist. Vorzugsweise sind des Weiteren der zweite und der dritte Schlitz und das zweite Element jeweils so angeordnet, dass sie sowohl im Wesentlichen in radialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Abdichtelement so konfiguriert, dass es, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist, eine Umfangslänge aufweist, die im Wesentlichen gleich dem Schaufelabstand des Rotors oder im Wesentlichen gleich einem Mehrfachen des Schaufelabstandes des Rotors ist.
Das Abdichtelement kann mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sein.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung stellt ein Abdichtelement für einen Rotor einer Turbomaschine bereit, das ein Ringsegment definiert und im Querschnitt allgemein T-förmig ist.
Das Abdichtelement kann ein erstes Element umfassen, das für die axiale Ausrichtung in einem Rotor ausgelegt ist, wenn es für den Gebrauch installiert ist, und ein zweites Element, das für die radiale Ausrichtung in einem Rotor ausgelegt ist, wenn es für den Gebrauch installiert ist. Es kann ebenso mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sein.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Schaufel für einen Rotor einer Turbomaschine bereitgestellt, die einen Schaufelfuß umfasst, der mit einem ersten und einem zweiten Schlitz versehen ist, die so ausgelegt sind, dass sie im Wesentlichen radial verlaufen, wenn die Schaufel in einem Rotor installiert ist, so dass ein radial. verlaufendes Element eines Abdichtelements aufgenommen werden kann, wobei der erste radiale Schlitz in einer Richtung verläuft, die einer Richtung, in der der zweite radiale Schlitz verläuft, im Wesentlichen entgegengesetzt ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Rotor für eine Turbomaschine nach Anspruch 9 bereitgestellt.
Vorzugsweise sind das erste Element und der erste Schlitz jeweils so angeordnet, dass sie sowohl im Wesentlichen in axialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen. Vorzugsweise sind des Weiteren der zweite und der dritte Schlitz und das zweite Element jeweils so angeordnet, dass sie sowohl im Wesentlichen in radialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist jedes Abdichtelement eine Umfangslänge auf, die im Wesentlichen gleich dem Schaufelabstand des Rotors oder im Wesentlichen gleich einem Mehrfachen des Schaufelabstandes des Rotors ist.
Jedes Abdichtelement kann mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sein.
Die Abdichtelemente können vorteilhafterweise so positioniert sind, dass die Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen nicht mit den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln und/oder Wärmeabschirmungen übereinstimmen. In dieser Hinsicht ist es besonders bevorzugt, wenn die Abdichtelemente so positioniert sind, dass zwischen den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen und den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln und/oder Wärmeabschirmungen im Wesentlichen ein maximaler Versatz besteht.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Prozess für die Herstellung eines Rotors für eine Turbomaschine nach Anspruch 17 bereitgestellt.
Die ersten und/oder die zweiten Abdichtelemente sind vorzugsweise so positioniert, dass die Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen nicht mit den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln und/oder Wärmeabschirmungen übereinstimmen.
Die ersten und/oder die zweiten Abdichtelemente sind besonders bevorzugt so positioniert, dass zwischen den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen und den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln und/oder Wärmeabschirmungen im Wesentlichen ein maximaler Versatz besteht.
Die Bereitstellung solcher Schlitze und entsprechend konfigurierter Vorsprünge an dem Abdichtelement sorgt für zwei Freiheitsgrade, da die Vorrichtung sowohl eine axiale als auch eine radiale Bewegung zwischen nebeneinander liegenden Einzelteilen berücksichtigt. Dies ermöglicht wiederum eine Minimierung des Mindestspalts am Verbindungspunkt zwischen den Teilen und den Abdichtelementen, was zu einer Verbesserung der F1uiddichtheit führt. Es ist des Weiteren der Fall, dass Zentrifugalkräfte im laufenden Motor zu diesem Effekt beitragen, da sie das Abdichtelement gegen eine Seite des Schlitzes drücken, in dem es sich befindet, und dadurch die Dichtigkeit der Verbindung und die Sicherheit der Dichtung noch weiter verbessern. Es ist des Weiteren der Fall, dass die relativen Eigenschaften der Schaufel, der Wärmeabschirmung und der Abdichtelemente einen äußerst effizienten und effektiven Herstellungsprozess ermöglichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nunmehr Ausführungsformen der Erfindung im Sinne von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Rotors ist, der eine Abdichtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält,
2 eine 1 entsprechende Ansicht ist, die darstellt, wie die Wärmeabschirmung am Rotor angebracht werden kann, und
3 eine Teilschnittansicht in Richtung A in 2 ist.
Die Zeichnungen zeigen nur die für die Erfindung wesentlichen Teile. Gleiche Elemente werden in den unterschiedlichen Zeichnungen auf die gleiche Weise nummeriert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt einen Teil eines Rotors, der eine Ausführungsform der Erfindung definiert. Die Vorrichtung umfasst eine Rotorwelle 1, an der eine Rotorschaufel 2 und Wärmeabschirmungen 3, 4 angebracht sind. Diese Anordnung wird über die Länge des Rotors und um dessen Umfang herum wiederholt, die nachfolgende Erläuterung wird sich jedoch zunächst der Übersichtlichkeit halber auf den abgebildeten Teil konzentrieren.
Jede Wärmeabschirmung 3, 4 umfasst einen Fußkörperabschnitt 18, der im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig ist und abgerundete Ecken aufweist. Der Schlitz 15, 16 zum Aufnehmen des Fußkörpers ist entsprechend konfiguriert, weist jedoch größere Abmessungen auf, so dass sich der Fußkörperabschnitt 18 wie in 2 gezeigt in begrenztem Ausmaß in axialer Richtung in dem Schlitz 16 bewegen kann. Form und Konfigurationen der Schaufel und der Wärmeabschirmungen sowie ihrer jeweiligen Fußabschnitte sind im Allgemeinen komplex, aber bekannt. Aus diesem Grund werden sie hier nicht genauer beschrieben. Die Abschnitte des Aufbaus, die für die Definition dieser Ausführungsform der Erfindung in erster Linie maßgeblich sind, sind in 1 vergrößert dargestellt, auf die nunmehr Bezug genommen wird.
Der Ausdehnungsspalt zwischen der Schaufel 2 und jeder Wärmeabschirmung 3, 4 wird jeweils von einem Abdichtelement 5, 6 abgedichtet. Jedes Abdichtelement ist im Querschnitt in etwa T-förmig und bogenförmig, damit es mit dem Krümmungsradius des Rotors in seiner radialen Lage, in der es sich bei der Verwendung befindet, übereinstimmt. Die Abdichtelemente 5, 6 können daher als Segmente eines Rings betrachtet werden, bei denen der Querbalken des „T" und der Fuß des „T" radial ausgerichtet sind. In dem in 1 dargestellten zusammengebauten Zustand ist jedes Abdichtelement 5, 6 in einem jeweiligen radial und in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 9, 10 in der Schaufel 2 und in einem jeweiligen axial und in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 7, 8 in der daneben liegenden Wärmeabschirmung 3, 4 untergebracht. Damit sie mit den Schlitzen übereinstimmen, ist jedes Abdichtelement in einem jeweiligen radial und in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 9, 10 mit einem jeweiligen radial verlaufenden Element 13, 14 ausgestattet und mit einem jeweiligen axial verlaufenden Element 11, 12, das in einem jeweiligen axial und in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 7, 8 untergebracht ist.
Der radiale Verlauf jedes radial verlaufenden Elements 13, 14 ist kürzer als der des jeweiligen Schlitzes 9, 10, in dem es sich befindet. Auf ähnliche Weise ist der axiale Verlauf jedes axial verlaufenden Elements 11, 12 ist kürzer als der des jeweiligen Schlitzes 7, 8, in dem es sich befindet. Aufgrund dieser Konfiguration kann die relative radiale Bewegung zwischen der Schaufel 2 und den Wärmeabschirmungen 3, 4 durch die Bewegung der axial verlaufenden Elemente 11, 12 in ihren jeweiligen Schlitzen 7, 8 berücksichtigt werden. Auf ähnliche Weise kann die relative radiale Bewegung zwischen der Schaufel 2 und den Wärmeabschirmungen 3, 4 durch die Bewegung der radial verlaufenden Elemente 13, 14 in ihren jeweiligen radial verlaufenden Schlitzen 9, 10 berücksichtigt werden. Die Vorrichtung weist somit zwei Freiheitsgrade auf, wodurch es möglich wird, dass die Abdichtelemente 5, 6 sowohl beim Zusammenbau als auch beim Betrieb jede beliebige Zwischenposition zwischen den Schlitzen 9, 10 in der Schaufel 2 und den Schlitzen 7, 8 in den Wärmeabschirmungen 3, 4 einnehmen können.
Um die Reibung zwischen den Abdichtelementen und den Kontaktflächen der Schlitze, in denen sie sich befinden, zu verringern, kann bei Bedarf eine reibungsmindernde Oberflächenbeschichtung auf die Abdichtelemente oder einen beziehungsweise beide Schlitze aufgebracht werden.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 das Zusammenbauen des Rotors beschrieben.
Zunächst wird die erste Reihe Wärmeabschirmungen 3 (in 1 links gezeigt) an der Rotorwelle 1 angebracht. Als Nächstes werden die Schaufeln 2 an der Rotorwelle 1 angebracht, und ein Spalt, der der abstandsbezogenen Länge L (zwei Abstände, siehe 3) eines einzelnen Abdichtelements entspricht, wird in einer vorgegebenen Position gelassen, wobei aber mehrere solcher Spalte um den Umfang herum in unterschiedlichen Positionen gelassen werden können, wenn dies bevorzugt wird. Es ist des Weiteren nicht notwendig, dass die abstandsbezogene Länge der Abdichtelemente zwei Abstände beträgt, so dass der Spalt bei alternativen Ausführungsformen nur einer Schaufel oder mehreren Schaufeln entsprechen kann, je nachdem, welche Länge für das Abdichtelement gewählt wird.
Jedes Abdichtelement 5, das zwischen der ersten Reihe Wärmeabschirmungen 3 und den Schaufeln 2 befestigt werden soll, wird über den Spalt installiert. In dieser Hinsicht wird das axial verlaufende Element 11 des Abdichtelements 5 in dem jeweiligen axial verlaufenden Schlitz 7 direkt neben dem Spalt befestigt und dann in Umfangsrichtung derart verschoben, dass sein radial verlaufendes Element 13 in den radial verlaufenden Schlitz 9 des ersten Schaufelfußes neben dem Spalt eingeführt wird. Ist eine ausreichende Anzahl Abdichtelemente 5, die mit der Anzahl der installierten Schaufeln 2 übereinstimmt, befestigt worden, werden auf ähnliche Weise über den Spalt Abdichtelemente 6 auf der gegenüberliegenden axialen Seite der Reihe Schaufeln 2 angebracht, wobei es aber auf dieser Seite der Reihe Schaufeln 2 zu diesem Zeitpunkt keine Reihe Wärmeabschirmungen gibt, in denen sie befestigt werden müssen.
Da zum Bilden des Spalts in der Schaufelreihe zwei Schaufeln 2 ausgelassen worden sind, müssen die letzten Abdichtelemente 5, 6 noch in die Schaufelfußschlitze 7, 8 dieser ausgelassenen Schaufeln 2 eingeführt werden. Diese Abdichtelemente 5, 6 werden daher mithilfe der jeweiligen radialen Schlitze 9, 10 in den ausgelassenen Schaufeln 2 auf den entsprechenden gegenüberliegenden Seiten dieser Schaufeln 2 befestigt, und die entstehende Vorrichtung, die eine fertiggestellte Baugruppe definiert, wird dann insgesamt in dem Spalt befestigt. Die Abdichtelemente 5, 6 auf beiden Seiten der Schaufelreihe werden nachfolgend in Positionen um den Umfang herum bewegt, wobei die Spalte zwischen nebeneinander liegenden Schaufelplattformen und die Spalte zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen einen maxima len Versatz aufweisen, damit Austrittswege reduziert werden.
Schließlich wird die zweite Reihe Wärmeabschirmungen 4 (in 1 rechts gezeigt) gebaut, indem die Wärmeabschirmungen 4 durch jeweilige dezentrale Nuten 17 an einer oder mehreren Positionen installiert und in Umfangsrichtung in jeweilige Endpositionen bewegt werden. Wenn sich die Wärmeabschirmungen 4 in ihren Positionen befinden, werden sie jeweils wie in 2 gezeigt zu dem daneben liegenden Abdichtelement 6 hin bewegt, damit das axial vorstehende Element 12 des Abdichtelements 6 in dem axialen Schlitz 8 der Wärmeabschirmung aufgenommen wird, wenn es diesen ansteuert. Wenn dies bevorzugt wird, braucht die Wärmeabschirmung 4 jedoch nicht auf diese Weise mit einem einzelnen Abdichtelement 6 verbunden zu werden. Dies liegt daran, dass aufgrund der Möglichkeit, die Wärmeabschirmungen 4 in Umfangsrichtung und die Formen des axial vorstehenden Elements 12 und der Schlitze 8 gemeinsam zu bewegen, die Wärmeabschirmungen 4 zunächst mit mehr als einem daneben liegenden Abdichtelement 6 verbunden sein und anschließend in Umfangsrichtung ausgerichtet werden können. Das Verbinden kann in der Tat sogar erfolgen, bevor die Wärmeabschirmung 4 in Umfangsrichtung bewegt wird.
Nach dem Zusammenbauen des zweiten Rings Wärmeabschirmungen 4 kann die nächste Reihe Schaufeln an der Rotorwelle 1 befestigt und der obige Prozess wiederholt werden.
Die obige Ausführungsform stellt zwar die axial verlaufenden Schlitze in den Wärmeabschirmungen und die radial verlaufenden Schlitze in den Schaufelfüßen bereit, es ist jedoch ebenso eine umgekehrte Anordnung (mit den axial verlaufenden Schlitzen in den Schaufelfüßen und den radial verlaufenden Schlitzen in den Wärmeabschirmungen) realisierbar. Des Weiteren müssen die axial verlaufenden Elemente der Abdichtelemente nicht wie bei der oben angegebenen Ausführungsform von der Hälfte der radial verlaufenden Elemente aus verlaufen, und andere Konfigurationen können besonders sinnvoll sein, wenn es im Hinblick auf die Position der Schlitze in den Wärmeabschirmungen und den Schaufelfüßen Einschränkungen gibt.
Die Möglichkeit, eine relative Bewegung zwischen den Wärmeabschirmungen und den Schaufeln zu berücksichtigen, ergibt sich aus den zwei Freiheitsgraden, die durch die Anordnung entstehen, statt durch die genaue Ausrichtung der beiden Richtungen einer möglichen Bewegung. Es ist daher so, dass die Elemente der Abdichtelemente und die aufnehmenden Schlitze nicht unbedingt in der axialen und der radialen Richtung ausgerichtet sein müssen.
Zahlreiche weitere Varianten und Modifikationen werden für Fachleute bei Bezugnahme auf die oben angegebene Ausführungsform der Erfindung offensichtlich sein, die nur im Sinne eines Beispiels augeführt wurde, wobei der Schutzumfang der Erfindung von den beigefügten Ansprüchen bestimmt wird.

1: Rotorwelle
2: Rotorschaufel
3: Wärmeabschirmung
4: Wärmeabschirmung
5: Abdichtelement
6: Abdichtelement
7: Schlitz
8: Schlitz
9: Schlitz
10: Schlitz
11: Element
12: Element
13: Element
14: Element
15: Schlitz
16: Schlitz
17: Nut
18: Fußkörperabschnitt

Claims

Abdichtvorrichtung für einen Rotor einer Turbomaschine, die Folgendes umfasst: eine Schaufel (2), eine Wärmeabschirmung (3, 4) und ein Abdichtelement (5, 6) zum Abdichten zwischen der Schaufel (2) und der Wärmeabschirmung (3, 4), wenn die Schaufel (2), die Wärmeabschirmung (3, 4) und das Abdichtelement (5, 6) für die Verwendung im Rotor zusammengebaut sind, und die Wärmeabschirmung (3, 4) einen ersten Schlitz (7, 8) zum Aufnehmen eines ersten Elements (11, 12) des Abdichtelements (5, 6) umfasst, wobei ein Fußabschnitt der Schaufel (2) einen zweiten und einen dritten Schlitz (9, 10) zum Aufnehmen eines zweiten Elements (13, 14) des Abdichtelements (5, 6) umfasst, der erste Schlitz (7, 8) in einer Richtung verläuft, die zu einer Richtung, in der der zweite und der dritte Schlitz (9, 10) verlaufen, im Wesentlichen senkrecht ist, der zweite Schlitz (9, 10) in einer Richtung verläuft, die einer Richtung, in der der dritte Schlitz verläuft, im Wesentlichen entgegengesetzt ist, und das erste Element (11, 12) in einer Richtung verläuft, die zu einer Richtung, in der das zweite Element (13, 14) verläuft, im Wesentlichen senkrecht ist.
Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Element (11, 12) und der erste Schlitz (7, 8) jeweils so angeordnet sind, dass sie sowohl im Wesentlichen in axialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist.
Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Element (13, 14) und der weite und der dritte Schlitz (9, 10) jeweils so angeordnet sind, dass sie sowohl im Wesentlichen in radialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist.
Abdichtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Abdichtelement (5, 6) so konfiguriert ist, dass es, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist, eine Umfangslänge aufweist, die im Wesentlichen gleich dem Schaufelabstand des Rotors oder im Wesentlichen gleich einem Mehrfachen des Schaufelabstandes des Rotors ist.
Abdichtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Abdichtelement (5, 6) mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen ist.
Abdichtvorrichtung (5, 6) für einen Rotor einer Turbomaschine, bei der das Abdichtelement (5, 6) ein Ringsegment definiert und im Querschnitt allgemein T-förmig ist.
Abdichtvorrichtung (5, 6) nach Anspruch 6, die ein erstes Element umfasst, das für die axiale Ausrichtung in einem Rotor ausgelegt ist, wenn es für den Gebrauch installiert ist, und ein zweites Element, das für die radiale Ausrichtung in einem Rotor ausgelegt ist, wenn es für den Gebrauch installiert ist.
Abdichtvorrichtung (5, 6) nach Anspruch 6 oder 7, bei der das Abdichtelement (5, 6) mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen ist.
Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schaufel Folgendes umfasst: einen Schaufelfuß, der mit einem ersten und einem zweiten Schlitz versehen ist, die so ausgelegt sind, dass sie im Wesentlichen radial verlaufen, wenn die Schaufel in einem Rotor installiert ist, so dass ein radial verlaufendes Element eines Abdichtelements aufgenommen werden kann, wobei der erste radiale Schlitz (9, 10) in einer Richtung verläuft, die einer Richtung, in der der zweite radiale Schlitz verläuft, im Wesentlichen entgegengesetzt ist.
Rotor für eine Turbomaschine, der Folgendes umfasst: eine Rotorwelle (1), mehrere in einer ringförmigen Reihe an der Rotorwelle (1) angebrachte Schaufeln (2), mehrere in einer ringförmigen Reihe an der Rotorwelle (1) angebrachte Wärmeabschirmungen (3, 4) und mehrere Abdichtelemente (5, 6) für das Abdichten zwischen den Schaufeln (2) und den Wärmeabschirmungen (3, 4), einschließlich der Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1.
Rotor nach Anspruch 10, bei dem jedes erste Element (11, 12) und jeder erste Schlitz (7, 8) jeweils so angeordnet sind, dass sie sowohl im Wesentlichen in axialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen.
Rotor nach Anspruch 10 oder 11, bei dem jeder zweite und dritte Schlitz (9, 10) und jedes zweite Element (13, 14) so angeordnet sind, dass sie sowohl im Wesentlichen in radialer Richtung als auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, wenn der Rotor für die Verwendung zusammengebaut ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem jedes Abdichtelement (5, 6) eine Umfangslänge aufweist, die im Wesentlichen gleich dem Schaufelabstand des Rotors oder im Wesentlichen gleich einem Mehrfachen des Schaufelabstandes des Rotors ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem jedes Abdichtelement (5, 6) mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem die Abdichtelemente (5, 6) so positioniert sind, dass die Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen (5, 6) nicht mit den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln (2) und/oder Wärmeabschirmungen (3, 4) übereinstimmen.
Rotor nach Anspruch 15, bei dem die Abdichtelemente (5, 6) so positioniert sind, dass zwischen den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen (5, 6) und den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln (2) und/oder Wärmeabschirmungen (3, 4) im Wesentlichen ein maximaler Versatz besteht.
Prozess für die Herstellung eines Rotors für eine Turbomaschine, der Folgendes umfasst: (i) Befestigen mehrerer erster Wärmeabschirmungen (3) in einer ersten üblichen axialen Position an einer Rotorwelle (1), so dass sie eine ringförmige Reihe definieren, (ii) Befestigen mehrerer Schaufeln (2) in einer zweiten üblichen axialen Position an der Rotorwelle (1), so dass sie in einer ringförmigen Reihe mit einem peripheren Spalt von einem oder mehreren Schaufelabständen zwischen zwei vorgegebenen der Schaufeln (2) angeordnet sind, (iii) nacheinander erfolgendes Installieren mehrerer erster Abdichtelemente (5) zwischen der Reihe Schaufeln (2) und der Reihe erster Wärmeabschirmungen (3) durch Einführen eines allgemein axial verlaufenden Elements jedes ersten Abdichtelements (5) in einen allgemein axial verlaufenden Schlitz (7) einer ersten Wärmeabschirmung (3), die axial neben dem Spalt in den Schaufeln (2) liegt, und nachfolgendes Verschieben in Umfangsrichtung, um ein allgemein radial verlaufendes Element davon in einen ersten und einen zweiten allgemein radial verlaufenden Schlitz (7) einzuführen, mit dem eine der zwei vorgegebenen der Schaufeln (2) versehen ist, (iv) nacheinander erfolgendes Installieren mehrerer zweiter Abdichtelemente (6) auf einer Seite der Reihe Schaufeln (2), die der Position der ersten Abdichtelemente (5) axial gegenüberliegt, durch Einführen eines allgemein radial verlaufenden Elements jedes zweiten Abdichtelements (6) in einen dritten und einen vierten allgemein radial verlaufenden Schlitz (8), mit dem eine der zwei vorgegebenen der Schaufeln (2) versehen ist, (v) Befestigen eines oder mehrerer erster Abdichtelemente (5) und eines oder mehrerer zweiter Abdichtelemente (6) auf jeweils gegenüberliegenden Seiten einer Schaufel oder von Schaufeln (2) in Übereinstimmung mit dem Spalt, um eine fertiggestellte Baugruppe zu bilden, (vi) Installieren der fertiggestellten Baugruppe in dem Spalt, um die Reihe Schaufeln (2) zu vervollständigen, und (vii) Befestigen einer Reihe zweiter Wärmeabschirmungen (4) in einer dritten üblichen axialen Position an der Rotorwelle (1), so dass sie eine ringförmige Reihe definieren, wobei mindestens eine der zweiten Wärmeabschirmungen (4) zu den zweiten Abdichtelementen (6) hin bewegt wird, damit sie beim Befestigen ein allgemein axial verlaufendes Element eines oder mehrerer Wärmeabschirmungen (4) in einem allgemein axial verlaufenden Schlitz davon aufnimmt.
Prozess nach Anspruch 17, bei dem die ersten und/oder die zweiten Abdichtelemente (5, 6) so positioniert sind, dass die Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen (5, 6) nicht mit den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln (2) und/oder Wärmeabschirmungen (3, 4) übereinstimmen.
Prozess nach Anspruch 18, bei dem die ersten und/oder die zweiten Abdichtelemente (5, 6) so positioniert sind, dass zwischen den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Abdichtelementen (5, 6) und den Umfangspositionen von Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Schaufeln (2) und/oder Wärmeabschirmungen (3, 4) im Wesentlichen ein maximaler Versatz besteht.