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DE69623574T2 - Statorring - Google Patents

Statorring

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Publication number
DE69623574T2
DE69623574T2 DE69623574T DE69623574T DE69623574T2 DE 69623574 T2 DE69623574 T2 DE 69623574T2 DE 69623574 T DE69623574 T DE 69623574T DE 69623574 T DE69623574 T DE 69623574T DE 69623574 T2 DE69623574 T2 DE 69623574T2
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DE
Germany
Prior art keywords
segment
seal
outer blade
passages
ring
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE69623574T
Other languages
English (en)
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DE69623574D1 (de
Inventor
Ewing, Jr.
Daniel E. Kane
Arthur J. Van Suetendael Iv
Kevin L. Worley
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RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Publication of DE69623574T2 publication Critical patent/DE69623574T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/55Seals
    • F05D2240/56Brush seals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Turbinenmaschinen-Rotoranordnungen generell und Rotoranordnungskränze, äußere Laufschaufelluftdichtungen dafür und Luftdichtungs-Körpersegmente im Speziellen.
  • Eine typische Gasturbinenmaschine weist einen Bläser, einen Verdichter, eine Brennkammereinrichtung und eine Turbine auf, die entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind. Der Bläser- und Verdichterabschnitt leisten Arbeit an der Luft, die in die Maschine eingezogen wird und erhöhen den Druck und die Temperatur der Luft. Brennstoff wird der Luft, an der Arbeit verrichtet wurde, zugeführt, und sie werden in der Brennkammereinrichtung verbrannt. Die Verbrennungsprodukte und sämtliche unverbrannte Luft, was nachfolgend als Kerngasströmung bezeichnet wird, treiben anschließend die Turbine an und verlassen die Maschine unter Erzeugung von Schub. In den meisten Fällen weist die Turbine einige Stufen auf, von denen jede eine Rotoranordnung und mindestens eine Anordnung stationärer Leitschaufeln aufweist. Die Kerngasströmung lässt die Rotoranordnung rotieren und ermöglicht es so den Rotoranordnungen, Arbeit anderswo in der Maschine zu verrichten. Die Anordnungen stationärer Leitschaufeln, die vor und/oder nach den Rotoranordnungen angeordnet sind, führen die Kerngasströmung, welche in die Rotoranordnungen gelangt und/oder diese verlässt.
  • Ein Kranz ist radial außerhalb der Rotoranordnung zum Abdichten zwischen dem Turbinengehäuse und der Rotoranordnung angeordnet. Der Kranz weist eine äußere Laufschaufelluftdichtung auf, die generell aus einer Mehrzahl von Segmenten gebildet ist, welche Seite an Seite um den Umfang der Rotoranordnung herum angeordnet sind. Die äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmente sind in enger Nähe zu den Spitzen der Rotorlaufschaufeln abgestützt.
  • Die extrem hohe Temperatur der Kerngasströmung, welche durch die Turbine tritt, macht eine Kühlung in vielen der Turbinenbauteilen erforderlich. Das trifft besonders zu für die äußeren Laufschaufelluftdichtungen. Die Kranzkomponenten werden von Luft gekühlt, die von dem Verdichter bei einer Temperatur, die geringer ist, und einem Druck, der größer ist als das Entsprechende der Kerngasströmung, abgezapft wird. Es gibt jedoch eine Abwägung bei der Verwendung von Luft, an der der Verdichter Arbeit geleistet hat, zu Kühlzwecken. Einerseits kühlt die Zapfluft, wo Zugang geschaffen wird, und der höhere Druck der Zapfluft verhindert eine schädliche Einströmung von heißem Kerngas. Andererseits leistet die von dem Verdichter abgezapfte Luft nicht so viel Arbeit, wie sie das sonst tun könnte, und verringert so den Wirkungsgrad der Maschine. Das trifft insbesondere zu, wenn zu viel Zapfluft wegen unerwünschter Löcher auf dem Kühlweg zu Kühlzwecken verwendet wird.
  • Die äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmente können in dem Kranz vorgespannt sein, um eine korrekte Abdichtung zwischen der äußeren Laufschaufelluftdichtung und dem Gegenstand, welcher es auch immer sein mag, der der Dichtung benachbart ist, sicherzustellen, und um schädliche Schwingungen zu vermeiden. Schwingung kann bewirken, dass die äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmente vorzeitig verschleißen. Einige Kränze des Stands der Technik verwenden einen Ring, um gemeinsam die äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmente um den Umfang des Kranzes vorzuspannen. Eine Schwierigkeit bei diesem Ansatz liegt darin, dass die Segmente in ihrem Toleranzbereich sich in der Größe unterscheiden. Wenn in der Anordnung des Kranzes einige "dicke" Segmente einem "dünnen" Segment benachbart angeordnet sind, kann die Vorspannkraft des Rings nicht so vollständig, wie sie bei den dicken Segmenten aufgebracht wird, auf das dünne Segment aufgebracht werden. In der Folge kann sich ein Raum zwischen den dünnen Segment und dem Ring bilden, der einen unerwünschten Leckpfad für Zapfluft schafft. Außerdem können die dünnen Segmente leichter angeregt werden und sind deshalb schwingungsanfällig.
  • Die durch den Toleranzbereich der Segmentdicken verursachten Leckströmungs- und Schwingungsprobleme können gelöst werden, indem alle Segmente als Anordnung gemeinsam bearbeitet werden, um eine einzige bearbeitete Oberfläche zu erzeugen. Das Bearbeiten der äußeren Laufschaufelluftdichtung als eine Anordnung ist jedoch eine schwierige und aufwändige Angelegenheit. Außerdem müsste, falls eines der "bearbeiteten" äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmente später ersetzt werden müsste, dieses Austauschteil auch bedarfsgerecht bearbeitet werden.
  • US 4 050 843 beschreibt eine Gasturbinenmaschine mit einem äußeren Laufschaufelluftdichtungssegment für einen Kranz, aufweisend Passagen zum Aufnehmen von Kühlluft. Die Segmente sind von sich axial erstreckenden Hebeln abgestützt.
  • US 5 395 212 beschreibt eine Gasturbinenmaschinen-Laufschaufel mit inneren Passagen, welche mit Rippen und Flossen zum Erhöhen des Wärmeübertrags in der Kühlströmungspassage versehen sind.
  • Benötigt wird jedoch ein Rotoranordnungskranz, der ein Minimum an Zapfluft verwendet, einer der haltbar ist, der leicht gewartet werden kann und der leicht ersetzbare Teile verwendet.
  • Gemäß einem ersten breiten Aspekt liefert die Erfindung ein äußeres Laufschaufelluftdichtungs-Körpersegment für einen Rotoranordnungskranz, aufweisend: eine erste Fläche, eine zweite Fläche und eine Mehrzahl von Passagen zum Aufnehmen von Kühlluft, welche zwischen den Flächen angeordnet ist; Mittel zum Abstützen des Segments in dem Kranz, wobei die Mittel zum Abstützen von der zweiten Fläche des Segments ausgehen; und Mittel zum Vorspannen eines jeden Körpersegments in dem Kranz, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Vorspannen einen Stiel aufweist, der von der zweiten Fläche des Körpersegments zum Eingriff mit dem Kranz wegragt, wobei die Anordnung der äußeren Laufschaufelluftdichtung in dem Kranz bewirkt, dass sich der Stiel verformt, und so das Körpersegment in dem Kranz vorspannt.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Luftdichtung und einen Kranz, der ein Segment gemäß der Erfindung beinhaltet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Kranz für eine Rotoranordnung bereitgestellt, aufweisend einen Befestigungsring, einen hinteren Dichtungsring, einen vorderen Dichtungsring und eine äußere Laufschaufelluftdichtung. Der Befestigungsring ist in dem Gehäuse, welches die Rotoranordnung umgibt, befestigt und weist ein erstes Befestigungsmittel auf. Die äußere Laufschaufelluftdichtung weist eine Mehrzahl von Körpersegmenten auf. Jedes Körpersegment weist eine erste Fläche, eine zweite Fläche, eine Mehrzahl von Passagen zum Aufnehmen von Kühlluft, welche zwischen den Flächen angeordnet sind, ein zweites Befestigungsmittel und einen Stiel zum Vorspannen jedes Körpersegments in Kontakt mit dem hinteren Dichtungsring auf. Das erste und das zweite Befestigungsmittel kooperieren, um die äußeren Laufschaufeldichtungssegmente in enger Nähe zu der Rotoranordnung abzustützen.
  • Gemäß einem bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung sind Mittel zum Verstärken des Wärmeübertrags in den Passagen vorgesehen, die in den Passagen angeordnet sind.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung bilden gegenüber liegende Ränder der äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmente zusammenpassende Überlappungshälften. Kühlpassagen sind in den zusammenpassenden Überlappungshälften angeordnet, um eine thermische Beschädigung zu verhindern.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, für die gilt:
  • Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht des Kranzes, der in dem Gehäuse angeordnet ist;
  • Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf ein äußeres Laufschaufelluftdichtungssegment;
  • Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht von äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmenten; und
  • Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der Passagen in einem äußeren Laufschaufeldichtungssegment.
  • Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Ein Kranz 10 ist zwischen einer Rotoranordnung 12 und dem Gehäuse 14, welche die Rotoranordnung 12 in der Turbine einer Gasturbinenmaschine (nicht gezeigt) umgibt, angeordnet. Die Rotoranordnung 12 weist eine Mehrzahl von Laufschaufeln 16 auf, die umfangsmäßig um eine Scheibe (nicht gezeigt) angeordnet sind. Die äußere radiale Oberfläche 18 einer jeden Laufschaufel kann als die Spitze 18 bezeichnet werden.
  • Der Kranz 10 ist in einem Ringraum 20 angeordnet, der radial zwischen dem Gehäuse und den Laufschaufelspitzen 18 der Rotoranordnung 12 und axial zwischen einer vorderen äußeren Leitschaufelabstützung 22 und einer hinteren äußeren Leitschaufelabstützung 24 gebildet ist. Der Kranz 10 weist einen Befestigungsring 26, eine äußere Laufschaufelluftdichtung 28, einen hinteren Dichtungsring 30 und einen vorderen Dichtungsring 32 auf. Der Befestigungsring 26 weist eine äußere radiale Oberfläche 34 und eine innere radiale Oberfläche 36 auf. Eine Presspassung zwischen der äußeren radialen Oberfläche 34 und dem Gehäuse 14 fixiert den Befestigungsring 26 in dem Gehäuse 14. Der Befestigungsring 26 weist ferner ein erstes Befestigungsmittel 38 auf, welches eine Mehrzahl von "L"-förmigen Flanschen 40 aufweist, die von der inneren radialen Oberfläche 36 weg ragen.
  • Es wird auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen. Eine äußere Laufschaufelluftdichtung 28 ist aus einer Mehrzahl von Körpersegmenten 42 gebildet, die miteinander verbunden sind, welche kollektiv einen Ring bilden, der von dem Befestigungsring 26 (siehe Fig. 1) um den Umfang der Rotoranordnung 12 abgestützt ist. Jedes Körpersegment 42 weist eine erste Fläche 44, eine zweite Fläche 46, einen vorderen Rand 48, einen hinteren Rand 50, einen ersten umfangsmäßigen Rand 52 und einen zweiten umfangsmäßigen Rand 54, und eine Mehrzahl von Passagen 56 auf. In einer ersten Ausführungsform sind die Passagen 56 von Kanälen gebildet, die in der zweiten Fläche 46 angeordnet sind, wobei eine oder mehrere Platten 60 an der zweiten Fläche 46 befestigt sind, um die Kanäle zu Passagen 56 zu verschließen. In einer zweiten Ausführungsform sind die Passagen 56 innen in dem Segment 42 zwischen der ersten Fläche 44 und der zweiten Fläche 46 gebildet. Der erste umfangsmäßige Rand 52 bzw. der zweite umfangsmäßige Rand 54 sind als zusammenpassende Überlappungs- Verbindungshälften (siehe Fig. 3) ausgebildet. Die Passagen 56 erstrecken sich in die Überlappungshälften 52, 54 und weisen Öffnungen 55 auf, welche ein Hindurchtreten von Kühlluft durch die Überlappungshälften 52, 54 und nach außen von dem Segment 42 erlauben. Jede Überlappungshälfte 52, 54 fügt sich mit der Hälfte des benachbarten Segments 42 zusammen, um die Überlappungsverbindung 51 zu bilden. Federdichtungen 53 erstrecken sich zwischen benachbarten Segmenten 42, um eine Leckströmung zwischen den Segmenten 42 zu verhindern.
  • Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Jedes äußere Laufschaufelluftdichtungssegment 42 weist ein zweites Befestigungsmittel 66 mit einer Mehrzahl von auf dem Kopf stehenden "L"-förmigen Flanschen 68 auf, welche von der zweiten Fläche 46 eines jeden Segments 42 weg ragen. Die Flansche ragen von dem Segment 42 weg, kooperieren mit den Flanschen 40, die von dem Befestigungsring 26 weg ragen, um die Segmente 42 abzustützen.
  • Jedes äußere Laufschaufelluftdichtungssegment 42 weist ferner einen Stiel 72 zum Vorspannen eines jeden Segments 42 in dem Kranz 10 auf. Der Stiel 72 ragt von der zweiten Fläche 46 des Segments 42 dem hinteren Rand 50 des Segments 42 benachbart weg. Die Höhe des Stiels 72 ist derart, dass der Stiel 72 den Befestigungsring 26 kontaktiert, sobald der Kranz 10 zusammengebaut ist. Der Stiel 72 liefert eine definierte Federkraft für ein spezielles Maß an Verformung.
  • Es wird auf die Fig. 4 Bezug genommen. Mittel 74 zum Verstärken des Wärmeübertrags in den Passagen 56 können in den Passagen 56 vorhanden sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die Mittel 74 zum Verstärken eine Mehrzahl von winkelförmigen Flossen 76 auf, welche in die Passage 56 ragen. Die Scheitelpunkte 78 oder die Spitzen der winkelförmigen Flossen 76 sind gegen die Strömungsrichtung der Zapfluft in den Passagen 56 gerichtet, wie durch die Richtungspfeile in der Fig. 4 gezeigt sind.
  • Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Der vordere Dichtungsring 32 und der hintere Dichtungsring 30 sind Bürstendichtungen, die so angeordnet sind, dass sie zwischen der äußeren Laufschaufelluftdichtung 28 und der vorderen äußeren Leitschaufelabstützung 22 bzw. der hinteren äußeren Leitschaufelabstützung 24 dichten. Der vordere Dichtungsring 32 ist zwischen der äußeren Laufschaufelluftdichtung 28, dem Befestigungsring 26 und der vorderen äußeren Leitschaufelabstützung 22 positioniert. Der hintere Dichtungsring 30 ist zwischen der äußeren Laufschaufelluftdichtung 28 und der hinteren äußeren Leitschaufelabstützung 24 positioniert. Die hintere äußere Leitschaufelabstützung 24 spannt den hinteren Dichtungsring 30 gegen die äußere Laufschaufelluftdichtung 28 vor und spannt somit gemeinsam das zweite Befestigungsmittel 66 der äußeren Laufschaufelluftdichtungssegmente 42 in das erste Befestigungsmittel 38 des Befestigungsrings 26. Der Stiel 72, der von der zweiten Fläche 46 eines jeden Segments 42 weg ragt, spannt jedes einzelne Segment 42 gegen den hinteren Dichtungsring 30 vor.
  • Während des Betriebs der Maschine tritt Kerngasströmung durch die Maschine und speziell an der Rotoranordnung 12 in der Turbine vorbei. Die Kerngasströmung treibt die Rotoranordnung 12, und die Rotoranordnung ihrerseits treibt den Verdichter (nicht gezeigt). Luft, welche von dem Verdichter strömungsaufwärts von der Turbine bei einer Temperatur, die niedriger ist als und einem Druck, der höher ist als das Entsprechende der Kerngasströmung abgezapft wird, lässt man durch das Gehäuse 14 strömen, um das Gehäuse 14 und den Kranz 10 zu kühlen.
  • Es wird auf die Fig. 3 Bezug genommen. Weil ein signifikanter Prozentsatz der an der Luft von dem Verdichter geleisteten Arbeit verloren geht, wenn sie zu Kühlzwecken verwendet wird, ist es ein beträchtlicher Vorteil, die Menge an Zapfluft zu verringern, die zu Kühlzwecken benötigt wird. Ein erstes Verfahren zum Minimieren der Verwendung von Laufschaufelluft ist es, die abgezapfte Luft effektiv zu verwenden. Die Kühlpassagen 56, welche in die Überlappungen 52, 54 ragen, helfen, die Überlappungen mit einer Minimalmenge an Zapfluft zu schützen. Die winkelförmigen Flossen 76, die in den Passagen 56 angeordnet sind, helfen ähnlich, den Wärmeübertrag zwischen den äußeren Laufschaufelluft-Dichtungssegmenten 42 und der durch die Passagen 56 strömenden Zapfluft zu optimieren.
  • Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die zweite Methode zum Verhindern von Zapfluft-Leckströmung wird durch die Stiele 72 realisiert, welche von der zweiten Fläche 46 eines jeden äußeren Laufschaufeldichtungssegments 42 weg ragen. Die äußeren Laufschaufelluft-Dichtungssegmente 42 sind gemeinsam gegen den Befestigungsring 26 von der hinteren äußeren Leitschaufelabstützung 24 vorgespannt, welche gegen den hinteren Dichtungsring 30 arbeitet. Die Stiele 72, die von den Segmenten 42 dem hinteren Rand 50 benachbart weg ragen, widerstehen der Belastung der hinteren äußeren Leitschaufelabstützung 24 und spannen jedes individuelle Segment 42 gegen den hinteren Dichtungsring 30 vor. Als Effekt wirken die Stiele 72 als ein elastisch nachgiebiges Vorspannmittel und schaffen eine definierte Vorspannkraft bei einem speziellen Maß an Verformung. Für den Fall, dass ein Segment 42 mit "dünner" Dicke einem oder mehreren "dicken" Segmenten 42 benachbart positioniert ist, stellt die individuelle Vorspannung, die durch die Stiele 72 geschaffen wird, sicher, dass das "dünne" Segment 42 gegen den hinteren Dichtungsring 30 vorgespannt wird. In der Folge ist sämtliche Leckströmung, die zwischen den einzelnen Segmenten 42 und dem hinteren Dichtungsring 30 in Folge von Auftreten von Toleranz möglicherweise aufgetreten ist, minimiert sowie sämtliche schädliche Schwingung.
  • Aus dem Obigen erkennt man, dass mindestens in ihren bevorzugten Ausführungsformen die vorliegende Erfindung einen Rotoranordnungskranz bereitstellt, der adäquate Kühlmittel aufweist, Leckströmung von Zapfluft von dem Kranz minimiert, der, falls überhaupt, nicht merklich schwingt, der einen optimalen Wärmeübertrag hat und deshalb minimale Kühlluftanforderungen hat, der leicht herstellbar und zusammenbaubar ist, und der äußere Laufschaufelluftdichtungen aufweist, die leicht ersetzbar sind.
  • Man wird erkennen, dass die Zapfluft-Leckströmung und die Schwingung der äußeren Laufschaufelluft-Dichtungssegmente minimiert sind. Der Stiel, der von jedem äußeren Laufschaufelluft-Dichtungssegment weg ragt, spannt jedes Segment individuell gegen den hinteren Dichtungsring vor. Schwingung und sämtliche Spalte, die zwischen dem Segment und dem hinteren Dichtungsring möglicherweise aufgetreten sind, sind deshalb minimiert.
  • Auch werden durch die gekühlten Überlappungsverbindungen, die zwischen den benachbarten äußeren Laufschaufelluft-Dichtungssegmenten gebildet sind, erhöhter mechanischer Schutz und thermische Beständigkeit geschaffen. Die Überlappungspaare helfen, die Integrität der äußeren Laufschaufelluftdichtung in dem Fall eines Kontakts zwischen den Rotorlaufschaufeln und der äußeren Laufschaufelluftdichtung beizubehalten. Die Überlappungspaare schützen auch die Federdichtungen, die sich zwischen benachbarten äußeren Laufschaufelluft-Dichtungssegmenten erstrecken. Die Kühlpassagen in jedem Körpersegment erstrecken sich in die inneren und äußeren Hälften eines jeden Überlappungspaars, um Wärme weg von den Überlappungspaaren zu übertragen.
  • Außerdem sind die Kühlluftanforderungen des Kranzes als Ganzes und der äußeren Laufschaufelluftdichtung im Speziellen minimiert. Die Mittel zum Verstärken des Wärmeübertrags, die in den Passagen eines jeden Segments angeordnet sind, erhöhen die Wärmeübertragungsrate in den Passagen. Deshalb wird weniger Kühlluft benötigt, um die erforderliche Menge an Wärmeübertrag bereitzustellen.
  • Außerdem kann der Kranz leichter hergestellt, zusammengebaut und gewartet werden. Das individuelle Vorspannen der äußeren Laufschaufelluft-Dichtungssegmente umgeht das Erfordernis, die Segmente kollektiv zu bearbeiten, und erlaubt einen größeren Toleranzbereich für die Dicke eines jeden einzelnen Segments. Außerdem können verschlissene Segmente später ersetzt werden, ohne die speziellen Segmente bedarfsgerecht anpassen zu müssen.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezugnahme auf eine detaillierte Ausführungsform davon gezeigt und beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen in deren Form und Detail vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise ist in der beschriebenen Ausführungsform beschrieben, das der hintere Dichtungsring den äußeren Laufschaufeldichtungsring vorspannt. In alternativen Ausführungsformen können andere Oberflächen verwendet werden, um die äußere Laufschaufelluftdichtung vor zu spannen.

Claims (9)

1. Äußeres Laufschaufelluftdichtungs-Körpersegment (42) für einen Rotoranordnungskranz, aufweisend:
eine erste Fläche (44), eine zweite Seite (46) und eine Mehrzahl von Passagen (56) zum Aufnehmen von Kühlluft, welche zwischen den Flächen angeordnet sind;
Mittel (66) zum Abstützen des Segments in dem Kranz, wobei das Mittel zum Abstützen von der zweiten Fläche (46) des Segments weg ragt; und
Mittel zum Vorspannen eines jeden Körpersegments in dem Kranz,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Vorspannen einen Stiel (72) aufweist, von der zweiten Fläche (46) des Körpersegments zum Zusammenwirken in dem Kranz weg ragt,
wobei die Montage in der äußeren Laufschaufelluftdichtung in dem Kranz ein Verformen des Stiels bewirkt und so das Körpersegment in dem Kranz vorspannt.
2. Äußere Laufschaufelluftdichtung (28) aufweisend eine Mehrzahl von Segmenten (42) nach Anspruch 1.
3. Dichtung oder Segment nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend Mittel (74) zum Verstärkendes Wärmeübertrags in den Passagen (56).
4. Dichtung oder Dichtungssegment nach Anspruch 3, wobei das Mittel (74) zum Verstärken des Wärmeübertrags in den Passagen (56) eine Mehrzahl von winkelförmigen Flossen (76) aufweist, die in den Passagen angeordnet sind.
5. Dichtung oder Dichtungssegment nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das oder jedes Körpersegment (42) ferner aufweist:
einen ersten Rand (52), der als eine erste Hälfte eines zusammenpassenden Überlappungspaars gebildet ist;
ein zweiter Rand (54), der dem ersten Rand entgegengesetzt ist, der als eine zweite Hälfte eines zusammenpassenden Überlappungspaars gebildet ist;
wobei der erste Rand (52) eines ersten Körpersegments mit dem zweiten Rand (54) eines benachbarten Körpersegments sich zusammenfügt, um die Körpersegmente zu verbinden.
6. Dichtung oder Dichtungssegment nach Anspruch 5, wobei das oder jedes Körpersegment (42) ferner Passagen aufweist, welche sich in die Hälften der zusammenpassenden Überlappungspaare erstrecken, wobei die Passagen Kühlluft in die zusammenpassenden Überlappungshälften einlassen.
7. Dichtung oder Dichtungssegment nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Mittel zum Abstützen des Dichtungssegments (42) aufweist:
eine Mehrzahl erster Flansche (68), welche von der Seite der zweiten Fläche (46) weg ragen;
eine Mehrzahl von zweiten Flanschen (68), welche von der Seite der zweiten Fläche (46) weg ragen;
wobei die Flansche derart geformt sind, dass sie mit der Seite der zweiten Fläche (46) eine Form eines seitlich liegenden "U" bilden.
8. Kranz für eine Rotoranordnung, aufweisend eine äußere Laufschaufelluftdichtung, wie sie in einem der Ansprüche 2 bis 7 beansprucht ist.
9. Kranz gemäß Anspruch 8, wobei der Kranz einen Befestigungsring (26), der in dem Gehäuse (14) befestigt ist, aufweist, wobei der Befestigungsring ein erstes Befestigungsmittel (38) und einen hinteren Dichtungsring (30) aufweist, wobei jedes Segment (42) der Dichtung ein zweites Befestigungsmittel (66) aufweist, welches von der zweiten Fläche eines jeden Segments weg ragt und mit dem ersten Befestigungsmittel (38) kooperiert, um die äußere Laufschaufelluftdichtung von dem Befestigungsring abzustützen, wobei der Stiel (72) wirkt so dass er jedes der Körpersegmente im Kontakt mit dem hinteren Dichtungsring vorspannt.
DE69623574T 1995-11-22 1996-11-21 Statorring Expired - Lifetime DE69623574T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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DE69623574T2 true DE69623574T2 (de) 2003-01-09

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ID=24243371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69623574T Expired - Lifetime DE69623574T2 (de) 1995-11-22 1996-11-21 Statorring

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EP (1) EP0775805B1 (de)
JP (1) JPH09151705A (de)
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