(19) |
![](https://data.epo.org/publication-server/img/EPO_BL_WORD.jpg) |
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(11) |
EP 2 414 641 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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03.07.2013 Patentblatt 2013/27 |
(22) |
Anmeldetag: 26.03.2010 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2010/054001 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2010/112422 (07.10.2010 Gazette 2010/40) |
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(54) |
AXIALTURBOMASCHINENROTOR MIT DICHTSCHEIBE
AXIAL TURBO ENGINE ROTOR WITH SEALING DISC
ROTOR DE TURBOMACHINE AXIALE DOTÉ D'UN DISQUE D'ÉTANCHÉITÉ
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO
PL PT RO SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
31.03.2009 EP 09004781
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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08.02.2012 Patentblatt 2012/06 |
(73) |
Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft |
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80333 München (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- DUNGS, Sascha
46485 Wesel (DE)
- SCHRÖDER, Peter
45307 Essen (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 1 464 792 GB-A- 2 148 404 US-A- 6 146 091
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WO-A-2007/028703 US-A- 4 484 858 US-A1- 2005 265 849
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Axialturbomaschinenrotor mit einer Dichtscheibe.
[0002] Eine Axialturbomaschine, beispielsweise eine Gasturbine, weist eine Turbine auf,
in der Heißgas entspannt wird. Zum Erzielen eines hohen thermischen Wirkungsgrads
der Gasturbine ist die Temperatur des Heißgases am Eintritt in die Turbine als möglichst
hoch zu wählen. Das maximal machbare Temperaturniveau des Heißgases ist durch Festigkeitsanforderungen
an die Turbine begrenzt, die durch Konstruktion und Werkstoffwahl der Bauteile der
Turbine definiert sind. Die Temperaturbelastung und die mechanische Beanspruchung
der Bauteile gibt deren Lebensdauer vor, die aus Gründen der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
oberhalb bestimmter Grenzen zu liegen hat.
[0003] Ein herkömmlicher Turbinenrotor weist eine Welle und daran rotationssymmetrisch angebrachte
Scheiben auf, an deren Außenrand über dem Umfang nebeneinanderliegend eine Mehrzahl
an Laufschaufeln befestigt ist. Die Laufschaufeln und die Scheiben sind mitunter die
am stärksten beanspruchten Bauteile in der Turbine, wodurch in erster Linie von diesen
Bauteilen Wartungszyklen der Gasturbine definiert sind. Zum Verlängern der Laufzeiten
der Laufschaufeln und der Scheiben ist es bekannt, die Laufschaufeln und die Scheiben
mit Kühlluft zu kühlen, die herkömmlich aus einem Verdichter der Gasturbine abgezapft
wird. Insbesondere sind die Laufschaufeln aus einer filigranen Struktur hergestellt,
die mit Kühlkanälen durchzogen ist, durch die die Kühlluft zum Kühlen der Laufschaufeln
strömt. Die Kühlkanäle münden in den Laufschaufelfuß, an dem die Kühlkanäle mit der
Kühlluft gespeist werden.
[0004] Herkömmlich, wie beispielsweise bei der Ausgestaltung nach der
US 2005/0265849 A1, ist an der Scheibe im Bereich des Schaufelfußes ein Kühlluftzuströmkanal vorgesehen,
der zwischen der Scheibe und einer dazu benachbarten ringförmigen Dichtscheibe gebildet
ist, die radial am Schaufelfuß unmittelbar benachbart angeordnet ist. An die einstückige
plattenförmigen Dichtscheibe sind Designanforderungen dahingehend gestellt, eine Leckage
der Kühlluft möglichst gering zu halten und einen Eintritt von Heißgas in die Kühlkanäle
zu unterbinden. Deswegen ist die Dichtscheibe an ihrem radial außenliegenden Rand
mit einem Dichtring versehen, welcher unter Fliehkraft an den Unterseiten der Plattformen
der Schaufeln zu anliegen gelangt.
[0005] Anstelle eines Dichtrings kann auch eine Dichtspitze vorgesehen sein. Jedoch stellt
sich aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der Bauteile sowie der
sich daraus ergebenden relativen Lage der Dichtscheibe und des Schaufelfußes zueinander
beim Betrieb des Axialturbomaschinenrotors ein Verschleiß der Dichtspitzen ein. Dadurch
ist die Dichtwirkung der Dichtspitzen verschlechtert, so dass an der Dichtscheibe
Kühlluft in den Heißgasbereich der Turbine strömen kann. Außerdem besteht die Gefahr,
dass an den Dichtspitzen vorbei Heißgas in die Kühlkanäle eindringen kann und dadurch
die thermische Belastung der Laufschaufeln ansteigt, wodurch das Risiko eines vorzeitigen
Versagens der Laufschaufeln erhöht ist.
[0006] Daneben ist aus der
WO 2007/028703 A1 eine stirnseitige Abdichtung des Kühlluftzuströmkanals bekannt, bei der Anstelle
einer einstückigen, ringförmigen Dichtscheibe eine Mehrzahl von Dichtscheibensegmenten
vorgesehen sind, die gemeinschaftlich den Dichtring bilden. Unter Fliehkraft liegen
diese an den Unterseiten der Plattformen der Laufschaufeln an. Eine separate Abdichtung
mit Hilfe eines Dichtrings ist daher nicht erforderlich.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Axialturbomaschinenrotor zu schaffen, der eine
hohe Lebensdauer hat.
[0008] Der erfindungsgemäße Axialturbomaschinenrotor weist einen um die Rotorachse rotationssymmetrisch
ausgebildeten Rotorkörper, einen Laufschaufelkranz, der eine Mehrzahl an Laufschaufeln
aufweist, die jeweils mit ihrem Schaufelfuß an dem Rotorkörper festgelegt sind, und
eine um die Rotorachse rotationssymmetrisch ausgebildete Dichtscheibe auf, die mit
ihrem Außenrand radial innerhalb benachbart an einem axial sich erstreckenden Vorsprung
des Schaufelfußes angeordnet ist, sodass zwischen dem Schaufelfuß und der Dichtscheibe
ein Hohlraum ausgebildet ist, wobei am Außenrand eine radial nach außen mündende Nut
vorgesehen ist, in der ein Dichtring gelagert ist, der beim Betrieb des Rotors unter
Einwirkung der Zentrifugalkraft radial nach außen in der Nut gleitbar ist, bis der
Dichtring radial an der Innenseite des Vorsprungs anliegt und dadurch den Hohlraum
am Schaufelfuß abdichtet.
[0009] Beim Betrieb des Axialturbomaschinenrotors stellt sich eine radiale Relativbewegung
zwischen dem Vorsprung und dem Dichtring ein. Dadurch kann an dem Dichtring ein Verschleiß
auftreten, der die Dichtwirkung des Dichtrings beeinträchtigen kann. Ist der Dichtring
derart stark verschlissen, dass eine ausreichende Dichtwirkung nicht mehr gegeben
ist, so kann der Dichtring, beispielsweise bei einem Wartungszyklus des Axialturbomaschinenrotors,
an der Dichtscheibe ausgewechselt werden. Dadurch braucht vorteilhaft nicht die gesamte
Dichtscheibe mit ausgetauscht zu werden, wodurch eine einfache und effektive Wartung
des Axialturbomaschinenrotors erzielt ist. Dadurch, dass beim Betrieb des Axialturbomaschinenrotors
der Dichtring durch die Zentrifugalkraft an den Vorsprung gedrückt wird, liegt der
Dichtring über den gesamten Umfang vorgespannt an dem Vorsprung an. Somit ist der
Kontakt zwischen dem Dichtring und dem Vorsprung gut abgedichtet, wodurch die Dichtwirkung
zwischen dem Vorsprung und der Dichtscheibe hoch ist. Ist der Hohlraum beispielsweise
ein Kanal zum Zuführen von Kühlluft zu dem Schaufelfuß, wie es beispielsweise in einer
Turbine einer Gasturbine vorgesehen sein kann, so ist eine Leckage von Kühlluft an
dem Dichtring gering. Dadurch ist die Kühlung der Laufschaufeln mit der Kühlluft effektiv,
wodurch die Lebensdauer des Axialturbomaschinenrotors hoch ist.
[0010] Die Dichtscheibe umfasst eine Mehrzahl an Dichtscheibensegmenten, was die Montage
von Laufschaufeln und Dichtscheibe nach dem Herstellen eines Rotors - geschweißt oder
aus Rotorscheiben gestapelt - einer stationären Gasturbine erlaubt. Bevorzugt sind
die Dichtscheibensegmente jeweils in Umfangsrichtung mit einem Stufenfalz miteinander
gekoppelt. Dadurch ist die Montage der Dichtscheibe an den Rotorkörper einfach, wobei
mit Hilfe des Stufenfalzes bei einem Versatz in Umfangsrichtung der einzelnen Dichtscheibensegmente
zueinander ein Auseinanderklaffen der Dichtscheibensegmente unterbunden ist. Ferner
ist der Dichtring von einer Mehrzahl an in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten
Dichtringsegmenten gebildet, die jeweils in die am Außenrand des ihnen zugeordneten
Dichtscheibensegments eingelegt sind. Folglich stützen sich lediglich der Dichtring
bzw. dessen Segmente an den Plattformen und Laufschaufeln ab, was die Dichtwirkung
verbessert. Gleichzeitig stützen sich die Dichtscheibensegmente radial nunmehr an
der Rotorscheibe unmittelbar ab. Dadurch kann die Fliehkraftbelastung jeder einzelnen
Laufschaufelbefestigung reduziert werden, was die Lebensdauer der Rotorscheibe und
der Laufschaufel erhöht.
[0011] Die Dichtringsegmente weisen bevorzugt zwei einander abgewandte Längsenden auf, die
jeweils von einem Umschlag gebildet sind, der mit einer an der Nut vorgesehenen Aussparung
in Eingriff steht, so dass die Dichtringsegmente in Umfangsrichtung formschlüssig
am Außenrand festgelegt sind. Dadurch ist vorteilhaft ein Verschieben des Dichtringsegments
in Umfangsrichtung unterbunden. Die Umschläge sind bevorzugt als in Axialrichtung
L-förmig umgeformte Schenkel ausgebildet. Dabei weist jeder der Schenkel bevorzugt
einen Krümmungsradius auf, der mindestens größer als die Hälfte der Längserstreckung
des betroffenen Schenkels ist. Dadurch ist erreicht, dass an den Längsenden das Dichtringsegment
an dem Dichtscheibensegment gasdicht anliegt. Ferner ist es bevorzugt, dass die Schenkel
in entgegengesetzte Richtungen zeigen, so dass das Dichtringsegment Z-förmig ausgebildet
ist.
[0012] Bevorzugtermaßen weist der Vorsprung eine radial nach innen mündende Nut auf, in
die der Außenrand radial beweglich eingreift und an deren Grund der Dichtring anlegbar
ist. Dadurch ist vorteilhaft der Außenrand der Dichtscheibe in der Nut des Vorsprungs
untergebracht, wodurch schädliche Einflüsse, insbesondere eine mechanische und/oder
thermische Belastung, auf den Dichtring reduziert sind. Außerdem ist ein Druckunterschied
quer zum Dichtring herabgesetzt, sodass die Abdichtwirkung des Dichtrings hoch ist.
[0013] Bevorzugtermaßen sind die Dichtringsegmente als ein Band mit einem länglichen Querschnitt
ausgebildet, dessen Längsseiten in Radialrichtung sich erstrecken und dessen außenliegende
Kurzseite an dem Schaufelfuß anlegbar ist. Dadurch, dass die Längsseiten der Dichtringsegmente
in Radialrichtung sich erstrecken, sind die Dichtringsegmente bei ihrer Radialbewegung
in der Nut der Dichtringsegmente geführt. Somit ist ein Verdrehen und ein Verkippen
der Dichtringsegmente in den Nuten der Dichtscheibensegmente unterbunden. Der Axialturbomaschinenrotor
ist bevorzugt ein Axialturbinenrotor und die Laufschaufeln weisen bevorzugt Luftkanäle
auf, die am Schaufelfuß in den Hohlraum münden, wobei der Hohlraum zur Kühlluftzufuhr
und/oder Kühlluftabfuhr für die Kühlluftkanäle vorgesehen ist.
[0014] Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axialturbinenrotors
anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- FIG 1
- einen Ausschnitt eines Längsschnitts der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Axialturbinenrotors,
- FIG 2
- Detail A aus FIG 1,
- FIG 3
- Detail B aus FIG 1,
- FIG 4
- eine perspektivische Darstellung eines Dichtscheibensegments,
- FIG 5
- Detail D aus FIG 4 und
- FIG 6
- Detail C aus FIG 4.
[0015] Wie es aus FIG 1 bis 6 ersichtlich ist, weist ein Axialturbinenrotor 1 eine Mehrzahl
an Laufschaufeln 2 auf, die über den Umfang des Axialturbinenrotors 1 aufgereiht sind
und dadurch ein Laufschaufelgitter bilden. Der Axialturbinenrotor 1 weist ferner eine
Scheibe 3 auf, auf der die Laufschaufeln 2 befestigt sind. Jede Laufschaufel 2 weist
ein Schaufelblatt 4 auf, mit dem die Laufschaufel 2 aerodynamisch wirksam ist. Zum
Befestigen der Laufschaufel 2 weist diese einen Schaufelfuß 5 auf, der formschlüssig
in der Scheibe 3 gehalten ist, so dass von dem Schaufelfuß 5 die Laufschaufel 2 in
Radialrichtung festgelegt ist. Zwischen dem Schaufelblatt 4 und dem Schaufelfuß 5
ist eine Fußplatte 7 der Laufschaufel 2 vorgesehen, die in Axialrichtung und in Umfangsrichtung
sich erstreckt sowie an ihrer radial außenliegenden Seite aerodynamisch wirksam ist.
[0016] Die Scheibe 2 ist stirnseitig mit einer senkrecht zur Achse des Axialturbinenrotors
verlaufenden Fläche begrenzt. Axial im Abstand zu dieser Fläche ist eine Dichtscheibe
7 angeordnet, wodurch zwischen der Dichtscheibe 7 und der Scheibe 3 ein Hohlraum ausgebildet
ist. Dadurch ist von der Dichtscheibe 7 der Hohlraum von der Heißgasseite 8 des Axialturbinenrotors
begrenzt. Der Hohlraum ist ein Kühlluftzuführkanal 9, der zur Kühlluftzufuhr von Kühlluft
zu dem Schaufelfuß 5 vorgesehen ist. Ein in Bezug auf die mittlere Wandstärke der
Dichtscheibe 7 aufgedickter Innenrand 22 der Dichtscheibe 7 ist mit der Scheibe 3
radial verhakt, wodurch im Betrieb die Dichtscheibe 7 unmittelbar von der Scheibe
3 radial gehalten wird.
[0017] Der Außenrand 10 der Dichtscheibe 7 ist radial benachbart zur radial innenliegenden
Seite der Fußplatte 6 angeordnet, wobei der Außenrand 10 der Dichtscheibe 7 in eine
in der radial innenliegenden Seite der Fußplatte 6 vorgesehenen, umlaufenden Nut 11
eingreift. Im Außenrand 10 der Dichtscheibe 7 ist eine umlaufende Nut 12 vorgesehen,
die radial nach außen in die Nut 11 der Fußplatte 6 mündet. Der Außenrand 10 der Dichtscheibe
7 ist radial im Abstand vom Grund der Nut 11 der Fußplatte 6 angeordnet, so dass ein
Radialspiel 13 vorgesehen ist.
[0018] In der Nut 12 der Dichtscheibe 7 ist ein Dichtring 14 eingelegt, der einen Querschnitt
hat, der in Radialrichtung länglich bzw. rechteckig ausgebildet ist. Die Nut 12 in
der Dichtscheibe 7 ist in der Dichtscheibe 7 derart tief vorgesehen, dass der Dichtring
14 in der Nut 12 bündig mit dem Außenrand 10 der Dichtscheibe 7 versenkbar ist.
[0019] Beim Betrieb des Axialturbinenrotors 1 wirkt auf den Dichtring 14 eine Zentrifugalkraft,
die zu einer Radialbewegung 15 des Dichtrings führt. Die Radialbewegung 15 wird von
dem Dichtring 14 vollzogen, bis der Dichtring 14 an dem Grund der Nut 11 in der Fußplatte
6 anliegt. Das Radialspiel 13 ist auf die Radialerstreckung des Dichtrings 14 derart
eingestellt, dass beim Anliegen des Dichtrings 14 am Grund der Nut 11 der Fußplatte
6 der Dichtring 14 dennoch mit der Nut 12 im Außenrand 10 der Dichtscheibe 7 in Eingriff
steht.
[0020] Die Dichtscheibe 7 ist von einer Mehrzahl an Dichtscheibensegmenten 16 gebildet,
die über dem Umfang nebeneinanderliegend aufgereiht sind. An ihren Rändern, an denen
die Dichtscheibensegmente 16 miteinander benachbart angeordnet sind, ist jeweils ein
Stufenfalz 17 ausgebildet, der von einem Anschlag 18 des einen Dichtscheibensegments
16 und einer mit dem Anschlag 18 korrespondierenden Stufe 19 des anderen, benachbarten
Dichtscheibensegments gebildet ist.
[0021] Analog zur Aufteilung der Dichtscheibe 7 in die Dichtscheibensegmente 16 ist der
Dichtring 14 in Dichtringsegmente 20 unterteilt, wobei jedes Dichtringsegment 20 den
Außenrand 10 des ihm zugeordneten Dichtscheibensegments 14 in Umfangsrichtung überspannt.
Jedes Dichtringsegment 20 weist zwei einander abgewandte Dichtringsegmentlängsenden
21 auf. Jedes Dichtringsegmentlängsende 21 ist in Axialrichtung umgelegt, wodurch
an jedem Dichtringsegmentlängsende 21 ein Schenkel 22 geformt ist, mit dem das Dichtringsegmentlängsende
21 L-förmig ausgebildet ist. An jedem Schenkel 22 ist eine Krümmung mit einem Krümmungsradius
23 vorgesehen, wobei am Außenrand 10 des Dichtscheibensegments 16 eine entsprechend
geformte Aussparung 24 gefertigt ist. Die Schenkel 22 und die Aussparungen 24 sind
an dem Außenrand 10 der Dichtscheibensegmente 16 so angeordnet, dass die Schenkel
22 in Axialrichtung weg von dem Anschlag 18 bzw. der Stufe 19 zeigen. Somit ist die
Festigkeit der Dichtscheibensegmente 16 im Bereich des Stufenfalzes 17 durch das Vorsehen
der Aussparung 24 nicht übermäßig beeinträchtigt.
1. Axialturbomaschinenrotor mit einem um die Rotorachse rotationssymmetrisch ausgebildeten
Rotorkörper (3),
einem Laufschaufelkranz, der eine Mehrzahl an Laufschaufeln (2) aufweist, die jeweils
mit ihrem Schaufelfuß (5) an dem Rotorkörper (3) festgelegt sind,
und einer um die Rotorachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Dichtscheibe (7), die
mit ihrem Außenrand (10) radial innerhalb benachbart an einem axial sich erstreckenden
Vorsprung (6) des Schaufelfußes (5) angeordnet ist, so dass zwischen dem Schaufelfuß
(5) und der Dichtscheibe (7) ein Hohlraum (9) ausgebildet ist,
wobei am Außenrand (10) eine radial nach außen mündende, Nut (12) vorgesehen ist,
in der ein Dichtring (14) gelagert ist, der beim Betrieb des Rotors (1) unter Einwirkung
der Zentrifugalkraft (15) radial nach außen in der Nut (12) gleitbar ist, bis der
Dichtring (14) radial an der Innenseite des Vorsprungs (6) anliegt und dadurch den
Hohlraum (9) am Schaufelfuß (5) abdichtet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtscheibe (7) von einer Mehrzahl an Dichtscheibensegmenten (16) und der Dichtring
(14) von einer Mehrzahl an in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Dichtringsegmenten
(20) gebildet ist, die sich jeweils radial am Rotorkörper (3) unmittelbar abstützten
und
wobei die jeweiligen Dichtringsegmente (20) in die am Außenrand (10) des ihnen zugeordneten
Dichtscheibensegments (16) eingelegt sind.
2. Axialturbomaschinenrotor gemäß Anspruch 1,
wobei die Dichtringsegmente (20) zwei einander abgewandte Längsenden (21) aufweisen,
die jeweils von einem Umschlag (22) gebildet sind, der mit einer an der Nut (12) vorgesehnen
Aussparung (24) in Eingriff steht, so dass die Dichtringsegmente (20) in Umfangsrichtung
formschlüssig am Außenrand (10) festgelegt sind.
3. Axialturbomaschinenrotor gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei der Vorsprung eine radial nach innen mündende Nut (11) aufweist, in die der
Außenrand (10) radial beweglich eingreift und an deren Grund der Dichtring (14) anlegbar
ist.
4. Axialturbomaschinenrotor gemäß Anspruch 1, 2 oder 3,
wobei die Dichtscheibensegmente (16) jeweils in Umfangsrichtung mit einem Stufenfalz
(17) miteinander gekoppelt sind
5. Axialturbomaschinenrotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Umschläge als in Axialrichtung L-förmig umgeformte Schenkel (22) ausgebildet
sind.
6. Axialturbomaschinenrotor gemäß Anspruch 5,
wobei jeder der Schenkel (22) einen Krümmungsradius (23) aufweist, der mindestens
größer als die Hälfte der Längserstreckung des betroffenen Schenkels (22) ist.
7. Axialturbomaschinenrotor gemäß Anspruch 5 oder 6,
wobei die Schenkel (22) in entgegengesetzte Richtungen zeigen, so dass das Dichtringsegment
(20) Z-förmig ausgebildet ist.
8. Axialturbomaschinenrotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Dichtringsegmente (20) als ein Band mit einem länglichen, vorzugsweise rechteckigen
Querschnitt ausgebildet sind, dessen Längsseiten in Radialrichtung sich erstrecken
und dessen außen liegende Kurzseite an dem Schaufelfuß (5) anlegbar ist.
9. Axialturbomaschinenrotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei der Axialturbomaschinenrotor ein Axialturbinenrotor (1) ist und die Laufschaufeln
(2) Kühlluftkanäle aufweisen, die am Schaufelfuß (5) in den Hohlraum (9) münden,
wobei der Hohlraum (9) zur Kühlluftzufuhr und/oder Kühlluftabfuhr für die Kühlluftkanäle
vorgesehen ist.
1. Axial turbomachine rotor having a rotor body (3), which is rotationally symmetrically
formed around the rotor axis,
a rotor blade ring, which has a multiplicity of rotor blades (2) which are fastened
in each case by their blade root (5) on the rotor body (3),
and a sealing plate (7), which is rotationally symmetrically formed around the rotor
axis and which by its outer edge (10) is arranged radially inside and adjacently on
an axially extending projection (6) of the blade root (5) so that between the blade
root (5) and the sealing plate (7) a cavity (9) is formed,
wherein provision is made on the outer edge (10) for a radially outwardly opening
groove (12) in which is supported a sealing ring (14) which during operation of the
rotor (1) can slide radially outwards in the groove (12) by action of centrifugal
force (15) until the sealing ring (14) bears radially against the inner side of the
projection (6) and as a result seals the cavity (9) at the blade root (5), characterized in that
the sealing plate (7) is formed from a multiplicity of sealing plate segments (16)
and the sealing ring (14) is formed from a multiplicity of sealing ring segments (20)
which are arranged in series in the circumferential direction and are radially supported
in each case directly on the rotor body (3),
wherein the respective sealing ring segments (20) are inserted into those on the outer
edge (10) of the sealing plate segment (16) which is associated with them.
2. Axial turbomachine rotor according to Claim 1,
wherein the sealing ring segments (20) have two long ends (21), facing away from each
other, which are formed in each case by a bend (22) which engages with a cutout (24)
provided in the groove (12) so that the sealing ring segments (20) are fastened in
a form-fitting manner on the outer edge (10) in the circumferential direction.
3. Axial turbomachine rotor according to Claim 1 or 2,
wherein the projection has a radially inwards opening groove (11) in which the outer
edge (10) engages in a radially movable manner and against the base of which the sealing
ring (14) can bear.
4. Axial turbomachine rotor according to Claim 1, 2 or 3,
wherein the sealing plate segments (16) are interconnected in the circumferential
direction in each case by a recessed edge (17).
5. Axial turbomachine rotor according to one of Claims 1 to 4,
wherein the bends are designed as legs (22) which are of an L-shaped form in the axial
direction.
6. Axial turbomachine rotor according to Claim 5,
wherein each of the legs (22) has a curvature radius (23) which is at least greater
than half the longitudinal extent of the leg (22) in question.
7. Axial turbomachine rotor according to Claim 5 or 6,
wherein the legs point (22) in opposite directions so that the sealing ring segment
(20) is of a Z-shaped form.
8. Axial turbomachine rotor according to one of Claims 1 to 7,
wherein the sealing ring segments (20) are designed as a band with an oblong, preferably
rectangular, cross section, the long sides of which extend in the radial direction
and the outer short side of which can bear against the blade root (5).
9. Axial turbomachine rotor according to one of Claims 1 to 8,
wherein the axial turbomachine rotor is an axial turbine (1) rotor and the rotor blades
(2) have cooling air passages which open into the cavity (9) at the blade root (5),
wherein the cavity (9) is provided for cooling air feed and/or cooling air discharge
for the cooling air passages.
1. Rotor de turbomachine axiale ayant un corps ( 3 ) de rotor de révolution autour de
l'axe du rotor,
une couronne d'aubes mobiles qui a une multiplicité d'aubes ( 2 ) mobiles fixées respectivement
par leur emplanture ( 5 ) d'aubes au corps ( 3 ) du rotor,
et un disque ( 7 ) d'étanchéité, qui est de révolution autour de l'axe du rotor et
qui est disposé par son bord ( 10 ) extérieur radialement à l'intérieur au voisinage
d'une saillie ( 6 ) s'étendant axialement de l'emplanture ( 5 ) de l'aube, de manière
à former une cavité ( 9 ) entre l'emplanture ( 5 ) de l'aube et le disque ( 7 ) d'étanchéité,
dans lequel il est prévu au bord ( 10 ) extérieur une rainure ( 12 ) radiale qui débouche
vers l'extérieur et dans laquelle est montée un joint ( 14 ) torique qui, lorsque
le rotor ( 1 ) fonctionne, peut, sous l'effet de la force ( 15 ) centrifuge, glisser
radialement vers l'extérieur dans la rainure ( 12 ) jusqu'à ce que le joint ( 14 )
torique s'applique radialement au côté intérieur de la saillie ( 6 ) et rende ainsi
étanche la cavité ( 9 ) de l'emplanture ( 7 ) de l'aube,
caractérisé en ce que
le disque ( 7 ) d'étanchéité est formé d'une multiplicité de segments ( 16 ) de disque
d'étanchéité et le joint ( 14 ) torique d'une multiplicité de segments ( 20 ) de joint
torique, qui sont disposés les uns derrière les autres dans la direction périphérique
et qui s'appuient directement respectivement radialement sur le corps ( 3 ) du rotor,
les segments ( 20 ) respectifs du joint torique étant insérés dans le bord ( 10 )
extérieur du segment ( 16 ) de disque d'étanchéité qui leur est associé.
2. Rotor de turbomachine axiale suivant la revendication 1,
dans lequel les segments ( 20 ) du joint torique ont deux extrémités ( 21 ) longitudinales
éloignées l'une de l'autre qui sont formées respectivement par un pliage ( 22 ) qui
est en prise avec un évidement ( 24 ) prévu dans la rainure ( 12 ) de manière à fixer
les segments ( 20 ) du joint torique dans la direction périphérique à complémentarité
de forme au bord ( 10 ) extérieur.
3. Rotor de turbomachine axiale suivant la revendication 1 ou 2,
dans lequel la saillie a une rainure ( 11 ) radiale débouchant vers l'intérieur, dans
laquelle le bord ( 10 ) extérieur pénètre en étant mobile et au fond de laquelle le
joint ( 14 ) torique peut être appliqué.
4. Rotor de turbomachine axiale suivant la revendication 1, 2 ou 3,
dans lequel les segments ( 16 ) du disque d'étanchéité sont couplés les uns aux autres
dans la direction périphérique par une mortaise ( 17 ).
5. Rotor de turbomachine axiale suivant l'une des revendications 1 à 4,
dans lequel les pliages sont constitués sous la forme de branches ( 22 ) en forme
de L dans la direction axiale.
6. Rotor de turbomachine axiale suivant la revendication 5,
caractérisé en ce que chacune des branches ( 22 ) a un rayon ( 23 ) de courbure qui est au moins plus grand
que la moitié de l'étendue longitudinale de la branche ( 22 ) concernée.
7. Rotor de turbomachine axiale suivant la revendication 5 ou 6,
dans lequel la branche ( 22 ) pointe en des sens opposés de sorte que le segment (
20 ) du joint torique est en forme de Z.
8. Rotor de turbo machine axial suivant l'une des revendications 1 à 7,
dans lequel les segments (20) du joint torique sont constitués sous la forme d'un
ruban ayant une section transversale oblongue, de préférence rectangulaire, dont les
grands côtés s'étendent dans la direction radiale et dont le petit côté, se trouvant
à l'extérieur, peut être appliqué à l'emplanture ( 5 ) de l'aube.
9. Rotor de turbomachine axiale suivant l'une des revendications 1 à 8,
dans lequel le rotor de turbomachine axiale est un rotor ( 1 ) de turbomachine axiale
et les aubes (2) mobiles ont des canaux pour de l'air de refroidissement, qui débouchent
à l'emplanture ( 5 ) de l'aube dans la cavité ( 9 ), la cavité étant prévue pour l'apport
d'air de refroidissement et/ou pour l'évacuation d'air de refroidissement pour les
canaux pour de l'air de refroidissement.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
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des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente