EP1721064A1 - Ringstruktur in metallbauweise mit einlaufbelag - Google Patents

Ringstruktur in metallbauweise mit einlaufbelag

Info

Publication number
EP1721064A1
EP1721064A1 EP05715035A EP05715035A EP1721064A1 EP 1721064 A1 EP1721064 A1 EP 1721064A1 EP 05715035 A EP05715035 A EP 05715035A EP 05715035 A EP05715035 A EP 05715035A EP 1721064 A1 EP1721064 A1 EP 1721064A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
metal
ring structure
hollow chamber
structure according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP05715035A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1721064B1 (de
Inventor
Manfred A. DÄUBLER
Ulrike Hain
Werner Humhauser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP1721064A1 publication Critical patent/EP1721064A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1721064B1 publication Critical patent/EP1721064B1/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/127—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with a deformable or crushable structure, e.g. honeycomb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/236—Diffusion bonding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/237—Brazing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/238—Soldering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/28—Three-dimensional patterned
    • F05D2250/283—Three-dimensional patterned honeycomb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/601—Fabrics

Definitions

  • the invention relates to a ring structure in metal construction according to the preamble of patent claim 1.
  • the wall structure should initially be sufficiently dimensionally stable and geometrically accurate. Thermal and mechanical influences should change the geometry as little as possible. The mostly hot working gas should essentially only be applied to the inside of the structure; leakage losses through the structure should be minimized. In stationary operation, it is advantageous if the change in dimension of the wall structure, which is particularly thermally induced, is matched in time and size to that of the bladed rotor. Since mechanical contacts between the blade tips and the wall structure can hardly be avoided under special loads, the inside of the wall structure should at least be designed to be deformable or flexible or shrinkable on the blade tip side.
  • DE 100 20 673 C2 discloses a ring structure in metal construction for the rotor blade area of axially flowed through compressor and turbine stages.
  • the ring structure disclosed there has an annular outer wall which is designed as a closed, mechanically stable housing wall of the compressor or turbine stage.
  • the ring structure disclosed therein comprises an inner wall in the form of a ring and a connecting structure in the form of a hollow chamber structure, the connecting structure in the form of a hollow chamber structure being sandwiched between the outer wall and the inner wall.
  • the connecting structure designed as a hollow chamber structure is connected on the one hand to the outer wall and on the other hand to the inner wall.
  • the annular space structure according to DE 100 20 673 C2 has an inner wall, the circumference of which is interrupted several times by axial or predominantly axial expansion joints.
  • An inner wall segmented in this way by expansion joints has the disadvantage that flow losses can occur.
  • an inner wall segmented in this way increases the complexity of the ring structure and thus the assembly and production effort.
  • flaking, washing out or erosion damage can occur on the edges of the expansion joints during operation, which increases the flow losses again. Proceeding from this, the present invention is based on the problem of creating a novel ring structure in metal construction.
  • the inner wall is designed as a closed, mechanically stable structure which serves as an inlet covering for the blade tips and is made of a metal mesh and / or a metal felt.
  • the metal mesh and / or the metal felt is preferably formed from a metal alloy which is resistant to oxidation at high temperatures, in particular from an alloy based on iron, nickel or cobalt.
  • a ring structure in metal manner is proposed, the inner wall of which is closed and is formed from a metal mesh and / or a metal felt. Flow losses can be minimized due to the closed structure of the inner wall. Furthermore, compared to the segmented design known from the prior art, there is a simpler design for the ring structure according to the invention.
  • a high mechanical stability can be achieved on the one hand by using a metal mesh or a metal felt for the closed inner wall, on the other hand circumferential expansions do not lead to the formation of cracks in the inner wall.
  • the metal mesh or metal felt can absorb thermally generated strains without cracking.
  • Figure 1 shows a ring structure according to the invention in metal construction according to a first embodiment of the invention in a schematic side view.
  • FIG. 4 shows detail IV of the ring structure according to FIG. 3;
  • 5 shows a ring structure according to the invention in metal construction according to a third exemplary embodiment of the invention in a schematic side view; and 6 shows the detail VI of the ring structure according to FIG. 5.
  • FIG. 1 and 2 show a first exemplary embodiment of a ring structure 10 according to the invention, FIG. 2 showing detail II of FIG. 1 on an enlarged scale.
  • the first and 2 comprises a circular outer wall 11, a circular inner wall 12 and a connecting structure 13 sandwiched between the outer wall 11 and the inner wall 12.
  • the outer wall 11 is a closed, mechanically stable housing wall of a compressor stage or Turbine stage of a gas turbine, in particular an aircraft engine.
  • the connecting structure 13 positioned between the outer wall 11 and the inner wall 12 is designed as a hollow chamber structure.
  • the hollow chamber structure 13 can have hexagonal, rectangular or round chambers in cross-section parallel to the inner wall or outer wall of the ring structure 10. In the case of chambers with a hexagonal cross section, one speaks of a so-called honeycomb structure.
  • the inner wall 12 is designed as a closed and mechanically stable structure.
  • the inner wall 12 serves on the one hand for the mechanical stabilization of the ring structure 10 and on the other hand as an inlet lining for rotating blade tips (not shown) of rotating blades.
  • the inner wall 12, which is designed as a self-contained structure in the sense of the present invention, is formed from a metal mesh and / or a metal felt.
  • a metal mesh is a structure in which metallic fibers or threads run in a systematically structured manner.
  • a metal felt on the other hand, is a structure in which metallic fibers are randomly or stochastically distributed.
  • the term metal mesh should also be understood to mean a knitted fabric made of metal fibers.
  • the inner wall 12 By using a self-contained structure made of metal mesh and / or metal felt as the inner wall 12, gaps or joints within the inner wall 12 are avoided. Flow losses can thereby be minimized.
  • the metal mesh or metal felt can absorb thermally generated expansions without the risk of cracking. This makes it possible to dispense with expansion joints within the inner wall 12.
  • the inner wall 12, which is designed as a closed structure, has a simple construction.
  • connection structure 13 is firmly connected on the one hand at the radially outer end to the outer wall 11 and on the other hand at the radially inner end to the inner wall 12.
  • the connection structure 13 can thus be soldered to the inner wall 12 and the outer wall 11.
  • the outer wall 11, the inner wall 12 and the connecting structure 13 are accordingly firmly connected to one another to form an overall structure, namely to the ring structure 10 according to the invention.
  • the inner wall 12 serves on the one hand for the mechanical stabilization of the ring structure 10 according to the invention and on the other hand as an inlet covering.
  • the inner wall 12 or the metal mesh and / or the metal felt of the inner wall 12 is made of a material which is resistant to oxidation at high temperatures.
  • the metal mesh or the metal felt can be made of a metal alloy based on a nickel material, iron material or also cobalt material.
  • the metal fabric or the metal felt is connected to one another to form the annular inner wall 12 to form at least one butt joint.
  • 1 and 2 show a butt joint 14 of two mutually touching edges of the metal mesh or metal felt to provide the inner wall 12.
  • the edges of the butt joint 14 run in the radial direction, so that the two edges are in the region of the Touch butt joint 14, but there is no overlap.
  • FIGS. 3 to 6 show two further exemplary embodiments of ring structures 15 and 16 according to the invention.
  • the exemplary embodiments in FIGS. 3 to 6 differ from the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2 only in the design of the butt joint in the area of the inner wall 12.
  • the other details are correct the exemplary embodiments correspond, so that the same reference numbers are used to avoid unnecessary repetitions for the same assemblies.
  • a joint 17 is shown which extends obliquely to the radial direction, that is to say extends on the one hand in the radial direction and on the other hand in the circumferential direction of the ring structure 15. With a butt joint 17 designed in this way, the corresponding edges overlap without thickening of material.
  • 5 and 6 show an exemplary embodiment of a ring structure 16 according to the invention, in which there is an abutment 18 in the region of the inner wall 12, in which abutting edges overlap one another to form a material thickening 19.
  • the material thickening 19 is directed radially outward, the material thickening 19 accordingly extends into the area of the connecting structure 13.
  • the chambers of the connecting structure 13 can be shortened accordingly in the area in which the material thickening 19 runs.
  • a metallic ring structure in which the inner wall is closed and is further made from a metal mesh and / or a metal felt. Flow losses can be minimized due to the closed structure of the inner wall.
  • thermal expansions can be absorbed without cracks. This enables a significantly simpler construction of a ring structure.
  • the inner wall made of the metal felt or metal mesh continues to serve as a running-in covering.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ringstruktur in Metallbauweise für einen Laufschaufelbereich von axial durchströmten Verdichter- und Turbinenstufen, insbesondere in Gasturbinentriebwerken. Die Ringstruktur verfügt über eine kreisringförmige Aussenwand (11), eine kreisringförmige sowie in geringerem radialem Abstand zu Laufschaufelspitzen stehenden Innenwand (12) und eine zwischen der Aussenwand (11) und der Innenwand (12) angeordnete, als Hohlkammerstruktur ausgebildete Verbindungsstruktur (13), wobei die Aussenwand (11) als eine geschlossene, mechanisch stabile Gehäusewand der Verdichter- oder Turbinenstufe ausgebildet ist, und wobei die als Hohlkammerstruktur ausgebildete Verbindungsstruktur (13) mit der Aussenwand (11) und der Innenwand (12) zum Beispiel durch Löten, Diffusionsschweissen oder sonstige Fügetechniken fest verbunden ist. Erfindungsgemäss ist die Innenwand (12) als geschlossene, mechanisch stabile und als Einlaufbelag für die Laufschaufelspitzen dienende Struktur aus einem Metallgewebe und/oder einem Metallfilz ausgebildet.

Description

RINGSTRUKTUR IN METALLBAUWEISE MIT EINLAUFBELAG
Die Erfindung betrifft eine Ringstruktur in Metallbauweise nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Für die strömungstechnischen Eigenschaften von axial durchströmten Verdichter- und Turbinenstufen ist es wichtig, dass der Radialspalt zwischen den Laufschaufelspitzen und der äußeren Strömungskanalswand möglichst klein und möglichst konstant gehalten wird. Dafür sollte die Wandstruktur zunächst ausreichend formstabil und geometrisch genau sein. Thermische und mechanische Einflüsse sollten die Geometrie möglichst wenig verändern. Mit dem zumeist heißen Arbeitsgas sollte im Wesentlichen nur die Innenseite der Struktur beaufschlagt sein, Leckageverluste durch die Struktur sind zu minimieren. Im stationären Betrieb ist es vorteilhaft, wenn die insbesondere thermisch induzierte Maßänderung der Wandstruktur zeitlich und größenmäßig an diejenigen des beschaufelten Rotors angeglichen sind. Da sich mechanische Kontakte zwischen den Schaufelspitzen und der Wandstruktur unter besonderen Belastungen kaum vermeiden lassen, sollte die Innenseite der Wandstruktur zumindest schaufelspitzenseitig verformbar bzw. nachgiebig bzw. einlauffähig ausgebildet sein.
Die DE 100 20 673 C2 offenbart eine Ringstruktur in Metallbauweise für den Laufschaufelbereich von axial durchströmten Verdichter- und Turbinenstufen. Die dort offenbarte Ringstruktur verfügt über eine kreisringförmige Außenwand, die als geschlossene, mechanisch stabile Gehäusewand der Verdichter- oder Turbinenstufe ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die dort offenbarte Ringstruktur eine kreisringförmig ausgebildete Innenwand sowie eine als Hohlkammerstruktur ausgebildete Verbindungsstruktur, wobei die als HohlkammerStruktur ausgebildete Verbindungsstruktur sandwichartig zwischen der Außenwand und der Innenwand positioniert ist. Die als Hohl- kammerstruktur ausgebildete VerbindungsStruktur ist einerseits mit der Außenwand und andererseits mit der Innenwand verbunden. Die Ringraumstruktur gemäß DE 100 20 673 C2 verfügt über eine Innenwand, die über ihren Umfang mehrfach durch axial oder vorwiegend axial verlaufende Dehnfugen unterbrochen ist. Eine derart durch Dehnfugen segmentierte Innenwand verfügt über den Nachteil, dass sich Strömungsverluste einstellen können. Weiterhin erhöht sich -durch eine derart segmentierte Innenwand die Komplexität der Ringstruktur und damit der Montage- sowie Fertigungsaufwand. Außerdem können an den Kanten der Dehnfugen im Betrieb Abplatzungen, Auswaschungen oder Erosionsbeschädigungen auftreten, wodurch die Strö ungs- verluste abermals zunehmen. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde eine neuartige Ringstruktur in Metallbauweise zu schaffen.
Dieses Problem wird durch eine Ringstruktur in Metallbauweise gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Innenwand als geschlossene, mechanisch stabile und als Einlaufbelag für die Laufschaufelspitzen dienende Struktur aus einem Metallgewebe und/oder einem Metallfilz ausgebildet. Das Metallgewebe und/oder der Metallfilz ist dabei vorzugsweise aus einer bei hohen Temperaturen oxidationsbeständigen Metalllegierung gebildet, insbesondere aus einer Legierung auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis .
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird eine Ringstruktur in Metallweise vorgeschlagen, deren Innenwand geschlossen ausgebildet und aus einem Metallgewebe und/oder einem Metallfilz gebildet ist. Durch die geschlossene Struktur der Innenwand können Strömungsverluste minimiert werden. Weiterhin ergibt sich gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten segmentierten Bauweise eine einfachere Bauweise für die erfindungsgemäße Ringstruktur. Durch die Verwendung eines Metallgewebes bzw. eines Metallfilzes für die geschlossene Innenwand kann einerseits eine hohe mechanische Stabilität erzielt werden, andererseits führen Umfangs- dehnungen jedoch nicht zu Ausbildung von Rissen in der Innenwand. Das Metallgewebe bzw. der Metallfilz kann nämlich thermisch erzeugte Dehnungen ohne Rissbildung aufnehmen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigt :
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ringstruktur in Metallbauweise nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematisierter Seitenansicht; Fig. 2 das Detail II der Ringstruktur gemäß Fig. 1; Fig. 3 eine erfindungsgemäße Ringstruktur in Metallbauweise nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematisierter Seitenansicht; Fig. 4 das Detail IV der Ringstruktur gemäß Fig. 3; Fig. 5 eine erfindungsgemäße Ringstruktur in Metallbauweise nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematisierter Seitenansicht; und Fig. 6 das Detail VI der Ringstruktur gemäß Fig. 5.
Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 in größerem Detail beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ringstruktur 10, wobei Fig. 2 das Detail II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab zeigt .
Die Ringstruktur 10 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 umfasst eine kreisförmige Außenwand 11, eine kreisförmige Innenwand 12 sowie eine zwischen der Außenwand 11 und der Innenwand 12 sandwichartig positionierte Verbindungsstruktur 13. Die Außenwand 11 ist als eine geschlossene, mechanisch stabile Gehäusewand einer Verdichterstufe oder Turbinenstufe einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks, ausgebildet. Die zwischen der Außenwand 11 und der Innenwand 12 positionierte Verbindungs- struktur 13 ist als eine Hohlkammerstruktur ausgebildet. Die Hohlkammerstruktur 13 kann dabei in einer Schnittrichtung parallel zur Innenwand bzw. Außenwand der Ringstruktur 10 im Querschnitt sechseckförmige, rechteckige oder auch runde Kammern aufweisen. Bei im Querschnitt sechseckigen Kammern spricht man von einer sogenannten Honigwabenstruktur.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist die Innenwand 12 als eine geschlossene und mechanisch stabile Struktur ausgebildet. Die Innenwand 12 dient einerseits der mechanischen Stabilisierung der Ringstruktur 10 und andererseits als Einlaufbelag für nicht-gezeigte Laufschaufelspitzen rotierender Laufschaufeln. Die im Sinne der hier vorliegenden Erfindung als in sich geschlossene Struktur ausgebildete Innenwand 12 ist aus einem Metallgewebe und/oder einem Metallfilz ausgebildet. Bei einem Metallgewebe handelt es sich um eine Struktur, in welcher metallische Fasern bzw. Fäden systematisch strukturiert verlaufen. Bei einem Metallfilz hingegen handelt es sich um eine Struktur, in welcher metallische Fasern zufällig bzw. stochastisch verteilt ausgerichtet sind. Unter dem Begriff Metallgewebe soll auch ein Gewirk aus Metallfasern verstanden werden.
Durch die Verwendung einer in sich geschlossenen Struktur aus Metallgewebe und/oder Metallfilz als Innenwand 12 werden Spalte oder Fugen innerhalb der Innenwand 12 vermieden. Dadurch können Strömungsverluste minimiert werden. Das Metallgewebe bzw. der Metallfilz können thermisch erzeugte Dehnungen ohne die Gefahr von Rissbildungen aufnehmen. Dadurch wird es möglich auf Dehnfugen innerhalb der Innenwand 12 zu verzichten. Die als geschlossene Struktur ausgebildete Innenwand 12 verfügt dadurch über eine einfache Bauweise.
Die sandwichartige Struktur aus Außenwand 11, Innenwand 12 sowie Verbindungsstruktur 13 ist fest miteinander verbunden. So ist die Verbindungsstruktur 13 einerseits am radial außenliegenden Ende mit der Außenwand 11 und andererseits am radial innenliegenden Ende mit der Innenwand 12 fest verbunden. So kann die Verbindungsstruktur 13 mit der Innenwand 12 sowie der Außenwand 11 verlötet sein. Weiterhin ist es möglich, die Verbindungsstruktur 13 mit der Innenwand 12 und der Außenwand 11 zum Beispiel durch sogenanntes Oberfl'ächendiffusionsschweißen bzw. durch Sintern miteinander zu verbinden. Die Außenwand 11, die Innenwand 12 sowie die Verbindungsstruktur 13 sind demnach zu einer Gesamtstruktur, nämlich zu der erfindungsgemäßen Ringstruktur 10, fest miteinander verbunden.
Wie bereits erwähnt, dient die Innenwand 12 einerseits der mechanischen Stabilisierung der erfindungsgemäßen Ringstruktur 10 sowie andererseits als Ξinlaufbelag. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Innenwand 12 bzw. das Metallgewebe und/oder der Metallfilz der Innenwand 12 aus einem bei hohen Temperaturen oxidationsbeständigen Werkstoff hergestellt ist. So kann das Metallgewebe bzw. der Metallfilz zum Beispiel aus einer Metalllegierung auf Basis eines Nickelwerkstoffs, Eisenwerkstoffs oder auch Kobaltwerkstoffs hergestellt sein.
Das Metallgewebe bzw. der Metallfilz wird unter Bildung mindestens einer Stoßstelle zu der kreisringförmigen Innenwand 12 miteinander verbunden. So zeigen Fig. 1 und 2 eine Stossstelle 14 von zwei einander berührenden Kanten des Metallgewebes bzw. Metallfilzes zur Bereitstellung der Innenwand 12. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 verlaufen die Kanten der Stoßstelle 14 in radialer Richtung, sodass die beiden Kanten sich im Bereich der Stossstelle 14 zwar einander berühren, jedoch keine Überlappung derselben erfolgt.
Fig. 3 bis 6 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Ringstrukturen 15 und 16. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 3 bis 6 unterscheiden sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 lediglich durch die Ausbildung der Stoßstelle im Bereich der Innenwand 12. Hinsichtlich der sonstigen Details stimmen die Ausführungsbeispiele überein, sodass zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist eine Stoßstelle 17 gezeigt, die schräg zur Radialrichtung verläuft, sich also einerseits in Radialrichtung und andererseits in Umfangsrichtung der Ringstruktur 15 erstreckt. Bei einer derart ausgebildeten Stossstelle 17 erfolgt eine Überlappung der entsprechenden Kanten ohne Materialaufdickung.
Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ringstruktur 16, bei der eine Stossstelle 18 im Bereich der Innenwand 12 vorhanden ist, bei welcher aneinanderstoßende Kanten unter Ausbildung einer Materialaufdickung 19 einander überlappen. Wie Fig. 5 und 6 entnommen werden kann, ist die Materialaufdickung 19 dabei nach radial außen gerichtet, die Materialaufdickung 19 erstreckt sich demnach in den Bereich der Verbindungsstruktur 13 hinein. Die Kammern der Verbindungsstruktur 13 können in dem Bereich, in welchem die Materialaufdickung 19 verläuft, entsprechend gekürzt werden.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird eine metallische Ringstruktur vorgeschlagen, bei welcher die Innenwand geschlossen und weiterhin aus einem Metallgewebe und/oder einem Metallfilz hergestellt ist. Durch die geschlossene Struktur der Innenwand können Strömungsverluste minimiert werden. Durch die Verwendung des Metallgewebes bzw. Metallfilzes können thermische Dehnungen rissfrei abgefangen werden. Hierdurch ist eine deutlich einfachere Bauweise einer Ringstruktur möglich. Die Innenwand aus dem Metallfilz bzw. Metallgewebe dient weiterhin als Einlaufbelag.

Claims

Patentansprüche
Ringstruktur in Metallbauweise für einen Laufschaufelbereich von a-1 xial durchströmten Verdichter- und Turbinenstufen, insbesondere in Gasturbinentriebwerken, mit einer kreisringförmigen Außenwand (11), mit einer kreisringförmigen sowie in geringerem radialem Abstand zu Laufschaufelspitzen stehenden Innenwand (12), und mit einer zwischen der Außenwand (11) und der Innenwand (12) angeordneten, als Hohlkammerstruktur ausgebildeten VerbindungsStruktur (13), wobei die Außenwand (11) als eine geschlossene, mechanisch stabile Gehäusewand der Verdichter- oder Turbinenstufe ausgebildet ist, und wobei die als HohlkammerStruktur ausgebildete Verbindungsstruktur (13) mit der Außenwand (11) und der Innenwand (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (12) als geschlossene, mechanisch stabile und als Einlaufbelag für die Laufschaufelspitzen dienende Struktur aus einem Metallgewebe und/oder einem Metallfilz ausgebildet ist.
Ringstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe und/oder der Metallfilz aus einer bei hohen Temperaturen oxidationsbeständigen Metalllegierung gebildet ist, insbesondere aus einer Legierung auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis.
Ringstruktur nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgewebe und/oder der Metallfilz die in sich geschlossene, kreisringförmige Innenwand (12) bildet, wobei das Metallgewebe und/oder der Metallfilz unter Bildung mindestens einer Stoßstelle (14; 17; 18) zu der kreisringförmigen Innenwand (12) miteinander verbunden sind.
Ringstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Stoßstelle (17; 18) von jeweils zwei gegenüberliegenden Kanten gebildet wird, wobei die Kanten vorzugsweise einander überlappen.
5. Ringstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten einander ohne Materialaufdickung überlappen.
6. Ringstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten einander unter Ausbildung einer Materialaufdickung (19) überlappen, wobei die Materialaufdickung (19) nach radial außen in Richtung auf die als Hohlkammerstruktur ausgebildete Verbindungsstruktur (13) gerichtet ist.
7. Ringstruktur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Metallgewebe und/oder dem Metallfilz gebildete Innenwand (12) mit der als Hohlkammerstruktur ausgebildeten Verbindungsstruktur (13) durch Sintern bzw. durch Oberflächendiffusions- verschweißen fest verbunden ist.
8. Ringstruktur nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlkammerstruktur ausgebildete VerbindungsStruktur (13) mit der Außenwand (11) durch Sintern bzw. durch Oberflächendif- fusionsverschweißen fest verbunden ist.
9. Ringstruktur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Metallgewebe und/oder dem Metallfilz gebildete Innenwand (12) mit der als HohlkammerStruktur ausgebildeten Verbindungsstruktur (13) durch Löten fest verbunden ist.
10. Ringstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlkammerstruktur ausgebildete VerbindungsStruktur (13) mit der Außenwand (11) durch Löten fest verbunden ist.
EP05715035A 2004-03-03 2005-02-28 Ringstruktur in metallbauweise mit einlaufbelag Expired - Fee Related EP1721064B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004010236A DE102004010236A1 (de) 2004-03-03 2004-03-03 Ringstruktur in Metallbauweise
PCT/DE2005/000333 WO2005085600A1 (de) 2004-03-03 2005-02-28 Ringstruktur in metallbauweise mit einlaufbelag

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1721064A1 true EP1721064A1 (de) 2006-11-15
EP1721064B1 EP1721064B1 (de) 2010-06-02

Family

ID=34853918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05715035A Expired - Fee Related EP1721064B1 (de) 2004-03-03 2005-02-28 Ringstruktur in metallbauweise mit einlaufbelag

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8061965B2 (de)
EP (1) EP1721064B1 (de)
DE (2) DE102004010236A1 (de)
WO (1) WO2005085600A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2495399B1 (de) 2011-03-03 2016-11-23 Safran Aero Booster S.A. Segmentierter Stator-Außenring zum Kompensieren von Rotorverschiebungen gegenüber dem Stator
EP2728124B1 (de) * 2012-10-30 2018-12-12 MTU Aero Engines AG Turbinenring und Strömungsmaschine
US10472980B2 (en) * 2017-02-14 2019-11-12 General Electric Company Gas turbine seals
TR201705399A2 (tr) * 2017-04-11 2017-09-21 Sdm Siradisi Arge Ve Muehendislik Sanayi Ticaret Anonim Sirketi Örgü kumaş destekli yaprak keçe
DE102017211316A1 (de) 2017-07-04 2019-01-10 MTU Aero Engines AG Turbomaschinen-Dichtring

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3126149A (en) * 1964-03-24 Foamed aluminum honeycomb motor
US3042365A (en) * 1957-11-08 1962-07-03 Gen Motors Corp Blade shrouding
US3068016A (en) * 1958-03-31 1962-12-11 Gen Motors Corp High temperature seal
US3056583A (en) * 1960-11-10 1962-10-02 Gen Electric Retaining means for turbine shrouds and nozzle diaphragms of turbine engines
US3053694A (en) * 1961-02-20 1962-09-11 Gen Electric Abradable material
US3146992A (en) * 1962-12-10 1964-09-01 Gen Electric Turbine shroud support structure
US3425665A (en) * 1966-02-24 1969-02-04 Curtiss Wright Corp Gas turbine rotor blade shroud
US3365172A (en) * 1966-11-02 1968-01-23 Gen Electric Air cooled shroud seal
US3423070A (en) * 1966-11-23 1969-01-21 Gen Electric Sealing means for turbomachinery
BE756582A (fr) * 1969-10-02 1971-03-01 Gen Electric Ecran circulaire et support d'ecran avec dispositif de reglage de la temperature pour turbomachine
US3867061A (en) 1973-12-26 1975-02-18 Curtiss Wright Corp Shroud structure for turbine rotor blades and the like
US4135851A (en) * 1977-05-27 1979-01-23 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Composite seal for turbomachinery
US4409054A (en) * 1981-01-14 1983-10-11 United Technologies Corporation Method for applying abradable material to a honeycomb structure and the product thereof
GB2095749B (en) * 1981-03-25 1984-12-12 Rolls Royce Gas turbine engine having improved resistance for foreign object ingestion damage
GB2117843B (en) * 1982-04-01 1985-11-06 Rolls Royce Compressor shrouds
US4867639A (en) * 1987-09-22 1989-09-19 Allied-Signal Inc. Abradable shroud coating
US5228195A (en) * 1990-09-25 1993-07-20 United Technologies Corporation Apparatus and method for a stator assembly of a rotary machine
IE67360B1 (en) * 1990-09-25 1996-03-20 United Technologies Corp Apparatus and method for a stator assembly of a rotary machine
US5304031A (en) * 1993-02-25 1994-04-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Outer air seal for a gas turbine engine
US5738490A (en) * 1996-05-20 1998-04-14 Pratt & Whitney Canada, Inc. Gas turbine engine shroud seals
DE19828065A1 (de) * 1998-06-24 1999-12-30 Bmw Rolls Royce Gmbh Wabenstruktur-Dichtung insbesondere für eine Gasturbine
US6120242A (en) * 1998-11-13 2000-09-19 General Electric Company Blade containing turbine shroud
DE19937577A1 (de) * 1999-08-09 2001-02-15 Abb Alstom Power Ch Ag Reibungsbehaftete Gasturbinenkomponente
DE10020673C2 (de) * 2000-04-27 2002-06-27 Mtu Aero Engines Gmbh Ringstruktur in Metallbauweise
US6619913B2 (en) * 2002-02-15 2003-09-16 General Electric Company Fan casing acoustic treatment
GB0218060D0 (en) * 2002-08-03 2002-09-11 Alstom Switzerland Ltd Sealing arrangements
JP4285134B2 (ja) * 2003-07-04 2009-06-24 株式会社Ｉｈｉ シュラウドセグメント

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005085600A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20090263239A1 (en) 2009-10-22
EP1721064B1 (de) 2010-06-02
US8061965B2 (en) 2011-11-22
WO2005085600A1 (de) 2005-09-15
DE102004010236A1 (de) 2005-09-15
DE502005009677D1 (de) 2010-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005001979T2 (de) Aufhängung einer Gasturbinenbrennkammer mit integriertem Turbinenleitapparat
EP1664489B1 (de) Gasturbine mit einem ringförmigen dichtungsmittel
EP3056813B1 (de) Abdichtung eines randspalts zwischen effusionsschindeln einer gasturbinenbrennkammer
EP2873921B1 (de) Brennkammerhitzeabschirmelement einer Gasturbine
DE102015201782A1 (de) Leitschaufelring für eine Strömungsmaschine
CH701953A2 (de) Deckbandanordnung mit Sperrelement.
EP2851518B1 (de) Bauteilsystem einer Turbomaschine
EP3409897B1 (de) Dichtungsanordnung für eine strömungsmaschine, verfahren zur herstellung einer dichtungsanordnung sowie strömungsmaschine
DE60307907T2 (de) Rohrförmige Verbundgewebedichtung für das Auslassgehäuse eines Innenverdichters
EP2647795A1 (de) Dichtungssystem für eine Strömungsmaschine
DE112008003522T5 (de) Turbinenleitapparatsegment
DE102008023424A1 (de) Verfahren für die mittige Anordnung von Zähnen auf Turbinenschaufeln mit Deckband
EP2799776A1 (de) Brennerdichtung für Gasturbinen-Brennkammerkopf und Hitzeschild
DE102007059220A1 (de) Leitschaufelkranz für thermische Strömungsmaschinen, insbesondere Flugtriebwerke
EP1721064B1 (de) Ringstruktur in metallbauweise mit einlaufbelag
DE60215109T2 (de) Verbundgewebeschlauchdichtung für eine Kontaktfläche zwischen Mantel und Gasturbinendüse
EP2647796A1 (de) Dichtungssystem für eine Strömungsmaschine
WO2007028353A1 (de) Strömungsmaschine sowie dichtungselement für eine strömungsmaschine
EP2284426B1 (de) Strömungsmaschine
EP1573238B1 (de) Dichtungsanordnung
DE102014214775A1 (de) Fluggasturbine mit einer Dichtung zur Abdichtung einer Zündkerze an der Brennkammerwand einer Gasturbine
DE102011052037A1 (de) Strömungsteileranordnung für Dampfturboantrieb und Verfahren
DE10351583B4 (de) Dichtungsanordnung
EP3536913A1 (de) Innenring für eine turbomaschine und entsprechendes herstellungsverfahren
EP1865258A1 (de) Gepanzerte Maschinenkomponente und Gasturbine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB

17P Request for examination filed

Effective date: 20060819

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: HUMHAUSER, WERNER

Inventor name: HAIN, ULRIKE

Inventor name: DAEUBLER, MANFRED, A.

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB

17Q First examination report despatched

Effective date: 20080513

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 502005009677

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20100715

Kind code of ref document: P

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20110303

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502005009677

Country of ref document: DE

Effective date: 20110302

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20150216

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20150223

Year of fee payment: 11

Ref country code: FR

Payment date: 20150217

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502005009677

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20160228

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20161028

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160901

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160228

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160229