EP3380705A1 - Rotorscheibenanordnung mit zweiteiliger dichtung - Google Patents

Rotorscheibenanordnung mit zweiteiliger dichtung

Info

Publication number
EP3380705A1
EP3380705A1 EP17714663.6A EP17714663A EP3380705A1 EP 3380705 A1 EP3380705 A1 EP 3380705A1 EP 17714663 A EP17714663 A EP 17714663A EP 3380705 A1 EP3380705 A1 EP 3380705A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing
rotor disk
rotor
arrangement according
wing
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.)
Withdrawn
Application number
EP17714663.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Schröder
Dirk Springborn
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3380705A1 publication Critical patent/EP3380705A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates

Definitions

  • Rotor disc assembly with two-piece seal The invention relates to a rotor disk assembly having a rotor disk and arranged in front of an end face sealing ⁇ elements according to the preamble of claim 1.
  • the blade holding grooves are reliably covered by the sealing sheets.
  • the attachment of the sealing ⁇ plates takes place on the rotor disk or on the Laufschaufein in a different manner, for which purpose usually the sealing plates are mounted on the inner circumference in an annular groove of the rotor disk.
  • the axial securing of the sealing plates on the outer circumference takes place in the usual way also in an annular groove, which is formed by the circumferentially segmented adjacent Laufschaufein.
  • Object of the invention is therefore to allow the attachment of an additional sealing web without the cost increases significantly.
  • the generic rotor disk assembly initially comprises a rotor disk. This has distributed on the outer circumference on a plurality of axially extending blade retaining grooves. Here, it is not essential that the exhibition ⁇ felhaltenuten parallel to the rotor axis, although this is ⁇ , the advantageous and cost-effective design. Rather, it is sufficient if the Schaufelhalte- grooves extend from one end face of the rotor disk until at ⁇ the end face of the rotor disk. Here, these can be both a curved course as run in a straight course in vorteilhaf ⁇ ter way. Furthermore, the rotor disk, at least on one side in front of the end face below the Schaufelhaltenuten a circumferential Blechhaltenut or more circumferentially distributed Blechhaltenu ⁇ th.
  • the rotor disk arrangement comprises a plurality of sealing plates, which form a substantially closed ring distributed over the circumference.
  • the sealing plates in this case have a flat shape and extend transversely to the rotor axis.
  • the sealing plates are mounted in the rotor disk assembly at their respective inner circumference in the sheet holding groove.
  • the sealing plates in sections from the Schaufelhal ⁇ tenuten.
  • a plurality of sealing wings is used.
  • these sealing wings supplement the sealing plates for covering the blade retaining grooves.
  • the plurality of separate sealing wings also forms a circumferential, substantially closed ring, wherein the sealing wings are also arranged in front of the end face of the rotor disk.
  • the sealing blades are further positioned immediately adjacent to the sealing plates, wherein the sealing plates are located on the side pointing to the rotor axis side adjacent to the sealing wings.
  • sealing plates By dividing the sealing elements commonly used to cover the Schaufelhaltenuten in inner sealing plates and located above sealing wings greater freedom in terms of choice of materials and the design is achieved. Now, the sealing plates can be made of a cost-effective material, while on the other hand in the case of the sealing wings, it is possible to selectively attach further functions.
  • the sealing plates are each made of a metal sheet.
  • the sealing sheets are designed to open radially outward.
  • it will he ⁇ enables to form spaced well ⁇ gelstege the sealing wing two, each of which extends radially.
  • Sealing wings viewed in the direction of rotation offset zueinan ⁇ are positioned. Moreover, it is advantageous if the number of sealing wings and sealing plates is varied to each other.
  • the sealing wings it is advantageous if a plurality of circumferentially distributed fastening sockets is arranged on the rotor disk.
  • This mounting base it is particularly advantageous here ⁇ stretch over the end ⁇ side of the rotor disc in the axial direction over the sealing sheet ⁇ addition.
  • the mounting base are each arranged between two blade retaining grooves.
  • the design of the mounting base can be done varied. In both advantageous and simple embodiment of the respective mounting base is formed in each case as a portion of a rotating body. This simplifies the manufacture of the rotor disk and the assembly of the sealing wing ⁇ .
  • the free end of the actuating buildin ⁇ plinth has a smaller distance from the rotor axis than the mounting socket on the end face of the rotor disk on ⁇ . Socketing to the mounting to secure grip of the sealing wing, it is particularly advantageous if the Be ⁇ fixing pedestal approaches on the side facing to the rotor axis underside of the course from the end side toward the free end of the Fixed To ⁇ supply socket to the rotor axis. In this regard, it does not matter if the approach is continuous or erratic.
  • the mounting base can be varied in cross-section out ⁇ leads and have for example a T-shaped configuration ⁇ .
  • a secure hold both in the axial direction and radial direction is made possible when mounting the sealing ⁇ wing on the mounting sockets.
  • the sealing wing has at least two fastening receptacles with a vitelie ⁇ ing free space. In this regard, it is irrelevant whether the sealing wing still has on both sides of the Befest Trentsauf ⁇ took one or two more free spaces or the number of mounting receptacles and clearances further increased.
  • At least the lying between the fastening recordings ⁇ clearance during rotation of the sealing wing allows re ⁇ tively for a rotor disk assembly or disassembly of the sealing wing on the rotor disk.
  • a corresponding position of the sealing blade relative to the rotor disc carries out the installation of the sealing wing on the rotor disk to a dipping the Be ⁇ fixing base into the free space, wherein is carried out in the following by the rotation of the sealing blade relative to the rotor disk, the joining of the mounting socket in the mounting receptacle.
  • the mounting base starting from the end face to the free end has a constant or decreasing material thickness.
  • the material thickness is in this respect to be determined perpendicular to the underside of the Befest Nathansso ⁇ cels.
  • the Befest Nathansflü ⁇ gel can directly without rotation to be dismantled by Schieb- and / or pivotal movement from the mounting base with a ge to the rotor axis ⁇ inclined movement.
  • a similar assembly is made possible if having independently of the concrete design of the mounting socket the fastening receptacle on the side facing away from the rotor axis side a sufficient free space, so that a possible undercut on buildin ⁇ actuation socket does not impede the assembly process.
  • the sealing wing which is ⁇ be true for mounting without rotation on the opposite sides in the circumferential direction each side parallel to each other extending side edges.
  • the radially oriented to the rotor axis for mounting and Demontagebewe ⁇ supply does not lead to a collision with adjacent sealing wings at the side edges.
  • the sealing wings have a support surface on the side facing the rotor axis. At this support surface, the sealing plates lie with an outer circumference. catch surface at least during rotation of the rotor disk assembly. Accordingly, the sealing plates are supported radially by the sealing wings. Thus, a particularly simple assembly and storage of the sealing plates can be realized.
  • the shape of the support surface or the outer peripheral surface is initially irrelevant, provided that the corresponding system is guaranteed to support the sealing plates.
  • the supporting surface as part of a cylinder surface designed to support ⁇ reindeer, so that a radially aligned contact of the Jardinum- ensures circumferential surface.
  • the support surface in a cross section long viewed the axis of rotation inclined or arcuate execute, in which case the support surface similar to the underside ⁇ side of the mounting base with increasing distance from the front side of the rotor axis approaches.
  • the sealing wings adjacent to the support surface have a retaining projection.
  • the retaining projection is the width of the support surface
  • an opening towards the Ro ⁇ gate axis attachment groove with the groove bottom is realized as a supporting surface by the sealing wing together with the rotor disk.
  • a Siche ⁇ approximately element is used in an advantageous manner. This passes through at least partially the sealing wing and / or the sealing plate and engages in a recess or a system on the Rotorschei ⁇ be or the rotor blade. It can be provided that the securing element is only fixed a sealing wing and a sealing plate, wherein the Siche ⁇ approximately element is arranged at the joint between the sealing wing and sealing plate, in an advantageous manner so that with the securing element, at least the direction of rotation of the two elements is also secured.
  • the securing element fixed to the blade said sublime extending from the end face axially.
  • an intervention of the hedging element ⁇ tion in a recess on the sealing wing or the sealing plate or at least a system on the sealing wing or sealing plate allows and thus prevents its rotation relative to the rotor disc.
  • FIG. 1 and 2 show a detail of an inventive device
  • Rotor disk assembly with a rotor disk, front side arranged sealing ⁇ sheets and distributed over the circumference arranged sealing wings;
  • Figure 3 is another perspective view of
  • Figure 4 shows the rotor disk assembly analogous to Figure 3 in section
  • Figures 5 to 7 a sealing wing of Rotorinanord ⁇ voltage and 8, a sealing plate of Rotorinanord ⁇ voltage.
  • FIGS. 1 to 3 and in section in FIG. 4 first of all the rotor disk 01 can be seen. This has a plurality of circumferentially distributed arranged Schaufelhaltenuten 09, which 09 are arranged in this embodiment gradli ⁇ nig and parallel to the rotor axis.
  • the blade retaining grooves serve to receive blades to be attached to the rotor disk 01.
  • the rotor disk arrangement comprises a plurality of sealing plates 11, which are distributed in the circumference and which, on the rotor disk 01, are provided with sen 11 inner circumference 14 are mounted in a sheet holding groove 04.
  • the sealing plate 11 as a separate component is shown in FIG. 8 for this purpose and has a region pointing radially to the rotor axis on the inner periphery 14 and a radially outer region on the outer periphery 15 and an outer peripheral surface 12.
  • the sealing plate 11 has on both sides a recess 16 for securing the sealing plate 11 in the circumferential direction.
  • the mounting of the sealing plate 11 on the rotor disk can be seen advantageously in FIG.
  • the sealing plate 11 is mounted with the inner circumference 14 in the sheet metal holding groove formed radially outward from the rotor disk.
  • the sealing plate 11 is fixed both in the axial direction.
  • the sealing plate 11 is radially groove bottom of the sheet holding groove 04 at. According determination covers the sealing plate 11, the portion ⁇ Schaufelhaltenut 09 at one end face 02 of the Ro ⁇ torusion 01 from. As a result, it is largely prevented that hot gas flowing in the hot gas path of the gas turbine can penetrate into the lower region of the blade retaining grooves 09.
  • sealing wings 21 are arranged distributed on the rotor disk 01 in the circumference. These 21 are here also in front of the end face 02 of the rotor disk 01 radially outside of the sealing plates eleventh
  • the sealing wings 21 in addition to the Dichtble ⁇ surfaces 11, the blade retaining grooves 09 from the front side.
  • the sealing wings in addition to the sealing plates 11 is achieved by the sealing wings, the extensive coverage of the blade retaining grooves 09.
  • a plurality of mounting bases 03 are arranged distributed on the rotor disk 01 in the circumference, on which the sealing wings 21 are mounted.
  • the sealing wings 21 on the side facing the rotor disc 01 Be ⁇ te respectively corresponding fastening receptacles 23rd
  • the mounting base 03 - which 03 each ⁇ Weils are arranged between two blade retaining grooves 09 - trapezoidal shape and widen with increasing distance from the front side 02 to a free end 05 of the mounting base 03.
  • This 21 has on the side facing the end face 02 back in the embodiment ⁇ example, three fastening receptacles 23 which are designed to the mounting pedestals 03 23 comple ⁇ tary.
  • the design of the sealing wing 21 with a U-shaped, radially outwardly opening shape. In this way, a first end face 02 facing, radially outwardly extending wing web 28 and spaced second radially extending wing web 29 is formed.
  • the separation of ordinary sealing elements in a radially inner sealing plate 11 and a radially outer sealing wing 21 is particularly advantageously made possible by the sealing wing 21 on the radially to the rotor axis ⁇ the side a support surface 22 is disposed on the 22, the sealing plate 11 with his Outer peripheral surface 12 comes to rest.
  • the sealing plate 11 is radially fixed by the sealing wing 21.
  • the sealing wing 21 adjacent to the support surface 22 on a radially to the rotor axis he ⁇ stretching retaining projection 25 which 25 spaced from the end face 01 is arranged. This makes it possible that the sealing plate 11 at the outer periphery 15 between the front page 02 of the rotor disk 01 and the retaining projection 25 of the sealing wing 21 is axially fixed.
  • the sealing wings 21 are each offset by half a length to the sealing plates 11 are arranged. This will on the one hand, avoided that the alignment between each two sealing sheets 11 existing column with the existing between each two Dichtflü ⁇ rules 21 column. Furthermore, the staggered arrangement of the sealing wing 21 and the sealing plate 11 enables the positioning of a securing element 07 to be recognized in particular in FIG. 4 within the sealing wing 21 at the same time in the corner between two sealing elements 11. In this case, the securing element 07 penetrates the sealing wing 21 in the region of the recess 26 and abuts the recesses 16 of the adjacent sealing plates 11 at.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotorscheibenanordnung mit einer Rotorscheibe (01), an der vor einer Stirnseite (02) eine Mehrzahl Dichtbleche (11) und radial außerhalb der Dichtbleche eine Mehrzahl separater Dichtflügel (21) im Umfang verteilt angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Rotorscheibenanordnung mit zweiteiliger Dichtung Die Erfindung betrifft eine Rotorscheibenanordnung mit einer Rotorscheibe und mit vor einer Stirnseite angeordneten Dicht¬ elementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem Rotor einer Gasturbine werden in aller Regel Rotor- Scheiben eingesetzt, welche am Außenumfang verteilt eine
Vielzahl von Schaufelhaltenuten aufweisen, in die jeweils eine Laufschaufel mit einem Schaufelhalteprofil befestigt sind. Dies ermöglicht im Verschleißfall den Austausch der Lauf¬ schaufel. Weiterhin ist es bekannt, dass die Schaufelhaltenu- ten vor einem Eindringen des durch die Gasturbine strömenden Heißgases zu schützen sind. Hierzu werden in bekannter Weise vor der Stirnseite der Rotorscheibe im Umfang verteilte seg¬ mentierte Dichtbleche eingesetzt. Hierzu bekannte Ausfüh¬ rungsformen sind beispielsweise aus der EP 1 804 338 AI, EP 1 944 471 AI sowie aus der EP 2 399 004 AI bekannt. Die Dicht¬ bleche weisen hierbei in aller Regel eine flache Gestalt auf und erstrecken sich von einer Ringnut unterhalb der Schaufel¬ haltenuten bis über den Außenumfang der Rotorscheibe hinaus. Somit werden in zuverlässiger Weise die Schaufelhaltenuten durch die Dichtbleche abgedeckt. Die Befestigung der Dicht¬ bleche erfolgt an der Rotorscheibe bzw. an den Laufschaufein in unterschiedlicher Weise, wobei hierzu in aller Regel die Dichtbleche am Innenumfang in einer Ringnut der Rotorscheibe gelagert sind. Die axiale Sicherung der Dichtbleche am Außen- umfang erfolgt in üblicher Weise ebenso in einer Ringnut, welche durch die im Umfang segmentierten aneinander angrenzenden Laufschaufein gebildet wird.
Wenngleich mit den zur Verfügung stehenden Ausführungsformen von Dichtblechen eine taugliche Abdeckung der Schaufelhalte¬ nuten an der Rotorscheibe möglich ist, werden aufgrund der hohen thermischen Belastung der Möglichkeit zur Erweiterung der Dichtbleche um weitere Funktionen - ohne eine spürbare Kostensteigerung zu verursachen - enge Grenzen gesetzt. Insbesondere die Forderung nach einem weiteren, sich radial vor der Stirnseite erstreckenden Dichtungssteg führt zu der Not¬ wendigkeit, ein hochpreisiges Material für die Dichtbleche einzusetzen.
Aufgabe der gestellten Erfindung ist es daher, die Anbringung eines zusätzlichen Dichtungssteges zu ermöglichen ohne dass die Kosten nennenswert steigen.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Aus¬ führungsform einer Rotorscheibenanordnung nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßer Rotor ist im Anspruch 14 und eine erfindungsgemäße Gasturbine im Anspruch 15 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die gattungsgemäße Rotorscheibenanordnung umfasst zunächst einmal eine Rotorscheibe. Diese weist am Außenumfang verteilt eine Mehrzahl von axial verlaufenden Schaufelhaltenuten auf. Hierbei ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Schau¬ felhaltenuten parallel zur Rotorachse verlaufen, wenngleich dies die vorteilhafte und kostengünstige Ausführung dar¬ stellt. Vielmehr ist es hinreichend, wenn die Schaufelhalte- nuten sich von einer Stirnseite der Rotorscheibe bis zur an¬ deren Stirnseite der Rotorscheibe erstrecken. Hierbei können diese sowohl einen gebogenen Verlauf als auch in vorteilhaf¬ ter Weise einen gradlinigen Verlauf aufweisen. Weiterhin weist die Rotorscheibe zumindest auf einer Seite vor der Stirnseite unterhalb der Schaufelhaltenuten eine umlaufende Blechhaltenut oder mehrere am Umfang verteilte Blechhaltenu¬ ten auf.
Weiterhin umfasst die Rotorscheibenanordnung eine Mehrzahl von Dichtblechen, welche im Umfang verteilt einen im Wesentlichen geschlossenen Ring bilden. Im Wesentlichen bezieht dich diesbezüglich darauf, dass zwischen den einzelnen Dichtblechen ein geringfügiger Spalt verbleiben kann, welcher vor- teilhaft im Bereich zwischen zwei Schaufelhaltenuten angeordnet ist. Die Dichtbleche weisen hierbei eine flache Gestalt auf und erstrecken sich quer zur Rotorachse. Hierbei ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Dichtbleche über ihre Erstreckung eine konstante Materialstärke aufweisen. Zumin¬ dest ist vorgesehen, dass die Materialstärke in axialer Rich¬ tung wesentlich kleiner als dessen Abmessungen in radialer und tangentialer Richtung ist. Die Dichtbleche sind in der Rotorscheibenanordnung an deren jeweiligem Innenumfang in der Blechhaltenut gelagert. Somit wird deren Bewegung zumindest in axialer Richtung begrenzt. Entsprechend ihrer Aufgabe de¬ cken hierbei die Dichtbleche abschnittsweise die Schaufelhal¬ tenuten ab. Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Dichtflügeln eingesetzt wird. Diese Dichtflügel ergänzen als weitere Dichtelemente die Dichtbleche zur Abdeckung der Schaufelhaltenuten. Entsprechend bildet die Mehrzahl der separaten Dichtflügel ebenso einen umlaufenden, im Wesentlichen geschlossenen Ring, wobei die Dichtflügel ebenso vor der Stirnseite der Rotorscheibe angeordnet sind. Um eine mög¬ lichst vollständige Abdeckung der Schaufelhaltenuten zu erzielen sind die Dichtflügel weiterhin unmittelbar angrenzend an den Dichtblechen angeordnet, wobei sich die Dichtbleche auf der zur Rotorachse weisenden Seite angrenzend an den Dichtflügeln befinden.
Durch die Aufteilung der üblicherweise verwendeten Dichtelemente zur Abdeckung der Schaufelhaltenuten in innenliegende Dichtbleche und sich darüber befindende Dichtflügel wird eine größere Freiheit hinsichtlich der Materialwahl und der Formgestaltung erzielt. Nunmehr können die Dichtbleche aus einem kostengünstigen Material hergestellt werden, während hingegen bei den Dichtflügeln die Möglichkeit besteht, gezielt weitere Funktionen anzubringen.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dichtbleche jeweils aus einem Blech hergestellt sind. Somit wird eine be- sonders kostengünstige Herstellungsweise erzielt, indem bei¬ spielsweise aus einem Metallblech die Dichtbleche ausgestanzt oder ausgelasert werden. Demgegenüber ist es vorteilhaft, wenn die Dichtflügel in ei¬ nem Querschnitt längs der Rotorachse O-förmig oder V-förmig radial nach außen öffnend ausgeführt sind. Somit wird es er¬ möglicht, am Dichtflügel zwei voneinander beabstandete Flü¬ gelstege auszubilden, welche sich jeweils radial erstrecken.
Weiterhin ist es hinsichtlich Logistik und Montage vorteilhaft, wenn alle an der Rotorscheibenanordnung verwendeten Dichtbleche als Gleichteile ausgeführt sind. Analog zu den Dichtblechen ist es ebenso vorteilhaft, wenn alle bei der Rotorscheibenanordnung verwendeten Dichtflügel als Gleichteile ausgeführt sind.
Hinsichtlich der segmentierten Aufteilung der Dichtfläche und der Dichtflügel ist es einerseits möglich, diese in überein¬ stimmender Anzahl und zudem jeweils übereinander anzuordnen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Dichtbleche und die
Dichtflügel in Rotationsrichtung betrachtet versetzt zueinan¬ der positioniert sind. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl von Dichtflügeln und Dichtblechen zueinander variiert wird.
Zur Befestigung der Dichtflügel ist es vorteilhaft, wenn an der Rotorscheibe eine Mehrzahl im Umfang verteilter Befesti- gungssockeln angeordnet wird. Diese Befestigungssockel er¬ strecken sind hierbei besonders vorteilhaft über die Stirn¬ seite der Rotorscheibe in axialer Richtung über das Dicht¬ blech hinaus. In einfacher als auch vorteilhafter Weise werden hierbei die Befestigungssockel jeweils zwischen zwei Schaufelhaltenuten angeordnet. Beim Einsatz entsprechender Befestigungssockel weist der Dichtflügel zumindest eine Be¬ festigungsaufnahme auf, in der der Befestigungssockel ange¬ ordnet ist. Entsprechend wird der Dichtflügel an der Rotor- Scheibe durch Anordnung des Befestigungssockels in der Befes¬ tigungsaufnahme befestigt.
Die Gestaltung der Befestigungssockel kann hierbei vielfältig erfolgen. In sowohl vorteilhafter wie auch einfacher Ausführungsform wird der jeweilige Befestigungssockel jeweils als Abschnitt eines Rotationskörpers gebildet. Dieses vereinfacht die Herstellung der Rotorscheibe sowie die Montage der Dicht¬ flügel .
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das freie Ende des Befes¬ tigungssockels einen kleineren Abstand zur Rotorachse als der Befestigungssockel an der Stirnseite der Rotorscheibe auf¬ weist. Zum sicheren Halt der Dichtflügel an den Befestigungs- sockeln ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn sich der Be¬ festigungssockel an der zur Rotorachse weisenden Unterseite im Verlauf von der Stirnseite zum freien Ende des Befesti¬ gungssockels an die Rotorachse annähert. Diesbezüglich ist es unerheblich, ob die Annäherung kontinuierlich oder sprunghaft verläuft.
Der Befestigungssockel kann im Querschnitt vielfältig ausge¬ führt werden und beispielsweise eine T-förmige Gestalt auf¬ weisen. Vorteilhaft ist jedoch eine im Querschnitt betrachte- te, trapezförmige, sich von der Stirnseite zum freien Ende hin vergrößernde Form. Somit wird beim Montieren des Dicht¬ flügels auf den Befestigungssockeln ein sicherer Halt sowohl in axialer Richtung als auch radialer Richtung ermöglicht. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Dichtflügel zumindest zwei Befestigungsaufnahmen mit einem zwischenlie¬ genden Freiraum aufweist. Diesbezüglich ist es unerheblich, ob der Dichtflügel weiterhin beidseits der Befestigungsauf¬ nahmen einen oder zwei weitere Freiräume aufweist oder sich die Anzahl von Befestigungsaufnahmen und Freiräumen weiter erhöht. Zumindest ermöglicht der zwischen den Befestigungs¬ aufnahmen liegende Freiraum bei Rotation des Dichtflügels re¬ lativ zur Rotorscheibe eine Montage bzw. Demontage des Dicht- flügels an der Rotorscheibe. In entsprechender Stellung des Dichtflügels relativ zur Rotorscheibe führt die Montage des Dichtflügels an der Rotorscheibe zu einem Eintauchen des Be¬ festigungssockels in den Freiraum, wobei im Folgenden durch die Rotation des Dichtflügels relativ zur Rotorscheibe die Fügung des Befestigungssockels in der Befestigungsaufnahme erfolgt .
Alternativ hierzu ist es möglich einen einzelnen Befestigungsflügel oder mehrere der vorhandenen Befestigungsflügel oder alle Befestigungsflügel durch eine geneigte, auf die Ro¬ torachse zuweisende Bewegung zu montieren. Hierzu ist es er¬ forderlich, dass der Befestigungssockel ausgehend von der Stirnseite zu dessen freien Ende eine gleichbleibende oder abnehmende Materialstärke aufweist. Die Materialstärke ist diesbezüglich senkrecht zur Unterseite des Befestigungsso¬ ckels zu bestimmen. In diesem Fall kann der Befestigungsflü¬ gel unmittelbar ohne Rotation durch Schieb- und/oder Schwenkbewegung vom Befestigungssockel mit einer zur Rotorachse ge¬ neigten Bewegung demontiert werden. Eine analoge Montageweise wird ermöglicht, wenn unabhängig von der konkreten Gestaltung des Befestigungssockels die Befestigungsaufnahme auf der von der Rotorachse wegweisenden Seite einen hinreichenden Freiraum aufweist, so dass ein möglicher Hinterschnitt am Befes¬ tigungssockel nicht den Montagevorgang behindert.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Dichtflügel, welcher be¬ stimmt ist zur Montage ohne eine Rotation an den in Umfangs- richtung gegenüberliegenden Seiten jeweils zueinander paral- lel verlaufende Seitenränder aufweist. Somit führt die radial auf die Rotorachse zu weisende Montage- bzw. Demontagebewe¬ gung nicht zu einer Kollision an benachbarte Dichtflügel an den Seitenrändern. Zur vorteilhaften Befestigung der Dichtbleche ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Dichtflügel auf der zur Rotorachse weisenden Seite eine Stützfläche aufweisen. An dieser Stützfläche liegen die Dichtbleche mit einer Außenum- fangsfläche zumindest bei Rotation der Rotorscheibenanordnung an. Entsprechend werden die Dichtbleche radial durch die Dichtflügel abgestützt. Somit kann eine besonders einfache Montage und Lagerung der Dichtbleche realisiert werden.
Die Formgebung der Stützfläche bzw. der Außenumfangsflache ist hierbei zunächst unerheblich, sofern die entsprechende Anlage zur Abstützung der Dichtbleche gewährleistet wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es entsprechend mög- lieh, die Stützfläche als Teil einer Zylinderfläche auszufüh¬ ren, so dass eine radial ausgerichtete Anlage der Außenum- fangsfläche gewährleistet wird. Weiterhin ist es möglich, die Stützfläche in einem Querschnitt längst der Rotationsachse betrachtet geneigt oder bogenförmig auszuführen, wobei sich in diesem Ausführungsfall die Stützfläche analog der Unter¬ seite des Befestigungssockel mit zunehmender Entfernung von der Stirnseite der Rotorachse nähert.
Insbesondere bei Wahl der Stützfläche in zylindrischer Form ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dichtflügel angrenzend an die Stützfläche einen Haltevorsprung aufweisen. Hierbei ist der Haltevorsprung um die Weite der Stützfläche
beabstandet zur Stirnseite angeordnet und erstreckt sich ra¬ dial in Richtung der Rotorachse. Entsprechend wird durch den Dichtflügel zusammen mit der Rotorscheibe eine sich zur Ro¬ torachse hin öffnende Befestigungsnut mit dem Nutgrund als Stützfläche realisiert. Durch die Aufnahme der Dichtbleche am Außenumfang zwischen der Stirnseite und dem Haltevorsprung sind diese ebenso in axialer Richtung gesichert.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn bei Anlage der Dichtbleche mit der Außenumfangsfläche an der Stützfläche des Dichtflügels der Befestigungssockel sowie die Befestigungs¬ aufnahmen derartig ausgeführt sind, dass bei Rotation der Ro- torscheibenanordnung eine Fliehkraft der Dichtbleche auf die Stützfläche der Dichtflügel wirkt und somit ein Moment im Dichtflügel um das freie Ende des Befestigungssockels bewirkt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Dichtflügel auch bei einer Schwerpunktlage beabstandet von der Stirnseite nicht vom Befestigungssockel zu den Laufschaufeln hin auf¬ grund der hohen Fliehkräfte im Dichtflügel herunter gekippt wird .
Zur Sicherung der Lage des Dichtflügels bzw. des Dichtblechs an der Rotorscheibe wird in vorteilhafter Weise ein Siche¬ rungselement eingesetzt. Dieses durchgreift hierbei zumindest abschnittsweise den Dichtflügel und/oder das Dichtblech und greift in eine Ausnehmung oder eine Anlage an der Rotorschei¬ be oder der Laufschaufei an. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement lediglich einen Dichtflügel bzw. ein Dichtblech fixiert, wobei in vorteilhafter Weise das Siche¬ rungselement an der Fuge zwischen Dichtflügel und Dichtblech angeordnet wird, so dass mit dem Sicherungselement zumindest die Rotationsrichtung von beiden Elementen zugleich gesichert wird .
Darüber hinaus bzw. m alternativer Ausführungsform ist es möglich, das Sicherungselement fest an der Laufschaufel anzu ordnen, wobei sich dieses Erhaben von der Stirnseite axial erstreckt. Hierbei wird durch Fügung der entsprechenden Lauf schaufei mit dem Sicherungselement ein Eingreifen des Siche¬ rungselements in einer Ausnehmung am Dichtflügel bzw. dem Dichtblech oder zumindest einer Anlage am Dichtflügel oder Dichtblech ermöglicht und somit dessen Rotation relativ zur Rotorscheibe verhindert.
Durch die Realisierung einer Rotorscheibenanordnung mit der neuartigen erfinderischen Ausführungsform unter Verwendung von Dichtblechen und Dichtflügeln wird ein neuer erfindungsgemäßer Rotor zur Verwendung bei einer Gasturbine geschaffen
Entsprechend ermöglicht die Verwendung eines erfindungsgemä- ßen Rotors die Realisierung einer erfindungsgemäßen Gasturbi- ne . In den nachfolgenden Figuren wird eine beispielhafte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Rotorscheibenanordnung skizziert. Es zeigen: Figur 1 und 2 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen
Rotorscheibenanordnung mit einer Rotorscheibe, stirnseitig angeordneten Dicht¬ blechen sowie darüber im Umfang verteilt angeordneter Dichtflügel;
Figur 3 eine weitere perspektivische Ansicht der
RotorScheibenanordnung;
Figur 4 die Rotorscheibenanordnung analog Figur 3 im Schnitt;
Figuren 5 bis 7 einen Dichtflügel der Rotorscheibenanord¬ nung und Figur 8 ein Dichtblech der Rotorscheibenanord¬ nung .
In den nachfolgenden Figuren wird eine beispielhafte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Rotorscheibenanordnung skizziert. Zur besseren Erkennbarkeit wird hierbei lediglich ein Ausschnitt der Rotorscheibenanordnung dargestellt, wobei sich dem Fachmann in naheliegender Weise die vollständige Rotorscheibenanordnung von selbst erschließt. In den Figuren 1 bis 3 sowie im Schnitt in der Figur 4 ist zunächst einmal die Rotorscheibe 01 zu erkennen. Diese weist eine Mehrzahl im Umfang verteilt angeordneter Schaufelhaltenuten 09 auf, welche 09 in diesem Ausführungsbeispiel gradli¬ nig und parallel zur Rotorachse angeordnet sind. Die Schau- felhaltenuten dienen zur Aufnahme von an der Rotorscheibe 01 anzubringenden Laufschaufeln . Weiterhin umfasst die Rotorscheibenanordnung eine Mehrzahl im Umfang verteilt angeordneter Dichtbleche 11, welche 11 an der Rotorscheibe 01 mit des- sen 11 Innenumfang 14 in einer Blechhaltenut 04 gelagert sind. Das Dichtblech 11 als separates Bauteil ist hierzu in Figur 8 dargestellt und weist einen radial zur Rotorachse weisenden Bereich am Innenumfang 14 sowie einen radial äuße- ren Bereich am Außenumfang 15 sowie eine Außenumfangsflache 12 auf. Weiterhin zu erkennen ist, dass in diesem Ausführungsbeispiel das Dichtblech 11 beidseitig eine Aussparung 16 zur Sicherung des Dichtblechs 11 in Umfangsrichtung aufweist. Die Lagerung des Dichtblechs 11 an der Rotorscheibe ist vor- teilhaft in der Figur 4 zu erkennen, wobei das Dichtblech 11 mit dem Innenumfang 14 in der von der Rotorscheibe radial auswärts gebildeten Blechhaltenut gelagert wird. Hierbei wird das Dichtblech 11 sowohl in axialer Richtung fixiert. Weiterhin liegt das Dichtblech 11 radial Nutgrund der Blechhaltenut 04 an. Bestimmungsgemäß deckt das Dichtblech 11 abschnitts¬ weise die Schaufelhaltenut 09 an einer Stirnseite 02 der Ro¬ torscheibe 01 ab. Hierdurch wird weitgehend verhindert, dass im Heißgaspfad der Gasturbine strömendes heißes Gas in den unteren Bereich der Schaufelhaltenuten 09 eindringen kann.
Oberhalb der Dichtbleche 11 sind an der Rotorscheibe 01 im Umfang verteilt eine Mehrzahl von Dichtflügeln 21 angeordnet. Diese 21 befinden sich hierbei ebenso vor der Stirnseite 02 der Rotorscheibe 01 radial außerhalb der Dichtbleche 11.
Hierbei decken die Dichtflügel 21 ergänzend zu den Dichtble¬ chen 11 die Schaufelhaltenuten 09 stirnseitig ab. Somit wird ergänzend zu den Dichtblechen 11 durch die Dichtflügel die weitgehende Abdeckung der Schaufelhaltenuten 09 erzielt. Zur Befestigung der Dichtflügel 21 an der Rotorscheibe 01 ist vorgesehen, dass an der Rotorscheibe 01 im Umfang verteilt eine Mehrzahl von Befestigungssockeln 03 angeordnet werden, auf denen 03 die Dichtflügel 21 montiert sind. Hierzu weisen die Dichtflügel 21 auf der zur Rotorscheibe 01 weisenden Sei¬ te jeweils entsprechende Befestigungsaufnahmen 23 auf.
Wie in den Ansichten 1 bis 4 zu erkennen ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel die Befestigungssockel 03 - welche 03 je¬ weils zwischen zwei Schaufelhaltenuten 09 angeordnet sind - trapezförmig ausgeführt und weiten sich mit zunehmendem Abstand von der Stirnseite 02 bis zu einem freien Ende 05 des Befestigungssockels 03 auf. Wie die Montage der Dichtflügel 21 an der Rotorscheibe 01 erfolgt, erschließt sich in vor- teilhafter Weise bei Betrachtung eines in den Figuren 5 bis 7 separat dargestellten Dichtflügels 21. Dieser 21 weist auf der zur Stirnseite 02 weisenden Rückseite in dem Ausführungs¬ beispiel drei Befestigungsaufnahmen 23 auf, welche 23 komple¬ mentär zu den Befestigungssockeln 03 ausgeführt sind. Im Wechsel mit den Befestigungsaufnahmen 23 befinden sich zwischen diesen 23 jeweils Freiräume 24, welche 24 derart dimen¬ sioniert sind, dass eine axiale Montage des Dichtflügels 21 mit dem Freiraum 24 auf den Befestigungssockeln 03 möglich ist. Durch Rotation des Dichtflügels 21 relativ zur Rotor- scheibe 01 erfolgt das Fügen des Befestigungssockels 03 in entsprechend zugehörige Aufnahmen 23 am Dichtflügel.
Weiterhin zu erkennen ist in den dargestellten Figuren die Gestaltung des Dichtflügels 21 mit einer U-förmigen, sich ra- dial nach außen öffnender Gestalt. Hierdurch wird ein erster zur Stirnseite 02 weisender, sich radial auswärts erstreckender Flügelsteg 28 sowie beabstandeter zweiter sich radial erstreckender Flügelsteg 29 gebildet. Zur Sicherung des Dicht¬ flügels 21 in Umfangsrichtung weist dieser analog dem Dicht- blech 11 eine Aussparung 26 auf.
Die Auftrennung gewöhnlicher Dichtelemente in ein radial innenliegendes Dichtblech 11 sowie einen radial außen liegenden Dichtflügel 21 wird besonders vorteilhaft dadurch ermöglicht, indem am Dichtflügel 21 auf der radial zur Rotorachse weisen¬ den Seite eine Stützfläche 22 angeordnet wird, an der 22 das Dichtblech 11 mit seiner Außenumfangsfläche 12 zur Anlage kommt. Somit wird durch den Dichtflügel 21 das Dichtblech 11 radial fixiert. Weiterhin weist der Dichtflügel 21 angrenzend an die Stützfläche 22 einen sich radial zur Rotorachse er¬ streckenden Haltevorsprung 25 auf, welcher 25 beabstandet zur Stirnseite 01 angeordnet ist. Hierdurch wird es ermöglicht, dass das Dichtblech 11 am Außenumfang 15 zwischen der Stirn- seite 02 der Rotorscheibe 01 sowie dem Haltevorsprung 25 des Dichtflügels 21 axial fixiert wird.
Weiterhin ist insbesondere im Schnitt in Fig. 4 zu erkennen, dass sich der Befestigungssockel 03 über die Dichtbleche 11 hinaus erstreckt, d.h. das freie Ende 05 des Befestigungsso¬ ckels ist in axialer Richtung weiter von der Stirnseite entfernt als die Dichtbleche 11. Dieses bewirkt bei einer Rota¬ tion der Rotorscheibenanordnung bei einer Fliehkraft in den Dichtblechen 11 deren 11 Anlage mit der Außenumfangsflache 12 an der Stützfläche 22 und ein Moment in den Dichtflügeln 21 um das freie Ende der Befestigungsockel 03 entgegen einem von den Dichtflügeln 21 aufgrund dessen 21 eigner Fliehkraft vorhandenen Moment. Somit wird eine Zugbelastung im Befesti- gungssockel 03 durch die Dichtflügel 21 in axialer Richtung reduziert .
Weiterhin ist insbesondere in der Figur 1 zu erkennen, dass die Dichtflügel 21 jeweils um eine halbe Länge versetzt zu den Dichtblechen 11 angeordnet sind. Hierdurch wird einerseits vermieden, dass die zwischen jeweils zwei Dichtblechen 11 vorhandene Spalte mit der zwischen jeweils zwei Dichtflü¬ geln 21 vorhandenen Spalte fluchten. Weiterhin ermöglicht die versetzte Anordnung von Dichtflügel 21 und Dichtblech 11 die Positionierung eines insbesondere in Figur 4 zu erkennenden Sicherungselements 07 innerhalb des Dichtflügels 21 zugleich im Eck zwischen zwei Dichtelementen 11. Hierbei durchdringt das Sicherungselement 07 den Dichtflügel 21 im Bereich der Aussparung 26 und liegt an den Aussparungen 16 der angrenzen- den Dichtbleche 11 an.

Claims

Patentansprüche
1. Rotorscheibenanordnung mit einer Rotorscheibe (Ol), welche (Ol) am Außenumfang verteilt eine Mehrzahl axial verlau- fender Schaufelhaltenuten (09) und vor einer Stirnseite (02) unterhalb der Schaufelhaltenuten (09) eine umlaufende oder mehrere am Umfang verteilte Blechhaltenut (04) aufweist, und mit einer Mehrzahl Dichtbleche (11), welche (11) eine flache Gestalt aufweisen und sich quer zur Rotorachse erstrecken und zusammen einen im Wesentlichen geschlossenen Ring bilden und am jeweiligen Innenumfang in der Blechhaltenut (04) gelagert sind und die Schaufelhaltenuten (09) abschnittsweise abde¬ cken,
gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl separater Dichtflügel (21), welche (21) vor der Stirnseite (02) angrenzend an den Außenumfang der Dichtbleche (11) angeordnet sind und die Schaufelhaltenuten (09) ab¬ schnittsweise abdecken.
2. Rotorscheibenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtbleche (11) jeweils aus einem ebenen Blech her¬ gestellt sind; und/oder
dass alle Dichtbleche (11) als Gleichteile ausgeführt sind.
3. Rotorscheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtflügel (21) in einem Querschnitt längs der Ro¬ torachse U-förmig oder V-förmig radial nach außen öffnend ausgeführt sind; und/oder
dass alle Dichtflügel (21) als Gleichteile ausgeführt sind.
4. Rotorscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rotorscheibe (Ol) eine Mehrzahl im Umfang verteil¬ ter, insbesondere jeweils zwischen den Schaufelhaltenuten (09) angeordneter, Befestigungssockel (03) aufweist, welche (03) sich von der Stirnseite (02) axial über das Dichtblech (11) hinaus erstrecken, wobei die Dichtflügel (21) zumindest eine Befestigungsaufnahme (23) aufweisen, in der (23) der Be¬ festigungssockel (03) angeordnet ist.
5. Rotorscheibenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand des Befestigungssockels () zur Rotorachse an der Stirnseite größer als an dessen () freiem Ende ist.
6. Rotorscheibenanordnung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichtflügel (21) zumindest zwei Befestigungsaufnah¬ men (23) mit einem zwischen liegenden Freiraum (24) aufweist, welcher (24) bei Rotation des Dichtflügels (21) relativ zur Rotorscheibe (01) eine Demontage des Dichtflügels (21) in axialer und/oder radialer Richtung von den Befestigungssockeln (03) ermöglicht.
7. Rotorscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Befestigungssockel eine senkrecht zur Unterseite des Befestigungssockels gemessene von der Stirnseite zum freien Ende gleichbleibende oder abnehmende Stärke aufweist und/oder die Befestigungsaufnahme auf der von der Rotorachse wegwei¬ senden Seite einen hinreichenden Freiraum aufweist, welcher eine Demontage in einer axial und auf die Rotorachse zuwei¬ senden Richtung ermöglicht.
8. Rotorscheibenanordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Dichtflügel (21) in Umfangsrichtung gegenüberliegend parallel zueinander verlaufende Seitenränder auf- weist.
9. Rotorscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtflügel (21) auf der zur Rotorachse weisenden Seite eine Stützfläche (22) aufweisen, an der (22) die Dicht¬ bleche (11) mit einer Außenumfangsfläche (12) anliegen.
10. Rotorscheibenanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtflügel (21) angrenzend an die Stützfläche (22) einen zur Rotorachse weisenden Haltevorsprung (25) aufweisen, an dem (25) die Dichtbleche (11) am Außenumfang gegenüberlie¬ gend zur Stirnseite (02) anliegen.
11. Rotorscheibenanordnung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Dichtbleche (11) bei Rotation der Rotorschei¬ benanordnung gegen die Dichtflügel (21) abstützen, und insbesondere mittels deren (11) Fliehkraft ein Moment im Dichtflü- gel (21) um das freie Ende des Befestigungssockels (03) be¬ wirken .
12. Rotorscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Sicherungselement (07) den Dichtflügel (21) und/oder das Dichtblech (11), insbesondere zwei benachbarte Dichtflü¬ gel und/oder zwei benachbarte Dichtbleche (11) und/oder
Dichtflügel (21) und Dichtblech (11), zumindest abschnitts- weise durchgreift und an der Rotorscheibe (01) oder der Lauf¬ schaufel in eine Ausnehmung (06) eingreift oder an eine Anla¬ ge angreift.
13. Rotorscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Sicherungselement von der Stirnseite erhaben fest an der Laufschaufel angeordnet ist und an dem Dichtblech
und/oder an dem Dichtflügel in eine Ausnehmung eingreift oder an einer Anlage angreift.
14. Rotor mit einer Rotorscheibenanordnung nach einer der vorhergehenden Ansprüche.
15. Gasturbine mit einem Rotor nach Anspruch 14.
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