EP3521561A1 - Rotor with sealing element and sealing ring - Google Patents

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EP3521561A1
EP3521561A1 EP18154881.9A EP18154881A EP3521561A1 EP 3521561 A1 EP3521561 A1 EP 3521561A1 EP 18154881 A EP18154881 A EP 18154881A EP 3521561 A1 EP3521561 A1 EP 3521561A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
sealing
inner edge
edge portion
facing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18154881.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Schröder
Dirk Springborn
Karsten Kolk
Peter Kury
Yulia Bagaeva
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to CN201980011393.7A priority patent/CN111670292B/en
Priority to JP2020541886A priority patent/JP7026809B2/en
Priority to EP19701772.6A priority patent/EP3695100B1/en
Priority to PCT/EP2019/050247 priority patent/WO2019149474A1/en
Priority to KR1020207024898A priority patent/KR102455245B1/en
Priority to US16/957,223 priority patent/US11319823B2/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the invention relates to a rotor having a rotor disk on which a plurality of rotor blades can be mounted distributed over the circumference and a plurality of sealing elements arranged on one end side, by means of which a covering of the blade retaining grooves required for receiving the rotor blades takes place.
  • rotors are known from the prior art, which have a rotor disk with blades and sealing plates.
  • the rotor disk on the outer circumference distributed Schaufelhaltenuten, in each of which a blade is attached with a blade root.
  • the blades have radially outside the rotor disk on a paddle platform, which extends in the circumferential direction in each case to the subsequent blade platform.
  • On one or both end sides of the rotor disk there are sealing sheets for covering the blade holding grooves, which in particular are intended to effect a separation between a hot gas flowing along the rotor and a cooling air flowing in the interior of the rotor blades.
  • the sealing plates are mounted in a known manner in an inner annular groove on the rotor disk and in an outer annular groove formed by the rotor blade.
  • the object of the bearing of the sealing plate in the annular groove is in particular the sealing of the area between the sealing plate and the rotor disk to the opposite region of the sealing plate.
  • sealing plates are further fastened by means of a hooking on the rotor disk.
  • the rotor disk between the blade retaining grooves and the sealing plates corresponding to each other complementary interlocking means. This improves the axial fixation of the sealing plates on the rotor disk.
  • Object of the present invention is therefore to allow axial fixation of the sealing plates, without the arrangement of an annular groove in the rotor disk is necessary.
  • the generic rotor is used in particular for use in a gas turbine. Independently of this, the embodiment can likewise be used for other types of rotors, for example for a steam turbine.
  • At least the rotor comprises a rotor disk, which has distributed on the outer circumference arranged a plurality of blade retaining grooves.
  • the blade retaining grooves extend in the axial direction parallel to the rotor axis or in a direction inclined thereto or has an arcuate course mainly in the axial direction.
  • the blade retaining grooves are each intended for receiving blades.
  • the rotor disc has a plurality of circumferentially distributed mounting projections, which extend axially from an end face of the rotor disk.
  • the fastening projections are arranged between adjacent blade retaining grooves.
  • the rotor comprises a rotor component adjacent to the rotor disk.
  • the rotor component can be a rotor disk provided with rotor blades or another rotor disk without rotor blades or a rotor component that surrounds the rotor axis in an annular manner, which can be embodied in one piece or in a segmented manner.
  • At least the rotor component is mounted immediately adjacent to the rotor disk.
  • the rotor component in this case has a circumferential sealing portion, which is arranged on the rotor disc facing side and on the radially outwardly facing side.
  • the generic embodiment of the rotor comprises a plurality of circumferentially distributed sealing elements, which cover the blade holding grooves at least in sections in front of an end face of the rotor disk.
  • the sealing elements For fastening the sealing elements to the rotor disk in at least the axial direction, it is provided that the sealing elements have holding projections extending axially to the end face. It is provided that the retaining projections are attached to the mounting projections, so that at least one axial fixation takes place.
  • the sealing element adjoins the sealing section with an inner edge section, wherein a sealing gap is formed between the inner edge section and the sealing section.
  • a receiving space for the arrangement of a sealing ring is now formed for sealing between the inner edge portion and the sealing portion.
  • the receiving space is limited on the radially outwardly facing side of the inner edge portion and on the rotor axis facing side of the sealing portion.
  • a one-piece or multi-part sealing ring is arranged, which causes a seal of the sealing gap between the two components in contact with at least one boundary of the receiving space by the sealing portion and a boundary by the inner edge portion.
  • An advantageous rotor further comprises a plurality of blades, which are arranged distributed in the circumference on the rotor disk.
  • the blades are each secured with a blade root in the corresponding Schaufelhaltenuten.
  • the rotor blades have a blade platform adjoining the blade root, which covers the rotor disk in sections and in this case extends beyond one end face of the rotor disk.
  • An airfoil is located radially outwardly of the blade platform.
  • a ring segment groove opening toward the rotor axis is arranged in a section projecting beyond the end face.
  • the sealing element is received in the Ringsegmentnut with an outer, radially outwardly facing edge portion.
  • a limited axial displacement in this regard is understood to mean a path which, with respect to the order of magnitude, corresponds to approximately half the thickness of the inner edge portion.
  • the fastening shoulder is displaceable relative to the fastening projection by a distance which corresponds at least to 0.2 times the thickness of the inner edge section. Furthermore, it is advantageous if a relative displacement of at most 0.5 times the thickness of the inner edge section is to be expected as intended, wherein at the same time the rotor component is displaceable relative to the rotor disk by the corresponding path. In this case, it is particularly advantageous if the axial displaceability of the rotor component relative to the rotor disk corresponds to the maximum permissible displacement of the sealing portion relative to the inner edge portion while maintaining the sealing function.
  • the sealing ring is particularly advantageous if it is designed in the manner of a piston ring. In order to enable assembly of the rotor, in particular to carry out a replacement of the sealing ring during maintenance can also be provided to perform the sealing ring in two parts.
  • the sealing portion is provided with an inner step shoulder.
  • the sealing portion has a radially outwardly extending sealing flank, which causes the axial boundary of the receiving space, wherein the sealing ring is arranged in the inner stepped shoulder.
  • the arrangement of the sealing flank takes place here in a particularly advantageous manner on the side facing away from the rotor disk and, accordingly, the inner stepped shoulder is located on the side facing the rotor disk.
  • the sealing portion wherein the sealing ring rests on the cone and thus is limited axially in one direction in the movement.
  • the cone is designed such that when the distance between the sealing portion is smaller relative to the rotor axis, an approach to the rotor disk.
  • the boundary of the receiving space can be realized by the inner edge portion on the opposite axial side in different ways.
  • the inner edge portion is provided with an outer stepped shoulder.
  • the inner edge portion has a pointing to the rotor axis extending edge edge, which causes the axial boundary of the receiving space, wherein in the outer stepped shoulder of the sealing ring is arranged.
  • the arrangement of the edge flank takes place in a particularly advantageous manner on the side facing the rotor disk and, accordingly, the outer stepped shoulder is located on the side facing away from the rotor disk side.
  • the cone is designed such that when the distance between the sealing portion is smaller relative to the rotor axis, an approach to the rotor disk.
  • the execution of the sealing ring depends on the design of the inner edge portion and the sealing portion with an inner and / or outer stepped shoulder or with its conical design.
  • it is particularly advantageous in conical sealing portion when the sealing ring is designed to be complementary conical on the side facing the rotor axis.
  • the sealing ring is at a conical inner edge portion. Accordingly, it is particularly advantageous if the sealing ring is carried out on the radially outwardly facing side complementary conical. Alternatively, it is also possible in the sealing ring on the radially outwardly facing side to perform crowned.
  • the reliable position of the sealing ring in the receiving space is ensured if the sealing ring can reliably support the inner edge section when centrifugal forces occur. If the cross section is considered by the sealing ring, then the center of gravity is in each intended state of the rotor radially below the inner edge portion, so that the centrifugal force of the sealing ring is supported directly on the inner edge portion without additional bending moments and shear forces occur in the sealing ring.
  • fastening projection in the form of a radially outwardly extending hook and the retaining projection in the form of a hook extending to the rotor axis are formed.
  • the interlocking hook of fastening projection and retaining projection axial fixation is achieved.
  • This embodiment favors a particularly simple assembly of the sealing plate with an insertion onto the rotor axis zu josd in the receiving groove on the rotor disk and at the same time of the retaining projection in the fastening projection.
  • fastening projection in the form of a hook extending to the rotor axis and analogously to the retaining projection in the form of a radially outwardly extending hook.
  • retaining projection in the form of a radially outwardly extending hook.
  • both embodiments can be combined by the retaining projection or the fastening projection has a T-shaped profile, which is clasped by a C-shaped fastening projection or retaining projection.
  • an embodiment in the manner of a dovetail connection can be selected.
  • the receiving space in conjunction with the dimensions of the sealing ring allows a radial clearance
  • a sufficient clearance is provided in addition to the sealing portion, so that first the sealing element is arranged with the inner edge portion in the free space and then with a radially outwardly facing movement with simultaneous pivoting of the sealing element about the retaining projection a joint of the retaining projection on the fastening projection and advantageously a conditioning of the outer edge portion takes place on the blade platform.
  • the necessary space for pivoting the inner edge portion can be created by a radial clearance of the sealing ring in the receiving space.
  • a radial fixation of the sealing plate can be done in different ways, wherein in a first simple and advantageous embodiment, an abutment of the outer edge portion with a radially outwardly facing end face on the blade platform, i. at the groove bottom of the ring segment, is provided. In this respect, centrifugal forces are first transferred from the sealing plate to the blade platform.
  • the stable attachment of the sealing element to the rotor disk, in particular in the connection of the retaining projection on the fastening projection, is favored if the two edges of the sealing element are located in the circumferential direction in the region between two blade retaining grooves. This allows the retaining projection to be hooked to two adjacent fastening projections spaced apart by a blade retaining groove. Likewise, it is possible in this case to provide on a sealing element two circumferentially spaced retaining projections.
  • the sealing element is also secured in the radial direction. If this is not already given by the opposite support of the inner edge portion on the sealing ring and the sealing ring on the sealing portion and the outer edge portion in the Ringsegmentnut or by the engagement of the retaining projection on the mounting projection, it is advantageous if a securing element is used, which prevents a radial displacement of the sealing element, in particular pointing towards the rotor axis.
  • the securing element by means of the securing element, the fuse in the radial direction and at the same time in the circumferential direction. Embodiments thereof are known to those skilled in the art and can be suitably applied.
  • the invention relates to a sealing element which is intended for use with a previously described rotor and is carried out as described above.
  • a first embodiment of a rotor according to the invention is outlined.
  • a rotor disk 01 which has 01 circumferentially arranged blade holding grooves 02.
  • the rotor disk 01 has a fastening projection 05 which is embodied in the form of a hook pointing radially outwards.
  • a rotor component 11 Adjacent to the rotor disk 01 there is a rotor component 11 fastened to the rotor disk 01, a gap 07 being located between the components 01, 11.
  • the two components 01, 11 can shift relative to one another by a small distance. This serves, in particular, to compensate for different thermal expansions in the rotor with the rotor disk 01 and the rotor component 11.
  • the sealing elements 21 which are distributed in the circumference in front of the blade retaining grooves 02 on the rotor disk 01, can be seen.
  • the sealing elements 21 in this embodiment a holding projection 25, which 25 is designed in the form of a radially pointing to the rotor axis hook.
  • fastening projection 05 and retaining projection 25 By the engagement of fastening projection 05 and retaining projection 25, the axial fixation of the sealing elements 21 is effected.
  • the seal between the sealing plates 21 and the rotor member 11 is shown in detail.
  • the rotor disk 01 with the adjacently arranged rotor component 11 can be seen again.
  • the sealing element 21 is located in front of an end face of the rotor disk 01.
  • the sealing element 21 adjoins a sealing portion 13 of the rotor component 11 with an inner edge portion 23.
  • a sealing ring 31 is inserted for sealing between the two components 11, 21, a sealing ring 31 is inserted.
  • the sealing portion 13 on an inner shoulder 14.
  • the inner shoulder 14 is delimited on the side facing away from the rotor disk 01 by a sealing flank 15.
  • the inner edge section 23 of the sealing element 21 has a conical sealing surface 24.
  • the conical sealing surface 24 is in this case aligned such that the distance from the rotor axis of the sealing edge 15 decreases technological.
  • a limited receiving space 16 is formed for the arrangement of the sealing ring 31, wherein the receiving space 16 is limited on the rotor axis facing side and on the side facing away from the rotor disk 01 side of the sealing portion 13 and on the radially outwardly facing side and in the direction of the rotor disk 01st pointing away from the inner edge portion 23 is limited.
  • sealing ring 31 can move within the receiving space 16 limited, however, a contact of the sealing ring 31 on the conical sealing surface 24 and on the sealing edge 15 takes place upon rotation of the rotor and thus a seal between the sealing element 21 and Rotor component 11 is effected.
  • Fig. 3 is a further embodiment for sealing between the sealing elements 61 and a rotor member 51 analogous to the illustration Fig. 2 outlined.
  • the rotor disk 01 with the adjacent rotor component 51 can be seen in turn.
  • the sealing elements 61 are in turn located in front of the end face of the rotor disk 01.
  • the rotor component 51 has a sealing section 53 on the side facing the sealing element 61, with a conical section 53 Sealing surface 54 is provided.
  • the sealing element 61 has an outer shoulder 64 delimited at the inner edge section 63 by a peripheral edge 65 arranged on the side facing the rotor disk 01.
  • a receiving space 56 delimited by the sealing section 53 and the inner edge section 63 is again formed.
  • the sealing ring 71 is arranged. Likewise, the sealing ring 71 can move limited in the receiving space 56, wherein a seal is effected during operation. On the one hand, this is effected as before by the rotation of the rotor, whereby a secure contact of the sealing ring 71 takes place on the outer shoulder 64.
  • the space between the rotor disk 01 and the sealing element 61 flows through cooling air at a higher pressure than on the opposite side of the sealing element 61. This increased pressure of the cooling air furthermore causes a reliable contact of the sealing ring 71 on the conical sealing surface 54.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Gasturbine mit zumindest einer Rotorscheibe (01) und mit einem ringförmigen benachbart zur Rotorscheibe (01) angeordneten Rotorbauteil (11) und mit einer Mehrzahl im Umfang verteilt angeordneter Dichtelemente (21). Die Dichtelemente (21) sind zumindest in axialer Richtung an der Rotorscheibe (01) befestigt. Ein jeweils innerer Randabschnitt (23) der Dichtelemente (21) grenzt an einen Dichtabschnitt (13) des Rotorbauteils (11) an.Zur Abdichtung zwischen Dichtelement (21) und Rotorbauteil (11) bei Ermöglichung einer relativen axialen Verschiebung wird ein Dichtring (31) einem von Dichtelement (21) und Rotorbauteil (11) gebildeten Aufnahmeraum (14) angeordnet.The invention relates to a rotor of a gas turbine with at least one rotor disk (01) and with an annular rotor component (11) arranged adjacent to the rotor disk (01) and with a plurality of sealing elements (21) distributed around the circumference. The sealing elements (21) are attached to the rotor disk (01) at least in the axial direction. A respective inner edge section (23) of the sealing elements (21) adjoins a sealing section (13) of the rotor component (11). A sealing ring (31) a receiving space (14) formed by the sealing element (21) and the rotor component (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor mit einer Rotorscheibe, an der im Umfang verteilt eine Mehrzahl Laufschaufeln angebracht werden können und eine Mehrzahl an einer Stirnseite angeordneter Dichtelemente, mittels denen eine Abdeckung der zur Aufnahme der Laufschaufeln erforderlichen Schaufelhaltenuten erfolgt.The invention relates to a rotor having a rotor disk on which a plurality of rotor blades can be mounted distributed over the circumference and a plurality of sealing elements arranged on one end side, by means of which a covering of the blade retaining grooves required for receiving the rotor blades takes place.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Rotoren bekannt, welche eine Rotorscheibe mit Laufschaufeln und Dichtblechen aufweisen. Hierbei weist die Rotorscheibe am Außenumfang verteilt Schaufelhaltenuten auf, in die jeweils eine Laufschaufel mit einem Schaufelfuß befestigt ist. Die Laufschaufeln weisen radial außerhalb der Rotorscheibe eine Schaufelplattform auf, welche sich in Umfangsrichtung jeweils bis zur nachfolgenden Schaufelplattform erstreckt. An einer oder an beiden Stirnseiten der Rotorscheibe befinden sich zur Abdeckung der Schaufelhaltenuten Dichtbleche, die insbesondere eine Trennung zwischen einem am Rotor entlang strömenden Heißgas zu einer im Inneren der Laufschaufeln strömenden Kühlluft bewirken sollen.Various types of rotors are known from the prior art, which have a rotor disk with blades and sealing plates. In this case, the rotor disk on the outer circumference distributed Schaufelhaltenuten, in each of which a blade is attached with a blade root. The blades have radially outside the rotor disk on a paddle platform, which extends in the circumferential direction in each case to the subsequent blade platform. On one or both end sides of the rotor disk, there are sealing sheets for covering the blade holding grooves, which in particular are intended to effect a separation between a hot gas flowing along the rotor and a cooling air flowing in the interior of the rotor blades.

Hierzu werden die Dichtbleche in bekannter Weise in einer inneren Ringnut an der Rotorscheibe sowie in einer durch die Laufschaufel gebildeten äußeren Ringnut gelagert. Aufgabe der Lagerung des Dichtblechs in der Ringnut ist insbesondere die Abdichtung des Bereichs zwischen dem Dichtblech und der Rotorscheibe zum am Dichtblech gegenüberliegenden Bereich.For this purpose, the sealing plates are mounted in a known manner in an inner annular groove on the rotor disk and in an outer annular groove formed by the rotor blade. The object of the bearing of the sealing plate in the annular groove is in particular the sealing of the area between the sealing plate and the rotor disk to the opposite region of the sealing plate.

Weiterhin sind Ausführungsformen bekannt, bei denen die Dichtbleche weiterhin mittels einer Verhakung an der Rotorscheibe befestigt sind. Hierbei weist die Rotorscheibe zwischen den Schaufelhaltenuten sowie die Dichtbleche entsprechende zueinander komplementäre Verhakungsmittel auf. Dieses verbessert die axiale Fixierung der Dichtbleche an der Rotorscheibe.Furthermore, embodiments are known in which the sealing plates are further fastened by means of a hooking on the rotor disk. Here, the rotor disk between the blade retaining grooves and the sealing plates corresponding to each other complementary interlocking means. This improves the axial fixation of the sealing plates on the rotor disk.

Nachteilig bei dieser an sich vorteilhaften Befestigung der Dichtbleche ist die neben den Verhakungsmittel notwendige Anordnung der Ringnut in der gleichen Rotorscheibe, damit die axiale Position sowohl der Ringnut als auch der Verhakungsmittel feststeht, so dass eine problemlose Montage gewährleistet ist und Biegespannungen im Dichtblech bereits aufgrund des Einbaus an der Rotorscheibe vermieden werden. Dieser Nachteil zeigt sich insbesondere in der Herstellung der Rotorscheibe mit den notwendigen Bearbeitungsschritten zur Realisierung der Verhakungsmittel und der Ringnut.A disadvantage of this advantageous per se attachment of the sealing plates is necessary in addition to the Verhakungsmittel arrangement of the annular groove in the same rotor disc, so that the axial position of both the annular groove and the interlocking means is fixed, so that a trouble-free installation is guaranteed and bending stresses in the sealing sheet already due to Installation on the rotor disk can be avoided. This disadvantage is particularly evident in the production of the rotor disk with the necessary processing steps for the realization of the interlocking means and the annular groove.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine axiale Fixierung der Dichtbleche zu ermöglichen, ohne dass die Anordnung einer Ringnut in der Rotorscheibe notwendig ist.Object of the present invention is therefore to allow axial fixation of the sealing plates, without the arrangement of an annular groove in the rotor disk is necessary.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.The stated object is achieved by an embodiment according to the invention according to the teaching of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Der gattungsgemäße Rotor dient insbesondere zur Verwendung bei einer Gasturbine. Hiervon unabhängig kann die Ausführungsform ebenso für andere Arten von Rotoren, beispielsweise für eine Dampfturbine eingesetzt werden. Zumindest umfasst der Rotor eine Rotorscheibe, welche am Außenumfang verteilt angeordnet eine Mehrzahl von Schaufelhaltenuten aufweist. Hierbei verlaufen die Schaufelhaltenuten in axialer Richtung parallel zur Rotorachse oder in einer hierzu geneigten Richtung oder weist einen bogenförmigen Verlauf vorwiegend in axialer Richtung auf. Die Schaufelhaltenuten sind jeweils bestimmt zur Aufnahme von Laufschaufeln.The generic rotor is used in particular for use in a gas turbine. Independently of this, the embodiment can likewise be used for other types of rotors, for example for a steam turbine. At least the rotor comprises a rotor disk, which has distributed on the outer circumference arranged a plurality of blade retaining grooves. Here, the blade retaining grooves extend in the axial direction parallel to the rotor axis or in a direction inclined thereto or has an arcuate course mainly in the axial direction. The blade retaining grooves are each intended for receiving blades.

Dabei weist die Rotorscheibe eine Mehrzahl im Umfang verteilt angeordneter Befestigungsvorsprünge auf, welche sich von einer Stirnseite der Rotorscheibe aus axial erstrecken. Dabei sind die Befestigungsvorsprünge jeweils zwischen benachbarten Schaufelhaltenuten angeordnet.In this case, the rotor disc has a plurality of circumferentially distributed mounting projections, which extend axially from an end face of the rotor disk. In each case, the fastening projections are arranged between adjacent blade retaining grooves.

Weiterhin umfasst der Rotor ein an der Rotorscheibe angrenzendes Rotorbauteil. Bei dem Rotorbauteil kann es sich um eine mit Laufschaufeln versehene weitere Rotorscheibe oder um eine andere Rotorscheibe ohne Laufschaufeln oder um ein ringförmig die Rotorachse umgebendes Rotorbauteil handeln, welches hierbei einstückig oder segmentiert ausgeführt sein kann. Zumindest ist das Rotorbauteil unmittelbar benachbart an der Rotorscheibe montiert. Das Rotorbauteil weist hierbei einen umlaufenden Dichtabschnitt auf, welcher auf der zur Rotorscheibe weisenden Seite sowie auf der radial auswärts weisenden Seite angeordnet ist.Furthermore, the rotor comprises a rotor component adjacent to the rotor disk. The rotor component can be a rotor disk provided with rotor blades or another rotor disk without rotor blades or a rotor component that surrounds the rotor axis in an annular manner, which can be embodied in one piece or in a segmented manner. At least the rotor component is mounted immediately adjacent to the rotor disk. The rotor component in this case has a circumferential sealing portion, which is arranged on the rotor disc facing side and on the radially outwardly facing side.

Weiterhin umfasst die gattungsgemäße Ausführungsform des Rotors eine Mehrzahl im Umfang verteilt angeordnete Dichtelemente, welche vor einer Stirnseite der Rotorscheibe die Schaufelhaltenuten zumindest abschnittsweise abdecken. Zur Befestigung der Dichtelemente an der Rotorscheibe in zumindest axialer Richtung ist vorgesehen, dass die Dichtelemente sich axial zur Stirnseite erstreckende Haltevorsprünge aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass die Haltevorsprünge an den Befestigungsvorsprüngen befestigt sind, so dass zumindest eine axiale Fixierung erfolgt.Furthermore, the generic embodiment of the rotor comprises a plurality of circumferentially distributed sealing elements, which cover the blade holding grooves at least in sections in front of an end face of the rotor disk. For fastening the sealing elements to the rotor disk in at least the axial direction, it is provided that the sealing elements have holding projections extending axially to the end face. It is provided that the retaining projections are attached to the mounting projections, so that at least one axial fixation takes place.

Hierbei ist es zunächst unerheblich, ob am Dichtelement nur ein Haltevorsprung oder mehrere Haltevorsprünge angeordnet sind. Auch ist es zunächst unerheblich, ob ein Haltevorsprung mit einem Befestigungsvorsprung oder ein Haltevorsprung mit zwei Befestigungsvorsprüngen und/oder zwei Haltevorsprünge mit einem Befestigungsvorsprung verbunden sind. Wesentlich ist die axiale Fixierung des Dichtelements an der Rotorscheibe durch die Verbindung von Haltevorsprung und Befestigungsvorsprung.It is initially irrelevant whether only one retaining projection or a plurality of retaining projections are arranged on the sealing element. Also, it is initially irrelevant whether a retaining projection with a fastening projection or a retaining projection with two fastening projections and / or two retaining projections are connected to a fastening projection. Essential is the axial fixation of the sealing element on the rotor disk by the connection of retaining projection and fastening projection.

Weiterhin ist gattungsgemäß vorgesehen, dass das Dichtelement mit einem inneren Randabschnitt am Dichtabschnitt angrenzt, wobei sich zwischen dem inneren Randabschnitt und dem Dichtabschnitt ein Dichtspalt bildet.Furthermore, it is generically provided that the sealing element adjoins the sealing section with an inner edge section, wherein a sealing gap is formed between the inner edge section and the sealing section.

Erfindungsgemäß wird nunmehr zur Abdichtung zwischen dem inneren Randabschnitt und dem Dichtabschnitt ein Aufnahmeraum zur Anordnung eines Dichtringes gebildet. Hierbei wird der Aufnahmeraum auf der radial auswärtsweisenden Seite vom inneren Randabschnitt und auf der zur Rotorachse weisenden Seite vom Dichtabschnitt begrenzt. In axialer Richtung begrenzt auf einer Seite wiederum der innere Randabschnitt und auf gegenüberliegende Seite der Dichtabschnitte den Aufnahmeraum. In diesem Aufnahmeraum wird hierbei ein einteiliger oder mehrteiliger Dichtring angeordnet, welcher in Anlage an zumindest einer Begrenzung des Aufnahmeraums durch den Dichtabschnitt und einer Begrenzung durch den inneren Randabschnitt eine Abdichtung des Dichtspaltes zwischen den beiden Bauteilen bewirkt.According to the invention, a receiving space for the arrangement of a sealing ring is now formed for sealing between the inner edge portion and the sealing portion. Here, the receiving space is limited on the radially outwardly facing side of the inner edge portion and on the rotor axis facing side of the sealing portion. In the axial direction on one side in turn bounded the inner edge portion and on opposite side of the sealing portions of the receiving space. In this receiving space in this case a one-piece or multi-part sealing ring is arranged, which causes a seal of the sealing gap between the two components in contact with at least one boundary of the receiving space by the sealing portion and a boundary by the inner edge portion.

Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform mit der einseitigen Begrenzung des Aufnahmeraums in axialer Richtung einerseits durch den inneren Randabschnitt und andererseits durch den Dichtabschnitt kann bei Versatz der Bauteile zueinander aufgrund von Toleranzen dennoch eine hinreichende Dichtigkeit hergestellt werden, ohne dass hierbei Biegespannungen in den Bauteilen auftreten.Due to the embodiment according to the invention with the one-sided boundary of the receiving space in the axial direction on the one hand by the inner edge portion and on the other hand by the sealing portion, a sufficient tightness can still be produced by offsetting the components to each other due to tolerances, without this bending stresses occur in the components.

Ein vorteilhafter Rotor weist weiterhin eine Mehrzahl an Laufschaufeln auf, welche im Umfang verteilt an der Rotorscheibe angeordnet sind. Hierbei sind die Laufschaufeln jeweils mit einem Schaufelfuß in den entsprechenden Schaufelhaltenuten befestigt. Die Laufschaufeln weisen hierbei jeweils eine sich an den Schaufelfuß anschließende Schaufelplattform auf, welche die Rotorscheibe abschnittsweise überdeckt und sich hierbei bis über eine Stirnseite der Rotorscheibe hinaus erstreckt. Ein Schaufelblatt befindet sich radial auswärts erstreckend an der Schaufelplattform.An advantageous rotor further comprises a plurality of blades, which are arranged distributed in the circumference on the rotor disk. Here, the blades are each secured with a blade root in the corresponding Schaufelhaltenuten. In each case, the rotor blades have a blade platform adjoining the blade root, which covers the rotor disk in sections and in this case extends beyond one end face of the rotor disk. An airfoil is located radially outwardly of the blade platform.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in der Schaufelplattform im einem die Stirnseite überragenden Abschnitt eine sich zur Rotorachse öffnende Ringsegmentnut angeordnet ist. In diesem Fall ist vorgesehen, dass das Dichtelement mit einem äußeren, radial nach außen weisendem Randabschnitt in der Ringsegmentnut aufgenommen ist. Hierdurch wird eine axiale Kopplung zwischen der Laufschaufel dem Dichtelement und durch dessen Fixierung an der Rotorscheibe eine axiale Kopplung der Laufschaufel an der Rotorscheibe erreicht.In this case, it is particularly advantageous if in the blade platform a ring segment groove opening toward the rotor axis is arranged in a section projecting beyond the end face. In this case, it is provided that the sealing element is received in the Ringsegmentnut with an outer, radially outwardly facing edge portion. As a result, an axial coupling between the blade to the sealing element and its fixation on the rotor disc axial coupling of the blade is achieved on the rotor disk.

Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform mit dem separaten an der Rotorscheibe montierten Rotorbauteil kann in besonders vorteilhafter Weise eine begrenzte axiale Verschiebung des Rotorbauteils relativ zur Rotorscheibe ermöglicht werden. Diese Relativverschiebungen können einerseits zum Toleranzausgleich genutzt werden als auch in besonders vorteilhafter Weise zum Ausgleich von unterschiedlichen thermischen Dehnungen und einer hierbei einher gehender des Dichtabschnitt relativ zum Befestigungsvorsprung an der Rotorscheibe und somit des inneren Randabschnitts des an der Rotorscheibe gelagerten Dichtelements.By means of the embodiment according to the invention with the separate rotor component mounted on the rotor disk, a limited axial displacement of the rotor component relative to the rotor disk can be made possible in a particularly advantageous manner. These relative displacements can be used on the one hand to compensate for tolerances as well as in a particularly advantageous manner for the compensation of different thermal expansions and an associated going of the sealing portion relative to the mounting projection on the rotor disk and thus the inner edge portion of the mounted on the rotor disk sealing element.

Unter einer begrenzten axialen Verschiebung wird diesbezüglich ein Weg verstanden, der hinsichtlich der Größenordnung ungefähr der Hälfte der Stärke des inneren Randabschnitts entspricht.A limited axial displacement in this regard is understood to mean a path which, with respect to the order of magnitude, corresponds to approximately half the thickness of the inner edge portion.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Befestigungsabsatz relativ zum Befestigungsvorsprung um einen Weg verschiebbar ist, der zumindest dem 0,2-fachen der Stärke des inneren Randabschnitts entspricht. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine relative Verschiebung um maximal der 0,5-fachen Stärke des inneren Randabschnitts bestimmungsgemäß zu erwarten ist, wobei zugleich das Rotorbauteil relativ zur Rotorscheibe um den entsprechenden Weg verschiebbar ist. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die axiale Verschiebbarkeit des Rotorbauteils relativ zur Rotorscheibe der maximal zulässigen Verschiebung des Dichtabschnitts relativ zum inneren Randabschnitt bei Beibehaltung der Dichtfunktion entspricht.It is particularly advantageous in this case if the fastening shoulder is displaceable relative to the fastening projection by a distance which corresponds at least to 0.2 times the thickness of the inner edge section. Furthermore, it is advantageous if a relative displacement of at most 0.5 times the thickness of the inner edge section is to be expected as intended, wherein at the same time the rotor component is displaceable relative to the rotor disk by the corresponding path. In this case, it is particularly advantageous if the axial displaceability of the rotor component relative to the rotor disk corresponds to the maximum permissible displacement of the sealing portion relative to the inner edge portion while maintaining the sealing function.

Wenngleich es möglich ist, den Dichtring mehrteiliger auszuführen ist es besonders vorteilhaft, wenn dieser in Art eines Kolbenrings ausgeführt ist. Um eine Montage des Rotors zu ermöglichen, insbesondere bei einer Wartung einen Tausch des Dichtringes durchführen zu können kann weiterhin vorgesehen sein, den Dichtring zweiteilig auszuführen.Although it is possible to carry out the sealing ring in several parts, it is particularly advantageous if it is designed in the manner of a piston ring. In order to enable assembly of the rotor, in particular to carry out a replacement of the sealing ring during maintenance can also be provided to perform the sealing ring in two parts.

Die Begrenzung des Aufnahmeraums durch den Dichtabschnitt auf einer axialen Seite kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der Dichtabschnitt mit einem inneren Stufenabsatz versehen. Dabei weist der Dichtabschnitt eine sich radial auswärts erstreckende Dichtflanke auf, welche die axiale Begrenzung des Aufnahmeraums bewirkt, wobei im inneren Stufenabsatz der Dichtring angeordnet ist. Die Anordnung der Dichtflanke erfolgt hierbei in besonders vorteilhafter Weise auf der von der Rotorscheibe wegweisenden Seite und entsprechend befindet sich der innere Stufenabsatz auf der zur Rotorscheibe weisenden Seite.The limitation of the receiving space by the sealing portion on one axial side can be realized in different ways. In a particularly advantageous embodiment, the sealing portion is provided with an inner step shoulder. In this case, the sealing portion has a radially outwardly extending sealing flank, which causes the axial boundary of the receiving space, wherein the sealing ring is arranged in the inner stepped shoulder. The arrangement of the sealing flank takes place here in a particularly advantageous manner on the side facing away from the rotor disk and, accordingly, the inner stepped shoulder is located on the side facing the rotor disk.

Alternativ hierzu ist es möglich, den Dichtabschnitt konisch auszuführen wobei der Dichtring entsprechend auf dem Konus aufliegt und somit axial in einer Richtung in der Bewegung begrenzt wird. Besonders vorteilhaft ist hierbei der Konus derartig ausgeführt, dass bei kleiner werdendem Abstand des Dichtabschnitts relativ zur Rotorachse eine Annäherung an die Rotorscheibe erfolgt.Alternatively, it is possible to conically perform the sealing portion wherein the sealing ring rests on the cone and thus is limited axially in one direction in the movement. Particularly advantageous in this case, the cone is designed such that when the distance between the sealing portion is smaller relative to the rotor axis, an approach to the rotor disk.

Analog zum Dichtabschnitt kann die Begrenzung des Aufnahmeraums durch den inneren Randabschnitt auf der gegenüberliegenden axialen Seite in unterschiedlicher Weise realisiert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der innere Randabschnitt mit einem äußeren Stufenabsatz versehen. Dabei weist der innere Randabschnitt eine sich zur Rotorachse weisend erstreckende Randflanke auf, welche die axiale Begrenzung des Aufnahmeraums bewirkt, wobei im äußeren Stufenabsatz der Dichtring angeordnet ist. Die Anordnung der Randflanke erfolgt hierbei in besonders vorteilhafter Weise auf zur Rotorscheibe weisenden Seite und entsprechend befindet sich der äußere Stufenabsatz auf der von der Rotorscheibe wegweisenden Seite.Analogous to the sealing portion, the boundary of the receiving space can be realized by the inner edge portion on the opposite axial side in different ways. In a particularly advantageous embodiment, the inner edge portion is provided with an outer stepped shoulder. In this case, the inner edge portion has a pointing to the rotor axis extending edge edge, which causes the axial boundary of the receiving space, wherein in the outer stepped shoulder of the sealing ring is arranged. The arrangement of the edge flank takes place in a particularly advantageous manner on the side facing the rotor disk and, accordingly, the outer stepped shoulder is located on the side facing away from the rotor disk side.

Alternativ hierzu ist es möglich, den inneren Randabschnitt konisch auszuführen wobei der Dichtring entsprechend am Konus anliegt und ebenso axial in einer Richtung in der Bewegung begrenzt wird. Besonders vorteilhaft ist hierbei der Konus derartig ausgeführt, dass bei kleiner werdendem Abstand des Dichtabschnitts relativ zur Rotorachse eine Annäherung an die Rotorscheibe erfolgt.Alternatively, it is possible to conically perform the inner edge portion wherein the sealing ring abuts correspondingly on the cone and is also limited axially in one direction in the movement. Particularly advantageous in this case, the cone is designed such that when the distance between the sealing portion is smaller relative to the rotor axis, an approach to the rotor disk.

Die Ausführung des Dichtringes es hängt naheliegend von der Gestaltung des inneren Randabschnitts sowie des Dichtabschnitt mit einem inneren und/oder äußeren Stufenabsatz bzw. mit dessen konischer Ausführung ab. Insbesondere im zweiten Fall ist es bei konischem Dichtabschnitt besonders vorteilhaft, wenn der Dichtring auf der zur Rotorachse weisenden Seite komplementär konisch ausgeführt wird. Alternativ ist es hierzu möglich, in Dichtring auf der zur Rotorachse weisenden Seite ballig auszuführen, dass unabhängig von der axialen Lage des Dichtringes auf dem konischen Dichtabschnitt eine umlaufende Anlage möglich ist.The execution of the sealing ring it depends on the design of the inner edge portion and the sealing portion with an inner and / or outer stepped shoulder or with its conical design. In particular, in the second case, it is particularly advantageous in conical sealing portion, when the sealing ring is designed to be complementary conical on the side facing the rotor axis. Alternatively, it is possible for this purpose to perform spherical in sealing ring on the side facing the rotor axis, that regardless of the axial position of the sealing ring on the conical sealing portion a peripheral system is possible.

Analog verhält es sich mit der Ausführung des Dichtring ist bei einem konischen inneren Randabschnitt. Entsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn der Dichtring auf der radial auswärts weisenden Seite komplementär konisch ausgeführt wird. Alternativ ist ebenso möglich in Dichtring auf der radial auswärts weisenden Seite ballig auszuführen.The same applies to the design of the sealing ring is at a conical inner edge portion. Accordingly, it is particularly advantageous if the sealing ring is carried out on the radially outwardly facing side complementary conical. Alternatively, it is also possible in the sealing ring on the radially outwardly facing side to perform crowned.

Die zuverlässige Lage des Dichtringes im Aufnahmeraum wird sichergestellt, wenn der Dichtring bei auftretenden Fliehkräften sich zuverlässig am inneren Randabschnitt abstützen kann. Wird der Querschnitt durch Dichtring betrachtet, so befindet sich der Flächenschwerpunkt in jedem bestimmungsgemäß Zustand des Rotors radial unterhalb des inneren Randabschnitts, so dass die auftretende Fliehkraft des Dichtringes unmittelbar am inneren Randabschnitt abgestützt wird, ohne dass zusätzliche Biegemomente und Scherkräfte im Dichtring auftreten.The reliable position of the sealing ring in the receiving space is ensured if the sealing ring can reliably support the inner edge section when centrifugal forces occur. If the cross section is considered by the sealing ring, then the center of gravity is in each intended state of the rotor radially below the inner edge portion, so that the centrifugal force of the sealing ring is supported directly on the inner edge portion without additional bending moments and shear forces occur in the sealing ring.

Zur axialen Verbindung von Haltevorsprung und Befestigungsvorsprung stehen verschiedene Ausführungsformen zur Verfügung, wobei in einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Befestigungsvorsprung in Form eines sich radial auswärts erstreckenden Hakens und der Haltevorsprung in Form eines sich zur Rotorachse erstreckenden Hakens gebildet werden. Durch das ineinander Haken von Befestigungsvorsprung und Haltevorsprung wird die axiale Fixierung erzielt. Diese Ausführungsform begünstigt eine besonders einfache Montage des Dichtblechs mit einem Einschieben auf die Rotorachse zuweisend in die Aufnahmenut an der Rotorscheibe und zugleich des Haltevorsprungs in den Befestigungsvorsprung.For the axial connection of holding projection and fastening projection, various embodiments are available, wherein in a first advantageous embodiment, the fastening projection in the form of a radially outwardly extending hook and the retaining projection in the form of a hook extending to the rotor axis are formed. The interlocking hook of fastening projection and retaining projection axial fixation is achieved. This embodiment favors a particularly simple assembly of the sealing plate with an insertion onto the rotor axis zuweisend in the receiving groove on the rotor disk and at the same time of the retaining projection in the fastening projection.

In alternativer Ausführungsform ist es ebenso möglich, den Befestigungsvorsprung in Form eines sich zur Rotorachse erstreckenden Hakens und analog den Haltevorsprung in Form eines sich radial auswärts erstreckenden Hakens zu bilden. Ebenso wird durch das Ineinanderhaken von Befestigungsvorsprung und Haltevorsprung eine axiale Fixierung ermöglicht.In an alternative embodiment, it is also possible to form the fastening projection in the form of a hook extending to the rotor axis and analogously to the retaining projection in the form of a radially outwardly extending hook. Likewise, an axial fixation is made possible by the hooking of fastening projection and retaining projection.

Weiterhin können beide Ausführungen kombiniert werden, indem der Haltevorsprung oder der Befestigungsvorsprung ein T-förmiges Profil aufweist, welcher von einem C-förmigen Befestigungsvorsprung respektive Haltevorsprung umklammert wird. Analog kann eine Ausführung in Art einer Schwalbenschwanzverbindung gewählt werden.Furthermore, both embodiments can be combined by the retaining projection or the fastening projection has a T-shaped profile, which is clasped by a C-shaped fastening projection or retaining projection. Analogously, an embodiment in the manner of a dovetail connection can be selected.

Zur Montage bei dieser Ausführungsform ist es einerseits möglich, eine Bajonett-artige Befestigung vorzusehen, bei der zunächst das Dichtblech derartig positioniert wird, dass sich der Haltevorsprung in Umfangsrichtung neben dem Befestigungsvorsprung befindet und nachfolgend durch eine relative Verschiebung in Umfangsrichtung das Ineinandergreifen von Befestigungsvorsprung und Haltevorsprung bewirkt wird.For mounting in this embodiment, it is on the one hand possible to provide a bayonet-type fastening, in which initially the sealing plate is positioned such that the retaining projection is located in the circumferential direction next to the fastening projection and subsequently by a relative displacement in the circumferential direction, the meshing of fastening projection and retaining projection is effected.

Bei einer Abstützung des Dichtelements über den äußeren Randabschnitt an der Schaufelplattform ist es weiterhin möglich, das Dichtelement radial einwärts zu montieren und nach einem Verschieben in Umfangsrichtung die Laufschaufel einzuschieben und sodann die Dichtelemente in ihrer Sollposition zurück zu verschieben.In a support of the sealing element over the outer edge portion of the blade platform, it is also possible to mount the sealing element radially inwardly and after displacement in the circumferential direction to insert the blade and then move the sealing elements in their desired position back.

Andererseits sofern der Aufnahmeraum in Verbindung mit den Abmessungen des Dichtringes ein radiales Spiel ermöglicht, ist es weiterhin möglich, eine Montage des Dichtelements mit einer radial auswärts weisenden Bewegung vorzusehen. Hierbei ist es erforderlich, dass neben dem Dichtabschnitt ein hinreichender Freiraum vorhanden ist, so dass zunächst das Dichtelement mit dem inneren Randabschnitt im Freiraum angeordnet wird und sodann mit einer radial auswärts weisenden Bewegung bei gleichzeitigem Schwenken des Dichtelements um den Haltevorsprung eine Fügung des Haltevorsprungs am Befestigungsvorsprung und vorteilhaft eine Anlage des äußeren Randabschnitts an der Schaufelplattform erfolgt. Der notwendige Platz zum Schwenken des inneren Randabschnitts kann durch ein radiales Spiel des Dichtringes im Aufnahmeraum geschaffen werden. Bei Rotation des Rotors mit den hierbei auftretenden Fliehkräften im Dichtring bewirken infolgedessen eine Anlage des Dichtringes am inneren Randabschnitt sowie an der Dichtflanke bzw. dem Dichtabschnitt.On the other hand, if the receiving space in conjunction with the dimensions of the sealing ring allows a radial clearance, it is also possible to provide an assembly of the sealing element with a radially outwardly pointing movement. Here, it is necessary that a sufficient clearance is provided in addition to the sealing portion, so that first the sealing element is arranged with the inner edge portion in the free space and then with a radially outwardly facing movement with simultaneous pivoting of the sealing element about the retaining projection a joint of the retaining projection on the fastening projection and advantageously a conditioning of the outer edge portion takes place on the blade platform. The necessary space for pivoting the inner edge portion can be created by a radial clearance of the sealing ring in the receiving space. Upon rotation of the rotor with the centrifugal forces occurring in the sealing ring as a result cause an abutment of the sealing ring on the inner edge portion and on the sealing edge or the sealing portion.

Eine radiale Fixierung des Dichtblechs kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, wobei in einer ersten einfachen und vorteilhaften Ausführungsform eine Anlage des äußeren Randabschnitts mit einer radial auswärtsweisenden Stirnseite an der Schaufelplattform, d.h. am Nutgrund der Ringsegmentnut, vorgesehen ist. Insofern werden Fliehkräfte vom Dichtblech zunächst auf die Schaufelplattform übertragen.A radial fixation of the sealing plate can be done in different ways, wherein in a first simple and advantageous embodiment, an abutment of the outer edge portion with a radially outwardly facing end face on the blade platform, i. at the groove bottom of the ring segment, is provided. In this respect, centrifugal forces are first transferred from the sealing plate to the blade platform.

Mit einer Ausführungsform der Verhakung von Haltevorsprung und Befestigungsvorsprung mit einem zur Rotorachse weisenden Befestigungsvorsprung ist es alternativ vorteilhaft möglich, die Fliehkräfte vom Dichtelement unmittelbar auf die Rotorscheibe über die Verbindung von Haltevorsprung am Befestigungsvorsprung zu übertragen.With an embodiment of the entanglement of holding projection and fastening projection with a pointing to the rotor axis fastening projection, it is alternatively advantageously possible, to transmit the centrifugal forces from the sealing element directly to the rotor disk via the connection of retaining projection on the fastening projection.

Die stabile Befestigung des Dichtelements an der Rotorscheibe insbesondere in der Verbindung des Haltevorsprungs am Befestigungsvorsprung wird begünstigt, wenn sich die beiden Ränder des Dichtelements in Umfangsrichtung im Bereich zwischen zwei Schaufelhaltenuten befinden. Dieses ermöglicht die Verhakung des Haltevorsprungs an zwei benachbarten, durch eine Schaufelhaltenut beabstandete, Befestigungsvorsprünge. Ebenso ist es in diesem Fall möglich, an einem Dichtelement zwei in Umfangsrichtung beabstandete Haltevorsprünge vorzusehen.The stable attachment of the sealing element to the rotor disk, in particular in the connection of the retaining projection on the fastening projection, is favored if the two edges of the sealing element are located in the circumferential direction in the region between two blade retaining grooves. This allows the retaining projection to be hooked to two adjacent fastening projections spaced apart by a blade retaining groove. Likewise, it is possible in this case to provide on a sealing element two circumferentially spaced retaining projections.

Unabhängig von der Art der Montage ist es in jedem Fall vorteilhaft, wenn eine Verschiebung des Dichtelements in Umfangsrichtung relativ zur Rotorscheibe im Gebrauch des Rotors verhindert ist. Entsprechend vorteilhaft, wenn das Dichtelement mittels eines Sicherungselements in Umfangsrichtung an der Rotorscheibe und/oder der Laufschaufel gesichert ist.Regardless of the type of mounting, it is in any case advantageous if a displacement of the sealing element in the circumferential direction relative to the rotor disk during use of the rotor is prevented. Accordingly advantageous if the sealing element is secured by means of a securing element in the circumferential direction of the rotor disk and / or the blade.

Weiterhin ist es für die Verwendung des Rotors erforderlich, dass das Dichtelement ebenso in radialer Richtung gesichert ist. Sofern dieses nicht bereits durch den gegenüberliegenden Auflage des inneren Randabschnitts auf den Dichtring und des Dichtringes auf den Dichtabschnitt sowie des äußeren Randabschnitts in der Ringsegmentnut bzw. durch den Eingriff des Haltevorsprungs am Befestigungsvorsprung gegeben ist, so ist es vorteilhaft, wenn ein Sicherungselement eingesetzt wird, welches eine radiale Verschiebung des Dichtelements insbesondere auf die Rotorachse zu weisend verhindert wird. In vorteilhafter Weise erfolgt mittels des Sicherungselements die Sicherung in radialer Richtung und zugleich in Umfangsrichtung. Ausführungsformen hierzu sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt und können in geeigneter Weise angewendet werden.Furthermore, it is necessary for the use of the rotor, that the sealing element is also secured in the radial direction. If this is not already given by the opposite support of the inner edge portion on the sealing ring and the sealing ring on the sealing portion and the outer edge portion in the Ringsegmentnut or by the engagement of the retaining projection on the mounting projection, it is advantageous if a securing element is used, which prevents a radial displacement of the sealing element, in particular pointing towards the rotor axis. Advantageously, by means of the securing element, the fuse in the radial direction and at the same time in the circumferential direction. Embodiments thereof are known to those skilled in the art and can be suitably applied.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Dichtelement, welches zur Verwendung bei einem zuvor beschriebenen Rotor bestimmt ist und entsprechend vorhergehender Beschreibung ausgeführt ist.Furthermore, the invention relates to a sealing element which is intended for use with a previously described rotor and is carried out as described above.

In den nachfolgenden Figuren werden zwei beispielhafte Ausführungsformen für einen Rotor mit Dichtelement und Dichtring skizziert. Es zeigen:

Fig. 1
ein erste Ausführungsbeispiel in einem perspektivischen Schnitt;
Fig. 2
eine Schnittdarstellung zur Ausführung in Fig. 1 im Bereich des Dichtringes;
Fig. 3
ein zweites Ausführungsbeispiel analog der Darstellung in Fig. 2.
In the following figures, two exemplary embodiments for a rotor with sealing element and sealing ring are outlined. Show it:
Fig. 1
a first embodiment in a perspective section;
Fig. 2
a sectional view for execution in Fig. 1 in the area of the sealing ring;
Fig. 3
a second embodiment analogous to the representation in Fig. 2 ,

In der Fig. 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Rotor skizziert. Zu erkennen ist eine Rotorscheibe 01, welche 01 im Umfang verteilt angeordnete Schaufelhaltenuten 02 aufweist. In diesen 02 sind bestimmungsgemäß Laufschaufeln befestigt. Weiterhin weist die Rotorscheibe 01 einen Befestigungsvorsprung 05 auf, welcher 05 in Form eines radial auswärtsweisenden Hakens ausgeführt ist.In the Fig. 1 a first embodiment of a rotor according to the invention is outlined. Evident is a rotor disk 01, which has 01 circumferentially arranged blade holding grooves 02. In these 02 are intended blades attached. Furthermore, the rotor disk 01 has a fastening projection 05 which is embodied in the form of a hook pointing radially outwards.

Benachbart zur Rotorscheibe 01 befindet sich ein an der Rotorscheibe 01 befestigtes Rotorbauteil 11, wobei sich zwischen den Bauteilen 01, 11 ein Spalt 07 befindet. Im bestimmungsgemäßen Zusammenbau von Rotorscheibe 01 und Rotorbauteil 11 können sich die beiden Bauteile 01, 11 um einen ein geringen Weg relativ zueinander verschieben. Dieses dient insbesondere zum Ausgleich von unterschiedlichen thermischen Dehnungen im Rotor mit der Rotorscheibe 01 sowie dem Rotorbauteil 11.Adjacent to the rotor disk 01 there is a rotor component 11 fastened to the rotor disk 01, a gap 07 being located between the components 01, 11. When the rotor disk 01 and rotor component 11 are assembled as intended, the two components 01, 11 can shift relative to one another by a small distance. This serves, in particular, to compensate for different thermal expansions in the rotor with the rotor disk 01 and the rotor component 11.

Weiterhin zu erkennen ist die Anordnung der Dichtelemente 21, welche 21 im Umfang verteilt vor den Schaufelhaltenuten 02 an der Rotorscheibe 01 befestigt sind. Hierzu weisen die Dichtelemente 21 in diesem Ausführungsbeispiel einen Haltevorsprung 25 auf, welcher 25 in Form eines radial zur Rotorachse weisenden Hakens ausgeführt ist. Durch das Ineinandergreifen von Befestigungsvorsprung 05 und Haltevorsprung 25 wird die axiale Fixierung der Dichtelemente 21 bewirkt. Nicht dargestellt ist die üblicherweise weiterhin vorhandene axiale Fixierung der Dichtelemente 21 mit einem radial auswärts weisenden Randabschnitt in einer Ringsegmentnut der in der Rotorscheibe 01 befestigten Laufschaufeln.Furthermore, the arrangement of the sealing elements 21, which are distributed in the circumference in front of the blade retaining grooves 02 on the rotor disk 01, can be seen. For this purpose, the sealing elements 21 in this embodiment, a holding projection 25, which 25 is designed in the form of a radially pointing to the rotor axis hook. By the engagement of fastening projection 05 and retaining projection 25, the axial fixation of the sealing elements 21 is effected. Not shown is the usually still existing axial fixation of the sealing elements 21 with a radially outwardly facing edge portion in a Ringsegmentnut the blades mounted in the rotor disk 01.

In der Fig. 2 wird die Abdichtung zwischen den Dichtblechen 21 und dem Rotorbauteil 11 im Detail dargestellt. Zu erkennen ist wiederum die Rotorscheibe 01 mit dem benachbart angeordneten Rotorbauteil 11. Vor einer Stirnseite der Rotorscheibe 01 befindet sich das Dichtelement 21. Hierbei grenzt das Dichtelement 21 mit einem inneren Randabschnitt 23 an einen Dichtabschnitt 13 des Rotorbauteils 11 an. Zur Abdichtung zwischen den beiden Bauteilen 11, 21 wird ein Dichtring 31 eingesetzt. Zur Aufnahme des Dichtringes 31 weist der Dichtabschnitt 13 einen inneren Absatz 14 auf. Begrenzt wird der innere Absatz 14 auf der von der Rotorscheibe 01 wegweisenden Seite von einer Dichtflanke 15. Gegenüberliegend weist der innere Randabschnitt 23 des Dichtelements 21 eine konische Dichtfläche 24 auf. Die konische Dichtfläche 24 ist hierbei derartig ausgerichtet, dass der Abstand zur Rotorachse von der Dichtflanke 15 wegweisend abnimmt. Somit wird ein begrenzter Aufnahmeraum 16 zur Anordnung des Dichtringes 31 gebildet, wobei der Aufnahmeraum 16 auf der zur Rotorachse weisenden Seite und auf der von der Rotorscheibe 01 wegweisenden Seite vom Dichtabschnitt 13 begrenzt wird und auf der radial auswärts weisenden Seite und in Richtung zur Rotorscheibe 01 weisend vom inneren Randabschnitt 23 begrenzt wird.In the Fig. 2 the seal between the sealing plates 21 and the rotor member 11 is shown in detail. The rotor disk 01 with the adjacently arranged rotor component 11 can be seen again. The sealing element 21 is located in front of an end face of the rotor disk 01. In this case, the sealing element 21 adjoins a sealing portion 13 of the rotor component 11 with an inner edge portion 23. For sealing between the two components 11, 21, a sealing ring 31 is inserted. For receiving the sealing ring 31, the sealing portion 13 on an inner shoulder 14. The inner shoulder 14 is delimited on the side facing away from the rotor disk 01 by a sealing flank 15. Opposite, the inner edge section 23 of the sealing element 21 has a conical sealing surface 24. The conical sealing surface 24 is in this case aligned such that the distance from the rotor axis of the sealing edge 15 decreases groundbreaking. Thus, a limited receiving space 16 is formed for the arrangement of the sealing ring 31, wherein the receiving space 16 is limited on the rotor axis facing side and on the side facing away from the rotor disk 01 side of the sealing portion 13 and on the radially outwardly facing side and in the direction of the rotor disk 01st pointing away from the inner edge portion 23 is limited.

Vorgesehen ist hierbei, dass sich der Dichtring 31 innerhalb des Aufnahmeraums 16 begrenzt bewegen kann, jedoch bei Rotation des Rotors eine Anlage des Dichtringes 31 an der konischen Dichtfläche 24 sowie an der Dichtflanke 15 erfolgt und somit eine Abdichtung zwischen dem Dichtelement 21 und dem Rotorbauteil 11 bewirkt wird.It is envisaged here that the sealing ring 31 can move within the receiving space 16 limited, however, a contact of the sealing ring 31 on the conical sealing surface 24 and on the sealing edge 15 takes place upon rotation of the rotor and thus a seal between the sealing element 21 and Rotor component 11 is effected.

In der Fig. 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Abdichtung zwischen den Dichtelementen 61 und einem Rotorbauteil 51 analog der Darstellung aus Fig. 2 skizziert. Zu erkennen ist wiederum das Rotorscheibe 01 mit dem benachbarten Rotorbauteil 51. Vor der Stirnseite der Rotorscheibe 01 befinden sich wiederum die Dichtelemente 61. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Rotorbauteil 51 an der zum Dichtelement 61 weisenden Seite einen Dichtabschnitt 53 auf, der 53 mit einer konischen Dichtfläche 54 versehen ist. Demgegenüber besitzt das Dichtelement 61 am inneren Randabschnitt 63 einen äußeren Absatz 64 begrenzt durch eine auf der zur Rotorscheibe 01 weisenden Seite angeordneten Randflanke 65. Somit wird wiederum ein vom Dichtabschnitt 53 und inneren Randabschnitt 63 begrenzter Aufnahmeraum 56 gebildet. In diesem 56 ist, analog dem vorherigen Ausführungsbeispiel, der Dichtring 71 angeordnet. Gleichfalls kann sich der Dichtring 71 begrenzt im Aufnahmeraum 56 bewegen, wobei im Betrieb eine Abdichtung bewirkt wird. Einerseits wird dieses wie zuvor durch die Rotation des Rotors bewirkt, wodurch eine sichere Anlage des Dichtringes 71 am äußeren Absatz 64 erfolgt. Üblicherweise durchströmt der Raum zwischen der Rotorscheibe 01 und dem Dichtelement 61 Kühlluft mit einem höheren Druck als auf gegenüberliegender Seite des Dichtelements 61. Dieser erhöhte Druck der Kühlluft bewirkt weiterhin eine zuverlässige Anlage des Dichtringes 71 auf der konischen Dichtfläche 54.In the Fig. 3 is a further embodiment for sealing between the sealing elements 61 and a rotor member 51 analogous to the illustration Fig. 2 outlined. The rotor disk 01 with the adjacent rotor component 51 can be seen in turn. The sealing elements 61 are in turn located in front of the end face of the rotor disk 01. In this exemplary embodiment, the rotor component 51 has a sealing section 53 on the side facing the sealing element 61, with a conical section 53 Sealing surface 54 is provided. In contrast, the sealing element 61 has an outer shoulder 64 delimited at the inner edge section 63 by a peripheral edge 65 arranged on the side facing the rotor disk 01. Thus, a receiving space 56 delimited by the sealing section 53 and the inner edge section 63 is again formed. In this 56, analogous to the previous embodiment, the sealing ring 71 is arranged. Likewise, the sealing ring 71 can move limited in the receiving space 56, wherein a seal is effected during operation. On the one hand, this is effected as before by the rotation of the rotor, whereby a secure contact of the sealing ring 71 takes place on the outer shoulder 64. Usually, the space between the rotor disk 01 and the sealing element 61 flows through cooling air at a higher pressure than on the opposite side of the sealing element 61. This increased pressure of the cooling air furthermore causes a reliable contact of the sealing ring 71 on the conical sealing surface 54.

Claims (14)

Rotor, insbesondere einer Gasturbine, mit zumindest einer Rotorscheibe (01), welche (01) eine Mehrzahl im Umfang verteilt angeordnete Schaufelhaltenuten (02) und eine Mehrzahl sich axial vor einer Stirnseite zwischen den Schaufelhaltenuten (02) angeordnete Befestigungsvorsprünge (05) aufweist, und mit einem ringförmigen benachbart zur Rotorscheibe (01) angeordnetem Rotorbauteil (11,51), welches (11,51) zur Rotorscheibe und radial auswärts weisend einen Dichtabschnitt (13,53) aufweist, und mit einer Mehrzahl im Umfang verteilt angeordneter Dichtelemente (21,61), welche (21,61) zur Stirnseite der Rotorscheibe (01) weisend zumindest einen Haltevorsprung (25) und zur Rotorachse weisend einen inneren Randabschnitt (23,63) aufweisen, wobei der Haltevorsprung (25) am Befestigungsvorsprung (05) zumindest in axialer Richtung gelagert ist und der innere Randabschnitt (23,63) an den Dichtabschnitt (13,53) angrenzt,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem inneren Randabschnitt (23,63) und dem Dichtabschnitt (13,53) ein in Umfangsrichtung verlaufender Aufnahmeraum (14,64) gebildet ist, welcher (14,64) auf der radial auswärts weisenden Seite und einer axialen Seite vom inneren Randabschnitt (23,63) und auf der zur Rotorachse weisenden Seite und auf der anderen axialen Seite vom Dichtabschnitt (13,53) begrenzt wird und in dem ein einteiliger oder mehrteiliger Dichtring (31,71) angeordnet ist.Rotor, in particular a gas turbine, with at least one rotor disk (01), which (01) has a plurality of circumferentially spaced Schaufelhaltenuten (02) and a plurality of axially in front of an end face between the Schaufelhaltenuten (02) arranged mounting projections (05), and with an annular rotor component (11, 51) arranged adjacent to the rotor disk (01), which (11, 51) has a sealing section (13, 53) to the rotor disk and pointing radially outwards, and having a plurality of sealing elements (21, 21) distributed around the circumference; 61), which (21,61) to the end face of the rotor disc (01) facing at least one retaining projection (25) and pointing to the rotor axis an inner edge portion (23,63), wherein the retaining projection (25) on the fastening projection (05) at least in is mounted in the axial direction and the inner edge portion (23,63) adjacent to the sealing portion (13,53),
characterized,
in that a circumferentially extending receiving space (14, 64) is formed between the inner edge portion (23, 63) and the sealing portion (13, 53), which (14, 64) is on the radially outward-facing side and one axial side from the inner edge portion (23,63) and on the rotor axis facing side and on the other axial side of the sealing portion (13,53) is limited and in which a one-piece or multi-part sealing ring (31,71) is arranged. Rotor nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl Laufschaufeln, welche jeweils mit einem Schaufelfuß in den Schaufelhaltenuten (02) befestigt sind und eine sich an den Schaufelfuß anschließende die Rotorscheibe (01) abschnittsweise umschließende Schaufelplattform aufweisen, wobei in der Schaufelplattform in einem eine Stirnseite der Rotorscheibe (01) überragenden Abschnitt eine in Umfangsrichtung verlaufende zur Rotorachse öffnende Ringsegmentnut angeordnet ist, wobei ein äußerer Randabschnitt der Dichtelemente zumindest axial in der Ringsegmentnut gelagert ist.Rotor according to claim 1,
marked by
a plurality of blades, which are each secured with a blade root in the blade retaining grooves (02) and a subsequent to the blade root the rotor disk (01) partially enclosing blade platform, wherein in the blade platform in a front side of the rotor disk (01) projecting portion a is arranged extending in the circumferential direction to the rotor axis opening Ringsegmentnut, wherein an outer edge portion of the sealing elements is mounted at least axially in the Ringsegmentnut. Rotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rotorbauteil (11,51) relativ zur Rotorscheibe (01) begrenzt axial verschiebbar ist.Rotor according to claim 1 or 2,
characterized,
is that the rotor component (11,51) relative to the rotor disc (01) delimited axially displaceable. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichtabschnitt (13,53) relativ zum Befestigungsvorsprung (05) axial um zumindest dem 0,2-fachen der Stärke des inneren Randabschnitts (23,63), und/oder um maximal dem 0,5-fachen der Stärke des inneren Randabschnitts (23,63) verschiebbar ist.Rotor according to one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the sealing portion (13, 53) relative to the fastening projection (05) is axially at least 0.2 times the thickness of the inner edge portion (23, 63), and / or at most 0.5 times the thickness of the inner edge portion (23.63) is displaceable. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichtring (31,71) in Art eines Kolbenringes ausgeführt ist.Rotor according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the sealing ring (31,71) is designed in the manner of a piston ring. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichtabschnitt (13,53) einen inneren Stufenabsatz (14) bildet und dabei eine sich radial auswärts erstreckende Dichtflanke (15) aufweist, wobei insbesondere die Dichtflanke (15) auf der von der Rotorscheibe (01) wegweisenden Seite angeordnet ist.Rotor according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that the sealing portion (13,53) forms an inner step shoulder (14), while a radially outwardly extending sealing edge (15), wherein in particular the sealing edge (15) on the rotor disk (01) facing away side. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichtabschnitt (53) konisch ausgeführt ist, wobei insbesondere der Abstand zur Rotorachse zur Rotorscheibe weisend abnimmt.Rotor according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that the sealing portion (53) is conical, wherein in particular the distance to the rotor axis to the rotor disc decreases in a decreasing manner. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der innere Randabschnitt (63) einen äußeren Stufenabsatz (64) bildet und dabei eine sich zur Rotorachse erstreckende Randflanke (65) aufweist, wobei insbesondere die Randflanke (65) auf der zur ersten Rotorscheibe (01) weisenden Seite angeordnet ist.Rotor according to one of claims 1 to 7,
characterized,
in that the inner edge section (63) forms an outer stepped shoulder (64), thereby extending one to the rotor axis Edge edge (65), in particular, the edge edge (65) is arranged on the side facing the first rotor disc (01) side. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der innere Randabschnitt (63) konisch ausgeführt ist, wobei insbesondere der Abstand zur Rotorachse zur Rotorscheibe (01) weisend abnimmt.Rotor according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that the inner edge portion (63) is conical, in particular, the distance to the rotor axis to the rotor disk (01) decreases facing away. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichtring (71) auf der zur Rotorachse weisenden Seite komplementär konisch oder ballig ausgeführt ist; und/oder dass der Dichtring (31) auf der radial auswärts weisenden Seite komplementär konisch oder ballig ausgeführt ist.Rotor according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that the sealing ring (71) is designed to be complementary conical or spherical on the side facing the rotor axis; and / or that the sealing ring (31) is designed on the radially outwardly facing side complementary conical or spherical. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Flächenschwerpunkt eines Querschnitts durch den Dichtring (31,71) in jedem bestimmungsgemäßen Zustand des Rotors unterhalb des inneren Randabschnitts (23,63) angeordnet ist.Rotor according to one of claims 1 to 10,
characterized,
in that the area centroid of a cross section through the sealing ring (31, 71) is arranged below the inner edge section (23, 63) in each intended state of the rotor. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Befestigungsvorsprung (05) einen radial auswärts weisenden Haken und der Haltevorsprung (25) einen zur Rotorachse weisenden Haken umfasst,
wobei insbesondere eine radiale Abstützung des Dichtelements (21,61) über den äußeren Randabschnitt an der Schaufelplattform erfolgt.Rotor according to one of claims 1 to 11,
characterized,
in that the fastening projection (05) comprises a hook pointing radially outwards and the retaining projection (25) comprises a hook facing the rotor axis,
wherein, in particular, a radial support of the sealing element (21, 61) takes place via the outer edge section on the blade platform. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Befestigungsvorsprung einen zur Rotorachse weisenden Haken und der Haltevorsprung einen radial auswärts weisenden Haken umfasst,
wobei insbesondere eine radiale Abstützung des Dichtelements vom Haltevorsprung auf den Befestigungsvorsprung erfolgt.Rotor according to one of claims 1 to 11,
characterized,
in that the fastening projection comprises a hook facing the rotor axis and the retaining projection comprises a hook pointing radially outwards,
wherein, in particular, a radial support of the sealing element from the retaining projection on the fastening projection takes place. Dichtelement (21,61) zur bestimmungsgemäßen Verwendung bei einem Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Abdeckung zumindest einer Schaufelhaltenut (02) einer Rotorscheibe (01) eines Rotors mit einem in bestimmungsgemäßer Lage zur Rotorachse weisenden inneren Randabschnitt (23,63) und radial nach außen weisenden äußeren Randabschnitt und sich einem zwischen dem inneren Randabschnitt (23,63) und dem äußeren Randabschnitt angeordneten sich axial erstreckenden Haltevorsprung (25),
dadurch gekennzeichnet,
dass der innere Randabschnitt (63) einen äußeren Stufenabsatz (64) bildet und dabei eine sich zur Rotorachse erstreckende Randflanke (65) aufweist, wobei insbesondere die Randflanke (65) auf der zur ersten Rotorscheibe (01) weisenden Seite angeordnet ist; oder
dass der innere Randabschnitt (23) konisch ausgeführt ist, wobei insbesondere der Abstand zur Rotorachse zur ersten Rotorscheibe (01) weisend abnimmt.Sealing element (21, 61) for intended use in a rotor according to one of the preceding claims for covering at least one blade retaining groove (02) of a rotor disk (01) of a rotor with an inner edge section (23, 63) pointing in the intended position relative to the rotor axis and radially towards outer-facing outer edge portion and a between the inner edge portion (23,63) and the outer edge portion arranged axially extending retaining projection (25),
characterized,
that the inner edge portion (63) forms an outer stepped shoulder (64) and thereby has an edge flank (65) extending to the rotor axis, wherein in particular the edge flank (65) is arranged on the side facing the first rotor disk (01); or
that the inner edge portion (23) is conical, in particular, the distance to the rotor axis to the first rotor disc (01) decreases facing away.
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