Bürstendichtungsanordnung Die Erfindung betrifft eine Bürstendichtungsanordnung zum Abdichten eines Spaltes zwischen einem Rotor und einem Stator nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Rotationsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine nach dem unabhängigen Patentan- spruchs 3.

Bürstendichtungen haben die Aufgabe, den Spalt zwischen einem Rotor und einem Stator abzudichten und so die Leckage von Prozessfluid durch den Spalt zwischen Rotor und Stator mög- liehst gering zu halten. Die Bürstendichtung weist hierzu ein Bürstengehäuse und eine Vielzahl von in Bürstengehäuse befestigten Borsten auf. Die Borsten ragen aus dem Bürstengehäuse heraus und stützen sich mit ihrem freien Ende gegen eine Dichtfläche am Rotor ab. Je nach Ausführungsform der Bürsten- dichtung stützen sich die Borsten der Borstendichtung permanent gegen die Dichtfläche am Rotor ab oder es kommt lediglich bei einer radialen Bewegung des Rotors im Betrieb zu einem lokalen Anlegen der freien Enden der Bürstendichtung an der Dichtfläche des Rotors. Bürstendichtungen finden insbe- sondere Anwendung bei Ausgleichskolben und im Beschaufelungspfad von Dampfturbinen.

Bei der Auslegung der Bürstendichtungen ist darauf zu achten, dass bei einem Rotor-Stator-Kontakt, die Gefahr von Spiral- Schwingungen ausgeschlossen wird und somit ein stabiler Betrieb für alle Betriebszustände sichergestellt werden kann. Zu den gefährlichen Spiralschwingungen kommt es, wenn aufgrund des Anstreifens des Rotors am Stator (oder am Bürstengehäuse) es zu einer Verkrümmung des Rotors kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bürstendichtung bereitzustellen, welche die Gefahr von Spiralschwingungen ausschließt oder zumindest deutlich reduziert. Des Weiteren ist es Aufga- be der Erfindung, eine Dampfturbine mit einer solchen Bürstendichtung bereitzustellen.

Die Erfindung wird hinsichtlich der Bürstendichtungsanordnung durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Rotationsmaschine durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 3 gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, die einzeln oder in Kom- bination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche .

Die erfindungsgemäße Bürstendichtungsanordnung, zur Abdichtung eines Spaltes zwischen einem Rotor und einem Stator, um- fassend wenigstens eine Bürstendichtung, welche ein Bürstengehäuse und eine Vielzahl von in Bürstengehäuse befestigten Borsten aufweist, wobei die freien Enden der Borsten sich gegen eine Dichtfläche am Rotor abstützen können, zeichnet sich dadurch aus, dass am Rotor in axialer Richtung vor und hinter der Dichtfläche, radial umlaufende Entlastungsnuten vorgesehen sind, so dass im Bereich der Dichtfläche, ein Steg ausgebildet ist, welcher sich, insbesondere bei einem Anstreifen des Bürstengehäuses an der Dichtfläche, lokal verformen kann. Durch die lokale Verformung des Steges wird eine Verkrümmung des Rotors weitgehend vermieden, wodurch gefährlichen Spiralschwingungen weitgehend vermieden werden können. Hierdurch wird die Betriebssicherheit der Rotor-Stator-Einheit wesentlich erhöht. Ein weiterer positiver Effekt der Entlastungsnuten ist die kühlende Wirkung des Dampfes innerhalb der Ent- lastungsnut. Aufgrund des Anstreifens der Bürstendichtung an den Dichtflächen kommt es nämlich lokal zu sehr hohen Temperaturen im Bereich des Steges.

Zum Überwinden von hohen Druckdifferenzen sind bevorzugt meh- rere Bürstendichtungen axial hintereinander angeordnet.

Die erfindungsgemäße Rotationsmaschine, insbesondere Dampfturbine, zeichnet sich dadurch aus, dass die Rotationsmaschi- ne eine Bürstendichtungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche umfasst. Aufgrund des Einsatzes der erfindungsmäßen Bürstendichtungsanordnung wird die Gefahr einer Verkrümmung des Rotors und damit das Entstehung gefährlicher Spiral- Schwingungen vermieden oder zumindest stark reduziert. Hierdurch wird die Sicherheit beim Einsatz von Bürstendichtungen bei Rotationsmaschine, wie beispielsweise bei Dampfturbinen, Gasturbine und Kompressoren, wesentlich erhöht. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 erläutert .

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bürstendichtungsanordnung. Die Bürstendichtungsanordnung umfasst drei radial hin- tereinander angeordnete Bürstendichtungen 9, die in einen

Stator 3 angeordnet sind. Beim Stator 3 handelt es sich beispielsweise um das Gehäuse einer Dampfturbine. Jede Bürstendichtung 9 umfasst ein Bürstengehäuse 4 in dem eine Vielzahl von im Bürstengehäuse 4 befestigten Borsten 5 angeordnet sind. Die freien Enden der Borsten 5, welche aus dem Bürstengehäuse 4 hinausragen, stützen sich gegen eine Dichtfläche 6 am Rotor 2 ab. Hierdurch wird der Spalt 1 zwischen dem Rotor 2 und dem Dampfturbinengehäuse 3 abgedichtet. Die Bürstendichtung 9 kann dabei so ausgebildet sein, dass die Borsten 5 sich permanent an der Dichtfläche 6 am Rotor 2 abstützen oder es lediglich bei einer radialen Auslenkung des Rotors 2 zu einem Anstreifen der Borsten 5 an der Dichtfläche 6 kommt. Der Rotor 2 ist erfindungsgemäß so ausgebildet, dass vor und hinter jeder Dichtfläche 6 eine radial umlaufende Entlas- tungsnut 7 vorgesehen ist, so dass im Bereich der Dichtfläche 6 ein Steg 8 ausgebildet wird, welcher sich bei Belastung auf den Steg 8, verformen kann. Die lokale Verformung der Stege 8 ist in Figur 1 dargestellt. Aufgrund einer radialen starken Auslenkung des Rotors 2 kommt es zu einem Anstreifen der Bürstendichtung 9 an den Dichtflächen 6, wodurch lokal sehr hohe Temperaturen entstehen. Hierdurch werden die Stege 8 lokal und im Wesentlichen elastisch verformt. Durch die elastische Verformung im Bereich der Stege 8 wird eine Verkrümmung des Rotors 2 wirkungsvoll verhindert. Die Verkrümmung des tors 2 würde das Entstehen gefährlicher Spiralschwingungen begünstigen . Die erfindungsgemäße Bürstendichtungsanordnung sorgt somit für einen wesentlich sichereren Betrieb der Dampfturbine. Die Bürstendichtung kann insbesondere für den Wellenbereich bei der Dampfturbine verwendet werden. Je nach Breite und Tiefe der Nut im Rotor kann die Möglichkeit des Steges zur lokalen Verformung beeinflusst werden.

Durch die erfindungsgemäße Bürstendichtungsanordnung wird die Gefahr von Spiralschwingungen bei verkrümmungsgefährdeten Rotoren, bei Rotationsmaschine, wie beispielsweise bei Dampfturbinen, Gasturbinen oder Kompressoren minimiert. Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Bürstendichtungsanordnung ist dabei konstruktiv sehr einfach und kostengünstig.