DE2432365A1 - Schaufelanordnung fuer ein gasturbinenstrahltriebwerk - Google Patents

Description

Schaufelanordnung für ein Gasturbinenstrahltriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf die Abdichtung von Schaufelanordnungen und insbesondere aber nicht ausschließlich auf die Abdichtung von Düsenleitschaufeln, die stromunterseitig der Brennkammer eines Gasturbinenstrahltriebwerks angeordnet sind.

Bei einer bekannten Konstruktion sind zwei Leitschaufeln einstückig mit inneren und äußeren Schaufelring durch Gießen hergestellt und jede so hergestellte Schaufelanordnung wird am inneren und äußeren Gehäuse des Triebwerks befestigt. Im Betrieb dehnen sich inneres und äußeres Gehäuse unterschiedlich aus, wodurch bewirkt wird, daß jede Schaufelanordnung einer geringen Kippbewegung unterworfen wird und dies führt dazu, daß die Linienberührung zwischen den Schaufelanordnungen und dem inneren und äußeren Gehäuse aufgebrochen wird. Dadurch wird es möglich, daß die Hochdruckkühlluft in den Heißgasstrom als Leckstrom übertritt, wodurch sich ein Leistungsabfall und eine Verringerung des Wirkungsgrades sowie ein erhöhter Kraftstoffbedarf ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Leckströmung dadurch zu vermeiden, daß die Schaufelanordnung so gelagert werden, daß sie sich neigen können und einen in Sehnenrichtung verlaufenden

509803/0286

Linienkpntakt zwischen den Schaufelanordnungen und inneren und äußeren Gehäuseteilen bewirken.

Die Erfindung geht aus von einer Schaufelanordnung für ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit wenigstens einer Schaufel, die mit einem radial inneren und radial äußeren Schaufelringabsehnitt verbunden ist und löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß wenigstens einer der Schaufelringabschnitte eine in Sehnenrichtung verlaufende gerade Dichtungskante bildet, die in Dichtungsberührung mit radial inneren und radial äußeren Schaufelträgern gelangt. Die in Sehnenrichtung geradlinig verlaufende Dichtkante kann auf einem Plansch ausgebildet werden, der an einen oder beiden Schaufelringabschnitten vorgesehen ist.

Die Schaufelanordnung, die beispielsweise als Leitschaufelanordnung bei einem Gasturbinenstrahltriebwerk ausgebildet . sein kann, umfaßt zwei oder mehrere Schaufeln, die einstückig mit ihren inneren und äußeren Schaufelringabschnitten zusammenhängend durch gießen hergestellt sind.

Die Erfindung umfasst weiter ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einer ringförmigen Anordnung von Düsenleitschaufein, die zwischen inneren und äußeren Trägern abgestützt sind, wobei die Schaufeln in einer Reihe von Schaufelanordnungen angeordnet sind und jede Anordnung wenigstens eine Schaufel aufweist, die einen radial inneren und einen radial äußeren Schaufelringabschnitt besitzt, so daß sich jede Schaufelanordnung frei gegenüber den inneren und äußeren Trägern neigen kann und wobei die Träger und die Schaufelringabschnitte so angeordnet sind, daß eine Liniendichtberührung zwischen den Schaufelringabschnitten und ihren entsprechenden Trägern über den gesamten Kippbereich der Schaufelanordnungen hergestellt wird.

Vorzugsweise ist wenigstens einer der Schaufelringabschnitte

509808/0286

jeder Schaufelanordnung mit einem sich in Sehnenrichtung erstreckenden geraden Dichtungsrand versehen, der mit einer entsprechenden flachen Oberfläche eines der Träger in Berührung gelangt, obgleich die sich in Sehnenrichtung erstreckenden Dichtungsränder auch auf einem oder beiden Trägern angeordnet werden können und die flache Oberfläche auf einem oder beiden Schaufelringabschnitten liegen können.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Teils eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit einer Leitschaufelanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Einzelansicht der Schaufelanordnung nach Figur 1 in größerem Maßstab.

Das Gasturbinenstrahltriebwerk weist eine Brennkammer 10 mit einem Außengehäuse 12, einem Innengehäuse 14 und einem Kranz von Einlaßleitschaufeln 16 auf. Am stromunterseitigen Ende der Brennkammer ist ein Kranz von Düsenleitschaufein 17 angeordnet, die von zwei Ringen 18 und 20 getragen werden, welche ihrerseits am Innengehäuse 14 bzw. am Außengehäuse 12 befestigt sind.

Jede Leitschaufelanordnung besteht aus zwei Leitschaufeln 22, die einstückig zusammen im Gußverfahren hergestellt sind und einen radial innen liegenden bogenförmigen Schaufelringabschnitt 24 und einem radial außen liegenden bogenförmigen Schaufelringabschnitt 26 aufweisen. Jeder Schaufelringabschnitt ist mit einem radial vorspringenden Flansch 28 bzw. 30 versehen. Der Flansch 30 besitzt eine sich in Sehnenrichtung erstreckende gerade Dichtungskante 32, die dichtend die flache vordere Stirn-

509808/0 2 86

fläche des Tragringes 20 berührt.

Der Plansch 28 ruht in einer Nut 34, die vom Tragring 18 und dem inneren Gehäuse 14 definiert ist. Die nach stromaufwärts gerichtete Stirnfläche des Flansches ist bei 36 abgeschrägt, so daß sich die Schaufelanordnung um die Basis des Flansches innerhalb der Nut 34 neigen kann. Die nach hinten gerichtete Stirnfläche des Flansches 28 ist flach ausgebildet und steht in Dichtungsberührung mit einer geraden sich in Sehnenrichtung erstreckenden Dichtungskante 38, die auf der nach vorn gerichteten Stirnringfläche des Trägerringfläche des Trägerringes 18 angeordnet ist. Wenn das Triebwerk stillsteht, wird die Schaufelanordnung mit einer Neigung eingebaut, die in Figur 1 übertrieben dargestellt ist. Wenn das Triebwerk läuft, kann sich das innere Gehäuse linear in einem größeren Ausmaß ausdehenen als das Außengehäuse, so daß die Schaufeln in ihre optimale Lage hinsichtlich des Wirkungsgrades überführt werden. Die Gasbelastung auf jeder Schaufelanordnung bewirkt, daß die Dichtungsberührung zwischen dem Rand 32 des Außenflansches JO und dem Ringträger 20 und der nach hinten gerichteten Stirnfläche des Flansches 28 und dem Rand 38 aufrechterhalten wird, so daß in einem hohen Ausmaß das Entweichen von kühler Hochdruckluft in den Heißgasstrom, der durch die Schaufeln 22 hindurchtritt, verhindert wird.

Gemäß einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform kann ein Dichtungsrand auch am Flansch 28 statt am Flansch 30 oder zusätzlich zu dessen Dichtungsrand 32 vorgesehen werden, wobei eine entsprechende flache Oberfläche auf dem Ringträger 18 anzuordnen ist, anstelle oder zusätzlich zu der flachen Oberfläche auf dem Trägerring 20.

509808/0286 ^#/*

Patentansprüche

Claims (11)

1. Patentansprüche

   Schaufelanordnung für ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit wenigstens einer Schaufel und einem radial inneren und einem radial äußeren Schaufelringabschnitt, der mit der Schaufel verbunden ist und mit inneren und äußeren Trägern für die Schaufelringanordnung,

   dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Schaufelringabschnitte mit einer in Sehnenrichtung verlaufenden geraden Dichtungskante (32) versehen ist, die mit dem inneren oder äußeren Träger (18, 20) in Dichtungsberührung steht.
2. 2. Schaufelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei chnet, daß jeder Schaufelringabschnitt (24, 2.6) einen radial vorstehenden Plansch (28, 30) besitzt.
3. 3. Schaufelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Sehnenrichtung erstreckende Dichtungskante 32 am Plansch 30 des radial äußeren Schaufelringabschnitts (26). vorgesehen ist.
4. 4. Schaufelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich in Sehnenrichtung erstreckende Dichtungsrand (32) am Plansch (28) des radial inneren Schaufelringabschnitts (24) ausgebildet ist,

   509808/0286
5. 5. Schaufelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Sehnenrichtung verlaufender Dichtungsrand (32) am Flansch (28)(30) jedes Schaufelringabschnitts (24, 26) angebracht ist.
6. 6. Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelanordnung (17) einen Düsenleitschaufelkranz für ein Gasturbinenstrahltriebwerk bildet und jede Schaufelanordnung zwei Schaufeln (22) besitzt.
7. 7. Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Schaufelkranz aus Schaufelanordnungen gemäß Anspruch

   1 bis 6, ■

   dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelanordnung (17) gegenüber dem radial inneren und äußeren Träger (28) kippbar ist, daß die Träger (18, 20) und die radial inneren und äußeren Schaufelrxngabschnitte (24,26) so angeordnet sind, daß eine in Sehnenrichtung verlaufende Dichtungslinie zwischen Schaufelringabschnitten (24, 26) und den Trägern (18, 20) über den Bereich der Kippbewegung der Schaufelanordnungen (17) hergestellt wird.
8. 8. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der in Sehnenrichtung verlaufende Dichtungsrand (32) an einem der Schaufelringabschnitte (26) angeordnet ist und in Dichtungsberührung mit einer

   509808/Ü286

   flachen Oberfläche auf dem radial inneren oder äußeren Träger (18, 20) steht.
9. 9. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Sehnenrichtung verlaufende Dichtungskante (32) auf dem radial äußeren Schaufelringabschnitt (26) ausgebildet ist.
10. 10. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß eine in Sehnenrichtung verlaufende Dichtungskante (38) auf einem der Träger (20, 18) ausgebildet ist und in dichtender Berührung mit einer flachen Oberfläche eines inneren oder äußeren Schaufelringabschnitts (24, 26) steht.
11. 11. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in Sehnenrichtung verlaufende Dichtungskante (38) am radial inneren Träger (18) angebracht ist.

    509808/028 6

    Leerse ite