DE2616565A1

DE2616565A1 - Zentrierende abstuetzung eines stapels von mehreren keramikkomponenten eines gasturbinentriebwerkes im gehaeuse

Info

Publication number: DE2616565A1
Application number: DE19762616565
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Krueger
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1977-10-27
Also published as: DE2616565C3; DE2616565B2

Description

Zentrierende Abstützung eines Stapels von mehreren
Keramikkomponenten eines Gasturbinentriebwerkes im Gehäuse Die Erfindung bezieht sich auf eine zentrierende Abstützung eines Stapels von mehreren Keramikkomponenten eines Gasturbinentriebwerkes mittels einer auf das eine Ende des Stapels wirkenden Axialkraft gegen das metallische Turbinengehäuse am anderen Ende des Stapelsß wobei die Komponenten axial und in Umfangsrichtung spiellos aneinanderliegen und eine der Komponenten ein in Umfangsrichtung wirkendes Drehmoment aufzunehmen hat.
Bei den erfindungsgemäß zu lagernden Keramikkomponenten handelt es sich insbesondere um die Brennkammer, das Turbineneinlaßgehäuse, die Heißgasführung und insbesondere den Leitapparat von Turbinentri ebwerken.
Bei einer bekannten Turbine, die für den Einbau in Personenkraftwagen bestimmt ist, werden alle statischen Keramikteile in einer Führung in der Form eines metallischen Führungszylinders geführt und durch eine Vorspannkraft belastet. Bei dieser Lösung kann es zu Wärmeverspannungen zwischen den Keramikkomponenten und der Führung kommen, was zum Zerspringen der Keramikkomponenten führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist die Ausgestaltung einer Abstützung für die statischen Keramikkomponenten eines Turbinentriebwerkes im ganzen Triebwerksgehäuse derart, daß Wärmespannungen vermieden sind oder zumindest in entscheidend geringem Maße als bei der bekannten Lösung auftreten.
Die Erfindung, ihre weiteren Merkmale sowie ihre Vorteile sind nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemaß gelagertes Turbinentriebwerk im Längsschnitt und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1.
Der Stapel von mehreren Keramikkomponenten, der erfindungsgemäß gelagert ist, besteht aus dem Brennkammergehäuse 1, dem Turbineneinlaßgehäuse 2 und dem Leitapparat 3. Das Brennkammergehäuse 1 kann seinerseits, wie in der Zeichnung angenommen, aus mehreren Ringen bestehen, ohne daß dies jedoch für die Erfindung von besonderer Bedeutung wäre. Wesentlich ist, daß es sich um mehrere Komponenten aus Keramik handelt. Jede dieser Keramikkomponenten weist ein Sattelstück 4 auf, das eine Ausnehmung 5 besitzt, in die ein Keramikbolzen 6 hineinragt. Insgesamt sind 3 Nuten 5 und 3 Keramikbolzen 6 vorgesehen, die gleichmäßig auf den Umfang des Komponentenstapels verteilt sind. Die Nuten 5 können auch in anderer Weise als in Sattelstücken den einzelnen Komponenten des Komponentenstapfels zugeordnet sein; wesentlich ist, daß die Keramikbolzen 6 und die Keramikkomponenten 1 bis 3 in Umfangsrichtung des Stapels spiellos miteinander in Eingriff stehen.
Der Komponentenstapel ist an einer Wand 7 des metallischen Turbinengehäuses gehalten und zwar in der Weise, daß sich der ganze Komponentenstapel über das ringförmige Gehäuse des Leitapparates an der Gehäusewand abstützt. Das geschieht in der Weise, daß am anderen Ende des Komponentenstapels eine Abschlußwand 8 des Turbinengehäuses angeordnet ist, in der unter der Wirkung von Druckfedern 9 stehende Bolzen 10 gelagert sind, die von der Wirkung der Federn auf den Deckel der Brennkammer einwirken und damit den ganzen Komponentenstapel an der Gehäusewand 7 zur Anlage bringen. Sowohl in der Wand 8 als auch in der Wand 7 sind Führungszapfen 12 gehalten, die von beiden Seiten aus in den Hohlraum 13 der hohlen Keramikbolzen 6 eingreifen.
Auf diese Weise sind die einzelnen Komponenten des Stapels aus Keramikkomponenten mit einer.bestimmten Druckvorspannung gegeneinander und an der Gehäusewand 7 zur Anlage gebracht. Die Komponenten sind außerdem in Umfangsrichtung unverdrehbar gegeneinander gehalten. Schließlich ist das in Umfangsrichtung im Leitapparat wirkende Drehmoment nicht in der Lage, den gesamten Stapel oder das Gehäuse des Leitapparates in Umfangsrichtung zu drehen.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß nur ein geringer Wärmefluß von den Keramikkomponenten in die Befestigungsteile und in das Turbinengehäuse stattfindet, die Komponenten beim Betrieb des Triebwerkes auf einer konstant höheren Temperatur gehalten werden und infolgedessen die Gefahr, daß die Komponenten oder einige von ihnen wegen erhöhter Wärmespannungen zerspringen, ist weitestgehend ausgeschaltet.
Außerdem kann Wärmetauscherluft die Keramikteile auf ihrem allergrößten Teil gut umspülen, so daß nicht nur die Keramikteile auf gleichmäßiger Temperatur gehalten werden, sondern daß diese Temperatur auch eine vertretbare Höhe hat.

Claims

Patentansprüche 1 0 Zentrierende Abstützung eines Stapels von mehreren Keramikkomponenten eines Gasturbinentriebwerkes mittels einer auf das eine Ende des Stapels wirkenden Axialkraft gegen das metallische Turbinengehäuse am anderen Ende des Stapels, wobei die Komponenten axial und in Umfangsrichtung spiellos aneinanderliegen und eine der Komponenten ein in Umfangsrichtung wirkendes Drehmoment aufzunehmen hat, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Umfang des Stapels verteilt, mehrere über die Länge des Stapels sich erstreckende Keramikbolzen angeordnet sind, die axial spiellos und unverdrehbar an beiden nden des Stapels gelagert sind und in denen jede der Keramikkomponenten geführt ist.
2. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikbolzen hohl sind.
3. Abstützung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Keramikbolzen gleichmäßig auf den Umfang des Stapels verteilt angeordnet sind.
4. Abstützung nach Anspruch 1 oder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikbolzen in Umfangsrichtung des Stapels spiellos in Ausnehmungen der Keramikkomponenten eingreifen.
5. Abstützung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen in mit den Keramikkomponenten verbundene Sattelstücke eingearbeitet sind.
k 6. Abstützung nach Anspruch 1 oder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkomponenten Brennkammer, Einlauf stück und Leitapparat eines Turbinentriebwerkes sind, wobei sich der Ring des Leitschaufelkranzes über einen den Schaufelkranz der Turbine umschließenden Ring am Turbinengehäuse abstützt.
7. Abstützung nach Anspruch 1 oder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikbolzen mittels in die an beiden Enden eingreifender Zapfen gegenüber dem Turbinengehäuse zentriert sind.
8. Abstützung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen in den Keramikbolzen mit den gleichen Mitteln in Eingriff gehalten werden, mit denen die Keramikkomponenten gegeneinander verspannt sind.
9. Abstützung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verspannen der Keramikkomponenten federnde Druckbolzen sind.