DE3011503A1 - COMPRESSOR ARRANGEMENT FOR AN AXIAL GAS TURBINE ENGINE - Google Patents

Description

Verdichteranordnung für ein Axialg'asturbinentriebwerk Compressor arrangement for an axial gas turbine engine

Die Erfindung bezieht sich auf Triebwerksgehäuseanordnungen von Gasturbinentriebwerken und betrifft insbesondere Verdichteranordnungen, die in Verbindung mit einer aktiven Steuerung von Ausdehnungsspielräumen in einem Triebwerk verwendbar sind.The invention relates to engine housing assemblies of gas turbine engines and particularly relates to compressor assemblies, which can be used in connection with an active control of expansion margins in an engine.

In einem Gasturbinentriebwerk der vorgenannten Art werden Arbeitsmediumgase in einer Verdichtungssektion durch eine erste Reihe von am Rotor befestigten Laufschaufeln unter Druck gesetzt und dann axial stromabwärts zu einer Verbrennungssektion geleitet. Brennstoff wird mit den unter Druck gesetzten Gasen vereinigt und in der Verbrennungssektion verbrannt, um dem strömenden Medium Wärmeenergie zuzuführen. In einer Turbinensektion stromabwärts der VerbrennungssektionIn a gas turbine engine of the aforementioned type, working medium gases are in a compression section by a pressurized first row of rotor-attached blades and then axially downstream to a combustion section directed. Fuel is combined with the pressurized gases and burned in the combustion section, to add thermal energy to the flowing medium. In a turbine section downstream of the combustion section

030041/0702030041/0702

werden die Arbeitsmediumgase über eine zweite Reihe von am Rotor befestigten Laufschaufeln geleitet. Die zweite Reihe von Laufschaufeln entnimmt den strömenden Gasen Energie, um die Laufschaufeln der VerdichtungsSektion anzutreiben.the working medium gases are passed through a second row of on the rotor attached blades. The second row of blades takes energy from the flowing gases in order to generate the To drive the blades of the compression section.

In einem Axialströmungstriebwerk sind die Laufschaufeln der Verdichtungs- und Turbinensektionen in Kränzen angeordnet, die sich von einem Triebwerksrotor aus radial nach außen über den Modiumströmungsweg erstrecken. Ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse umgibt die Spitzen der Laufschaufeln. Leitschaufeln erstrecken sich von dem Gehäuse aus zwischen jeweils zwei benachbarten Laufschaufelkränzen nach innen, um die Arbeitsmediumgase in Richtung eines bevorzugten Anstellwinkels zu leiten, wenn sie sich jedem stromabwärtigen Laufschaufelkranz nähern. Verdichtungssektionen und Turbinensektionen werden nach einer von zwei Konstruktionstechniken aufgebaut. Gemäß der ersten Konstruktionstechnik werden Kränze von Laufschaufeln und Leitschaufeln in abwechselnder Folge innerhalb eines zylindrischen Triebwerksgehäuses zusammengebaut. Bei der zweiten Konstruktionstechnik ist das zylindrische Gehäuse in einen oberen und einen unteren Abschnitt längsgeteilt. Die Laufschaufeln werden auf dem Rotor zusammengebaut, und die Leitschaufeln werden in die Gehäuseabschnitte eingebaut. Die Gehäuseabschnitte werden dann um den Rotor zusammengefügt, um die abwechselnde Laufschaufel- und Leitschaufelanordnung zu bilden. Die geteilte Gehäusekonstruktion ist beispielsweise aus der US-PS 2 848 156 bekannt. Die Leitschaufelkränze werden in dem geeigneten oberen oder unteren Abschnitt so zusammengebaut, daß, wenn der obere und der untere Abschnitt miteinander verbunden sind, die Leitschaufelkränze abwechselnd zwischen Laufschaufelkränzen angeordnet sind. Geteilte Gehäusekonstruktionen erleichtern im Vergleich mit einstückigen, zylindrischen Gehäusen den Zusammenbau und die Wartung.In an axial flow engine, the blades are the Compression and turbine sections arranged in rings that extend radially outward from an engine rotor over the Extend modium flow path. A substantially cylindrical casing surrounds the tips of the blades. Guide vanes extend inward from the housing between two adjacent rotor blade rings around the working medium gases toward a preferred angle of attack as they approach each downstream blade ring. Compression sections and turbine sections are constructed using one of two construction techniques. According to the first Construction technology are rings of rotor blades and guide vanes in alternating sequence within a cylindrical Engine housing assembled. In the second construction technique, the cylindrical housing is in an upper one and a lower section split lengthways. The blades are assembled on the rotor and the guide vanes are built into the housing sections. The housing sections are then joined together around the rotor to make the alternating To form blade and vane assembly. The shared one Housing construction is known, for example, from US Pat. No. 2,848,156. The guide vane rings are in the appropriate upper or lower section assembled so that when the upper and lower sections are joined together, the guide vane rings are arranged alternately between rotor blade rings. Divided housing designs make it easier to use Compared to one-piece, cylindrical housings, assembly and maintenance.

Die Druckluft der Verdichtungssektion wird für Flugzeugbetriebszwecke und für Kühlzwecke innerhalb der Turbinensektion des Trieb-The compressed air from the compression section is used for aircraft operations and for cooling purposes within the turbine section of the engine

030041/0702030041/0702

_ C - _mm _ C - _mm

werks selbst benutzt. Darüber hinaus werden beträchtliche Mengen an Druckluft aus der Verdichtungssektion abgezapft, um die Starteigenschaften zu verbessern und die Empfindlichkeit des Verdichters hinsichtlich einer Pump- oder Strömungsabrißerscheinung im Betrieb zu verringern. Abzapfluftsammelleitungen für diese Zwecke sind um die VerdichtungsSektion des Triebwerkes herum aufgebaut. Die US-PS 3 597 106 beschreibt beispielsweise eine solche Sammelleitung, die vollständig in dem längsgeteilten Triebwerksgehäuse enthalten ist.works itself used. In addition, significant amounts of compressed air are drawn from the compression section to remove the To improve starting properties and the sensitivity of the compressor to a surge or stall phenomenon to decrease during operation. Bleed air manifolds for these purposes are around the compression section of the engine built around. For example, US Pat. No. 3,597,106 describes such a manifold, which is completely divided into the longitudinally divided Engine housing is included.

Außer der inneren Sammelleitung der aus der vorgenannten US-Patentschrift bekannten Art sind auch Sammelleitungsanordnungen bekannt, die außerhalb des Triebwerksgehäuses aufgebaut werden. Beim Einbau in längsgeteilte Gehäuseanordnungen sind jedoch die bekannten äußeren Sammelleitungen nur gebietsweise vorhanden und es ist nicht bekannt, daß sie sich über die Längsteilfuge in dem Gehäuse erstrecken. Gebietsweise vorhandene Sammelleitungen sind dort verwendbar, wo die Temperatur des Triebwerksgehäuses auf einem nahezu gleichmäßigen Wert gehalten wird. Wenn Abweichungen in der Gehäusetemperatur zu erwarten sind, verursachen gebietsweise vorhandene Sammelleitungen eine unerwünschte Verwindung des Gehäuses/ begleitet von Vergrößerungen des Ausdehnungsspielraums zwischen der Rotor- und der Statoranordnung. Wenn nicht ein ausreichender Anfangsspielraum zwischen dem Rotor- und dem Statorelement vorgesehen wird, kann es auch zu einer zerstörerischen Berührung zwischen diesen Teilen kommen.Except for the inner manifold from the aforementioned US patent known type are also known manifold assemblies that are built outside of the engine housing. When installing in longitudinally divided housing arrangements, however, the known outer collecting lines are only present in certain areas and they are not known to extend across the longitudinal parting line in the housing. Collective lines available in certain areas can be used where the temperature of the engine housing is kept at an almost constant value. if Deviations in the housing temperature are to be expected, cause the existing collecting lines in some areas to be undesirable Torsion of the housing / accompanied by increases in the expansion clearance between the rotor and stator assemblies. If sufficient initial clearance is not provided between the rotor and stator elements, it may too destructive contact between these parts.

Der Triebwerksbetriebswirkungsgrad ist weitgehend davon abhängig, daß minimale Ausdehnungsspielräume zwischen dem Rotor- und dem Statorelement des Triebwerksströmungsweges aufrechterhalten werden. Beispielsweise hat jedweder Spielraum zwischen den Spitzen der Laufschaufeln und äußeren Luftdichtungen des Triebwerksgehäuses einen stark negativen Effekt auf den Verdichtungswirkungsgrad. Ungeachtet dessen muß der Spielraum ausreichend groß sein, um eine radiale Verlagerung der Laufschaufelspitzen während der Beschleunigung des Triebwerks zu ermöglichen, wenn die Temperatur der Arbeitsmediumgase ansteigt. Bei einer ZunahmeThe engine operating efficiency is largely dependent on the fact that minimal expansion clearances between the rotor and the Stator element of the engine flow path are maintained. For example, there is always clearance between the tips the blades and outer air seals of the engine case a strongly negative effect on the compression efficiency. Regardless, the margin must be sufficiently large be to a radial displacement of the blade tips during to allow the engine to accelerate when the temperature of the working medium gases increases. With an increase

030041/0702030041/0702

der Temperatur dehnen sich die Laufschaufeln augenblicklich in Richtung der Spannweite nach außen zu der äußeren Luftdichtung hin aus. Die äußere Luftdichtung spricht jedoch mit dem Verdichtergehäuse, an dem sie abgestützt ist, mit viel langsamerer Geschwindigkeit auf die Temperaturerhöhung an. Es wird ein beträchtlicher Anfangsspielraum zwischen den Laufschaufelspitzen und der Ummantelung im kalten Zustand vorgesehen, um ein zerstörerisches Anstoßen der Laufschaufeln an der Ummantelung zu verhindern, wenn das Triebwerk beschleunigt wird und die Stromungswegtemperaturen ansteigen. Wenn thermisch stabile Zustände erreicht sind, wachsen leider das Gehäuse und die äußere Luftdichtung, die an diesem abgestützt ist, radial von den Laufschaufeln weg nach außen und lassen wieder einen beträchtlichen Spielraum zurück, der dem anfänglichen Spielraum nahekommt. of the temperature, the blades expand instantly in The direction of the span outwards towards the outer air seal. However, the outer air seal speaks to the compressor housing, on which it is supported, reacts to the increase in temperature at a much slower rate. It will be a considerable initial clearance between the blade tips and the shroud when cold is provided to allow a destructive impact of the rotor blades on the casing to prevent when the engine is accelerated and the flow path temperatures rise. When thermally stable conditions are reached, unfortunately grow the housing and the outer air seal, which is supported on this, radially from the Blades move outward, again leaving considerable headroom that approximates the initial headroom.

Kürzlich entwickelte aktive Techniken zum Verringern des Ausdehnungsspielraums zwischen dem Rotor- und dem Statorelement bei Gleichgewichtszuständen sind in den US-PSen 4 019 320 und 4 069 662 beschrieben. Bei diesen Techniken wird Kühlluft über das Triebwerksgehäuse geleitet, um den Gehäusedurchmesser bei Gleichgewichtszuständen zu verringern, so daß der radiale Spielraum zwischen dem Rotor- und dem Statorelement auf einen akzeptablen Mindestwert verringert wird. Die Kühltechniken, die aus diesen US-Patentschriften bekannt sind, wurden hauptsächlich für einteilige zylindrische Gehäuse entwickelt und wurden noch nicht mit Erfolg bei den Verdichtungssektionen von Triebwerken eingesetzt, bei denen eine längsgeteilte Verdichtergehäuseanordnung benutzt wird.Recently developed active techniques for reducing expansion headroom between the rotor and stator elements at equilibrium are disclosed in U.S. Patents 4,019,320 and 4,069,662. With these techniques, cooling air is passed over the engine casing to increase the casing diameter To reduce equilibrium states, so that the radial clearance between the rotor and the stator element to an acceptable Minimum value is reduced. The cooling techniques known from these US patents were mainly used for one-piece cylindrical housings have been developed and have not yet been used with success in the compression sections of engines, in which a longitudinally split compressor housing arrangement is used.

Die Kombination von aktiven Spielraumsteuertechnxken mit längsgeteilten Verdichteranordnungen bringt mehrere Probleme mit sich, deren Lösung Aufgabe der Erfindung ist.The combination of active travel control techniques with longitudinally divided Compressor arrangements entail several problems, the solution of which is the object of the invention.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung hauptsächlich eine äußere Sammelleitungsanordnung für Triebwerke mit längsgeteilten Verdichtergehäusen. Die sich ergebende GehäuseanordnungTo solve this problem, the invention mainly creates an outer manifold arrangement for engines with longitudinally divided Compressor housings. The resulting housing arrangement

030041/0702030041/0702

soll so ausgebildet sein, daß sie zur Verwendung in Verbindung mit aktiven Spielraumsteuersystemen geeignet ist. Insbesondere sieht die Erfindung eine Abzapfsammelleitung mit beinahe gleichförmigem Querschnitt vor, die in der Lage ist, die thermische Verformung des Gehäuses zu vermeiden und ein Fluid über die Längsteilfuge in dem Verdichtergehäuse zu leiten.is intended to be adapted for use in conjunction with active headroom control systems. In particular the invention provides a discharge manifold with almost uniform cross-section, which is capable of the thermal Avoid deformation of the housing and direct a fluid over the longitudinal parting line in the compressor housing.

Gemäß der Erfindung hat ein längsgeteiltes Verdichtergehäuse ei~ ne äußere Sammelleitung, die sich umfangsmäßig über die Längsteilfuge in dem Gehäuse erstreckt und mehrere öffnungen hat, die die Sammelleitung für Arbeitsmediumgase zugänglich machen.According to the invention, a longitudinally divided compressor housing has an outer collecting line which extends circumferentially over the longitudinal parting joint extends in the housing and has several openings that make the collecting line accessible for working medium gases.

Ein Hauptmerkmal der erfindungsgemäßen Kombination ist die Verdichtersammelleitung, die sich umfangsmäßig über die Längsteilfuge in dem Verdichtergehäuse erstreckt. Die Sammelleitung ist auf dem Umfang des Gehäuses durchgehend und hat wenigstens in einer Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt, der den Ausstoß von Kühlluft gegen das Gehäuse unter der Sammelleitung zur Steuerung von Spielräumen innerhalb des Triebwerks ermöglicht, öffnungen, die die Sammelleitung für die Arbeitsmediumgase zugänglich machen, können mit einem Hitzeschutzmaterial ausgekleidet sein. In wenigstens einer Ausführungsform erstreckt sich ein Flansch an der Längsteilfuge durch die Sammelleitung.A main feature of the combination according to the invention is the compressor manifold, which extends circumferentially over the longitudinal parting joint in the compressor housing. The manifold is continuous on the circumference of the housing and has at least in an embodiment has a circular cross-section, which the Allows cooling air to be discharged against the housing under the manifold to control clearances within the engine, Openings that make the collecting line accessible for the working medium gases can be lined with a heat protection material be. Extends in at least one embodiment a flange on the longitudinal parting joint through the collecting pipe.

Ein Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Kombination ist die geringere thermische Verwindung oder Formänderung des Verdichter·" gehäuses. Das Erstrecken der Sammelleitung über die Längsteilfuge in dem Gehäuse senkt die Tendenz, daß sich das Gehäuse bei Betriebstemperaturen verwindet. Hitzeschutzvorrichtungen, die die ZugangsÖffnungen auskleiden, verhindern die Ausbildung von unzulässigen Wärmegradienten um die Öffnungsquerschnitte. Das Erstrecken der Sammelleitung über die Längsteilfuge minimiert außerdem die erforderliche Querschnittsfläche der Abzapfsammelleitung und bringt eine Flexibilität bei der Anordnung der Abzapföffnungen mit sich. Die kreisförmige Querschnittsgeometrie der Sammelleitung verringert die erforderliche Mindestdicke des Materials, aus dem die Sammelleitung hergestellt ist, und ermöglicht das Ausstoßen von Kühlluft gegen das GehäuseA main advantage of the combination according to the invention is that it is lower Thermal distortion or change in shape of the compressor housing. The extension of the collecting line over the longitudinal parting joint in the housing reduces the tendency for the housing to warp at operating temperatures. Heat protection devices, lining the access openings prevent training of impermissible thermal gradients around the opening cross-sections. The extension of the collecting line over the longitudinal parting joint also minimizes the cross-sectional area required the tap manifold and brings flexibility in the arrangement of the tap openings. The circular cross-sectional geometry The manifold reduces the minimum required thickness of the material from which the manifold is made and allows cooling air to be expelled against the housing

0300A1/07020300A1 / 0702

unter der Sammelleitung zur Steuerung von Spielräumen innerhalb des Triebwerkes.under the manifold to control the leeway within the engine.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrie-.ben. Es zeigtSeveral exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows

Fig. 1 in einer vereinfachten Seitenansicht einFig. 1 in a simplified side view

Gasturbinentriebwerk mit einer Längsteilfuge in der Verdichtergehäuseanordnung, Gas turbine engine with a longitudinal parting line in the compressor housing arrangement ,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch die VerFig. 2 is a longitudinal sectional view through the Ver

dichtersektion des Triebwerks, die die Beziehung zwischen AbzapfSammelleitungen und Teilen des Systems zur aktiven Ausdehnungsspielraumsteuerung zeigt;thruster section of the engine showing the relationship between bleed manifolds Figure 14 shows portions of the active expansion margin control system;

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht einer AbFig. 3 is a partial perspective view of an Ab

zapfsammelleitung in dem Gebiet der Längsteilfuge des Gehäuses,gas collecting line in the area of the longitudinal parting joint of the housing,

Fig. 4 in gleicher Ansicht wie in Fig. 3 eine anFIG. 4 shows a view in the same way as in FIG. 3

dere Konstruktion undtheir construction and

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die die HitzeFig. 5 is a perspective view showing the heat

schutzkonstruktion zeigt.protective structure shows.

Das Prinzip der Erfindung ist in der Turbofan-Gasturbinentriebwerksausführungsform von Fig. 1 dargestellt.The principle of the invention is in the turbofan gas turbine engine embodiment shown in FIG.

Das dargestellte Triebwerk hat eine Verdichtungssektion 10, eine Verbrennungssektion 12 und eine Turbinensektion 14. Ein Triebwerksgehäuse 16 in der Verdichtungssektion besteht aus einem oberen Abschnitt 18 und einem unteren Abschnitt 20. Der obere und der untere Abschnitt sind an einem Längsflansch 22 auf jeder Seite des Triebwerks miteinander verbunden. Sammelleitungen 24 und 26 sind integral mit dem oberen und dem unteren Abschnitt herge-The engine shown has a compression section 10, a Combustion section 12 and a turbine section 14. An engine casing 16 in the compression section consists of an upper one Section 18 and a lower section 20. The upper and lower sections are on a longitudinal flange 22 on each side of the engine connected to each other. Manifolds 24 and 26 are integral with the upper and lower sections.

030041/0702030041/0702

stellt und erstrecken sich in der Umfangsrichtung um das Triebwerk. Die Sammelleitungen erstrecken sich über die Längsflansehe und empfangen Druckluft aus der Verdichtungsektion. Entlüftungsventile 28 sind auf den Sammelleitungen angeordnet, um das Ablassen von Druckluft aus den Sammelleitungen zu ermöglichen. represents and extend in the circumferential direction around the engine. The collecting lines extend over the longitudinal flange and receive compressed air from the compression section. Vent valves 28 are arranged on the manifolds to allow compressed air to be discharged from the manifolds.

Eine Vorrichtung 30 zum aktiven Steuern des Durchmessers des Verdichtergehäuses stößt Kühlluft gegen das Gehäuse aus. In der dargestellten Form umgeben mehrere Sprührohre 32 mit Auslaßöffnungen das Gehäuse. Ein Ventil 34 in einer Kühlluftzufuhrleitung 36 öffnet unter Bedingungen, wenn eine Verringerung des Gehäusedurchmessers erwünscht ist, um Kühlluft durch die Auslaßöffnungen strömen zu lassen.A device 30 for actively controlling the diameter of the compressor housing expels cooling air against the housing. In the A plurality of spray tubes 32 with outlet openings surround the housing as shown in the figure. A valve 34 in a cooling air supply line 36 opens to cooling air through the outlet openings under conditions when a reduction in housing diameter is desired to let flow.

Die Beziehung zwischen den Sprührohren 32 und den Sammelleitungen ist in dem Teillängsschnitt der Verdichtersektion von Fig. 2 gezeigt. Zwei Sammelleitungen sind dargestellt, eine größere Startabzapfsammelleitung 24 und eine kleinere Turbinenkühlluftabzapfleitung 26. Die AbzapfSammelleitungen haben einen kreisförmigen Querschnitt und erstrecken sich in umfangsrichtung um das Gehäuse 16. Von den Sprührohren 32 mit Auslaßöffnungen 38 sind mehrere so ausgebildet, daß sie Kühlluft gegen das Gehäuse leiten. Der kreisförmige Querschnitt der Sammelleitungen ermöglicht das Ausstoßen von Kühlluft unter den Sammelleitungen in dem Gebiet A.The relationship between the spray tubes 32 and the manifolds is shown in the partial longitudinal section of the compressor section of Fig. 2 shown. Two manifolds are shown, a larger starting bleed manifold 24 and a smaller turbine cooling air bleed line 26. The bleed manifolds have a circular cross-section and extend around in the circumferential direction the housing 16. A plurality of the spray tubes 32 with outlet openings 38 are designed so that they provide cooling air against the housing conduct. The circular cross-section of the manifolds allows cooling air to be expelled under the manifolds in the area A.

Innerhalb des Gehäuses erstrecken sich mehrere Kränze von an dem Gehäuse befestigten Leitschaufeln 40 über einen Strömungsweg 42 für Arbeitsmediumgase. Zwischen jedem Kranz der Leitschaufeln ist am Gehäuse eine äußere Luftdichtung 44 befestigt. Ein Kranz von Laufschaufeln 46 erstreckt sich nach außen über den Strömungsweg bis in die Nähe jeder äußeren Luftdichtung. Ein radialer Spalt oder Spielraum B ist zwischen der Spitze 48 jeder Laufschaufel und der entsprechenden äußeren Luftdichtung vorgesehen. Die äußeren Luftdichtungen und die Leitschaufeln sind durch sich umfangsmäßig erstreckende Haken 50 an dem Gehäuse befestigt. A plurality of rings of guide vanes 40 attached to the housing extend within the housing via a flow path 42 for working medium gases. An outer air seal 44 is attached to the housing between each ring of the vanes. A wreath of blades 46 extends outwardly along the flow path to near each outer air seal. A radial one Gap or clearance B is provided between the tip 48 of each blade and the corresponding outer air seal. The outer air seals and vanes are attached to the housing by circumferentially extending hooks 50.

030041/0702030041/0702

Unter Druck gesetztes Medium aus dem Strömungsweg findet Zugang zu den Sammelleitungen 24 und 26 über öffnungen 52_O Mehrere öffnungen sind für jede Sammelleitung in gegenseitigem Umfangsabstand um das Triebwerk herum angeordnet. Eine Anzahl von öffnungen in dem Bereich von 30 bis 50 hat ausreichende Durchflußquerschnitte ergeben, ohne übermäßige Störungen in der Durchströmung der VerdichtungsSektion hervorzurufen. Eine größere Anzahl von öffnungen würde eine geringere Störung hervorrufen.Pressurized medium from the flow path has access to the manifolds 24 and 26 via openings 52 _O Several openings are arranged for each manifold at mutual circumferential spacing around the engine. A number of openings in the range from 30 to 50 have resulted in sufficient flow cross-sections without causing excessive disturbances in the flow through the compression section. A larger number of openings would cause less disturbance.

Eine Büchse oder Einlage 54 ist in jeder öffnung 52 angeordnet. Die Büchse 54 wird durch Warzen oder Rippen 56 auf Abstand von den Wänden der öffnung gehalten, um eine Wärmeübertragung von der Druckluft auf das Gehäuse in dem Bereich der öffnung zu blockieren. Ein Abstand in der Größenordnung von 0,1 mm bis 0,25 mm hat sich als wirksam erwiesen.A sleeve or insert 54 is disposed in each opening 52. The sleeve 54 is held at a distance from the walls of the opening by lugs or ribs 56 in order to allow heat to be transferred of the compressed air to block the housing in the area of the opening. A distance on the order of 0.1 mm to 0.25 mm has been found to be effective.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Beziehung des Längsflansches 22 zu der StartabzapfSammelleitung 24. In der Ausführungsform von Fig. 3 dringt der Flansch 22 nicht in die Sammelleitung ein. Gehäuseabblaskräfte in dem Sammelleitungsgebiet werden durch den Sammelleitungsflansch 58 allein aufgenommen. In der Ausführungsform von Fig. 4 erstreckt sich der Flansch 22 durch die Sammelleitung hindurch, um eine Gehäuseanordnung zu schaffen, die eine größere axiale Steifigkeit hat. Der Widerstand gegen eine Gehäuseabblaskraft wird dadurch verstärkt, daß eine oder mehrere Schrauben 60 in dem Flansch 22 innerhalb der Sammelleitung angebracht werden. Die Schrauben können durch die Entlüftungsventilöffnung oder durch andere speziell vorgesehene Zugangsöffnungen hindurch eingebaut werden. 3 and 4 show the relationship of the longitudinal flange 22 to the take-off manifold 24. In the embodiment of FIG In Fig. 3, the flange 22 does not penetrate the manifold. Housing blow-off forces in the manifold area are through the manifold flange 58 added alone. In the embodiment of Fig. 4, the flange 22 extends through the manifold to create a housing assembly, which has a greater axial stiffness. The resistance to a housing blow-off force is increased by the fact that an or a plurality of screws 60 can be attached in the flange 22 within the manifold. The screws can go through the vent valve opening or through other specially designed access openings.

Im Betrieb eines Triebwerks, in welchem die oben beschriebene Vorrichtung installiert ist, werden Arbeitsmediumgase durch die Laufschaufeln 46 der Verdichtungssektion unter Druck gesetzt. Druckverhältnisse zwischen Umgebungsbedingungen und dem stromabwärtigen Ende der Verdichtungssektion in der Größenordnung von 30 sind üblich. Der Gesamtverdichtungsprozeß wird vermut-In the operation of an engine in which the above-described When the apparatus is installed, working medium gases are pressurized by the blades 46 of the compression section. Pressure ratios between ambient conditions and the downstream end of the compression section on the order of magnitude of 30 are common. The overall compression process is presumed

030041/0702030041/0702

■ - - " ■ ο η ι ΐ! tr Π; "% ■ - - "■ ο η ι ΐ! Tr Π; "%

Ct U I! I 0> U αCt U I! I 0> U α

-11 --11 -

lieh die Temperatur der Arbeitsmediumgase auf 500 ⁰C erhöhen, wobei die Temperatur in den Sammelleitungsgebieten typischerweise in dem Bereich von 300 bis 400 ⁰C liegen wird. Die Laufschaufeln 46 sind in inniger Berührung mit den heißen Arbeitsmediumgasen und sprechen schnell auf eine ansteigende Temperatur an. Infolgedessen werden die Spitzen der Laufschaufeln radial nach außen verlagert, wenn das Triebwerk beschleunigt wird und die Temperaturen ansteigen. Das Verdichtergehäuse, das die äußeren Luftdichtungen um die Spitzen der Laufschaufeln herum trägt, ist von den Arbeitsmediumgasen weiter entfernt und spricht langsamer als die Laufschaufeln auf ansteigende Temperaturen an. Der große Anfangsspalt B ist zwischen den Spitzen der Laufschaufeln und der äusseren Luftdichtung vorgesehen, um das Ansprechen der Laufschaufeln auf die Beschleunigung zu berücksichtigen.lent increase the temperature of the working medium gases to 500 ⁰ C, the temperature in the manifold areas will typically be in the range of 300 to 400 ⁰ C. The blades 46 are in intimate contact with the hot working medium gases and respond quickly to a rising temperature. As a result, the tips of the blades shift radially outward as the engine accelerates and temperatures rise. The compressor housing, which carries the outer air seals around the tips of the blades, is further away from the working medium gases and responds more slowly than the blades to increasing temperatures. The large initial gap B is provided between the tips of the blades and the outer air seal to allow for the response of the blades to acceleration.

Im Gegensatz zu dem Zustand mit dem Anfangsspalt zum Be~ rücksichtigen eines vorübergehenden Wachstums ist ein minimaler Spalt zwischen den Laufschaufelspitzen und den äußeren Luftdichtungen im Marschflug und bei anderen stabilen Zuständen erwünscht. Eine enge Entsprechung wird in dieser beschriebenen Ausführungsform geschaffen, indem Kühlluft gegen das Gehäuse strömt, um den Durchmesser des Gehäuses zu verringern oder, stattdessen, das diametrale Wachstum des Gehäuses zu begrenzen. Das Vermeiden von Gehäuseverbindungen bei dem Kühlverfahren ist hinsichtlich der Durchmesserkontrolle kritisch und wird hauptsächlich durch zwei Aspekte der Erfindung gelöst. Erstens ermöglicht der kreisförmige Querschnitt der Sammelleitungen, Kühlluft unter den Sammelleitungen in ^die Nähe der Haken 50 der Gebiete A auszustoßen. Zweitens erstrecken sich die Sammelleitungen über die Längstrennfuge, so daß ein umfangsmäßig gleichmäßiger Querschnitt in den Sammelleitungsgebieten geschaffen wird. Die Ver-In contrast to the condition with the initial gap to allow for temporary growth, a minimal gap between the blade tips and the outer air seals is desirable during cruising and other stable conditions. A close correspondence is created in this described embodiment by flowing cooling air against the housing to reduce the diameter of the housing or, instead, to limit the diametrical growth of the housing. The avoidance of housing connections in the cooling process is critical in terms of diameter control and is mainly achieved by two aspects of the invention. First, the circular cross-section of the manifolds allows cooling air to be expelled from beneath the manifolds in ^the vicinity of the hooks 50 of the A areas. Second, the collecting lines extend over the longitudinal parting joint, so that a circumferentially uniform cross section is created in the collecting line areas. The Ver-

030041/0702030041/0702

formung als Ergebnis von örtlich begrenzten Sammelleitungen im Stand der Technik wird vermieden. Außerdem verstärkt und versteift der körperliche Ring der Sammelleitung das Gehäuse und verringert dessen Verwindung.Formation as a result of localized manifolds in the prior art is avoided. aside from that the physical ring of the manifold reinforces and stiffens the housing and reduces its distortion.

Ein weiterer Vorteil dessen, daß sich die Sammelleitungen über die Längstrennfuge in dem Gehäuse erstrecken, ist die größere Flexibilität hinsichtlich der Lage der Entlüftungsventile 28. Eine wesentliche Querströmung innerhalb der Sammelleitung wird zu der nahegelegensten Abzapföffnung gestattet, und zwar ungeachtet der Lage dieser öffnung bezüglich der Längstrennfuge. Die Sammelleitungsgröße kann als Ergebnis der in ihr ermöglichten Querströmung verringert werden.Another advantage of the fact that the manifolds extend over the longitudinal parting line in the housing is the greater flexibility in terms of the location of the vent valves 28. Substantial cross flow within the manifold will be to the closest tap allowed, regardless of the position of this opening with respect to the longitudinal parting joint. The manifold size can be reduced as a result of the cross flow made possible in it.

030041/0702030041/0702

Claims (5)

Patentansprüche :Patent claims: Verdichteranordnung für ein Axialgasturbinentriebwerk mit einem Rotor- und einem Statorelement, welch letzteres ein längsgeteiltes Verdichtergehäuse aufweist, gekennzeichnet durch:Compressor arrangement for an axial gas turbine engine with a rotor and a stator element, the latter has a longitudinally divided compressor housing, characterized by: ein Verdichtergehäuse (16) mit wenigstens einer angeformten Sammelleitung (24), die sich in Umfangsrichtung um das Aussere des Gehäuses und über die Längstrennfuge in dem Gehäuse erstreckt und mehrere in gegenseitigem Umfangsabstand angeordnete Öffnungen (52) aufweist, welche aus dem Inneren des Gehäuses in die Sammelleitung führen; und eine Vorrichtung (30) zum thermischen Steuern des Durchmessers des Gehäuses, mit einer Einrichtung (32), die in der Lage ist, Kühlluft unter der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Sammelleitung gegen das Gehäuse auszustoßen.a compressor housing (16) with at least one molded on Manifold (24), which extends in the circumferential direction around the outside of the housing and extends over the longitudinal parting line in the housing and several at mutual circumferential spacing has arranged openings (52) which lead from the interior of the housing into the manifold; and a device (30) for thermally controlling the diameter of the housing, comprising means (32) in the Is able to expel cooling air under the manifold, which has a circular cross-section, against the housing. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch jede Öffnung (52) eine Büchse (54) zum Schutz des Gehäuses (16) vor in die Sammelleitung (24) einströmenden Arbeitsmediumgasen erstreckt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a sleeve (54) for protection through each opening (52) of the housing (16) extends in front of the working medium gases flowing into the collecting line (24). 030041/0702030041/0702 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (32) zum Ausstoßen von Kühlluft gegen das Gehäuse (16) unter der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Sammelleitung (24) wenigstens ein Rohr aufweist, das sich in Umfangsrichtung um das Gehäuse (16) und im wesentlichen
parallel zu der Sammelleitung erstreckt und mehrere Öffnungen3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the device (32) for ejecting cooling air against the housing (16) under the collecting line having a circular cross-section (24) has at least one tube which extends circumferentially around the housing (16) and essentially
extends parallel to the manifold and several openings (38) hat, die Kühlluft unter der Sammelleitung (24) gegen das Gehäuse leiten.(38) has to guide the cooling air under the manifold (24) against the housing. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) einen sich nach innen erstreckenden Haken (50)
zum Abstützen von Leitschaufein (40) und äußeren Luftdichtungen (44) in dem Triebwerksgehäuse (16) hat, der unter der Abzapfsammelleitung (24) angeordnet und durch die Einrichtung
(32) zum Ausstoßen von Kühlluft gegen das Gehäuse kühlbar ist.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the housing (16) has an inwardly extending hook (50)
for supporting the guide vane (40) and outer air seals (44) in the engine housing (16) which is located below the bleed manifold (24) and through the device
(32) can be cooled to expel cooling air against the housing. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Öffnungen (52) , die sich in die Sammelleitung (24) erstrecken, in dem Bereich von dreißig bis fünfzig liegt.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the number of openings (52) extending into the manifold (24) is in the range of thirty to fifty lies. 030041/0702030041/0702