DE3926502A1 - Mantelring fuer die niederdruckstufe eines verdichters - Google Patents
Mantelring fuer die niederdruckstufe eines verdichtersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verdichter für Strahltriebwer
ke und insbesondere auf eine Niederdruckstufe in einem Ver
dichter eines Mantelstromstrahltriebwerks, der einen ein
stückigen, durchgehenden Mantelring hat, welcher zwischen dem
Fuß und der Spitze des Flügelprofil aufweisenden Blattes je
der Laufschaufel in der Stufe befestigt ist.
Axialverdichter werden üblicherweise in Mantelstromtriebwer
ken benutzt, um die Brennkammer mit Druckluft zu versorgen.
Diese Verdichter sind üblicherweise mehrstufige Einheiten,
in denen jede Stufe aus einer Gruppe oder einem Kranz von
mit der Rotorscheibe verbundenen Laufschaufeln und aus einem
benachbarten Kranz von an dem Verdichtergehäuse befestigten
Leitschaufeln besteht. Die Stufen des Verdichters arbeiten
in Serie, um den Druck der in Richtung nach hinten hindurch
gehenden Luftströmung zur Einleitung in die Brennkammer all
mählich zu erhöhen.
In Mantelstromstrahltriebwerken geht nur ein Teil der Luft,
die in das Vorderende des Verdichters eintritt, durch dessen
Hochdruckstufen hindurch. Die übrige Luft wird um die Hoch
druckstufen des Verdichters herumgeleitet und dann später in
dem Abgassystem mit der Hochdruckluft vermischt, bevor sie
zu der Schubdüse des Strahltriebwerks gelangt.
Zum Verbessern der aerodynamischen Leistung von Axialverdich
tern für Mantelstromtriebwerke ist manchmal ein Strömungstei
ler an dem Blatt der Laufschaufeln in einer Niederdruckstufe
des Verdichters zwischen dem Fuß und der Spitze des Blattes
befestigt. Der Zweck des Strömungsteilers ist es, die Luft
strömung an dem Eintritts- oder Vorderende des Verdichters
in einen einen niedrigen Druck aufweisenden Mantelluftstrom,
der um die Hochdruckstufen des Verdichters herumgeleitet
wird, und in einen einen hohen Druck aufweisenden, inneren
Luftstrom, der in die Hochdruckstufen des Verdichters gelangt,
aufzuteilen. Diese Aufteilung oder Schichtung der Luftströ
mung kann die aerodynamische Leistung des Strahltriebwerks
steigern und so den Brennstoffverbrauch senken.
Im Stand der Technik sind die Strömungsteiler, die an dem
Blatt der Laufschaufeln in den Niederdruckstufen eines Verdich
ters befestigt sind, "Teilspannweiten"-Mäntel, d.h. kurze,
bogenförmige Abschnitte aus Metallegierungen, die an dem
Blatt jeder Laufschaufel in der Niederdruckstufe angeschweißt
oder auf andere Weise dauerhaft befestigt sind. Die Enden der
Teilspannweitenmäntel eines Blattes berühren die Enden des
Teilspannweitenmantels von benachbarten Blättern, so daß die
Mäntel gemeinsam einen im wesentlichen durchgehenden, kreis
förmigen Ring um die gesamte Rotorstufe bilden. Die sich be
rührenden Enden der Teilspannweitenmäntel sind so ausgelegt,
daß sie zwischen sich für eine Abdichtung sorgen, um die
Leckage von Luft zwischen dem inneren und dem äußeren Strö
mungsweg, welche durch die Mäntel gebildet werden, zu begren
zen.
Die Leitschaufeln in der Niederdruckstufe des Verdichters be
nachbart zu den Laufschaufeln sind ebenfalls mit Mänteln ver
sehen, welche im Aufbau denen der Laufschaufeln gleichen. So
wohl die Teilspannweitenmäntel der Laufschaufeln als auch die
Teilspannweitenmäntel der Leitschaufeln sind so ausgebildet,
daß sie sich längs ihrer einander zugewandten Umfangsränder
berühren, um zwischen sich eine Dichtung zu erzeugen. Diese
Umfangsdichtung zwischen den umlaufenden Laufschaufeln und
den feststehenden Leitschaufeln dient dazu, die Leckage von
Luft zwischen dem inneren Luftströmungsweg und dem äußeren
oder Mantelluftströmungsweg durch den Verdichter weiter zu be
grenzen.
Trotz dieser aerodynamischen Vorteile haben Teilspannweiten
mäntel des oben beschriebenen Typs mehrere mechanische Nach
teile. Jeder Teilspannweitenmantel stellt im wesentlichen
totes Gewicht an dem Blatt dar, und die Zentrifugalbelastung,
welche durch die Drehung der Laufschaufeln bei hohen Dreh
zahlen erzeugt wird, ruft eine entsprechend hohe Biegespan
nung an der Mantel/Blatt-Grenzfläche hervor, welche hohe ört
liche Blattspannungen verursacht. Weiter werden die Zentrifu
galbelastungen, die durch die Mäntel erzeugt werden, über die
Blätter direkt auf die Rotorscheibe übertragen, was das Ge
samtgewicht der Rotorbaugruppe erhöht.
Die hohen Zentrifugalkräfte, die auf die Mäntel durch die Dre
hung des Rotors ausgeübt werden, erzeugen hohe Biegespannungen
in den Mänteln selbst und verursachen so relativ große Man
telbiegungen. Die Relativbewegung oder Biegung des an einem
Laufschaufelblatt befestigten Mantels in bezug auf den an
einem benachbarten Laufschaufelblatt befestigten Mantel ge
stattet die Leckage von Luft zwischen denselben. Diese ver
ringert die aerodynamische Leistung, d.h. führt zur Auftei
lung der in den Verdichter eintretenden Luft in einen einen
niedrigen Druck aufweisenden Mantel- oder äußeren Strom und
in einen einen hohen Druck aufweisenden oder inneren Strom
in die Hochdruckstufen des Verdichters.
Die Leckage von Luft zwischen dem Hochdruckluftströmungsweg
durch den Verdichter und dem Niederdruckmantelluftströmungs
weg kann auch längs der sich berührenden Umfangsränder der
Teilspannweitenmäntel, welche an dem Kranz von Laufschaufeln
befestigt sind, und den damit zusammenpassenden Mänteln auf
treten, welche an dem benachbarten Kranz von Leitschaufeln in
der Niederdruckstufe des Verdichters befestigt sind. Diese
relative Biegung wird üblicherweise durch die Zentrifugalbe
lastung und durch das "Aufdrehen" des Blattes erzeugt, bei
welch letzterem es sich um die Tendenz des Blattes handelt,
sich unter hoher Zentrifugalbelastung geradezurichten, d.h.
seine Verdrehung zu verlieren. Dieses Blattaufdrehen kann be
wirken, daß sich die einander berührenden Mantelflächen der
Laufschaufeln und der Leitschaufeln "verriegeln" und daher
aneinander reiben, was zusätzliche Mantelspannungen und mög
liche Oberflächenermüdung an den sich berührenden Oberflächen
der Mäntel verursacht.
Es ist demgemäß unter anderem Aufgabe der Erfindung, eine
Niederdruckstufe in einem Verdichter für ein Mantelstrom
strahltriebwerk mit einem Mantel zum Unterteilen der in
den Verdichter eintretenden Luftströmung in einen äußeren
Mantelstrom-Luftströmungsweg und in einen inneren Luft
strömungsweg durch die Hochdruckstufen des Verdichters
zu schaffen, welche Spannungen an den Blättern der Lauf
schaufeln reduziert, der Rotorstufe minimales Gewicht hin
zufügt, eine effektive Dichtung längs der Rotorstufe er
gibt, eine effektive Dichtung zwischen den Laufschaufeln
und den Leitschaufeln der Niederdruckstufe des Verdichters
ergibt, widerstandsfähig gegen Biegung aufgrund von Zen
trifugalbelastung ist und frei von Oberflächenkontakt
spannungen ist.
Diese Ziele werden bei einem Mantel für die Blätter der
Laufschaufeln in der Niederdruckstufe eines Verdichters
in einem Mantelstromstrahltriebwerk erreicht, welches
einen einstückigen, ununterbrochenen, kreisförmigen Mantel
ring aufweist, der aus einem Verbundmaterial hergestellt
ist, welches aus langgestreckten Fasern besteht, die in
ein metallisches Matrixmaterial eingebettet sind. Das
Blatt jeder Laufschaufel in der Niederdruckstufe des Ver
dichters wird mit einer Kerbe versehen, die sich von ihrer
Hinterkante aus im wesentlichen rechtwinkelig zu der Längs
achse des Blattes nach innen erstreckt. Der Mantelring
ist in jeder Kerbe der Blätter gehaltert und in denselben
durch Aluminiumhartlötung fest angebracht. Die hintere
Umfangskante des Mantelringes ist mit einer Dichtlippe
versehen, welche eine Oberfläche des Statormantels be
rührt, der mit der Vorderkante jedes Blattes in dem benach
barten Kranz von Leitschaufeln in der Niederdruckstufe
des Verdichters verbunden ist.
Der leichte, einstückige, kreisförmige Mantelring nach
der Erfindung bietet mehrere mechanische Vorteile gegenüber
den Teilspannweitenmänteln, die im Stand der Technik be
nutzt werden. Der ununterbrochene, kreisringförmige Aufbau
des Mantelringes macht ihn an den Blättern der Laufschaufeln
im wesentlichen selbsttragend. Das heißt, ein minimales
Ausmaß an Gewicht wird einem Blatt durch den Mantelring
hinzugefügt, weil er ein ununterbrochenes, kreisringförmiges
Gebilde ist, statt aus einer Anzahl von einzelnen Teilspann
weitenmänteln zu bestehen, die jeweils an einem Blatt be
festigt sind, wie es im Stand der Technik der Fall ist.
Infolgedessen werden wenig oder keine zusätzlichen Span
nungen an der Blatt/Mantelring-Grenzfläche aufgrund der
Zentrifugalkräfte erzeugt, die durch das umlaufende Rotor
gebilde ausgeübt werden. Die durch das Gesamtgewicht des
Rotors erzeugte Kraft wird nicht vergrößert, weil keine
zusätzliche Belastung von den Blättern auf die Rotorscheibe
übertragen wird. Darüber hinaus eliminiert der ununter
brochene Mantelring sämtliche Verbindungsstellen zwischen
sich berührenden Enden des benachbarten Statormantels.
Solche Verbindungsstellen begrenzten das Dichtvermögen
von bekannten ummantelten Niederdruckstufen von Verdich
tern.
Weitere Vorteile des durchgehenden Mantelringes nach der
Erfindung ergeben sich aus dessen faserverstärktem Ver
bundaufbau. In der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform
besteht der Umfangsaufbau aus Siliciumcarbidfasern, die
in eine Titanmetallmatrix eingebettet sind. Die Fasern
sind in Umfangsrichtung parallel zueinander gewickelt,
um die Kreisring- oder Mantelringform zu bilden. Die Volu
menanteile des Verbundmaterials, welches den Umfangs
mantelring bildet, sind vorzugsweise etwa zwei Drittel
Titanmatrixmaterial und ein Drittel Siliciumcarbidfasern.
Mit dieser Konstruktion ist der Mantelring temperatur-
und ermüdungsbeständig und erfährt eine relativ begrenzte
Biegung unter Zentrifugalbelastung und thermischer Be
lastung, welche durch die Drehung der Laufschaufeln bzw.
die sich ergebenden Gastemperaturen hervorgerufen werden.
In modernen Rotorkonstruktionen sind die Laufschaufeln und
die Rotorscheibe als eine einstückige Einheit aneinander
angeformt, oder stattdessen sind die Laufschaufeln an der
Rotorscheibe angeschweißt. Das Biegen der Laufschaufeln
und der Rotorscheiben radial nach außen aufgrund der Zen
trifugal- und der thermischen Belastung ist minimal und
kann hier der gesamten radialen Biegung des Mantelringes
angepaßt oder gleich derselben gemacht werden. Infolge
dessen wird wenig oder keine Zentrifugalbelastung durch den
Mantelring auf das Blatt und/oder die Rotorscheibe ausge
übt. Das reduziert die Beanspruchung der Blätter und der
Rotorscheibe.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene perspektivische
Ansicht eines Verdichters für ein Mantel
stromstrahltriebwerk mit einer Niederdruck
stufe, in welcher der Mantelring nach der
Erfindung an den Blättern der Laufschaufeln
befestigt ist, und außerdem mit einer Zwi
schendruckstufe;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils der
Rotorstufe und des Mantelringes im nicht
zusammengebauten Zustand,
Fig. 3 eine Querschnittansicht eines Teils der Nie
derdruckrotorstufe, welche die Verbindung
zwischen dem Mantelring und einem Leitschaufel
mantel zeigt, und
Fig. 4 eine Ansicht der Hinterkante einer Leitschau
fel, welche die hartgelötete Verbindung zwi
schen dem Mantelring und dem Blatt der Lauf
schaufel zeigt.
In Fig. 1 ist ein Teil eines Axialverdichters 10 für ein
Strahltriebwerk schematisch dargestellt. Der Axialverdich
ter 10 enthält eine Niederdruckstufe 12, die einen Kranz
von gegenseitigen Umfangsabstand aufweisenden Laufschaufeln
14 aufweist, die an einer Rotorscheibe 16 befestigt sind,
und einen benachbarten Kranz von gegenseitigen Umfangsab
stand aufweisenden Leitschaufeln 18, die an dem äußeren
Gehäuse 20 des Verdichters 10 befestigt sind. In der gegen
wärtig bevorzugten Ausführungsform sind die Laufschaufeln
14 entweder an der Rotorscheibe 16 angeformt, z.B. durch
spanabhebende Bearbeitung eines Materialstückes, oder die
Laufschaufeln 14 sind mit der Rotorscheibe 16 verschweißt.
Der Verdichter 10 enthält außerdem zusätzliche Stufen
höheren Druckes stromabwärts der Niederdruckstufe 12. Eine
Zwischenstufe 22 ist in Fig. 1 zu Erläuterungszwecken
schematisch gezeigt, welche einen Kranz von gegenseitigen
Umfangsabstand aufweisenden Laufschaufeln 24 aufweist,
die an einer Rotorscheibe 25 befestigt sind, und einen be
nachbarten Kranz von gegenseitigen Umfangsabstand aufwei
senden Leitschaufeln 26, die an einem inneren Verdichter
gehäuse 27 mit Abstand radial einwärts von dem Gehäuse 20
befestigt sind.
Gemäß den Fig. 1 und 2 weist jede Laufschaufel 14 der
Niederdruckstufe 12 einen Fuß 28 auf, der an der Rotor
scheibe 16 befestigt ist, ein mit Flügelprofil versehenes
Blatt 30, das sich von dem Fuß 28 aus radial nach außen
erstreckt, und eine Schaufelspitze 32, die sich bis in
unmittelbare Nähe des Verdichtergehäuses 12 erstreckt.
Jede Leitschaufel 14 ist mit einer Kerbe 34 in ihrem
Blatt 30 versehen, die sich von der Hinterkante 36 des
Blattes 30 aus im wesentlichen rechtwinkelig zu dessen
Längsachse axial einwärts erstreckt.
Die Kerben 34, die in dem Blatt 30 jeder Laufschaufel 24
gebildet sind, dienen zum Befestigen eines durchgehenden,
kreisförmigen Mantelringes 38, der sich in Umfangsrichtung
um den gesamten Kranz oder die gesamte Stufe der Lauf
schaufeln 14 erstreckt. Gemäß der Darstellung in Fig. 2
wird der Umfangsmantel 38 von mehreren parallelen, in
Umfangsrichtung gewickelten Fasern, hier in Form von Si
liciumcarbidfasern 40, gebildet, die in ein metallisches
Matrixmaterial 42, hier z.B. in Form von Titan, eingebettet
sind. In der bevorzugten Ausführungsform enthält der Mantel
ring 38 bezogen auf sein Volumen ungefähr ein Drittel Si
liciumcarbidfasern 40 und zwei Drittel Titanmatrixmaterial
42.
Der Mantelring 38 ist mit einer äußeren Oberfläche 44,
einer inneren Oberfläche 46, einem Vorderende 48, welches
sich in den Kerben 34 der Laufschaufeln 14 erstreckt, und
einem Hinterende 50 versehen, das sich von der Hinterkante
36 der Blätter 30 der Laufschaufeln 14 aus axial erstreckt.
Das Hinterende 50 ist mit einer sich in Umfangsrichtung
erstreckenden Ausnehmung 52 versehen, die in einer Dicht
spitze 54 endigt. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist
der Mantelring 38 an den Laufschaufeln 14 durch ein Alu
miniumhartlötmaterial befestigt, welches Schweißungen
43, 45 an der äußeren Oberfläche 44 bzw. inneren Oberfläche
46 des Mantelringes 38 bildet.
Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 3 trägt jede Leit
schaufel 18 in der Niederdruckstufe 12 des Verdichters 10
einen einstückigen, ringförmigen Statormantel 58, der aus
gegossenem Metall od. dgl. gebildet ist. Der Statormantel
oder die Statorummantelung 58 erstreckt sich von der Vor
derkante des inneren Verdichtergehäuses 27 aus nach vorn
und hat eine vordere Umfangslippe 60, die in unmittel
barer Nähe der Dichtspitze 54 des Umfangsmantels 38 ange
ordnet ist, vgl. Fig. 1.
Der Zweck des Umfangsmantels 38 und des Statormantels 58
ist es, die Luftströmung, welche in den Axialverdichter 10
eintritt, auf einen äußeren Weg 62, der sich zwischen dem
inneren Verdichtergehäuse 27 und dem äußeren Verdichter
gehäuse 20 erstreckt, und einen inneren Weg 64 aufzuteilen,
der sich radial einwärts von dem inneren Verdichtergehäuse
27 erstreckt. Der äußere Luftströmungsweg 62 bildet einen
Mantelstromweg für einen Teil der Luftströmung, welcher zu
der Schubdüse stromabwärts (nicht dargestellt) führt. Die
Luft, die durch den Mantelring 3 S in den inneren Strömungs
weg 64 geleitet wird, tritt in die Stufen höheren Druckes
des Verdichters 10 wie die Zwischenstufe 22 ein, die sche
matisch in Fig. 1 stromabwärts oder hinterhalb der Nieder
druckstufe 12 gezeigt ist. Die Position der Dichtspitze
54 des Mantelringes 38 relativ zu der Vorderkante 60 des
Statormantels 58 begrenzt die Leckage von Luft zwischen
dem inneren und dem äußeren Luftströmungsweg 64 bzw. 62,
was die aerodynamische Leistung des Verdichters 10 erhöht.
Ein wichtiger Vorteil des Mantelringes 3 S nach der Er
findung ist, daß sein ununterbrochener, kreisringförmiger
Aufbau ihn innerhalb der Kerben 34 der Laufschaufeln 14
im wesentlichen selbsttragend macht. Sehr wenig "totes
Gewicht" wird dem Blatt 30 jeder Laufschaufel 14 hinzu
gefügt, und das reduziert die Beanspruchungen, welche
durch den Mantelring 38 auf die Laufschaufeln 14 ausgeübt
werden, wenn sich die Rotorscheibe 16 dreht.
Darüber hinaus sind Zentrifugalkräfte, welche auf den Man
telring 38 ausgeübt werden, bestrebt, diesen radial nach
außen zu biegen, wodurch die Fasern 40, die in Umfangs
richtung um den Mantelring 38 gewickelt sind, auf Zug be
ansprucht werden. Die Siliciumcarbidfasern 40, welche den
Mantelring 38 bilden, sind extrem zugfest, und deshalb
ist die Steifigkeit des Mantelringes 38 entsprechend
groß. Infolgedessen ist die begrenzte Verlagerung, welche
der Mantelring 38 erfährt, ungefähr gleich der radialen
Auswärtsbewegung oder -biegung, welche die Laufschaufeln
14 und die Rotorscheibe 16 aufgrund der Zentrifugalkräfte
und der thermischen Belastung erfahren, und daher werden
geringe oder insgesamt keine Biegebeanspruchungen durch
den Mantelring 38 auf die Blätter 30 der Laufschaufeln 14
ausgeübt. Darüber hinaus reduziert die begrenzte Biegung
des Mantelringes 38 dessen Bewegung in bezug auf den Stator
mantel 5 S an den Leitschaufeln 18. Das verbessert die Dicht
verbindung zwischen der Dichtspitze 54 des Mantelringes
38 und der Vorderkante 60 des Statormantels 58.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Aufteilen der Luftströmung, die in die
Niederdruckstufe (12) des Verdichters (10) eines Strahl
triebwerks eintritt, gekennzeichnet durch:
einen einstückigen, ununterbrochenen, kreisförmigen Man telring (38), der in einer Kerbe (34) befestigbar ist, die an einer Stelle zwischen dem Fuß (28) und der Spitze (32) des Blattes (30) jeder Laufschaufel (14) in der Niederdruckstufe (12) des Verdichters (10) eines Strahl triebwerks gebildet ist,
wobei der kreisförmige Mantelring (38) einen äußeren Luft strömungsweg für einen Teil der in den Verdichter (10) ein tretenden Luft zum Umgehen der Stufen (22) höheren Druckes des Verdichters (10) und einen inneren Luftströmungsweg für einen weiteren Teil der in den Verdichter (10) ein tretenden Luft zum Durchströmen von dessen Stufen (22) höheren Druckes bildet.
einen einstückigen, ununterbrochenen, kreisförmigen Man telring (38), der in einer Kerbe (34) befestigbar ist, die an einer Stelle zwischen dem Fuß (28) und der Spitze (32) des Blattes (30) jeder Laufschaufel (14) in der Niederdruckstufe (12) des Verdichters (10) eines Strahl triebwerks gebildet ist,
wobei der kreisförmige Mantelring (38) einen äußeren Luft strömungsweg für einen Teil der in den Verdichter (10) ein tretenden Luft zum Umgehen der Stufen (22) höheren Druckes des Verdichters (10) und einen inneren Luftströmungsweg für einen weiteren Teil der in den Verdichter (10) ein tretenden Luft zum Durchströmen von dessen Stufen (22) höheren Druckes bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der kreisförmige Mantelring (38) aus mehreren,
in Umfangsrichtung gewickelten, im wesentlichen
parallelen Fasern (40) gebildet ist, die in ein Metallma
trixmaterial (42) eingebettet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasern (40) Siliciumcarbidfilamente sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Metallmatrixmaterial (42) Titanmetall ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fasern (40) etwa ein Drittel des
Volumens des kreisförmigen Mantelringes (38) ausmachen
und daß das Metallmatrixmaterial (42) etwa zwei Drittel
des Volumens des kreisförmigen Mantelringes (38) ausmacht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niederdruckstufe (12) des Verdich
ters (10) einen Kranz von gegenseitigen Umfangsabstand
aufweisenden Leitschaufeln (18) in axialem Abstand von den
Laufschaufeln (14) aufweist, wobei an jeder Leitschaufel
(18) ein Statormantel (58) befestigt ist, daß der kreis
förmige Umfangsmantel (38) mit einer sich in Umfangsrich
tung erstreckenden Dichtspitze (54) versehen ist, welche
eine Oberfläche des Statormantels (58) erfaßt, die an den
Leitschaufeln (18) befestigt ist, um den äußeren Luft
strömungsweg gegenüber dem inneren Luftströmungsweg ab
zudichten.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mantelring (38) eine obere Fläche
(44) und eine untere Fläche (46) hat, daß der Mantelring
(38) in der Kerbe (34) des Blattes (30) der Laufschaufeln
(14) durch eine Schweißung (43, 45) sowohl an der oberen
als auch an der unteren Fläche (44, 46) des Mantelringes
(38) befestigt ist und daß die Schweißungen (43, 45)
aus Aluminiumhartlötmaterial gebildet sind.
8. Niederdruckstufe eines Verdichters in einem Strahl
triebwerk, gekennzeichnet durch:
einen kreisförmigen Kranz (12) von gegenseitigen Umfangs abstand aufweisenden Laufschaufeln (14), die sich von der Rotorscheibe (16) aus radial nach außen zu dem Gehäuse (20) des Verdichters (10) eines Strahltriebwerks er strecken, wobei jede Laufschaufel (14) ein Blatt (30) hat, das mit einer Kerbe (34) an seiner Hinterkante (36) ver sehen ist, die radialen Abstand von der Rotorscheibe (16) hat;
einen einstückigen, ununterbrochenen, kreisförmigen Mantel ring (38), der in der Kerbe (34) in jeder Laufschaufel (14) fest angebracht ist;
einen kreisförmigen Kranz von gegenseitigen Umfangsabstand aufweisenden Leitschaufeln (18), die sich von dem Gehäuse (20) des Verdichters (10) aus radial einwärts zu der Rotor scheibe (16) erstrecken, wobei an den Leitschaufeln (18) ein Statormantel (58) in derartiger Position befestigt ist, daß er in Dichtberührung mit dem kreisförmigen Mantelring (38) ist, welcher an den Laufschaufeln (14) befestigt ist.
einen kreisförmigen Kranz (12) von gegenseitigen Umfangs abstand aufweisenden Laufschaufeln (14), die sich von der Rotorscheibe (16) aus radial nach außen zu dem Gehäuse (20) des Verdichters (10) eines Strahltriebwerks er strecken, wobei jede Laufschaufel (14) ein Blatt (30) hat, das mit einer Kerbe (34) an seiner Hinterkante (36) ver sehen ist, die radialen Abstand von der Rotorscheibe (16) hat;
einen einstückigen, ununterbrochenen, kreisförmigen Mantel ring (38), der in der Kerbe (34) in jeder Laufschaufel (14) fest angebracht ist;
einen kreisförmigen Kranz von gegenseitigen Umfangsabstand aufweisenden Leitschaufeln (18), die sich von dem Gehäuse (20) des Verdichters (10) aus radial einwärts zu der Rotor scheibe (16) erstrecken, wobei an den Leitschaufeln (18) ein Statormantel (58) in derartiger Position befestigt ist, daß er in Dichtberührung mit dem kreisförmigen Mantelring (38) ist, welcher an den Laufschaufeln (14) befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der kreisförmige Mantelring (38) aus mehreren in Umfangs
richtung gewickelten, im wesentlichen parallelen Fasern
(40) besteht, die in ein Metallmatrixmaterial (42) einge
bettet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasern (40) etwa ein Drittel des Volumens des
kreisförmigen Mantelringes (38) ausmachen und daß das Me
tallmatrixmaterial (42) etwa zwei Drittel des Volumens des
kreisförmigen Mantelringes (38) ausmacht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/231,919 US4969326A (en) | 1988-08-15 | 1988-08-15 | Hoop shroud for the low pressure stage of a compressor |
Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007006915A1 (de) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Rotorelement für Turbopumpenrotoren sowie Turbopumpenrotor |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5680754A (en) * | 1990-02-12 | 1997-10-28 | General Electric Company | Compressor splitter for use with a forward variable area bypass injector |
US5155993A (en) * | 1990-04-09 | 1992-10-20 | General Electric Company | Apparatus for compressor air extraction |
US5231825A (en) * | 1990-04-09 | 1993-08-03 | General Electric Company | Method for compressor air extraction |
US5327716A (en) * | 1992-06-10 | 1994-07-12 | General Electric Company | System and method for tailoring rotor tip bleed air |
US5709076A (en) * | 1992-09-14 | 1998-01-20 | Lawlor; Shawn P. | Method and apparatus for power generation using rotating ramjet which compresses inlet air and expands exhaust gas against stationary peripheral wall |
US5372005A (en) | 1992-09-14 | 1994-12-13 | Lawler; Shawn P. | Method and apparatus for power generation |
US5649419A (en) * | 1995-01-27 | 1997-07-22 | The Boeing Company | Rotating acoustically lined inlet splitter for a turbo-fan engine |
DE19542083C1 (de) * | 1995-11-11 | 1997-01-09 | Mtu Muenchen Gmbh | Dichtung für Turbotriebwerke im Bereich der Rotorschaufelspitzen |
US6334299B1 (en) | 1996-12-16 | 2002-01-01 | Ramgen Power Systems, Inc. | Ramjet engine for power generation |
US5971706A (en) * | 1997-12-03 | 1999-10-26 | General Electric Company | Inter-rotor bearing assembly |
US6223524B1 (en) | 1998-01-23 | 2001-05-01 | Diversitech, Inc. | Shrouds for gas turbine engines and methods for making the same |
CA2321640C (en) | 1998-02-26 | 2004-01-06 | Allison Advanced Development Company | Compressor endwall bleed system |
ZA993917B (en) | 1998-06-17 | 2000-01-10 | Ramgen Power Systems Inc | Ramjet engine for power generation. |
US6145300A (en) * | 1998-07-09 | 2000-11-14 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Integrated fan / low pressure compressor rotor for gas turbine engine |
WO2002035072A2 (en) * | 2000-09-05 | 2002-05-02 | Sudarshan Paul Dev | Nested core gas turbine engine |
EP1969222B1 (de) * | 2005-12-12 | 2012-11-21 | United Technologies Corporation | Lagerartige struktur zur steuerung von durchbiegungen eines rotierenden teils |
US7578655B1 (en) * | 2006-05-20 | 2009-08-25 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Composite gas turbine fan blade |
US20080159867A1 (en) * | 2007-01-02 | 2008-07-03 | Sheng-An Yang | Impeller assembly |
GB201705732D0 (en) * | 2017-04-10 | 2017-05-24 | Rolls Royce Plc | Acoustic attenuation in gas turbine engines |
KR102037076B1 (ko) * | 2018-04-13 | 2019-10-29 | 두산중공업 주식회사 | 블레이드의 변형 여부를 판별하는 방법, 이를 위한 압축기 및 상기 압축기를 포함하는 가스터빈 |
US10746041B2 (en) | 2019-01-10 | 2020-08-18 | Raytheon Technologies Corporation | Shroud and shroud assembly process for variable vane assemblies |
US11542864B2 (en) * | 2019-04-29 | 2023-01-03 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Adaptive vertical lift engine (AVLE) fan |
BE1030042B1 (fr) * | 2021-12-17 | 2023-07-17 | Safran Aero Boosters | Roue mobile a anneau intermediaire |
BE1030508B1 (fr) * | 2022-04-21 | 2023-12-04 | Safran Aero Boosters | Rotor a anneau intermediaire |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB904428A (en) * | 1958-09-26 | 1962-08-29 | Escher Wyss Ag | Improvements in stator guide-blade assemblies for turbo-machines such as axial-flow gas and steam turbines and compressors |
US3258245A (en) * | 1964-07-20 | 1966-06-28 | Gen Electric | Blade stiffening means |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB269664A (en) * | 1926-01-21 | 1927-04-21 | Charles Algernon Parsons | Improvements in and relating to turbine blades |
GB358406A (en) * | 1930-02-28 | 1931-10-08 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to elastic fluid turbines |
US2421890A (en) * | 1944-11-27 | 1947-06-10 | Goetaverken Ab | Turbine blade |
GB719236A (en) * | 1952-02-06 | 1954-12-01 | English Electric Co Ltd | Improvements in and relating to multi-stage axial flow compressors |
GB835177A (en) * | 1957-06-14 | 1960-05-18 | Burton Albert Avery | Vibration damping shroud for gas turbine engines |
US2971745A (en) * | 1958-03-21 | 1961-02-14 | Gen Electric | Fabricated blade and bucket rotor assembly |
US3262635A (en) * | 1964-11-06 | 1966-07-26 | Gen Electric | Turbomachine sealing means |
GB1119617A (en) * | 1966-05-17 | 1968-07-10 | Rolls Royce | Compressor blade for a gas turbine engine |
CH457976A (fr) * | 1966-05-25 | 1968-06-15 | Dowty Rotol Ltd | Turbopropulseur |
US3396905A (en) * | 1966-09-28 | 1968-08-13 | Gen Motors Corp | Ducted fan |
GB1118898A (en) * | 1967-04-03 | 1968-07-03 | Rolls Royce | Fluid flow machine |
FR1555814A (de) * | 1967-12-12 | 1969-01-31 | ||
DE2055365A1 (de) * | 1970-11-11 | 1972-05-18 | Daimler Benz Ag | Zweistrom-Strahltriebwerk mit Frontgebläse |
US3861139A (en) * | 1973-02-12 | 1975-01-21 | Gen Electric | Turbofan engine having counterrotating compressor and turbine elements and unique fan disposition |
SU452665A1 (ru) * | 1973-05-14 | 1974-12-05 | Предприятие П/Я А-3492 | Способ креплени бандажного кольца к лопаткам компрессора |
US4012165A (en) * | 1975-12-08 | 1977-03-15 | United Technologies Corporation | Fan structure |
GB2039627A (en) * | 1978-04-04 | 1980-08-13 | Rolls Royce | Rotor blade assembly for a gas turbine engine |
US4791783A (en) * | 1981-11-27 | 1988-12-20 | General Electric Company | Convertible aircraft engine |
GB2161108B (en) * | 1984-07-07 | 1988-03-23 | Rolls Royce | A compressor rotor assembly and a method of manufacture of such an assembly |
GB2161109B (en) * | 1984-07-07 | 1988-12-21 | Rolls Royce | Integral bladed member |
GB2161110B (en) * | 1984-07-07 | 1988-03-23 | Rolls Royce | An annular bladed member having an integral shroud and a method of manufacture thereof |
GB2179405A (en) * | 1985-08-24 | 1987-03-04 | Rolls Royce | Gas turbine engine with cowled prop-fan |
EP0219140A3 (de) * | 1985-10-15 | 1988-09-21 | The Boeing Company | Einstückiges Deckband für einen Turbinenmotor |
-
1988
- 1988-08-15 US US07/231,919 patent/US4969326A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1989-08-15 GB GB8918632A patent/GB2222636B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB904428A (en) * | 1958-09-26 | 1962-08-29 | Escher Wyss Ag | Improvements in stator guide-blade assemblies for turbo-machines such as axial-flow gas and steam turbines and compressors |
US3258245A (en) * | 1964-07-20 | 1966-06-28 | Gen Electric | Blade stiffening means |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007006915A1 (de) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Rotorelement für Turbopumpenrotoren sowie Turbopumpenrotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4969326A (en) | 1990-11-13 |
GB8918632D0 (en) | 1989-09-27 |
GB2222636A (en) | 1990-03-14 |
FR2636375B1 (fr) | 1994-09-02 |
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GB2222636B (en) | 1993-04-21 |
JPH0278735A (ja) | 1990-03-19 |
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