DE602005003891T2 - Mantelringsegment eines Turbinentriebwerks und Aufhängevorrichtung - Google Patents

Mantelringsegment eines Turbinentriebwerks und Aufhängevorrichtung Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft allgemein Turbinentriebwerksmantelsegmente, Segmentaufhängungen und Mantelanordnungen, die eine Fläche aufweisen, die einem Triebwerksgasstrom hoher Temperatur ausgesetzt sind. Speziell betrifft die Erfindung Gasturbinentriebwerksmantelsegmente, die beispielsweise im Turbinenabschnitt eines Gasturbinentriebwerks genutzt werden und aus einem Material geringer Duktilität hergestellt sind.
  • Mehrere feststehende Mantelsegmente eines Gasturbinentriebwerks sind in Umfangsrichtung um eine Axialstromtriebwerksachse und gewöhnlich in radialer Richtung außerhalb rotierender Beschaufelungselemente, z. B. Turbinenschaufeln, um diese herum angeordnet. Eine solche Anordnung von Mantelsegmenten bildet einen Teil der radialen äußeren Strömungspfadbegrenzung über den Laufschaufeln. Wie bisher vielfältig auf dem Gebiet der Gasturbinentriebwerke beschrieben, besteht ein Bedarf, den Toleranzabstand zwischen den Spitzen der rotierenden Laufschaufeln und der damit zusammenwirkenden gegenüberliegenden Fläche der feststehenden Mantelsegmente im Betrieb so gering wie möglich zu halten, um den Triebwerkswirkungsgrad zu verbessern. Typische Beispiele von Veröffentlichungen, die sich auf Turbinentriebwerksmäntel und eine solche Manteltoleranz beziehen, sind die US-Patente 5 071 313 von Nichols; 5 074 748 von Hagle; 5 127 793 von Walker et al.; und 5 562 408 von Proctor et al.; sowie die US-Patentanmeldungen 2003/0133790 A1 – Darkins, Jr. et al. und 2003/0185674 A1 – Alford et al.
  • In seiner Funktion als eine Strömungspfadkomponente muss das in einer Einheit mit der Mantelaufhängung getragene Mantelsegment außerdem in der Lage sein, den konstruktiven An forderungen an die Lebensdauer zu genügen, die für den Einsatz in einer konstruktiven Betriebstemperatur- und Druckumgebung des Triebwerks ausgewählt sind. Um den effektiven Einsatz herkömmlicher Materialien als Mantelsegmente in den aggressiven Temperatur- und Druckbedingungen zu ermöglichen, wie sie in dem Strömungspfad des Turbinenabschnitts moderner Gasturbinentriebwerke vorliegen, ist es bisher Praxis, einem abseits des Triebwerksströmungspfads angeordneten Abschnitt des Mantelsegments Kühlluft zuzuführen. Beispiele typischer Kühlanordnungen sind in einigen der oben erwähnten Patente beschrieben.
  • Die um rotierende Laufschaufeln angeordneten radial inneren oder Strömungspfadoberflächen von Mantelsegmenten sind in einer Mantelanordnung eines Gasturbinentriebwerks entlang des Umfangs gekrümmt, um eine Strömungspfadringfläche um die rotierenden Spitzen der Laufschaufeln zu definieren. Eine solche Ringfläche bildet die Dichtungsfläche für die Turbinenschaufelspitzen. Da der Mantel in einem Steuersystem zur Einhaltung der Turbinenschaufeltoleranz ein primäres Element ist, trägt eine Minimierung der Manteldurchbiegung und die Aufrechterhaltung der Krümmung der Mantelinnenfläche oder "Rundheit" während des Betriebs eines Gasturbinentriebwerks dazu bei, die Leistungsminderung eines Triebwerkszyklus auf ein Minimum zu reduzieren. Einige Betriebsbedingungen neigen dazu, diese Rundheit zu deformieren.
  • Eine Bedingung ist die Beaufschlagung des äußeren Abschnitts eines Mantelsegments mit Kühlluft, wobei in dem Mantelsegment zwischen der einer verhältnismäßig hohen Gasstrombetriebstemperatur ausgesetzten Innenfläche und der gekühlten Außenfläche des Mantels ein Temperaturgradient oder Temperaturgefälle entsteht. Eine Folge eines derartigen Temperatur gradienten ist eine gewisse Verformung oder Durchbiegung des Mantelsegments, die im Allgemeinen als Sehnen-Verformung bezeichnet wird. Zumindest die radial innenliegende oder Strömungspfadoberfläche eines Mantels und dessen Segmente sind entlang des Umfangs gekrümmt, um rund um die rotierende Spitzen der Laufschaufeln eine Strömungspfadringfläche zu definieren. Der auf das Auftreffen von Kühlluft auf die Außenfläche zurückzuführende Temperaturgradient zwischen den Innen- und Außenflächen des Mantels bewirkt, dass die Krümmung der Mantelsegmente ausbaucht oder dazu neigt, sich in Umfangsrichtung nach außen zu begradigen. Als Folge des Ausbauchens neigen die in Umfangsrichtung angeordneten Endbereiche der inneren Oberfläche des Mantelsegments dazu, sich in Bezug auf den mittleren Abschnitt des Segments radial nach außen zu bewegen.
  • Zusätzlich zu den durch einen derartigen Temperaturgradienten hervorgerufenen thermischen Verformungskräften wirken verformende Fluiddruckkräfte auf das Mantelsegment. Solche Kräfte sind auf ein Fluiddruckgefälle zwischen der höheren Druck aufweisenden Kühlluft auf der radialen Mantelsegmentaußenfläche und der einen abnehmenden Druck aufweisenden Triebwerksströmung zurückzuführen, die in axialer Richtung auf der radial innenliegende Mantelfläche vorhanden ist. Während für die Kühlluft auf der radial äußeren Mantelfläche im Triebwerksbetrieb ein im Wesentlichen konstanter Druck aufrecht erhalten ist, wächst das auf ein Mantelsegment wirkende Fluiddruckgefälle durch das Triebwerk hindurch in einem Turbinenabschnitt in axialer Richtung stromabwärts, während die Turbine dem Gasstrom Energie entzieht. Dieser Vorgang verringert den Strömungsdruck stromabwärts in fortschreitendem Maße. Ein solches Druckgefälle neigt dazu, die axialen Endbereiche eines Mantelsegments, und zwar insbesondere den axial hinteren oder stromabwärts gelegenen Abschnitt in Richtung des Triebwerksströmungspfads zu drücken. Somit neigt ein komplexes Feld von Kräften und Drücken während des Triebwerksbetriebs dazu, eine Turbinentriebwerksmantelsegment zu verformen und Druckkräfte darauf auszuüben, so dass sich die Rundheit der radial innenliegenden Oberfläche der gekrümmten Mantelsegmentanordnung verändert. Im Zusammenhang mit der Konstruktion eines solchen Turbinentriebwerksmantels und einer solchen Mantelanordnung ist es wünschenswert, Zug- und Druckkräfte zu kompensieren, die eine Verbiegung oder Verdrehung des Mantelsegments bewirken.
  • Gegenwärtig normalerweise für Mäntel und Mantelsegmente verwendete metallische Materialien weisen mechanische Eigenschaften, z. B. Festigkeit und Duktilität, auf, die ausreichen, um einen Rückhalt der Mäntel gegen Durchbiegungen oder Distorsion zu ermöglichen, die auf Temperaturgradienten und Druckgefällekräfte zurückzuführen sind. Zu Beispielen solcher Halteeinrichtungen gehören die hinlänglich bekannte Seitenschienenkonstruktion oder die C-Spangen-Dichtungskonstruktion, wie sie beispielsweise in dem oben erwähnten Patent von Walker et al. beschrieben ist. Diese Bauart einer Halte- und Abdichtungseinrichtung beinhaltet, dass auf wenigstens ein Ende des Mantels eine Druckkraft ausgeübt wird, um dem Sehnenverformung oder einer sonstigen Verdrehung entgegenzuwirken.
  • In der herkömmlichen Entwicklung von Gasturbinentriebwerken wurden bisher für den Einsatz in Hochtemperaturanwendungen, beispielsweise für Mantelsegmente und sonstige Komponenten, gewisse Materialien vorgeschlagen, die eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen als die gegenwärtig eingesetzten metallischen Werkstoffe. Allerdings weisen solche Ma terialien, von denen einige im Handel mit Keramik-Matrixverbundstoff (CMC = Ceramic Matrix Composite) bezeichnet werden, mechanische Eigenschaften auf, die bei der Konstruktion und Verwendung einer Komponente, beispielsweise eines Mantelsegments, zu berücksichtigen sind. Beispielsweise weisen CMC-Materialien im Vergleich zu metallischen Werkstoffen, wie weiter unten erläutert, verhältnismäßig geringe Zugduktilität oder ein niedriges Dehnungs-Bruch-Verhältnis auf. Weiter liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE = Coefficient of Thermal Expansion) von CMC-Materialien im Bereich von etwa 1,5 bis 5 Mikrozoll/Zoll/°F (0,83 bis 2,78 μm/m/°C), was erheblich von im Handel erhältlichen Metalllegierungen abweicht, die als Halterungen oder Aufhängungen für metallische Mantel verwendet werden, und deren Verwendung in Verbindung mit CMC-Materialien gewünscht ist. Solche Metalllegierungen weisen gewöhnlich einen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von etwa 7 bis 10 Mikrozoll/Zoll/°F (3,89 bis 5,56 μm/m/°C) auf. Falls ein CMC-Mantelsegment auf einer Fläche während des Betriebs zurückgehalten und gekühlt wird, können daher in einem auf CMC basierenden Segment ausreichend große Kräfte entstehen, um den Ausfall des Segments hervorzurufen.
  • Im Allgemeinen enthalten im Handel erhältliche CMC-Materialien eine keramische Faser, beispielsweise SiC, wobei einige Arten davon mit einem nachgiebigen Material, beispielsweise BN, beschichtet sind. Die beispielsweise auf SiC basierenden Fasern sind in einer keramischen Matrix suspendiert. Typischerweise weisen CMC-Materialien bei Raumtemperatur eine Zugduktilität auf, die nicht größer als etwa 1% ist, ein Wert, der im Vorliegenden verwendet wird, um ein Material geringer Duktilität zu definieren und zu bezeichnen. Im Allgemeinen weisen CMC-Materialien bei Raumtemperatur eine Zugduktilität im Bereich von etwa 0,4 bis 0,7% auf. Dem stehen im Falle von metallischen Materialien für Mantel- und/oder Tragkonstruktionen oder Aufhängungen einer Zugduktilität bei Raumtemperatur von wenigstens etwa 5%, beispielsweise im Bereich von etwa 5 bis 15%, gegenüber. Aus CMC-Materialien hergestellte Mantelsegmente sind zwar bis zu einem gewissen Maß temperaturbeständiger als aus einem metallischen Material gefertigte Mantelsegmente, sind jedoch nicht in der Lage, den oben beschriebenen und gegenwärtig gegen die Sehnenverformung und sonstige Durchbiegungen oder Distorsionen verwendeten Kompressionskräften oder sonstigen Rückhaltekräften standzuhalten. Ebensowenig sind sie in der Lage, einem spannungssteigernden Merkmal, wie es beispielsweise bei einem verhältnismäßig kleinen gebogenen oder ausgekehlten Oberflächenbereich vorgesehen ist, standzuhalten, ohne eine für keramische Materialien typische Beschädigung bzw. einen Bruch zu erfahren. Außerdem beschränkt die Herstellung von Komponenten aus CMC-Materialien die Biegung der SiC-Fasern um eine derartige verhältnismäßig kompakte Hohlkehle, um einen Bruch der verhältnismäßig spröden keramischen Fasern in der Keramikmatrix zu vermeiden. Die Verwirklichung eines Mantelsegments, das auf einem Material mit einer derartig geringen Duktilität basiert, insbesondere in Kombination oder verbunden mit einer Mantelaufhängung, die das Segment stützt und trägt, ohne einen übermäßigen Drucks darauf auszuüben, in Verbindung mit geeigneten Flächen, die dazu dienen, Randabschnitte gegen darum herum verlaufenden Leckstrom abzudichten, würde es ermöglichen, die höhere Temperaturbeständigkeit von CMC-Material für jenen Zweck vorteilhaft zu nutzen.
  • US 2004/0062639 beschreibt eine Turbinentriebwerksmantelanordnung mit einem axial schwebend aufgehängten Mantelsegment.
  • US 2004/0005216 offenbart eine Gasturbinenmantelkonstruktion.
  • Das US-Patent 6 602 050 beschreibt eine Abdeckkomponente und -anordnung, die ein Abdeckelement und eine Halterungskonstruktion aufweist.
  • Das US-Patent 5 127 793 offenbart eine Anordnung zur Einhaltung der Turbinenmanteltoleranz.
  • Das Europäische Patent EP 1 350 927 beschreibt ein Mantelsegment, ein Herstellungsverfahren für ein Mantelsegment sowie eine Mantelanordnung für ein Turbinentriebwerk.
  • Vielfältige Aspekte und Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.
  • Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben:
  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Typs eines Mantelsegments gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2, 3, 4 und 5 zeigen in schematischen perspektivischen Ansichten von Mantelsegmenten, die dem Segment nach 1 ähneln, Mantelsegmentträgerflächen auf einem Segmentvorsprung in Form einer Gruppe von Haken.
  • 6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Mantelsegmentaufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Mantelsegmentaufhängung, die derjenigen in 6 ähnelt, mit einem segmentierten Aufhängungsfortsatz.
  • 8 zeigt eine schematische fragmentarische, teilweise geschnittene, axiale Ansicht einer Turbinentriebwerksmantelanordnung, zu der mehrere Mantelsegmente und mehrere Mantelsegmentaufhängungen gehören, die in Umfangsrichtung gegenüberliegend zusammengebaut sind, wobei die Mantelaufhängungen in Berührung mit den Mantelsegmenten stehen und diese tragen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit einem Axialgasturbinentriebwerk, beispielsweise allgemeiner Bauart, beschrieben, wie es in dem oben erwähnten Patent von Proctor et al. gezeigt und beschrieben ist. Zu einem solchen Triebwerk gehören, im Allgemeinen von vorne nach hinten strömungsmäßig in Reihe angeordnet, ein oder mehrere Verdichter, ein Verbrennungsabschnitt und eine oder mehrere achsensymmetrisch um eine longitudinale Triebwerksachse angeordnete Turbinenabschnitte. Dementsprechend beziehen sich in dem hier verwendeten Sinne Ausdrücke, die den Begriff "axial" verwenden, z. B. "axial vordere" und "axial hintere", auf relative Positionen oder Richtungen in Bezug auf die Triebwerksachse; Ausdrücke, die Formen des Begriffs "in Umfangsrichtung angeordnet" verwenden, beziehen sich auf eine im Allgemeinen um die Triebwerksachse angeordnete Umfangsposition oder Umfangsrichtung; und Ausdrücke, die Formen des Begriffs "radial" verwenden, z. B. "radial innere" und "radial äußere", beziehen sich auf eine im Wesentlichen von der Triebwerksachse ausgehende relative radiale Position oder Richtung.
  • 1, 2, 3, 4 und 5 veranschaulichen in schematischen perspektivischen Ansichten Ausführungsbeispiele eines Turbinentriebwerksmantelsegments gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Solche Ausführungsbeispiele ermöglichen das Tragen eines Mantelsegments, das aus den oben beschriebenen Materialien geringer Duktilität, beispielsweise einem CMC-Material, hergestellt ist, in einer Turbinentriebwerksmantelanordnung ohne die Ausübung eines übermäßigen Drucks oder einer zu großen Kraft auf das Mantelsegment. Ein allgemein mit 10 bezeichnetes Mantelsegment basiert auf einem allgemein mit 12 bezeichneten Mantelsegmentkörper, der eine radial innere Segmentkörperfläche 14 und eine von der radial inneren Oberfläche 14 beabstandete radial äußere Segmentkörperfläche 16 aufweist. Der Körper 12 erstreckt sich zwischen voneinander beabstandeten ersten und zweiten axialen Randabschnitten 18 bzw. 20 und ersten und zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Randabschnitten 22 bzw. 24. Zum Zwecke des Tragens des Mantelsegments weist das Mantelsegment 10, wie in 1 gezeigt, einen einstückig mit diesem ausgebildeten Mantelsegmentfortsatz 26 auf, der sich von der radial äußeren Mantelkörperfläche 16 ausgehend in eine radial nach außen weisende Richtung, d. h. vorwiegend in radialer Richtung nach außen, erstreckt. Der Mantelsegmentfortsatz 26 weist wenigstens erste und zweite in Umfangsrichtung beabstandete Mantelsegmentträgerflächen 28 bzw. 30 auf, die ausgewählt, beispielsweise weitgehend planar, gestaltet sind und der radial äußeren Segmentkörperfläche 16 zugewandt sind. In dem hier verwendeten Sinne bedeuten die Begriffe "in Richtung auf" oder "weg von" in Zusammenhang mit einer Flächenrichtung im Wesentlichen und vorherrschend in Richtung einer derartigen Fläche oder eines solchen Elements. In 5 ist eine Segmentträgerfläche 28 deutlicher zu sehen. Die erste Mantelsegmentträgerfläche 28 ist dem ersten in Umfangsrichtung ange ordneten Segmentkörperrandabschnitt 22 zugewandt, und die zweite Mantelsegmentträgerfläche 30 ist dem zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Segmentkörperrandabschnitt 24 zugewandt, der der ersten Mantelsegmentträgerfläche 28 gegenüberliegt.
  • In den Zeichnungen ist die Orientierung von Elementen einer Mantelanordnung, beispielsweise der Mantelsegmente in 1 bis 5 und der Mantelaufhängungen in 6 und 7, mit Pfeilen 32, 34 und 36 bezeichnet, die die Umfangs-, Axial- bzw. Radialrichtung des Triebwerks veranschaulichen.
  • In den Ausführungsbeispielen nach 2, 3, 4 und 5 ist der Mantelfortsatz 26 allgemein als eine mit 38 bezeichnete Anordnung von Vorsprüngen gezeigt. In 2 und 3 weist die Anordnung 38 von Vorsprüngen des Mantels wenigstens drei Haken 40, 42 und 44 auf; in 4 und 5 weist die Anordnung 38 von Vorsprüngen vier Haken 40, 42, 44 und 46 auf. Der Haken 40 und der Haken 46 in den Ausführungsbeispielen nach 4 und 5 repräsentieren ein erstes Paar Haken, die dem ersten in Umfangsrichtung angeordneten Randabschnitt 22 zugewandt sind und erste Mantelsegmentträgerflächen 28 aufweisen, die in Richtung der radial äußeren Segmentkörperfläche 16 radial nach innen weisen. Die Haken 42 und 44 repräsentieren ein zweites Paar Haken, die, in Umfangsrichtung entgegengesetzt zu den Haken 40 und 46 angeordnet, dem zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Randabschnitt 24 zugewandt sind und die zweiten Mantelsegmentträgerflächen 30 aufweisen, die in Richtung der radial äußeren Segmentkörperfläche 16 radial nach innen weisen. Jeder dieser Haken ist mit der radial äußeren Segmentkörperfläche 16 einstückig ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen radial von dieser weg.
  • 6 und 7 zeigen schematische perspektivische Ansichten von Ausführungsbeispielen einer allgemein mit 48 bezeichneten Turbinentriebwerksmantelsegmentaufhängung, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Die Mantelsegmentaufhängung 48 kann in einer Turbinentriebwerksmantelanordnung dazu beitragen, das oben beschriebene Turbinentriebwerksmantelsegment ohne Ausübung einer übermäßigen Kraft auf das Mantelsegment zu tragen. Die Mantelsegmentaufhängung 48 basiert auf einem allgemein mit 50 bezeichneten Aufhängungskörper, der eine radial innere Aufhängungskörperfläche 52 und eine von der radial inneren Aufhängungskörperfläche 52 beabstandete radial äußere Aufhängungskörperfläche 54 aufweist. Der Aufhängungskörper 50 erstreckt sich zwischen voneinander beabstandeten ersten und zweiten axialen Aufhängungskörperrandabschnitten 56 bzw. 58 und ersten und zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Randabschnitten 60 bzw. 62. Die Aufhängung 48 weist einen allgemein mit 64 bezeichneten Aufhängungsfortsatz auf, der sich beabstandet von den in Umfangsrichtung angeordneten Aufhängungskörperrandabschnitten 60 und 62 entlang wenigstens eines Abschnitts der radial inneren Aufhängungsfläche 52 axial zwischen den axialen Aufhängungskörperrandabschnitten 56 und 58 erstreckt. In den Zeichnungen ist der Aufhängungsfortsatz 64 beabstandet zu den in Umfangsrichtung angeordneten Aufhängungskörperrandabschnitten 60 und 62 in axialer Richtung zwischen den axialen Aufhängungskörperrandabschnitten 56 und 58 längs eines mittleren Abschnitts der radial inneren Aufhängungskörperfläche 52 angeordnet und zweckmäßigerweise einstückig mit dem Aufhängungskörper 50 hergestellt.
  • Der in einem axial segmentierten Ausführungsbeispiel in 7 gezeigte Aufhängungsfortsatz 64 weist wenigstens erste und zweite in Umfangsrichtung beabstandete und gegenüberlie gende Aufhängungslagerflächen 66 bzw. 68 des in 6 gezeigten Aufhängungsfortsatzes 64 sowie erste und zweite Aufhängunglagerflächenabschnitte 67 bzw. 69 der in 7 gezeigten Aufhängungsfortsatzsegmente 70 und 72 auf. Die Aufhängungslagerflächen und Aufhängungslagerflächenabschnitte weisen eine Oberlächengestalt auf, die für einen zusammenwirkende Flächeneingriff mit einer ausgewählten Mantelsegmentträgeroberflächengestalt passend ausgewählt ist. Zweckmäßigerweise ist eine derartige ausgewählte Gestalt eben, wie sie für die Aufhängungslagerfläche 66 in 6 und den ersten Aufhängungslagerflächenabschnitt 67 in 7 gestrichelt gezeichnet detaillierter gezeigt ist. Für den Einsatz in einer Turbinentriebwerksmantelanordnung kann der Aufhängungsfortsatz 64, wie in 7 gezeigt, in Form einer Anzahl von Aufhängungsfortsatzsegmenten 70 und 72 vorgesehen sein, die dazu dienen, eine entsprechende Anzahl von zusammenwirkenden Mantelsegmentfortsatzhaken zu tragen. Ein Beispiel ist die Halterung der Haken 40 und 46 oder der Haken 42 und 44 in der Mantelsegmentfortsatzanordnung 38 in 4 und 5, wie sie oben beschrieben ist. Die Aufhängungslagerflächen 66 und 68 und die Aufhängungslagerflächensegmente 67 und 69 weisen im Wesentlichen radial nach außen bzw. im Allgemeinen in Richtung der Aufhängung der ersten und zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Aufhängungskörperrandabschnitte 60 und 62.
  • Ein Beispiel einer Turbinentriebwerksmantelanordnung ist in der schematischen fragmentarischen, teilweise geschnittenen axialen Ansicht nach 8 gezeigt. Mehrere Mantelsegmente 10, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt sind, sind entlang des Umfangs zusammengebaut; und mehrere Mantelsegmentaufhängungen 48, wie sie beispielsweise in 6 gezeigt sind, sind entlang des Umfangs radial außen um die Mantelsegmente herum zusammengebaut und tragen diese. Jede der in ra dialer Richtung außerhalb der Mantelsegmente 10 angeordneten Mantelsegmentaufhängungen 48 ist zwischen einem Paar benachbarten Mantelsegmenten 10 mittels eines Aufhängungsfortsatzes 64 axial längs eines zwischen benachbarten Mantelsegmenten 10 vorhandenen axialen Zwischenraums oder Spalts 74, in diesem Beispiel in radialer Richtung entfernt von diesem, und in einer gegenüberliegenden Beziehung zu diesem angebracht. Die Aufhängungslagerflächen 66 und 68 sind dazu eingerichtet, mit einem Paar in Umfangsrichtung benachbarten Mantelsegmenten 10 an entsprechenden zusammenwirkenden Mantelsegmentträgerflächen 28 und 30 in Anlage zu kommen und diese zu tragen. In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach 8 befindet sich die Aufhängungslagerfläche 66 mit der zusammenwirkenden Segmentträgerfläche 30 in Eingriff und trägt diese, und die Aufhängungslagerfläche 68 befindet sich mit der zusammenwirkenden Segmentträgerfläche 28 in Eingriff und trägt diese. In diesem Ausführungsbeispiel ist in radialer Richtung außerhalb des Zwischenraums 74, beispielsweise in einer Ausnehmung 78 einer radial inneren Aufhängungsfortsatzfläche 80 sitzend, eine Fluiddichtung 76 vorgesehen. Die Fluiddichtung 76, beispielsweise eine Metallstabdichtung einer häufig in Turbinentriebwerken verwendeten Bauart, ist vorgesehen, um zu verhindern, dass Fluid aus einem Turbinentriebwerksströmungspfad radial nach außen strömt bzw. entweicht. Außerdem ist in dem Ausführungsbeispiel nach 8 eine Aufhängungshalterung 82 gezeigt, über die die Aufhängung 48 durch eine (nicht gezeigte) typische Turbinentriebwerkskonstruktion getragen wird.

Claims (6)

  1. Turbinentriebwerksmantelsegmentaufhängung (48), dadurch gekennzeichnet, dass zu dieser ein Aufhängungskörper (50) gehört, der eine Aufhängungskörperinnenfläche (52) und eine von der Aufhängungskörperinnenfläche (52) beabstandete Aufhängungskörperaußenfläche (54) aufweist, wobei sich der Aufhängungskörper (50) zwischen voneinander beabstandeten ersten und zweiten axialen Aufhängungskörperrandabschnitten (56, 58) und voneinander beabstandeten ersten und zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Aufhängungskörperrandabschnitten (60, 62) erstreckt, wobei die Mantelsegmentaufhängung (48) einen Aufhängungsfortsatz (64) aufweist, der sich von der Aufhängungskörperinnenfläche (52) weg (36) erstreckt, wobei: der Aufhängungsfortsatz (64) sich längs wenigstens eines Teiles der Aufhängungskörperinnenfläche (52) zwischen den ersten und zweiten axialen Aufhängungskörperrandabschnitten (56, 58) und beabstandet von den ersten und zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Aufhängungskörperrandabschnitten (60, 62) axial (34) erstreckt; dadurch gekennzeichnet, dass der Aufhängungsfortsatz (64) wenigstens eine erste Aufhängungslagerfläche (66) und eine in Umfangsrichtung (32) von der ersten Aufhängungslagerfläche (66) beabstandete zweite Aufhängungslagerfläche (68) aufweist, wobei jede Aufhängungslagerfläche (66, 68) eine ausgewählte Aufhängungslagerflächengestalt aufweist, wobei die erste Aufhängungslagerfläche (66) dem ersten in Umfangsrichtung angeordneten Aufhängungskörperrandabschnitt (60) zugewandt ist, und wobei die zweite Aufhängungslagerfläche (68) entgegengesetzt zu der ersten Auf hängungslagerfläche (66) dem zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Aufhängungskörperrandabschnitt (62) zugewandt ist.
  2. Mantelsegmentaufhängung (48) nach Anspruch 1, wobei: der Aufhängungsfortsatz (64) auf mehreren axial voneinander beabstandeten Aufhängungsfortsatzsegmenten (70, 72) basiert, die längs der Aufhängungskörperinnenfläche (52) im Wesentlichen axial (34) fluchtend ausgerichtet sind; jedes Aufhängungsfortsatzsegment (70, 72) eine in Umfangsrichtung (32) beabstandete erste (67) und zweite (69) Aufhängungslagerfläche aufweist, die einander entgegengesetzt angeordnet sind.
  3. Mantelsegmentaufhängung (48) nach Anspruch 1, wobei der Aufhängungsfortsatz (64) eine Fläche (80) aufweist, in der eine Dichtungsausnehmung (78) ausgebildet ist.
  4. Mantelsegmentaufhängung (48) nach Anspruch 3, wobei in der Dichtungsausnehmung (78) eine gesonderte Fluiddichtung (76) enthalten ist.
  5. Turbinentriebwerksmantelanordnung (10, 48) mit mehreren in Umfangsrichtung (32) zusammengebauten Mantelsegmenten (10) und mehreren Mantelsegmentaufhängungen (48), die rund um den Umfang (32) zusammengebaut sind und die die Mantelsegmente (10) tragen, wobei: die mehreren Mantelsegmente (10) jeweils ein Turbinentriebwerksmantelsegment (10) sind, das einen Mantelsegmentkörper (12) mit einer Segmentkörperinnenfläche (14) und einer von der Segmentkörperinnenfläche (14) beabstandeten Segmentkörperaußenfläche (16) aufweist, wobei der Mantelsegmentkörper (12) sich zwischen voneinander beabstandeten ersten und zweiten axialen Segmentkörperrandabschnitten (18, 20) und voneinander beabstandeten ersten und zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Segmentkörperrandabschnitten (22, 24) erstreckt, wobei das Mantelsegment (10) einen Segmentvorsprung (26) aufweist, der dazu dient den Mantelsegmentkörper (12) zu tragen und der einstückig mit der Segmentkörperaußenfläche (16) ist und von dieser weg (36) vorspringend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelsegmentvorsprung (26) sich längs wenigstens eines Teils der Segmentkörperaußenfläche (16) zwischen dem ersten und zweiten axialen Segmentkörperrandabschnitt (18, 20), beabstandet von dem ersten und zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Segmentkörperrandabschnitt (22, 24) axial (34) erstreckt; und der Segmentvorsprung (26) wenigstens eine erste Segmentträgerfläche (28) und eine in Umfangsrichtung (32) von der ersten Segmentträgerfläche (28) beabstandete zweite Segmentträgerfläche (30) aufweist, wobei jede Segmentträgerfläche (28, 30) eine ausgewählte Trägerflächengestalt aufweist, wobei die erste Segmentträgerfläche (28) dem ersten in Umfangsrichtung angeordneten Segmentkörperrandabschnitt (22) zugewandt ist, und wobei die zweite Segmentträgerfläche (30) dem zweiten in Umfangsrichtung angeordneten Segmentkörperrandabschnitt (24) entgegengesetzt zu der ersten Segmentträgerfläche (22) zugewandt ist, wobei sich die in Umfangsrichtung angeordneten Segmentkörperrandabschnitte (22, 24) benachbarter Mantelsegmente (10) in Umfangsrichtung (32) quer über einen sich in der Axialrichtung (34) erstreckenden Zwischenraum (74) hinweg gegenüberliegen; die mehreren Mantelsegmentaufhängungen (48) jeweils einen Aufhängungsfortsatz (64) mit voneinander beabstandeten Aufhängungslagerflächen (66, 68) aufweisen, wobei sich der Aufhängungsfortsatz (64) in Richtung des zwischen den Mantelsegmenten (10) angeordneten Zwischenraums (74) erstreckt; die mehreren Mantelsegmentaufhängungen (48) zusammengebaut sind, wobei sich ein Aufhängungsfortsatz (64) zwischen einem Paar benachbarter Mantelsegmente (10) befindet, und jeder Aufhängungsfortsatz (64) axial (34) längs jedes zwischen dem Paar benachbarter Mantelsegmente (10) angeordneten Zwischenraums (74) und diesem gegenüberliegend befindet; und jede Mantelsegmentaufhängung (48) durch zusammenwirkende entsprechende Segmentträgerflächen (28/30) und Aufhängungslagerflächen (68, 66) in Ausrichtung mit dem Paar benachbarter Mantelsegmente (10) zusammengebaut ist.
  6. Turbinentriebwerksmantelanordnung (10, 48) nach Anspruch 5, wobei: der Segmentvorsprung (26) wenigstens eines Mantelsegments (10) eine Anordnung von Vorsprüngen (38) ist, die wenigstens drei einzelne Haken (40, 42, 44, 46) aufweist, die jeweils einstückig mit der Segmentkörperaußenfläche (16) ausgebildet sind und sich von dieser weg (36) erstrecken; und jeder Haken (40, 42, 44, 46) eines Mantelsegments (10) längs der Segmentkörperaußenfläche (16) von anderen Haken (40, 42, 44, 46) beabstandet ist, und jeder Haken (40, 42, 44, 46) in Umfangsrichtung (32) einem in Umfangsrichtung angeordneten Segmentkörperrandabschnitt (22, 24) und einem zwischen benachbarten Mantelsegmenten (10) angeordneten Zwischenraum (74) zugewandt ist.
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