DE69118098T2

DE69118098T2 - Abdeckring für Bolzenköpfe

Info

Publication number: DE69118098T2
Application number: DE69118098T
Authority: DE
Inventors: John Raymond Hess; Larry Wayne Plemmons; Jairaj Ramachandran
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2011-10-10
Also published as: CA2048800A1; US5090865A; JPH0778363B2; CA2048800C; JPH04284105A; DE69118098D1; EP0482791A1; EP0482791B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinentriebwerke und insbesondere auf eine verbesserte Wind- bzw. Strömungsabschirmung zum Minimieren eines Temperaturanstieges, der mit Vorsprüngen in einer Fluidströmungsbahn in Verbindung steht.

Hintergrund der Erfindung

US-Patent 4 190 397, das auf die Inhaberin der vorliegenden Erfindung übertragen ist, beschreibt im Detail das Erfordernis für und die Verwendung von Wind- bzw. Strömungsabschirmungen in Gasturbinentriebwerken. Insbesondere wird in diesem Patent darauf hingewiesen, daß gezeigt werden kann, daß die Effizienz des Triebwerkes direkt mit dem Vermögen des Triebwerkes in Beziehung steht, bei höheren Turbinen-Einlaßtemperaturen zu arbeiten. Dieses Erfordernis für höhere Turbinen-Betriebstemperaturen hat erfordert, daß verschiedenen Komponenten des Triebwerkes Kühlluft zugeführt wird, damit die Komponenten bei den höheren Temperaturen ohne beschädigende thermische Beanspruchung arbeiten können. Um diesen Komponenten Kühlluft bei einer Temperatur zuzuführen, die wirksam ist, die Temperatur der Betriebskomponenten zu senken, wird Kühlluft aus einem Verdichterabschnitt des Triebwerkes abgezogen und über verschiedene Kanäle zu dem Turbinenabschnitt geleitet. Da die Kühlluft Arbeit ausgesetzt ist, die beim Strömen durch diese Kanäle eingegeben wird, steigt die Temperatur der Kühlluft an. Elemente, von denen gefunden wurde, daß sie in signifikanter Weise die Arbeit in der Kühlfluidströmung beieinflussen, sind Muttern und Schraubenköpfe, die beim Verbinden verschiedener Abschnitte der Turbine miteinander verwendet werden. Diese Muttern und Schraubenköpfe ragen in die Kühlluftkanäle hinein und rufen einen "Strömungswiderstand" hervor und bewirken, daß das Kühlmittel seine Geschwindigkeit in einer Weise ändert, daß die Kühlluft mehr Arbeit empfängt. Das oben genannte US-Patent beschreibt eine Wind- bzw. Strömungsabschirmung, die die Leistungsfähigkeit von Gasturbinentriebwerken gegenüber bekannten Strömungsabschirmungen verbessert. Die dort beschriebene Strömungsabschirmung ist insbesondere bei verschraubten Flanschverbindungen anwendbar, die in den Fluidströmungskanal hineinragen und miteinander verbunden sind durch Schrauben mit Köpfen in dem Fluidströmungskanal. Die beschriebene Strömungsabschirmung weist einen durchgehenden Ring mit einem im wesentlichen L-förmigen Profil auf, das zwischen dem Schraubenkopf und dem stromaufwärtigsten Flansch eingeschlossen ist. Der eingeschlossene Flanschabschnitt der Abschirmung ist mit mehreren auf den Umfang im Abstand angeordneten gefrästen Schlitzen versehen, die so geformt sind, daß sie D-förmige Schraubenköpfe aufnehmen. Diese Schraubenköpfe sind bündig mit dem stromaufwärtigen eingeschlossenen Abschnitt der Abschirmung angebracht und eliminieren somit offene Zugangslöcher und vorstehende Schrauben. Die Kombination der D-förmigen Köpfe und der geformten Schlitze bilden eine Einrichtung für eine Ausübung von Drehmoment auf die Schrauben. Der zylindrische Abschnitt der L-förmigen Abschirmung verläuft von den zusammenpassenden Flanschen stromabwärts und passiert die Mutterseite der geschraubten Verbindung, um Kühlluft an der Mutter vorbeizuleiten, wodurch die Geschwindigkeitsverringerung von der Mutter minimiert wird.
Die in dem vorgenannten US-Pat 4 190 397 beschriebene Erfindung ist zwar wirksam, die Wind- bzw. Strömungseffekte innerhalb des Fluidströmungskanals von einem Gasturbinentriebwerk zu verkleinern, aber die in diesem Patent beschriebene Strömungsabschirmung erfordert, daß mehrere geformte Schlitze in diejenige Oberfläche der Strömungsabschirmung eingearbeitet werden, die auf die Fluidströmungsbahn gerichtet ist, und sie macht weiterhin erforderlich, daß die Köpfe der Schrauben in die mit Präzision gearbeiteten Schlitze der Abschirmung passen. Weiterhin hat die beschriebene Strömungsabschirmung einen L-förmigen Querschnitt mit einem Abschnitt, der sich parallel zu der Richtung der Fluidströmung innerhalb des Fluidströmungskanals erstreckt, mit der beschriebenen Absicht, die Hauptfluidströmung an den Schraubenköpfen vorbei auf die gegenüberliegende Seite des verschraubten Flansches zu leiten. Dieser verlängerte Abschnitt eliminiert jedoch nicht eine Strömung über die Schraubenköpfe aufgrund sekundärer zirkulierender Strömungsfelder. Es wäre somit wünschenswert, eine Strömungsabschirmung zur Verfügung zu haben, die sich nicht in den Fluidströmungskanal erstreckt und die nicht die speziell ausgestalteten Schraubenköpfe oder mehrere mit Präzision gearbeitete Schlitze erfordert, um jeden der Schraubenköpfe aufzunehmen, und die an sekundäre Fluidströmungen angepasst ist.
EP-A-0 321 344 zeigt eine Abdeckung für eine externe Verschraubung. Diese Spezifikation erfordert jedoch die Vorsehung einer Öffnung für jede Schraube.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementspechend versucht die vorliegende Erfindung eine verbesserte Wind- bzw. Strömungsabschirmung zur Verwendung in Gasturbinentriebwerken zu schaffen, um den Temperaturanstieg in einer Kühlfluidströmung aufgrund von Vorsprüngen und, genauer gesagt, aufgrund von Mutter- und Schraubenvorsprüngen zu minimieren, die mit den Flanschverbindungen in der Kühlströmungsbahn in Verbindung stehen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Wind- bzw. Strömungsabschirmung geschaffen zur Verwendung in einer Fluidströmungsbahn in einem Gasturbinentriebwerk zum Verkleinern des Fluidströmungswiderstandes, der durch eine Fluidströmung über mehrere auf den Umfang im Abstand angeordnete Befestigungsglieder erzeugt ist, die jeweils einen Abschnitt aufweisen, der in die Fluidströmungsbahn hineinragt; die Wind- bzw. Strömungsabschirmung ist gekennzeichnet durch: ein ringförmiges Teil mit einer ersten Anzahl von auf den Umfang im Abstand angeordneten bogenförmigen Öffnungen in seiner ersten Seite, einer zweiten Anzahl von auf den Umfang im Abstand angeordneten Öffnungen, wobei wenigstens eine der Öffnungen zwischen jedem benachbarten Paar von bogenförmigen Öffnungen angeordnet ist und jede Öffnung einen versenkten Abschnitt auf einer zweiten Seite der Abschirmung gegenüber der ersten Seite aufweist, wobei jede der bogenförmigen Öffnungen mehrere Befestigungsglieder überdecken kann, wahrend der versenkte Abschnitt ein mit einem Kopf versehenes Befestigungsglied bündig mit der zweiten Seite aufnehmen kann, während die zweite Seite eine im wesentlichen durchgehende Oberfläche zu der Fluidströmungsbahn bildet, um die Wind- bzw. Luftreibungserwärmung zu minimieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung aus einer Wind- bzw. Strömungsabschirmung und mehreren auf den Umfang im Abstand angeordneten Befestigungsgliedern in einer Fluidströmungsbahn in einem Gasturbinentriebwerk zum Verkleinern des Fluidströmungswiderstandes geschaffen, der durch eine Fluidströmung über die Befestigungsglieder erzeugt ist, die jeweils einen Abschnitt aufweisen, der sich in die Fluidströmungsbahn erstreckt; dadurch gekennzeichnet, daß die Wind- bzw. Strömungsabschirmung ein ringförmiges Teil mit einer ersten Anzahl von auf dem Umfang im Abstand angeordneten bogenförmigen Öffnungen in seiner ersten Seite und einer zweiten Anzahl von auf dem Umfang im Abstand angeordneten Öffnungen aufweist, wobei wenigstens eine der Öffnungen zwischen jedem benach barten Paar von bogenförmigen Öffnungen angeordnet ist und jede Öffnung einen versenkten Abschnitt auf einer zweiten Seite der Abschirmung gegenüber der ersten Seite aufweist, wobei jede der bogenförmigen Öffnungen mehrere Befestigungsglieder überdeckt, während der versenkte Abschnitt ein mit einem Kopf versehenes Befestigungsglied bündig mit der zweiten Seite aufnimmt, während die zweite Seite eine im wesentlichen durchgehende Oberfläche zu der Fluidströmungsbahn bildet zum Minimieren von Wind- bzw. Luftreibungserwärmung.
Vorzugsweise passen die versenkten Abschnitte gut um die Schraubenköpfe herum, um die Fläche von irgendeinem Hohlraum zu minimieren, der freiliegen und zu einer Störung in der Fluidströmungsbahn führen könnte. Der Ring ist so gestaltet., daß, wenn er in seiner operativen Stellung über den Schraubenköpfen angeordnet ist, die untere Oberfläche des Ringes, in der die Vertiefungen ausgebildet sind, gut gegen den Flansch anliegt und der eine Rand des Ringes auch gegen das ringförmige Teil anliegt, an dem der Flansch befestigt ist. Dieses Merkmal verhindert, daß Strömungsmittel unter die Strömungsabschirmung gelangt, und es minimiert auch die Möglichkeit, daß Strömungsmittel zwischen das Teil und die Strömungsabschirmung kommt. Auf Wunsch kann jeder Rand der Strömungsabschirmung abgeschrägt sein, um für bessere aerodynamische Charakteristiken zu sorgen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen:
Figur 1 ein Teilschnitt von einem Gasturbinentriebwerk ist, bei dem die Erfindung angewendet werden kann;
Figur 2 eine vergrößerte Ansicht von einem Teil des Triebwerkes gemäß Figur 1 ist und die Verwendung von einer bekannten Strömungsabschirmungscharakteristik darstellt;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht von einer unteren oder ersten Seite von einer Strömungsabschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht von einer äußeren oder zweiten Seite von der Strömungsabschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
Figur 5 ein Querschnitt von der Strömungsabschirmung gemäß Figur 3 entlang den Linien 5-5 ist.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Hinsichtlich der Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen entsprechen, wird zunächst auf Figur 1 eingegangen, in der ein Gasturbinentriebwerk, das allgemein mit 10 bezeichnet ist, schematisch gezeigt ist. Das Triebwerk 10 enthält ein Gehäuse 12, das eine Lufteinströmung 14 bildet, einen Verdichterrotor 16 mit Reihen von Rotorschaufeln 18, zwischen denen Reihen von feststehenden Statorschaufeln 20 angeordnet sind, die an ihren äußeren Enden an der inneren Oberfläche des Gehäuses 12 befestigt sind. An dem stromabwärtigen Ende des Verdichters 16 befindet sich eine Reihe von Auslaßführungsschaufeln 22 des Verdichters, denen ein ringförmiger Diffusorkanal oder ein Verdichterauslaßkanal folgt, der allgemein bei 24 gezeigt ist. Der Diffusorkanal 24 gibt die verdichtete Luft in eine Brennkammer 26 ab, von wo die erhitzten Verbrennungsprodukte durch eine Turbine 28 strömen und diese antreiben, wobei die Turbine ihrerseits den Verdichter 16 durch eine Welle 30 in der üblichen Weise bei einem Gasturbinentriebwerk antreibt. Die heiße Gasströmung wird dann durch eine Düse 32 ausgestoßen, um für die Antriebskraft des Triebwerks zu sorgen.
Die obige Beschreibung ist repräsentativ für ein Gasturbinentriebwerk und ist nicht einschränkend gemeint, da aus der folgenden Beschreibung auf einfache Weise deutlich werden wird, daß die vorliegende Erfindung auf jedes Gasturbinentriebwerk anwendbar ist, und es ist nicht beabsichtigt, daß sie auf Triebwerke des Turbostrahltyps beschränkt ist. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung sowohl auf Triebwerke des Gasturbofantyps als auch auf fortgeschrittene Triebwerke mit Mischzyklus anwendbar, wie für den Fachmann auf einfache Weise deutlich wird. Die obige Beschreibung des Triebwerks, das in Figur 1 gezeigt ist, soll deshalb nur einen Anwendungstyp darstellen.
Es wird nun auf Figur 2 Bezug genommen; es ist daraus zu ersehen, daß der Diffusor 24 zwei konzentrische innere und äußere Wände 34 bzw. 36 aufweist, die in der stromabwärtigen Richtung divergieren und integral mit der Stufe der Auslaßführungsschaufeln 22 ausgebildet sind. Ein äußerer Diffusorrahmen 38 und ein innerer Diffusorrahmen 40 haltern die Auslaßführungsschaufeln, wie gezeigt, in der richtigen Relation zwischen dem stromaufwärtigen Verdichter 16 und der stromabwärtigen Brennkammer 26. Wie zuvor erläutert wurde, wird der Turbinenabschnitt des Gasturbinentriebwerkes üblicherweise durch Luft gekühlt, die durch den Verdichter verdichtet ist. Diese Kühlluft wird von der Verdichterströmungsbahn 42 durch einen ringförmigen Spalt 44 zwischen der letzten Stufe der Rotorschaufeln 18 und den Auslaßführungsschaufeln 22 abgezweigt und strömt anschließend entlang dem kegelstumpfförmigen Rotorteil 46 in den Kanal 48. Die Kühlmittelströmungsrate wird bemessen durch die Verdichterauslaßdruck(VAD)Dichtung 50, die einen umlaufenden Dichtungsabschnitt 52 und einen feststehenden Dichtungsabschnitt 54 aufweist. Der feststehende Dichtungsabschnitt 54 ist dem inneren Diffusorrahmen 40 zugeordnet und für eine Auswechselbarkeit im Falle von übermäßiger Dichtungsabnutzung konfiguriert. Dieser feststehende Dichtungsabschnitt weist eine massive Dichtungshalterung 56 auf, mit der ein honigwabenartiges Dichtungsmaterial 58 in der gezeigten Weise stufenartig verbunden ist. Der feststehende VAD-Dichtungsabschnitt 54 wird von dem inneren Diffusorrahmen 40 durch mehrere radial nach innen ragende Flansche 60, 62, die in gezeigter Weise miteinander verschraubt sind, und auch durch Stoßkontakte zwischen der Dichtungshalterung 56 und dem inneren Diffusorrahmen 40 bei 64 und 66 gehaltert. Das umlaufende VAD Dichtungsteil 52 ist zwischen dem kegelstumpfförmigen Verdichterrotorteil 46 und der Welle 30 eingeschlossen, wie es gezeigt ist, und es weist mehrere mit axialem Abstand angeordnete, ringförmige Labyrinth- Dichtungszähne 68 auf, die sich bis in große Nähe zu dem Honigwaben-Dichtungsmaterial 58 erstrecken. Um die gewünschte zugemessene Menge an Kühlmittelströmung zu erhalten und trotzdem die gesamte Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Triebwerkes zu minimieren, ist die Dichtung 50 so aufgebaut, daß sie mit minimalen Betriebsspielräumen zwischen den Zähnen 68 der Labyrithdichtung und dem stationären Honigwaben-Dichtungsmaterial 58 arbeitet. Dieser minimale Spielraum bzw. Spalt bewirkt einen Temperaturanstieg in der durch die Dichtung hindurchströmenden Luft, wie es durch die Pfeile angegeben ist, so daß die die Dichtung verlassende Luft bereits einen Teil ihres nutzbaren Kühlvermögens verloren hat, bevor sie in die ringförmigen Kanäle 70 zwischen der Welle 30 und dem inneren Diffusorrahmen 40 eintritt, von wo sie in bekannter Weise durch die Turbine geleitet wird.
Eine Wind- bzw. Strömungsabschirmung 84 gemäß dem eingangs genannten US-Patent 4 190 397 ist in der Weise gezeigt, daß es einen durchgehenden Ring (er könnte aber auch in Umfangsrichtung segmentiert sein) mit einem im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, der zwischen einem modifizierten Schraubenkopf 86 von einer Schraube bzw. einem Bolzen 87 und dem stromaufwärtigen Flansch 60 eingeschlossen ist. Der eingeschlossene Abschnitt 88 ist mit mehreren auf den Umfang im Abstand angeordneten, vertieften Bereichen in der Form von gefrästen Schlitzen 90 versehen, die im wesentlichen ein D-förmiges Profil haben. Modifizierte Schraubenköpfe 86 haben eine ähnliche Kontour und sind geeignet, in den gefrästen Schlitzen aufgenommen und gehaltert zu werden, so daß die Schraube durch die Seiten der gefrästen Schlitze gegen Drehung festgehalten ist. Die Dicke der Schraubenköpfe und die Tiefe der Schlitze sind ähnlich, so daß die Schraubenköpfe darin bündig angebracht sind und deshalb eine im wesentlichen bündige Grenzfläche mit den umgebenden Oberflächen der stromaufwärtigen eingeschlossenen Seite der Abschirmung bilden und somit offene Zugangslöcher und stromaufwärtige vorstehende Schraubenköpfe 86 eliminieren. Ein zylindrischer Abschnitt 92 der L- förmigen Abschirmung 84 erstreckt sich von den zusammenpassenden Flanschen 60 und 62 stromabwärts und an der stromabwärtigen Mutterseite der geschraubten Verbindung vorbei, um die Strömung von Kühlluft an der Mutter 74 vorbei zu richten und eine Verwirbelung des Kühlmittels durch die Mutter zu minimieren. Die Länge des zylindrischen Abschnittes 92 muß gerade ausreichen, um die Strömung an der Mutter 74 vorbei zu führen, und der Abschnitt kann wie bei 94 konturiert sein, um für eine Verteilung und Drehung der Strömung in den Kanal 70 zu sorgen. Der Übergang zwischen dem eingeschlossenen Abschnitt 88 und dem zylindrischen Abschnitt 92 ist so gezeigt, daß er einen Abschnitt 96 mit einem großen Krümmungradius aufweist, um die Luftreibungs- bzw. Strömungsverluste weiter zu verringern. Da der zylindrische Abschnitt ein 360º Mantel ist, sind Spalte zwischen den Segmenten ebenfalls eliminiert.
Die oben beschriebene Wind- bzw. Strömungsabschirmung sorgt zwar für eine Verbesserung gegenüber anderen Abschirmungen, aber ein fortgesetzter Bedarf an effizienteren Gasturbinentriebwerken hat Abschirmungen mit sogar noch besseren Charakteristiken erfordert, und insbesondere Abschirmungen, die für verbesserte Strömungscharakteristiken in zirkulierenden oder sekundären Strömungsbahnen sorgen. Figuren 3 und 4 sind perspektivische Ansichten von einer Wind- bzw. Stromungsabschirmung 100 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt, weist die Abschirmung 100 einen Kreisring mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Mehrere auf den Umfang im Abstand angeordnete, bogenförmige Schlitze 102 sind in einer ersten oder inneren Oberfläche 104 ausgebildet. Die Schlitze 102 sind so gerichtet und geformt, daß sie über wenigstens einige der Schraubenköpfe 86 passen, obwohl die Schraubenköpfe nicht zu irgendeiner speziellen Konfiguration modifiziert sein müssen. Zwischen jedem benachbarten Paar von Schlitzen 102 befindet sich ein Loch bzw. eine Öffnung 106 mit einem ausreichenden Durchmesser für den Durchtritt von einem Schaft der Schrauben 87. Jede Öffnung 106 hat einen versenkten Abschnitt 108 auf einer zweiten Seite oder Oberfläche 110 der Abschirmung gegenüber der ersten Oberfläche, in der die Schlitze 102 ausgebildet sind. Der versenkte Abschnitt 108 hat eine ausreichende Tiefe, so daß, wenn er auf den Flansch 60 angebracht ist, das Oberteil von einem Schraubenkopf 86 bündig mit der Oberfläche 110 liegt. Der Durchmesser von jedem Abschnitt 108 ist etwa der gleiche wie der Schraubenkopf, um jeden offenen Hohlraum zu mmimieren. Der Durchmesser des versenkten Abschnittes kann jedoch gerade ausreichend gemacht sein, um einen Schraubenschlüssel zum Befestigen eines Standard-Schraubenkopfes aufzunehmen, oder der Abschnitt kann so geformt sein, daß er eng mit dem Schraubenkopf zusammenpaßt mit einer Arretierung der Schraube während des Festziehens, wobei entweder auf eine Sicherungsscheibe oder eine speziell angepaßte Form zurückgegriffen wird.
In Figur 5 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht ähnlich derjenigen von Figur 2 gezeigt, wobei eine Wind- bzw. Strömungsabschirmung 100 installiert ist. Eine primäre Strömungsbahn ist durch Pfeile 102 und eine sekundäre, zirkulierende Strömungsbahn ist bei 114 angegeben. Die Schraubenköpfe 86 passen in die Schlitze 102, wobei die äußere Oberfläche 110 eine glatte Strömungsbahn für die sekundäre Strömung bildet. Die innere Oberfläche 104 liegt fest gegen den Flansch 62 an, während ein Rand 116 gegen das Ringteil 40 anliegt. Der Rand 116 kann mit einem erhöhten Kopf ausgebildet sein, wie es gezeigt ist, oder er kann irgendeine andere Form haben, die für ein Zusammenpassen mit dem Teil 40 geeignet ist und die Bildung von irgendwelchen Hohlräumen verhindert.
Die freiliegenden Schraubenköpfe der stationären Schraubverbindungen in der Nähe von rotierenden Strukturen sind primär abgeschirmt worden, um sie vor Erosion aufgrund von eine hohe Geschwindigkeit aufweisenden Feststoffteilchen in der Fluidströmungsbahn zu schützen. Wind- bzw. Strömungsabschirmungen, die aus diesen Schutzabschirmungen entwickelt worden sind, haben nicht in gleichförmiger Weise Leckbahnen eliminiert, die in den Abschirmungen bestehen könnten und die gestatten, daß die Kühlluft innerhalb der Abschirmung und über die Schraubenköpfe rezirkuliert, wodurch die tangentiale Geschwindigkeitskomponente des Kühlmittels mitgerissen wird. Im allgemeinen tritt dieser Prozeß auf, weil die rezirkulierende Luft schließlich in die Hauptfluidströmung zurückleckt und einen Temperaturanstieg der Kühlluft zur Folge hat. Dieser Temperaturanstieg ist das Ergebnis von Arbeit, die an der rezirkulierenden Luft getan wird, die diese tangentiale Geschwindigkeit zurück auf diejenige der Hauptfluidströmung antreibt. Die oben beschriebene Erfindung sorgt für eine volle 360º Abschirmung, die auf der einen Seite vertieft ist, um den Hauptteil der Schrauben vollständig zu überdecken, die beim Verbinden der Flansche innerhalb eines Gasturbinentriebwerks verwendet sind. Eine gewählte kleinere Anzahl von Schrauben, die mit dem Flansch verbunden sind, werden dann verwendet, um die Abschirmung an dem Flansch zu befestigen. Die Köpfe der die Abschirmung befestigenden Schrauben sind so angeordnet, daß in total tot endenden Taschen sitzen, die keine Rezirkulation von Kühlmittel gestatten. Die Sockel oder versenkten Abschnitte sind so aufgebaut, daß die Schraubenköpfe bündig mit der Fläche der Abschirmung sitzen, wodurch eine relativ glatte Oberfläche mit minimalem Strömungswiderstand präsentiert wird. Wie in Figur 5 gezeigt ist, hält die Abschirmung eine feste Passung an allen Grenzflächen mit dem Flansch und der benachbarten Struktur des Triebwerks bei. Im Vergleich zu der bekannten Abschirmung, die in Figur 2 dargestellt ist, kann gesehen werden, daß eine rezirkuherende Bahn durch die Schrauben oder Muttern auf der stromabwärtigen Seite der primären Fluidströmungsbahn und durch die Verlängerung 92 des L-förmigen Flansches beeinflußt würde, der vorgesehen ist, um eine Entwicklung von einer glatten Strömungsbahn für die Hauptfluidströmung zu unterstützen, wie es durch die Pfeile 112 angegeben ist. In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Figur 5 dargestellt ist, ist der verlängerte Abschnitt der vorderen Abschirmung eliminiert worden und das Unterteil des Flansches 62 ist in gleicher Ausdehnung mit dem Unterteil des vorderen Flansches und dem Unterteil des hinteren Flansches ausgebildet.
Die Erfindung ist zwar anhand dessen beschrieben worden, was gegenwärtig als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel betrachtet wird, aber für den Fachmann werden andere Modifikationen und Variationen deutlich.

Claims

1. Strömungsabschirmung (100) zur Verwendung in einer Fluidströmungsbahn (70) in einem Gasturbinentriebwerk (10) zum Verkleinern des Fluidströmungswiderstandes, der durch eine Fluidströmung über mehrere auf dem Umfang im Abstand angeordnete Befestigungsglieder (87) erzeugt ist, die jeweils einen Abschnitt aufweisen, der in die Fluidströmungsbahn hineinragt, wobei die Strömungsabschirmung gekennzeichnet ist durch:

ein ringförmiges Teil mit einer ersten Anzahl von auf dem Umfang in Abstand angeordneten bogenförmigen Öffnungen bzw. Löchern (102) in seiner ersten Seite (104), mit einer zweiten Anzahl von auf dem Umfang im Abstand angeordneten Öffnungen (106), wobei wenigstens eine der Öffnungen (106) zwischen jedem benachbarten Paar von bogenförmigen Öffnungen (102) angeordnet ist und jede Öffnung (106) einen versenkten Abschnitt (108) auf einer zweiten Seite (110) der Abschirmung gegenüber der ersten Seite (104) aufweist, wobei jede der bogenförmigen Öffnungen (102) mehrere Befestigungsglieder (87) überdecken kann, während der versenkte Abschnitt (108) ein mit einem Kopf versehenes Befestigungsglied (87) bündig mit der zweiten Seite (110) aufnehmen kann, während die zweite Seite (110) eine im wesentlichen durchgehende Oberfläche zu der Fluidströmungsbahn (70) bildet, um die Strömungserwärmung zu minimieren.

2. Strömungsabschirmung nach Anspruch 1, wobei die im Abstand angeordneten Befestigungsglieder (87) sich durch einen von einem Paar damit zusammenpassender Flansche (60, 62) und über dessen Oberfläche hinaus erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seite (104) der Abschirmung so geformt ist, daß sie in einer dichtenden Relation mit der Oberfläche des Flansches (62) zusammenpaßt, um eine Fluidströmung zwischen den im Abstand angeordneten Befestigungsgliedern (87) zu verhindern.

3. Strömungsabschirmung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Seite (110) der Abschirmung auf wenigstens einem Ringrand abgeschrägt ist, um den darüber auftretenden Strömungswiderstand zu verkleinern.

4. Strömungsabschirmung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der versenkte Abschnitt (108) der Öffnungen (106) derart angepaßt ist, daß er lose gegen einen entsprechenden Kopf (86) von den mit einem Kopf versehenen Befestigungsgliedern (87) anliegt.

5. Strömungsabschirmung nach Anspruch 2, wobei sich der Flansch (62) radial von einem Ringteil (40) erstreckt, das im wesentlichen axial zu dem Gasturbinentriebwerk (10) orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rand (116) der Abschirmung sich in einen Kontakt mit dem Ringteil (40) erstreckt zum Blockieren einer Fluidströmung zwischen dem Teil (40) und der Abschirmung (100).

6. Anordnung aus einer Strömungsabschirmung (100) und mehreren auf dem Umfang im Abstand angeordneten Befestigungsgliedern (87) in einer Fluidströmungsbahn (70) in einem Gasturbinentriebwerk (10) zum Verkleinern des Fluidströmungswiderstandes, der durch eine Fluidströmung über die Befestigungslieder (87) erzeugt ist, die jeweils einen Abschnitt aufweisen, der sich in die Fluidströmungsbahn erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß

die Strömungsabschirmung ein ringförmiges Teil mit einer ersten Anzahl von auf dem Umfang im Abstand angeordneten bogenförmigen Öffnungen (102) in seiner ersten Seite und eine zweite Anzahl von auf dem Umfang im Abstand angeordneten Öffnungen (106) aufweist, wobei wenigstens eine der Öffnungen (106) zwischen jedem benachbarten Paar von bogenförmigen Öffnungen (102) angeordnet ist und jede Öffnung (106) einen versenkten Abschnitt (108) auf einer zweiten Seite (110) der Abschirmung gegenüber der ersten Seite (104) aufweist, wobei jede der bogenförmigen Öffnungen (102) mehrere Befestigungsglieder überdeckt, während der versenkte Abschnitt (108) ein mit einem Kopf versehenes Befestigungsglied (87) bündig mit der zweiten Seite (110) aufnimmt, während die zweite Seite (110) eine im wesentlichen durchgehende Oberfläche zu der Fluidströmungsbahn (70) bildet zum Minimieren von Strömungserwärmung.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die im Abstand angeordneten Befestigungsglieder (87) durch einen von einem Paar zusammenpassender Flansche (60, 62) und über seine Oberfläche hinaus erstreckt und die erste Seite (104) der Abschirmung so geformt ist, daß sie in einer dichtenden Relation mit der Oberfläche des Flansches (62) zusammenpaßt, um eine Fluidströmung zwischen den im Abstand angeordneten Befestigungsgliedern (87) zu verhindern.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Seite (110) der Abschirmung auf wenigstens einem Ringrand abgeschrägt ist, um den Fluidströmungswiderstand darüber zu verkleinern.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der versenkte Abschnitt (108) der Öffnungen (106) lose um einen entsprechenden Kopf (86) der mit einem Kopf versehenen Befestigungsglieder (87) passt.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Flansch (62) radial von einem Ringteil (40) erstreckt, das im wesentlichen axial zu dem Gasturbinen triebwerk (10) orientiert ist, wobei sich ein Rand (116) der Abschirmung in einen Kontakt mit dem Ringteil (40) erstreckt zum Blockieren einer Fluidströmung zwischen dem Teil (40) und der Abschirmung (100).