[go: up one dir, main page]

DE3541606C2 - Statorbaugruppe - Google Patents

Statorbaugruppe

Info

Publication number
DE3541606C2
DE3541606C2 DE3541606A DE3541606A DE3541606C2 DE 3541606 C2 DE3541606 C2 DE 3541606C2 DE 3541606 A DE3541606 A DE 3541606A DE 3541606 A DE3541606 A DE 3541606A DE 3541606 C2 DE3541606 C2 DE 3541606C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
holder
flange
guide vane
radial
stator assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE3541606A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3541606A1 (de
Inventor
Leonard W Stevens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of DE3541606A1 publication Critical patent/DE3541606A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3541606C2 publication Critical patent/DE3541606C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Statorbaugruppe nach Anspruch 1.
Ein Axialgasturbinentriebwerk hat typisch einen Verdichtungsabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt und einen Turbinenabschnitt. Ein ringförmiger Strömungsweg für Arbeitsgase erstreckt sich axial durch diese Abschnitte des Triebwerks. Eine Statorbaugruppe erstreckt sich um den ringförmigen Strömungsweg, um die Arbeitsgase auf den Strömungsweg zu beschränken und zu leiten.
Wenn die Arbeitsgase auf dem Strömungsweg geleitet werden, werden sie in dem Verdichtungsabschnitt unter Druck gesetzt und in dem Verbrennungsabschnitt mit Brennstoff verbrannt, wodurch den Arbeitsgasen Energie zugeführt wird. Die heißen, unter Druck stehenden Arbeitsgase expandieren in dem Turbinenabschnitt, um nutzbare Arbeit zu erzeugen. Ein Hauptteil dieser Arbeit wird als Ausgangsleistung benutzt, beispielsweise zum Antreiben einer Freifahrturbine oder zum Entwickeln von Schub für ein Flugzeug.
Der übrige Teil der durch den Turbinenbschnitt erzeugten Arbeit wird nicht als Ausgangsleistung benutzt. Statt dessen wird dieser Teil der Arbeit in dem Verdichtungsabschnitt des Triebwerks benutzt, um die Arbeitsgase zu verdichten. Das Triebwerk ist mit einer Rotorbaugruppe zum Übertragen dieser Arbeit von dem Turbinenabschnitt auf den Verdichtungsabschnitt versehen. Die Rotorbaugruppe hat Kränze von Laufschaufeln in dem Turbinenabschnitt zum Empfangen von Arbeit aus den Arbeitsgasen. Die Laufschaufeln haben aerodynamische Schaufelblätter, die sich nach außen über den Strömungsweg für Arbeitsgase erstrecken und gegen die sich nähernde Strömung abgewinkelt sind, um Arbeit aus den Arbeitsgasen zu empfangen und die Rotorbaugruppe um eine Drehachse anzutreiben. Die Statorbaugruppe hat Kränze von Leitschaufeln, die sich nach innen über den Strömungsweg für Arbeitsgase zwischen den Kränzen von Laufschaufeln erstrecken. Die Leitschaufeln richten die sich nähernde Strömung unter einem gewünschten Winkel auf die Laufschaufeln.
Die Statorbaugruppe hat weiter ein äußeres Gehäuse und Kränze von Wandsegmenten, die an dem äußeren Gehäuse abgestützt sind und sich umfangsmäßig um den Strömungsweg für Arbeitsgase erstrecken. Die Wandsegmente sind an dem Strömungsweg für Arbeitsgase angeordnet, um die Arbeitsgase auf den Strömungsweg zu beschränken. Diese Wandsegmente haben radiale Flächen, die gegenseitigen Umfangsabstand aufweisen, so daß zwischen ihnen ein Spalt verbleibt. Der Spalt ist vorgesehen, um Änderungen im Durchmesser des Kranzes von Wandsegmenten aufgrund der Betriebsbedingungen des Triebwerks aufzunehmen, wenn das äußere Gehäuse erhitzt wird und sich ausdehnt oder abgekühlt wird und sich zusammenzieht.
Beispiele von Leitschaufeln, die in modernen Gasturbinentriebwerken benutzt werden, sind in der US 39 89 410 und der US 40 05 946 beschrieben. Bei diesen bekannten Konstruktionen erstreckt sich der erste Kranz von Leitschaufeln in dem Turbinenabschnitt axial zwischen dem ersten Kranz von Laufschaufeln und dem stromabwärtigen Ende der Brennkammer, wobei sich dünne Blechdichtungen zwischen der Brennkammer und der Leitschaufel erstrecken, um den Strömungsweg der Arbeitsgase zu begrenzen. Die Leitschaufel ist am vorteilhaftesten entweder mit einem äußeren Halter oder mit einem inneren Halter, der sich von dem äußeren Gehäuse aus erstreckt, fest verschraubt und auf diese Weise gehaltert. Wegen der Unterschiede in der Wärmeausdehnung zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse in radialer und in axialer Richtung kann die Leitschaufel nicht fest sowohl mit dem inneren als auch mit dem äußeren Gehäuse verbunden werden, sondern muß frei sein, damit eine Relativbewegung zwischen dem inneren Halter und dem äußeren Halter möglich ist.
Die Leitschaufel gemäß der US 40 05 946 ist mit dem äußeren Halter fest verschraubt und mit dem inneren Halter in radialer Richtung in Gleitberührung. Ein Vorderkantenbereich des Halters ist im wesentlichen unabgestützt, denn er trägt flexibles Blechmaterial, welches die Leitschaufel mit dem Verbrennungsabschnitt verbindet. Die in der US 39 89 410 beschriebene Leitschaufel ist auf gleiche Weise befestigt, denn sie ist an dem äußeren Halter angeschraubt und mit dem inneren Halter an einem ringförmigen Flansch in Gleitberührung. Kühlluft wird gemäß der US 40 05 946 durch einen stromaufwärtigen Kanal zu der Leitschaufel geleitet, um das Innere der Leitschaufel zu kühlen. Die Kühlluft wird nach hinten zu stromabwärtigen Stellen in dem Gasturbinentriebwerk geleitet, um benachbarte Teile des Triebwerks weiter zu kühlen, wie beispielsweise äußere Luftabdichtungssegmente. Es ist demgemäß erwünscht, daß ein enger Dichtkontakt zwischen benachbarten Teilen des Triebwerks vorhanden ist, um die Leckage von Kühlluft in den Strömungsweg für Arbeitsgase zu verhindern.
Die Benutzung von Kühlluft wird zwar akzeptiert, weil sie die Lebensdauer der Leitschaufelblätter im Vergleich zu ungekühlten Leitschaufelblättern verlängert, die Benutzung von Kühlluft verringert jedoch den Betriebswirkungsgrad des Triebwerks. Zu dieser Verringerung kommt es, weil ein Teil der nutzbaren Arbeit des Triebwerks benutzt wird, um die Kühlluft in dem Verdichtungsabschnitt unter Druck zu setzen, wodurch die Menge an nutzbarer Arbeit, die für die Ausgangsleistung verfügbar ist, verringert wird. Eine Möglichkeit zum Steigern des Betriebswirkungsgrades besteht darin, die Leckage von Kühlluft aus den Kühlluftströmungswegen in dem Triebwerk zu verringern. Eine weitere Möglichkeit zum Steigern des Betriebswirkungsgrades besteht darin, die Kühlluft wirksamer auszunutzen, so daß mit derselben Kühlluftmenge eine stärkere Kühlung erreicht wird oder dieselbe Kühlung mit einer geringeren Kühlluftmenge erreicht wird.
Die US 44 85 620 zeigt eine Leitschaufel, welche mit inneren und äußeren Flanschen versehen ist. Ein stromabwärtiger äußerer Flansch ist in einer Nut eines äußeren Halters aufgenommen, und ein stromaufwärtiger äußerer Flansch ist an einen Flansch des äußeren Halters befestigt.
Aus der GB 20 33 021 A ist lediglich eine Befestigung einer Leitschaufel an ihrem radial äußeren Ende bekannt.
Die US 34 43 791, die den nächstliegenden Stand der Technik bildet, zeigt eine Statorbaugruppe mit Leitschaufeln, die an einem inneren und einem äußeren Halter befestigt sind und einen stromaufwärtigen inneren Flansch und einen stromaufwärtigen äußeren Flansch sowie einen stromabwärtigen inneren Flansch und einen stromabwärtigen äußeren Flansch aufweisen. Der stromaufwärtige äußere Flansch ist an dem äußeren Halter gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung festgehalten, und der stromabwärtige äußere Flansch liegt an einer radialen Fläche des äußeren Halters an. Weiter haben die Leitschaufeln an ihrem inneren Ende etwa in der Mitte zwischen den beiden inneren Flanschen eine Vorrichtung zum Festhalten der Leitschaufeln gegen Umfangsbewegung, wobei sich jede so befestigte Leitschaufel während des Betriebes um eine Stelle drehen kann, an der sie gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung festgehalten ist. Durch diese Bewegung können sich die zusammenwirkenden Dichtflächen an dem äußeren Halter und dem äußeren stromabwärtigen Flansch jeder Leitschaufel in bezug aufeinander schräg einstellen und einen Leckweg für Kühlmittel zu dem Strömungsweg für das Arbeitsgas hin öffnen. Bei der Statorbaugruppe nach der US 34 43 791 ist der in Axialrichtung gemessene Abstand zwischen den beiden Festhalteeinrichtungen verhältnismäßig klein und entspricht etwa der halben axialen Länge der Leitschaufel. Die fixierte Leitschaufel kann somit um einen verhältnismäßig großen Winkel um ihre äußere Festlegungsstelle am äußeren Flansch verschwenken. Bei einer solchen Verschwenkung kann sich aber ein großer Leckweg zwischen den zusammenwirkenden Dichtflächen des äußeren Halters und des stromabwärtigen äußeren Flansches jeder Leitschaufel einstellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Statorgruppe so auszubilden, daß die Leckverluste längs eines jeweils zwischen einem äußeren Halter und einem äußeren stromabwärtigen Flansch einer Leitschaufel gebildeten Leckweges verringert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der Statorbaugruppe nach der Erfindung wird der Leckverlust längs des Leckweges dadurch reduziert, daß erfindungsgemäß die Einrichtung zum Festhalten der Leitschaufel in Umfangsrichtung in einem möglichst großen axialen Abstand von der Einrichtung zum Festhalten der Leitschaufel gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung vorgesehen ist. Zum Festhalten der Leitschaufel gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung ist eine erste Einrichtung vorgesehen, durch die der radial innere Flansch der Leitschaufel an dem inneren Halter gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung befestigt ist. Weiter ist eine zweite Einrichtung zum Festhalten der Leitschaufel gegen Umfangsbewegung vorgesehen, mit der ein zweiter äußerer Flansch der Leitschaufel an einem äußeren Halter befestigt wird. Der Abstand zwischen diesen beiden Einrichtungen ist etwa gleich dem axialen Abstand zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende der Leitschaufel und ist damit wesentlich größer als der zuvor genannte Abstand zwischen den Einrichtungen und Festhalten der Leitschaufel, wie sie in der US 34 43 791 gezeigt sind. Bei gleichem Spiel ergibt sich entsprechend bei der erfindungsgemäßen Statorbaugruppe in der Einrichtung zum Festhalten der Leitschaufel gegen Umfangsbewegung ein kleinerer Schwenkwinkel und demgemäß ein Leckweg mit kleinerem Strömungsquerschnitt, wodurch die Leckverluste im Vergleich zu den aus der US 34 43 791 gezeigten Stand der Technik reduziert werden.
Ein Hauptvorteil der Erfindung ist der bessere Betriebswirkungsgrad eines mit der erfindungsgemäßen Statorbaugruppe ausgestatteten Triebwerks der sich dadurch ergibt, daß die Leitschaufel daran gehindert wird, sich aufgrund von Betriebskräften zu drehen, um die Erzeugung von Leckwegen zwischen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Oberflächen an der Leitschaufel und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Dichtflächen, die die Leitschaufel berühren, zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil ist die Lebenssdauer der Leitschaufel, die sich aus der festen Halterung der Leitschaufel ergibt, welche trotzdem axiales und radiales Wachstum zwischen dem inneren und dem äußeren Halter zuläßt, zwischen denen sich die Leitschaufel erstreckt, und die Auswirkung verringert, die Schiebeverbindungen auf die Fähigkeit der Leitschaufel haben, sich durch axiales Entfernen der Schiebeverbindung von einem Drehpunkt zu drehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks, die einen Teil des Verbrennungsabschnitts und des Turbinenabschnitts zeigt,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Gasturbinentriebwerks nach Fig. 1, wobei Teile des Verbrennungsabschnitts und des Turbinenabschnitts der Übersichtlichkeit halber weggebrochen worden sind,
Fig. 3 eine Ansicht insgesamt nach der Linie 3-3 in Fig. 2, die eine von zwei benachbarten Leitschaufeln zeigt, wobei Teile der anderen Leitschaufel weggebrochen worden sind, um die relative Lage der als Schraubverbindung ausgebildeten ersten Einrichtung mit dem als Schiebeverbindung ausgebildeten vorderen Teil der zweiten Einrichtung der Leitschaufel sichtbar zu machen,
Fig. 4 eine Ansicht insgesamt nach der Linie 4-4 in Fig. 2, die eine Leitschaufel in ausgezogenen Linien und die benachbarten Teile vor dem Betrieb des Triebwerks, die Leitschaufel strichpunktiert während des Betriebes des Triebwerks und eine Leitschaufel mit unterbrochenen Linien zeigt, bei der es sich um eine Ausführungsform eines Aufbaus handelt, bei dem die Erfindung nicht angewandt wird, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die zeigt, wie die Lage, in der eine bestimmte Gruppe von Toleranzen benutzt wird, die Drehung der Leitschaufel um eine erste Stelle A beeinflussen kann.
Fig. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk, von dem ein Teil eines Verbrennungsabschnitts 10 und ein Teil eines Turbinenabschnitts 12 dargestellt sind. Der Verbrennungsabschnitt 10 und der Turbinenabschnitt 12 sind um eine Drehachse Ar angeordnet. Ein ringförmiger Strömungsweg 14 für Arbeitsgase erstreckt sich durch das Triebwerk um die Drehachse Ar. Eine Rotorbaugruppe 16 erstreckt sich ebenfalls axial durch das Triebwerk um die Drehachse Ar. Eine Statorbaugruppe 18 erstreckt sich axial durch das Triebwerk um die Rotorbaugruppe 16.
In dem Turbinenabschnitt 12 weist die Rotorbaugruppe 16 einen Kranz von Laufschaufeln auf, die durch die einzelne Laufschaufel 22 dargestellt sind. Der Kranz von Laufschaufeln erstreckt sich nach außen durch den Strömungsweg 14 für Arbeitsgase. Die Statorbaugruppe 18 hat ein Triebwerksgehäuse 24, das sich in Umfangsrichtung um den Strömungsweg 14 erstreckt, und eine Wand 26, die mit Abstand einwärts von dem Triebwerksgehäuse 24 angeordnet ist. Wenigstens ein Primärströmungsweg für Kühlluft, der durch einen Strömungsweg 28 dargestellt ist, erstreckt sich zwischen der Wand 26 und dem Triebwerksgehäuse 24 axial durch das Triebwerk.
Die Wand 26 erstreckt sich in Umfangsrichtung um den Strömungsweg 14 für Arbeitsgase in unmittelbarer Nähe der Laufschaufel 22, um den Strömungsweg 14 für Arbeitsgase außen zu begrenzen. Die Wand 26 weist eine äußere Luftabdichtung 32 auf, die sich in Umfangsrichtung um die Laufschaufeln 22 erstreckt. Die äußere Luftabdichtung 32 besteht aus einem Kranz von gekrümmten Dichtsegmenten, der durch das einzelne Dichtsegment 34 dargestellt ist und sich in Umfangsrichtung um den Kranz von Laufschaufeln 22 erstreckt. Ein stromaufwärtiger Halter 36 und ein stromabwärtiger Halter 38 erstrecken sich von dem Triebwerksgehäuse 24 aus nach innen, um die äußere Luftabdichtung 32 in unmittelbarer Nähe des Kranzes von Laufschaufeln 22 abzustützen und zu positionieren. Jeder dieser Halter 36, 38 kann in Segmente geteilt sein, um die Umfangsfestigkeit der Halter 36, 38 zu reduzieren.
Die Wand 26 weist einen Kranz von Leitschaufeln auf, die durch die einzelne Leitschaufel 42 dargestellt sind, welche sich nach innen über den Strömungsweg 14 für Arbeitsgase erstreckt. Der Kranz von Leitschaufeln 42 ist der äußeren Luftabdichtung 32 benachbart und hat Abstand von der äußeren Luftabdichtung 32, so daß ein Bereich 44 zwischen ihnen verbleibt, der sich radial außerhalb des Strömungsweges 14 für Arbeitsgase befindet. Eine ringförmige Federdichtung 45 erstreckt sich zwischen dem stromaufwärtigen Halter 36 für die äußere Luftabdichtung 32 und dem Kranz von Leitschaufeln 42, um die Leckage von Kühlluft aus dem Strömungsweg 28 für Kühlluft zu blockieren.
Jede Leitschaufel 42 hat eine Plattform 46, ein oder mehrere aerodynamische Blätter 48, die sich radial einwärts durch den Strömungsweg 14 für Arbeitsgase erstrecken, und eine Ummantelung 52, die an dem Blatt 48 der Leitschaufel 42 befestigt ist. Die Ummantelung 52 hat eine Schneidendichtung 53, die sich radial nach innen in unmittelbarer Nähe der Laufschaufeln 22 erstreckt, um die Leckage von Arbeitsgasen aus dem Strömungsweg 14 zu blockieren.
Die Statorbaugruppe 18 hat weiter eine Einrichtung zum Haltern des Kranzes von Leitschaufeln 42 in Form eines inneren Halters 54 und eines äußeren Halters 56. Der innere Halter 54 ist durch ein Zwischenteil und durch weitere Teile (nicht dargestellt) an dem Triebwerksgehäuse 24 befestigt. Der innere Halter 54 ist mit Abstand einwärts von dem Verbrennungsabschnitt 10 angeordnet und erstreckt sich bezüglich des Verbrennungsabschnitts 10 in Umfangsrichtung, so daß er einen inneren Strömungsweg 60 für Kühlluft begrenzt. Der innere Halter 54 hat eine ringförmige Platte 62, die sich in Umfangsrichtung um den Strömungsweg 14 erstreckt. Die Platte 62 hat eine sich in radialer Richtung erstreckende Oberfläche 64, die in stromaufwärtige Richtung weist und über die der innere Halter 54 die Leitschaufel 42 erfaßt.
Der äußere Halter 56 ist ringförmig und hat einen ringförmigen Flansch 66, einen zylindrischen Abschnitt 68 und einen kegelstumpfförmigen Abschitt 72. Diese Abschnitte sind einstückig miteinander ausgebildet und bilden deshalb eine integrale Konstruktion. Statt dessen könnte die integrale Konstruktion aus einem mehrstückigen Aufbau des Halters 56 resultieren, wobei der Aufbau so gestaltet ist, daß sich der Halter 56 wie ein einziges Teil verhält.
Der äußere Halter 56 erstreckt sich axial und von dem Triebwerksgehäuse 24 aus radial nach innen und unterteilt den Strömungsweg 28 für Kühlluft in einen Hochdruckbereich 74, der Kühlluft mit statischem Druck enthält, und in einen Niederdruckbereich 76, der Kühlluft mit niedrigerem statischen Druck enthält. Mehrere Dosierlöcher 78a und 78b bringen den Hochdruckbereich 74 in Strömungsverbindung mit dem Niederdruckbereich 76. Der ringförmige äußere Halter 56 begrenzt durch eine erste Oberfläche 80 den Strömungsweg 28 für Kühlluft und durch eine zweite Oberfläche 82 den Niederdruckbereich 76, der durch den stromabwärtigen Teil des Strömungsweges 28 für Kühlluft gebildet ist.
Der ringförmige äußere Halter 56 stützt die Leitschaufeln 42 auf freitragende Weise an dem Triebwerksgehäuse 24 ab. Der äußere Halter 56 hat eine ringförmige Nut 84, die nach innen gewandt ist. Die Nut 84 ist durch zwei radiale Oberflächen 86 und 88 begrenzt, die gegenseitigen Abstand aufweisen, und durch eine axiale Oberfläche 92. Die stromaufwärtige radiale Oberfläche 86 weist in stromabwärtige Richtung, die stromabwärtige radiale Oberfläche 88 weist in stromaufwärtige Richtung, und die axiale Oberfläche 92 weist radial nach innen. Mehrere Bohrungen 94 erstrecken sich durch den Halter 56, um die ringförmige Nut 84 mit dem Niederdruckbereich 76 in Strömungsverbindung zu bringen.
Der äußere Halter 56 hat weiter mehrere stromaufwärtige Flansche 96, die gegenseitigen Umfangsabstand aufweisen. Die Flansche 96 erfassen jeweils eine Leitschaufel 42 des Leitschaufelkranzes mittels einer zweiten Einrichtung 98 in Form einer Schiebe- oder keilartigen (spline-type) Verbindung. Jeder Flansch 96 hat eine stromaufwärtige Stirnfläche 100. Die stromaufwärtige Stirnfläche 100 hat einen axialen Abstand L₁ von der stromabwärtigen radialen Oberfläche 88, die die ringförmige Nut 84 begrenzt. Die Leitschaufel 42 hat eine stromabwärtige Stirnfläche 102, die einen Abstand L₂ von der stromabwärtigen radialen Oberfläche 88 hat. Der Abstand L₂ ist größer als der Abstand L₁, um sicherzustellen, daß ein axialer Spalt zwischen dem Flansch 96 und der Leitschaufel 42 vorhanden ist, wenn sich die Leitschaufel 42 nach hinten bewegt, um sich gegen die stromabwärtige radiale Oberfläche 88 zu legen.
Jede Leitschaufel 42 des Kranzes von Leitschaufeln 42 erstreckt sich zwischen dem inneren Halter 54 und dem äußeren Halter 56. Jede Leitschaufel 42 hat eine erste Seite 104, die als Saugseite wirkt und eine zweite Seite 106, die als Druckseite wirkt. Die Ummantelung 52 hat einen stromaufwärtigen inneren Flansch 108 und einen stromabwärtigen inneren Flansch 112. Diese Flansche 108, 112 erstrecken sich in Umfangsrichtung um die Leitschaufel 42. Der stromaufwärtige innere Flansch 108 berührt wie dargestellt eine flexible Blechdichtung 114, die an dem inneren Halter 54 befestigt ist und sich in Umfangsrichtung erstreckt, so daß sie den stromaufwärtigen inneren Flansch 108 abdichtend erfaßt, um die Leckage von Kühlluft aus dem inneren Strömungsweg 60 für Kühlluft zu blockieren.
Der stromabwärtige innere Flansch 112 hat ein Loch 116 zur Aufnahme einer ersten Einrichtung 118 zum Festhalten der Leitschaufel 42 in Form einer Mutter- Schraube-Kombination. Ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, vollständiger Ring 120 als Teil der ersten Einrichtung 118 erstreckt sich über den stromabwärtigen inneren Flansch 112 jeder Leitschaufel 42 und schließt den stromabwärtigen inneren Flansch 112 in axialer Richtung zwischen sich und der ringförmigen Platte 62 an dem inneren Halter 54 ein.
Jede Leitschaufel 42 erfaßt den äußeren Halter 56 mittels eines stromabwärtigen, ersten äußeren Flansches 122 und mittels eines stromaufwärtigen, zweiten äußeren Flansches 124. Der stromaufwärtige, zweite äußere Flansch 124 ist in radialem Abstand außerhalb von dem stromabwärtigen, ersten äußeren Flansch 122 und in axialem Abstand vorderhalb der stromabwärtigen inneren und äußeren Flansche 112 bzw. 122 angeordnet. Der stromaufwärtige, zweite äußere Flansch 124 erfaßt durch eine Nut 125 den stromaufwärtigen Flansch 96 des äußeren Halters 56 über die zweite Einrichtung 98 in Form der keilartigen Verbindung verschiebbar. Der stromabwärtige, erste äußere Flansch 122 ist um eine Strecke radial nach außen von dem stromabwärtigen inneren Flansch 112 und axial nach hinten entfernt. Der stromabwärtige, erste äußere Flansch 122 erstreckt sich in Umfangsrichtung in der ringförmigen Nut 84. Der stromabwärtige, erste äußere Flansch 122 hat zwei radiale Oberflächen 126 und 128. Die stromaufwärtige radiale Oberfläche 126 weist in stromaufwärtige Richtung, und die stromabwärtige radiale Oberfläche 128 weist in stromabwärtige Richtung. Eine axiale Oberfläche erstreckt sich zwischen diesen radialen Oberflächen126 und 128 und hat radialen Abstand von der axialen Oberflächen 92 in der Nut 84, so daß dazwischen eine ringförmige Kühlluft-Zwischenkammer 132 verbleibt. Die ringförmige Kühlluft- Zwischenkammer 132 ist in Strömungsverbindung mit dem Niederdruckbereich 76 für Kühlluft über die Bohrungen 94 in dem äußeren Halter 56. Wegen Toleranzen zwischen der Nut 84 und den radialen Oberflächen 126, 128 an dem stromabwärtigen ersten äußeren Flansch 122 ist ein kleiner Spalt zwischen der radialen Oberfläche 126 an dem Flansch 122 vorhanden.
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht von zwei benachbarten Leitschaufeln 42, wobei Teile des Verbrennungsabschnitts 10 und der Blechdichtung 114 der Übersichtlichkeit halber weggebrochen worden sind. Der sich in Umfangsrichtung erstreckende Ring 120 ist ebenfalls weggebrochen worden, um die Beziehung des Ringes 120 zu dem stromabwärtigen inneren Flansch 112 der benachbarten Leitschaufel 42 sichtbar zu machen. Gemäß der strichpunktierten Darstellung erstreckt sich der Ring 120 über jeden stromabwärtigen inneren Flansch 112, so daß durch die Löcher 116 in den benachbarten stromabwärtigen inneren Flanschen 112 hindurchgeführte Schrauben bewirken, daß der Ring 120 eine Klemmwirkung nicht nur an der Stelle der Schraube, sondern auch über denjenigen Teilen des stromabwärtigen inneren Flansches 112 ausübt, die sich zwischen benachbarten Schraubstellen erstrecken.
Die benachbarten Leitschaufeln 42 haben gegenseitigen Umfangsabstand, so daß ein kleiner Umfangsspalt G zwischen ihnen vorhanden ist, der Änderungen im Durchmesser des Kranzes von Leitschaufeln 42 zuläßt. Flexible Dichtplatten 134 (Federdichtungen), die sich in Federdichtnuten 136 erstrecken, welche in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, erstrecken sich zwischen den benachbarten inneren Ummantelungen 52, den benachbarten Plattformen 46 und den benachbarten stromabwärtigen, ersten äußeren Flanschen 122, um die Leckage von Kühlluft aus diesen Bereichen zu blockieren.
Jeder stromabwärtige innere Flansch 112 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Leitschaufel 42 über eine Umfangslänge Lid. Diese Umfangslänge Lid ist in drei Abschnitte unterteilt, die jeweils eine Länge haben, welche ungefähr gleich der Länge der benachbarten Abschnitte ist. Der stromabwärtige innere Flansch 112 hat einen ersten Abschnitt 142, der den ersten Seite 104 (Saugseite) der Leitschaufel 42 benachbart ist. Ein zweiter Abschnitt 144 ist der zweiten Seite 106 (Druckseite) benachbart. Ein zentraler Abschnitt 146 erstreckt sich zwischen dem ersten Abschnitt 142 und dem zweiten Abschnitt 144. Der erste Abschnitt 142 nimmt in dem Loch 116 in dem stromabwärtigen inneren Flansch 112 die Einrichtung 118 auf. Diese Einrichtung 118 in Form einer Mutter-Schraube-Verbindung hält den stromabwärtigen inneren Flansch 112 fest und verhindert eine Axial-, Umfangs- und Radialbewegung der Leitschaufel 42 an einer ersten Stelle A.
Der stromaufwärtige, zweite äußere Flansch 124 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Leitschaufel 42 über eine Umfangslänge Lou. Ebenso wie der stromabwärtige innere Flansch 112 hat der stromaufwärtige, zweite äußere Flansch 124 einen ersten Abschnitt 148, der der ersten Seite 104 der Leitschaufel 42 benachbart ist. Der stromaufwärtige, zweite äußere Flansch 124 hat außerdem einen zweiten Abschnitt 152, der der zweiten Seite 106 der Leitschaufel 42 benachbart ist. Ein zentraler Abschnitt 154 erstreckt sich zwischen dem ersten Abschnitt 148 und dem zweiten Abschnitt 152. Der zweite Abschnitt 152 erfaßt einen der stromaufwärtigen Flansche 96 an dem äußeren Halter 56 über die als Schiebeverbindung ausgebildete zweite Einrichtung 98 durch einen radialen Schlitz 156. Die Leitschaufel 42 kann frei den äußeren Halter 56 in radialer Richtung über die zweite Einrichtung 98 verschiebbar erfassen und sich an den äußeren Halter 56 in Umfangsrichtung anlegen. Die zweite Einrichtung 98 weist einen Bolzen 158 und eine Büchse auf, die als ein vergrößter Bolzen 162 wirkt. Der Bolzen 158 ist an dem stromaufwärtigen Flansch 96 an dem äußeren Halter 56 befestigt und erstreckt sich in den radialen Schlitz 156.
Stattdessen könnte die als Schiebeverbindung ausgebildete zweite Einrichtung 98 aus einem Bolzen bestehen, der an der Leitschaufel 42 befestigt ist und einen Schlitz in dem Flansch 96 erfaßt. Der Bolzen 158 ist wie dargestellt mit Einrichtungen 164 und 165 in Form einer Mutter und einer Feder als Teile der zweiten Einrichtung 98 versehen. Die Feder wird beim Einbau zusammengedrückt, damit die Leitschaufel 42 nach hinten gegen die radiale Oberfläche 88 der ringförmigen Nut 84 gedrückt wird.
Fig. 3 ist eine Ansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 2, die die Beziehung der ersten Einrichtung 118 in dem stromabwärtigen inneren Flansch 112 an einer ersten Stelle A zu der zweiten Einrichtung 98, die durch die Kombination aus dem Bolzen 158 und dem radialen Schlitz 156 an einer zweiten Stelle B gebildet ist, zeigt. Diese beiden Einrichtungen sind die Haupteinrichtung zum Hindern einer Umfangsbewegung der Leitschaufel 42. Wegen der erforderlichen Toleranzen an der zweiten Einrichtung 98 zwischen dem Bolzen 158 und dem radialen Schlitz 156 wird der Leitschaufel 42 an der Stelle B eine kleine Umfangsbewegung gestattet. Diese kleine Umfangsbewegung führt zu einer Drehung der Leitschaufel 42 um die erste Stelle A mit einem Radius R, die eine Horizontalkomponente hat, welche ungefähr gleich R gemäß Fig. 3 ist. Diese Bewegung an der Stelle B drückt sich durch eine Vor- und Zurückbewegung der Leitschaufel 42 aus. Das beinhaltet eine Vor- und Zurückbewegung des stromabwärtigen, ersten äußeren Flansches 122 in einem Punkt C.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht des stromabwärtigen, ersten äußeren Flansches 122 nach der Linie 4-4 in Fig. 2 mit den benachbarten Teilen zur Veranschaulichung der Beziehung des Flansches 122 zu der ringförmigen Nut 84. Wenn sich die Leitschaufel 42 um die Stelle A dreht, dreht sich der stromabwärtige, erste äußere Flansch 122 in dem Punkt C, und es öffnet sich ein kleiner dreieckiger Leckbereich (der der Übersichtlichkeit halber übertrieben groß dargestellt ist) zwischen der stromabwärtigen radialen Oberfläche 128 an dem Flansch 122 und der radialen Oberfläche 88 an der Nut 84, die in stromaufwärtige Richtung weist.
Während des Betriebes des Gasturbinentriebwerks strömt Kühlluft aus dem Strömungsweg 28 für Kühlluft in den Hochdruckbereich 74. Der Hochdruckbereich 74 ist ein erster Hohlraum oder eine erste Kammer, die sich in Umfangsrichtung unter dem Kranz von kühlbaren Leitschaufeln 42 erstreckt, um die Leitschaufeln 42 mit Kühlluft zu versorgen. Darüber hinaus erstreckt sich der Strömungsweg 28 in den Niederdruckbereich 76, der sich radial außerhalb des ringförmigen äußeren Halters 56 befindet. Der Niederdruckbereich 76 ist durch den stromaufwärtigen Halter 36, die äußere Luftabdichtung 32 und die Federdichtung 45 begrenzt, welche sich zwischen dem äußeren Halter 56 und dem stromaufwärtigen Halter 36 erstreckt. Teile des Turbinenabschnitts 12, zu denen der innere Halter 54, der äußere Halter 56, das äußere Triebwerksgehäuse 24, der Kranz von Leitschaufeln 42 und die äußere Luftabdichtung 32 gehören, werden durch die Arbeitsgase erhitzt und durch die Kühlluft gekühlt.
Diese Teile des Triebwerks sprechen thermisch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf das Erhitzen durch die Arbeitsgase und auf das Kühlen durch die Kühlluft an. Zu den Faktoren, die ihr Wärmeansprechverhalten beeinflussen, gehören die Wärmekapazität der Teile und die Art der Beaufschlagung dieser Teile mit heißen Gasen und Kühlluft. Beispielsweise sind Teile wie der Kranz von Leitschaufeln 42 in innigem Kontakt mit dem Strömungsweg 14 für Arbeitsgase und sprechen schneller an als das äußere Triebwerksgehäuse 24 und die Halter 54, 56, die Abstand von dem Strömungsweg 14 haben und von Kühlluft umströmt sind. Infolgedessen wachsen der äußere Halter 56 und innere Halter 54 und der Kranz von Leitschaufeln 42 axial und radial mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wenn sich die Gaswegtemperatur ändert. Beispielsweise können sich der innere Halter 54 und der äußere Halter 56 in bezug aufeinander radial und axial bewegen, was bewirkt, daß sich die Leitschaufel 42 nach vorn und hinten neigt. Diese Radial- und Axialbewegung wird durch den axialen Spalt Ca zwischen dem stromabwärtigen, ersten äußeren Flansch 122 und der radialen Oberfläche 86 der ringförmigen Nut 84 aufgenommen, und zwar durch eine radiale Gleitberührung zwischen den Flanschen 122 der Leitschaufeln 42 und dem äußeren Halter 56 und durch die Fähigkeit der Leitschaufeln 42, kleine Verstellbewegungen nach hinten auszuführen, wenn Betriebskräfte auf den Kranz von Leitschaufeln 42 einwirken, die durch die Arbeitsgase ausgeübt werden, wenn diese durch die Leitschaufeln 42 strömen. Weil der axiale Abstand L₁ zwischen der radialen Oberfläche 88 der ringförmigen Nut 84 und der stromaufwärtigen Stirnfläche 100 des stromaufwärtigen Flansches 96 kleiner ist als der Abstand zwischen der radialen Oberfläche 128 des stromabwärtigen, ersten äußeren Flansches 122 und der stromabwärtigen Stirnfläche 102 des stromaufwärtigen, zweiten äußeren Flansches 124, bewegt sich die Leitschaufel 42 aufgrund von Betriebskräften axial nach hinten und preßt sich gegen die radiale Oberfläche 86 der ringförmigen Nut 84. Trotzdem sind die Betriebskräfte, die durch die Arbeitsgase ausgeübt werden, auch bestrebt, die Leitschaufel 42 von der radialen Oberfläche 86 wegzudrehen, wobei dem aber durch eine Umfangshalterung der zweiten Einrichtung 98 und durch ein Befestigungselement als Teil der ersten Einrichtung 118 an dem stromabwärtigen inneren Flansch 112 entgegengewirkt wird.
Besonders vorteilhaft ist der Radius R, der zwischen der ersten Stelle A der ersten Einrichtung 118 an dem inneren Flansch 112 und der zweiten Stelle B der Einrichtung 164 an dem äußeren Flansch 124 vorhanden ist. Als Ergebnis des Radius R, der zwischen diesen beiden Stellen vorhanden ist, haben Toleranzen an der zweiten Einrichtung 98 eine kleinere Auswirkung als wenn die Leitschaufel 42 eine Schiebeverbindung mit dem äußeren Triebwerksgehäuse 24 in einem Punkt hätte, der sich radial außerhalb von dem stromabwärtigen inneren Flansch 112 befindet.
Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Auswirkung von Toleranzen in Umfangsrichtung auf die Fähigkeit der Leitschaufel 42, sich um die erste Stelle A zu bewegen. Wenn die Toleranzen, die für eine Umfangseinsparung vorgesehen sind, in einem Punkt vorhanden sind, der umfangsmäßig auf die erste Stelle A ausgerichtet und in enger axialer Ausrichtung auf diese Stelle ist, wie beispielsweise die zweite Stelle B′, dann kann sich die Leitschaufel 42 um einen Winkel α frei um die erste Stelle A bewegen. Wenn der Punkt der Umfangseinspannung axial oder umfangsmäßig von der zweiten Stelle B′ zu einer zweiten Stelle B bewegt wird, um dem Punkt der Umfangseinspannung axialen und umfangsmäßigen Abstand von der als Drehpunkt wirkenden ersten Stelle A zu geben, ist der Winkel, um den sich die Leitschaufel 42 drehen kann, viel kleiner und ungefähr gleich dem Winkel β. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Verwendung eines sich axial erstreckenden Bolzens 158, der mit dem Radius R einen Winkel bildet. Dadurch wird die Auswirkung von Toleranzen weiter reduziert.
Die Auswirkung des Verkleinerns dieser Winkel ist in Fig. 4 gezeigt, wo die mit ausgezogenen Linien dargestellte Konfiguration den idealen Dichtkontakt zwischen der stromabwärts weisenden radialen Oberfläche 128 des stromabwärtigen, ersten äußeren Flansches 122 und der stromaufwärts weisenden radialen Oberfläche 88 der ringförmigen Nut 84 zeigt. Die Drehung der Leitschaufel 42 in Umfangsrichtung um die erste Stelle A um den Winkel α bewirkt, daß sich der maximale dreiecksförmige Leckweg zwischen einer Oberfläche 128′ und der Nut 84 öffnet, was mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Axiales Bewegen des Punktes der Umfangeinspannung nach vorn von der ersten Stelle A an dem stromabwärtigen inneren Flansch 112 aus reduziert den Winkel weiter, und eine axiale und umfangsmäßige Bewegung des Flansches 122 in bezug auf die zweite Einrichtung 98 verkleinert den Winkel noch weiter und führt zur Bewegung in eine Lage, die mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Dieselbe vorteilhafte Auswirkung ergibt sich an anderen Stellen, wo eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtfläche an dem Flansch eine zugeordnete Oberfläche an einer Dichtung berührt, wie beispielsweise zwischen dem stromaufwärtigen inneren Flansch 108 und der benachbarten Blechdichtung 114.
Der Leckweg für Kühlluft erstreckt sich von dem Hochdruckbereich 74 aus durch den axialen Spalt Ca, der vorgesehen ist, um das axiale Neigen der Leitschaufel 42 in bezug auf den äußeren Halter 56 zuzulassen. Der Leckweg erstreckt sich in die Kühlluft-Zwischenkammer 132 und von dieser aus zwischen der radialen Oberfläche 128 des Flansches 122 und der radialen Oberfläche 88 des äußeren Halters 56. Die Leckage wird in der Lage des Flansches 122, die strichpunktiert dargestellt ist, stark verringert, und zwar durch die große Verkleinerung des Leckagequerschnitts im Vergleich zu der Lage des Flansches 122, die durch strichpunktierte Linien dargestellt ist.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der guten Abdichtung der Kühlluft- Zwischenkammer 132. Wenn die Kühlluft-Zwischenkammer 132 durch auf dem Leckweg strömende Kühlluft unter Druck gesetzt wird, wird die Kühlluft von dieser Stelle aus zurück in den Strömungsweg 28 für Kühlluft geleitet, und zwar über die Bohrungen 94, die sich von der Kühlluft-Zwischenkammer 132 aus in den Niederdruckbereich 76 des Strömungsweges 28 für Kühlluft erstrecken. Dadurch wird ein Teil der Kühlluft, die auf dem Leckweg strömt, in den Strömungsweg 14 für Arbeitsgase umgelenkt. Weiter wird die treibende Kraft (d. h. der Druckgradient) zwischen der Kühlluft-Zwischenkammer 132 und dem Strömungsweg 14 für Arbeitsgase durch Verringerung des Druckes in der Kühlluft-Zwischenkammer 132 verringert. Der Strömungsweg 28 für Kühlluft erstreckt sich zwischen den benachbarten stromaufwärtigen Haltern 36 nach hinten und durch die äußere Luftabdichtung 32, wo er die Kühlung der äußeren Luftabdichtung 32 bewirkt. Die Kühlluft kann an einen dritten Bereich, wie beispielsweise den Bereich 44, außerhalb des Strömungsweges 14 zwischen der äußeren Luftabdichtung 32 und den Leitschaufeln 42 abgegeben werden, wo sie diesen Bereich unter Druck setzt. Demgemäß wird die Kühlluft aus einem Leckweg in einen Bereich des Triebwerks umgelenkt, wo sie nützlich eingesetzt werden kann, und wird in den Leckbereich zurückgeleitet, wo sie dazu dient, diesen Bereich unter Druck zu setzen, wodurch der Druckgradient zwischen der Kühlluft- Zwischenkammer 132 und dem Leckbereich weiter verringert wird.
Schließlich dient die als Befestigungselement ausgebildete erste Einrichtung 118 zum festen Einspannen der Leitschaufel 42 gegen radiale Bewegung, zum radialen Festlegen der Leitschaufeln 42 in bezug aufeinander und in bezug auf die benachbarten statischen und rotierenden Teile. Das radiale Festlegen der Leitschaufeln 42 in bezug aufeinander gewährleistet die korrekte Ausrichtung der Federdichtnuten 136, die sich zwischen benachbarten Leitschaufeln 42 erstrecken. Das Festhalten der Leitschaufeln 42 in bezug auf die rotierende Teile ermöglicht eine präzise Lage der Schneidendichtung 53 in bezug auf den rotierenden Kranz von Laufschaufeln 22, um die ausreichende Abdichtung des Strömungsweges 14 für Arbeitsgase ohne zerstörerische Berührung zwischen der Schneidendichtung 53 und ein umlaufenden Teilen sicherzustellen.

Claims (10)

1. Statorbaugruppe für ein Gasturbinentriebwerk, mit einem ringförmigen Strömungsweg (14) für Arbeitsgase, einem inneren Halter (54) einwärts von dem Strömungsweg und einem äußeren Halter (56) außerhalb von dem Strömungsweg, einem Kranz von sich zwischen dem inneren Halter (54) und dem äußeren Halter (56) erstreckenden Leitschaufeln (42), von denen wenigstens eine an ihrem stromabwärtigen Ende einen inneren Flansch (112) und einen ersten äußeren Flansch (122) in radialem Abstand von dem inneren Flansch (112) und an ihrem stromaufwärtigen Ende einen zweiten äußeren Flansch (124) in axialem Abstand von dem inneren und dem ersten äußeren Flansch (112, 122) aufweist, wobei zum Festhalten der Leitschaufel (42) gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung eine erste Einrichtung (118, 120) vorgesehen ist, durch die der innere Flansch (112) an dem inneren Halter (54) gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung befestigt ist, wobei die Leitschaufel (42) weiter gegen Umfangsbewegung durch eine zweite Einrichtung (98) festgelegt ist, die den zweiten äußeren Flansch (124) an dem äußeren Halter (56) gegen Umfangsbewegung festlegt, und wobei der erste äußere Flansch (122) an dem äußeren Halter (56) in axialer Richtung anliegt und mit dem äußeren Halter (56) in radialer Richtung verschiebbar in Berührung ist.
2. Statorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Halter (56) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende radiale Oberfläche (88) hat und daß der erste äußere Flansch (122) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende und der radialen Oberfläche (88) an dem äußeren Halter (56) zugewandte radiale Oberfläche (128) hat, die die radiale Oberfläche (88) an dem äußeren Halter (56) in radialer Richtung verschiebbar berührt, um eine Relativbewegung zu gestatten, und an dieser radialen Oberfläche (88) in axialer Richtung anliegt, um im Betrieb des Triebwerks eine Abdichtung zu schaffen.
3. Statorbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (98) zum Festhalten der Leitschaufel (42) gegen Umfangsbewegung eine Einrichtung (164, 165) aufweist, mittels welcher die Leitschaufel (42) axial nach hinten drückbar ist.
4. Statorbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufel (42) eine erste Seite (104) und eine zweite Seite (106) aufweist, daß der innere Flansch (112) durch die erste Einrichtung an einer ersten Stelle (A) benachbart zu der ersten Seite (104) an dem inneren Halter (54) befestigt ist und daß der zweite äußere Flansch (124) durch die zweite Einrichtung (98) an einer zweiten Stelle (B) benachbart zu der zweiten Seite (106) an dem äußeren Halter (56) festgelegt ist.
5. Statorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seite (104) die Saugseite und die zweite Seite (106) die Druckseite der Leitschaufel (42) ist.
6. Statorbaugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung zum Festhalten der Leitschaufel (42) gegen Axial-, Radial- und Umfangsbewegung einen in Umfangsrichtung durchgehenden Ring (120) aufweist, der den inneren Flanschen (112) der benachbarten Leitschaufeln (42) überlagert ist, um die inneren Flansche (112) axial zwischen den Ring (120) und dem inneren Halter (54) einzuschließen, und an jeder ersten Stelle (A) mit einem Befestigungselement (118) versehen ist, mittels welchem der Ring (120) axial gegen die Leitschaufeln (42) drückbar ist.
7. Statorbaugruppe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (56) sich axial und einwärts von einem Triebwerksgehäuse (24) erstreckt und einen Strömungsweg (28) für Kühlluft in einen Hochdruckbereich (74) und einen Niederdruckbereich (76) unterteilt, welche über Dosierlöcher (78a, 78b) in dem äußeren Halter (56) miteinander in Verbindung stehen, und daß der erste äußere Flansch (122) in einer nach innen weisenden ringförmigen Nut (84) des äußeren Halters (56) so aufgenommen ist, daß eine Kühlluft-Zwischenkammer (132) dazwischen freibleibt, die über einen Leckweg mit dem Strömungsweg (14) für Arbeitsgase in Verbindung steht, der durch die ersten äußeren Flansche (122) und die die stromabwärtige Fläche der Nut (84) bildende radiale Oberfläche (88) des äußeren Halters (56) begrenzt ist.
8. Statorbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft-Zwischenkammer (132) über eine Bohrung (94) in dem äußeren Halter (56) mit dem Niederdruckbereich (76) des Strömungsweges (28) für Kühlluft verbunden ist.
9. Statorbaugruppe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Halter (56) stromaufwärts von der Nut (84) mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Flansche (96) aufweist und daß der zweite äußere Flansch (124) der Leitschaufel (42) einen radialen Schlitz (156) aufweist, der auf einem Bolzen (158, 162) radial verschiebbar ist, welcher an einem zugeordneten Flansch (96) des äußeren Halters (56) befestigt ist.
10. Statorbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Flansch (112) eine Umfangslänge (Lid), einen ersten Abschnitt (142) benachbart zu der ersten Seite (104) der Leitschaufel (42), einen zweiten Abschnitt (144) benachbart zu der zweiten Seite (106) der Leitschaufel (42) und einen zentralen Abschnitt (146) hat, der sich zwischen dem ersten Abschnitt (142) und dem zweiten Abschnitt (144) erstreckt, wobei die Abschnitte etwa die gleiche Umfangslänge haben und wobei der erste Abschnitt (142) in einem Loch (116) ein Befestigungselement der ersten Einrichtung (118) aufnimmt, und daß der zweite äußere Flansch (124) eine Umfangslänge (Lou), einen ersten Abschnitt (148) auf der zweiten Seite (106) der Leitschaufel (42), einen zweiten Abschnitt (152) auf der ersten Seite (104) der Leitschaufel (42) und einen zentralen Abschnitt (154) hat, der sich zwischen dem ersten Abschnitt (148) und dem zweiten Abschnitt (152) erstreckt, wobei die Abschnitte ungefähr die gleiche Umfangslänge haben und wobei die zweite Einrichtung (98) an dem zweiten Abschnitt (152) angreift.
DE3541606A 1984-12-21 1985-11-25 Statorbaugruppe Expired - Lifetime DE3541606C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/684,821 US4720236A (en) 1984-12-21 1984-12-21 Coolable stator assembly for a gas turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3541606A1 DE3541606A1 (de) 1986-06-26
DE3541606C2 true DE3541606C2 (de) 1996-04-11

Family

ID=24749715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3541606A Expired - Lifetime DE3541606C2 (de) 1984-12-21 1985-11-25 Statorbaugruppe

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4720236A (de)
JP (1) JP2617707B2 (de)
DE (1) DE3541606C2 (de)
FR (1) FR2575221B1 (de)
GB (1) GB2169038B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010005153A1 (de) * 2010-01-21 2011-07-28 MTU Aero Engines GmbH, 80995 Gehäusesystem für eine Axialströmungsmaschine

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2192233B (en) * 1986-07-02 1990-11-28 Rolls Royce Plc A gas turbine engine load transfer structure
US4920742A (en) * 1988-05-31 1990-05-01 General Electric Company Heat shield for gas turbine engine frame
US4902198A (en) * 1988-08-31 1990-02-20 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for film cooling of turbine van shrouds
US4890978A (en) * 1988-10-19 1990-01-02 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for vane segment support and alignment in combustion turbines
JPH03213602A (ja) * 1990-01-08 1991-09-19 General Electric Co <Ge> ガスタービンエンジンの当接セグメントを連結する自己冷却式ジョイント連結構造
FR2664647B1 (fr) * 1990-07-12 1994-08-26 Europ Propulsion Distributeur, notamment pour turbine, a aubes fixes en materiau composite thermostructural, et procede de fabrication.
US5118253A (en) * 1990-09-12 1992-06-02 United Technologies Corporation Compressor case construction with backbone
US5354174A (en) * 1990-09-12 1994-10-11 United Technologies Corporation Backbone support structure for compressor
US5088888A (en) * 1990-12-03 1992-02-18 General Electric Company Shroud seal
US5149250A (en) * 1991-02-28 1992-09-22 General Electric Company Gas turbine vane assembly seal and support system
US5176496A (en) * 1991-09-27 1993-01-05 General Electric Company Mounting arrangements for turbine nozzles
FR2685383B1 (fr) * 1991-12-18 1994-02-11 Snecma Bras structural du carter d'une turbomachine.
GB2267736B (en) * 1992-06-09 1995-08-09 Gen Electric Segmented turbine flowpath assembly
FR2695164B1 (fr) * 1992-08-26 1994-11-04 Snecma Turbomachine munie d'un dispositif empêchant une circulation longitudinale de gaz autour des étages d'aubes de redressement.
FR2743603B1 (fr) * 1996-01-11 1998-02-13 Snecma Dispositif de jonction de segments d'un distributeur circulaire a un carter de turbomachine
EP0903467B1 (de) * 1997-09-17 2004-07-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Leitschaufelpaar
KR20010049364A (ko) 1999-06-14 2001-06-15 제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹 시일 조립체
US7229245B2 (en) * 2004-07-14 2007-06-12 Power Systems Mfg., Llc Vane platform rail configuration for reduced airfoil stress
US7160078B2 (en) * 2004-09-23 2007-01-09 General Electric Company Mechanical solution for rail retention of turbine nozzles
US7762761B2 (en) * 2005-11-30 2010-07-27 General Electric Company Methods and apparatus for assembling turbine nozzles
GB0619426D0 (en) * 2006-10-03 2006-11-08 Rolls Royce Plc A vane arrangement
DE102007020025A1 (de) * 2007-04-27 2008-10-30 Honda Motor Co., Ltd. Form eines Gaskanals in einer Axialströmungs-Gasturbinenmaschine
US8051663B2 (en) * 2007-11-09 2011-11-08 United Technologies Corp. Gas turbine engine systems involving cooling of combustion section liners
US8439636B1 (en) * 2009-10-20 2013-05-14 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade outer air seal
US8360716B2 (en) * 2010-03-23 2013-01-29 United Technologies Corporation Nozzle segment with reduced weight flange
US8794911B2 (en) * 2010-03-30 2014-08-05 United Technologies Corporation Anti-rotation slot for turbine vane
US8920113B2 (en) * 2011-11-28 2014-12-30 United Technologies Corporation Thermal gradiant tolerant turbomachine coupling member
WO2014150353A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 United Technologies Corporation Low leakage duct segment using expansion joint assembly
JP5717904B1 (ja) * 2014-08-04 2015-05-13 三菱日立パワーシステムズ株式会社 静翼、ガスタービン、分割環、静翼の改造方法、および、分割環の改造方法
EP3015657A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbinenleitschaufelsegment
US10018075B2 (en) * 2015-04-22 2018-07-10 General Electric Company Methods for positioning neighboring nozzles of a gas turbine engine
US11428241B2 (en) * 2016-04-22 2022-08-30 Raytheon Technologies Corporation System for an improved stator assembly
DE102016115610A1 (de) 2016-08-23 2018-03-01 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbine und Verfahren zum Aufhängen eines Turbinen-Leitschaufelsegments einer Gasturbine
GB201616197D0 (en) * 2016-09-23 2016-11-09 Rolls Royce Plc Gas turbine engine
US10557360B2 (en) * 2016-10-17 2020-02-11 United Technologies Corporation Vane intersegment gap sealing arrangement
US10557412B2 (en) * 2017-05-30 2020-02-11 United Technologies Corporation Systems for reducing deflection of a shroud that retains fan exit stators
US20190078469A1 (en) * 2017-09-11 2019-03-14 United Technologies Corporation Fan exit stator assembly retention system
KR101937586B1 (ko) * 2017-09-12 2019-01-10 두산중공업 주식회사 베인 조립체, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈
US11085309B2 (en) 2017-09-22 2021-08-10 General Electric Company Outer drum rotor assembly
DE102020115106B4 (de) * 2020-06-08 2022-08-25 Man Energy Solutions Se Turbinenleitapparat
US11428160B2 (en) 2020-12-31 2022-08-30 General Electric Company Gas turbine engine with interdigitated turbine and gear assembly

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL99435C (de) * 1957-08-22
NL267395A (de) * 1960-07-22
GB1086432A (en) * 1965-09-21 1967-10-11 Bristol Siddeley Engines Ltd Gas turbine engines
US3443791A (en) * 1966-11-23 1969-05-13 United Aircraft Corp Turbine vane assembly
US4017213A (en) * 1975-10-14 1977-04-12 United Technologies Corporation Turbomachinery vane or blade with cooled platforms
JPS555682U (de) * 1978-06-28 1980-01-14
US4176433A (en) * 1978-06-29 1979-12-04 United Technologies Corporation Method of remanufacturing turbine vane clusters for gas turbine engines
FR2438165A1 (fr) * 1978-10-06 1980-04-30 Snecma Dispositif de regulation de temperature pour turbines a gaz
GB2037901B (en) * 1978-11-25 1982-07-28 Rolls Royce Nozzle guide vane assembly
GB2061396B (en) * 1979-10-24 1983-05-18 Rolls Royce Turbine blade tip clearance control
DE3003470C2 (de) * 1980-01-31 1982-02-25 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Turbinenleitschaufelaufhängung für Gasturbinenstrahltriebwerke
US4485620A (en) * 1982-03-03 1984-12-04 United Technologies Corporation Coolable stator assembly for a gas turbine engine
GB2136508B (en) * 1983-03-11 1987-12-31 United Technologies Corp Coolable stator assembly for a gas turbine engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010005153A1 (de) * 2010-01-21 2011-07-28 MTU Aero Engines GmbH, 80995 Gehäusesystem für eine Axialströmungsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
GB8527065D0 (en) 1985-12-11
FR2575221B1 (fr) 1990-05-11
JPS61157703A (ja) 1986-07-17
FR2575221A1 (fr) 1986-06-27
DE3541606A1 (de) 1986-06-26
JP2617707B2 (ja) 1997-06-04
GB2169038A (en) 1986-07-02
US4720236A (en) 1988-01-19
GB2169038B (en) 1988-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3541606C2 (de) Statorbaugruppe
DE954835C (de) Gehaeusering fuer Kreiselradmaschinen, insbesondere fuer Gasturbinen
DE3446389C2 (de) Statoraufbau für eine Axial-Gasturbine
DE69205889T2 (de) Kühlung für einen Gasturbinen-Statorring.
DE60318792T2 (de) Zapfluft-Gehäuse für einen Verdichter
EP1389690B1 (de) Innenkühlbare Schraube
DE2847012A1 (de) Kombinierte turbinenmantel- und schaufelhalterung
DE1953790A1 (de) Gasturbine der Axialbauart
DE1601557A1 (de) Stroemungsmittelgekuehlte Statoranordnung
EP2342425B1 (de) Gasturbine mit sicherungsplatte zwischen schaufelfuss und scheibe
DE69203782T2 (de) Zusammenbau eines Stators für eine rotierende Maschine.
DE2943464A1 (de) Dichtungsvorrichtung fuer ein gasturbinentriebwerk
DE2261443A1 (de) Turbinenanordnung mit zweistromkuehlung fuer gasturbinentriebwerke
DE3544117A1 (de) Kuehlbare statorbaugruppe fuer eine axialstroemungsmaschine
EP0118051B1 (de) Verbindung zwischen warmen und kalten Teilen bei ungekühlten Abgasturboladern
DE3325291A1 (de) Rotorbaugruppe
DE1601679A1 (de) Statoranordnung fuer Turbinen
DE3436297A1 (de) Anordnung zum befestigen der statorfluegel an dem gehaeuse einer leistungsturbine
EP1947293A1 (de) Leitschaufel für eine Gasturbine
DE602004001546T2 (de) Dichtungssystem für den Nebenstrom am Einlass der Nachbrennerdüse einer Turbomaschine
EP0040267B1 (de) Gekühlter Leitschaufelträger
DE3031553A1 (de) Gasturbinenlaufrad.
EP1400751A1 (de) Brennkammer für eine Gasturbine
DE929667C (de) Turbomaschine mit verstellbaren Leitschaufeln
DE60224746T2 (de) Dampfrohrleitungsstruktur einer Gasturbine

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition