DE102020130038A1

DE102020130038A1 - Leitschaufelrad einer Strömungsmaschine

Info

Publication number: DE102020130038A1
Application number: DE102020130038.7A
Authority: DE
Inventors: Bernd Becker; Henner Schrapp
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2020-11-13
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2022-05-19
Also published as: US20230417158A1; WO2022101029A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leitschaufelrad (4) einer Strömungsmaschine, das eine Mehrzahl von Leitschaufeln (41), die eine Schaufelreihe (42) bilden und dazu ausgebildet sind, sich in einem Strömungspfad (6) der Strömungsmaschine radial nach innen zu erstrecken, und zwei Boroskopzugänge (51, 52) aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Leitschaufeln (41) zwei Segmente (410, 420) mit jeweils mehreren Leitschaufeln (41) bildet, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind, wobei die beiden Segmente (410, 420) die gleiche, konstante Gitterteilung (t) aufweisen, und die beiden Segmente (410, 420) derart beabstandet sind, dass die jeweils äußerste, an das jeweils andere Segment angrenzende Leitschaufel (411, 412) von der benachbarten Leitschaufel (421, 422) des anderen Segments in Umfangsrichtung einen vergrößerten Abstand (71, 72) aufweist, der gleich der 1,3-fachen bis 1,7-fachen Gitterteilung ist, wobei die Summe der vergrößerten Abstände (71, 72) gleich der 3-fachen Gitterteilung ist. Dabei wird durch den vergrößerten Abstand (71, 72) zwischen jeweils den zwei benachbarten äußersten Leitschaufeln (411, 412, 421, 422) der beiden Segmente (410, 420) jeweils eine vergrößerte Schaufelpassage (710, 720) zwischen diesen Leitschaufeln (411, 412, 421, 422) bereitgestellt und sind die beiden Boroskopzugänge (51, 52) im Bereich der vergrößerten Schaufelpassagen (710, 720) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitschaufelrad einer Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Boroskop (auch als Endoskop bezeichnet) ist ein optisches Instrument zur Unterstützung der visuellen Inspektion von schwer zugänglichen Hohlräumen. Es besteht aus einem starren oder flexiblen Schaft mit einem Okular oder Display an einem Ende, einem Objektiv oder einer Kamera am anderen Ende, die durch ein optisches oder elektrisches System dazwischen miteinander verbunden sind. Als Boroskope im Sinne der vorliegenden Offenbarung werden auch Instrumente bezeichnet, die einen starren oder flexiblen Schaft aufweisen und dazu ausgebildet sind, unter Zuhilfenahme von Mikrowerkzeugen kleinere Reparaturen durchzuführen oder die dazu ausgebildet sind, Gasproben zu entnehmen und/oder chemische Analysen durchzuführen.
Es ist bekannt, Boroskope in der Luftfahrt für die Wartung von Flugtriebwerken einzusetzen, beispielsweise für eine optische Inspektion der Komponenten im Strömungskanal einer Gasturbine oder auf einem Prüfstand zur Messung der Temperatur der Strömung im Strömungskanal einer Gasturbine, wobei ein oder mehrere Boroskope in den Strömungskanal hineinragen.
Für die Bereitstellung eines Zugangs für ein Boroskop sind Boroskopzugänge typischerweise zwischen zwei Leitschaufeln der Schaufelreihe eines Leitschaufelrads bzw. Stators einer Verdichterstufe oder Turbinenstufe ausgebildet. Die Boroskopzugänge sind dabei derart ausgebildet, dass sie ermöglichen, ein Boroskop in das Triebwerk einzuschieben, ohne das Triebwerk vorher zu zerlegen. Die Boroskopzugänge nutzen dabei den Teilungsabstand zwischen zwei benachbarten Leitschaufeln.
Die Entwicklung von modernen Turbofan-Flugtriebwerken ist von dem Bestreben gekennzeichnet, immer größere Nebenstromverhältnisse zu realisieren. Dies geht einher mit zunehmend kleineren Kerntriebwerken. Mit zunehmend kleineren Kerntriebwerken wird auch die Gitterteilung der Leiträder im Verdichter eines Gasturbinentriebwerks kleiner. Dies kann dazu führen, dass der zwischen zwei Leitschaufeln vorhandene Teilungsabstand nicht mehr ausreicht, um darin Boroskopzugänge zur Aufnahme von Boroskopen auszubilden. So weist der Schaft der Boroskope typischerweise einen normierten Außendurchmesser auf, der notwendig ist, um Bilder mit einer Qualität zu liefern, die definierten Anforderungen entsprechen.
Aus der DE 10 2015 213 786 A1 ist es bekannt, in einem Verdichter eines Gasturbinentriebwerks zumindest eine der Leitschaufeln lösbar auszubilden, wobei durch Lösen der Leitschaufel eine Wartungsöffnung freigegeben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Leitschaufelrad einer Strömungsmaschine bereitzustellen, das auch bei kleiner Gitterteilung die Bereitstellung eines Boroskopzugangs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Leitschaufelrad mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Danach betrachtet die Erfindung ein Leitschaufelrad einer Strömungsmaschine, das eine Mehrzahl von Leitschaufeln aufweist, die eine Schaufelreihe bilden und dazu ausgebildet sind, sich in einem Strömungspfad der Strömungsmaschine radial nach innen zu erstrecken. Das Leitschaufelrad weist des Weiteren zwei Boroskopzugänge auf, die jeweils zwischen zwei der Leitschaufeln ausgebildet sind.
Es ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Leitschaufeln zwei Segmente mit jeweils mehreren Leitschaufeln bildet, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind. Dabei weisen die beiden Segmente die gleiche, konstante Gitterteilung auf. Die beiden Segmente sind derart beabstandet, dass die jeweils äußerste, an das jeweils andere Segment angrenzende Leitschaufel von der benachbarten Leitschaufel des anderen Segments in Umfangsrichtung einen vergrößerten Abstand aufweist, der gleich der 1,3-fachen bis 1,7-fachen Gitterteilung ist, wobei die Summe der vergrößerten Abstände gleich der 3-fachen Gitterteilung ist. Dabei wird durch den vergrößerten Abstand zwischen den zwei benachbarten äußersten Leitschaufeln der beiden Segmente jeweils eine vergrößerte Schaufelpassage zwischen diesen Leitschaufeln bereitgestellt. Die beiden Boroskopzugänge sind im Bereich der vergrößerten Schaufelpassagen ausgebildet.
Danach beruht die erfindungsgemäße Lösung auf dem Gedanken, in einem Leitschaufelrad mit konstanter Teilung zwei Segmente mit jeweils mehreren Leitschaufeln auszubilden, deren äußersten Leitschaufeln (die den Rand des jeweiligen Segments bilden) einen vergrößerten Abstand zueinander aufweisen, wobei die Summe der vergrößerten Abstände gleich der 3-fachen Gitterteilung ist. Dem entspricht, dass in dem erfindungsgemäß bereitgestellten Leitschaufelrad - verglichen mit einem Leitschaufelrad ohne vergrößerte Abstände - eine Leitschaufel entfernt worden ist und die beiden Segmente den hierdurch gewonnenen Abstand dazu nutzen, zwischen sich einen vergrößerten Abstand bereitzustellen. Dementsprechend ist die Summe der vergrößerten Abstände zwischen den beiden Segmenten gleich der 3-fachen Gitterteilung (zweimal der „normale“ Abstand und einmal der durch die Entfernung einer Leitschaufel gewonnene Abstand).
Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet bei einer Verkleinerung des Gasgenerators einen boroskopischen Zugang in sein Inneres. Sie erlaubt eine fotografische Skalierung eines Verdichters unter Beibehaltung der Möglichkeit, bisher verwendete Boroskope und andere Werkzeuge weiterhin für Inspektion und Wartung einzusetzen. Dabei werden zwei Positionen für Boroskopzugänge bereitgestellt. Im Bereich der Boroskopzugänge wird die Strömung zwar aerodynamisch geschwächt, jedoch dabei von der benachbarten, unveränderten Stator-Beschaufelung gestützt. Die räumliche Ausdehnung der so entstandenen Strömung ist somit klein.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Aufteilung der Beschaufelung in zwei Segmente in der in Anspruch 1 definierten Weise äquivalent ist zu der folgenden Konstruktionsvorschrift zur Herstellung des Leitschaufelrads. Bei einem Leitschaufelrad mit einer Schaufelreihe mit konstanter Teilung um den gesamten Umfang wird an beliebiger Stelle eine Schaufel entfernt, so dass an einer ersten Umfangsposition der Abstand zwischen zwei Schaufeln der doppelten Teilung entspricht. An einer weiteren Position, die der ersten Umfangsposition gegenüberliegend sein kann, aber nicht muss, wird der verbleibende Schaufelring geteilt und in zwei Segmente aufgeteilt. Die beiden Segmente können dabei gleich groß sein oder nahezu gleich groß sein, wobei „nahezu gleich groß“ bedeutet, dass die beiden Segmente sich bei einer ungeraden Gesamtzahl von Leitschaufeln um nur eine Schaufel im Hinblick auf ihre Schaufelzahl unterscheiden.
Die beiden entstandenen Segmente werden nun gegeneinander verdreht, und zwar um das 1,3-fache bis 1,7-fache der Gitterteilung, so dass an zwei Umfangsposition zwei vergrößerte Schaufelpassagen entstehen, deren Teilung dem 1,3-fachen bis 1,7-fachen der Gitterteilung entspricht. Beispielsweise entspricht der vergrößerte Abstand an der einen Umfangsposition dem 1,3-fachen der Gitterteilung und entspricht der vergrößerte Abstand an der anderen Umfangsposition dem 1,7-fachen der Gitterteilung. In einem anderen Beispiel entspricht der vergrößerte Abstand an beiden Umfangsposition dem 1,5-fachen der Gitterteilung. Durch die vergrößerten Abstände zwischen den beiden Segmenten wird ausreichend Platz für die Bereitstellung von zwei Boroskopzugängen bereitgestellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass der vergrößerten Abstand zwischen den beiden Segmenten ebenso wie die Teilung definiert ist, nämlich als Abstand zwischen den Vorderkanten der Schaufeln in Umfangsrichtung in einer betrachteten Schaufelhöhe. Insofern kann der vergrößerte Abstand auch als vergrößerte Teilung oder als vergrößerter Teilungsabstand bezeichnet werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die beiden Segmente derart beabstandet sind, dass die jeweils äußerste, an das jeweils andere Segment angrenzende Leitschaufel von der benachbarten Leitschaufel des anderen Segments in Umfangsrichtung einen vergrößerten Abstand aufweist, der gleich der 1,5-fachen Gitterteilung ist. Der Abstand zwischen den beiden Segmenten ist somit an beiden Umfangspositionen identisch.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Leitschaufeln eines Segments das gleiche Schaufelprofil aufweisen. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Leitschaufeln des einen Segments das gleiche Schaufelprofil aufweisen wie die Leitschaufeln des anderen Segments. Grundsätzlich ist es davon abweichend alternativ möglich, dass sich die Schaufelprofile innerhalb eines Segments und/oder zwischen den Segmenten unterscheiden, um die Periodizität der Schaufelanordnung zu brechen und hierdurch Störungen zu erzeugen, die beispielsweise einer sogenannten rotierenden Ablösung („rotating stall“) entgegenwirken.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die beiden Segmente die gleiche Anzahl von Leitschaufeln aufweisen oder die Anzahl der Leitschaufeln der beiden Segmente sich nur um eine Leitschaufel unterscheidet (wenn die Gesamtzahl der Leitschaufeln ungerade ist). Dies bedeutet, dass die beiden Segmente sich über den gleichen Umfangswinkel erstrecken bzw. gleich groß sind.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die beiden Segmente eine unterschiedliche Anzahl von Leitschaufeln aufweisen, wobei die Anzahl der Leitschaufeln sich um mindestens zwei unterscheidet. Dementsprechend erstrecken sich die beiden Segmente über einen unterschiedlichen Umfangswinkel bzw. sind unterschiedlich groß. Die Größe der Segmente kann derart gewählt werden, dass an den erforderlichen Umfangspositionen die Boroskopzugänge bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Boroskopzugänge derart zu den jeweils benachbarten äußersten Leitschaufeln der beiden Segmente in der Kranzoberfläche des Leitschaufelrads angeordnet sind, dass der minimale Abstand zu der jeweils benachbarten äußersten Laufschaufel der gleiche ist. Der vorhandene Raum zwischen zwei benachbarten Leitschaufeln mit vergrößerten Abstand wird dementsprechend dahingehend optimal genutzt, dass der verbleibende Abstand zwischen dem Boroskopzugang und der jeweils angrenzenden Leitschaufel zu beiden Seiten identisch ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Boroskopzugänge im axial vorderen Bereich der jeweiligen vergrößerten Schaufelpassage ausgebildet sind. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der axial vorderste Punkt der Boroskopzugänge an eine Umfangslinie angrenzt, die die Vorderkanten der Leitschaufeln des Leitschaufelrads verbindet.
Die Boroskopzugänge sind beispielsweise als im Querschnitt kreisförmige, radial verlaufende Öffnungen im Leitschaufelrad ausgebildet, wobei abhängig von der Querschnittsform des Schafts des verwendeten Boroskops auch andere Querschnittsformen des Boroskopzugangs wie beispielsweise eine elliptische oder eine rechteckige Querschnittsform möglich sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Boroskopzugänge einen Durchmesser im Bereich zwischen 5 mm und 8 mm auf.
In einem weiteren Erfindungsaspekt betrifft die Erfindung ein Gasturbinentriebwerk, insbesondere für ein Luftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Leitschaufelrad. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Gasturbinentriebwerk aufweist:

- einen Triebwerkskern, der eine Turbine, einen Verdichter mit einem erfindungsgemäßen Leitschaufelrad und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende, als Hohlwelle ausgebildete Turbinenwelle umfasst;
- einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns positioniert ist, wobei der Fan mehrere Fanschaufeln umfasst; und
- ein Getriebe, das einen Eingang von der Turbinenwelle empfängt und Antrieb für den Fan zum Antreiben des Fans mit einer niedrigeren Drehzahl als die Turbinenwelle abgibt.

Eine Ausgestaltung hierzu kann vorsehen, dass

- die Turbine eine erste Turbine ist, der Verdichter ein erster Verdichter ist und die Turbinenwelle eine erste Turbinenwelle ist;
- der Triebwerkskern ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Turbinenwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, umfasst; und
- die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Turbinenwelle dahingehend angeordnet sind, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Turbinenwelle zu drehen.

Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung bezogen auf ein zylindrisches Koordinatensystem beschrieben ist, das die Koordinaten x, r und φ aufweist. Dabei gibt x die axiale Richtung, r die radiale Richtung und φ den Winkel in Umfangsrichtung an. Die axiale Richtung ist dabei durch die Maschinenachse des Gasturbinentriebwerks, in dem die vorliegende Erfindung implementiert ist, definiert, wobei die axiale Richtung vom Triebwerkseingang in Richtung des Triebwerksausgangs zeigt. Von der x-Achse ausgehend zeigt die radiale Richtung radial nach außen. Begriffe wie „vor“, „hinter“, „vordere“ und „hintere“ beziehen sich auf die axiale Richtung bzw. die Strömungsrichtung im Triebwerk. Begriffe wie „äußere“ oder „innere“ beziehen sich auf die radiale Richtung.
Wie hier an anderer Stelle angeführt wird, kann sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk beziehen. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann einen Triebwerkskern umfassen, der eine Turbine, einen Brennraum, einen Verdichter und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende Kernwelle umfasst. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann ein Gebläse (mit Gebläseschaufeln) umfassen, das stromaufwärts des Triebwerkskerns positioniert ist.
Anordnungen der vorliegenden Offenbarung können insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Gebläse, die über ein Getriebe angetrieben werden, von Vorteil sein. Entsprechend kann das Gasturbinentriebwerk ein Getriebe umfassen, das einen Eingang von der Kernwelle empfängt und Antrieb für das Gebläse zum Antreiben des Gebläses mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle abgibt. Der Eingang für das Getriebe kann direkt von der Kernwelle oder indirekt von der Kernwelle, beispielsweise über eine Stirnwelle und/oder ein Stirnzahnrad, erfolgen. Die Kernwelle kann mit der Turbine und dem Verdichter starr verbunden sein, so dass sich die Turbine und der Verdichter mit derselben Drehzahl drehen (wobei sich das Gebläse mit einer niedrigeren Drehzahl dreht).
Das Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann eine beliebige geeignete allgemeine Architektur aufweisen. Beispielsweise kann das Gasturbinentriebwerk eine beliebige gewünschte Anzahl an Wellen, die Turbinen und Verdichter verbinden, beispielsweise eine, zwei oder drei Wellen, aufweisen. Lediglich beispielhaft kann die mit der Kernwelle verbundene Turbine eine erste Turbine sein, der mit der Kernwelle verbundene Verdichter kann ein erster Verdichter sein und die Kernwelle kann eine erste Kernwelle sein. Der Triebwerkskern kann ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, umfassen. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können dahingehend angeordnet sein, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle zu drehen.
Bei solch einer Anordnung kann der zweite Verdichter axial stromabwärts des ersten Verdichters positioniert sein. Der zweite Verdichter kann dahingehend angeordnet sein, Strömung von dem ersten Verdichter aufzunehmen (beispielsweise direkt aufzunehmen, beispielsweise über einen allgemein ringförmigen Kanal).
Das Getriebe kann dahingehend angeordnet sein, von der Kernwelle, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen, (beispielsweise die erste Kernwelle in dem obigen Beispiel) angetrieben zu werden. Beispielsweise kann das Getriebe dahingehend angeordnet sein, lediglich von der Kernwelle, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen, (beispielsweise nur von der ersten Kernwelle und nicht der zweiten Kernwelle bei dem obigen Beispiel) angetrieben zu werden. Alternativ dazu kann das Getriebe dahingehend angeordnet sein, von einer oder mehreren Wellen, beispielsweise der ersten und/oder der zweiten Welle in dem obigen Beispiel, angetrieben zu werden.
Bei einem Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann ein Brennraum axial stromabwärts des Gebläses und des Verdichters (der Verdichter) vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Brennraum direkt stromabwärts des zweiten Verdichters (beispielsweise an dessen Ausgang) liegen, wenn ein zweiter Verdichter vorgesehen ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Strömung am Ausgang des Verdichters dem Einlass der zweiten Turbine zugeführt werden, wenn eine zweite Turbine vorgesehen ist. Der Brennraum kann stromaufwärts der Turbine (der Turbinen) vorgesehen sein.
Der oder jeder Verdichter (beispielsweise der erste Verdichter und der zweite Verdichter gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln, bei denen es sich um variable Statorschaufeln (dahingehend, dass ihr Anstellwinkel variabel sein kann) handeln kann, umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
Die oder jede Turbine (beispielsweise die erste Turbine und die zweite Turbine gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
Jede Gebläseschaufel kann mit einer radialen Spannweite definiert sein, die sich von einem Fuß (oder einer Nabe) an einer radial innenliegenden von Gas überströmten Stelle oder an einer Position einer Spannbreite von 0 % zu einer Spitze an einer Position einer Spannbreite von 100 % erstreckt. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann weniger als (oder in der Größenordnung von): 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 oder 0,25 liegen. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Diese Verhältnisse können allgemeinhin als das Nabe-Spitze-Verhältnis bezeichnet werden. Der Radius an der Nabe und der Radius an der Spitze können beide an dem vorderen Randteil (oder dem axial am weitesten vorne liegenden Rand) der Schaufel gemessen werden. Das Nabe-Spitze-Verhältnis bezieht sich natürlich auf den von Gas überströmten Abschnitt der Gebläseschaufel, d. h. den Abschnitt, der sich radial außerhalb jeglicher Plattform befindet.
Der Radius des Gebläses kann zwischen der Mittellinie des Triebwerks und der Spitze der Gebläseschaufel an ihrem vorderen Rand gemessen werden. Der Durchmesser des Gebläses (der einfach das Doppelte des Radius des Gebläses sein kann) kann größer als (oder in der Größenordnung von): 250 cm (etwa 100 Inch), 260 cm, 270 cm (etwa 105 Inch), 280 cm (etwa 110 Inch), 290 cm (etwa 115 Inch), 300 cm (etwa 120 Inch), 310 cm, 320 cm (etwa 125 Inch), 330 cm (etwa 130 Inch), 340 cm (etwa 135 Inch), 350 cm, 360 cm (etwa 140 Inch), 370 cm (etwa 145 Inch), 380 cm (etwa 150 Inch) oder 390 cm (etwa 155 Inch) sein (liegen). Der Gebläsedurchmesser kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Die Drehzahl des Gebläses kann im Gebrauch variieren. Allgemein ist die Drehzahl geringer für Gebläse mit einem größeren Durchmesser. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen weniger als 2500 U/min, beispielsweise weniger als 2300 U/min, betragen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann auch die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 250 cm bis 300 cm (beispielsweise 250 cm bis 280 cm) im Bereich von 1700 U/min bis 2500 U/min, beispielsweise im Bereich von 1800 U/min bis 2300 U/min, beispielsweise im Bereich von 1900 U/min bis 2100 U/min, liegen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 320 cm bis 380 cm in dem Bereich von 1200 U/min bis 2000 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1300 U/min bis 1800 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1400 U/min bis 1600 U/min, liegen.
Im Gebrauch des Gasturbinentriebwerks dreht sich das Gebläse (mit zugehörigen Gebläseschaufeln) um eine Drehachse. Diese Drehung führt dazu, dass sich die Spitze der Gebläseschaufel mit einer Geschwindigkeit U_Spitze bewegt. Die von den Gebläseschaufeln an der Strömung verrichtete Arbeit resultiert in einem Anstieg der Enthalpie dH der Strömung. Eine Gebläsespitzenbelastung kann als dH/U_Spitze ² definiert werden, wobei dH der Enthalpieanstieg (beispielsweise der durchschnittliche 1-D-Enthalpieanstieg) über das Gebläse hinweg ist und U_Spitze die (Translations-) Geschwindigkeit der Gebläsespitze, beispielsweise an dem vorderen Rand der Spitze, ist (die als Gebläsespitzenradius am vorderen Rand multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit definiert werden kann). Die Gebläsespitzenbelastung bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann mehr als (oder in der Größenordnung von): 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 oder 0,4 betragen (liegen) (wobei alle Einheiten in diesem Abschnitt Jkg^-1K^-1/(ms^-1)¹ sind). Die Gebläsespitzenbelastung kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Gasturbinentriebwerke gemäß der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges gewünschtes Bypassverhältnis aufweisen, wobei das Bypassverhältnis als das Verhältnis des Massendurchsatzes der Strömung durch den Bypasskanal zu dem Massendurchsatz der Strömung durch den Kern bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen definiert wird. Bei einigen Anordnungen kann das Bypassverhältnis mehr als (in der Größenordnung von): 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5 oder 17 betragen (liegen). Das Bypassverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Bypasskanal kann im Wesentlichen ringförmig sein. Der Bypasskanal kann sich radial außerhalb des Triebwerkskerns befinden. Die radial äußere Fläche des Bypasskanals kann durch eine Triebwerksgondel und/oder ein Gebläsegehäuse definiert werden.
Das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann als das Verhältnis des Staudrucks stromaufwärts des Gebläses zu dem Staudruck am Ausgang des Höchstdruckverdichters (vor dem Eingang in den Brennraum) definiert werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, bei Konstantgeschwindigkeit mehr als (oder in der Größenordnung von): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 betragen (liegen). Das Gesamtdruckverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Der spezifische Schub eines Triebwerks kann als der Nettoschub des Triebwerks dividiert durch den Gesamtmassenstrom durch das Triebwerk hindurch definiert werden. Bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann der spezifische Schub eines Triebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, weniger als (oder in der Größenordnung von): 110 Nkg^-1s, 105 Nkg^-1s, 100 Nkg^-1s, 95 Nkg^-1s, 90 Nkg^-1s, 85 Nkg^-1s oder 80 Nkg^-1s betragen (liegen). Der spezifische Schub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Solche Triebwerke können im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinentriebwerken besonders effizient sein.
Ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen beliebigen gewünschten Höchstschub aufweisen. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine Gasturbine, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, zur Erzeugung eines Höchstschubs von mindestens (oder in der Größenordnung von): 160kN, 170kN, 180kN, 190kN, 200kN, 250kN, 300kN, 350kN, 400kN, 450kN, 500kN oder 550kN in der Lage sein. Der Höchstschub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Schub, auf den oben Bezug genommen wird, kann der Nettohöchstschub bei standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen auf Meereshöhe plus 15 Grad C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 Grad C) bei statischem Triebwerk sein.
Im Gebrauch kann die Temperatur der Strömung am Eingang der Hochdruckturbine besonders hoch sein. Diese Temperatur, die als TET bezeichnet werden kann, kann an dem Ausgang zum Brennraum, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenschaufel, die wiederum als eine Düsenleitschaufel bezeichnet werden kann, gemessen werden. Bei Konstantgeschwindigkeit kann die TET mindestens (oder in der Größenordnung von): 1400K, 1450K, 1500K, 1550K, 1600K oder 1650K betragen (liegen). Die TET bei Konstantgeschwindigkeit kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET im Gebrauch des Triebwerks kann beispielsweise mindestens (oder in der Größenordnung von): 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K oder 2000K betragen (liegen). Die maximale TET kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET kann beispielsweise bei einer Bedingung von hohem Schub, beispielsweise bei einer MTO-Bedingung (MTO - Maximum Take-Off thrust - maximaler Startschub), auftreten.
Eine Gebläseschaufel und/oder ein Blattabschnitt einer Gebläseschaufel, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann aus einem beliebigen geeigneten Material oder einer Kombination aus Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Verbundstoff, beispielsweise einem Metallmatrix-Verbundstoff und/oder einem Verbundstoff mit organischer Matrix, wie z. B. Kohlefaser, hergestellt werden. Als ein weiteres Beispiel kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Metall, wie z. B. einem auf Titan basierendem Metall oder einem auf Aluminium basierenden Material (wie z. B. einer Aluminium-Lithium-Legierung) oder einem auf Stahl basierenden Material hergestellt werden. Die Gebläseschaufel kann mindestens zwei Bereiche umfassen, die unter Verwendung verschiedener Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann die Gebläseschaufel einen vorderen Schutzrand aufweisen, der unter Verwendung eines Materials hergestellt wird, das dem Aufschlagen (beispielsweise von Vögeln, Eis oder anderem Material) besser widerstehen kann als der Rest der Schaufel. Solch ein vorderer Rand kann beispielsweise unter Verwendung von Titan oder einer auf Titan basierenden Legierung hergestellt werden. Somit kann die Gebläseschaufel lediglich als ein Beispiel einen auf Kohlefaser oder Aluminium basierenden Körper (wie z. B. eine Aluminium-Lithium-Legierung) mit einem vorderen Rand aus Titan aufweisen.
Ein Gebläse, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen mittleren Abschnitt umfassen, von dem sich die Gebläseschaufeln, beispielsweise in einer radialen Richtung, erstrecken können. Die Gebläseschaufeln können auf beliebige gewünschte Art und Weise an dem mittleren Abschnitt angebracht sein. Beispielsweise kann jede Gebläseschaufel eine Fixierungsvorrichtung umfassen, die mit einem entsprechenden Schlitz in der Nabe (oder Scheibe) in Eingriff gelangen kann. Lediglich als ein Beispiel kann solch eine Fixierungsvorrichtung in Form eines Schwalbenschwanzes vorliegen, der zur Fixierung der Gebläseschaufel an der Nabe/Scheibe in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe/Scheibe eingesteckt und/oder damit in Eingriff gebracht werden kann. Als ein weiteres Beispiel können die Gebläseschaufeln integral mit einem mittleren Abschnitt ausgebildet sein. Solch eine Anordnung kann als eine Blisk oder ein Bling bezeichnet werden. Ein beliebiges geeignetes Verfahren kann zur Herstellung solch einer Blisk oder solch eines Bling verwendet werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufeln aus einem Block maschinell herausgearbeitet werden und/oder mindestens ein Teil der Gebläseschaufeln kann durch Schweißen, wie z. B. lineares Reibschweißen, an der Nabe/Scheibe angebracht werden.
Die Gasturbinentriebwerke, die hier beschrieben und/oder beansprucht werden, können oder können nicht mit einer VAN (Variable Area Nozzle - Düse mit variablem Querschnitt) versehen sein. Solch eine Düse mit variablem Querschnitt kann eine Variation des Ausgangsquerschnitts des Bypasskanals im Gebrauch gestatten. Die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Offenbarung können auf Triebwerke mit oder ohne eine VAN zutreffen.
Das Gebläse einer Gasturbine, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann eine beliebige gewünschte Anzahl an Gebläseschaufeln, beispielsweise 16, 18, 20 oder 22 Gebläseschaufeln, aufweisen.
Gemäß der hier erfolgenden Verwendung können Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Konstantgeschwindigkeitsbedingungen eines Luftfahrzeugs, an dem das Gasturbinentriebwerk angebracht ist, bedeuten. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können herkömmlicherweise als die Bedingungen während des mittleren Teils des Flugs definiert werden, beispielsweise die Bedingungen, denen das Luftfahrzeug und/oder das Triebwerk zwischen (hinsichtlich Zeit und/oder Entfernung) dem Ende des Steigflugs und dem Beginn des Sinkflugs ausgesetzt wird bzw. werden.
Lediglich als ein Beispiel kann die Vorwärtsgeschwindigkeit bei der Konstantgeschwindigkeitsbedingung bei einem beliebigen Punkt im Bereich von Mach 0,7 bis 0,9, beispielsweise 0,75 bis 0,85, beispielsweise 0,76 bis 0,84, beispielsweise 0,77 bis 0,83, beispielsweise 0,78 bis 0,82, beispielsweise 0,79 bis 0,81, beispielsweise in der Größenordnung von Mach 0,8, in der Größenordnung von Mach 0,85 oder in dem Bereich von 0,8 bis 0,85 liegen. Eine beliebige Geschwindigkeit innerhalb dieser Bereiche kann die Konstantfahrtbedingung sein. Bei einigen Luftfahrzeugen können die Konstantfahrtbedingungen außerhalb dieser Bereiche, beispielsweise unter Mach 0,7 oder über Mach 0,9, liegen.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer Höhe, die im Bereich von 10.000 m bis 15.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.000 m bis 12.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.400 m bis 11.600 m (etwa 38.000 Fuß) beispielsweise im Bereich von 10.500 m bis 11.500 m, beispielsweise im Bereich von 10.600 m bis 11.400 m, beispielsweise im Bereich von 10.700 m (etwa 35.000 Fuß) bis 11.300 m, beispielsweise im Bereich von 10.800 m bis 11.200 m, beispielsweise im Bereich von 10.900 m bis 11.100 m, beispielsweise in der Größenordnung von 11.000 m, liegt, entsprechen. Die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer beliebigen gegebenen Höhe in diesen Bereichen entsprechen.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Folgendem entsprechen: einer Vorwärts-Mach-Zahl von 0,8; einem Druck von 23.000 Pa und einer Temperatur von -55 Grad C.
So wie sie hier durchweg verwendet werden, können „Konstantgeschwindigkeit“ oder „Konstantgeschwindigkeitsbedingungen“ den aerodynamischen Auslegungspunkt bedeuten. Solch ein aerodynamischer Auslegungspunkt (oder ADP - Aerodynamic Design Point) kann den Bedingungen (darunter beispielsweise die Mach-Zahl, Umgebungsbedingungen und Schubanforderung), für die der Gebläsebetrieb ausgelegt ist, entsprechen. Dies kann beispielsweise die Bedingungen, bei denen das Gebläse (oder das Gasturbinentriebwerk) konstruktionsgemäß den optimalen Wirkungsgrad aufweist, bedeuten.
Im Gebrauch kann ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, bei den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen, die hier an anderer Stelle definiert werden, betrieben werden. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können von den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen (beispielsweise den Bedingungen während des mittleren Teils des Fluges) eines Luftfahrzeugs, an dem mindestens ein (beispielsweise 2 oder 4) Gasturbinentriebwerk zur Bereitstellung von Schubkraft befestigt sein kann, bestimmt werden.
Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen anderen Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und/oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks;
2 eine Seitenschnittgroßansicht eines stromaufwärtigen Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks;
3 eine zum Teil weggeschnitte Ansicht eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk;
4 den grundlegenden geometrischen Aufbau und die Basisbezeichnungen an einem Verdichtergitter;
5 in perspektivischer Ansicht ein Verdichtergehäuse, das eine Mehrzahl von Leitschaufelrädern mit jeweils einer Leitschaufelreihe umfasst;
6 ein Ausführungsbeispiel eines Leitschaufelrads, das zwei Segmente umfasst, die durch Bereiche vergrößerten Abstands in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind;
7 ein Leitschaufelrad gemäß dem Stand der Technik mit konstanter Teilung über das gesamte Leitschaufelrad;
8 ein Leitschaufelrad gemäß 7, bei dem eine Leitschaufel entfernt worden ist; und
9 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Boroskopzugangs zwischen zwei Leitschaufeln bei einem Leitschaufelrad gemäß der 6.

1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse bzw. Fan 23, das zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom A und einen Bypassluftstrom B. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Kern 11, der den Kernluftstrom A aufnimmt. Der Triebwerkskern 11 umfasst in Axialströmungsreihenfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernschubdüse 20. Eine Triebwerksgondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypassschubdüse 18. Der Bypassluftstrom B strömt durch den Bypasskanal 22. Das Gebläse 23 ist über eine Welle 26 und ein Epizykloidengetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 angebracht und wird durch diese angetrieben.
Im Gebrauch wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckverdichter 14 beschleunigt und verdichtet und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine weitere Verdichtung erfolgt. Die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßene verdichtete Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt wird und das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbrennungsprodukte breiten sich dann durch die Hochdruck- und die Niederdruckturbine 17, 19 aus und treiben diese dadurch an, bevor sie zur Bereitstellung einer gewissen Schubkraft durch die Düse 20 ausgestoßen werden. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 durch eine geeignete Verbindungswelle 27 an. Das Gebläse 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das Epizykloidengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.
Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk 10 wird in 2 gezeigt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad 28 der Epizykloidengetriebeanordnung 30 gekoppelt ist. Mehrere Planetenräder 32, die durch einen Planetenträger 34 miteinander gekoppelt sind, befinden sich von dem Sonnenrad 28 radial außen und kämmen damit. Der Planetenträger 34 beschränkt die Planetenräder 32 darauf, synchron um das Sonnenrad 28 zu kreisen, während er ermöglicht, dass sich jedes Planetenrad 32 um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über Gestänge 36 mit dem Gebläse 23 dahingehend gekoppelt, seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Ein Außenrad oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Stützstruktur 24 gekoppelt ist, befindet sich von den Planetenrädern 32 radial außen und kämmt damit.
Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigsten Druck (d. h. dass sie nicht das Gebläse 23 umfassen) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die das Gebläse 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genommen wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ bekannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann das Gebläse 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigsten Druck bezeichnet werden.
Das Epizykloidengetriebe 30 wird in 3 beispielhaft genauer gezeigt. Das Sonnenrad 28, die Planetenräder 32 und das Hohlrad 38 umfassen jeweils Zähne um ihre Peripherie zum Kämmen mit den anderen Zahnrädern. Jedoch werden der Übersichtlichkeit halber lediglich beispielhafte Abschnitte der Zähne in 3 dargestellt. Obgleich vier Planetenräder 32 dargestellt werden, liegt für den Fachmann auf der Hand, dass innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung mehr oder weniger Planetenräder 32 vorgesehen sein können. Praktische Anwendungen eines Epizykloidengetriebes 30 umfassen allgemein mindestens drei Planetenräder 32.
Das in 2 und 3 beispielhaft dargestellte Epizykloidengetriebe 30 ist ein Planetengetriebe, bei dem der Planetenträger 34 über Gestänge 36 mit einer Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei das Hohlrad 38 festgelegt ist. Jedoch kann eine beliebige andere geeignete Art von Epizykloidengetriebe 30 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel kann das Epizykloidengetriebe 30 eine Sternanordnung sein, bei der der Planetenträger 34 festgelegt gehalten wird, wobei gestattet wird, dass sich das Hohlrad (oder Außenrad) 38 dreht. Bei solch einer Anordnung wird das Gebläse 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als ein weiteres alternatives Beispiel kann das Getriebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem gestattet wird, dass sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen.
Es versteht sich, dass die in 2 und 3 gezeigte Anordnung lediglich beispielhaft ist und verschiedene Alternativen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen. Lediglich beispielhaft kann eine beliebige geeignete Anordnung zur Positionierung des Getriebes 30 in dem Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getriebes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen (z. B. die Gestänge 36, 40 in dem Beispiel von 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie z. B. der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festgelegten Struktur 24) einen gewissen Grad an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann eine beliebige geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Triebwerks (beispielsweise zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes und den festgelegten Strukturen, wie z. B. dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von 2 beschränkt. Beispielsweise ist für den Fachmann ohne Weiteres erkenntlich, dass sich die Anordnung von Ausgang und Stützgestängen und Lagerpositionierungen bei einer Sternanordnung (oben beschrieben) des Getriebes 30 in der Regel von jenen, die beispielhaft in 2 gezeigt werden, unterscheiden würden.
Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und Lagerpositionierungen aus.
Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben.
Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine Teilungsstromdüse 20, 22 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse 20 separat und davon radial außen ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den Bypasskanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts) einer einzigen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen. Obgleich sich das beschriebene Beispiel auf ein Turbogebläsetriebwerk bezieht, kann die Offenbarung beispielsweise bei einer beliebigen Art von Gasturbinentriebwerk, wie z. B. bei einem Open-Rotor- (bei dem die Gebläsestufe nicht von einer Triebwerksgondel umgeben wird) oder einem Turboprop-Triebwerk, angewendet werden. Bei einigen Anordnungen umfasst das Gasturbinentriebwerk 10 möglicherweise kein Getriebe 30.
Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und Komponenten davon wird bzw. werden durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die auf die Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Richtung von unten nach oben in 1) und eine Umfangsrichtung (senkrecht zu der Ansicht in 1) umfasst. Die axiale, die radiale und die Umfangsrichtung verlaufen senkrecht zueinander.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist die Ausgestaltung der Leitschaufelräder bzw. Statoren im Verdichter oder alternativ in der Turbine von Bedeutung.
Zunächst wird dabei anhand der 4 der grundlegende Aufbau eines Verdichtergitters beschrieben. Das Verdichtergitter ist in üblicher Darstellung im Meridianschnitt und abgerollt dargestellt. Es umfasst eine Mehrzahl von Schaufeln S, die jeweils eine Vorderkante SVK und eine Hinterkante SHK aufweisen. Die Vorderkanten SVK liegen auf einer gedachten Linie L₁, die Hinterkanten S_HK liegen auf einer gedachten Linie L2. Die Linien L₁ und L2 verlaufen parallel. Die Schaufeln S umfassen des Weiteren jeweils eine Saugseite SS und eine Druckseite DS. Ihre maximale Profildicke ist mit d angegeben.
Das Verdichtergitter weist eine Gitterteilung t und eine Profilsehne s mit einer Profilsehnenlänge s_k auf. Die Gitterteilung t ist der Abstand der Schaufeln S zueinander in Umfangsrichtung. Die Gitterteilung ist dabei am Gittereintritt und am Gitteraustritt gleich groß. Die Profilsehne s ist die Verbindungslinie zwischen der Vorderkante S_VK und der Hinterkante S_HK des Profils. Zwischen der Profilsehne s und der Senkrechten auf der Linie L₁ (wobei die Senkrechte zumindest näherungsweise der durch die Maschinenachse definierten Richtung entspricht) ist der Schaufel-Staffelungswinkel (im folgenden Staffelungswinkel) α_s gebildet. Der Staffelungswinkel α_s gibt die Neigung der Schaufeln S an.
Die Schaufeln S weisen eine Skelettlinie SL auf, die auch als Profilmittellinie bezeichnet wird. Diese ist definiert durch die Verbindungslinie der in das Profil einbeschriebenen Kreismittelpunkte. Die Tangente an die Skelettlinie SL an der Vorderkante ist mit T₁ bezeichnet. Die Tangente an die Skelettleitlinie SL an der Hinterkante ist mit T2 bezeichnet. Der Winkel, unter dem sich die beiden Tangenten T₁, T2 schneiden, ist der Schaufelwölbungswinkel A. Die Zuströmrichtung, mit der Gas auf das Gitter zuströmt, ist mit Z und die Abströmrichtung, mit der Gas vom Gitter weg strömt, ist mit D gekennzeichnet. Der Inzidenzwinkel β₁ ist definiert als der Winkel zwischen der Tangenten T₁ und der Zuströmrichtung Z. Der Deviationswinkel β₂ ist definiert als der Winkel zwischen der Tangenten T2 und der Abströmrichtung A. Der Schaufelaustrittswinkel γ₁ ist definiert als der Winkel zwischen der Tangenten T₁ an die Skelettlinie SL und der Senkrechten auf der Linie L₁. Der Schaufelaustrittswinkel γ₂ ist definiert als der Winkel zwischen der Tangenten T2 an die Skelettlinie SL und der Senkrechten auf der Linie L₂.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Gitterteilung t von Bedeutung. Dabei wird darauf hingewiesen, dass die Gitterteilung t abhängig von der Form der Leitschaufeln von der radialen Höhe des Gitterschnitts abhängig sein kann, d. h. die Gitterteilung t kann in Abhängigkeit davon, ob ein Gehäuseschnitt, ein Mittenschnitt oder ein Blattspitzenschnitt betrachtet wird, unterschiedlich sein. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und Offenbarung wird der Gehäuseschnitt betrachtet, wobei jedoch auch ein anderer Schnitt betrachtet werden kann.
Die 5 zeigt in teilweise geschnittener Ansicht das Verdichtergehäuse 400 eines Verdichters eines Gasturbinentriebwerks, beispielsweise das Verdichtergehäuse des Niederdruckverdichters 14 oder des Hochdruckverdichters 15 des Gasturbinentriebwerks der 1, das den Hauptströmungspfad 6 durch das Kerntriebwerk radial außen begrenzt. Das Verdichtergehäuse 400 umfasst eine Mehrzahl von Leitschaufelrädern 4, die jeweils eine Mehrzahl von Leitschaufeln 41 aufweisen, die jeweils eine Schaufelreihe 42 bilden. Die Leitschaufeln 41 erstrecken sich dabei radial nach innen in den Hauptströmungspfad 6.
Nicht dargestellt sind Rotoren, die in an sich bekannter Weise jeweils zwischen den Leitschaufelrädern 4 angeordnet sind und die den Hauptströmungspfad 6 radial innen begrenzen, so dass der Hauptströmungspfad 6 durch einen Ringraum gebildet wird.
An jedem Leitschaufelrad 4 erstrecken sich die Leitschaufeln 41 ausgehend von einer Wandung 43 radial nach innen, wobei die Wandung 43 einen Bestandteil des Verdichtergehäuses 400 bildet. Die Wandung 43 bildet an ihrer dem Hauptströmungspfad 6 zugewandten Innenseite eine Kranzoberfläche 450 aus, von welcher aus sich die Leitschaufeln 41 erstrecken.
Es kann vorgesehen sein, dass die Leitschaufeln 41 in an sich bekannter Weise in ihrem Staffelungswinkel einstellbar sind.
In der 5 ist des Weiteren dargestellt, dass in einem der Leitschaufelräder 4, nämlich in dessen Wandung 43 ein Boroskopzugang 51 ausgebildet ist. Der Boroskopzugang 51 ist dabei in Umfangsrichtung derart angeordnet, dass er sich zwischen zwei Leitschaufeln 41 befindet. Der Boroskopzugang 51 ist im Querschnitt kreisförmig und bildet eine radial verlaufende Öffnung im Leitschaufelrad 4 bzw. dessen Wandung 43. Der Boroskopzugang 51 dient dazu, ein Boroskop (nicht dargestellt) zu Inspektionszwecken oder Wartungszwecken aufzunehmen. Dabei weist der Boroskopzugang 51 einen Durchmesser D auf, der normiert ist und beispielsweise im Bereich zwischen 5 mm und 8 mm liegt.
Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Leitschaufelrads 4, das zwei Boroskopzugänge 51, 52 ausbildet, die an beabstandeten Umfangspositionen des Leitschaufelrads 4 realisiert sind.
Dabei bildet die Mehrzahl von Leitschaufeln 41 des Leitschaufelrads 4 zwei Segmente 410, 420 von Leitschaufeln, wobei die beiden Segmente 410, 420 in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind. Es ist vorgesehen, dass beide Segmente 410, 420 die gleiche, konstante Gitterteilung t aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Leitschaufeln 41 der beiden Segmente 410, 420 identisch ausgebildet sind, insbesondere das gleiche Schaufelprofil aufweisen. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Alternativ kann vorgesehen sein, dass innerhalb eines oder beider Segmente 410, 420 die Schaufelprofile variieren, oder dass in den beiden Segmenten 410, 420 unterschiedlich ausgebildete Schaufelprofile realisiert sind.
Das eine Segment 410 weist zwei äußerste, an das andere Segment 420 angrenzende Leitschaufeln 411, 412 auf. In entsprechender Weise weist das andere Segment 420 zwei äußerste, an das eine Segment 410 angrenzende Leitschaufeln 421, 422 auf. Dabei sind die aneinander angrenzenden Leitschaufeln 411, 421 und 412, 422 der beiden Segmente 410, 420 derart beabstandet, dass der zwischen diesen Leitschaufeln 411, 421 und 412, 422 in Umfangsrichtung bestehende Abstand 71, 72 gegenüber dem durch die Teilung t definierten Abstand vergrößert ist. So ist der Abstand 71 gleich dem 1,3-fachen bis 1,7-fachen der Gitterteilung t. Der Abstand 72 ist gleich dem 1,7-fachen bis 1,3-fachen der Gitterteilung t. Die Summe der Abstände 71, 72 ist gleich der dreifachen Gitterteilung, wie noch erläutert werden wird.
Dabei sieht eine Ausführungsvariante vor, dass die Abstände 71, 72 identisch und gleich der 1 ,5-fachen Gitterteilung t sind.
Durch den vergrößerten Abstand 71, 72 zwischen den benachbarten äußersten Leitschaufeln 411, 412, 421, 422 der beiden Segmente 410, 420 wird jeweils eine vergrößerte Schaufelpassage 710, 720 zwischen diesen Leitschaufeln 411, 412, 421, 422 bereitgestellt. Dabei ist vorgesehen, dass die beiden Boroskopzugänge 51, 52 im Bereich der vergrößerten Schaufelpassagen 710, 720 ausgebildet sind. Sie erstrecken sich dabei, wie in Bezug auf die 5 erläutert, in der Wandung 43 des Leitschaufelrads 4 im Bereich zwischen den betrachteten Leitschaufeln 411, 412, 421, 422.
Durch die vergrößerte Schaufelpassage 710, 720 wird die Ausbildung von Boroskopzugängen 51, 52 auch bei Leitschaufelrädern ermöglicht, die in kleinen Gasgeneratoren ausgebildet sind und bei denen die Leitschaufeln in Umfangsrichtung einen nur geringen Abstand aufweisen.
Der beschriebene Abstand zwischen den jeweils äußersten Leitschaufeln der beiden Segmente 410, 420 entspricht einem Konstruktionsprinzip, das in Bezug auf die 7 und 8 erläutert wird.
Die 7 zeigt ein konventionell ausgelegtes Leitschaufelrad 4 mit einer Vielzahl von Leitschaufeln 41 mit konstanter Teilung t um den gesamten Umfang. Die Konstruktion des Leitschaufelrads der 6 entspricht der folgenden Vorgehensweise. Es wird gemäß der 8 an einer beliebigen ersten Position 91 der Schaufelreihe eine Schaufel entfernt. Dies führt dazu, dass an dieser Position 91 der Abstand zweier Schaufeln 412, 422 der doppelten Teilung 2t entspricht.
An einer weiteren Position 92, die der ersten Position 91 gegenüberliegend sein kann (wobei dies nicht notwendigerweise der Fall ist), wird der verbleibende Schaufelring in zwei Segmente 410, 420 geteilt. Diese beiden Segmente 410, 420 werden um eine halbe Teilung gegeneinander verdreht, so dass gemäß der 6 an zwei Umfangspositionen zwei vergrößerte Schaufelpassagen 710, 720 vorliegen, deren Teilung dem 1,5-fachen der Teilung t zwischen den übrigen Leitschaufeln 41 entspricht. Die Summe der vergrößerten Abstände im Bereich der vergrößerten Schaufelpassagen 710, 720 ist somit gleich der 3-fachen Teilung t. Dies ist anschaulich insofern unmittelbar klar, als die „normale“ Teilung zwischen zwei Leitschaufeln jeweils um den Faktor 1,5 erhöht wurde. Alternativ können die vergrößerten Abstände in den Schaufelpassagen 710, 720 unterschiedlich ausgebildet sein, wobei jedoch die Summe dieser Abstände weiterhin gleich der 3-fachen Teilung ist.
Im Bereich der vergrößerten Schaufelpassagen 710, 720 werden die Boroskopzugänge 51, 52 ausgebildet.
Die oben erläuterte Konstruktion des Leitschaufelrads der 6 ist natürlich nur gedanklich zu verstehen. Die Herstellung des Leitschaufelrads der 6 erfolgt mit den erweiterten Schaufelpassagen 710, 720 und den darin ausgebildeten Boroskopzugängen 51, 52.
Die 9 zeigt in abgerollter Darstellung im Gehäuseschnitt den Bereich der Wandung in der vergrößerten Schaufelpassage zwischen den beiden in Bezug auf die 6 erläuterten Segmenten 410, 420. Dabei sind die äußerste, d. h. die sich an dem einen Rand des einen Segments 410 befindliche Leitschaufel 411 und die benachbarte äußerste, d. h. die sich an dem einen Rand des anderen Segments 420 befindliche Leitschaufel 421 dargestellt. Jede Leitschaufel 411, 412 weist eine Vorderkante VK und eine Hinterkante HK auf. Die Vorderkanten VK sämtlicher Leitschaufeln 41 liegen auf einer gedachten Umfangslinie 8.
Die Wandung bildet innenseitig, d. h. angrenzend an den Hauptströmungspfad durch den Verdichter eine Kranzoberfläche 450 aus, von welcher ausgehend sich die Leitschaufeln 411, 421 radial nach innen erstrecken.
Zwischen den beiden Leitschaufeln 411, 421 ist ein Schaufelkanal bzw. eine Schaufelpassage 710 gebildet. Die Schaufelpassage 710 ist gegenüber der Schaufelpassage, die jeweils zwei Leitschaufeln 41 in den beiden Segmenten 410, 420 bilden, vergrößert. Dabei ist der Abstand 71 zwischen den beiden Leitschaufeln 411, 421 gleich der 1,5-fachen Teilung t im Bereich der Segmente 410, 420.
Der Abstand 71 wird dabei ebenso wie die Teilung beispielsweise im Gehäuseschnitt betrachtet, d. h. in einem Schnitt, der unmittelbar an die Kranzoberfläche 450 angrenzt. In anderen Schnitten kann die Teilung t einen anderen Wert aufweisen, die Vergrößerung des Abstands um den Faktor 1,5 bleibt jedoch gleich.
Im Bereich der Kranzoberfläche 450 zwischen den beiden Leitschaufeln 411, 421 ist der eine Boroskopzugang 51 ausgebildet. Er ist dabei insofern mittig zwischen den beiden Leitschaufeln 411,421 angeordnet, als der minimale Abstand 511, 512 zu der jeweils benachbarten Leitschaufel 411, 421 der gleiche ist. In entsprechender Weise ist auch der weitere Boroskopzugang 52 ausgebildet.
Weiter ist im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise, der Boroskopzugang 51 im axial vorderen Bereich der vergrößerten Schaufelpassage 710 ausgebildet. Dabei grenzt der axial vorderste Punkt 510 des Boroskopzugangs 51 an die Umfangslinie 8 an, die die Vorderkanten VK der Leitschaufeln 41 des Leitschaufelrads verbindet. In alternativen Ausführungsvarianten ist der Boroskopzugang 51 im Hinblick auf seine axiale Position mittig zwischen der Vorderkante VK und der Hinterkante HK der Schaufeln 411, 421 oder sogar mehr zur Hinterkante HK der Schaufeln 411, 421 angeordnet.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Beispielsweise kann die Lage des Boroskopzugangs in der Schaufelpassage zwischen den randseitigen Schaufeln der beiden Segmente an anderer Stelle als dargestellt realisiert sein. Auch die Umfangserstreckung und die Anzahl der Schaufeln der beiden Segmente sind lediglich beispielhaft zu verstehen.
Es wird darauf hingewiesen, dass beliebige der beschriebenen Merkmale separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden können, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale aus, die hier beschrieben werden und umfasst diese. Sofern Bereiche definiert sind, so umfassen diese sämtliche Werte innerhalb dieser Bereiche sowie sämtliche Teilbereiche, die in einen Bereich fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015213786 A1 [0006]

Claims

Leitschaufelrad (4) einer Strömungsmaschine, das aufweist: - eine Mehrzahl von Leitschaufeln (41), die eine Schaufelreihe (42) bilden und dazu ausgebildet sind, sich in einem Strömungspfad (6) der Strömungsmaschine radial nach innen zu erstrecken, und - zwei Boroskopzugänge (51, 52), die jeweils zwischen zwei der Leitschaufeln (41) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Leitschaufeln (41) zwei Segmente (410, 420) mit jeweils mehreren Leitschaufeln (41) bildet, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind, wobei - die beiden Segmente (410, 420) die gleiche, konstante Gitterteilung (t) aufweisen, - die beiden Segmente (410, 420) derart beabstandet sind, dass die jeweils äußerste, an das jeweils andere Segment angrenzende Leitschaufel (411, 412) von der benachbarten Leitschaufel (421, 422) des anderen Segments in Umfangsrichtung einen vergrößerten Abstand (71, 72) aufweist, der gleich der 1,3-fachen bis 1,7-fachen Gitterteilung ist, wobei die Summe der vergrößerten Abstände (71, 72) gleich der 3-fachen Gitterteilung ist, - wobei durch den vergrößerten Abstand (71, 72) zwischen jeweils den zwei benachbarten äußersten Leitschaufeln (411, 412, 421, 422) der beiden Segmente (410, 420) jeweils eine vergrößerte Schaufelpassage (710, 720) zwischen diesen Leitschaufeln (411, 412, 421, 422) bereitgestellt ist und die beiden Boroskopzugänge (51, 52) im Bereich der vergrößerten Schaufelpassagen (710, 720) ausgebildet sind.
Leitschaufelrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Segmente (410, 420) derart beabstandet sind, dass die jeweils äußerste, an das jeweils andere Segment angrenzende Leitschaufel (411, 412) von der benachbarten Leitschaufel (421, 422) des anderen Segments in Umfangsrichtung einen vergrößerten Abstand (71) aufweist, der gleich der 1,5-fachen Gitterteilung ist.
Leitschaufelrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (41) eines Segments (410, 420) das gleiche Schaufelprofil aufweisen.
Leitschaufelrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (41) des einen Segments (410) das gleiche Schaufelprofil aufweisen wie die Leitschaufeln (41) des anderen Segments (420).
Leitschaufelrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Segmente (410, 420) die gleiche Anzahl von Leitschaufeln (41) aufweisen oder die Anzahl der Leitschaufeln (41) der beiden Segmente (410, 420) sich nur um eine Leitschaufel (41) unterscheidet.
Leitschaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Segmente (410, 420) eine unterschiedliche Anzahl von Leitschaufeln (41) aufweisen, wobei die Anzahl der Leitschaufeln (41) sich um mindestens zwei unterscheidet.
Leitschaufelrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boroskopzugänge (51, 52) derart zu den jeweils benachbarten äußersten Leitschaufeln (411, 412, 421, 422) der beiden Segmente (410, 420) in der Kranzoberfläche (450) des Leitschaufelrads (4) angeordnet sind, dass der minimale Abstand (511, 512) zu der jeweils benachbarten äußersten Laufschaufel (411, 412, 421, 422) der gleiche ist.
Leitschaufelrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boroskopzugänge (51, 52) im axial vorderen Bereich der jeweiligen vergrößerten Schaufelpassage (710, 720) ausgebildet sind.
Leitschaufelrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axial vorderste Punkt (510) der Boroskopzugänge (51, 52) an eine Umfangslinie (8) angrenzt, die die Vorderkanten (VK) der Leitschaufeln (41) des Leitschaufelrads (4) verbindet.
Leitschaufelrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boroskopzugänge (51, 52) als im Querschnitt kreisförmige oder elliptische, radial verlaufende Öffnungen im Leitschaufelrad (4) ausgebildet sind.
Leitschaufelrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boroskopzugänge (51, 52) einen Durchmesser (D) im Bereich zwischen 5 mm und 8 mm aufweisen.
Gasturbinentriebwerk (10), das aufweist: - einen Triebwerkskern (11), der eine Turbine (19), einen Verdichter (14) mit einem Leitschaufelrad nach Anspruch 1 und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende, als Hohlwelle ausgebildete Turbinenwelle (26) umfasst; - einen Fan (23), der stromaufwärts des Triebwerkskerns (11) positioniert ist, wobei der Fan (23) mehrere Fanschaufeln umfasst; und - ein Getriebe (30), das einen Eingang von der Turbinenwelle (26) empfängt und Antrieb für den Fan (23) zum Antreiben des Fans mit einer niedrigeren Drehzahl als die Turbinenwelle (26) abgibt.