DE2718610A1 - Verfahren zum verbessern der turbinenleistungsfaehigkeit - Google Patents

Verfahren zum verbessern der turbinenleistungsfaehigkeit

Info

Publication number
DE2718610A1
DE2718610A1 DE19772718610 DE2718610A DE2718610A1 DE 2718610 A1 DE2718610 A1 DE 2718610A1 DE 19772718610 DE19772718610 DE 19772718610 DE 2718610 A DE2718610 A DE 2718610A DE 2718610 A1 DE2718610 A1 DE 2718610A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
engine
cooling
determined
speed
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.)
Withdrawn
Application number
DE19772718610
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Carl Hemsworth
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2718610A1 publication Critical patent/DE2718610A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/20Actively adjusting tip-clearance
    • F01D11/24Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinentriebwerke und im einzelnen auf ein Verfahren zum Reduzieren des Arbeitsspiels zwischen einem Turbinenrotor und der ihn umgebenden Ummantelung während vorbestimmter Betriebs- bzw. Arbeitszustände.
Um einen hohen Wirkungsgrad aufrechtzuerhalten, sind Hersteller von Turbinentriebwerken bestrebt, den engst möglichen Abstand bzw. ein möglichst kleines Spiel zwischen dem Triebwerksrotor und dem umgebenden Statorgebilde beizubehalten, da jegliches Gas, aas zwischen diesen Teilen hindurchgelangen kann, einen Energieverlust für das System darstellt. Wenn dieses nur unter stationären Bedingungen zu arbeiten hätte, wäre es einfach, die erwünschte Abstandsbeziehung zwischen dem Rotor und dem Stator herzustellen, um die größtmögliche Leistungsfähigkeit ohne eine reibungsbedingte Störung zwischen diesen Elementen zu erzielen. In Wirklichkeit müssoijedoch alle Turbinentriebwerke anfänglich von einem Stillstandszustand bis zu einer stationären Drehzahl gebracht bzw. hochgefahren und dann schließlich bis zum Stillstand abgebremst werden. Ferner müssen Turbinentriebwerke, die zum Antreiben von Düsenflugzeugen benutzt werden, bei variablen flüchtigen bzw. vorübergehenden Betriebszuständen arbeiten können, wie beispielsweise
7 0 9 Ρ· ΠΠ/Π561
bei einem Kaltrotorstoß (cold rotor burst), einer Schubhebe1-Zurücknahme (throttle chop) und einem Heißrotorstoß (hot rotor burst). Die Schwierigkeit bezüglich der Erzielung eines konstanten Spiels zwischen der Ummantelung und dem Rotor während solcher flüchtiger bzw. vorübergehender Betriebsbedingungen wird zum ersten durch das variable mechanische Expandieren und Schrumpfen des Rotors infolge von Drehzahländerungen und zum zweiten durch das relative thermische Wachsen zwischen den zwei Gebilden infolge der notwendigen Differenz in der thermischen Trägheit begründet. Ein Verfahren zum Verringern des Turbinenspitzenspiels von Turbomaschinen besteht darin, in passender Weise die verschiedenen Materialien auszuwählen, die thermische Eigenschaften aufweisen, welche den Anpassungsvorgang bezüglich des radialen Abstandes bzw. des Ansprechverhaltens bei verschiedenen Triebwerksbetriebsbedingungen unterstützen. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß Luft variabler Temperatur auf ein Ummantelungsstützgebilde geleitet wird, um dessen Wachstums- bzw. Ausdehnungs- und Schrumpfungs- bzw. Zusammenziehungsmaß zu ändern und hierdurch eine Anpassung an unterschiedliche Triebwerksbetriebsbedingungen zu erzielen. Es ist jedoch allgemein üblich, die Abstände der Turbinenspitze bzw. das Turbinenabstandsspiel auf der Basis von flüchtigen bzw. vorübergehenden Triebwerksbedingungen und von maximalen Leistungseinstellungen einzurichten. Demnach sind dieses die Bedingungen, bei denen das Spiel zwischen dem Turbinenrotor und der Ummantelung minimal ist. Während aller anderen Betriebsbedingungen ist das Spiel größer, als es für einen sicheren, störungsfreien Betrieb erforderlich ist. Daraus folgt, daß während dieser anderen ßetriebsperioden ein Leistungs- bzw. Wirkungsgradverlust vorliegt, da das dann auftretende Spiel grosser als erforderlich ist. Wenn das Triebwerk im Reiseflugzustand (reduzierte Leistung) arbeitet, ist das Spitzenspiel größer als erforderlich, und es ergibt sich ein Leistungsverlust. Dies gilt insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, daß bei den meisten Flugvorgängen ein großer Prozentsatz der Flugzeit im Reiseflugbetrieb erfolgt.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Turbomaschine zu schaffen, die bei vergrößertem Gesamtwirkungsgrad und vergrößerter Leistungsfähigkeit arbeitet.
70988R/0561
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Turbinenspitzenspiel während vorbestinunter Betriebsbedingungen selektiv zu verändern.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Spiel zwischen dem Turbinenrotor und der ihn umgebenden Ummantelung während eines Betriebes in einem vorbestimmten Drehzahl- und Temperaturbereich zu verringern.
Gemäß einer anderen Aufgabe der Erfindung soll bei einer Turbomaschine das Turbinenspitzenspiel während Reiseflugbedingungen vermindert werden.
Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung soll für das Spitzenspiel ein Steuerungssystem geschaffen werden, das wirkungsvoll und wirtschaftlich im Betrieb ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Turbinenummantelungsabstützung wahlweise zwischen vorbestimmten Perioden des Triebwerksbetriebes mit Kühlluft versorgt, um ein Schrumpfen bzw. Zusammenziehen der Uminantelungsabstützung zu begründen und hierdurch das Spiel an der Turbinenschaufelspitze für eine vergrößerte Leistungsfähigkeit bis zu einem Minimum zu reduzieren.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Prallkühlungsluftstrom durch ein Ventil ein- und ausgeschaltet, das in Abhängigkeit von einem für die Temperatur oder Drehzahl des Triebwerks bezeichnenden Triebwerksparameter arbeitet. Wenn die Triebwerksdrehzahl steigt und durch den Reiseflugdrehzahlzustand verläuft, wird das Kühlsystem bei einer ersten vorbestimmten Drehzahl eingeschaltet und bei einer höheren zweiten vorbestimmten Drehzahl ausgeschaltet.JDie Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteile derselben werden nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß verschiedene Modifikationen und alternative Ausbildungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können. Es zeigen:
Figur 1 - in einem longitudinalen Teilschnitt den Turbinenabschnitt einer Turbomaschine mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen entsprechend der bevorzugten Ausführungsform und
709886/0561
Figur 2 - in einer graphischen Darstellung das sich im stationären Betrieb über einen Bereich von Betriebsdrehzahlen einstellende Spiel an der Turbinenschaufelspitze.
Gemäß der Darstellung aus Figur 1 ist die Erfindung bei
10 im Hochdruck-Turbinenteil eines Triebwerks installiert bzw. verwirklicht. Das Triebwerk hat eine einstufige Reihe von Rotoroder Laufschaufeln 11, die drehbar in einem Strömungspfad der Heißgase angeordnet sind, welche von einem ringförmigen Brenner 12 in bezug auf das Triebwerk nach hinten zu einer Reihe von umfangsmäßig verteilten Hochdruckdüsen 13 strömen. Von dort gelangen die Gase durch die Reihe von umfangsmäßig verteilten Laufschaufeln
11 und durch eine stationäre Reihe von Niederdruckdüsen 14, um schließlich gemäß der Pfeildarstellung stromabwärts zu der Niederdruckturbine (nicht dargestellt) zu strömen. Die Brennerummantelung 16 und die Brennereinlage 17 bilden zwischen sich Ringkammern 18 und 19, die Luft vom Kompressorablaß empfangen und für Kühlluft sorgen, die zu den Hochdruck-Turbinendüsen 13 strömt. Die Kühlluft von dem Raum bzw. der Kammer 19 gelangt durch die Kammer 21 in den Hohlraum 22 vor dem Turbineniäufer 23, wie es durch Pfeile dargestellt ist. Die Luft in dem Hohlraum 22 sorgt für eine Kühlung des Turbinenläufers 23. Außerdem wird der Hohlraum 22 unter Druck gesetzt, so daß eine Leckerscheinung der Heißgase radial einwärts von dem Hauptflußstrom vermieden wird.
In einer zur Hochdruckdüse 13 ähnlichen Weise wird auch die Niederdruckdüse 14 durch den darüber gelangenden Kühlluftstrom gekühlt. Dies erfolgt dadurch, daß Kühlluft von einer Kompressorabzapfleitung 24 in einen Kühlraum 28 geleitet wird, aus dem sie über die Ummantelung (shroud) durch einen Prallring 29 in eine ringförmige Kammer 31 fließt. Sie strömt dann durch die Niederdruckdüse 14 nach unten zu dem darunter befindlichen Hohlraum 32, wo sie den Kühlvorgang des Turbinenläufers 23 unterstützt und den Hohlraum 32 unter Druck setzt, um ein Fließen der Heißgase einwärts von dem Hauptflußstrom zu verhindern.
Die Reihe von umfangsmäßig verteilten Hochdruck-Turbinenlaufschaufeln 11 ist unter engem Abstand von einer Ummantelung 33 umgeben. Ein Teil der inneren Oberfläche der Ummantelung 33 be-
709886/0561
271861Q
steht aus einem abschleifbaren (abradable) Material, welches während bestimmter Betriebsbedingungen einen reibenden und abschleifenden Berührungseingriff der Hochdruck-Turbinenlaufschaufeln 11 zuläßt. Die Ummantelung 3 3 wird durch vordere und hintere Flansche 34 und 36 radial positioniert und abgestützt. Die Flansche erstrekken sich radial einwärts von einem Ummantelungsstützelement 37, das seinerseits mittels einer Vielzahl von Schrauben 38 an der Brennerummantelung bzw. dem Brennergehäuse 16 befestigt ist. Da die Ummantelung 33 direkt mit dem Ummantelungsstützelement 37 verbunden ist, führt jegliche Temperaturveränderung des letzteren zu einem thermischen Anwachsen oder Schrumpfen des Ummantelungsstützelements und demzufolge zu einem radialen Wachsen oder Schrumpfen der Turbinenummantelung 33. Wenn die Ummantelungsabstützung 37 ständig direkt der Kompressorabzapfluft in dem Kühlraum 28 ausgesetzt ist, neigt sie zu einem Wachsen bzw. Ausdehnen, wenn die Triebwerksdrehzahlen ansteigen (heißere Abzapfluft), und zu einem Schrumpfen bzw. Zusammenziehen, wenn die Triebwerksdrehzahlen abnehmen (kühlere Abzapfluft). Diese Beziehung ist natürlich hilfreich bei einer Betrachtung des Gesamtproblems bezüglich einer Aufrechterhaltung passender Abstandsverhältnisse über einen Bereich von Drehzahlen, wobei diese Beziehung allein genommen jedoch nicht ausreicht, um für einen passenden Betrieb unter flüchtigen bzw. vorübergehenden Bedingungen zu sorgen. In Anpassung an diese Übergangszustände wurden verschiedene andere Verfahren eingesetzt, beispielsweise ein Aufbringen heißer Turbinenablaßluft auf die Ummantelungsabstützung 37, um eine schnelle Drehzahlsteigerung zu ermöglichen, die mit einem Temperaturanstieg verbunden ist, der die Abstützung zu einem schnellen Anwachsen bzw. Ausdehnen veranlaßt, und um eine bei einem plötzlichen Abbremsen des Triebwerks schnelle Temperaturabnähme zuzulassen, die zu einem schnellen Schrumpfen bzw. Zusammenziehen des Abstützelements 37 führt. Welche Mittel oder Verfahren auch immer angewendet werden, um die Ummantelungsposition in Anpassung an die Ubergangsbetriebszustände zu regulieren, der Turbinenspitzenabstand 39 zwischen den Hochdruck-Laufschaufeln 11 und der Ummantelung 3 3 übermäßig groß, wenn das Triebwerk schließlich in einem stationären Zustand arbeitet. Es ist hauptsächlich dieser Zustand, für den die Erfin-
70 9S8R/0561
dung gedacht ist, wobei diese natürlich auch während nicht stationärer Betriebszustände anwendbar ist, wenn gewisse Ubersteuerungsvorkehrungen getroffen werden.
Radial außerhalb des Ummantelungsstützelements 37 ist eine Prallplatte 41 mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Löchern 42 angeordnet. Die Richtung und Lage sind dergestalt, daß die Luft gemäß der Pfeildarstellung in Figur 1 auf das Uinmantelungsstützelement 37 auftreffen kann. Die Prallplatte 41, die an ihren Enden mit dem Uinmantelungsstützelement 37 verbunden ist, begrenzt teilweise einen inneren Hohlraum 43 an ihrer einen Seite und einen äußeren Hohlraum 44 an ihrer anderen Seite. Der äußere Hohlraum 44 hat eine ringförmige Abdeckplatte 46, an die ein oder mehrere Kühlrohre 47 angeschlossen sind, um Kühlluft in den äußeren Hohlraum 44 zu leiten. Die Kühlrohre 47 sind ihrerseits mit ihren anderen Enden an eine Luftquelle 5o angeschlossen, beispielsweise an die Gebläseauslaß- oder Kompressorabzapfluft. Der Luftstrom zu den Kühlrohren 47 wird durch ein Ventil 48 gesteuert, das seinerseits durch eine Steuerung 49 betätigt wird. Diese kann manuell ausgebildet sein, so daß eine Bedienungsperson das Ventil 48 in Abhängigkeit vom Vorhandensein gewisser Betriebsbedingungen, wie bestimmter Drehzahlen oder Temperaturen, öffnet oder schließt. Die Steuerung kann jedoch auch automatisch ausgebildet sein und in Abhängigkeit von einem Drehzahl- oder Temperaturfühler oder einem Statorwinkelanzeiger arbeiten, um das Ventil 48 zu beeinflussen.
Im Betrieb füllt Luft von dem Kompressorabzapf 24 den Kühlraum 28, um aus diesem während aller Triebwerksbetriebsbedingungen in den Hohlraum 32 zu strömen. Die Kühlluft von der Quelle 5o gelangt nur während Perioden, in denen das Ventil 48 auf Durchgang geschaltet ist, durch die Kühlrohre 47. Nach der vorliegenden Erfindung ist es beabsichtigt, daß das Ventil 48 durchgeschaltet wird, wenn das Triebwerk in einem Drehzahlbereich arbeitet, der bei oder nahe bei der ausgelegten Reiseflugdrehzahl des Triebwerks liegt. Wenn in diesem Drehzahlbereich die erfindungsgemäße Einrichtung abgeschaltet (also das Ventil 48 geschlossen) ist, ist das Spiel bzw. der Abstand 39 an der Turbinenspitze größer, als es für einen solchen Triebwerksbetrieb erforderlich ist, was zu
709886/0561
einem spürbaren Leistungsverlust führt. Gemäß der vorliegenden Erfindung soll dieser Abstand auf ein Minimum reduziert werden, um hierdurch das System einer 'Feinabstimmung bzw. -einstellung1 zum Erzielen einer maximalen Leistungsfähigkeit zu unterwerfen. Zu diesem Zweck wird festgestellt, wann sich die tatsächliche Triebwerksdrehzahl der ausgelegten Reiseflugdrehzahl des Triebwerks annähert. Dann wird das Ventil 48 geöffnet, um Kühlluft zu der Ummantelungsabstützung 37 zu leiten und diese hierdurch schrumpfen bzw. sich zusammenziehen zu lassen, damit die enge Abstandsbeziehung mit der Reihe der Turbinenlaufschaufeln 11 erzielt wird.
Nachdem die Kühlluft durch die Löcher 42 der Prallplatte in den inneren Hohlraum 4 3 und auf die Ummantelungsabstützung 3 7 gelangt ist, fließt sie durch den Kanal 49 zum Hohlraum 32. Wenn die Drehzahl des Triebwerks weiter gesteigert wird, und zwar bis zu einem Punkt, wo sie ein vorbestimmtes Maß der aufgelegten Triebwerksreisedrehzahl zu überschreiten beginnt, werden das Ventil 48 geschlossen und das System abgeschaltet, damit sich das Ummantelungsstützelement 37 wieder ausdehnen kann. Diese Expansion ermöglicht dann ein mechanisches und thermisches Wachsen, was erforderlich ist, wenn das Triebwerk auf die maximalen Leistungseinstellungen beschleunigt bzw. hochgefahren wird.
Wenn das System in der oben beschriebenen Weise betrieben wird, ergibt sich eine solche Veränderung der Abstandsbeziehung zwischen den Turbinenlaufschaufeln 11 und der diese umgebenden Ummantelung 33, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kern- bzw. Rotordrehzahl und die Radialpositionen bzw. -abstände für den stationären Betrieb des Triebwerks dargestellt sind. Bei einem Betrieb im nicht stationären Übergangszustand sind die Beziehungen wesentlich komplizierter. Da jedoch die vorliegende Erfindung in erster Linie für stationäre Zustände bestimmt ist, genügt die graphische Darstellung aus Figur 2 für Erläuterungszwecke. Es ist festzustellen, daß der radiale Abstand D zwischen dem Rotor und der Ummantelung bei abgeschaltetem Prallsystem erforderlich ist, und zwar in Anpassung an den flüchtigen Übergangsbetrieb, wobei der erforderliche Abstand mit zunehmender Triebwerksdrehzahl abnimmt. Es ist auch festzustellen, daß der Abstand bei voller Leistung so klein wie möglich ausgelegt
709886/0561
ο· —
ist. Für einen Betrieb bei oder nahe bei der ausgelegten Reiseflugdrehzahl ist jedoch der Abstand y für stationäre Betriebsbedingungen übermäßig groß. Er kann durch Einschalten des Prallkühlungssystems reduziert werden, wobei die Größe der Ummantelung vermindert wird, um einen minimalen Abstand ζ gegenüber dem Rotor zu ermöglichen. Für Erläuterungszwecke und zum Interpretieren der Ansprüche sei erwähnt, daß die ausgelegte Reiseflugdrehzahl als eine vorbestimmte Drehzahl oder ein entsprechender Drehzahlbereich definiert ist, bei der bzw. dem das Triebwerk über einen beträchtlichen Teil seines Flugprogramms in einem stationären Zustand arbeiten soll. Bei dieser Bestimmung bzw. Festlegung sind die jeweilige Art des Flugzeuges und des Flugzeugauftrags bzw. Flugbetriebes wie auch die Betriebsleistung und -wirtscnaftlichkeit die hauptsächlichen Faktoren. Im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Betrieb erfaßt das System dann die Temperatur der zugeordneten Kompressorabzapfung und die Kern- bzw. Rotordrehzahl A, um das Ventil 48 auf Durchgang zu schalten. Das System verbleibt in diesem Zustand, bis das Triebwerk eine Drehzahl B erreicht, wonach die weiter vergrösserte Kompressorabzapftemperatur das System zum Ausschalten bzw. Sperren des Ventils 48 veranlaßt. Hierdurch ist ein Ausdehnen der Ummantelung möglich, wodurch sich eine ausreichende Vergrößerung des Spitzenabstandes ergibt, um eine maximale Leistungseinstellung zuzulassen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß es zusätzlich zu der oben beschriebenen Temperaturerfassungsmethode verschiedene andere Verfahren gibt, n> h denen das System empfindlich bzw. ansprechend ein- und ausgeschaltet werden kann. Beispielsweise kann es erwünscht sein, die Triebwerksdrehzahl direkt zu erfassen, wie durch ein Tachometer oder dergleichen. Eine weitere Alternative bestünde darin, daß das Ventil wahlweise durch eine Bedienungsperson manuell aktiviert wird, wenn bestimmte Bedingungen angetroffen werden, oder automatisch in Abhängigkeit von der Triebwerksdrosselungsposition betätigt wird. Ferner können in Anpassung an einen vorübergehenden bzw. nicht stationären Betriebszustand in dem Reiseflug-Drehzahlbereich, für den die vorliegende Kühlvorrichtung ausgelegt ist, verschiedene Sperrglieder (lock-out devices), wie beispielsweise Verzögerungsmechanismen, angewendet
709886/0561
- SL 41
werden, um das System während flüchtiger bzw. nicht stationärer Betriebsperioden im wesentlichen zu sperren. Auch ist darauf hinzuweisen, daß das Ventil 48 ein solches vom Ein-Ausschalttyp oder ein solches vom variablen Strömungstyp sein kann, wobei der Öffnungsgrad und somit die strömende Kühlluftmenge von der Drehzahl, der Temperatur oder einem anderen Triebwerksparameter abhängen. Natürlich kann statt eines einzelnen Ventils auch eine Vielzahl von gleichzeitig arbeitenden Ventilen vorgesehen sein.
Während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann sie in vielfältiger anderer Weise ausgebildet werden. Die Erfindung wurde in Verbindung mit einer Verwendung in Drehzahlbereichen beschrieben, die nahe der ausgelegten Reiseflugdrehzahl des Triebwerks liegen. Es ist jedoch festzustellen, daß die Erfindung auch für verschiedene Drehzahlbereiche anwendbar ist, wie beispielsweise für die Warte- bzw. Sparflugdrehzahl, für das Abheben, für den Steigflug usw. Während das vorliegende System als bei einer einzelnen Turbinenstufe anwendbar beschrieben wurde, kann es auch so benutzt werden, daß es einer Anzahl von Turbinenstufen oder irgendeiner Anzahl von Kompressorstufen Kühlluft zuführt.
Weitere Ausführungsbeispiele können verschiedene andere Triebwerksparaiueter umfassen, wie den Luftstrom oder den Druck, auf die das Ventil ansprechbar gemacht werden kann. Auch lassen sich für den Kiihlvorgang andere Kühlluftquellen benutzen, wie beispielsweise Gebläseluft.
Es ist auch festzustellen, daß der Kühleffekt des Ummantelungsgebildes statt durch ein Einspritzen bzw. Einblasen eines relativ kalten Luftstroms durch Entfernen der relativ heissen Luft bewirkt werden kann. Um beispielsweise für eine gute Ubergangsanpassung der Stator- und Rotordurchmesser zu sorgen, kann Luft hoher Temperatur ständig um das Ummantelungsgebilde geleitet werden. Die vorliegende Erfindung sorgt dann während vorbestimmter Betriebsperioden für ein Aufheben einer solchen Heißluftanwendung.
Ein weiteres Beispiel eines alternativen Aufbaues würde die Anwendung eines KühlVerfahrens sein, das sich von dem aufgezeigten Prallverfahren unterscheidet, beispielsweise eine KonvektionsStromkühlung.
709886/0561
L e e r s e i f

Claims (7)

Dr. rer. not. Horst Schüler 2718610 *ooo Frankhm/Main ι 26.H.1977 PATENTANWAIT Kaisers.rasse 4« Schu/Vo/Rg Telefon (0611) 23 55 55 Telex: 04-16 759 mapat d Postscheck-Konto: 282420-402 Frankfurt/M. Bankkonto: 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M. 424O-13DV-6628 Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Turbomaschine mit einer drehbaren Turbine und einem diese eng umgebenden Ummantelungsaufbau über einen Bereich von Drehzahlen, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmt wird, wann sich die Turbomaschine in einem ersten vorbestimmten Betriebsbereich befindet, und daß in Abhängigkeit hiervon das Ununantelungsgebilde gekühlt wird, um ein thermisches Schrumpfen bzw. Zusammenziehen desselben zu begründen und hierdurch aas Arbeitsspiel zwischen der Turbine und dem Ummantelungsgebilde zu reduzieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich bestimmt wird, wann sich die Turbomaschine in einem zweiten vorbestimmten Betriebsbereich befindet, und daß in Abhängigkeit hiervon die Kühlung des Ummantelungsstützgebildes unterbrochen wird, um ein thermisches Wachsen bzw. Ausdehnen desselben zu begründen und hierdurch das Arbeitsspiel zwischen der Turbine und dem Ummantelungsgebilde zu vergrößern.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste vorbestimmte Betriebsbereich für die Reiseflugdrehzahl des Triebwerks und der zweite vorbestimmte Arbeitsbereich für eine Drehzahl außerhalb des Bereichs der Reiseflugdrehzahl bezeichnend sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der erste vcnbestimmfce Betriebs- bzw. Arbeitsbereich «foaarclt Erfassen eines Temperaturzustands in dex Turbomaschine bestimwt wird.
709886/0561
ORIGINAL INSPECTED
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erfaßte Temperaturzustand derjenige der Abzapfluft vom Kompressor ist.
6. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kühlungsschritt ein Vorrat an Kühlluft zum Ununantelungsgebilde geleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftvorrat bzw. die Kühlluftquelle die Kompressorabzapfluft ist.
70988B/0561
DE19772718610 1976-08-02 1977-04-27 Verfahren zum verbessern der turbinenleistungsfaehigkeit Withdrawn DE2718610A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US71090076A 1976-08-02 1976-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2718610A1 true DE2718610A1 (de) 1978-02-09

Family

ID=24856000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772718610 Withdrawn DE2718610A1 (de) 1976-08-02 1977-04-27 Verfahren zum verbessern der turbinenleistungsfaehigkeit

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS5317813A (de)
BE (1) BE854122A (de)
DE (1) DE2718610A1 (de)
FR (1) FR2360750A1 (de)
GB (1) GB1581855A (de)
IT (1) IT1076442B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3146096A1 (de) * 1980-12-18 1982-07-08 Rolls-Royce Ltd., London Turbine fuer ein gasturbinentriebwerk
DE3540943A1 (de) * 1985-11-19 1987-05-21 Mtu Muenchen Gmbh Gasturbinenstrahltriebwerk in mehr-wellen-zweistrom-bauweise

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4230439A (en) * 1978-07-17 1980-10-28 General Electric Company Air delivery system for regulating thermal growth
US4230436A (en) * 1978-07-17 1980-10-28 General Electric Company Rotor/shroud clearance control system
US4338061A (en) * 1980-06-26 1982-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Control means for a gas turbine engine
GB2104966B (en) * 1981-06-26 1984-08-01 United Technologies Corp Closed loop control for tip clearance of a gas turbine engine
US4747750A (en) * 1986-01-17 1988-05-31 United Technologies Corporation Transition duct seal
FR2601074B1 (fr) * 1986-07-03 1990-05-25 Snecma Turbomachine munie d'un dispositif de commande du debit d'air de ventilation preleve en vue du controle des jeux entre rotor et stator.
FR2614073B1 (fr) * 1987-04-15 1992-02-14 Snecma Dispositif d'ajustement en temps reel du jeu radial entre un rotor et un stator de turbomachine
US5090193A (en) * 1989-06-23 1992-02-25 United Technologies Corporation Active clearance control with cruise mode
US5005352A (en) * 1989-06-23 1991-04-09 United Technologies Corporation Clearance control method for gas turbine engine
US5076050A (en) * 1989-06-23 1991-12-31 United Technologies Corporation Thermal clearance control method for gas turbine engine
GB2236147B (en) * 1989-08-24 1993-05-12 Rolls Royce Plc Gas turbine engine with turbine tip clearance control device and method of operation
FR2652858B1 (fr) * 1989-10-11 1993-05-07 Snecma Stator de turbomachine associe a des moyens de deformation.
GB9027986D0 (en) * 1990-12-22 1991-02-13 Rolls Royce Plc Gas turbine engine clearance control
US6925814B2 (en) 2003-04-30 2005-08-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Hybrid turbine tip clearance control system
JP2008180149A (ja) * 2007-01-24 2008-08-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの翼構造及びガスタービン
FR2971291B1 (fr) 2011-02-08 2013-02-22 Snecma Unite de commande et procede de pilotage de jeu en sommet d'aubes
US20180334962A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-22 United Technologies Corporation Active bleed flow modulation

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3825365A (en) * 1973-02-05 1974-07-23 Avco Corp Cooled turbine rotor cylinder
FR2280791A1 (fr) * 1974-07-31 1976-02-27 Snecma Perfectionnements au reglage du jeu entre les aubes et le stator d'une turbine
US3966354A (en) * 1974-12-19 1976-06-29 General Electric Company Thermal actuated valve for clearance control
US4005946A (en) * 1975-06-20 1977-02-01 United Technologies Corporation Method and apparatus for controlling stator thermal growth
GB1484288A (en) * 1975-12-03 1977-09-01 Rolls Royce Gas turbine engines
US4069662A (en) * 1975-12-05 1978-01-24 United Technologies Corporation Clearance control for gas turbine engine
US4019320A (en) * 1975-12-05 1977-04-26 United Technologies Corporation External gas turbine engine cooling for clearance control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3146096A1 (de) * 1980-12-18 1982-07-08 Rolls-Royce Ltd., London Turbine fuer ein gasturbinentriebwerk
DE3540943A1 (de) * 1985-11-19 1987-05-21 Mtu Muenchen Gmbh Gasturbinenstrahltriebwerk in mehr-wellen-zweistrom-bauweise

Also Published As

Publication number Publication date
BE854122A (fr) 1977-08-16
GB1581855A (en) 1980-12-31
IT1076442B (it) 1985-04-27
JPS5317813A (en) 1978-02-18
FR2360750B1 (de) 1982-08-13
FR2360750A1 (fr) 1978-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2718610A1 (de) Verfahren zum verbessern der turbinenleistungsfaehigkeit
DE2927781C2 (de)
DE3028137C2 (de)
DE3909606C2 (de) Spaltsteueranordnung
DE2532415C2 (de) Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Spiels zwischen den Spitzen der Rotorschaufeln einer Gasturbine und der gegenüberliegenden Wand eines Turbinengehäuses
DE3040594C2 (de) Spaltsteuervorrichtung für ein Turbinentriebwerk
EP0924388B1 (de) System zur Konstanthatung des Schaufelspitzenspiels bei einer Gasturbine
DE3424229A1 (de) Kuehlluftstroemungs-modulationseinrichtung fuer eine gasturbine
DE2718623A1 (de) Vorrichtung zur erzielung eines moeglichst kleinen spiels an einer turbinenhuelle
DE2556519A1 (de) Thermisch betaetigtes ventil zur abstands- bzw. ausdehnungsspielsteuerung
DE2645349C3 (de) Gasturbinen-Triebwerksanlage für Flugzeuge
EP2136052A1 (de) Turboproptriebwerk mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Kühlluftstroms
DE2824013A1 (de) Gasturbinentriebwerk mit regulierbarer leistung
DE3540943A1 (de) Gasturbinenstrahltriebwerk in mehr-wellen-zweistrom-bauweise
WO1999063204A1 (de) Gasturbine sowie verfahren zur kühlung einer turbinenstufe
DE3032402A1 (de) Spaltsteuervorrichtung und -verfahren fuer ein gasturbinentriebwerk
DE3615008A1 (de) Schaufelkuehlung
DE2726522A1 (de) Gasturbinentriebwerk und verfahren zum betreiben desselben
DE3720578C2 (de) Gasturbinen-Mantelstrom-Triebwerk mit veränderbarem Nebenstromverhältnis
DE2654525C1 (de) Stroemungsmaschine mit einer Regeleinrichtung zur Konstanthaltung des Radialspielraums zwischen den Rotorschaufelspitzen und der Statorkonstruktion
DE1526817A1 (de) Konvergente-divergente Strahltriebswerksaustrittsduese
DE2927760C2 (de)
DE1526821A1 (de) Konvergente-divergente Strahltriebwerksaustrittsduese
DE3517486A1 (de) Axialverdichter
DE102012100271A1 (de) System und Verfahren zum Steuern des Durchflusses durch einen Rotor

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal