DE3446389A1

DE3446389A1 - Statoraufbau fuer ein gasturbinen-triebwerk

Info

Publication number: DE3446389A1
Application number: DE3446389A
Authority: DE
Inventors: Vincent Paul Guilford Conn. Laurello
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1985-07-04
Anticipated expiration: 2004-12-20
Also published as: GB2151710B; GB8431265D0; JPS60153406A; GB2151710A; US4553901A; FR2557212A1; DE3446389C2; JPH0654081B2; FR2557212B1

Description

-r ν -■ ο 'J

Anm: UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION
Hartford, Ct. 06101/ V.St.A.

Statoraufbau für ein Gasturbinen-Triebwerk

Die Erfindung betrifft Gasturbinen-Triebwerke, insbesondere den Statoraufbau zum Abstützen eines Paares äußerer Luftdichtungen und einer Anordnung von Statorschaufeln in einem solchen Triebwerk. Das Konzept der vorliegenden Erfindung wurde auf dem Gebiet der Axialverdichter-Gasturbinen-Triebwerke entwickelt und findet auch Verwendung bei Statoraufbauten auf anderen Gebieten.

Axialströmungs-Gasturbinen-Triebwerke weisen allgemein einen Verdichterabschnitt, einen Brennkammerabschnitt und einen Turbinenabschnitt auf. Durch die Abschnitte des Triebwerks hindurch erstreckt sich axial ein Rotor, während ein Stator in axialer Richtung sich erstreckend um den Rotor herum angeordnet ist. Ein ringförmiger Strömungsweg für die heißen Arbeitsgasmedien führt durch das Triebwerk zwischen dem Rotor und dem Stator hindurch. Wenn die Gase das Triebwerk durchströmen werden sie in dem Verdichterabschnitt komprimiert, mit Treibstoff in dem Brennkammer ab schnitt verbrannt und während

W- - -"γ ^L> ■'-■■ J

■ /λ-

'des Durchgangs durch den Turbinenabschnitt entspannt, um Nutzarbeit zu liefern»

Der Rotor des Turbinenabschnitts besteht aus einer Rotoranordnung, um Nutzarbeit aus den heißen,unter Druck stehenden Gasen zu ziehen. Diese Rotoranordnung umfasst eine erste Rotorscheiben-Schaufelanordnung und eine zweite Rotorscheiben-Schaufelanordnung, welche zweite in axialem Abstand zur ersten angeordnet ist. Die Rotorschaufeln erstrecken sich von den Scheiben radial durch den ringförmigen Strömungsweg für das Arbeitsmedium nach außen bis in die Nahe des Stators. Zwischen zwei solcher Anordnungen erstreckt sich in axialer Richtung ein Rotoraufbau, um den inneren Durchmesser des ringförmigen Strömungswegs zu begrenzen.

Der Stator umfasst Dichtungselemente zum Verhindern einer Leckage des Arbeitsmediuras aus dem ringförmigen Strömungsweg. Ein äußeres Gehäuse und ein Statoraufbau zum Abstützen und in Lage halten der Dichtungselemente erstreckt sich in axialer Richtung durch das Triebwerk. Die Dichtungselemente umfassen eine erste und eine zweite äußere Luftdichtung. Jede äußere Luftdichtung erstreckt sich in Umfangsrichtung über eine zugeordnete Rotorschaufel-Anordnung, um eine Leckage des Arbeitsmediums über den Spitzen der Blätter zu blockieren. Durch den Strömungsweg des Arbeitsmediums hindurch erstreckt sich zwischen den äußeren Luftdichtungen bis in die Nähe des Rotoraufbaus eine Statorschaufelanordnung. Diese Statorschaufelanordnung hat einen Dichtungssteg an dem inneren Durchmesser des Strömungswegs des Arbeitsmediums,

O ■' !

• /13- ■

um eine Leckage des Arbeitsmediums über die Spitzen der Statorschaufeln hinweg zu verhindern. Die äußere Luftdichtung und der Dichtungssteg der. Statorschaufelanordnung weisen zu dem Rotoraufbau einen radialen Abstand auf und belassen einen Ausdehungsspalt dazwischen. Dieser Ausdehnungsspalt ist deshalb vorgesehen, um eine zu Zerstörungen führende überlagerung zwischen den Rotorschaufeln und den äußeren Luftdichtungen zu verhindern.

In modernen Triebwerken wird der Ausdehnungsspalt zwischen den Rotorschaufeln und der äußeren Luftdichtung moduliert, um das Spiel während unterschiedlicher Betriebszustände des Triebwerks zu minimieren. Beispiele von Triebwerken, die ein kühlbares äußeres Gehäuse verwenden, um den Spitzenspalt zu verändern, sind in dem US-PS 4 019 320 von Redinger et al mit dem Titel "External gas turbine engine cooling for clearance control" und in US-PS 4247248 von Chaplin et al mit dem Titel "Outer air seal support structure for a gas turbine engine" beschrieben, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird. Wie in diesen Patentschriften gezeigt, ist das äußere Gehäuse an den äußeren Luftdichtungen und dem Dichtungssteg der Statorschaufeln befestigt, so daß ein ausgewähltes Kühlen des äußeren Gehäuses den Durchmesser des äußeren Gehäuses verändert und eine ähnliche Änderung in dem Durchmesser der Dichtungen bewirkt. Die Dichtungen sind in Segmente aufgeteilt, um es der Dichtung zu ermöglichen, sich der Veränderung des Durchmessers anzupassen. Wenn der Durchmesser der äußeren Luftdichtung kleiner wird, dann wird auch der Ausdehnungsspalt kleiner; wenn der Durchmesser größer wird, so wird auch der Ausdehnungsspalt größer.

_/ ο -'v ':■ υ -J ο J

-A-

Wie In Redingcr und Chaplin dargestellt, weist jede äußere Luftdichtung einen Statorabstützaufbau auf, der einen stromaufwärtigen und einen stromabwärtigen, jeweils in Segmente geteilten Abstützring umfasst. Das Triebwerks gehäuse hat benachbart dem stromaufwärtigen Abstützring der ersten äußeren Luftdichtung eine erste sich in Umfangsrichtung erstreckende Flanschverbindung und benachbart dem stromabwärtigen Abstützring eine zweite solche sich in ümfangsrichtung erstreckende Flanschverbindung. An der zweiten äußeren Luftdichtung ist eine dritte sich in Ümfangsrichtung erstreckende Flanschverbindung dem stromaufwärtigen Abstützring benachbart und eine vierte sich in Ümfangsrichtung erstreckende Flanschverbindung dem stromabwärtigen Abstützring benachbart vorgesehen.

Während des Betriebs wird Kühlluft auf die äußeren Flanschverbindungen geblasen. Wenn die Kühlluft die Hitze von den äußeren Flanschverbindungen abführt, ziehen sich diese äußeren Flanschverbindungen zusammen und zwingen den inneren Abstützaufbau zu einem kleineren Durchmesser. Der innere Abstützaufbau kann sich bezüglich des äußeren Gehäuses und der äußeren Luftdichtungssegmente in Ümfangs richtung gleitend verschieben, um sich den großen Änderungen im Durchmesser anzupassen. Das Abstellen der Kühlluft ermöglicht es den Flanschverbindungen, sich mit einem auftretenden Zuwachs des Durchmessers des inneren Abstützaufbaus auszudehnen; die äußere Luftdichtung vergrößert dabei den radialen Ausdehnungsspalt zwischen den Dichtungselementen und dem Rotoraufbau.

ο « ^;t ο : ei d

■AS-

Die auf die kühlbaren Flanschyerbindungen geblasene Kühlluft steht derart unter Druck, daß sie in der Lage ist, von Blaskanälen zu den Flanschverbindungen zu strömen. Eine Quelle der unter Druck stehenden Luft ist der Verdichterabschnitt des Triebwerks. Wenn die Arbeitsgasmedien durch den Fanabschnitt hindurchtreten, kann ein Teil des unter Druck stehenden Gases (Luft) aus dem Strömungsweg des Arbeitsmediums abgezweigt und den Blaskanälen zugeführt werden. Da die Kühlluft von dem Strö>n mungsweg des Arbeitsmediums abgezweigt wird,-nachdem durch das Triebwerk Energie auf sie aufgewendet wurde, ist es wünschenswert,, die Menge der für die' Spaltkontrolle erforderlichen Kühlluft zu reduzieren. Hinzu kommt, daß die vielen Teile, die erforderlich sind zum Abstützen der äußeren Luftdichtungen und der Statorschaufelanordnung die Kosten des Triebwerks erhöhen, obwohl die Kosten in etwas aufgewogen werden durch den Leistungsgewinn und die Kraftstoffersparnis, die durch die Spaltkontrolle erzielt wird.

Dementsprechend suchen Wissenschaftler und Ingenieure nach Wegen, um den Bedarf an unter Druck stehender Kühlluft zu reduzieren und die Konstruktion des Statoraufbaus zum Abstützen der äußeren Luftdichtungen und der Statorschaufel zu vereinfachen, um den Wirkungsgrad des Triebwerks zu erhöhen und die Kosten der Herstellung zu senken.

Gemäß der Erfindung weist eine Statoranordnung für den Turbinenabschnitt eines Gasturbinen-Triebwerks mit zwei in Segmente aufgeteilten Luftdichtungen und einer

-X-

nicn dazwischen erstreckenden Anordnung von Statorschaufeln eine erste und eine zweite Abstützung auf, die jeweils an dem äußeren Gehäuse an einer ersten bzw. einer zweiten axialen Stelle befestigt sind, um die äußeren Luftdichtungen und die Schaufeln über dem Rotoraufbau in radialer Richtung abzustützen und in Lage zu halten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das äußere.Gehäuse eine erste kühlbare Flanschverbindung für das radiale in Lage halten der ersten axialen Stelle und eine zweite kühlbare Flanschverbindung für das radiale in Lage halten der zweiten axialen Stelle.

Ein Hauptmerkmal der erfindungsgemäßen Gasturbine besteht darin, daß diese zwei in Segmente aufgeteilte äußere Luftdichtungen und eine Statorschaufelanordnung aufweist, die sich zwischen diesen beiden Dichtungen erstreckt. Die äußeren Luftdichtungen und die Statorschaufelanordnung weisen zu der Rotoranordnung einen radialen Abstand auf und belassen einen Ausdehnungsspalt dazwischen. Ein weiteres Merkmal ist ein kühlbares äußeres Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten axialen Stelle. Ein Statoraufbau ist an diesen beiden Stellen an dem äußeren Gehäuse befestigt und besteht aus einem ersten Abstützmittel zum Abstützen des stromaufwärtigen Endes der Schaufeln und eine der in Segmente aufgeteilten äußeren Luftdichtungen, und einem zweiten Abstützmittel zum Abstützen des stromabwärtigen Endes der Schaufeln und der anderen in Segmente aufgeteilten Luftdichtung.Beide Ab-

• " ■' ■ " ο ' ·' ■? "i n η

./1T-

Stützelemente greifen in Umfangsrichtung verschiebbar an den Segmenten der äußeren Luftd.ichtung an und schließen diese Segmente in axialer und radialer Richtung ab.

In einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich eine erste und eine zweite kühlbare Flanschverbindung jeweils in umfangsrichtung um das Gehäuse herum, um dieses an der ersten bzw. an der zweiten Stelle radial in Lage zu halten. In einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein erster Flansch von dem äußeren Gehäuse nach innen und ist an dem äußeren Gehäuse an der ersten Stelle befestigt, um das erste Abstützmittel an dem äußeren Gehäuse festzulegen. An dem äußeren Gehäuse ist an der zweiten Stelle ein zweiter Flansch befestigt, der sich nach innen erstreckt und das zweite Abstützmittel an dem äußeren Gehäuse festlegt.

Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist der Wirkungsgrad eines Gasturbinen-Triebwerks, das ein kühlbares äußeres Gehäuse mit zwei Abstützpunkten für die Spaltkontrolle aufweist, die von der Menge der Kühlluft abhängt, die erforderlich ist, beide äußeren Luftdichtungen und die Statorschaufelanordnung zu positionieren. Weitere wesentliche Vorteile ergeben sich hinsichtlich der Kosten ■und des Gewichts des Triebwerks im Vergleich mit Triebwerken, die jeweils zwei einzelne Abstützpunkte bei jeder äußeren Luftdichtung verwenden;der Vorteil resultiert aus dem Vermeiden von zwei separaten Bauteilgruppen und Befestigungspunkten für jede der äußeren Luftdichtungen.

/ Cl *-!· —r vJ vj CJ -J

Ein weiterer Vorteil ist der Triebwerkwirkungsgrad, der sich aus der Befestigung der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abstützungen einer äußeren Luftdichtung an dem äußeren Gehäuse an der selben axialen Stelle ergibt, wodurch die Abstützungen dazu gebracht werden, sich mit dem gleichen Betrag zu bewegen, um ein Kippen der Segmente von vorne nach rückwärts zu verhindern. Bei einem Ausführungsbeispiel ergeben sich die reduzierten Kosten aus der Herstellung eines äußeren Gehäuses mit zwei inneren Flanschen zum Abstützen der beiden äußeren Luftdichtungen und der Statorschaufelanordnungen, verglichen mit einem äußeren Gehäuse, bei dem vier Flansche zum Abstützen sowohl der äußeren Luftdichtungen als auch der Statorschaufeln verwendet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel liegt der Vorteil in der zur Positionierung der beiden äußeren Flanschverbindungen erforderlichen Kühlluftmenge im Vergleich zu Konstruktionen, bei denen vier Flanschverbindungen verwendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Turbofan-Triebwerks mit einem an dem Fangehäuse herausgebrochenen Bereich, um eine Kühlluftleitung zu zeigen,

Fig.2 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Turbinenabschnitts dieses Triebwerks,

Fig.3 eine schematische Darstellung eines Teils der Statoranordnung aus Fig.2, und

Fig.4 eine alternative Ausführungsform des in Fig.2 dargestellten Teils des Turbinenabschnitts.

3U6383

In Fig.1 ist ein erfindungsgemäßes Bypaß-Turboluftstrahl-Triebwerk dargestellt. Das Triebwerk weist einen Fanabschnitt 10, einen Verdichterabschnitt 12, einen Brennkammerabschnitt 14 und einen Turbinenabschnitt 16 auf, des weiteren eine Drehachse 1 und einen ringförmigen Strömungsweg 18 für die Gase des Arbeitsmediums, das axial durch die bezeichneten Abschnitte des Triebwerks hinduchrtritt. Kreisförmig um den Strömungsweg des Arbeitsmediums herum erstreckt sich ein kühlbares äußeres Gehäuse 20. Im Turbinenabschnitt des Gehäuses besitzt das Triebwerk eine erste, mit dem äußeren Gehäuse verbundene kühlbare schienenartige Flanschverbindung 22, die sich in Umfangsrichtung außen um das Triebwerk herum erstreckt. Ebenfalls sich außen um das Gehäuse herum erstreckend sind erste Mittel zum Zuführen von Kühlluft zum kühlbaren äußeren Gehäuse hin,z.B. ein Blaskanal 24, vorgesehen.

Der Mittenbereich des Blaskanals ist weggelassen, um die erste kühlbare Flanschverbindung zu zeigen. Eine Vielzahl von Kühlluft-Löchern 26 stellt eine Strömungsverbindung des inneren des Sprühkanals mit der ersten Flanschverbindung her. In einem axialen Abstand von der ersten kühlbaren Flanschverbindung 22 ist eine, integral mit dem äußeren Gehäuse verbundene zweite kühlbare Flanschverbindung vorgesehen. Die zweite Flanschverbindung erstreckt sich ebenfalls in Umfangsrichtung außen um das Triebwerk herum. Ein zweites Mittel zum Zuführen von Kühlluft zum kühlbaren äußeren Gehäuse erstreckt sich außen in Umfangsrichtung um das Triebwerk herum; dies kann beispielsweise ein Blaskanal 32 sein. Der Mittenbereich des Blaskanals ist weggelassen, um die zweite Flanschverbindung zu zeigen. Um eine Strömungsverbindung

C ■;'.·'> . ■ ι -10"-

,^ · 20·

zwischen dem Inneren jedes Kanals und der zweiten Flanschverbindung herzustellen/ sind eine Vielzahl von Kühlluft-Löchern 34 vorgesehen. Von dem Fanabschnitt des Triebwerks erstreckt sich eine Leitung 35 für Kühlluft nach rückwärts. Die Leitung steht in Strömungsverbindung mit den Blaskanälen, um eine Kühlluft-Quelle für die kühlbaren Flanschverbindung zu bilden.

In Fig.2' ist die Ansicht eines Längsschnitts durch einen Bereich des Turbinenabschnitts 16 des Triebwerks dargestellt, wobei ein Teil des kühlbaren äußeren Gehäuses und des ringförmigen Strömungswegs 18 für die heißen Arbeitsgase gezeigt ist. Die Turbine weist eine Rotoranordnung 36 auf, die um die Drehachse A dreht. Die Rotoranordnung umfasst eine erste Rotorscheibe 38 und eine erste Rotorschaufelanordnung, die durch die einzelne Rotorschaufel 42 repräsentiert wird, und welche sich von der Rotorscheibe quer durch den Strömungsweg des Arbeitsmediums nach außen erstreckt. In einem axialen Abstand zur ersten Rotorsclieibe 38 ist eine zweite Rotorscheibe 44 vorgesehen. Eine zweite Anordnung von Rotorschaufeln, die durch die einzelne Rotorschaufel 4 6 dargestellt ist, erstreckt sich von der zweiten Rotorscheibe durch den Strömungsweg des Arbeitsmediums nach außen. Zwischen den Scheiben erstreckt sich in axialer Richtung eine innere Luftdichtung 48, die radial von den Scheiben eingeschlossen ist.

Die Turbine umfasst des weiteren eine Statoranordnung >,:\,D±e Statoranordnung weist ein sich um die Achse in Umfangs- - -richtung erstreckendes inneres Gehäuse 54 und das kühlbare

O4

/ ι '-■ ·-> r> n 4 :oJb3

äußere Gehäuse 20 auf, das sich in Umfangsrichtung um den Triebwerksteil um die Achse A herumerstreckt, um das Äußere des Triebwerks zu bilden. Zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse erstreckt sich radial eine Anordnung von Statorschaufeln, die von einer einzelnen Stator schaufel 56 dargestellt ist. Eine Vielzahl von Bolzen,dargestellt durch einen einzelnen Bolzen 58, ist in die Statoranordnung eingesetzt, um sie gegen eine radiale Bewegung zu sichern. Jede Statorschaufel steht über eine Keilnutenverbindung 60 mit dem äußeren Gehäuse in Wirkverbindung, um eine gleitende Bewegung in radialer Richtung zu ermöglichen. - ·

Eine erste .äußere Luftdichtung 62 erstreckt sich in ümfangsrichtung um die erste Rotorschaufelanordnung herum und weist in radialer Richtung von den Rotorschaufeln einen Abstand auf, um dazwischen einen radialen Spalt für ein Ausdehnungsspiel G₁ zu belassen. Die äußere Luftdichtung wird durch eine Anordnung von bogenförmigen DichtSegmenten gebildet, die durch ein einzelnes Dichtsegment 64 in der Zeichnung dargestellt sind. Jedes Dichtsegment besitzt ein stromaufwärtiges Ende 66 und ein stromabwärtiges Ende 68.

In einem axialen Abstand von der ersten äußeren Luftdichtung 62 ist eine zweite äußere Luftdichtung 72 vorgesehen. Die zweite äußere Luftdichtung erstreckt sich in Ümfangsrichtung um die zweite Anordnung der Rotorschaufeln und ist von der zweiten Rotorschaufelanordnung radial beabstandet, um dazwischen einen radialen Spalt für ein Ausdehnungsspiel G„ zu belassen.Die zweite äußere

• aa-

Luftdichtung wird von einer Anordnung aus bogenförmigen Dichtungssegmenten gebildet, die in der Zeichnung durch das einzelne Dichtungssegment 74 dargestellt sind. Jedes Dichtungssegment hat ein stromaufwärtiges Ende 76 und ein stromabwärtiges Ende 78.

Zwischen der ersten und der zweiten äußeren Luftdichtung erstreckt sich in axialer Richtung eine zweite Anordnung von Statorschaufeln, die in der Zeichnung durch die einzelne Statorschaufel 82 repräsentiert ist. Die zweite Statorschaufel erstreckt sich durch den Strömungsweg des Arbeitsmediums hindurch zwischen der ersten Rotorschaufel und der zweiten Rotorschaufel 46 radial nach innen. Jede Schaufel erstreckt sich in die Nähe der inneren Luftdichtung 48 und belässt einen radialen Spalt G₃ dazwischen Jede Schaufel hat ein stromaufwärtiges Ende 84 und ein stromabwärtiges Ende 86.

Der Statoraufbau 88 sieht Mittel vor zum Abstützen und In Lage halten der äußeren Luftdichtungen 62, 72 und der Statorschaufelanordnung 82, um die Spalte G-,G„ und G₃ für ein Ausdehungsspiel einzustellen. Der Statoraufbau umfasst das kühlbare äußere Gehäuse 20, das sich in Umfangsrichtung um das Triebwerk erstreckt. Das kühlbare äußere Gehäuse ist radial von den äußeren Luftdichtungen beabständet, und Rippen lassen einen Strömungsweg 90 für Kühlluft dazwischen frei. Von dem äußeren Gehäuse erstreckt sich ein erstes Mittel 92 zum Abstützen des stromaufwärtigen Endes 84 der Statorschaufel 82 und der ersten Anordnung des Luftdichtungssegments 64 durch den Strömungs

j j (j α

weg der Kühlluft nach innen. Das erste Abstützmittel ist an einer ersten axialen Stelle A₁ an dem äußeren Gehäuse befestigt. Zum Abstützen des stromabwärtigen Endes 86 der Statorschaufelanordnung und der zweiten Anordnung der äußeren Luftdichtungssegemente erstreckt sich ein zweites Mittel 94 von dem äußeren Gehäuse durch den Strömungsweg der Kühlluft hindurch nach innen. Das zweite Abstützmittel ist an einer zweiten axialen Stelle Ä_ an dem äußeren Gehäuse befestigt.

Das erste Abstützmittel 92 umfasst einen stromaufwärtigen, eine Vielzahl von bogenförmigen Segmenten 98 aufweisenden Trägerring 96. Ein stromabwär.tiger Trägerring 100 besitzt 'aus Steifigkeitsgründen eine kegelstumpfförmige Gestalt und ist aus einer Vielzahl von stromabwärtigen Abstützsegmenten gebildet, die durch das einzelne stromabwärtige Abstützsegement 102 in der Zeichnung repräsentiert werden. Jedes stromabwärtige Abstützsegment ist integral mit mindestens einem der Statorschaufeln 56 ausgebildet. Jedes stromabwärtige Abstützsegment greift in das stromabwärtige Ende 68 eines Segments 64 der ersten äußeren Luftdichtung 62 und kann sich bezüglich der Segmente der äußeren Luftdichtung in Umfangsrichtung gleitend bewegen. Jedes stromabwärtige Trägersegment umschließt das zugeordnete Dichtungssegment und hält das stromabwärtige Ende der äußeren Luftdichtung radial in Lage. Dabei erstreckt sich jedes stromabwärtige Element von der äußeren Luftdichtung zum äußeren Gehäuse 20 und ist in das äußere Gehäuse eingesetzt und kann sich dabei in Umfangsrichtung gleitend verschieben.

Der stromaufwärtige Abstützring 96 weist aus Steifigkeitsgründen eine kegelstumpfförmige Form auf. Jedes stromaufwärtige Abstützsegement 98 ist von dem äußeren Gehäuse 20 und einem zugeordneten stromabwärtigen Abstützsegment 102 umschlossen. Es ist gleitend in das äußere Gehäuse eingesetzt und erstreckt sich von dem äußeren Gehäuse zu der äußeren Luftdichtung, um an dieser

anzugreifen. Jedes stromaufwärtige Abstützsegment kann sich in Umfangsrichtung bezüglich der äußeren Luftdichtung gleitend verschieben. Es umschließt das stromaufwärtige Ende 66 eines zugeordneten bogenförmigen Dichtungselements der äußeren Luftdichtung in axialer Richtung und hält das Ende des Dichtungssegments radial in Lage.

An dem äußeren Gehäuse 20 ist an der ersten Stelle A₁ ein erster Flansch 104 vorgesehen. Er erstreckt sich von dem äußeren Gehäuse nach innen, um die Segemente von zumindest einem der Abstützringe radial zu befestigen, wobei er in Umfangsrichtung gleitend mit diesem zusammenwirkt, um die Segmente beider Abstützringe an das äußere Gehäuse zu befestigen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der erste Flansch eine erste und eine zweite Nut 106 bzw. 108. Eine auf dem stromabwärtigen Abstützsegement 105 vorgesehene erste Rippe 110 greift in die erste Nut 106 ein. Eine zweite Rippe 112 auf dem stromaufwärtigen Abstützsegement greift in die zweite Nut 108 ein.

Die erste kühlbare Flanschverbindung 22 zur radialen Lagehaltung des äußeren Gehäuses 22 an der ersten axialen

Stelle A₁ erstreckt sich in ümfangsrichtung außen um das äußere -Gehäuse herum. Das äußere Gehäuse weist an der ersten kühlbaren Flanschverbindung einen stromaufwärtigen Flansch 114 und einen stromabwärtigen Flansch 116 auf. Eine Vielzahl von in Ümfangsrichtung verteilten Schraubenmutternanordnungen verbindet die Flansche miteinander, um an der ersten kühlbaren Flanschverbindung eine erste Gehäuseverbindung zu bilden. Wie dargestellt, steht das erste Mittel zum Zuführen von Kühlluft 24 in Strömungsverbindung mit der Flanschverbindung und kann mittels der Bohrungen 26 die kühlbare Flanschverbindung mit Kühlluft, baufschlagen.

Das zweite Abstützmittel 84 umfasst einen stromabwärtigen Abstützring 122 und einen stromaufwärtigen Abstützring 124. Der stromaufwärtige Abstützring wird von einer Vielzahl von stromaufwärtigen Abstützsegementen gebildet,die in der Zeichnung durch das einzelne stromaufwärtige Abstützsegment 126 repräsentiert sind.

Jedes stromaufwärtige Abstützelement ist integral mit mindestens einem stromabwärtigen Element 86 der Statorschaufel in der Anordnung der Statorschaufeln 82 ausgebildet. Es greift in ein zugeordnetes Element 74 der zweiten äußeren Luftdichtung 82 ein und ist bezüglich der äußeren Luftdichtung in ümfangsrichtung gleitend verschiebbar, schließt das Dichtungssegement in axialer Richtung ab und hält die Dichtungssegmente hinsichtlich der Rotorschaufein axial in Lage.

Jedes stromaufwärtige Abstützelement erstreckt sich von

S .Site-

der äußeren Luftdichtung zum äußeren Gehäuse 22 hin und greift in das äußere Gehäuse ein, wobei es in Umfangsrichtung gleitend verschiebbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine Schrauben-Mutternanordnung 128 durch das stromabwärtige Abstützsegement, um dieses an das äußere Gehäuse zu befestigen. Das stromaufwärtige Abstützelement weist zur Aufnahme der Schrauben-Mutternanordnung eine Bohrung 132 auf. Der Bolzen hindert das stromaufwartige Abstützelement daran, bezüglich des Gehäuses in Umfangsrichtung abzudriften. Trotzdem ist der verbleibende Bereich des Segments frei, sich bezüglich des Gehäuses zu bewegen. Auf diese Weise ist das Abstützsegement bezüglich der äußeren Luftdichtung und des äußeren Gehäuses in Umfangsrichtung verschiebbar.

Der stromabwärtige Abstützring 122 ist aus einer Vielzahl von stromabwärtigen Abstützsegmenten 134 gebildet, die in die Segmente der äußeren Luftdichtung eingreifen, um die zweiten Dichtungssegmente in axialer Richtung abzuschließen und die äußeren Luftdichtungssegmente in radialer Lage zu halten. Mittels einer Bohrung 36 kann jedes stromabwärtige Abstutζsegment die Schrauben-Mutternanordnung 128 aufnehmen, mittels welcher das stromabwärtige Abstützsegment gegen das stromaufwärtige Abstützelement gedrückt wird. Mit dem stromaufwartigen Abstützelement kann sich das stromabwärtige Abstützelement in Umfangsrichtung bezüglich des äußeren Gehäuses verschieben, obwohl ein Abschnitt des Segments in Umfangsrichtung bezüglich des Gehäuses an einer Verschiebung gehindert ist. Trotzdem ist zumindest ein Ende jedes Seg-

ο '-ι η ΰ odd

•ments frei, sich in Umfangsrichtung zu bewegen. Auf diese Weise ist das Abstützelement bezüglich der äußeren Luftdichtung und des äußeren Gehäuses in Umfangsrichtung verschiebbar.

Von dem äußeren Gehäuse 20 erstreckt sich ein zweiter Flansch 138 nach innen, um die Segmente 126 des stromaufwärtigen Abstützrings 124 in radialer Richtung zu befestigen und in Umfangsrichtung verschiebbar mit ihnen zusammenzuwirken. Das stromabwärtige Abstützsegment ist mittels der Schrauben-Mutternahordnung 128 an dem Flansch befestigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das stromabwärtige Abstützelement einen Flansch 142, der den zweiten Flansch 138 hintergreift.

Die zweite kühlbare Flanschverbindung 28 zur radialen Lagehaltung des äußeren Gehäuses in der ersten axialen Position erstreckt sich in Umfangsrichtung um das äußere Gehäuse 20. Das Gehäuse weist einen stromaufwärtigen Flansch 144 und einen stromabwärtigen Flansch 146. Der stromaufwärtige und der stromabwärtige Flansch sind mittels einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten Schrauben-Mutternanordnungen 148 miteinander verbunden, wodurch bewirkt wird, daß die zweite Flanschverbindung an der zweiten geflanschten Gehäuseverbindung integraler Bestandteil des äußeren Gehäuses ist. Zwischen der ersten und der zweiten Flanschverbindung erstreckt sich ein axiales fortlaufendes Gehäuseteil 150. Der Terminus "axial· fortlaufend" bedeutet, daß das Teil 150 nicht von durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Flansche gebildete Verbindungsstellen unterbrochen ist.

-18-

In Fig. 3 ist eine schema tische. Darstellung eines Abschnitts der Statoranordnung aus Fig.2 wiedergegeben, in der die radialen Beziehungen der Teile illustriert sind. Fig.3 zeigt nicht die Beziehungen der Teile in Umfangsrichtung; eine gleitende Bewegung der Teile in Umfangsrichtung ist möglich.

Wie in der Beschreibung der Fig.2 erläutert,ist in dem Statoraufbau 88 ein Mittel zum Abstützen und zur Lagehaltung der äußeren Luftdichtungen 62,64 und der Anordnung der Statorschaufeln 82 vorgesehen. Der Statoraufbau umfasst ein kühlbares äußeres Gehäuse 20 mit einer ersten kühlbaren Flanschverbindung 22 zum Festlegen des Durchmessers des äußeren Gehäuses an der ersten axialen Stelle A₁ sowie eine zweite kühlbare Flanschverbindung 28 zum Festlegen des Durchmessers des äußeren Gehäuses an der zweiten axialen Stelle A-.

Von dem äußeren Gehäuse erstrecken sich ein erstes Abstützmittel 92 und ein zweites Abstützmittel 9 4 nach innen, dorthin, wo sich die äußeren Luftdichtungen 62,72 und die Anordnung der Statorschaufel 82 befinden. An der ersten axialen Stelle weist das erste Abstützmittel einen ersten Flansch 104,einen in Segmente aufgeteilten stromaufwärtigen Abstützring 9 6 und einen in Segmente aufgeteilten stroiaabwärtigen Abstützring 100 auf. Das zweite Abstützmittel umfasst an der zweiten axialen Stelle A₂ einen zweiten Flansch 138 und in Segmente aufgeteilt einen stromaufwärtigen Abstützring 124 und einen ebenso aufgeteilten stromabwärtigen Abstützring 122.

Die Spalten G- ,Q₂ und G₃ für ein Ausdehnungs spiel zwischen der Statoranofdnung und der Rotoranordnung sind gezeigt, um den Einfluß zu illustrieren, den eine Zweipunktbe- -festigung auf die radiale Positionierung der Statoranordung hinsichtlich der Rotoranordnung aufweist.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer alternativen Ausführungsform des Turbinenabschnitts 16 aus Fig.2. Es werden dabei die selben Bezugsziffern verwendet für die gleichen Teile, die die gleiche Funktion ausüben wie die Teile in Fig.2. In der alternativen Ausführungsform weisen das erste Abstützmittel 92 und das zweite Abstützmittel 94 jeweils einen in Segmente aufgeteilten stromaufwärtigen Abstützring 9 6,124 und einen in

Segmente aufgeteilten stromabwärtigen Abstützring 1OO, 122 auf. Jedes Segment von jedem stromaufwärtigen Ab-• stützring ist integral mit einem zugeordneten Segment des benachbarten stromabwärtigen Abstützrings ausgebildet. Beispielsweise kann ein Segment 98 des stromaufwärtigen Abstützrings 96 und ein zugeordnetes Segment eines stromabwärtigen Abstützrings 100 miteinander verbolzt sein, zusammengegossen, oder wie dargestellt, mittels eines geeigneten Verfahrens zusammengeklebt. Jedes Segment 102 des stromabwärtigen Abstützrings 100 und jedes Segment 126 des stromaufwärtigen Abstützrings 124 ist jeweils integral mit einer zugeordneten Statorschaufel ausgebildet, so daß jedes stromaufwartige Abstützsegment 98 integral mit jedem zugeordneten stromabwärtigen Abstützelement 134 verbunden ist.

Figur 4 zeigt die Beziehungen der Segmente in ümfangs-

-26-

richtung, was in Fig.3 nicht dargestellt ist. Jede zusammengehörige Baugruppe von in Unifangsrichtung gleitend verschiebbaren Abstützsegmenten und jede zugeordnete Baugruppe von in Umfangsrichtung gleitend verschiebbaren Luftdichtungssegmenten ist in axialer Richtung und in Umfangsrichtung von dem benachbarten Aufbau beabstandet, um der Radialbewegung des äußeren Gehäuses, und der axialen _Wie auch der Bewegung in Umfangsrichtung entsprechen zu können, die als ein Ergebnis der außerordentlich hohen Temperaturen in der Umgebung der Turbinen entstehen.

Beispielsweise ist jedes Segment 64 der ersten äußeren Luftdichtung in Umfangsrichtung mittels eines in Umfangsrichtung verlaufenden Spalts Fy und in axialer Richtung von dem benachbarten Schaufelsegment durch einen axialen Spalt Fx getrennt. Jedes Segment 6 4 der zweiten äußeren Luftdichtung 72 weist in Umfangsrichtung zu dem benachbarten Segment einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Spalt Gy und in axialer Richtung zu dem benachbarten Schaufelsegment einen axialen Spalt Gx auf. Das stromaufwärtige Abstützmittel 92 und das stromabwärtige Abstützmittel ist in Umfangsrichtung durch den Spalt Hy getrennt.

Während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks strömen heiße Arbeitsgase aus der Brennkammer 14 zu dem Turbinenabschnitt 16. Die heißen, unter Druck stehenden Gase werden in der Turbine entspannt. Wenn die Gase entlang des ringförmig Strömungswegs 18 strömen, wird von den Gasen Hitze auf die Komponenten der Turbine übertragen. Die Anordnung der Rotorschaufeln ist von dem heißen Arbeitsgas umgeben

und reagiert schneller als das äußere Gehäuse 20, das von dem Strömungsweg des Arbeitsmediums weiter entfernt ist. Wegen der schnellen Ausdehnung der Schaufeln und der Scheiben bezüglich des Gehäuses und dem Aufbau, der von dem Gehäuse abgestützt wird, wie beispielsweise die äußere Luftdichtung und die Statorschaufeln, ist ein Anfangsspalt vorgesehen. Als Ergebnis davon variieren die radialen Spalten G.. ,G₂ und G₃ zwischen der Rotoranordnung und der Statoranordnung. Im Laufe der Zeit nimmt das äußere Gehäuse die Wärme der Gase auf und dehnt sich aus, wobei es sich von den Rotorschaufeln entfernt, wodurch die Weite der Spalten G₁,G- und G^ zunimmt.

Die Weite dieser Spalten wird durch Beaufschlagung der kühlbaren Flanschverbindungen mit Kühlluft reguliert. Wenn die Flanschverbindungen sich zusammenziehen, zwingen sie die erste axiale Stelle A- und die zweite axiale Stelle A₂ des äußeren Gehäuses dazu, sich nach innen zu bewegen, was dazu führt, daß die Abstützringe des ersten und des zweiten Abstützmittels im Durchmesser abnimmt und die bogenförmigen Dichtungssegmente und die Enden der Statorschaufeln auf einen kleineren Durchmesser bewegen. Diese Bewegung reduziert die Größe der Spalten G-,G₂ und

Die Verwendung von nur zwei Abstützpunkten, der eine an der axialen Stelle A₁ und der andere an der axialen Stelle A₂, gestattet eine Reduzierung der Anzahl der Teile zum Abstützen der äußeren Luftdichtungen und der Schaufeln im Vergleich zu den Konstruktionen, die einen separaten Aufbau erfordern, der sich an jedem Ende der äußeren Luft-

X -3a-

dichtung zu einer kühlbaren Flanschverbindung des äußeren Gehäuses erstreckt. Die Reduzierung der Anzahl der Teile für die Abstützstruktur vermindert die thermische Kapazität des Abstützaufbaus, die Fähigkeit des Abstützaufbaus durch Reibung einer Bewegung in Umfangsrichtung und in radialer Richtung des Gehäuses zu widerstehen, wenn der Durchmesser an den axialen Stellen sich ändert, und reduziert die Anzahl der Leckwege der inneren Kühlluft, welche entlang des Strömungswegs 90 zwischen der äußeren Luftdichtung und dem kühlbaren Gehäuse fließt. Als ein Ergebnis reduziert die Einrichtung zweier Abstützpunkte zur Lagehaltung der Anordnung der äußeren Luftdichtung und der Schaufel den Bedarf an Kühlluft, was sich durch einen Wirkungsgradgewinn des Triebwerks wiederspiegelt. In dem dargestellten Aufbau werden lediglich zwei Flanschverbindungen gebraucht, um das äußere Gehäuse an der ersten und der zweiten axialen Stelle in Lage zu halten. Die Reduzierung der Anzahl der Flanschverbindungen vermindert im Vergleich mit Konstruktionen, bei denen separate Flanschverbindungen verwendet werden, um jedes Ende einer Anordnung von äußeren Luftdichtungen zu positionieren, die thermische Kapazität der Gesamtstruktur und vermindert darüber hinaus den Bedarf an Kühlluft. Weitere Vorteile der vorliegenden Konstruktion liegen in den Kosten und in dem Gewicht des Triebwerks im Vergleich zu solchen Triebwerken, die einzelne Abstützpunkte an den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden jeder äußeren Luftdichtung aufweisen. Die Verminderung der Anzahl der Teile reduziert die Gesamtkosten des Aufbaus. Zusätzlich ist das äußere Gehäuse, das lediglich zwei Flansche zum Abstützen der Anordnung

-23-

• ..33 -

der äußeren Luftdichtungen erfordert, sehr viel leichter herzustellen als vergleichsweise Konstruktionen, die vier innere Flansche zum Abstützen der äußeren Luftdichtunyen und der Schaufeln erfordern.

Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit detaillierten Ausführungsbeispielen beschrieben und dargestellt wurde, ist es für den Durchschnittsfachmann verständlich, mannigfaltige Änderungen in Form und-Details durchgeführt werden können, ohne von dem Geist und dem Schutzbereich der beanspruchten Erfindung abzuweichen.

•31»;

- Leerseite

Claims

Dtpl.-Chem. Dr. Stefren ANDRAE
■ Dipl.-Phys. Dieter FLACH -

DipJ.-tng. Dietmar HAUG

Dipl.-Chem. br. Richard KNEISSL

PATENTANWÄLTE VQ. ÜfcZ.

Stetastr. 44, D-8000 München 80

Anm: UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION

Hartford, Ct. 06101/ V.St.A. . . Az: 286

Statoraufbau für ein Gasturbinen-Triebwerk

Patentansprüche ;

(i·/ Axialströmungsgasturbine mit einem ringförmigen Strömungsweg (18) für die Arbeitsgasmedien, einem Turbinenabschnitt (16), durch den die Arbeitsgasmedien hindurchgeführt werden und der eine Rotoranordnung (36) bestehend aus einer ersten Rotorscheibe (38) und einer sich von dieser nach außen durch den Strömungsweg (18) des Arbeitsmediums hindurcherstreckenden ersten Rotorschaufelanordnung (42), einer zweiten Rotorscheibe (44) und einer sich von dieser nach außen durch den Strömungsweg (18) des Arbeitsmediums hindurcherstreckenden zweiten Rotorschaufelanordnung (46) , und aus einer sich zwischen den Scheiben (38,44) erstreckenden inneren Luftdichtung (48) aufweist, des weiteren besteht der Turbinenabschnitt (16) aus einer Statoranordnung (88), die folgende Bestandteile aufweist: eine erste äußere Luftdichtung (62), zu-

CÖPY

sammengesetzt aus einer Anordnung bogenförmiger, sich in einem radialen Abstand in Umfangsrichtung über die erste Rotorschaufelanordnung (42) erstreckender Segmente (64), wobei ein radialer Spalt (G₁) belassen ist, eine zweite äußere Luftdichtung (72), zusammengesetzt aus einer Anordnung bogenförmiger, sich in einem radialen Abstand in tlnfangsrichtung über die zweite Rotorschaufelanordnung (46) erstreckender Segmente (74), wobei ein radialer Spalt (G~) belassen ist, eine Anordnung von Rotorschaufeln (82) , von denen jede ein stromaufwärtiges (84) und ein stromabwärtiges Ende (86) besitzt, und die sich axial zwischen der ersten und der zweiten äußeren Luftdichtung (62/72) erstrecken und radial durch den Strömungsweg (18) des Arbeitsmediums zwischen der ersten und der zweiten Rotorschaufelanordnung (42,46) nach innen in die Nähe der inneren Luftdichtung (48) ragen und dabei einen radialen Spalt (G.,) belassen, und Mittel zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen (6 2,72) sowie der Statorschaufeln (82), um die Spalten (G-,G₂,G₃) zu regulieren, welches Mittel ein äußeres, sich um das Triebwerk herum erstreckendes kühlbares Gehäuse umfasst, gekennzeichnet durch:

einen Statoraufbau (88) zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen (62,72) und der Anordnung der Schaufeln (82), wobei der Aufbau besteht aus

- einem ersten Mittel (92) zum Abstützen des stromaufwärtigen Endes (84) der Statorschaufelanordnung (82) und der ersten Anordnung von äußeren Luftdichtungssegmenten (64), welches in Umfangsrichtung gleitend in jedes erste Segment (64) eingreift und die ersten Segmente (64) in

J »J

axialer.Richtung abschließt, wobei das erste Mittel (92) η einer ersten axi<
(20) befestigt ist,

•an einer ersten axialen Stelle (A.) am äußeren Gehäuse

- einem zweiten Mittel (94) zum Abstützen des stromabwärtigen Endes (86) der Statorschaufelanordnung (82) und der zweiten Anordnung von äußeren Luftdichtungssegmenten (74) _r welches in Umfangsrichtung gleitend mit dem zweiten Segment (74) ineinander greift -and die zweiten Segmente (74) in axialer Richtung abschließt, wobei das zweite Mittel (9 4) an einer zweiten axialen Stelle (A₂) am äußeren Gehäuse (20) befestigt ist,

- einem ersten Mittel (24) zum Zuführen von Kühlluft zu dem kühlbaren äußeren Gehäuse (20), um den Durchmesser des äußeren Gehäuses (20) an der ersten axialen Stelle (A-) einzustellen, und

- einem zweiten Mittel (32) zum.Zuführen von Kühlluft zu dem kühlbaren äußeren Gehäuse (20), um den Durchmesser des äußeren Gehäuses (20) an der zweiten axialen Stelle (A₀) einzustellen,

wobei die Bewegung des äußeren Gehäuses (20) im Turbinenabschnitt (16) gleichzeitig die Ausdehungsspalten (G-^G₂/G₃) von zwei axialen Stellen (A.. ,A₂) einrichtet.
2. Gasturbine nach Anspruch 1 mit einem Stator auf bau zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen und Statorschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Statoraufbau des weiteren eine erste kühlbare Flanschverbindung (22) aufweist, die sich in Umfangsrichtung um

das Äußere des äußeren Gehäuses (20) herumerstreckt,zur radialen Lagehaltung des äußeren Gehäuses (20) an der ersten axialen Stelle (A₁) und eine zweite kühlbare Flanschverbindung (28) aufweist, welche letztere sich in Umfangsrichtung um das äußere Gehäuse (2O) zu dessen radialer Lagehaltung an der zweiten axialen Stelle (A₂)/ herumerstreckt und wobei das erste Mittel (24) zum Zuführen von Kühlluft in Strömungsverbindung mit der ersten kühlbaren Flanschverbindung (22) und das zweite Mittel (32) zum Zuführen von Kühlluft in Strömungsverbindung mit der zweiten kühlbaren Flanschverbindung (28) stehen.
3. Gasturbinenach Anspruch 1 mit einem Statoraufbau zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen und der Statorschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abstützmittel (92) einen ersten Flansch (104) umfasst, der sich von dem äußeren Gehäuse (20) nach innen erstreckt und an dem äußeren Gehäuse (20) an der ersten axialen Stelle (A₁) befestigt ist, und daß das zweite Abstützmittel (94) einen zweiten Flansch (138) umfasst, der sich von dem äußeren Gehäuse

(20) nach innen erstreckt und an dem äußeren Gehäuse (20) an der zweiten axialen Stelle (A₉) befestigt ist.
4. Gasturbine nach Anspruch 1 mit einem Statoraufbau zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen und der Statorschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abstützmittel (92) einen ersten Flansch (104) umfasst, der sich von dem äußeren Gehäuse (20) nach innen erstreckt und an dem äußeren Gehäuse (20) an der ersten axialen Stelle (A₁) befestigt ist,

und daß das zweite Abstützmittel (94) einen zweiten Flansch (138), umfasst, der sich von dem äußeren Gehäuse (20) nach innen erstreckt und an dem äußeren Gehäuse (20) an der zweiten axialen stelle (A₃) befestigt ist.
5. Gasturbine nach Anspruch 1 mit einem Statorauf-bau zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen und Statorschaufeln, dadurch g e k e η nz ei c h η e t, daß jede äußere Luftdichtung (62,72) ein erstes und ein zweites Ende (66,68;76,78) besitzt, und daß eines der Abstützmittel (92,94) einen ersten Abstützring (96) aus einer Vielzahl von stromaufwärtigen Abstützsegmenten (98) umfasst und welche das erste Ende (66) der äußeren Luftdichtung (62) radial in Lage hält und daran in. Umfangsrichtung gleitend angreift, und daß ein zweiter Abstützring (100) vorgesehen ist, der das zweite Ende der äußeren Luftdichtung (62) radial in Lage hält und daran in umfangsrichtung gleitend angreift.
6. Gasturbine nach Anspruch 5 mit einem Statoraufbau zum in Lage halten der äußeren Luftdichtungen und der Statorschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ring (96) bezüglich des zweiten Rings (100) sich in Umfangsrichtung gleitend verschieben kann.
7. Gasturbine nach Anspruch 5 mit einem Statoraufbau zum in Lage halten der äußeren Luftdichtungen und Statorschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (98) des ersten Rings (9 6) integral mit einem zugeordneten Segment (102) des zweiten Rings (100) ausgebildet ist.
8. Axialströmungsturbine mit einem ringförmigen Strömungsweg (18) für die Arbeitsgasmedien, einem Turbinenabschnitt (16), durch den die Arbeitsmedien hindurchgeführt werden und der eine Rotoranordnung (36) bestehend aus einer ersten Rotorscheibe (38) und einer sich von dieser nach außen durch den Strömungsweg (18) des Arbeitsmediums hindurcherstreckenden ersten Rotorschaufelanordnung (42), einer zweiten Rotorscheibe (44) und einer sich von dieser nach außen durch den Strömungsweg (18) des Arbeitsmediums hindurch erstreckenden zweiten Rotorschaufelanordnung (46),und aus einer sich zwischen den Scheiben (38,44) erstreckenden inneren Luftdichtung (48) aufweist, des weiteren besteht der Turbinenabschnitt (16) aus einer Statoranordnung (88), die folgende Bestandteile aufweist: eine erste äußere Luftdichtung (62), zusammengesetzt aus einer Anordnung bogenförmiger, sich in einem radialen Abstand in Umfangsrichtung über die erste Rotorschaufelanordnung (42) erstreckender Segmente (64), wobei ein radialer Spalt (G.) belassen ist, eine zweite äußere Luftdichtung (72), zusammengesetzt aus einer Anordnung bogenförmiger, sich in einem radialen Abstand in Umfangsrichtung über die zweite Rotorschaufelanordnung (46) erstreckender Segmente (74), wobei ein radialer Spalt (G₂) belassen ist, eine Anordnung von Rotorschaufeln (82), von denen jede ein stromaufwärtiges (84) und ein stromabwärtiges Ende (86) besitzt, und die sich axial zwischen der ersten und der zweiten äußeren Luftdichtung (62,72) erstrecken und radial durch den Strömungsweg (18) des Arbeitsmediums zwischen der ersten und der zweiten Rotorschaufelanordnung (42,46) nach innen in die Nähe der inneren Luftdichtung (48) ragen und dabei einen radialen Spalt (G-J

ο 4 ·4 ο J d

belassen, und Mittel zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen (62,72) sowie der Statorschaufeln (82), um die Spalten. (G₁ ,G^,G_) zu regulieren, welches Mittel ein äußeres, sich um das Triebwerk herum erstreckendes kühlbares Gehäuse umfasst, einen Statoraufbau (88) zum Abstützen und in Lage halten der äußeren Luftdichtungen (62,72) und der Anordnung der Schaufeln, wobei der Aufbau besteht aus einem ersten Mittel (92) zum Abstützen des stromaufwartigen Endes (6 8) der Statorschaufelanordnung (82) und der ersten Anordnung von äußeren Luftdichtungssegmenten (64), in welchem ersten Mittel (92) folgende .Bauteile vorhanden sind:

- ein stromaufwärtiger Abstützring (96),bestehend aus einer Vielzahl von stromaufwärtigen Abstützsegmenten (9 8), die an den Segmenten (64) der äußeren Luftdichtung (62) angreifen und welche in ümfangsrichtung bezüglich der äußeren Luftdichtung gleiten können und die ersten Luftdichtungssegmente (64) in axialer Richtung abschließen,

- ein stromabwärtiger Abstützring (100), bestehend aus einer Vielzahl von stromabwärtigen AbstutζSegmenten (102), die an der äußeren Luftdichtung (62) angreifen und bezüglich dieser in Ümfangsrichtung gleitend verschiebbar sind, und welche die ersten Dichtelemente (64) in axialer Richtung abschließen, wobei jedes der stromabwärtigen Abstützsegmente (104) integral mit dem stromaufwärtigen Ende (84) der Schaufeln (82) ausgebildet ist,

- ein erster, an dem äußeren Gehäuse (20) an der ersten Stelle (A₁) befestiger Flansch (104), der sich von dem

äußeren Gehäuse (20) radial nach innen erstreckt, um die Segmente (98;102) von zumindest einem der Abstützringe (96,100) radial festzulegen, wobei er in Umfangsrichtung gleitend an diesen angreift, und um die Segmente (98,102) beider Abstützringe (96,100) radial an dem äußeren Gehäuse (20) festzulegen,

und wobei der Statoraufbau ein zweites Mittel (84) zum Abstützen des stromabwärtigen Endes der Statorschaufelanordnung (82) und der zweiten Anordnung von äußeren Dichtungselementen (74) aufweist, welches zweite Mittel folgende Bauteile umfasst:

ein stromaufwärtiger Abstützring (122), bestehend aus einer Vielzahl von stromabwärtigen Abstützsegmenten (134), die an den Segmenten (74) der äußeren Luftdichtung (72) angreifen, in Umfangsrichtung bezüglich der äußeren Luftdichtung (72) gleiten können und die zweiten Luftdichtungssegmente (74) in axialer Richtung abschließen,

ein stromaufwärtiger Absützring (124), bestehend aus einer Vielzahl von stromaufwärtigen Abstützsegmenten (126) , die an der äußeren Luftichtung (72) angreifen und bezüglich dieser in Umfangsrichtung gleitend verschiebbar sind, und welche die zweiten Dichtungssegmente (74) in axialer Richtung abschließen, wobei jedes der stromaufwärtigen Segmente (126) integral mit dem stromabwärtigen Ende (86) der Schaufeln (82) ausgebildet ist,

ein zweiter, an dem äußeren Gehäuse (20) an der zweiten Stelle (A„) befestigter Flansch (138), der sich von dem

_9_ . O M -. 3 J d J

äußeren Gehäuse (20) radial nach innen erstreckt, um die Segmente (126,134) von zumindest einem der Abstützringe (122,124) radial festzulegen, wobei er in Umfangsrichtung gleitend an diesen angreift, und um die Segmente (126,134) beider Abstützringe (122,124) radial an dem äußeren Gehäuse (20) festzulegen, und wobei eine erste kühlbare Flanschverbindung (22) ausgebildet ist,die sich in Umfangsrichtung außen um das äußere Gehäuse (20) zum radialen in Lage halten des äußeren Gehäuses (2O) an der ersten axialen Stelle (A₁) herum erstreckt, ' .

ein erstes Mittel (24) zum Zuführen von Kühlluft, um die erste kühlbare Flanschverbindung (22) zu kühlen, eine zweite kühlbare Flanschverbindung (28) , die sich in Umfangsrichtung außen um das äußere Gehäuse herum erstreckt, um dieses an der zweiten axialen Stelle (A„) in Lage zu halten, und

ein zweites Mittel (32) zum Zuführen von Kühlluft, um die zweite kühlbare Flanschverbindung (28) zu kühlen,

wobei die Bewegung des äußeren Gehäuses (22) nach innen als Reaktion auf den Strom der Kühlluft an der ersten kühlbaren Flanschverbindung (22) und der zweiten kühlbaren Flanschverbindung (28) gleichzeitig die Spalten (G₁JG₂) und (G₃) zwischen der Statoranordnung (88) und der Rotoranordnung (36) von zwei axialen Stellen (A^,A₂ aus einstellt.
9. Gasturbine mit einem S.t.atQraufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flanschverbindung (22) an einer ersten geflanschten Gehäuseverbindung und die zweite Flanschverbindung (28) an einer zweiten geflanschten Gehäuseverbindung vorgesehen ist, und daß ein axial kontinuierlich verlau- · fendes Gehäuse (150) sich zwischen der ersten und der zweiten geflanschten Gehäuseverbindung erstreckt.
10. Gasturbine mit einem Statoraufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Segment (98) des stromaufwärtigen Abstützrings (9 6) des ersten Abstützmittels (92) integral mit einem Segment (134) des stromabwärtigen Abstützrings (122) des zweiten Abstützmittels (94) ausgebildet ist.