DE3540463A1

DE3540463A1 - Gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE3540463A1
Application number: DE19853540463
Authority: DE
Inventors: George Stanton-by-Bridge Derbyshire Pask; Peter Alfred Chellaston Derby Shaw
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1984-12-08
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1986-06-12
Also published as: GB8527286D0; FR2574478A1; JPH0520570B2; FR2574478B1; GB2168755A; GB2168755B; JPS61138834A; US4716721A

Description

Gasturbinentriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Verminderung der Wirkungen der Verzerrung des Triebwerksgehäuses im Spalt zwischen den sich drehenden und den festen Bauteilen, beispielsweise zwischen den Schaufeln und den verschiedenen Dichtungen. Bei Flugzeugtriebwerken, die vom Tragflügel des Flugzeugs über Pylons getragen werden, wird die Reaktion des Triebwerksschubs versetzt zur Achse übertragen und das hieraus resultierende Biegemoment bewirkt eine Biegebeanspruchung des Triebwerks und eine Verzerrung des Gehäuses.

Es ist wichtig, daß diese Spalte so klein als möglich gehalten werden. Eine Änderung des Spaltes kann dazu führen, daß das Triebwerk unwirtschaftlich arbeitet, und bei Vergrößerung des Zwischenraums verschlechtert sich der Wirkungsgrad, während bei Verringerung des Spaltes zwischen den drehenden und stehenden Bauteilen eine Reibung eintreten kann.

Bei der Konstruktion eines Triebwerks wird größter Wert darauf gelegt, Änderungen von dem Nennspalt des Rotors aus den genannten Gründen so klein als nur möglich zu halten.

Es ist klar, daß Änderungen des Spiels infolge einer Verzerrung des Triebwerks vermieden werden können, wenn das Gehäuse konzentrisch innerhalb der Trieb-

werksgondel angeordnet und benachbart zu den Wellenlagern getragen wird. Der Spalt zwischen den sich drehenden und den feststehenden Bauteilen kann dadurch gehalten werden, daß die feststehenden Bauteile, beispielsweise die Gehäuse, kreisringförmig gestaltet werden und indem das Gehäuse konzentrisch zur Welle angeordnet wird, die die drehenden Bauteile, z.B. die Schaufeln und die Dichtungselemente trägt.

Gehäuse mit großem Durchmesser können kreisrund durch Speichenanordnungen an jedem Ende des Gehäuses gehalten werden. Deshalb muß das Innengehäuse an seinem Vorderende und an seinem Hinterende so nahe als möglich am Speichenaufbau montiert werden. In Umfangsrichtung verlaufende Temperaturgradienten müssen vermieden werden, während axiale Gradienten zulässig sind. Um eine Konzentrizität zwischen Gehäuse und Welle aufrecht zu erhalten, müssen die Enden des Innengehäuses so nahe als möglich zu den Querebenen der Wellenlager angeordnet werden. Dann ergibt sich aber das Problem der Lagerung des Innengehäuses derart, daß es das erforderliche Drehmoment und die Axialbelastung auf das äußere Gehäuse übertragen kann, ohne daß Verzerrungen im Außengehäuse infolge der Lagerung des Triebwerks auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasturbinentriebwerk zu schaffen, bei dem Innen- und Außengehäuse derart miteinander verbunden sind, daß die auf

das Innengehäuse ausgeübten Belastungen auf das Außengehäuse übertragen werden können, wobei jede Verzerrung des Außengehäuses nur eine minimale Wirkung auf das Innengehäuse ausübt.

Die Erfindung geht aus von einem Gasturbinentriebwerk mit einem Haupttriebwerksgehäuse, einem Innengehäuse, welches wenigstens teilweise eine Anordnung von Statorschaufeln und Rotorschaufeln aufweist, wobei die Statorschaufeln am Innengehäuse festgelegt sind und wobei die Rotorschaufeln von einer Welle getragen werden, die von Lagern abgestützt wird. Hierbei wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Innengehäuse innerhalb des Außengehäuses über einen Lastübertragungsaufbau und einen Isolieraufbau gelagert ist, wobei der Isolieraufbau eine Lageranordnung an jedem Ende des Innengehäuses aufweist, wodurch Innen- und Außengehäuse konzentrisch zueinander oder zu benachbarten Ebenen der Wellenlager gehalten werden und eine relative Axialbewegung dazwischen möglich wird, und daß Drehmomentreaktionsmittel zwischen Innen- und Außengehäuse angeordnet sind, um eine Übertragung des auf das Innengehäuse aufgeprägten Drehmoments auf das Außengehäuse zu ermöglichen, und daß Schubreaktionsmittel zwischen den Enden des Innengehäuses angeordnet sind, um den Schub, der dem Innengehäuse aufgeprägt wird, auf das Außengehäuse zu übertragen.

Die Lager an den Enden des Innengehäuses können zylindrische Hülsen aufweisen, die am Außengehäuse

befestigt sind, während zylindrische Oberflächen am Innengehäuse angeordnet werden, und die zylindrischen Oberflächen am Innengehäuse an den inneren Oberflächen der Hülsen des Außengehäuses anliegen.

Das Drehmoment kann von dem Innengehäuse auf das Außengehäuse über jeden Punkt über die Länge des Gehäuses übertragen werden, beispielsweise über Klauen, die an den Gehäusen in einer Vertikalebene angeordnet sind, welche die Triebwerksdrehachse enthält. Jegliche Biegung des Außengehäuses führt dann zu einer Gleitbewegung der Flächen der ineinandergreifenden Klauen, wobei jedoch nur eine geringe Verzerrung oder keine Verzerrung auf das Innengehäuse übertragen wird.

Stattdessen kann die Drehmomentsreaktionsvorrichtung an einem Ende des Gehäuses so dicht als möglich am Wellenlager angeordnet werden, wo keine relative Radialbewegung zwischen Innen- und Außengehäuse stattfindet. Bei einer solchen Anordnung können die aufeinandergleitenden Klauen wegfallen und die Lageranordnung und die Drehmomentreaktionsvorrichtungen können integriert werden. Beispielsweise kann die zylindrische Hülse am Außengehäuse am Frontende durch einen Ring mit Dübeln ersetzt werden, die konzentrisch zu der Welle liegen und in der Ebene des vorderen Wellen lagers befindlich sind. Diese Dübel greifen in entsprechende Öffnungen in einem Ring ein, der am Innengehäuse befestigt ist.

3540453

Das Innengehäuse kann einen Kompressor des Triebwerks enthalten und die Lager an jedem Ende des Kompressors liegen vorzugsweise benachbart zu den Lagern des Kompressorrotors.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 einen schematischen Halbschnitt eines Frontfan-Gasturbinentriebwerks mit hohem Nebenstromverhältnis, bei welchem die Erfindung Anwendung findet;

Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie 2-2 gemäß Fig . 1 ;

Fig. 3 in größerem Maßstab eine Einzelheit des Triebwerks nach Fig. 2, woraus die Schubreaktionsmittel des Lastübertragungs- und Lastisolationsaufbaus deutlicher erkennbar sind;

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B gemäß Fig. 3;

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles C gemäß Fig. 5;

Fig. 7 in größerem Maßstab eine Einzelheit des Triebwerks nach Fig. 2, woraus die Drehmomentreaktionsmittel und das stromaufwärtige Lager des Lastübertragungsund Isolationsaufbaus erkennbar sind ;

Fig. 8 in größerem Maßstab eine Einzelheit des Triebwerks nach Fig. 2, worin das stromabwärtige Lager des Lastübertragungsund Isolationsaufbaus erkennbar ist;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines inneren und eines äußeren Gehäuses eines Gasturbinentriebwerks in schematischer Form, mit einer abgewandelten Bauart der Drehmomentreaktionsmittel ;

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X gemäß Fig. 9;

Fig. 11 abgewandelte Schubreaktionsmittel des Lastübertragungs- und Isolationsaufbaus;

Fig. 12 eine Seitenansicht eines inneren und eines äußeren Gehäuses eines Gasturbinentriebwerks in schematischer Form, mit einer abgewandelten Bauart der Schubreaktionsmittel .

Figur 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einem Fan 12, der durch eine Niederdruckturbine 14 angetrieben wird. Ein Zwischendruckkompressor 16 wird durch eine Zwischendruckturbine 18 angetrieben und ein Hochdruckkompressor 20 durch eine Hochdruckturbine 22 über eine Welle 24 und eine ringförmige Verbrennungseinrichtung 26. Das Triebwerk arbeitet in herkömmlicher Weise, d.h. die Verbrennungsprodukte treiben die Turbinen an und werden durch die Düse ausgestoßen, während die Abluft des Fan über einen Ringauslaß 30 abgelassen wird.

Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß der Hochdruckkompressor 20 sechs Stufen von Statorschaufeln 32 und Rotorschaufeln 34 umfaßt. Die Rotorschaufeln sind an Scheiben 36 befestigt, die ihrerseits von der Welle 24 getragen werden. Die Hochdruckturbine 22, die als einstufige Turbine ausgebildet ist, ist ebenso mit der Welle 24 verbunden, die von einem stromaufwärt igen Lager 38 und einem stromabwärtigen Lager 40 getragen wird.

Die Lager 38 und 40 sind in radialen Aufbauten 42 und 44 gesichert, die sich nach dem äußeren Triebwerksgehäuse 46 erstrecken und dort befestigt sind.

Das Triebwerk ist mit Gasdichtungen 47 zwischen den sich drehenden und den feststehenden Aufbauten des Triebwerks versehen. Diese Abdichtungen können einen Leckstrom komprimierter Luft zwischen den Kompressorstufen, zwischen der Welle 24 und dem äußeren Gehäuse

der Verbrennungseinrichtung 26 oder zwischen der Turbine 22 und dem stromabwärtigen Ende der Verbrennungseinrichtung verhindern.

Das Triebwerk 10 hat ein inneres Gehäuse 48 mit einem stromaufwärtigen zylindrischen Abschnitt 50, an dem ein Hauptteil der Statorschaufeln 32 befestigt ist. Die am weitesten stromabgelegene Schaufelreihe ist an einem stromabwärtigen Fortsatz 52 des inneren Gehäuses befestigt, das außerdem einen weiteren stromabwärtigen Fortsatz 54 besitzt, der sich in den Bereich der Hochdruckturbine 26 hinein erstreckt. Obgleich in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellt, besteht der Gehäuseteil 50 aus einer Reihe von ringartigen Bauteilen, die miteinander verschraubt sind. Stattdessen könnten abwechselnd diese Ringe jeweils eine Statorschaufelreihe tragen, während die übrigen Ringe die innere Oberfläche des Gehäuses im Bereich der Rotorschauf§ln 34 bilden. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Abdichtung des Zwischenraums zwischen den Schaufelspitzen der Rotorschaufeln und dem Gehäuse und dem Zwischenraum zwischen dem sich drehenden und dem feststehenden Teil der Triebwerksdichtungen.

Das innere Gehäuse wird innerhalb des Außengehäuses über einen Gasbelastungs-Übertragungs- und einen Verzerrungen isolierenden Aufbau getragen. Dieser Aufbau, der eine Anzahl von Bauteilen an verschiedenen axialen, radialen und Umfangsstellen in bezug auf die beiden Gehäuse besitzt, ermöglicht eine Gasbelastungs-

Übertragung, welche vom inneren Gehäuse ausgeübt wird, nach dem äußeren Gehäuse hin. Es wird jedoch verhindert, daß das äußere Gehäuse durch eine Übertragung nach dem Innengehäuse verzerrt wird. Dieser Aufbau weist eine Schubreaktionsvorrichtung auf, die vorzugsweise zwischen den Enden des inneren Gehäuses angeordnet und im einzelnen in den Figuren 3 bis 6 dargestellt ist. In diesen Figuren wurden die gleichen Bezugszeichen benutzt, um gleiche Bauteile in Fig. 1 und 2 zu kennzeichnen. In Figur 3 ist eine Schubreaktionsvorrichtung 56 am inneren und äußeren Gehäuse gelagert, und das äußere Gehäuse 46 besitzt einen Ringflansch 58, an dem zwei im Querschnitt kanalförmige Schubplatten 60 mit Bolzen verschraubt sind. Wie aus Figur 4 ersichtlich, liegt das Zentrum jeder Schubplatte 60 (nur die linke Schubplatte ist dargestellt) auf der horizontalen Mittellinie des Triebwerks.

Das innere Gehäuse weist einen gemeinsamen Flansch 62 auf, an dem die inneren Gehäuseteile 52, 54, ein Flansch 64 eines ringförmigen Festlegekonus 66, der am inneren Gehäuseteil 50 bei 68 befestigt ist, und zwei Schubkissen 70. Die Schubkissen sind innerhalb des im Schnitt kanalförmig ausgebildeten Teils der Schubplatten 60 angeordnet und - wie aus Figur 5 und 6 ersichtlich - liegen die Schubkissen ebenfalls auf der horizontalen Mittellinie des Triebwerks. Jedes Schubkissen besitzt eine bogenförmige Berührungsoberfläche 72 mit großem Durchmesser (Figur 6), so daß bei Berührung zwischen den Schubkissen und den Schub-

platten eine Linienberührung stattfindet, und keine Flächenberührung.

An jedem Ende des Innengehäuses ist das Gehäuse so gelagert, daß es konzentrisch mit dem äußeren Gehäuse ist und es ergibt sich eine relative Axialbewegung gegenüber dem äußeren Gehäuse. Gemäß Figur 7 greift das stromaufwärtige Ende des Innengehäuses 50 an einer ringförmigen Dichtung 74 an, die in einem Schlitz 76 angeordnet ist. Der Schlitz 76 wird teilweise durch einen Ringflansch 78 definiert, der einen Teil der Drehmomentreaktionsvorrichtung 80 bildet und teilweise durch den radialen Aufbau 42, der an dem Außengehäuse 46 befestigt ist.

Die Drehmomentreaktionsvorrichtung 80 dient auch zur Zentrierung des stromaufwärtigen Endes des inneren Gehäuseteils 50 gegenüber der Drehachse der Welle Der Ringflansch 78 ist einstückig mit einem weiteren außer Bord liegenden Ringflansch 82 verbunden, die zusammen eine vordere Abstütztafel bilden.

Mehrere axial verlaufende Trägerstifte 84 sind im gleichen Abstand um den Umfang des Flansches 82 verteilt und am Flansch 82 festgelegt. Jeder Stift 84 greift in eine Öffnung 86 in einem kreisförmigen Festlegering 88 über ein Lager 90 ein. Der Festlegering ist mittels Bolzen 92 mit Flanschen an dem inneren Gehäuseteil 50 befestigt, und der Festlegering kann sich frei axial auf den Trägerstiften 84 bewegen. Demgemäß

ermöglichen die Trägerstifte und der Festlegering, der das Innengehäuse am stromaufwärtigen Ende konzentrisch zur Welle 40 abstützt, daß das Innengehäuse sich axial bewegen kann, wobei ein Drehmoment von dem Innengehäuse nach dem Außengehäuse übertragen wird.

Das Innengehäuse 48 wird am stromabwärtigen Ende des stromabwärtigen Fortsatzes durch ein Lager 92 abgestützt. Das Lager 92 umfaßt einen rückwärtigen Trägerring 94, der am Außengehäuse 46 befestigt ist, und einen Randbund 96 des Innengehäuses, der in Gleitpassung im Ring 94 läuft. Die Kombination von Ring und Randbund zentriert das stromabwärtige Ende des Innengehäuses gegenüber der Welle 24 und schafft außerdem eine Luftdichtung.

Wenn das Triebwerk 10 arbeitet, wird Luft im Kompressor 20 verdichtet und strömt in die ringförmige Verbrennungseinrichtung 24, der außerdem Brennstoff zugeführt wird. Die Verbrennungsprodukte strömen durch die Düsenleitschaufeln aus und treiben die Hochdruckturbine und danach die Niederdruckturbine 18, 14. Die Drehung der Turbine 22 bewirkt eine Drehung der Welle 24 und der Scheiben und der Schaufeln 36, 34 des Kompressors 20.

Die inneren Belastungen, die auf das Innengehäuse durch die Arbeitsweise des Triebwerks aufgeprägt werden, umfassen einen Schub in Vorwärtsrichtung und ein Drehmoment im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn,

je nach Drehrichtung des Kompressors.

Die Schubbelastungen werden vom inneren Gehäuse nach dem äußeren Gehäuse durch zwei Schubkissen übertragen, die an der Triebwerksquermittellinie angeordnet und am Innengehäuse befestigt sind. Die Schubkissen liegen den jeweiligen Schubplatten 58 an, die am Außengehäuse befestigt sind.

Das Drehmoment wird durch den Haltering 88, der am Innengehäuseteil befestigt ist, auf die am Außengehäuse befestigten Trägerstifte übertragen. Wie erwähnt, bewirkt dieser Aufbau auch eine Zentrierung des stromaufwärtigen Endes des Innengehäuses gegenüber der Welle 24, und dadurch wird das Gehäuse in seiner Kreisform gehalten.

Während das Triebwerk im Flug arbeitet, wird das Außengehäuse 46 außerdem Biegebewegungen unterworfen, die eine Biegeverzerrung des Gehäuses verursachen. Wenn diese Biegung auftritt, wird sie in der Vertikalebene durch die Triebwerksmittellinie gehalten und die Bewegung des Außengehäuses wird nicht auf das Innengehäuse durch die Schubreaktionsvorrichtung 60 übertragen, weil die Schubkissen auf der horizontalen Triebwerksmittellinie angeordnet sind und es zeigt sich keine Bewegung an diesen Punkten, die auf das Innengehäuse übertragen werden kann. Da die Bewegung zwischen den Lagerträgeraufbauten 42, 44 stattfindet, wird das Außengehäuse nicht in merklichem Ausmaß im Bereich der Lager 80 und 92 verzerrt. Auf diese

Weise verbleibt das Innengehäuse speziell der innere Gehäuseteil 50 kreisförmig und konzentrisch zur Welle 24, wodurch gewährleistet wird, daß der Zwischenraum zwischen den Schaufelspitzen 34 und der inneren Oberfläche des Gehäuses so klein als möglich über alle Triebwerksbedingungen verbleibt. Die Triebwerksgasdichtungen behalten ihre Konzentrizität und ihren Zwischenraum ebenfalls bei.

Wenn eine Verzerrung am Außengehäuse auf das Innengehäuse übertragen werden könnte, dann müßte der Zwischenraum zwischen den sich drehenden und statischen Bauteilen des Kompressors groß genug sein, um diese Verzerrung des Innengehäuses zuzulassen, damit eine Berührung beispielsweise zwischen den Schaufeln 34 und der inneren Oberfläche des Gehäuses verhindert wird .

Unter gewissen Triebwerksbedingungen wäre dieser Zwischenraum übermäßig groß, wodurch der Wirkungsgrad des Kompressors beeinträchtigt würde und ein Pumpen und Abreißen der Strömung wäre zu befürchten bei ansteigendem Brennstoffverbrauch.

Die Figuren 9 und 10 zeigen nur schematisch einen Kompressor und das äußere Gehäuse eines Gasturbinentriebwerks mit den erfindungsgemäßen Merkmalen, wobei jedoch die Drehmomentreaktionsvorrichtung eien unterschiedliche Ausbildung gegenüber der Ausbildung nach Figur 1 und 7 aufweist. Der Übersichtlichkeit wegen ist auch die Anordnung zur Schubreaktion weggelassen.

Gleiche Bauteile und Aufbauten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie die entsprechenden Bauteile und Aufbauten bei den vorhergehenden Figuren.

Bei dieser Anordnung wird das Kompressorgehäuse 50 konzentrisch innerhalb des äußeren Gehäuses 46 durch das Lager 92 sowohl am stromaufwärtigen als auch am stromabwärtigen Ende des Gehäuses abgestützt. Die Drehmomentreaktionsvorrichtung umfaßt zwei Vorsprünge, die oben und unten am Gehäuse angeordnet sind,und die Berührungsoberflächen zwischen den Vorsprüngen liegen in einer Vertikalebene Z-Z, die auch die Triebwerksdrehachse umfaßt, wenn sich das äußere Gehäuse durchbiegt, wie übertrieben in Figur 9 dargestellt ist. Dann bewegt sich der Mittelpunkt des äußeren Gehäuses in der Ebene Z-Z und die Stirnflächen der Vorsprünge gleiten übereinander, aber es wird keine oder nur eine geringe Verzerrung auf das Innengehäuse übertragen.

Eine abgewandelte Schubreaktionsvorrichtung, die zwischen den Enden des Innengehäuses liegt, ist im einzelnen in Figur 11 dargestellt. Die Schubreaktions vorrichtung 100 ist an dem inneren bzw. äußeren Gehäuse montiert, und das äußere Gehäuse 46 weist einen Ringflansch 102 auf, der radial nach innen einsteht. Der Flansch 102 erstreckt sich radial nach innen in einen Ringschlitz 110, der axial zwischen einem Flansch 102,der radial nach außen vom Innengehäuse vorsteht, und einen Flansch 106 ausgebildet ist, der

radial von einem konischen Bauteil 104 nach außen vorsteht. Der konische Bauteil 104 ist mit seinem stromaufwärtigen Ende am inneren Gehäuseteil 50 bei 112 befestigt und am stromabwärtigen Ende ist der Flansch 106 am inneren Gehäuseteil 52 befestigt.

Der Flansch 102 ist gleitbar in dem Schlitz 110 gelagert, und der Schub wird auf den Flansch 102 und das Außengehäuse von den Flanschen 106 und 108 des Innengehäuses übertragen, und weil der Flansch 102 gleitbar in dem Schlitz gelagert ist, kann eine relative Radialbewegung zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse erfolgen.

Die ideale Axiallage für die Schubreaktionsmittel 100 liegt dort, wo die Neigung des Außengehäuses bei Biegung infolge des Triebwerksschubs parallel zu der Innengehäusemittel1inie verläuft, d.h. zur Triebwerkszentralachse. In dieser Lage findet die Relativbewegung zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse nur in einer Vertikalebene statt und kann nur durch eine radiale Gleitbewegung aufgenommen werden, wie dies aus Figur 12 ersichtlich ist, wo die Schubreaktionsvorrichtung 100 und übertrieben dargestellt, die Biegung des Außengehäuses auf der oberen Hälfte des Diagramms ersichtlich ist.

In Figur 12 ist die Mittellinie des Innengehäuses und die Mittellinie des Triebwerks mit dem Bezugszeichen 120 versehen, und die Mittellinie des Außengehäuses ist mit dem Bezugszeichen 122 versehen, und

zwar in einer Lage bei Durchbiegung infolge des Triebwerksschubes. In jener Axialsteilung, die durch das Bezugszeichen 124 dargestellt ist, verläuft der Anstieg von Außengehäuse und Mittellinie 122 parallel zur Mittellinie 120 des Innengehäuses.

Der Flansch 102 und der Schlitz 111 brauchen nicht in der idealen Stellung befindlich zu sein, die allgemein der axiale Mittelpunkt des Triebwerks ist, sondern sie können in der Praxis über einen weiten axialen Längenbereich um den Mittelpunkt des Triebwerkes herum angeordnet werden, nämlich dort, wo die Neigung von Außengehäuse im wesentlichen parallel zur Mittellinie des Innengehäuses verläuft.

Die Flansche brauchen nicht vollständig kreisförmig zu sein, sondern sie könnten in Umfangsrichtung auch unterbrochen sein, aber es ist zweckmäßig, ringförmige Flansche zu haben, so daß die Schubbelastungen voll in Umfangsrichtung am axialen Mittel punkt des Triebwerkes aufgenommen werden können.

Es wäre auch möglich, einen einzigen Flansch auf dem Innengehäuse anzuordnen, der gleitbar in einem Schlitz des Außengehäuses läuft.

Claims

Patentanwälte Dip:.-Ing.-Cmt Wallach

Europäische Patentvertreter Dlpi.-ing. Günther Koch

European Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum· 14- November 1985

??4^S'??^yCK ¹T^ Unser Zeichen: 18 219 - K/Ap

Buckingham Gate

London SW1E 6AT _o_

England 0040463

Gasturbinentriebwerk

Patentansprüche:

Gasturbinentriebwerk mit einem Außengehäuse und einem Innengehäuse, welches wenigstens teilweise eine Anordnung von Statorschaufeln und Rotorschaufeln umfaßt, wobei die Statorschaufeln am Innengehäuse befestigt sind und die Rotorschaufeln von einer Welle getragen werden, die von Lagern abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse innerhalb des Außengehäuses über Schubübertragungs- und Isolationsaufbauten gelagert ist, die Lager (80, 92) benachbart zu jedem Ende des Innengehäuses aufweisen, wobei die Lager Innen- und Außengehäuse konzentrisch zueinander halten und eine relative Axialbewegung dazwischen zulassen, daß eine Drehmomentreaktionsvorrichtung (80) zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse eine Drehmomentübertragung auf das äußere Gehäuse zuläßt, und daß Schubreaktionsmittel (56) zwischen den Enden des Innengehäuses vorgesehen sind, um den Schub,

der auf das Innengehäuse induziert wird,

auf das Außengehäuse zu übertragen, wobei

der Lastübertragungs- und Isolieraufbau

die Lastübertragung vom Außengehäuse nach

dem Innengehäuse vermindert.
2. Triebwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (80, 92) des Innengehäuses jeweils benachbart zu einem Lager (38, 40) der Welle angeordnet sind .
3. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung (92) an wenigstens einem Ende des Innengehäuses eine zylindrische Hülse (94) umfaßt, die am Außengehäuse befestigt ist, und außerdem eine zylindrische Oberfläche (96) des Innengehäuses mit der zylindrischen Hülse des Außengehäuses zusammenwirkt, und dabei eine relative Axialbewegung zwischen Innengehäuse und Außengehäuse zuläßt.
4. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentreaktionsvorrichtung (80) einen gelochten Ring (88) umfaßt, der am Innengehäuse befestigt ist, und daß außerdem hierzu mehrere Trägerstifte (84) am Außengehäuse angeordnet sind, wobei jeder Trägerstift (84) in ein entsprechendes Loch (86) des gelochten Ringes (88) einsteht.
5. Triebwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentreaktionsvorrichtung (80) auch ein Lager des Innengehäuses umfaßt, und daß die Drehmomentreaktionsmittel (80) am stromaufwärtigen Ende des Innengehäuses angeordnet sind .
6. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentreaktionsvorrichtung (80) zwei Vorsprünge am äußeren Gehäuse umfaßt, die mit einem entsprechenden Paar von Vorsprüngen des Innengehäuses zusammenwirken, wobei die Berührungsoberflächen zwischen jeweiligen Vorsprüngen in einer Vertikalebene liegen, die die Drehachse des Triebwerks umfaßt.
7. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schubreaktionsvorrichtung (56) in einer Horizontalebene liegt, die die Triebwerkslängsachse umfaßt.
8. Triebwerk nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schubreaktionsvorrichtung (56) zwei Schubdüsen (70) umfaßt, die am Innengehäuse (48) befestigt und in einer Horizontalebene angeordnet sind, die die

Längsachse des Triebwerks enthält, wobei die Kissen (70) diametral zueinander angeordnet sind, und daß zwei Schubplatten (60), die den beiden Schubkissen (70) entsprechen, am Außengehäuse befestigt sind, wobei die Schubplatten so angeordnet sind, daß sie die jeweiligen Schubkissen erfassen.
9. Triebwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schubreaktionsmittel (100) in einer Vertikalebene liegen, und daß die Vertikalebene an einer Axialstelle befindlich ist, wo die Neigung des äußeren Gehäuses beim Durchbiegen infolge des Triebwerksschubes im wesentlichen parallel zur Triebwerkslängsachse verläuft.
10. Triebwerk nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schubreaktionsmittel (100) einen radial nach innen verlaufenden Flansch (102) aufweisen, der am Außengehäuse (46) befestigt und gleitbar am Innengehäuse gelagert ist, um den Schub auf das Außengehäuse zu übertragen, wobei eine relative Radialbewegung von Außen- und Innengehäuse durch radiale Gleitbewegung des Innengehäuses (50) und des Flansches (102) aufgenommen werden.
11. Triebwerk nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (102) gleitbar in einem Schlitz (110) gelagert ist,

der zwischen zwei axial verlaufenden Flanschen (106, 108) auf dem Innengehäuse (50) ausgebildet ist.
12. Triebwerk nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schubreaktionsmittel (100) einen radial nach außen vorstehenden Flansch aufweisen, der am Innengehäuse befestigt und gleitbar gegenüber dem Außengehäuse ist, um Schub auf das Außengehäuse zu übertragen, wobei eine Radialbewegung von Außengehäuse und Innengehäuse durch eine radiale Gleitbewegung zwischen Außengehäuse und Flansch aufgenommen wird.
13. Triebwerk nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch gleitbar in einem Schlitz gelagert ist, der zwischen zwei axial im Abstand angeordneten Flanschen am Außengehäuse ausgebildet ist.
14. Triebwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Statorschaufeln und die Kompressorschaufeln den Hochdruckkompressor des Triebwerks bilden.