DE3909606C2 - Spaltsteueranordnung - Google Patents
SpaltsteueranordnungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/20—Actively adjusting tip-clearance
- F01D11/24—Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components
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- 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 vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte
Anordnung zum Steuern der Spalte in einem Gasturbinen
triebwerk bzw. einer Turbomaschine durch selektive Er
wärmung oder Kühlung des Triebwerksrotors bzw. Maschinen
rotors.
Die vorliegende Anmeldung hat Bezug zur gleichzei
tig erfolgenden Anmeldung, die auf die Auslandsanmeldung
mit der Seriennummer 13DV-9473 zurückgeht, die gleichzeitig
mit der Auslandsanmeldung der vorliegenden Erfindung ein
gereicht worden ist.
Gasturbinentriebwerke umfassen typischerweise ein
Kerntriebwerk, das die eigentliche Kernantriebsmaschine
darstellt, mit einem Verdichter zum Zuführen verdichteter,
in das Kerntriebwerk eintretender Luft, eine Verbren
nungskammer, in der Brennstoff mit der verdichteten Luft
gemischt wird und darauffolgend abgebrannt wird, um einen
hochenergetischen Gasstrom zu erzeugen, und eine erste
Turbine, die Energie aus dem Gasstrom zum Antreiben des
Verdichters extrahiert. In Luftfahrzeug-Turbofantrieb
werken, d. h. Zweikreistriebwerken, extrahiert eine zweite
Turbine oder Niedrigdruckturbine, die auf der Abwärts
stromseite, d. h. Ausgangsseite, vom Kerntriebwerk gelegen
ist, mehr Energie aus dem Gasstrom zum Antreiben eines
Bläsers oder Gebläseleitrads. Der Bläser liefert die
hauptsächliche Vortriebsleistung, d. h. den Schub, der
vom Triebwerk erzeugt wird.
Die rotierenden Triebwerkskomponenten der Turbine
und des Verdichters schließen eine Anzahl von an einer
Scheibe befestigten Schaufeln ein, die von einer statio
nären Ummantelung umgeben sind. Um den Wirkungsgrad, d. h.
die Leistungsfähigkeit des Triebwerks aufrecht zu erhal
ten, ist anzustreben, den Zwischenraum oder Spalt zwischen
den Schaufelenden und der Ummantelung auf einem Minimum
zu halten. Wäre das Triebwerk oder die Maschine nur unter
Dauerbetriebszustandsbedingungen zu betreiben, so wären
Schaffung und Aufrechterhaltung eines schmalen, kleinen
Spalts ziemlich einfach. Jedoch impliziert der normale
Betrieb von Luftfahrzeuggasturbinentriebwerken verschie
denste, zahlreiche vorübergehend auftretende Bedingungen,
die Änderungen in der Rotorgeschwindigkeit und -temperatur
mit sich bringen können. So sind beispielsweise während
des Starts beim Abheben die Rotorgeschwindigkeit und
Temperatur hoch, was bedeutet, daß eine entsprechend
große radiale Ausdehnung der Schaufeln und Scheibe vor
liegt. In entsprechender Weise tritt während Abnahme
der Triebwerksrotorgeschwindigkeit und Temperatur eine
Verminderung der radialen Ausdehnung der Schaufeln und
Scheibe auf. Die stationäre Ummantelung dehnt sich an
sprechend auf Änderungen der Temperatur ebenfalls aus
oder zieht sich zusammen.
Es ist schwierig, eine passive Anordnung so auszu
legen, daß in der Anordnung die Schaufeln und die Scheibe
sich mit derselben Rate wie die Ummantelung radial nach
außen bewegen, um einen gleichbleibenden Spalt zwischen
Schaufeln und Ummantelung aufrecht zu erhalten. Dies ist
teilweise der Fall, weil sich der Rotor beinahe sofort
ansprechend auf Änderungen der Rotorgeschwindigkeit ela
stisch ausdehnt, wohingegen keine entsprechende Ummante
lungsausdehnung auftritt. Außerdem liegt ein Unterschied
in der Rate der thermisch hervorgerufenen Ausdehnung
zwischen Ummantelung und Rotor vor. Typischerweise ist
die thermische Ausdehnung der Rotorschaufeln gegenüber
der elastischen Ausdehnung verzögert, und die thermische
Ausdehnung der Ummantelung ist wiederum gegenüber der
thermischen Schaufelausdehnung verzögert, wobei die
thermische Ausdehnung der Scheibe das langsamste Ansprech
verhalten von allen zeigt.
In der Vergangenheit wurden verschiedene aktive
Anordnungen verwendet, um die relative Ausdehnung von
Ummantelung und Rotor zu steuern und auf diese Weise
den Spalt zu steuern, wobei beispielsweise die Leit
schaufeln- oder Leitradummantelung erwärmt und/oder
gekühlt wurde, wie in der US-PS 4 230 436 von Davison
offenbart ist.
Ein weiterer Vorschlag zum Steuern von Spalten in
einem Verdichter durch selektives Erwärmen dessen Rotors
ist in der US-PS 4 576 547 von Weiner beschrieben. Die
dort erläuterte Anordnung zeigt zwei Quellen für Ver
dichterluft von jeweils relativ hohem Druck für ver
schiedene Temperaturen, wobei selektiv die Luft einer
Quelle in die Rotorbohrung an einer mittleren Stufen
station des Verdichters eingelassen wird. Die Steuerung
von Spalten durch kontinuierliche Kühlung eines Rotors
ist ferner in der US-PS 3 647 313 von Koff beschrieben.
Durch die Erfindung soll eine neue und verbesserte
Anordnung zum Steuern der Temperatur des Rotors einer
Turbomaschine angegeben werden.
Ferner soll eine Anordnung zum Steuern der Spalte
in einer Turbomaschine durch Erwärmen oder Kühlen des
darin enthaltenen Rotors angegeben werden.
Darüber hinaus soll durch die Erfindung eine
vereinfachte Anordnung zum Kühlen und Erwärmen des
Rotors eines Gasturbinentriebwerks angegeben werden.
Weiterhin soll durch die Erfindung eine neue und
verbesserte Spaltsteueranordnung für den Verdichter eines
Gasturbinentriebwerks angegeben werden, welche Anordnung
den Verdichterrotor mit einem minimalen Verlust des
Wirkungsgrads des Triebwerkzyklusses erwärmt oder kühlt.
Durch die Erfindung wird eine Anordnung zum Steuern
der Temperatur eines Rotors einer Turbomaschine angege
ben. Die Anordnung umfaßt Einrichtungen zum Zuführen
eines Kühlfluids zum Rotor und Einrichtungen zum Zu
führen eines Heizfluids zum Rotor sowie Einrichtungen,
die ausschließlich den Strom des Heizfluids steuern.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeich
nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht
eines Gasturbinentriebwerks mit einer erfindungsgemäßen
Steueranordnung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht
des Hochdruckverdichters des Getriebes aus Fig. 1,
welche ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße
Anordnung darstellt;
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht
der Hochdruckturbine des Triebwerks aus Fig. 1, die
gemeinsam mit dem Hochdruckverdichter aus Fig. 2 ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ver
deutlicht.
Die Fig. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit
einem Kerntriebwerk 12, d. h. der eigentlichen Kern
antriebsmaschine, und einem Niedrigdrucksystem 14. Das
Kerntriebwerk 12 weist eine axialsymmetrische Strömung,
einen Hochdruckverdichter 16, einen Combuster, d. h.
eine Turbinenverbrennungskammer 18 und eine Hochdruck
turbine 20 strömungsmäßig seriell zueinander angeordnet
auf. Der Verdichter 16 und die Turbine 20 weisen Rotor
abschnitte auf, die durch eine erste Welle 22 verbunden
sind und gemeinsam um die Triebwerksmittenlinie 24, die
gestrichelt eingezeichnet ist, rotieren. Gemeinsam mit
der Welle 22 bilden diese Rotorabschnitte mit den üb
rigen rotierenden Elementen des Kerntriebwerks 12 den
Turbinenrotor 19.
Das Niedrigdrucksystem 14 umfaßt ein Gebläseleit
rad der Turbine, den sogenannten Bläser oder Fan 26,
einen Axialboosterverdichter, d. h. Zusatzschubverdich
ter 28 und eine Niedrigdruckturbine 30. Wie aus der
Fig. 1 hervorgeht, sind der Bläser 26 und der Verdich
ter 28 vor dem Kerntriebwerk 12 angeordnet, und die
Niedrigdruckturbine 30 ist hinter dem Kerntriebwerk 12
angeordnet. Die Rotorabschnitte der Niedrigdrucksystem
komponenten sind durch eine zweite Welle 32 verbunden,
die um die Triebwerksmittenlinie 24 rotiert.
Luft, die in das Kerntriebwerk 12 eintritt, durch
quert zunächst den radial inneren Abschnitt des Blä
sers 26 und den Boosterverdichter 28, in welchem sie
komprimiert wird, wodurch ihr Druck und ihre Temperatur
erhöht werden. Die Luft wird ferner bei ihrer Bewegung
durch den Hochdruckverdichter 16 weiter komprimiert.
Die Luft wird daraufhin in der Verbrennungskammer 18
mit Treibstoff gemischt und abgebrannt, um einen hoch
energetischen Gasstrom zu bilden. Dieser Gasstrom wird
durch die Hochdruckturbine 20 expandiert, in welcher
Energie zum Antrieb des Verdichters 16 extrahiert wird.
Durch die Niedrigdruckturbine 30 wird mehr Energie zum
Antreiben des Bläsers 26 und Boosterverdichters 28
extrahiert. Das Triebwerk 10 erzeugt die Vortriebs
leistung, d. h. den Schub durch die Bläserluft, die
aus der Bläserleitung bzw. dem Bläserkanal 34 aus
tritt, und durch die Gase, die aus der Kerndüse 36
hinter der Niedrigdruckturbine 30 austreten.
Der in Fig. 2 detailliert dargestellte Hochdruck
verdichter 16 weist mehrere Scheiben 40 auf. Jede
Scheibe 40 trägt mehrere auf dem Umfang beabstandet
angeordnete Verdichterschaufeln 42, die eine einzelne
Verdichterstufe definieren. Die verschiedenen Stufen
sind miteinander über Teile 44 und mit der röhren
artigen Welle 22 über eine Konus- oder vorwärtsgerich
tete, vordere Stütz- oder Halterungs-Konstruktion 46
verbunden. Diese Elemente des Rotors 19 definieren
zwischen der Welle 22 und den Verbindungsteilen 44
eine Rotorbohrung 48 (rotor bore), mit der der durch
den Rotorinnendurchmesser definierte Kanal umfaßt
wird.
Die in Fig. 3 dargestellte Hochdruckturbine 20
umfaßt eine Scheibe 80, die mehrere auf dem Umfang beab
standet angeordnete Turbinenschschaufeln 82 trägt. Die
Scheibe 80 ist mit den Verdichterstufen über Teile 45
verbunden und mit der Welle 22 über eine hintere Stütz-
oder Halterungskonstruktion 84.
Sämtliche rotierenden Komponenten des Triebwerks 10
sind an ihren radial äußeren Enden von einer stationären
Schirmblechkonstruktion, dem sogenannten Deckband
(Shroud) umgeben. Z. B. ist der in Fig. 2 gezeigte
Hochdruckverdichter 16 von einer Ummantelung 38 um
geben.
Die vorliegende Erfindung besteht in einer Anord
nung zur Aufrechterhaltung eines angestrebten Spaltes
zwischen den rotierenden Schaufeln und einer Ummantelung
um diese Schaufeln durch Steuerung der Temperatur der
Scheiben, die die Schaufeln tragen. Zusammenfassend
und verallgemeinert enthält die erfindungsgemäße Anord
nung Einrichtungen zum Zuführen eines Kühlfluids zum
Rotor, Einrichtungen zum Zuführen eines Heizfluids zum
Rotor und Einrichtungen zur Steuerung lediglich der
Strömung des Heizfluids.
Im Ausführungsbeispiel der Erfindung aus den
Fig. 2 und 3 wird Kühlfluid vom Boosterverdichter 28
zugeführt. Die Einrichtung zum Zuführen dieser Hilfs-,
Zusatz- oder Boosterluft umfaßt einen Schlitz oder Spalt
50, einen Druckluftverteiler (Manifold) 56, eine ge
meinsame Mischkammer 58 und Bohrungen oder Löcher 60.
Der Schlitz 50 stellt eine bevorzugte Form einer Öffnung
dar, durch die Boosterzusatz- oder -anzapfluft geliefert
wird. Der Schlitz 50 ist in der radial inneren Wand 52
des ringförmigen Strömungswegs 54 an einer Stelle hinter
dem Boosterverdichter 28 und vor dem Hochdruckverdichter
16 vorgesehen. Boosterluft zum Kühlen des Rotors 19
wird kontinuierlich durch den Schlitz 50 geblasen. Die
Luft wird im Verteiler 56 (der vorzugsweise eine weniger
als 360°-Konstruktion ist, jedoch auch in einigen Aus
führungen eine 360°-Konstruktion sein kann oder auch
mehrere diskrete Verteiler umfassen kann) gesammelt,
aus dem die Luft in die gemeinsame Mischkammer 58 aus
tritt. Die Mischkammer 58 ist vor der Halterungskon
struktion 46 und am vorderen, dem Verdichter 28 zuge
wandten Ende des Rotors 19 ausgebildet. Die Kammer 58
ist fluidmäßig mit der Rotorbohrung 48 durch mehrere
Bohrungen oder Löcher 60 in der vorderen Halterungs
konstruktion 46 verbunden.
Im in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungs
beispiel ist das Heizfluid Verdichterluft, die von einer
Zwischenstufe des Hochdruckverdichters 16 entnommen
wird. Durch die Zufuhr von Luft von einer Stelle hinter
der ersten stromaufwärts gelegenen (d. h. auf der Ein
trittsseite gelegenen) Hochdruckverdichterstufe 43
kann Luft mit höherer Temperatur gewonnen werden. Die
Einrichtung zum Zuführen dieser Verdichterluft schließt
einen Druckluftverteiler 62, eine Röhre 64, eine Strebe
oder auch Stiel oder Bein (Strut) 66, eine gemeinsame
Mischkammer 58 und Durchbohrungen 60 ein. Die Luft
wird im Anzapf- oder Entnahmeverteiler 62 gesammelt,
der bezüglich des Hochdruckverdichters 60 radial außen
liegend angeordnet ist. Die Röhre 64 erstreckt sich
außen bezüglich der radialen äußeren Wandung 53 des
Strömungswegs 64 und verbindet den Anzapfverteiler 62
mit der Strebe 66, die zwischen dem Boosterverdich
ter 28 und dem Hochdruckverdichter 16 liegt. Bei Akti
vierung fließt Verdichterluft vom Verteiler 62 durch
die Röhre 64 und die hohle Strebe 66 und in die gemein
same Mischkammer 58.
Eine Einrichtung zum Steuern der Strömung von
Verdichterluft oder Kompressorluft schließt eine logi
sche Steuereinrichtung 68 und ein Ventil 70 ein, das
innerhalb der Röhre 64 angeordnet ist. Das Ventil 70
ist zur Erleichterung des Zusammenbaus, der Betätigung
und Wartung bezüglich des Getriebegehäuses radial außen
angeordnet.
Die Erfindung umfaßt ferner eine Einrichtung zum
Einschränken oder Begrenzen des Luftstroms zum Rotor.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung um
faßt diese Einschränkungseinrichtung eine feste Aus
strömöffnung oder Ausströmöffnungen in Form von Dosier
durchbohrungen oder -öffnungen 86 in der hinteren Halte
rungskonstruktion 84.
Im Betrieb wird Boosterluft in die Rotorbohrung 48
durch den Schlitz 50, den Verteiler 56, die Misch
kammer 58 und die Öffnungen 60 vom Strömungsweg 54
eingelassen. Die Luft fließt nach hinten und tritt aus
der Bohrung 48 durch die Dosieröffnungen 86 aus. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel wird die so ausge
strömte Luft durch den Bohrungshohlraum 88 der Niedrig
druckturbine geführt, bevor die Luft wieder durch einen
Schlitz 90 in den Gasströmungsweg eintritt. Die Luft
strömt kontinuierlich, und es ist kein Ventil zur
Steuerung ihrer Strömung vorgesehen. Das Vorliegen
dieses Basislinienkühlstroms minimiert die thermische
Rotorausdehnung bei Maximalausdehnungsbedingungen.
Die Nichtverwendung eines Ventils erhöht zudem die
Zuverlässigkeit des Systems und stellt sicher, daß
Luft während sämtlicher Getriebebetriebsbedingungen
in den Bohrungshohlraum strömt, wodurch die Luft
frei von unerwünschten Dämpfen gehalten wird. Da
ferner die Luft bezüglich des Strömungspfades 54
intern abgelassen und entlüftet wird, ist keine externe
Rohrleitung erforderlich.
Das einzige erforderliche Ventil in der Erfindung
ist das Ventil 70, das lediglich Strom der Hochdruck
luft steuert. Ist das Ventil 70 geschlossen, so er
reicht keine Heizluft die Bohrung 48, sondern nur
relativ kühle Boosterluft. Wenn das Ventil 70 teil
weise geöffnet ist und Verdichterluft durch die Röhre 64
strömt, vermischen sich Boosterluft und Verdichterluft
in der Kammer 58 und bilden eine Luftmischung, die
durch die Öffnungen 60 in die Bohrung 48 strömt. Die
Dosieröffnungen 86 in der hinteren Halterungskonstruk
tion 86 sind derart dimensioniert, daß die Strömung
durch diese Öffnungen dosiert ist, d. h., daß bei den
vorgegebenen Betriebsbedingungen die Größe dieser
Durchströmöffnung die Strömungsrate einstellt. Dies
bedeutet, daß der Anteil der Boosterluft in der Luft
mischung vermindert wird, wenn der Strom von Verdich
terluft erhöht ist. Mit anderen Worten wird die Strö
mung der Boosterluft abnehmen, wenn die Strömung,
d. h. der Strömungsdurchsatz, der Verdichterluft ansteigt.
Infolgedessen hat die "Steuerung" der Verdichterluft
strömung durch das Ventil 70 einen Effekt auf den An
teil an Verdichterluft, der die Bohrung 48 erreicht.
Es ist jedoch die Dimensionierung der Öffnungen 86,
die die maximale Strömung der Boosterluft durch diese
Öffnungen bestimmt. Infolgedessen beziehen sich die
Ausdrücke "Steuern" und "Steuerung" nur auf den un
mittelbaren Effekt auf einen Stromfluß oder Stromstrahl,
wie er durch das Ventil 70 über eine mechanische Herab
setzung des Strömungspfadquerschnitts bezüglich der
Verdichterluft hervorgerufen wird. Diese Ausdrücke
der Steuerung beziehen sich nicht auf irgendeinen
sekundären Effekt wie die Verminderung in der Strömung
der Boosterluft in die Bohrung 48 infolge eines An
wachsens der Verdichterluftströmung.
Wie erläutert, sind die Öffnungen 86 so dimensio
niert, daß die Strömung durch sie dosiert wird. Als
alternative Maßnahme zur Beschränkung der Strömung
bzw. des Strömungsdurchsatzes ist es auch möglich,
durch Einstellung der Abmessungen der Öffnungen 86 in
der hinteren Halterungskonstruktion 84 und der Öff
nungen 60 in der vorderen Halterungskonstruktion 46
dafür zu sorgen, daß die Öffnungen 60 die Strömung
dosieren. Es ist auch möglich, die Systemkomponenten
derart zu bemessen und größenmäßig vorzugeben, daß
die Strömung auch an anderen Stellen dosiert wird,
wobei beispielsweise der Ringraum 90 zwischen der
Hochdruckturbinenscheibe 80 und der Welle 22 heran
gezogen werden kann. Ein Vorteil des bevorzugten,
dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß
durch die Lage der Dosierstelle am hinteren Ende der
Rotorbohrung 48 der Druck in der Bohrung 48 erhöht
wird, wodurch eine verbesserte Wärmeübertragung mit
den Scheiben 40 erzielt wird.
Verschiedenste Steuerparameter und logische
Funktionen können zur Steuerung der Einstellung des
Ventils 70 angewandt werden. So können die Steuerpara
meter beispielsweise ausgewählte Getriebebetriebs
parameter und/oder Getriebebetriebsbedingungen ein
schließen. Die Getriebebetriebsparameter können die
Getriebekerngeschwindigkeit, die Bläsergeschwindigkeit,
die Temperaturen oder Drücke an vorbestimmten Getrie
bestellen umfassen. Die Getriebebetriebsbedingungen
können z. B. die jeweilige Höhe oder Umgebungstempe
ratur oder -druck umfassen. In einem bevorzugten Aus
führungsbeispiel nimmt die verwendete Logik als Ein
gangsgröße sowohl die gemessene Höhe als auch die
Kerngeschwindigkeit auf. Das Ventil wird bei weniger
als 2438 m (8000 Fuß) zur Verhinderung von Reibung
zwischen den Schaufelspitzen und Ummantelungen wäh
rend rapider Änderungen der Getriebegeschwindigkeit
geschlossen gehalten. Über 2438 m wird das Ventil so
reguliert, daß es eine größere Strömung bei niedrige
ren Getriebegeschwindigkeiten und geringerer Höhe
zuläßt und bei höheren Getriebegeschwindigkeiten und
größerer Höhe weniger Strömung hindurchläßt.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen beeinflussen
nicht nur die Spalte oder Zwischenräume im Hochdruck
verdichter, sondern auch die in der Hochdruckturbine
und Niedrigdruckturbine. Im Ausführungsbeispiel in
Fig. 3 werden nur die Spalte in den beiden Abwärts
stromstufen der Niedrigdruckturbine beeinflußt.
Dem Fachmann ist klar, daß die vorliegende Er
findung nicht auf das beschriebene und dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt ist. An dieser Stelle
soll darauf hingewiesen werden, daß die Dimensionie
rungen und proportionalen und strukturellen Beziehun
gen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, nur bei
spielshalber zur besseren Darstellung verwendet wurden
und nicht als tatsächliche. Abmessungen oder struktu
relle Proportionsbeziehungen, die in der vorliegenden
Erfindung zu verwenden sind, angesehen werden können.
Zahlreiche Modifikationen, Änderungen sowie voll
ständige und teilweise äquivalente Lösungen sind mög
lich, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen oder den
durch die Ansprüche abgedeckten Schutzumfang zu
verlassen.
Claims (5)
1. Gasturbinentriebwerk mit einem Kerntriebwerk (12) und
einem Niederdrucksystem (14), wobei das Kerntriebwerk (12)
einen Hochdruck(HD)-Verdichter (16), eine Brennkammer (18)
und eine Hochdruck(HD)-Turbine (20) stömungsmäßig in Reihe
aufweist, der HD-Verdichter (16) und die HD-Turbine (20)
durch eine eine HD-Welle (22) aufweisenden Rotor (19) mit
einander verbunden sind, der wenigstens eine HD-Turbinen
scheibe (80) und mehrere HD-Verdichterscheiben (40) auf
weist und der eine Rotorbohrung (48) zwischen der HD-Welle
(22) und den HD-Verdichterscheiben (40) und eine stromauf
wärts von der Rotorbohrung (48) angeordnete Halterungs
konstruktion (46), die die HD-Verdichterscheiben (40) mit
der HD-Welle (22) verbindet, und eine stromabwärts von der
Rotorbohrung (48) angeordnete Halterungskonstruktion (84)
aufweist, die die HD-Turbinenscheibe (80) mit der HD-Welle
(22) verbindet, wobei das Niederdrucksystem (14) eine
Niederdruck(ND)-Turbine (30), einen Bläser (26) und einen
Boosterverdichter (28) aufweist, der mit dem Bläser (26)
stromaufwärts von dem Kerntriebwerk (12) angeordnet und
zusammen mit dem Bläser (26) mittels einer ND-Welle (32)
mit der ND-Turbine (30) verbunden ist, und ferner mit einer
Anordnung zum Steuern der Temperatur der Scheiben durch
Zuführen von heißer und kalter Luft,
gekennzeichnet durch:
Einrichtungen (28, 50, 56, 58, 60) zum Zuführen von Luft vom Boosterverdichter (28) zur Rotorbohrung (48),
Einrichtungen (62, 64, 66, 70) zum Zuführen von Luft vom HD-Verdichter (16) zur Rotorbohrung (48), und
Einrichtungen (68, 70) zum Steuern der HD-Verdichter luftströmung,
wobei die Boosterverdichter-Luftzufuhreinrichtungen (28, 50, 56, 58, 60) und die HD-Verdichter-Luftzufuhreinrich tungen (62, 64, 66, 70) eine gemeinsame Mischkammer (58) auf weisen, die stromaufwärts von der stromaufwärtigen Halte rungskonstruktion (46) angeordnet ist, in der die Booster verdichterluft und die HD-Verdichterluft zu einer Luft mischung vereinigt werden und die strömungsmäßig mit der Rotorbohrung (48) über mehrere Öffnungen (60) in der strom aufwärtigen Halterungskonstruktion (46) verbunden ist, und
die stromabwärtige Halterungskonstruktion (84) mehrere durch sie hindurchführende Dosieröffnungen (86) aufweist, die so dimensioniert sind, daß der Anteil der Boosterluft in der Luftmischung verkleinert wird, wenn die Strömung der Verdichterluft vergrößert wird.
Einrichtungen (28, 50, 56, 58, 60) zum Zuführen von Luft vom Boosterverdichter (28) zur Rotorbohrung (48),
Einrichtungen (62, 64, 66, 70) zum Zuführen von Luft vom HD-Verdichter (16) zur Rotorbohrung (48), und
Einrichtungen (68, 70) zum Steuern der HD-Verdichter luftströmung,
wobei die Boosterverdichter-Luftzufuhreinrichtungen (28, 50, 56, 58, 60) und die HD-Verdichter-Luftzufuhreinrich tungen (62, 64, 66, 70) eine gemeinsame Mischkammer (58) auf weisen, die stromaufwärts von der stromaufwärtigen Halte rungskonstruktion (46) angeordnet ist, in der die Booster verdichterluft und die HD-Verdichterluft zu einer Luft mischung vereinigt werden und die strömungsmäßig mit der Rotorbohrung (48) über mehrere Öffnungen (60) in der strom aufwärtigen Halterungskonstruktion (46) verbunden ist, und
die stromabwärtige Halterungskonstruktion (84) mehrere durch sie hindurchführende Dosieröffnungen (86) aufweist, die so dimensioniert sind, daß der Anteil der Boosterluft in der Luftmischung verkleinert wird, wenn die Strömung der Verdichterluft vergrößert wird.
2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinrichtungen ein Ventil (70)
aufweisen, das auf einen Triebwerksparameter oder -zustand
anspricht.
3. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die HD-Verdichterluft-Zufuhrein
richtungen enthalten:
einen radial außen vom HD-Verdichter (16) angeordneten Verteiler (62) zum Sammeln von Verdichterluft,
eine Rohrleitung (64), die mit dem Verteiler (62) verbunden ist, und
eine hohle Strebe (66) zwischen dem Boosterverdichter (28) und dem HD-Verdichter (16), die die Rohrleitung (64) und die gemeinsame Mischkammer (58) miteinander verbindet.
einen radial außen vom HD-Verdichter (16) angeordneten Verteiler (62) zum Sammeln von Verdichterluft,
eine Rohrleitung (64), die mit dem Verteiler (62) verbunden ist, und
eine hohle Strebe (66) zwischen dem Boosterverdichter (28) und dem HD-Verdichter (16), die die Rohrleitung (64) und die gemeinsame Mischkammer (58) miteinander verbindet.
4. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ventil (70) in der Rohrleitung (64)
angeordnet ist.
5. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Öffnungen (60) in der stromaufwärtigen
Halterungskonstruktion (46) so dimensionierte Dosier
öffnungen sind, daß der Anteil der Boosterluft in dem
Luftgemisch verkleinert wird, wenn die Strömung der
Verdichterluft vergrößert wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/178,721 US4893984A (en) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | Clearance control system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3909606A1 DE3909606A1 (de) | 1989-10-26 |
DE3909606C2 true DE3909606C2 (de) | 1998-10-22 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3909606A Expired - Fee Related DE3909606C2 (de) | 1988-04-07 | 1989-03-23 | Spaltsteueranordnung |
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JP (1) | JP2798697B2 (de) |
DE (1) | DE3909606C2 (de) |
FR (1) | FR2629868B1 (de) |
GB (1) | GB2217785B (de) |
IT (1) | IT1229146B (de) |
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