DE602005001979T2

DE602005001979T2 - Aufhängung einer Gasturbinenbrennkammer mit integriertem Turbinenleitapparat

Info

Publication number: DE602005001979T2
Application number: DE602005001979T
Authority: DE
Inventors: Caroline Aumont; Eric Conette; Mario Cesar De Sousa; Didier Hippolyte Hernandez
Original assignee: SNECMA Moteurs SA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: EP1607582A1; EP1607582B1; FR2871845A1; ES2290865T3; JP2006002773A; RU2368790C2; DE602005001979D1; FR2871845B1; CA2509797A1; RU2005119717A; CA2509797C; US20060032237A1; US7237388B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Gasturbinen, insbesondere für Flugzeugtriebwerke oder Industrieturbinen. Sie betrifft genauer gesagt eine Aufhängung einer Brennkammer mit integriertem Hochdruckturbinenleitrad.
Es wurde bereits vorgeschlagen, in einer Gasturbine, umfassend eine ringförmige Brennkammer, das Hochdruck (HD)-Turbinenleitrad, das die Eingangsstufe der Turbine bildet, einzubauen, indem dieses mechanisch mit einem stromabwärtigen Endteil der Brennkammer verbunden wird (in der gesamten Patentanmeldung werden die Begriffe stromaufwärts und stromabwärts in Bezug auf die Fließbewegung des Gasstroms in der Kammer und dem Leitrad verwendet). Die von der Brennkammer und dem HD-Turbinenleitrad gebildete Einheit kann somit von Verbindungsringen getragen werden, die mit dem inneren und äußeren Metallmantel verbunden sind.
Ein solcher Aufbau ermöglicht es, eine bessere Kontinuität der Fluid-Fließbewegung des Gasstroms an der Grenzfläche zwischen der Brennkammer und dem Turbinenleitrad sicher zu stellen, und gestattet ebenfalls, die Abdichtung auf der Höhe dieser Grenzfläche leichter im Vergleich mit einem Aufbau zu gewährleisten, in welchem die Brennkammer und das HD-Turbinenleitrad getrennt mit dem inneren und äußeren Metallmantel verbunden sind.
Eine Brennkammer mit integriertem Turbinenleitrad an ihrem stromabwärtigen Endteil wird in der französischen Patentanmeldung FR 2 825 787 offenbart. Die Brennkammer besteht aus Keramikmatrix-Verbundwerkstoff (CMC), und die Baugruppe von Brennkammer und sektorisiertem HD-Turbinenleitrad wird zwischen dem inneren und äußeren Metallmantel mittels flexiblen Metall-Verbindungsringen gehalten, die sektorisiert sind, um eine Anpassung an Relativ-Versetzungen zu gestatten, die auf bedeutenden Unterschieden zwischen den Ausdehnungskoeffizienten des Metalls und des Keramik-Verbundwerkstoffs beruhen.
Die Integration des HD-Turbinenleitrads mit der Brennkammer bringt, obgleich sie die weiter oben angegeben Vorteile bietet, manchmal das folgende Problem mit sich. Das HD-Turbinenleitrad umfaßt eine Vielzahl von feststehenden Leitschaufeln, die im Fluß der Strömung des Gasstroms befindlich sind. Die von der Gasströmung auf die Schaufeln ausgeübte Rotationskraft wird von den Verbindungsringen aufgenommen, welche zu diesem Zweck dimensioniert sein müssen, wobei sie gegebenenfalls ein Verformungsvermögen beibehalten, wenn sie Elemente aus Werkstoffen verbinden, welche sehr unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Lösung für das genannte Problem und sie schlägt hierfür eine Gasturbine vor, umfassend:

– eine ringförmige Brennkammer,
– ein Hochdruckturbinenleitrad mit einer Vielzahl von Leitschaufeln, die um eine mit der Achse der Brennkammer zusammenfallende Achse verteilt sind, wobei das Turbinenleitrad mit einem stromabwärtigen Endteil der Brennkammer mechanisch verbunden ist,
– einen inneren und einen äußeren Metallmantel, zwischen denen die durch die Brennkammer und das Turbinenleitrad gebildete Einheit gelagert ist, sowie
– einen inneren und einen äußeren Verbindungsring, welche die Einheit aus Brennkammer und Turbinenleitrad jeweils mit dem inneren und dem äußeren Metallmantel verbinden, um die genannte Einheit zwischen den Mänteln abzustützen, wobei die Turbine gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß in ihr ferner Festlegungs-Mittel gegen ein Drehen des Turbinenleitrads um seine Achse gegenüber wenigstens einem der Metallmäntel vorgesehen sind, um zu vermeiden, daß die durch den aus der Kammer austretenden Gasstrom auf die Schaufeln des Turbinenleitrades ausgeübten Kräfte durch die Teile der Verbindungsringe aufgenommen werden, die sich zwischen der Einheit aus Brennkammer und Turbinenleitrad und den Metallmänteln erstrecken.

Infolgedessen können die Verbindungsringe ausgelegt sein, um lediglich das Stützen der Einheit aus Brennkammer und HD-Turbinenleitrad zwischen den Metallmänteln sicherzustellen, wobei sie nicht die die Umfangskräfte oder Scherkräfte aufnehmen müssen.
In vorteilhafter Weise umfassen die Festlegungsmittel Festlegungselemente, die mit einem Wandteil, der fest mit einem Metallmantel verbunden ist, sowie mit einem Flansch, der fest mit dem Turbinenleitrad verbunden ist, zusammenwirken. Der mit einem Metallmantel fest verbundene Wandteil kann in Form eines radialen Flansches vorliegen. Insbesondere können die Festlegungselemente auf einen mit einem Metallmantel fest verbundenen radialen Flansch und einen mit dem Turbinenleitrad fest verbundenen radialen Flansch wirken, zwischen denen eine ringförmige Dichtung bzw. Hohlleiterdichtung gelagert ist, und können ebenfalls axiale Stifte zum Halten der Dichtung umfassen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird der mit dem Turbinenleitrad fest verbundene radiale Flansch von einem Verbindungsring an einem Ende dessen, das an dem Turbinenleitrad befestigt ist, getragen.
In vorteilhafter Weise sind, zum besten Verteilen der Kräfte, erste Festlegungselemente vorgesehen, die zwischen einem mit dem inneren Metallmantel fest verbundenen radialen Flansch und einem mit dem Turbinenleitrad fest verbundenen radialen inneren Flansch wirken, und zweite Festlegungselemente sind vorgesehen, die zwischen einem mit dem äußeren Metallmantel fest verbundenen radialen Flansch und einem mit dem Turbinenleitrad fest verbundenen radialen äußeren Flansch wirken.
Weiter bevorzugt sind stromabwärtige Endteile der Brennkammer zwischen Plattformen von Schaufeln des Turbinenleitrades und Endteilen der Verbindungsringe durch Verbindungsorgane festgeklemmt, welche die Verbindungsringe, die Brennkammer und das Turbinenleitrad miteinander verbinden.
Die Erfindung ist auf Gasturbinen anwendbar, die eine Brennkammer aus CMC oder einem feuerfesten Metallwerkstoff aufweisen. Außerdem können die Verbindungsringe aus Metallwerkstoffen oder wenigstens teilweise aus Keramikmatrix-Verbundwerkstoff bzw. CMC gefertigt sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird beim Durchlesen der hier nachstehend angegebenen veranschaulichenden, jedoch nicht einschränkenden Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen weiter verdeutlicht, wobei:
1 ein Schema im axialen Querschnitt ist, welches einen Teil der Gasturbine zeigt;
2 und 3 perspektivische Teilansichten sind, welche die Montage des stromabwärtigen Endteils der Brennkammer mit dem HD-Turbinenleitrad und den Verbindungsringen in der Gasturbine von 1 zeigen, und
4 bis 6 Detailansichten sind, welche Varianten der Ausführung der Festlegung gegen ein Drehen des HD-Turbinenleitrads zeigen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt im axialen Querschnitt einen Teil der Gasturbine, umfassend eine ringförmige Brennkammer 10, ein Hochdruck-Turbinenleitrad 20, das mit einem stromabwärtigen Endteil der Kammer 10 mechanisch verbunden ist, einen inneren ringförmigen Metallmantel 30 und einen äußeren ringförmigen Metallmantel 40 und Verbindungsringe 50, 60, welche die durch die Kammer 10 und das Leitrad 20 gebildete Einheit in dem Raum, der von den Mänteln 30 und 40 umgrenzt wird, abstützen.
Die Brennkammer 10 wird von einer ringförmigen inneren Wand 12 und einer ringförmigen äußeren Wand 13, die die gleiche Achse 11 aufweisen, und einer stromaufwärtigen Bodenwand 14, die an den Wänden 12 und 13 befestigt ist, begrenzt. In einer an sich allgemein bekannten Weise weist die Bodenwand 14 eine Reihe von Öffnungen 14a auf, die um die Achse 11 herum verteilt sind, zur Unterbringung von Einspritzern, die das Einspritzen von Treibstoff und Sauerstoffträger in die Kammer gestatten.
Das HD-Turbinenleitrad 20, das die Eingangsstufe der Turbine bildet, umfaßt eine Vielzahl von Leitschaufeln, die in einer Winkeleinteilung um die Achse 11 angeordnet sind. Wie in 2 und 3 gezeigt wird, umfassen die Schaufeln Schaufelblätter 21, die an ihren Endteilen mit internen Plattformen 22 und externen Plattformen 23 in Form von nebeneinander gesetzten Ringsektoren fest verbunden sind. Die inneren Flächen der Plattformen 22, 23 umgrenzen den Fluß der Gasströmung durch das Leitrad.
Jedes Paar von Plattformen 22, 23 kann mit einem oder mehreren Schaufelblättern assoziiert sein.
Der innere Metallmantel 30 besteht aus zwei Teilen 31, 32, vereinigt mittels Verschraubung auf der Höhe der jeweiligen inneren Flansche 31a, 32a. In gleicher Weise besteht der äußere Metallmantel 40 aus zwei Teilen 41, 42, vereinigt mittels Verschraubung auf der Höhe der jeweiligen äußeren Flansche 41, 42a. Der Raum 33 zwischen der inneren Wand 12 der Kammer 10 und dem inneren Mantel 30 und der Raum 43 zwischen der äußeren Wand 13 der Kammer 10 und dem äußeren Mantel 40 werden von einer sekundären Strömung von Kühlungsluft (Pfeile f) durchlaufen, welche um die Kammer 10 herumgeführt wird.
Der innere Verbindungsring 50 weist im veranschaulichten Beispiel einen ersten Endteil 51 in Form eines Flanschs auf, der mit dem inneren Mantel 30 verbunden ist, indem er zwischen den Flanschen 31a, 32a eingeklemmt und damit verschraubt ist. an seinem anderen Ende 52 ist der Verbindungsring 50 verbunden mit dem stromabwärtigen Endteil 12a der inneren Wand 12 der Kammer 10. Auf dem Teil, der sich im Raum 33 erstreckt, besitzt der Verbindungsring 50 eine gekrümmte Form mit einem im wesentlichen S-förmigen Querschnitt, damit die geforderte Flexibilität aufgewiesen wird, um sich an unterschiedliche radiale Ausdehnungen zwischen der Kammer 10 und dem Mantel 30 anzupassen, insbesondere wenn die Kammer aus CMC gefertigt ist.
Insbesondere in diesem letzteren Fall ist außerdem eine Sektorisierung des Verbindungsrings 50 in eine Vielzahl von Laschen 52a, ab seinem Endteil 52 und über eine gewisse Distanz in Richtung zu seinem Endteil 51, vorgesehen. Diese Sektorisierung kann durch Schlitze 52b ausgeführt sein, welche die Laschen 52a trennen und sich zwischen dem Endteil 52 und den Löchern 54 erstrecken, die im Verbindungsring 50 gebildet und winklig um die Achse 11 verteilt sind, um den Durchtritt des sekundären Luftstroms in den Raum 33 zu gestatten. Die Schlitze 52b erlauben eine Anpassung an differenzielle Ausdehnungen in der Umfangsrichtung.
Der Verbindungsring 60 weist im veranschaulichten Beispiel einen ersten Endteil 61 auf, der an der inneren Wand des äußeren Mantels 40 befestigt ist. Hierfür weist der Verbindungsring 60 in seinem Endteil 61 Löcher 61a auf, die ineinander greifen mit Gewindestiften, die winkelmäßig um die Achse 11 an der inneren Wand des Mantels 40 verteilt sind, und die Verbindung wird mittels Schraubmuttern 61b bereitgestellt. An seinem anderen Endteil 62 ist der Verbindungsring 60 mit dem stromabwärtigen Endteil 13a der äußeren Wand 13 der Kammer 10 verbunden. Auf dem Teil, der sich im Raum 43 erstreckt, besitzt der Verbindungsring eine gekrümmte Form mit einem im wesentlichen S-förmigen Querschnitt, damit die geforderte Flexibilität aufgewiesen wird, um sich an unterschiedliche Ausdehnungen zwischen dem Mantel 40 und der Kammer 10 anzupassen, insbesondere, wenn diese aus CMC gefertigt ist. Insbesondere in diesem letzteren Fall ist außerdem eine Sektorisierung des Verbindungsrings 60 in eine Vielzahl von Laschen 62a vorgesehen, in einer ähnlichen Weise wie beim Verbindungsring 50. Somit sind Schlitze 62b, welche die Laschen 62a trennen, ab dem Endteil 62 des Verbindungsrings und über eine gewisse Distanz in Richtung zu seinem Endteil 61, gebildet, zum Beispiel bis zu Löchern 64, die den Durchtritt des sekundären Stroms in den Raum 43 gestatten.
In dem Fall, daß die Wände der Brennkammer aus feuerfestem Metallwerkstoff hergestellt sind, kann eine Sektorisierung der Verbindungsringe 50 und 60 nicht notwendig sein.
Es versteht sich, daß der Endteil 61 des Verbindungsrings 60 mit dem Mantel 40 auf der Höhe der Verbindung zwischen den Flanschen 41a, 42a verbunden sein kann, in der selben Weise wie beim Endteil 51 des Verbindungsrings 50. Dieser Endteil 51 des Verbindungsrings 50 kann auch auf einer anderen Höhe als jener der Flansche 31a, 32a mit dem inneren Mantel 30 verbunden sein.
Sowohl von der Innenseite als auch der Außenseite her werden vorteilhafterweise dieselben Verbindungsmittel zum mechanischen Verbinden der stromabwärtigen Endteile der Kammer 10, der sektorisierten Endteile der Verbindungsringe und der Plattformen des Leitrads 20 verwendet.
Im veranschaulichten Beispiel umfassen die Verbindungsmittel Gewindestifte 22a, welche sich von den Plattformen 22 aus radial nach innen erstrecken und mit diesen fest verbunden sind, und Gewindestifte 23a, welche sich von den Plattformen 23 aus radial nach außen erstrecken und mit diesen fest verbunden sind.
Die innere Wand 12 der Kammer 10 weist ihren stromabwärtigen Endteil 12a auf, der auf der äußeren Fläche der Plattformen 22, im Wesentlichen bis zur stromabwärtigen Kante von diesen, abstützt wird. Hierfür sind Löcher 12b im Endteil der Kammer gebildet, um den Durchtritt der Gewindestifte 22a zu ermöglichen. In ähnlicher Weise wird der Endteil 52 des Verbindungsrings 50 auf der äußeren Fläche des Endteils 12a der Wand der Kammer gestützt, wobei Löcher 52c in den Laschen 52a für den Durchtritt der Gewindestifte 22a gebildet sind. Die Befestigung wird erreicht durch Schraubmuttern 22b, die auf den Gewindestiften eingreifen und die Plattformen 22, den Endteil 12 der Kammer und die Laschen 52a miteinander festdrücken, wobei sie auf Erhebungen 52d gestützt werden, die auf den Laschen 52a gebildet und von den Löchern 52c durchdrungen sind.
Die äußere Wand 13 der Kammer weist ihren stromabwärtigen Endteil 13a auf, der abgestützt wird auf einem Teil der äußeren Fläche der Plattformen 23, wobei Kerben 13b im Endteil 13a gebildet sind, um den Durchtritt von Gewindestiften 23a zu ermöglichen. Der Endteil 62 des Verbindungsrings 60 ist abgestützt auf der äußeren Fläche des Endteils 13a der äußeren Wand 13 der Kammer, wobei Kerben 62c, welche die Montage der Wand gestatten, in den Laschen 62b für den Durchtritt der Gewindestifte 23a gebildet sind. Schraubmuttern 23b, die auf den Gewindestiften 23a eingreifen, drücken die Plattformen 23, den Endteil 13 der Kammer und die Laschen 62a miteinander fest, wobei sie auf letzteren abgestützt sind.
Es ist zu bemerken, daß die Verbindung zwischen der Kammer 10 und dem Leitrad 20 das Erreichen einer guten Abdichtung an ihrer Grenzfläche zuläßt. Außerdem sind, zur Sicherstellung einer günstigen Kontinuität des primären Flusses der Strömung des aus der Kammer 10 austretenden Gasstroms (Pfeil F), leichte Abweichungen 12d, 13d auf Höhe des Anschlusses der Endteile 12a, 13a mit dem Rest der Wände 12,13 vorgesehen, wie es in 1 gezeigt ist. Somit kann sich der Strömungsfluß beim Austritt aus der Kammer im Wesentlichen ohne Unterbrechung dem Fluß der Strömung im Leitapparat anschließen.
Ausgerichtete bzw. gefluchtete Öffnungen (nicht gezeigt) sind in den Plattformen 22, 23 gebildet und kommunizieren mit Öffnungen, die in den Endteilen 12, 13 der Wände der Kammer 10 und in den Laschen 52a, 62a der Verbindungsringe gebildet sind, um den Durchtritt von Kühlungsluft von den Räumen 33, 43 zu den Leitschaufelblättern 21 des Leitrads 20 zu ermöglichen.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind Festlegungsmittel zum Immobilisieren des Leitrads 20 gegen Drehung vorgesehen, ohne Umfangs- oder Scherkräfte auf die Teile der Verbindungsringe 50, 60 auszuüben, die in den Räumen 33, 43 verlaufen.
In der Ausführungsform aus 1 bis 3 werden die Festlegungsmittel gebildet von Fingern 35, die mit dem inneren Mantel 30 fest verbunden sind und die in die radialen Kerben 55b dringen, die in einem Flansch 55 gebildet sind, der mit dem Leitrad 20 fest verbunden ist. Im veranschaulichten Beispiel erstrecken sich die Finger 35 axial und sind winklig um die Achse 11 verteilt, wobei sie von einem radialen Flansch 36 getragen werden, der fest mit dem Mantel 30 verbunden ist, und zwar im wesentlichen auf der Höhe des stromabwärtigen Endes des Leitrads 20. Die Finger 35 können an dem Flansch 36 fixiert sein durch Preß-Einfügung in im Flansch 36 gebildeten Bohrungen oder an selbigem verschweißt sein. Im veranschaulichten Beispiel ist des weiteren der Flansch 55 ein sektorisierter Flansch, wobei die Sektoren 55a, die diesen Flansch bilden, mit Sektoren 52a des Verbindungsrings 50 fest verbunden sind, in der Nachbarschaft des stromabwärtigen Endes von diesem, und stromabwärts von der Verbindung zwischen dem Verbindungsring 60 und dem Leitrad 20, so daß die Sektoren 55a mit den inneren Plattformen 22 des Leitrads fest verbunden sind.
Außerdem ist anzumerken, daß die Abdichtung am stromabwärtigen Endteil des Raums 33 mittels einer ringförmigen Dichtung 37 vom "Omega"-Typ realisiert wird, die in einer Rille des Flanschs 36 gelagert ist und auf dem Flansch 55 gestützt ist, wobei die Flansche 36 und 55 somit eine Doppelfunktion zum Tragen der Dichtung und zum Tragen der Festlegungsmittel gegen ein Drehen des Leitrads besitzen.
Als Alternative könnten die axialen Festlegungs-Finger vom Flansch 55 getragen werden und in Lagerungen, wie Blindbohrungen und längliche Löcher, die im Flansch 36 gebildet sind, eindringen.
Von der äußeren Seite her wird die Dichtheit am stromabwärtigen Ende des Raums 43 sichergestellt durch eine Lamellen-Dichtung 38, deren Basis in einem ringförmigen Gehäuse 26b gehalten wird, das sich radial nach außen öffnet und an der Spitze eines ringförmigen Flanschs 26 gebildet ist. Dieser ist aus Sektoren 26a gebildet, welche fest verbunden sind mit äußeren Plattformen 23 in der Nachbarschaft des stromabwärtigen Endes des Leitrads 20. Die Dichtung 38 wird mittels Stiften 25 gehalten, welche die Flügel durchdringen, die das Gehäuse 26b einfassen, und axial angeordnet sind. Die Dichtung 38 wird auf einer Rippe 46a, gebildet auf einem radialen Flansch 46, der mit dem Mantel 40 fest verbunden ist, auf der Höhe des stromabwärtigen Endes des Leitrads 20, abgestützt.
Im Betrieb werden die Kräfte, welche auf die Schaufelblätter 21 des Leitrads 20 von dem aus der Kammer 10 austretenden Gasstroms ausgeübt werden, von den Fingern 35 über die Gewindestifte 22a und den Flansch 55 aufgenommen, wobei keinerlei Umfangskraft auf die Verbindungsringe 50 und 60 ausgeübt wird. Letztere müssen daher nicht überdimensioniert sein. Es ist sogar denkbar, sie aus CMC zu fertigen, wenn die Kammer selbst aus CMC besteht. Eine Sektorisierung der Verbindungsringe ist daher auf der Höhe der Verbindung mit der Brennkammer nicht länger notwendig, aber kann auf der Höhe der Verbindung mit dem inneren und äußeren Metallmantel wünschenswert sein.
4 veranschaulicht eine andere Ausführungsform, die sich von derjenigen von 1 bis 3 dadurch unterscheidet, daß die Finger 35 in Kerben 24b eingerastet sind, die in einem sektorisierten Flansch 24 gebildet sind, der direkt mit den inneren Plattformen 22 fest verbunden ist, wobei eine Kerbe in jedem Sektor des Flanschs, entsprechend einer inneren Plattform 22, gebildet ist. In diesem Fall liegen die stromabwärtigen Endteile der inneren Wand 12 der Kammer 10 und die Laschen 52a des Verbindungsrings 50 nach hinten versetzt vom stromabwärtigen Ende des Leitrads 20, in der gleichen Weise wie die stromabwärtigen Endteile der äußeren Wand 13 der Kammer 10 und die Laschen 62a des Verbindungsrings 60.
5 veranschaulicht noch eine andere Ausführungsform, die sich von derjenigen von 1 bis 3 dadurch unterscheidet, daß eine Festlegung gegen ein Drehen des Leitrads 20 ebenfalls auf der Höhe der äußeren Plattformen 23 vorgesehen ist.
Vorteilhafterweise verwendet man zu diesem Zweck die Stifte 25' zur Halterung der Dichtung 38, wobei diese nach stromabwärts verlängert werden bis sie in die Löcher 46c dringen, die im Flansch 46 gebildet sind. Die Stifte 25' könnten gegebenenfalls überdimensioniert sein, und zwar mit einem höheren Durchmesser im Vergleich zu den Abmessungen, die zum Halten der Hohlleiterdichtung 38 ausreichend sind.
Die Ausführungsform von 5, mit Festlegung gegen Drehen auf Höhe der inneren und äußeren Plattformen des Leitrads, ist dahingehend vorteilhaft, daß sie gestattet, die zwischen dem Leitrad und den Metallmänteln übertragenen Kräfte zu verteilen. Es versteht sich, daß man für die Festlegung gegen ein Drehen des Leitrads auf der Höhe der äußeren Plattformen eine ähnliche Montierung zu jener, welche in der Ausführungsform aus 4 verwendet wird, auf der Höhe der inneren Plattformen annehmen könnte, und zwar Festlegungs-Finger 27, die von dem Flansch 46 getragen werden und in Blindbohrungen und längliche Löcher 26c des Flanschs 26 eindringen, wie es in 6 gezeigt wird.

Claims

Gasturbine umfassend: – eine ringförmige Brennkammer (10) mit einer Wand aus einem Keramikmatrix-Verbundwerkstoff, – ein Hochdruckturbinenleitrad (20) mit einer Vielzahl von Leitschaufeln, die um eine mit der Achse der Brennkammer zusammenfallende Achse verteilt sind, wobei das Turbinenleitrad mit einem stromabwärtigen Endteil der Brennkammer mechanisch verbunden ist, um mit dieser eine Einheit zu bilden, – einen inneren und einen äußeren Metallmantel (30, 40), zwischen denen die durch die Brennkammer und das Turbinenleitrad gebildete Einheit gelagert ist, sowie – einen flexiblen inneren und einen flexiblen äußeren Verbindungsring (50, 60), welche die Einheit aus Brennkammer und Turbinenleitrad jeweils mit dem inneren und dem äußeren Metallmantel verbinden, um die genannte Einheit zwischen den Mänteln abzustützen, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Mittel (35; 25'; 27) vorgesehen sind, um das Turbinenleitrad (20) gegen ein Drehen um seine Achse gegenüber wenigstens einem der Metallmäntel (30, 40) festzulegen, um zu vermeiden, daß die durch den aus der Kammer (10) austretenden Gasstrom auf die Schaufeln des Turbinenleitrades ausgeübten Kräfte durch die Teile der Verbindungsringe (50, 60) aufgenommen werden, die sich zwischen der Einheit aus Brennkammer und Turbinenleitrad und den Metallmänteln erstrecken.
Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungsmittel Festlegungselemente umfassen, die mit einem Wandteil (36, 46), der fest mit einem Metallmantel (30, 40) verbunden ist, sowie mit einem Flansch (55, 26; 24), der fest mit dem Turbinenleitrad verbunden ist, zusammenwirken.
Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Metallmantel fest verbundene Wandteil in Form eines radialen Flansches (36, 46) vorliegt.
Gasturbine nach irgendeinem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungselemente auf einen mit einem Metallmantel (30, 40) fest verbundenen radialen Flansch und einen mit dem Turbinenleitrad (20) fest verbundenen radialen Flansch wirken, zwischen denen eine ringförmige Dichtung (37, 38) gelagert ist.
Gasturbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungselemente axiale Stifte (25') zum Halten der Dichtung (38) umfassen.
Gasturbine nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Turbinenleitrad fest verbundene Flansch (55) von einem Verbindungsring (50) an einem Ende (52) dessen, das an dem Turbinenleitrad (20) befestigt ist, getragen wird.
Gasturbine nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß erste Festlegungselemente (35) vorgesehen sind, die zwischen einem mit dem inneren Metallmantel fest verbundenen radialen Flansch und einem mit dem Turbinenleitrad fest verbundenen radialen inneren Flansch wirken, und daß zweite Festlegungselemente (25') vorgesehen sind, die zwischen einem mit dem äußeren Metallmantel fest verbundenen radialen Flansch und einem mit dem Turbinenleitrad fest verbundenen radialen äußeren Flansch wirken.
Gasturbine nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärtige Endteile (12a, 13a) der Brennkammer (10) zwischen Plattformen (22, 23) von Schaufeln des Turbinenleitrades und Endteilen (52a, 62a) der Verbindungsringe durch Verbindungsorgane (22a–22b, 23a–23b) festgeklemmt sind, welche die Verbindungsringe, die Brennkammer und das Turbinenleitrad miteinander verbinden.
Gasturbine nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsringe wenigstens teilweise aus einem Keramikmatrix-Verbundwerkstoff gefertigt sind.