DE60313929T2

DE60313929T2 - Gehäuse, Verdichter, Turbine und Triebwerk mit einem solchen Gehäuse

Info

Publication number: DE60313929T2
Application number: DE60313929T
Authority: DE
Inventors: Philippe Le Biez; Yann Lebret; Claude Mons
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: EP1413771B1; EP1413771A1; JP4148872B2; US20050058541A1; RU2324076C2; FR2846034B1; CA2444982C; JP2004278516A; CA2444982A1; DE60313929D1; FR2846034A1; US6881029B2; RU2003131385A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Gehäuse, das Reihen von Statorschaufeln trägt, zwischen denen Reihen von um eine Längsachse drehenden Rotorschaufeln angeordnet sind, wobei das radial äußere Ende dieser Rotorschaufeln sich nahe an der Innenseite des Gehäuses befindet, und betrifft insbesondere ein Gehäuse, das für ein Turbotriebwerk in der Luftfahrt verwendet wird.
Außerdem betrifft diese Erfindung die Herstellung eines Verdichters, im Besonderen eines Axialverdichters, insbesondere einen mit Niederdruck arbeitenden Verdichter, der ein Gehäuse wie oben angeführt aufweist.
Die Verdichter dieser Art, die insbesondere für Turbotriebwerke verwendet werden, werden von einem Rotor gebildet, der entweder eine Folge einzelner, hintereinander vorgesehener Scheiben oder eine einzige Trommel, die dazu bestimmt ist, die Reihen von Schaufeln der verschiedenen Stufen aufzunehmen, umfasst.
Klassischer Weise weist dieser Rotor Fugen auf, die durch Bearbeitung hergestellt werden, um zwischen zwei benachbarten Stufen einen Zwischenraum zu bilden, in dem die Schaufeln der Statorstufen zwischengeordnet werden, die mit einem feststehenden Teil fest verbunden sind, das ein Gehäuse aufweist.
Dieses Gehäuse bildet einen Abschnitt der radial äußeren Begrenzung der Strömungsbahn, in der die Luft in dem Turbotriebwerk zirkuliert.
In der Schrift FR-A-1 533 120 ist ein stellenweise perforiertes Gehäuse dargelegt, an dem ein wabenartiger Aufbau angebaut ist.
Gewöhnlich sind die Rotorschaufeln mit der Trommel einzeln im Bereich von Aufnahmen fest verbunden, welche gleichmäßig verteilt angeordnet und von gleicher Zahl wie die Schaufeln sind, wobei ihre Form so bestimmt ist, dass sie in Formpassung mit dem Fuß der Schaufel zusammenwirkt, wodurch die radiale Arretierung gewährleistet wird, beispielsweise durch eine Befestigung des Typs Schwalbenschwanz. Was die Arretierung des Schaufelfußes gegenüber seiner Aufnahme in Vorschubrichtung betrifft, insbesondere in axialer, so wird diese meistens einzeln für jede Schaufel mittels eines Kugel-, Zapfen-, Klammer-, Flansch-, Strebensystems usw. gewährleistet.
Während des Betriebs eines Turbotriebwerks, insbesondere bei den heutigen Triebwerken der zivilen Luftfahrt, ist es in Anbetracht der Temperaturen und Drücke, die die heiße Luft erreicht, erforderlich, eine Regulierungsfunktion für den Fall eines Pumpens zu gewährleisten.
Es wird daran erinnert, dass das Pumpen ein Phänomen ist, das man im Bereich des Motors zu verhindern trachtet, da es sich in starken Schwingungen des Luftdrucks und der Luftmenge äußert, die beträchtliche mechanische Belastungen auf die Schaufeln ausüben, die dazu führen können dass diese brüchig werden, ja sogar brechen. Dieses Phänomen tritt insbesondere am Schaufelkopf auf, im Bereich der Luftgrenzschicht, die zwischen dem Kopf der Schaufel und dem Gehäuse vorhanden ist, und äußert sich in Taschen mit niedrigerem Druck, die man Kavitation nennt.
Heute wird diese Funktion der Regulierung des Pumpens durch Abführventile gewährleistet, die es ermöglichen, diese Grenzschicht abzusaugen, wobei die Motordrehzahl sinkt und zugleich auch das Abführen von Wasser und/oder von Eis gewährleistet wird, das in den Motor eindringen konnte, insbesondere bei Verdichtern, die mit hohem Druck arbeiten. Diese Abführventile sind jedoch relativ teuer und empfindlich, sie erfordern eine Versorgung mit elektrischem Strom sowie eine strikte Wartung.
Es wurde auch vorgeschlagen, Bohrungen in dem Gehäuse vorzusehen, um kontrollierte Lecks zu bilden: Diese Lösung ist jedoch in Hinsicht auf den energetischen Wirkungsgrad sehr ungünstig, da hier der Luftstrom direkt mit dem Raum außerhalb der Strömungsbahn in Verbindung kommt.
Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse auszuführen, das es ermöglicht, auf die Abführventile ganz zu verzichten oder sie auf ein Minimum zu beschränken und dabei einen allzu großen energetischen Verlust zu vermeiden.
Dieser Erfindung hat also zur Aufgabe, ein lokales Reduzieren des Phänomens des Pumpens zu ermöglichen, indem der heutige Spielraum bis zum Pumpen vergrößert wird, ohne dabei den Wirkungsgrad des Motors zu verringern.
Dazu weist das Gehäuse gemäß dieser Erfindung ein Hauptelement und zumindest gegenüber einer der Reihen von Rotorschaufeln eine Gesamtanordnung auf, die eine Platte aus wabenförmigem Material mit rohrförmigen Zellen (oder Waben) sowie eine Verkleidung, die an der von den Schaufeln abgewandten Seite der Platte angeordnet ist, umfasst, so dass diese Zellen in Richtung zu den Schaufeln hin offen sind, wobei diese Verkleidung mit Löchern versehen ist, die in Zellen der Platte münden, die offene Zellen bilden, wobei die Verkleidung die anderen Zellen der Platte umschließt und geschlossene Zellen bildet, wobei zwischen dieser Platte und der Innenseite dieses Hauptelements ein Hohlraum gebildet wird.
Auf diese Weise wird, wie nachzuvollziehen ist, durch die offenen Zellen der Platte aus wabenförmigem Material, die einen leichten und widerstandsfähigen Aufbau hat, ein Abführen der Luft der Grenzschicht in den Hohlraum ermöglicht, um das Phänomen des Pumpens zu vermeiden. Außerdem ist eine solche Anordnung auf Grund der Anpassungsfähigkeit und des einfachen Einbaus der Platten aus wabenförmigem Material leicht zu bewerkstelligen.
Diese Lösung bietet auch den zusätzlichen Vorteil, dass durch den Hohlraum zwischen dieser Platte und der Innenseite dieses Hauptelements eine Umwälzung dieser komprimierten, in der Grenzschicht vor und/oder hinter einer Schaufelstufe eingeschlossenen Luft erzeugt werden kann, so dass einerseits die Leckmenge eingeschränkt und andererseits der Druck vor einer Schaufelstufe erhöht werden kann.
Allgemein wird es durch die Anordnung gemäß dieser Erfindung möglich, die Grenzschicht, die das Phänomen des Pumpens hervorrufen kann, abzusaugen, ohne dass dadurch die Motordrehzahl abgesenkt wird, da die obengenannte Umwälzung der Luft es ermöglicht, die Stabilität des Systems zu verbessern, so dass die Drehzahl nahe an den optimalen Betrieb herankommt.
Vorzugsweise weist diese Gesamtanordnung ferner eine Metallfolie auf, durch die Öffnungen gebohrt sind und die sich zwischen dieser Verkleidung und der genannten Innenseite des Hauptelements befindet, wobei der Hohlraum zwischen dieser Folie und dieser Innenseite des Hauptelements gebildet ist, wobei sich die Öffnungen zumindest teilweise in der Verlängerung der offenen Zellen befinden.
Diese durchbohrte Metallfolie trägt dazu bei, den aus der Grenzschicht entnommenen und weiter vorn wieder eingespritzten Luftstrom auszurichten; sie ermöglicht es auch, die Verwirbelungen in dem Hohlraum einzuschränken und damit die akustischen Leistungen zu verbessern.
Vorzugsweise sind diese Zellen alle in einer gleichen Hauptrichtung ausgerichtet, die entweder im rechten Winkel zu der genannten Längsachse verläuft oder einen spitzen Winkel mit dieser Längsachse bildet, entgegen der Strömungsrichtung des Fluids und insbesondere der Luft betrachtet.
Ein solcher Winkel ermöglicht es, die Bedingungen der Entnahme und der Umwälzung der komprimierten Luft mittels eines wabenförmigen Aufbaus, der entgegen der Strömungsrichtung ausgerichtet ist, zu verändern und damit in den Griff zu bekommen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Anordnung befinden sich diese offenen Zellen zumindest teilweise vor und hinter dieser Reihe von Rotorschaufeln; auf diese Weise wird eine Umwälzung der Grenzschicht gewährleistet, die sich hinter dem Rad (Reihe von Rotorschaufeln) befindet, dessen Verhalten verbessert werden soll. Diese Anordnung kann mit der Möglichkeit kombiniert werden, offene Zellen auch in dem Abschnitt anzuordnen, der die betreffende Reihe von Rotorschaufeln und/oder weitere Reihen von Rotorschaufeln verlängert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zumindest manche der geschlossenen Zellen der genannten Platte mit einem Verschleißmaterial gefüllt; durch diese Lösung erhält die Platte eine zusätzliche Funktion als „Abriebteil". Auf diese Weise wird mit dieser Gesamtanordnung des Gehäuses gemäß dieser Erfindung die sogenannte „Abrieb"-Funktion am Schaufelkopf eingerichtet, die der Verwendung eines Verschleißmaterials entspricht, das abgerieben oder erodiert, d. h. durch das Reiben des Schaufelkopfs verschlissen werden kann.
Vorzugsweise enthält dieses Verschleißmaterial einen der Stoffe, die zur Gruppe der Harze, der Silikone oder der Silikonharze gehören.
Gemäß einer weiteren Anordnung, die mit der Anordnung des vorigen Absatzes kombiniert werden kann, enthält dieses Verschleißmaterial hohle Kugeln, insbesondere Glaskugeln.
Diese Erfindung betrifft ferner einen Verdichter, vorzugsweise einen axialen Verdichter, insbesondere Niederdruckverdichter, der als Stator ein Gehäuse wie oben definiert aufweist.
Diese Erfindung betrifft ferner ein Verbrennungsturbotriebwerk, insbesondere ein Turbotriebwerk mit einem Verdichter des vorgenannten Typs.
Und schließlich betrifft diese Erfindung auch eine Turbine mit einem Gehäuse des vorgenannten Typs.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die als Beispiel gilt und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei
1 ein Turbotriebwerk in einer schematischen Längsschnittansicht zeigt,
2 in einer Halbansicht im Teilschnitt den vorderen Teil eines Turbotriebwerks mit dem Gebläse und einem Niederdruckverdichter zeigt, welcher mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse ausgestattet ist,
3 in einer Draufsicht einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Gehäuses mit dem freien Ende der Schaufeln im Querschnitt zeigt,
4 eine Ansicht im Schnitt gemäß der Richtung IV-IV von 3 zeigt, und
5 in einer Vergrößerung das freie Ende einer Schaufel und den angrenzenden Teil des erfindungsgemäßen Gehäuses zeigt.
Wie aus 1 hervorgeht, in der schematisch ein axiales Turbotriebwerk 100 zeigt, bei dem die bewegbaren Teile schraffiert dargestellt sind, sind die Hauptorgane von vorn nach hinten das Gebläse 102, der Verdichter 104, die Brennkammer 106, die Turbine 108 mit ihrer Welle 110 und der Ausstoßkanal 112.
In 2 ist in Vergrößerung ein Abschnitt von 1 dargestellt.
Genauer ausgedrückt, zeigt 2 den Querschnitt einer Hälfte des vorderen Teils 10 eines Turbotriebwerks des gleichen Typs wie das von 1, wobei diese Hälfte sich auf einer Seite der Längsachse 12 befindet, die die Drehsymmetrieachse der einzelnen Elemente bildet, insbesondere der einzelnen bewegbaren Elemente des Turbotriebwerks.
In dieser 2 sind unter den einzelnen Elementen, die axial um die Längsachse 12 angeordnet sind und den herkömmlichen Aufbau eines solchen Turbotriebwerks bilden, das Gebläse 102 („fan") und der Niederdruckverdichter 104 genauer zu erkennen.
Das Gebläse 102 umfasst eine Reihe von sich radial erstreckenden Schaufeln 18, die an einer ringförmigen Scheibe 20 sitzen; eine einzige dieser Schaufeln 18 ist in 2 zu sehen. Selbstverständlich sind die Scheibe 20 und die Schaufeln 18 um die Längsachse 12 des Turbotriebwerks drehbar angebracht.
In 2 bestimmt die Strömungsrichtung des Luftstroms, wo vorne ist (linker Teil in 1) und wo hinten ist (rechter Teil in 1).
Aus Gründen der klareren Darstellung wurden natürlich die anderen herkömmlichen Elemente eines solchen Turbotriebwerks, insbesondere die Elemente, die sich weiter hinten als der Verdichter 104 befinden, und die Elemente, die sich gegenüber der Längsachse 12 weiter außen befinden, nicht dargestellt.
Der Verdichter 104 weist mehrere Reihen von Rotorschaufeln 22 auf, die an einer Scheibe oder einer Trommel 24 sitzen, die fest mit der Scheibe 20 des Gebläses 102 verbunden ist.
In 2 sind drei Reihen von Rotorschaufeln 22 zu sehen, zwischen denen sich fünf Reihen von Statorschaufeln 26 befinden, die an einem Gehäuse 28 sitzen.
Der Aufbau dieses Gehäuses 28 gemäß dieser Erfindung wird nun näher anhand der 3 bis 5 beschrieben.
Allgemein wird die Strömungsrichtung der Luft mit dem Pfeil 30 angezeigt, während der Pfeil 32 die Drehrichtung der Schaufeln 22 des Verdichters 104 anzeigt.
Das Gehäuse 28 weist ein Hauptelement 34 auf, das die Tragstruktur des Gehäuses 28 bildet und die Strömungsbahn des Luftstroms nach außen abgrenzt; dieses Hauptelement 34 entspricht also im Wesentlichen der Form eines herkömmlichen Gehäuses des Standes der Technik.
Dieses Hauptelement 34 weist ringförmige Rillen 36 auf, die gegenüber jeder Reihe von Schaufeln 22 ausgeführt sind, die bearbeitet werden sollen.
Wie in 3 zu sehen ist, haben diese ringförmigen Rillen 36 in der Richtung der Längsachse 12 eine Länge, die etwas größer ist als die Länge der Schaufeln 22 entlang dieser Längsachse 12 (in 3 ist mit 12' eine Achse dargestellt, die parallel zur Längsachse 12 von 2 verläuft).
Die ringförmige Rille 36 dient als Aufnahme für eine Gesamtanordnung, die eine Platte 38 aus wabenförmigem Material mit rohrförmigen Zellen (Wabenplatte, die aus auseinandergeklappten und zusammengeklebten Platten hergestellt ist), eine Verkleidung 40, die eine Haut bildet, die an der von den Schaufeln 22 abgekehrten Seite der Platte 38 angeordnet ist, sowie eine Metallfolie 42, die zwischen der Verkleidung 40 der Platte 38 und dem Boden der ringförmige Rille 36 angeordnet ist, umfasst.
Die Verkleidung 40 enthält Löcher 40a, die in der Verlängerung bestimmter Zellen der Platte 38 angeordnet sind, welche auf diese Weise offene Zellen 38a bilden. Es sind jedoch nicht alle Zellen der Platte 38 im Boden der Platte 38 vermittels Löchern 40a offen, so dass auch noch geschlossene Zellen 38b vorhanden sind.
Diese geschlossenen Zellen 38b werden nämlich an ihrem von den Schaufeln 22 abgewandten Ende von der Verkleidung 40 umschlossen, während ihr den Schaufeln 22 zugewandtes Ende offen ist.
Vorteilhafterweise werden diese geschlossenen Zellen 38b mit einem Verschleißmaterial 44 ausgekleidet, das auf diese Weise ermöglicht, dass die Platte 38 eine Aufgabe als „Abrieb"-Element erfüllt, was heißt, dass sie ggf. durch das freie Ende der Schaufeln 22 erodiert oder abgerieben werden (siehe 5).
Wie auch in 4 zu sehen ist, sind durch die Metallfolie 42 Öffnungen 42a gebohrt, die sich in der Verlängerung der Löcher 40a der Verkleidung 40 befinden. Die Position, die Verteilung und die Häufigkeit der Öffnungen 42a können jedoch modifiziert werden, damit die durchbohrte Metallfolie 42 einen Teil zur Verbesserung der akustischen Leistungen beiträgt.
Wie sich in 4 zeigt, führt nämlich die soeben beschriebene Ausführung dazu, einen Sack-Hohlraum 46 zu bilden, der zwischen dem Boden der ringförmige Rille 36 und der Metallfolie 42 angeordnet ist, und der eine Funktion der Luftumwälzung erfüllt, wie im Folgenden näher beschrieben wird.
Die Platte 38 weist also Reihen 38c von Zellen 38a, 38b auf, wobei eine dieser Reihen 38c in 4 im Schnitt zu sehen ist. Diese Zellen-Reihen 38c sind dergestalt ausgerichtet, dass sie einen Winkel α mit der Achse 12' bilden, die parallel zur Längsachse 12 verläuft.
Dieser Winkel α, der vorteilhafterweise ein spitzer Winkel ist, kann zwischen 0° und 90° variieren, vorzugsweise zwischen 15° und 45°, und beträgt idealerweise ungefähr 30°. Tatsächlich wird dieser Winkel α so gewählt, dass er nahe an den Einstellwinkel der Schnitte herankommt, d. h. den Winkel zwischen der Längsachse 12 (Drehachse des Turbotriebwerks) und der Geraden am Schaufelkopf, die durch die Vorderkante und die Hinterkante verläuft.
Außerdem sind die Zellen 38a, 38b der Platte 38 um einen Winkel β zu einer Normalachse 13 geneigt, welche im rechten Winkel zur Längsachse 12 und parallel zu einer radial oder quer liegenden Ebene des Verdichters 104 verläuft.
Dieser Winkel β kann zwischen –90° und +90° variieren (bei einer an der Außenlinie umlaufenden Rille), und er hängt vom Vektor der Geschwindigkeit am Schaufelende ab.
Wie in 3 zu sehen ist, weisen die Zellen 38a, 38b einen hexagonal geformten Querschnitt auf, aber selbstverständlich können auch andere Formen verwendet werden, darunter eine rechtwinklige, flexible, mehrfach gewellte, verstärkt hexagonale, zylindrische, sinusförmige, quadratische, gekreuzte, versetzt hexagonale, versteift quadratische Form (siehe insbesondere Seite 7 der französischen Norm PR L 19-000 bezüglich einer Gesamtübersicht der wabenförmigen Materialien mit rohrförmigen Zellen (M.A.C.T.) auf dem Gebiet der Luftfahrt und Raumfahrt).
In klassischer Weise werden die Metallfolien zur Fertigung der wabenförmigen Platte 38 aus Aluminiumlegierung, Titanlegierung, Stahllegierung oder anderen Metallen oder auch aus Verbundstoff und nichtmetallischem Werkstoff hergestellt.
Vorzugsweise wird eine Platte 38 aus Aluminiumlegierung oder aus „Nomex" (geschützte Marke) hergestellt, d. h. aus einer thermostabilen Aramid-Textilfaser, die aus Polymetaphenylen-Isophtalamid besteht.
Die Länge l der Zellen 38a, 38b kann ebenfalls je nach dem Ergebnis, das erzielt werden soll, modifiziert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass der Sack-Hohlraum 46 eine Umwälzung der Luft ermöglicht, die einem Einlass und Auslass von Luft durch die Kanäle entspricht, die die offenen Zellen 38a bilden.
Wie aus 5 hervorgeht, streicht das freie Ende der Schaufeln 22 beim Drehen dieser Schaufeln 22 insbesondere über die einzelnen Zellen der Platte 38, wodurch die offenen Zellen 38a abhängig von der Position der Schaufel 22 unterschiedlichen Druckbedingungen aussetzt. So entspricht in 5 die Seite 22a der Schaufel 22 der Niederdruckseite, während die Seite 22b der einem höheren Druck ausgesetzten Seite entspricht, wobei der Pfeil 32 die Drehrichtung der Schaufel 22 anzeigt.
Betrachtet man beispielsweise die offene Zelle 38a₁ und die Schaufel 22₁ von 3 in ihrer Position, die einer Ausgangsposition entspricht, so befindet sich die offene Zelle 38a₁ auf der Hochdruckseite 22b der Schaufel 22₁ , wenn sich aber die Schaufel beim Drehen in der Richtung des Pfeils 32 fortbewegt, wird die offene Zelle 38a₁ sodann einem Druck unterworfen, der dem niedrigen Druck der Seite 22a entspricht, was der späteren Position der Schaufel 22₁ entspricht, wie es bei der Zelle 38a₂ in der Ausgangsposition der Schaufel 22₁ der Fall war.
Auf diese Weise bewirkt, wie in 5 dargestellt, die offene Zelle 38a₂ , die ursprünglich einem Druck entsprechend dem Druck der Hochdruckseite 22b der Schaufel 22 unterzogen wurde, den Austritt eines Luftstrahls (Pfeil 48) auf der Niederdruckseite 22a der Schaufel 22, wenn die Schaufel zu dieser Zelle 38a₂ kommt, da zuvor ein Luftstrom auf der Hochdruckseite 22b der Schaufel 22 eingedrungen ist (Pfeil 50).
Das gleiche Phänomen tritt im Bereich der offenen Zelle 38a₁ auf, in deren Bereich in der Ausgangsstellung, die in 5 dargestellt ist, Luft eindringt (Pfeil 50), da diese offenen Zelle 38a₁ auf der Hochdruckseite 22b der Schaufel angeordnet ist.
Unter den anderen Parametern, die geändert werden können, ist zu bemerken, dass die Durchschnittsabmessung d (siehe 5) des Querschnitts der Zellen 38a, 38b vorzugsweise im Wesentlichen gleich der Dicke e der Schaufeln 22 ist.
Vorzugsweise ist die Länge l der Zellen der Platte 38 mindestens gleich der Abmessung d, jedoch vorzugsweise gleich dem 2fachen bis 10fachen dieser Abmessung d.
So wird deutlich, dass das Phänomen des Pumpens vermieden wird, indem ein Teil der Luft, die in der Grenzschicht zwischen dem freien Ende jeder Schaufel 22 und der Platte 38 enthalten ist, auf Grund der soeben dargelegten Luftumwälzung (Pfeile 50 und 48) abgeführt wird.
So wird deutlich, dass die Luftlecks im Bereich des Kopfs der Schaufel nicht verloren sind, sondern wieder eingespritzt werden, so dass kein Leistungsverlust stattfindet, sondern man von kontrollierten Lecks sprechen kann, die es ermöglichen, die Bedingungen des Pumpens zu regeln.
Hinsichtlich der „Abrieb"-Funktion kann das Verschleißmaterial 44 aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien bestehen, unter denen man den Stoffen den Vorzug gibt, die zur Gruppe der Harze, der Silikone oder der Silikonharze gehören, vorteilhafterweise unter Beigabe von hohlen Kugeln, insbesondere von Glaskugeln.
Es können Harze verwendet werden, die mit hohlen Kugeln befrachtet sind, wie beispielsweise das Produkt „Minnesota Ec 3524". Bei den mit hohlen Glaskugeln befrachteten Silikonharzen kann die Verwendung eines Produkts „RTV 147/148" festgehalten werden.
In 3 wurde für jede Reihe 38c von Zellen 38a, 38b alle drei Zellen eine offene Zelle 38a vorgesehen, doch können selbstverständlich auch andere Verteilungen zur Anwendung kommen.
Ferner wurde in 3 immer nach sieben Reihen von Zellen 38c eine Versetzung zwischen der Anordnung der offenen Zellen 38a und der geschlossenen Zellen 38b vorgesehen, doch können selbstverständlich auch andere Verteilungen gewählt werden.
Außerdem wird hier an die Parameter zur Optimierung der Bearbeitung des Gehäuses 28 erinnert: die Dichte der Zellen 38a, 38b der Platte 38, die Aufdehnung der Zellen (die Form ihres Querschnitts), der Winkel zur Strömungsbahn (verbunden mit dem Winkel β), das Verhältnis der Anzahl der offenen Zellen 38a zu der Anzahl der geschlossenen Zellen 38b, die Position und die Ausrichtung der offenen Zellen und der geschlossenen Zellen, die Größe des Querschnitts der offenen Zellen 38a und die Wahl der Position der offenen Zellen 38a zu den geschlossenen Zellen 38b, die Dicke der Wabenplatte 38 usw.
Außerdem muss festgehalten werden, dass die Positionierung der Gesamtanordnung 38, 40, 42 in der Rille 36 sich auf eine oder mehrere Reihen von Schaufeln 22, auf aneinandergrenzende Schaufelreihen oder auch nur auf bestimmte Reihen von Schaufeln erstrecken kann.
Außerdem kann vorgesehen werden, dass das Hauptelement 34 eine Rille 36 über seine gesamte Länge aufweist, so dass der gesamte Verdichter 104 und alle Reihen von Schaufeln 22, die er enthält, von einer einzigen Gesamtanordnung 38, 40, 42 bearbeitet werden, die die Umwälzung von Luft an jedem Schlitz ermöglichen.
Und schließlich geht aus dem obigen hervor, dass es die Gesamtanordnung 38, 40, 42, abgesehen von der „Abrieb"-Funktion, ermöglicht, eine Stabilisierung der Druckbedingungen der Luftgrenzschicht im Bereich des Verdichters 104 zu gewährleisten.
Allgemein zeigt sich, dass einer Platte aus wabenförmigem Material mit rohrförmigen Zellen (oder Waben) in Anbetracht aller Möglichkeiten von Materialien, die verwendet werden können, und der Formen (Neigung und Form des Querschnitts) und der Größen (Länge und Größe des Querschnitts), die hinsichtlich der Zellen zur Verfügung stehen, einfach in der Verwendung und anpassungsfähig ist.

Claims

Gehäuse (28), das sich um eine Längsachse (12) herum erstreckt, wobei die Innenseite des Gehäuses (28) dazu bestimmt ist, sich dem radial äußeren Ende von Rotorschaufeln (22) anzunähern, wobei das Gehäuse (28) ein Hauptelement (34) und mindestens eine Gesamtanordnung aufweist, die in einer ringförmigen Rille (36) des Gehäuses (28) Aufnahme findet und eine Platte (38) aus wabenförmigem Material mit rohrförmigen Zellen sowie eine Verkleidung (40) an der radial äußeren Seite der Platte (38) umfasst, so dass diese Zellen (38a, 38b) zur Innenseite des Gehäuses (28) offen sind, wobei die Verkleidung (40) mit Löchern (40a) versehen ist, die in Zellen der Platte münden, um offene Zellen (38a) zu bilden, wobei die Verkleidung (40) die anderen Zellen der Platte umschließt, um geschlossene Zellen (38b) zu bilden, wobei zwischen dieser Platte (38) und der Innenseite des Hauptelements (34) ein Hohlraum (46) dergestalt gebildet ist, dass dieser Hohlraum (46) einen Lufteinlass und einen Luftauslass durch verschiedene offene Zellen (38a) aufweist, wodurch eine Luftzirkulation zwischen der radial inneren Seite der Platte (38) und dem Hohlraum (46) erzielt wird.
Gehäuse (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Gesamtanordnung ferner eine Metallfolie (42) aufweist, durch die Öffnungen (42a) gebohrt sind und die sich zwischen der Verkleidung (40) und der genannten Innenseite des Hauptelements (34) befindet, wobei der Hohlraum (46) zwischen dieser Folie (42) und dieser Innenseite des Hauptelements (34) gebildet ist, wobei sich die Öffnungen (42a) zumindest teilweise in der Verlängerung der offenen Zellen (38a) befinden.
Gehäuse (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zellen (38a, 38b) in einer Hauptrichtung ausgerichtet sind, die einen spitzen Winkel (α) mit der Längsachse (12) bildet, entgegengesetzt zur Strömungsrichtung gesehen.
Gehäuse (28) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Winkel (α) zwischen 0° und 90° beträgt, vorzugsweise zwischen 15° und 45°, und idealerweise ungefähr 30° beträgt.
Gehäuse (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese offenen Zellen (38a) sich zumindest teilweise vor und hinter der Reihe von Rotorschaufeln (22) befinden.
Gehäuse (28) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest manche der geschlossenen Zellen (38b) der genannten Platte mit einem Verschleißmaterial (44) gefüllt sind.
Gehäuse (28) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verschleißmaterial (44) einen der Stoffe enthält, die zur Gruppe der Harze, der Silikone oder der Silikonharze gehören.
Gehäuse (28) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verschleißmaterial (44) hohle Kugeln enthält, insbesondere Glaskugeln.
Axialer Verdichter (104), insbesondere Niederdruckverdichter, der als Stator ein Gehäuse (28) nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist.
Verbrennungsturbotriebwerk, insbesondere ein Turbotriebwerk mit einem Verdichter (104) nach Anspruch 9.
Turbotriebwerks-Turbine (108) mit einem Gehäuse (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Zusammenbau, der ein Gehäuse (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Reihen von Statorschaufeln (18; 26) und Reihen von Rotorschaufeln (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse diese Reihen von Statorschaufeln (18; 26) trägt, zwischen denen diese Reihen von Rotorschaufeln (22) angeordnet sind, die sich in Drehbewegung um die genannte Längsachse (12) befinden, wobei sich diese Gesamtanordnung gegenüber mindestens einer der Reihen von Rotorschaufeln (22) befinden, wobei die Zellen (38a, 38b) zu den Schaufeln (22) hin offen sind.
Turbotriebwerks-Turbine (108) mit einem Zusammenbau nach Anspruch 12.
Turbotriebwerk mit einem Zusammenbau nach Anspruch 12.