DE68906798T2 - Hochtemperaturstruktur einer gasturbine. - Google Patents
Hochtemperaturstruktur einer gasturbine.Info
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- Ceramic Products (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiete der Hochtemperaturstruktur eines Turbinenmotors. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf die Struktur eines Hochtemperatur-Turbinenmotors gerichtet, die sowohl aus metallischen, wie auch aus keramischen Komponenten zusammengesetzt ist.
- Ein lange erkannter Bedarf in der Turbinenmotortechnik ist darin gelegen, höhere Betriebstemperaturen zu erreichen, um sowohl eine größere thermodynamische Effizienz, als auch eine erhöhte Ausgangsleistung pro Gewichtseinheit des Motors zu erreichen. Idealerweise sollte ein Turbinenmotor mit stöchiometrischer Verbrennung arbeiten, um den größtmöglichen Energiebetrag aus dem verbrauchten Brennstoff herauszuholen. Die aus einer stöchiometrischen oder nahezu stöchiometrischen Verbrennung resultierenden Temperaturen liegen jedoch jenseits der Haltbarkeitsmöglichkeiten metallischer Komponenten des Turbinenmotors. In dem Maße, in dem die Technik der Turbinenmotoren Fortschritte machte, wurde daher ein immer größerer Nachdruck sowohl auf verbesserte Kühltechniken, als auch auf die Entwicklung temperatur- und oxydationsbeständige Metalle zur Verwendung als Komponenten des Motors, die den höchsten Temperaturen ausgesetzt sind, gelegt. Das heißt, daß Kühltechniken und Hochtemperaturmetalle für jede der Verbrennungskammern, für Turbinenstatordüsen und für Turbinenschaufeln entwickelt worden sind. Dieses Streben hat zur Entwicklung ausgefeilter Kühlschemata für alle diese Komponenten sowie zu Arten von "Superlegierungs-"Metallen auf Nickelbasis geführt, die unter Verwendung von Einkristalltechniken oder solchen gerichteter Erstarrung gegossen werden können. Alles in allem hat die Suche nach höheren Betriebstemperaturen in einem aus Metallkomponenten hergestellten Turbinenmotor zu einer sich noch steigernden Komplexizität und zu sich erhöhenden Kosten bei der Herstellung des Motors geführt.
- Es wurde auch ein alternativer Lösungsansatz zum Erreichen höherer Betriebstemperaturen in einem Turbinenmotor erkannt. Dieser Lösungsansatz bringt die Verwendung keramischer Komponenten hoher Festigkeit im Motor mit sich. Keramikkomponenten sind besser als Metalle dazu im Stande, der oxydierenden Umgebung bei hohen Temperaturen eines Turbinenmotors zu widerstehen. Der Begriff "hoher Festigkeit" muß jedoch in Verbindung mit Keramikstrukturen im Zusammenhang betrachtet werden. Während viele Keramikmaterialien eine überragende Hochtemperaturfestigkeit und Oxydationsbeständigkeit zeigen, waren Keramikmaterialien historisch bei Turbinenmotoren wegen einer vergleichsweise niedrigen Zugbruchfestigkeit und einer geringen Fehlertoleranz schwierig anzuwenden. Daher bestand ein lange erkannter Bedarf an der Entwicklung von hybriden Keramik/Metall-Strukturen, die die Eigenschaften jedes Materiales zu bestem Vorteile ausnützen, um es der Verbrennung in einem Turbinenmotor zu gestatten, näher am oder unmittelbar am stöchiometrischen Niveau stattzufinden.
- Die Patent Abstracts of Japan, Vol. 008, Nr. 020 (M- 271), 27. Januar 1984, und die JP-A-58 178900 (ASAHI GLASS KK) vom 19. Oktober 1983 offenbaren ein hybrides, keramisch/metallisches Befestigungselement zum Kuppeln und zum Übertragen eines Drehmomentes zwischen einem Keramikflügelrad und einer Metallwelle. Es besteht jedoch noch ein Bedarf an einem hybriden keramisch/metallischen Befestigungselement, das zum Kuppeln nicht-drehender Komponenten verwendet werden kann, und insbesondere an einem Befestigungselement, das so aufgebaut ist, daß es die Übertragung eines Momentes zwischen einem Keramikteil und einem Metallteil verhindert.
- Im Hinblicke auf die Mängel der herkömmlichen Turbinenmotortechnik und auf die verfügbaren Konstruktionsmaterialien und Bautechniken zum Herstellen solcher Motoren ist es ein primäres Ziel für diese Erfindung ein hybrides keramisch/metallisches Befestigungselement für die Verwendung in einem Hochtemperatur- Turbinenmotor zu schaffen.
- Insbesondere ist es ein Ziel dieser Erfindung ein hybrides keramisch/metallisches Befestigungselement zu schaffen, bei dem ein keramischer Abschnitt an einem Hochtemperaturteil des Turbinenmotors angeordnet werden kann, um eine andere keramische Komponente festzuhalten und zu tragen und sich von da zu einem Teile niedrigerer Temperatur des Motors zu erstrecken. Der metallische Abschnitt des Befestigungselementes steht mit dem keramischen Abschnitt unter gegenseitigem Zusammenwirken im Eingriff und ist derart vorgesehen, daß er mit anderen Konstruktionsteilen des Motors in Eingriff stehen kann, die aus Metall bestehen mögen, um am Befestigungselement eine Zugbelastung aufzubringen.
- In noch besondererer Weise ist es ein Ziel dieser Erfindung, eine Einrichtung für einen gegenseitigen Eingriff zwischen einem länglichen Keramikelement und einem länglichen Metallelement zu schaffen, die beide wechselseitig einer axialen Zugkraft ausgesetzt sind.
- Im Anschlusse an das Obige schafft die vorliegende Erfindung ein hybrides, keramisch/metallisches Hochtemperatur- Befestigungselement mit einem länglichen Keramikabschnitt, der an einem Ende einen Kopfteil vergleichsweise größeren Durchmessers sowie einen einteiligen, länglichen Schaftteil vergleichsweise geringeren Durchmessers aufweist, der sich axial von dem Kopfteil zu einem Endabschluß desselben erstreckt; ein metallisches Endverbindungsstück, das eine sich in Axialrichtung erstreckende, ein Gewinde definierende Ausbildung aufweist; wobei das Endverbindungsstück und der Schaftteil zusammenwirkende Einrichtungen zur gegenseitigen Befestigung aneinander bilden, um eine axial gerichtete Zugkraft auszuhalten.
- Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß ein mechanisches hybrides keramisch/metallisches Befestigungselement geschaffen wird, bei dem die guten Eigenschaften jedes Materiales zum besten Vorteil eingesetzt werden.
- Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung rührt davon her, daß ein Turbinenmotor geschaffen wird, bei dem Keramikkomponenten mit hoher Temperaturbeständigkeit an Metallkomponenten mit Hilfe des hybriden, keramisch/metallischen Befestigungselementes befestigt werden können. Das heißt, daß die Keramikkomponenten des Motors zusammen mit dem keramischen Abschnitt des hybriden Befestigungselementes den hohen Temperaturen ausgesetzt werden können, wogegen die den vergleichsweise kühleren Strukturen ausgesetzten Metallkonstruktionsteile dazu verwendet werden, die Keramikkomponenten zu tragen. Der metallische Abschnitt des hybriden Befestigungselementes wirkt vorteilhaft mit der metallischen Tragkonstruktion des Motors zusammen, um im hybriden Befestigungselement eine Zugspannung vorzusehen.
- Zusätzliche Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung eines einzigen bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung zusammen mit den beigefügten Zeichnungsfiguren ersichtlich.
- FIG. 1 bringt eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, eines die Erfindung verkörpernden hybriden, keramisch/metallischen Turbinenmotors;
- FIG. 2 bildet eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht eines Teiles des in FIG. 1 dargestellten Motors ab;
- FIG. 3 bringt eine explodierte Perspektivansicht eines die vorliegende Erfindung verkörpernden hybriden keramisch/metallischen Befestigungselementes;
- FIG. 4 bildet einen Teil des hybriden keramisch/metallischen Befestigungselementes in Perspektivansicht ab; und
- FIG. 5 stellt eine explodierte Längsansicht, teilweise im Querschnitt, eines die Erfindung verkörpernden hybriden keramisch/metallischen Befestigungselementes dar.
- FIG. 1 bildet einen hybriden keramischen und metallischen Tubinenmotor 10 ab. Der Motor 10 umfaßt ein Gehäuse 12, das einen Einlaß 14, einen Auslaß 16 und einen gekrümmten Strömungsweg 18, der den Einlaß 14 mit dem Auslaß 16 verbindet, um einen Fluidstrom zwischen diesen zu befördern. Ein allgemein mit der Nummer 20 bezeichnetes hybrides, keramisch/metallisches Rotororgan ist im Gehäuse 12 gelagert und wirkt mit diesem zur Begrenzung des Strömungsweges 18 zusammen. Es ist ersichtlich, daß das Rotororgan 20 einen Kompressor-Rotorabschnitt 22 aufweist, dessen Drehung Umgebungsluft über den Einlaß 14 einzieht, wie dies durch den Pfeil 24 angedeutet ist, und der diese Luft unter Druck setzt und einem Abschnitt 18' des Strömungsweges zuführt, wie durch den Pfeil 26 angedeutet ist.
- Der Abschnitt 18' des Strömungsweges führt axial durch ein Segment von etwas weniger als 180º eines rotierenden ringförmigen Regeneratorgliedes 28, das im Gehäuse 12 aufgenommen ist. Stromabwärts des Regenerators 28 führt der Strömungsweg 18 durch einen allgemein mit der Nummer 30 bezeichneten, sich axial erstreckenden Verbrennungsbauteil. Der Verbrennungsbauteil 30 ist aus Keramikmaterial hergestellt und weist eine keramische äußere Verkleidung 32 auf, die an einem Ende von einem im allgemeinen konusförmigen äußeren Übergangselement 34 getragen wird. Eine keramische innere Verkleidung 36 ist innerhalb der äußeren Verkleidung 32 koaxial angeordnet und wird an einem Ende an einem keramischen Übergangskanalorgan 38 gehalten. Der Strömungsweg 18 führt axial gegen das eine Ende der Verbrennungsraumauskleidung 36, wie durch den Pfeil 18" angedeutet ist. Innerhalb des Übergangskanalorganes 38 begrenzen ein keramisches Flügelrad-Rückenorgan 40 und ein keramisches Statororgan 42 der Turbine im Zusammenwirken den Strömungsweg 18 und führen den letzteren radial einwärts zu einem keramischen Turbinenrotorteil 44 des Rotororganes 20.
- Stromabwärts des Turbinenrotorteiles 44 verläuft der Strömungsweg 18 axial und radial auswärts zwischen einem Paar von voneinander beabstandeten, miteinander zusammenwirkenden keramischen Ausströmkanalorganen, die jeweils mit den Nummern 46, 48 bezeichnet sind. Eine Mehrzahl von hybriden keramisch/metallischen Befestigungselementen 50 (von denen eines in FIG. 1 sichtbar ist) greifen im Zusammenwirken in ein Ausströmkanalorgan 46 und das Gehäuse 12 ein. Die Bauteile begrenzen jeweils Bohrungen zum Hindurchlassen der Befestigungselemente, die allgemein mit den Nummern 50', 50" etc. bezeichnet sind.
- Im Anschlusse an die Ausströmkanalorgane 46, 48 führt der Strömungsweg 18 in eine allgemein mit der Nummer 54 bezeichnete Ausströmkammer. Ein etwas weniger als 180º ausmachendes Segment des keramischen Regeneratorgliedes 28 ist der Ausströmkammer 54 ausgesetzt. Daher führt der Strömungsweg 18 nochmals durch das Regeneratorglied 28 und über den Auslaß 16 ins Freie.
- Um die Beschreibung des Motors 10 zu vervollständigen, sei bemerkt, daß im Verbrennungsraum 30 der vom Kompressorrotor 22 her strömenden, unter Druck gesetzten Luft Brennstoff zugefügt wird, um die Verbrennung zu bestreiten. Diese Verbrennung führt zu einem Strome von unter Druck stehenden Verbrennungsprodukten hoher Temperatur, die im Verbrennungsraum 30 stromabwärts und in den an den Verbrennungsraum anschließenden Strömungsweg 18 fließen. Das Rotororgan 20 ist auch mittels eines zwischen den Rotorteilen 22 und 44 angeordneten Lagers 56 sowie ein (in den Figuren nicht sichtbares) einem Metallteil 60 einer Ausgangsleistungswelle 60 (von der in FIG. 1 nur ein Teil sichtbar ist) des Rotororganes 20 benachbarten Wälzlager im Gehäuse 12 gelagert.
- Sieht man nun die FIG. 2 bis 5 gemeinsam an, so ist ersichtlich, daß das Motorgehäuse 12 einen metallischen äußeren Tragkonstruktionsabschnitt aufweist, der allgemein mit der Nummer 62 bezeichnet ist. Innerhalb der Tragkonstruktion 62 befindet sich eine metallische innere Tragkonstruktion 64, die davon axial und radial beabstandet ist, um im Zusammenwirken damit einen Kompressor-Diffusorabschnitt 18'" des Strömungsweges 18 zu begrenzen. Innerhalb der metallischen Tragkonstruktionen 62 und 64 sind ein keramisches becherförmiges Hitzeschildglied 66 eingefaßt, sowie die Ausströmkanalorgane 46, 48. Das Ausströmkanalorgan 46 ist vom Organ 48 durch einen keramischen Abstandhalter 52 in einem Abstande weggehalten, der über ein hybrides, keramisch/metallisches Befestigungselement 50, wie oben erwähnt, gesetzt ist. Das Kanalorgan 48, der Hitzeschild 66 und die innere metallische Tragkonstruktion 64 sind zusammengesteckt. Die innere Tragkonstruktion 64 ist von der äußeren Tragkonstruktion 62 durch ein metallisches Abstandhalteorgan 68 in einem Abstande gehalten, das über das Befestigungselement 50 gesetzt ist. Drei der in gleichem Abstande über den Umfang angeordneten Abstandhalter 52 werden dazu benutzt, die Organe 46, 48, 64, 50 und 68 im Gehäuse 12, jeweils bezüglich der äußeren Tragkonstruktion 62, zu halten und anzuordnen.
- Das hybride, keramisch/metallische Befestigungselement 50 weist einen allgemein mit der Nummer 70 bezeichneten Keramikteil, ein metallisches Endverbindungsstück 72, einen metallischen Hülsenteil 74 und eine herkömmliche metallische Kopfschraube 76 auf. Der Keramikteil 70 umfaßt einen Kopfteil 78 vergleichsweise größeren Durchmessers und einen länglichen Schaftteil 80 vergleichsweise geringeren Durchmessers auf, der sich vom Kopfteil 78 her erstreckt, um in einem Schaftendabschnitt 82 zu enden. Am Endabschnitt 82 ist ein Paar von sich quer erstreckenden, einander diametral gegenüberliegenden Nuten oder Abflachungen 86,88 eingegrenzt, die in einem Abstande von einer Endfläche 84 liegen. Ein Paar Abflachungen 90,92 erstrecken sich jeweils von dem Paare von Nuten 86,88 bis zum Ende 84 des Schaftes 80. Als Ergebnis der Nuten 86,88 und der Abflachungen 90,92 ist ersichtlich, daß der Schaft 80 in einem Endabschnitt 82 mit einem abgeflachten Mitnehmer 94 endet, der eine abgeflachte, knotige Verbreiterung 96 trägt.
- Das metallische Endverbindungsstück 72 wird am Endabschnitt 82 des Schaftes 80 aufgenommen. Das Verbindungsstück 72 weist einen in Achsrichtung länglichen Ringteil 98 mit einer ein Gewinde begrenzenden Bohrung 100 auf, die sich in Achsrichtung hindurcherstreckt. Vom Ringteil 98 aus verläuft ein Paar einander gegenüberliegend angeordneter, allgemein J- förmiger Zungen 102,104 in Achsrichtung. Diese Zungen 102,104 begrenzen im Zusammenwirken einen mit einem Hals versehenen Querschlitz 106 mit einem Halse 108 verminderter Breite. Das metallische Endverbindungsstück 72 wird quer am Endabschnitt 82 des Schaftes 80 derart aufgenommen, daß die beiden miteinander in Achsrichtung fluchten. Das heißt, daß der Mitnehmer 94 im Halsteil 108 aufgenommen wird, wogegen die knotige Verbreiterung 96 im übrigen Schlitze 106 aufgenommen ist. Danach wird der Hülsenteil 74 axial über das Endverbindungsstück 72 gestreift, um den Schlitz 106 zu blockieren und den Endabschnitt 82 darin zu fangen. Der Hülsenteil 74 wird am Endverbindungsstück 72 angeschweißt, um den Schaft 80 und dessen Endabschnitt 82 dauernd im Endverbindungsstück 72 gefangen zu halten. Die herkömmliche Kopfschraube 76 greift über das Gewinde in die Bohrung 100 des Endverbindungsstückes ein, um eine Zugkraft auf das Befestigungselement 50 aufzubringen.
- Unter Betrachtung besonders der FIG. 3, 4 und 5 wird ersichtlich, daß das Endverbindungsstück 72 auch ein Paar von sich axial erstreckenden, diametral einander gegenüberliegenden, äußeren Abflachungen 110,112 abgrenzt. Um den keramischen Teil 70 von einem am Endverbindungsstück 72 beim Festziehen der Kopfschraube 76 während des Zusammenbaues des Befestigungselementes aufgebrachten Drehmoment zu isolieren, begrenzt die äußere Tragkonstruktion 62 ein durchgehendes Loch 114, das das Endverbindungsstück 72 nicht drehbar aufnimmt. Mit anderen Worten, weist das Loch 114 ein Paar von sich axial erstreckenden Abflachungen 116,118 auf die sich an die Abflachungen 110, 112 des Verbindungsstückes 72 anlegen. Wenn die Kopfschraube 76 gedreht wird, wird diesem Dremoment durch die äußere Tragkonstruktion 62 entgegengewirkt, und der Keramikteil 70 ist bloß der Zugbelastung, ohne dem Drehmoment, ausgesetzt.
- Zurückkehrend zur FIG. 1, ist ersichtlich, daß die metallische Kopfschraube 76 sich an die metallische Tragkonstruktion 62 anlegt, wogegen der Kopfteil 78 am keramischen Ausströmkanal 46 anliegt. Ein Vorteil des Befestigungselementes 50 ist der durch den Keramikteil 70 gebotene hohe Widerstand gegen Wärmeleitung in Axialrichtung. Das heißt, obwohl der Kopfteil 78 und der dem Kopfteil 78 benachbarte Teil des Schaftes 80 so hohen Temperaturen wie etwa 2500ºF (1370ºC) ausgesetzt sind, es die Länge und die relativ geringe Wärmeleitfähigkeit des Schaftes 80 gestatten, Metallmaterial am Endverbindungsstück 72 zu verwenden.
Claims (10)
1. Hybrides, keramisch/metallisches Hochtemperatur-
Befestigungselement (50) mit:
einem länglichen keramischen Teil (70), das an einem
seiner Enden einen Kopfteil (78) vergleichsweise größeren
Durchmessers und einen einstückigen länglichen Schaftteil (80)
vergleichsweise geringeren Durchmessers besitzt, der sich von
dem Kopfteil axial bis zu seinem Endteil (82) erstreckt;
einem metallischen Endverbindungsstück (72), das eine
sich axial erstreckende, ein Gewinde definierende Ausbildung
(100) sowie eine Reaktionsanordnung (110 - 118) bildet, die mit
einer das Befestigungselement (50) aufnehmenden
Tragkonstruktion (62) zum Ausüben einer Reaktionskraft auf ein auf das
Endverbindungsstück (72) über die das Gewinde definierende
Ausbildung (100) ausgeübtes Drehmoment zusammenwirkt;
wobei das Endverbindungsstück (72) und der Schaftteil
(80) eine zusammenwirkende Einrichtung (80, 102-106) zur
gegenseitigen koaxialen Befestigung des einen (70) mit dem anderen
(72) ausbilden, um eine axial gerichtete Zugkraft auszuhalten,
wodurch der Keramikteil (70) nur der Zugkraft ausgesetzt ist
und durch die Drehmoment-Reaktionsanordnung (110-118) von einem
auf die ein Gewinde definierende Ausbildung (100) aufgebrachten
Drehmoment isoliert ist.
2. Hybrides, keramisch/metallisches Hochtemperatur-
Befestigungselement (50) nach Anspruch 1, bei dem die
zusammenwirkenden Einrichtung (82, 102-106) den Schaftendteil (82)
umfaßt, der einen sich axial erstreckenden, eine abgeflachte,
knotige Verbreiterung (96) tragenden Mitnehmer (94) ausbildet,
welche Verbreiterung (96) das Ende (84) des Schaftteiles (80)
bildet, wobei das Endverbindungsstück (72) einen sich quer
erstreckenden Schlitz (106) begrenzt, der sich in Axialrichtung
öffnet und dem Mitnehmer (94) und der Verbreiterung (96)
entspricht
und wobei das Endverbindungsstück (72) an seinem
Schlitze (106) quer am Endteil (82) des Schaftteiles (80),
damit koaxial fluchtend, aufgenommen ist.
3. Hybrides, keramisch/metallisches Hochtemperatur-
Befestigungselement (50) nach Anspruch 2, welches ferner eine
den Endteil (82) des Schaftteiles (80) innerhalb des
Querschlitzes (106) des Endverbindungsstückes (72) fangende
Einrichtung (74) aufweist.
4. Hybrides, keramisch/metallisches Hochtemperatur-
Befestigungselement (50) nach Anspruch 3, bei dem sich der
Querschlitz (106) an dem Endverbindungsstück (72) an seinen
einander gegenuberliegenden Enden nach außen hin öffnet, wobei
die Fangeinrichtung (74) ein axial eng über dem
Endverbindungsstück (72) aufgenommenes, längliches metallisches Hülsenglied
(74) aufweist, das die Enden des Schlitzes (106) abschließt,
um den Endteil (82) darin zu fangen.
5. Hybrides, keramisch/metallisches Hochtemperatur-
Befestigungselement (50) nach Anspruch 1, bei dem die ein
Gewinde definierende Ausbildung (100) umfaßt, daß das
Endverbindungsstück (72) eine sich axial erstreckende Bohrung (100)
begrenzt, die koaxial mit dem Keramikteil (70) des
Befestigungselementes verläuft, wobei die sich axial erstreckende Bohrung
(100) einen das Gewinde definierenden Teil davon aufweist.
6. Hybrides, keramisch/metallisches Hochtemperatur-
Befestigungselement (50) nach Anspruch 1, bei dem der Endteil
(82) umfaßt, daß der Schaftteil (80) zwei Paare diametral
einander gegenüberliegender, quer voneinander beabstandeter und
im wesentlichen zueinander paralleler Abflachungen (86, 88; 90,
92) aufweist, die axial entlang dem Schaftteil (80) voneinander
beabstandet sind, wobei jedes der Paare von Abflachungen (86,
88; 90, 92) zwischen einander jeweils eine Dimension quer zum
Schaftteil definieren, wovon das eine (90, 92) von jenem Paar
von Abflachungen, das näher zum Ende (84) des Schaftteiles (80)
gelegen ist, eine größere Querdimension als das andere (86, 88)
von den beiden Paaren von Abflachungen (86, 88; 90, 92)
besitzt.
7. Turbinen-Verbrennungsmotor (10) mit einem
Befestigungselement (50) nach Anspruch 1, einem Einlaß (14),
einem Auslaß (16) und dazwischen einem eine Verbindung für
einen Fluidstrom (26) bildenden Strömungsweg (18); wobei der
Motor einen drehbaren Kompressor (22) aufweist, der über den
Einlaß (14) einen Strom von Umgebungsluft einführt, die Luft
unter Druck setzt und einem Verbrennungsraum (30) zuführt; eine
Zufuhreinrichtung für einen Brennstoffstrom zum
Verbrennungsraum, um die Verbrennung in der unter Druck gesetzten Luft zu
bestreiten, um so einen Strom von Verbrennungsprodukten (18")
hoher Temperatur zu erzeugen; und eine Turbine (44), die die
Verbrennungsprodukte zur Abgabe ins Freie über den Auslaß (16)
expandiert, um davon mechanische Energie für den Antrieb des
Kompressors (22) abzuleiten; wobei der Motor ein keramisches
Organ (46, 48) am Verbrennungsraum (30) oder stromabwärts
desselben aufweist, welches keramische Organ (46, 48) in den
Strömungsweg (18) eingetaucht ist oder in tweilweise begrenzt,
so daß es den Verbrennungsprodukten (18") hoher Temperatur
ausgesetzt ist, sowie eine metallische Tragkonstruktion (62)
zum Tragen des keramischen Organes (46, 48), wobei jedes
keramische Organ (46, 48) und die Tragkonstruktion (62) eine
jeweilige, axial fluchtende Bohrung (50', 50") für das hybride,
keramisch/metallische Befestigungselement (50) begrenzen, das
in den jeweiligen Bohrungen (50', 50") des keramischen Organs
(46, 48) und der Tragkonstruktion (62) aufgenommen wird und
einen Keramikteil (70) aufweist, der in das keramische Organ
(46, 48) eingreift, sowie jeweils einen Metallteil (72), der in
die metallische Tragkonstruktion (62) eingreift, welches
Befestigungselement (50) Einrichtungen (76, 100) umfaßt, die im
Zusammenwirken eine Zugkraft zwischen dem Keramikteil (70) und
dem Metallteil (72) zum Halten des keramischen Organes (46, 48)
und der metallischen Tragkonstruktion (62) in zusammenwirkender
Zuordnung bereitstellt.
8. Turbinen-Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 7,
bei dem das Befestigungselement (50) umfaßt, daß der
Keramikteil (70) an seinem einen Ende einen am keramischen Organ (46,
48) anliegenden Kopfteil (78) vergleichsweise größeren
Durchmessers bildet, einen länglichen, einstückigen keramischen
Schaftteil (80), der sich axial von dem Kopfteil (78) durch die
Bohrung (50') des keramischen Organes (46, 48)
hindurcherstreckt, welcher Schaftteil (80) in einem Endteil (82) endigt;
ein metallisches Endverbindungsstück (72), das an dem Endteil
(82) aufgenommen ist, wobei das metallische Endverbindungsstück
(72) und und der Endteil (82) zusammenwirkende Einrichtungen
(94, 96, 106) zum Aushalten der Übertragung von Zugkraft
zwischen ihnen bilden.
9. Turbinen-Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 8,
bei dem die zusammenwirkenden Einrichtungen (94, 96, 106)
umfassen, daß der Endteil (72) einen sich in Achsrichtung
erstreckenden Mitnehmer (94) bilden, der eine knotige
Verbreiterung (96) an seinem distalen Ende trägt, wogegen das
Endverbindungsstück (72) einen sich quer erstreckenden Schlitz (106)
begrenzt, der sich in Achsrichtung öffnet und in Queransicht
dem Mitnehmer (94) und der Verbreiterung (96) entspricht, wobei
das Endverbindungsstück (72) an dem Endteil (82) quer und axial
mit dem Schaftteil (80) im wesentlichen fluchtend aufgenommen
wird.
10. Turbinen-Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 9,
bei dem die Einrichtungen (76, 100) zum Bereitstellen einer
Zugkraft umfassen, daß das Endverbindungsstück (72) eine ein
Gewinde definierende Ausbildung (100) definiert, und daß ein
Metallelement (76) über ein Gewinde in die das Gewinde
definierende Ausbildung (100) eingreift und auch in die metallische
Tragkonstruktion (62) eingreift, um die Zugkraft auf das
Befestigungselement (50) auszuüben, und bei dem das
Endverbindungsstück (72) und die metallische Tragkonstruktion (62)
zusammenwirkende Einrichtungen (110, 112, 114) zum Isolieren
des Keramikteiles (70) von einem zwischen dem Metallelement
(76) und der das Gewinde definierenden Ausbildung (100)
übertragenen Drehmoment ausbilden.
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---|---|---|---|
US07/280,760 US5011353A (en) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | High temperature turbine engine structure |
PCT/US1989/004041 WO1990006422A1 (en) | 1988-12-06 | 1989-09-15 | High temperature turbine engine structure |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE68906798T2 true DE68906798T2 (de) | 1993-09-02 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-09-15 DE DE1989606798 patent/DE68906798T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10256418A1 (de) * | 2002-12-02 | 2004-06-09 | Abb Turbo Systems Ag | Abgasturbinengehäuse |
US7384236B2 (en) | 2002-12-02 | 2008-06-10 | Abb Turbo Systems Ag | Exhaust-gas-turbine casing |
US7946809B2 (en) | 2002-12-02 | 2011-05-24 | Abb Turbo Systems Ag | Exhaust-gas-turbine casing |
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