DE7501892U

DE7501892U - Metall-keramik-heissgasfuehrung mit berstschutz-eigenschaften

Info

Publication number: DE7501892U
Application number: DE7501892U
Authority: DE
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1975-01-23
Filing date: 1975-01-23
Publication date: 1976-06-03

Description

fth-hAnzelohen; G 75 Q1.32L·! .
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MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
MÜNCHEN GMBH

München, den 17. Januar 1975

Metall-Keramik-Heißgasführung mit Berstschutz-Eigenschaften

Die Erfindung bezieht sicn auf'eine Gasführung für eine Gasturbine mit Berstschutz.

Bekannt sind Gasturbinen, insbesondere mit axial durchströmten Verdichtern und Turbinen. Diese müssen aber im allgemeinen so konstruiert sein, daß beim Zerbersten eines Rotors oder beim Abreißen von Schaufeln keine freigewordenen Teile, die in der Regel eine hohe kinetische Energie besitzen, die Außenwände durchschlagen und außerhalb großen Schaden anrichten können. Im allgemeinen sind die Turbinen von einer ringförmigen Gasführung aus hochhitzebeständigem Material umgeben, der relativ dünn und nicht geeignet ist, abgerissene Teile allein für sich aufzufangen. Deshalb befindet sich außerhalb des hitzebeständigen Ringes meist noch ein zweiter Ring, der nicht so hitzebeständig zu sein braucht und meist den inneren Ring abstützt. Andere Konstruktionen mögen mit einem einzigen Ring auskommen, aber dann muß dieser schon ziemlich massiv und somit schwer sein, wenn er abgerissene Bauteile, auffangen soll.

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Ein Nachteil von beiden Ausführungsarten rührt von der im Betrieb oft wechselnden Temperaturausdehnung von dem Rotor und der ihn umgebenden Gasführung her. Beim Starten der Gasturbine sind alle Teile noch kalt, aber wegen der großen Fliehkraft weitet sich der Rotor bereits merklich auf, und wenn man in diesem Fall ein Anstreifen der Schaufeln vermeiden soll, dann nu3 das Spiel zwischen Schaufelspitzen und Gasführung bei kalter und stehender Maschine relativ groß sein, was bei Teillast und niedriger Drehzahl beispielsweise zu Leistungs- und Wirkungsgradeinbu3en führt.

Darüber hinaus werden bei Erhöhungen der Gastemperatur oft die rotierenden Teile, wie z.B. Schaufeln, schneller erhitzt als die Gasführungen, so daß auch aus diesem Grunde eine Vergrößerung des Radialspaltes vorgesehen werden muß, wenn Anstreifen vermieden werden soll. Schließlich ist es bei Gasturbinen mit doppelter Umhüllung der rotierenden Scheibe notwendig, zwischen der Gasführung und äußerer Umhüllung geeignete konstruktive Maßnahmen zu treffen, um thermisch bedingte Unterschiede in der Dehnung dieser beiden Umhüllungen zu ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heißgasführung zu finden, welche bei möglichst geringem Gewicht auch als Berstschutz dienen kann und die Nachteile einer komplizierten und schwereren Konstruktion mit doppelter Umhüllung vermeidet.

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Die Löoung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Gasführung und der Berstschutz kombiniert sind. Hierdurch wird die unterschiedliche Ausdehnung dieser Teile umgangen und Durchmesser und Gewicht vermindert.

In weiterer Ausgestaltung besteht der Berstschutz aus einem äußeren Metallring, in dem sich eine innere und rundum verlaufende Keramikschicht befindet.

Vorteilhaft ist hierbei, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient von Keramik geringer ist, als der von gebräuchlichem Metall auf der Basis von Nickel und Kobalt. Außerdem ist Keramik um mehr als die Hälfte leichter und die Spalte lassen sich wegen des günstigeren Wärmeausdehnungsverhaltens besser beherrschen. Der äußere Ring kann aus billigerem Metall bestehen, die Material« auswahl braucht nur mäßige Temperaturen und keine Zunderbeständigkeit zu berücksichtigen. Der Auftreffwinkel von Bruchstückea im Fall des Zerberstens des Rotors ist ebenfalls geringer, so daß die Aufschlagwirkung gemildert wird.

In der Zeichnung ist eine Gasführung gezeigt, welche nur aus einem angeflanschten Ring 1 besteht, dessen radial äußere Partie ein Metallring 2 ist und dessen radial innere Seite aus einer starken Keramikschicht J5 besteht.

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Claims

Aktenzeioheu; G 75 Qi 892«7:' sz/sd MOTOREN- UND TURBrNEN-UNION MÜNCHEN GMBH München, den I7. Januar 1975 - Ansprüche

1. Gasführung für eine Gasturbine mit Berstschutz, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasführung und dor Berstschutz kombiniert sind.

2. Gasführung räch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Berstschutz aus einem äußeren Metallring (2) besteht, in dem sich eine innere und rundum verlaufende Keramikschicht (5) befindet.

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