EP3109408A1 - Stator device for a turbo engine with a housing device and multiple guide vanes - Google Patents

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EP3109408A1
EP3109408A1 EP16175990.7A EP16175990A EP3109408A1 EP 3109408 A1 EP3109408 A1 EP 3109408A1 EP 16175990 A EP16175990 A EP 16175990A EP 3109408 A1 EP3109408 A1 EP 3109408A1
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EP
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platform
region
stator
annular channel
flow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16175990.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Patrick Grothe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Filing date
Publication date
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    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
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    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
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    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/32Application in turbines in gas turbines

Definitions

  • the invention relates to a stator for a turbomachine with a housing device and a plurality of guide vanes according to the type defined in more detail in claim 1 and a Schaufelradvorutter according to the closer defined in claim 15.
  • Stator devices of compressors for aircraft engines are well known in practice.
  • Such stator devices are designed with adjustable running guide vanes, which are arranged circumferentially distributed in a housing device and each having an airfoil and in the radial direction of the stator laterally adjoining, also referred to as penny platform.
  • the platforms together with the housing means define a core flow channel of the aircraft engine in the radial direction of the stator device.
  • a spindle-shaped region adjoins the platforms, via which the guide vanes are rotatably mounted about a central axis of the spindle-shaped region relative to the housing device.
  • the platform which has a circular cross-section with respect to the central axis of the spindle-shaped area, has a larger cross section than the spindle-shaped area with respect to the central axis of the spindle-shaped area.
  • the platforms are each mounted in a recess of the housing device which is concentric with the central axis of the spindle-shaped region, wherein there is a circumferential gap between the housing device and the platforms of the guide vanes.
  • a surface facing away from the core flow channel of the platforms relative to the housing means in the radial direction is spaced.
  • a turbomachine designed with such a stator device disadvantageously has an undesirably low efficiency.
  • stator of a compressor or a turbine for a turbomachine in particular a stationary gas turbine or aircraft engine, proposed with a housing device and a plurality of vanes, which are arranged circumferentially distributed on the housing means, wherein the vanes each with an airfoil and in each case at least a platform are executed.
  • the platforms form, at least in some areas, a surface of an annular channel through which working fluid flows during operation of the stator device and limit this, at least in regions, in the radial direction of the stator device.
  • the platforms are each adjustable relative to the housing device, in particular rotatably mounted about a central axis of the platform.
  • At least one platform in the axial direction of the stator device is arranged between two reference points of the annular channel, wherein a first reference point represents an edge point of the annular channel which is 10% of an axial extent of the platform upstream of a front end of the platform with respect to a central longitudinal axis of the platform Platform is arranged, and wherein a second reference point represents an edge point of the annular channel, which is arranged with respect to the central longitudinal axis of the platform by 10% of the axial extent of the platform downstream of a rear end of the platform, wherein at least one edge region of the platform in the radial direction of the stator opposite a rectilinear connection of the two reference points in the annular channel protrudes.
  • the solution according to the invention is based on the recognition that a flow region, in particular at least partially through a recess in the radial direction of the guide vane between the platform and the housing device and a recess in the radial direction of the stator between a side facing away from the airfoil surface of the platform and the housing device is formed, a part of the guided through the annular channel working fluid is guided as a leakage flow during operation of a running machine according to the invention with the stator device.
  • the leakage flow is guided in operation due to a pressure difference between the pressure side and the suction side of the airfoil and an increasing pressure gradient in the flow direction of the working fluid in the annular channel through the flow region.
  • part of a main flow passing through the annular passage is undesirably guided from the downstream pressure side of the airfoil to an upstream suction side of the airfoil via a side of the platform remote from the annular passage the area of which the pressure is lower than the pressure in the area of the pressure side.
  • the leakage flow in the region of the suction side of the blade leaves the flow region, the leakage flow interacts with the main flow of the working fluid in the annular channel, whereby a so-called blocking region with a flow velocity reduced in relation to the surrounding regions of the main flow occurs in the main flow. This effect causes the leakage flow has a significant negative impact on the efficiency of the turbomachine.
  • the pressure conditions of the main flow in the region of the edge region of the platform of the guide vanes are advantageously influenced in such a way that, during operation of the stator device, through the flow region flowing mass flow opposite an embodiment of the guide vane is reduced with not projecting into the annular channel platform.
  • a lower mass flow in the region of the suction side of the blade leaves the flow region compared to conventionally designed platforms, as a result of which a lossy interaction of the leakage flow with the main flow is reduced.
  • a turbomachine embodied with the stator device according to the invention advantageously has an improved efficiency and thus also a reduced specific fuel consumption.
  • the pressure conditions in the region of a platform adjacent in the circumferential direction of the stator device are advantageously influenced by the edge region of the platform projecting into the annular channel.
  • a leakage flow guided through the flow region during operation of the stator device is particularly low if the edge region of the platform projecting into the annular channel in relation to the straight-line connection of the two reference points is located in a front region of the platform in the axial direction of the stator device. This results from the fact that the main flow in the region of the edge region projecting into the annular channel is deflected and dammed thereby, whereby a static pressure in the region of an exit of the leakage flow from the flow region is increased. A pressure difference between the downstream pressure side and the upstream suction side of the airfoil is thus reduced, which in turn results in a reduced mass flow passing through the flow region.
  • the edge region of the platform projecting into the annular channel in relation to the straight-line connection of the two reference points is located in a rear region of the platform in the axial direction of the stator device.
  • the platform of the guide vane is arranged in an inner and / or outer edge region of the vane blade with respect to the radial direction of the stator device. Regardless of which in which in the radial direction facing edge region of the annular channel, the platform is arranged, can be reduced by the projecting into the annular channel edge region of the platform flowing through the flow area mass flow.
  • the pressure conditions in the region of the edge region of the platform extending into the annular channel are improved in a particularly advantageous manner if the edge region of the platform projecting into the annular channel is at least 0.3%, in particular between 0.5% and .mu., Relative to the straight-line connection of the reference points 2.5% to 4%, preferably between 0.7% and 1.5% of an extension of the annular channel in the radial direction of the stator in the range of the edge region, ie a perpendicular to the axial direction of the stator arranged width of the annular channel, extending into the annular channel.
  • the edge region of the platform extending into the annular channel extends in an axial direction of the stator device .
  • rear area is executed with a rounding.
  • the leakage flow becomes in one arrangement of the overhang in an axial direction of the stator device rear edge region of the platform deflected after a discharge from the flow area in the region of the overhang and accelerated around it, so that the main flow is advantageously influenced by the leakage flow discharged from the flow area leakage in a reduced extent.
  • the overhang By arranging the overhang in a front edge region of the platform in the axial direction of the stator device, a static pressure in the region of the front edge region of the platform during operation of the stator device is advantageously further increased.
  • the overhang can be executed in particular nose-shaped.
  • the overhang in the axial direction of the stator device overlaps the housing device adjoining the platform at least in regions.
  • a pressure in the region of the suction side of the guide vane becomes advantageously strong due to a large blocking effect by the overhang increased, whereby a funded by the flow area mass flow is advantageously low.
  • the edge region of the platform projecting beyond the linear connection of the two reference points in the annular channel extends over an angular range of, for example, greater than 20 °, in particular greater than 30 °, with respect to a circumferential direction of the guide vane.
  • a transition from the edge region projecting into the annular channel to regions of the platform which do not protrude into the annular channel is preferably flowing, ie. H. without step, executed. It when the projecting into the annular channel edge region of the platform completely surrounds the platform is particularly advantageous.
  • a flow region is provided, over which, during operation of the stator device, a working fluid flows at least partially in the radial direction of the stator device on a side of the platform facing away from the annular channel from a pressure side of the blade to a suction side of the blade, at least a suction device, which adjoins the flow region and is formed by a recess, via which working fluid can be diverted from the flow region during operation of the stator device.
  • a mass flow of the leakage flow which enters the main flow of the annular channel in the region of the suction side of the blade from the flow region, is reduced or flow of leakage flow into the annular channel in the region of the suction side of the blade is completely prevented.
  • the suction device is connected on a side facing away from the flow region with a space in which there is a static pressure which is less than a static pressure in the flow region.
  • the main flow in the region of the suction side of the blade is significantly less affected compared to embodiments without a suction device.
  • a lossy interaction of the leakage flow with the main flow is thereby reduced, which advantageously results in an improved efficiency and thus also a reduced specific fuel consumption of a turbomachine designed with the stator device according to the invention.
  • the reduction of the leakage flow flowing into the main flow in the region of the stator device by the provision of the suction device according to the invention also has, in addition, a positive effect on vane devices arranged downstream in the annular channel of the stator device.
  • the platforms may form an inner part of the surface of the annular channel that is external in the radial direction of the stator device and / or a radial direction of the stator device, wherein a suction device may be provided in the region of the inner and / or outer platforms in the radial direction of the stator device.
  • the suction device is preferably designed as a material recess in the housing device and may be formed, for example, channel-shaped or as a bore. Alternatively, the recess may be designed with a separate component.
  • the suction device directly adjoins the surface of the annular channel.
  • the suction device adjoins the flow region at a distance from the surface of the annular channel.
  • the suction device adjoins, in the case of a platform, which adjoins the blade of the guide blade radially outward, preferably in the radial direction of the stator device outside of the annular channel to the flow region, whereas the suction device is adjacent to the flow region in the radial direction of the stator device within the annular channel in the case of a platform which connects radially inwards to the blade of the guide blade.
  • a stator device characterized by small losses in the region of the suction device extends essentially in the radial direction of the stator device.
  • the suction device designed, for example, as a bore can also be angled relative to the radial direction of the stator device or have a curved course, wherein an embodiment of the suction device is selected in particular such that a flow in the region of the suction device does not come off during operation of the stator device.
  • the suction device may be connected to the flow region in one of the pressure side of the blade and / or in an area facing the suction side of the blade of the guide blade, wherein a suction effect of the suction device is not significantly influenced by its position.
  • the suction device extends in an advantageous embodiment of the stator device in the circumferential direction of the guide blade over an angular range which is in particular greater than 20 °, preferably greater than 30 °. wherein the respectively selected angular range is adapted to the maximum adjustment angle of the guide vane and may for example also be 180 °.
  • the suction device integrated into the housing device with the flow region in each position of the guide vane.
  • a mass flow that enters the main flow again in the area of the suction side of the blade can be reduced.
  • the suction device is designed such that the suction device is connected to the flow region only at certain adjustment positions of the guide vanes and is not connected to the flow region at other adjustment positions. In this way, for example, it can be achieved in a simple manner that leakage flow is extracted via the suction device from the flow region only during a partial load operation of the aircraft engine and not during a nominal operation.
  • the suction device extends with respect to a central axis of the stator device circumferentially substantially circumferentially in the housing device.
  • Such an embodiment of the suction device is easy to manufacture. Leakage flows in the flow regions of all the stator blades of the stator device can in this case be sucked off from the respective flow regions in a simple manner and supplied, for example, to a common space.
  • webs can be provided distributed circumferentially relative to a central axis of the stator device, via which the housing device is reinforced in the region of the peripheral suction device.
  • the housing device may have, in the region of the guide vane, a recess adjoining the annular channel, via which a mass flow can be specifically removed in a conventional manner during operation of the stator device of the main flow. Together with the extracted via the suction device from the leakage flow mass flow taken in the region of the recess mass flow can be used as bleed air in a known manner.
  • An efficiency of a turbomachine designed with such a Schaufelradvoriques is advantageously high, since in addition to an improvement in efficiency by the reduction of the introduced from the flow area in the main flow mass flow in the range described in more detail above the extracted during operation of the stator of the leakage flow mass flow itself to improve the efficiency of the turbomachine is used.
  • the mass flow of the stator device removed by the suction device of the leakage flow is preferably fed to the rotor device, which is directly upstream in the axial direction of the impeller device of the stator device. There is an optimum of aspirated mass flow in which a maximum efficiency improvement is achieved.
  • the solution according to the invention also increases the surge limit of a paddle wheel device designed as a compressor, as a result of which, for example, a number of blades of the compressor can be reduced or a step pressure ratio can be increased.
  • the line region has at least one nozzle, via which working fluid of the rotor device can be supplied during operation of the bucket wheel device.
  • a plurality of nozzles arranged distributed in the circumferential direction of the blade wheel device or one or more nozzles extending over a larger angular range of, for example, greater than 45 ° or a completely circumferential nozzle may be provided.
  • the mass flow taken in the region of the stator device via the suction device of the leakage flow is used for other applications.
  • the mass flow taken from the leakage flow is introduced into a bypass duct of an engine.
  • Fig. 1 shows a section of a turbomachine, which is designed in the present case as a jet engine 1, but in an alternative embodiment can also represent a stationary gas turbine.
  • an annular channel or core flow channel 3 of the jet engine 1 is shown in the region of a high-pressure compressor 2 Schaufelradvoriques, wherein various stages 6A, 6B, 6C, 6D of the high-pressure compressor 2 can be seen, each consisting of a rotor device 4 and one in the axial direction A of the jet engine 1 downstream of the rotor device 4 arranged stator 5 exist.
  • the rotor device 4 has a multiplicity of blade devices 9, which are designed to be circumferentially distributed with a disk wheel 11 and rotate during operation of the jet engine 1 about a central axis of the jet propulsion system 1.
  • the stator 5 is, however, with a plurality of likewise each an airfoil 13 having guide vanes 12, wherein the respective identical executed guide vanes 12 circumferentially distributed in the radial direction R of the jet engine 1 are arranged on the outside of a housing device 8.
  • the platforms 14 are each connected to a spindle-shaped region 15 and embodied in the present case, wherein the platforms 14 with respect to a central axis 18 of the spindle-shaped portion 15 have a larger cross-section than the spindle-shaped portion 15.
  • the guide vanes 12 are arranged with the platforms 14 and the spindle-shaped regions 15 in recesses 16 of the housing device 8, wherein the spindle-shaped regions 15 are mounted in the recesses 16 via bushes 17.
  • the guide vanes 12 are rotatably arranged in the recesses 16 of the housing device 8 in a known manner about the central axis 18 of the spindle-shaped region 15, wherein the guide vanes 12, for example via the spindle-shaped regions 15 by an angle between 18 ° and 45 ° relative to the housing means 8 are rotatable ,
  • a platform 19 is provided, which is carried out in an analogous manner as the platform 14 with a spindle-shaped portion 20 and the core flow channel 3 at least partially in the radial Limited R direction of the jet engine 1.
  • the guide vane 12 is in turn mounted on a socket 21 in a housing part 22, a so-called shroud, wherein the guide vane 12 to the Center axis 18 relative to the housing part 22 is rotatably mounted.
  • the housing part 22 is arranged overall in a recess 24 which is formed by two rotor devices 4 which are adjacent to one another in the axial direction A of the jet engine 1 or the stator device 5.
  • the area of the rotor device 4 facing the housing part 22 rotates about the engine axis, whereas the housing part 22 is stationary with respect to the engine axis.
  • Fig. 2a shows the platform 14 and the spindle-shaped portion 14 of a vane 12, wherein it can be seen that the executed with a circular cross-section platform 14 in the likewise circular and concentric with the central axis 18 recess 16 is mounted.
  • a gap 28 surrounding the central axis 18 in the radial direction r which extends outward from the surface 27 of the core flow channel 3 in the axial direction a of the center axis 18 to the outside extends.
  • the housing device 8 has a recess 36 in a mutually facing region of guide vanes 12 adjacent to the central axis in the circumferential direction U, so that the gap 28 is formed in this area by the platforms 14 of the guide vanes 12.
  • the in the Fig. 2a shown embodiment in the following representative of the in the Fig. 2b shown embodiment described.
  • Fig. 2a It can also be seen that a surface 30 of the platform 14 facing away from the core flow channel 3 is spaced apart from the housing device 8 in the radial direction R of the jet engine 1. By this distance and the gap 28, a flow region 31 is formed.
  • a pressure of a working fluid, in this case air, in the region of the high-pressure compressor 2 in the core flow channel 3 in the axial direction A of the jet engine 1 increases in the flow direction, so that a pressure of flowing through the core flow channel 3 main flow on a downstream pressure side
  • a portion of the main flow flows as leakage flow from the pressure side 33 of the blade 13 through the flow area 31 to the suction side 34 of the airfoil 13.
  • the leakage flow is here in the region of the pressure side 33 through the gap 28 via the core flow channel 3 facing away from the surface 30 to the gap 28 in the region of the suction side 34.
  • the occurring during operation leakage flow is in the Fig. 2a and Fig. 2b shown by flow lines 38, wherein in the present case only the flow lines 38 emerging from the gap 28 through the region 39 are shown.
  • a suction device 40 is provided which directly adjoins the flow region 31 in the region of a side facing the pressure side 33 of the airfoil 13.
  • the suction device 40 opens in a transition region in the flow region 31, in which the gap 28 is connected to the surface 30 of the platform 14.
  • the suction device 40 in the present case forms a channel which has an angle of approximately 45 ° with respect to the radial direction R and the axial direction A of the jet engine 1.
  • the suction device 40 opens with a flow region 31 remote end into a space 42 and a plenum, wherein the space 42 is separated by the housing means 8 of the core flow channel 3.
  • the space 42 is arranged in the radial direction R of the jet engine 1 outside the core flow channel 3 and in the axial direction A of the jet engine 1 downstream of the guide vanes 12.
  • a cross section of the channel-shaped suction device 40 in the present case increases continuously in the direction of the space 42.
  • the suction device 40 extends completely circumferentially in the circumferential direction U of the jet engine 1, so that the flow regions 31 of all guide vanes 12 of the stator device 5 are connected to one another and to the space 42 via the suction device 40.
  • this is also apparent from another perspective, in which representation the guide vanes 12 are not shown.
  • the suction device 40 is connected to the flow region 31 over an angular range of approximately 45 °, so that a connection of the suction device 40 to the flow region 31 occurs even if the guide blade 12 is in the respective end position is ensured.
  • the execution according to Fig. 6 differs from the design according to FIG. 3 to FIG. 5 in that, downstream of the gap 28, the housing device 8 has a recess 43 in the area of the pressure side 33 of the blade leaf 13, via which bleed air is additionally taken from the main flow. The bleed air taken over the recess 43 is also supplied to the space 42.
  • FIG. 7 An alternative to the suction device 40 design is in the Fig. 7 shown with the suction device 44.
  • the suction device 44 differs from the suction device 40 in that the suction device 44 directly adjoins the core flow channel 3 in the region of the gap 28 on the pressure side 33 of the blade 13, wherein the suction device 44, starting from the core flow channel 3, again essentially has an angle extends from 45 ° both relative to the radial direction R and the axial direction A of the jet engine 1 in the housing means and similar to the suction device 40 opens into the space 42.
  • a cross section of the channel-shaped suction device 44 expands continuously, starting from the flow region 31.
  • Fig. 9 extends the suction device 48, starting from the gap 28 in the region of the pressure side 33 of the blade 13 in the radial direction R of the jet engine 1 to the outside and opens directly into the space 42.
  • the Extraction means 48 not circumferentially U of the jet engine 1 circulating, but is arranged substantially concentric with the central axis 18 of the spindle-shaped portion 15 and extends over an angular range of for example 45 ° about the central axis 18.
  • each stator blade 12 of the stator device 5 associated with a separate suction device 48, which are each connected to the space 42.
  • suction devices 50, 52, 54 In the 10 to FIG. 12 Further embodiments of suction devices 50, 52, 54 are shown, with the suction devices 50, 52, 54 described in greater detail below, in contrast to the suction devices 40, 44, 46, 48, being connected to the flow region 31 in the area of the suction side 34 of the blade 13 , Otherwise, the suction devices 50, 52, 54 may be designed essentially comparable to the suction devices 40, 44, 46, 48.
  • the suction device 50 is adjacent to the flow region 31 in a region facing away from the core flow channel 3 and, starting therefrom, extends with a curvature in the radial direction R of the jet engine 1 to the outside to a space 51 which is separated from the core flow channel 3 by the housing device 8 analogously to the space 42 , However, in the axial direction A of the jet engine 1 upstream of the guide vane 12 is arranged.
  • the channel-shaped suction device 50 extends circumferentially with respect to the central axis of the jet engine 1 in the circumferential direction U, wherein a cross section of the suction device 50, starting from the flow region 31 to a mouth region in the space 51 is substantially constant.
  • suction device 52 is again channel-shaped and extends the gap 28 in the radial direction R of the jet engine 1 to the outside, wherein the suction device 52 opens via a curvature with respect to the axial direction A of the jet engine 1 in the flow direction of the main flow in the space 51.
  • the suction device 52 opens via a curvature with respect to the axial direction A of the jet engine 1 in the flow direction of the main flow in the space 51.
  • the execution according to Fig. 11 are distributed in the circumferential direction U of the jet engine 1 more webs 55 are provided, via which parts of the housing means 8 are connected to each other for stability reasons, wherein in the present case in each case in a region between two vanes 12, a web 55 is arranged.
  • the suction device 54 of the FIGS. 12 to 14 is performed substantially similar to the suction device 52.
  • Fig. 13 are In this case, webs 56 are again provided, which have a greater extent in the circumferential direction U of the jet engine 1 than the webs 55.
  • the webs 55, 56 depending on the application in the circumferential direction U of the jet engine 1 can also extend over a larger or a smaller area.
  • the suction device 54 is connected to the flow region 31 with respect to the central axis 18 over an angular range of about 30 °.
  • the mass flow taken in the operation of the jet engine 1 via the respective suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 of the leakage flow can in principle be used for various applications, the mass flow being used analogously to the bleed air taken from the main flow in a conventional manner can.
  • Fig. 15 and Fig. 16 the mass flows taken from the leakage flow are discharged via a suction device 52 Fig. 11 a line region 57 which extends substantially in the axial direction A of the jet engine 1 upstream of a rotor device 4 directly upstream of the stator 5.
  • the line region 57 is formed by a part 60 of the housing device 8 forming a surface 27 of the core current channel 3 and a part 61 of the housing device 8, which in the present case has a substantially plate-shaped configuration and is here connected to support elements 62, 63 of the housing device 8.
  • the line region 57 runs circumferentially in the circumferential direction U of the jet engine 1.
  • the mass flow routed via the line region 57 is conducted into the mainstream via a nozzle 58 extending circumferentially in the circumferential direction U of the jet engine 1 in the region of rotor tips 59 of the rotor blade devices 9.
  • a nozzle 58 extending circumferentially in the circumferential direction U of the jet engine 1 in the region of rotor tips 59 of the rotor blade devices 9.
  • Fig. 16 a section of the stage 6C of the high-pressure compressor 2 is shown, that of the Fig. 15 equivalent.
  • Fig. 16 differs from Fig. 15 merely by the embodiment of the line region 65, which essentially corresponds to the line region 57 of FIG Fig. 15 corresponds, in contrast to the line region 57, however, in a rotor tip 59 facing end portion having a plurality of nozzles 66 which are arranged distributed over the circumference of the line portion 65.
  • FIG. 17 and Fig. 18 Another alternative is in Fig. 17 and Fig. 18 shown, wherein the housing device 8 is not shown here.
  • a plurality of structurally identical line regions 68 are provided, via which a mass flow drawn off from the flow region 31 can be supplied to the rotor tips 57 of the rotor blade devices 9.
  • Fig. 19 a highly simplified section of the high-pressure compressor 2 of the jet engine 1 is shown, wherein it is apparent that in the axial direction A of the jet engine 1 present two spaces 70, 71 are provided, which are interconnected via a line region 72.
  • the spaces 70, 71 can be supplied via the suction devices 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 in each case one of the leakage flow removed mass flow in the manner described in more detail above.
  • any spaces 70, 71 can be connected to one another in such a way and a mass flow from one of these spaces 70 can be supplied to a desired place of use.
  • the leakage flow can be conveyed upstream via a suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 in the axial direction A of the jet engine 1 and, for example, fed to a rotor device 4 in a manner described above.
  • FIG. 20 to FIG. 28 shown further possibilities, wherein the embodiments shown alone or in addition to the suction devices 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 may be provided.
  • the vane 12 through the central axis 18 is both the platform 14 with the spindle-shaped portion 15 in a radial direction R of the jet engine 1 outer region of the core flow channel 3 and the platform 19 and the spindle-shaped portion 20 in a radial direction R of the jet engine.
  • 1 inner region of the core flow channel 3 and the platforms 14 and 15 connecting blade 13 can be seen.
  • a leading edge 74 of the airfoil 13 facing upstream in the axial direction A of the jet engine 1 and a trailing edge 75 of the airfoil 13 facing downstream in the axial direction A of the jet engine 1 are shown.
  • the platforms 14, 19 have a front edge region 77 or 79 facing upstream in the axial direction A of the jet engine 1 with a front end 81 or 83 and a rear edge region 78 or 80 arranged downstream in the axial direction A of the jet engine 1 with a rear end region End 82 and 84, wherein the flow area 31 formed by the gap 28 and the distance of the surface 30 of the platform 14 and 19 in the radial direction R of the jet engine 1 of the housing device 8 and the housing part 22 can be seen.
  • arrows 94 the flow direction of the leakage flow is shown both in the region of the platform 14 and in the region of the platform 19.
  • reference points 86 and 88 are respectively upstream of the platform 14 and 19 and reference points 87 and 89 downstream of the platform 14 and 19, respectively, the reference points 86 and 88 being at a distance upstream of the front end 81 and 83, respectively % of an extension of the platform 14 and 19 in the axial direction A of the jet engine 1 amounts to.
  • the reference points 87 and 89 have a downstream distance from the rear end 82 and 84, respectively Platform 14 and 19, which corresponds to about 10% of the extension of the platform 14 and 19 in the axial direction A of the jet engine 1.
  • the reference points 86 to 89 are respectively arranged on the surface 27 of the core flow channel 3.
  • the reference numeral 91 denotes a straight-line connection of the reference points 86 and 87 of the platform 14 and the reference numeral 92 denotes a straight-line connection of the reference points 88 and 89 of the platform 19.
  • a detail representing the front edge region 77 of the platform 14 is provided with the reference symbol I, whereas a detail encompassing the rear edge region 78 of the platform 14 is designated by the reference symbol II.
  • a cutout comprising the front edge region 79 of the platform 19 is designated by III and a cutout comprising the rear edge region 80 of the platform 19 is designated by IV.
  • Fig. 20 to Fig. 23 extends the front edge portion 77 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 with respect to the connection 91 by an extension 93 in the core flow channel 3, whereas the rear edge portion 78 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 does not protrude into the core flow channel 3, but is arranged substantially in alignment with the housing device 8.
  • the edge region 77 extending into the core flow channel 3 may extend in the circumferential direction u of the central axis 18 over an angular range of, for example, 20 ° to approximately 180 °, in particular a flowing transition between the front edge region 77 which extends into the core flow channel 3 and the rear edge region 78 of the platform 14, which does not extend into the core flow channel 3, is provided.
  • a sharp edge 96 is provided in the region of the front end 81 of the platform 14 in a transition region between a substantially extending in the radial direction R of the jet engine 1 side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98. From a manufacturing point of view, the edge 96 can be provided with a small radius.
  • FIG. 21 is one of the execution of Fig. 20 corresponding variant shown, which only of the areas I and III of Fig. 20 different.
  • a larger radius 99 is provided in the transition region between the side surface 97 extending essentially in the radial direction R of the jet engine 1 and the surface 98 facing the core flow channel 3.
  • the section III of the Fig. 20 corresponding area of the platform 19 is substantially horizontally mirrored to the cutout I 'formed.
  • the section I is alternative to the embodiment according to Fig. 20 designed, wherein in the transition region between the substantially radially in the radial direction R of the jet engine 1 extending side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98 as a Nose 100 executed overhang is arranged.
  • the platform 14 in the region of the surface 98 has a greater extent in the axial direction A of the jet engine 1 than in the region of the side surface 97.
  • a front end 81 of the platform 14 in the region of the nose 100 is in this case with respect to the axial direction A of the jet engine. 1 approximately at the level of a gap 28 limiting side wall 101 of the housing device 8 is arranged.
  • the embodiment of the lug 100 described above ensures that the leakage flow emerging from the gap 28 in the region of the suction side 33 of the blade 13 does not enter the main flow directly in the radial direction R of the jet engine 1, but is previously dammed up in the region of the nose 100.
  • a static pressure in this area is further increased with the advantageous effects for the leakage flow described in more detail above.
  • the leaking from the gap 28 leakage flow is deflected before being introduced into the main flow around the nose 100 around and accelerated, so that the leakage flow interacts only to an advantageously small extent with the main flow.
  • the section III of the Fig. 20 corresponding area of the platform 19 is also in the design according to Fig. 22 essentially horizontally mirrored to the cutout I "formed.
  • the platform 14 in the front edge region 77 again has an overhang designed as a nose 102, as an alternative to the region I of FIG Fig. 20 designed cutout I '"in Fig. 23 shows.
  • the nose 102 is executed in principle comparable to the nose 100.
  • the nose 102 has a greater extent with respect to the axial direction A of the jet engine 1, so that the nose 102 engages over the housing device 8 with respect to the side surface 101 in the axial direction A of the jet engine 1 by a length 107.
  • a greater increase in the static pressure is achieved in the region of the gap 28 than with the nose 100.
  • the section III of the Fig. 20 corresponding area of the platform 19 substantially horizontally mirrored to the cutout I '"formed.
  • Fig. 24 is an alternative embodiment of section I with I “" Fig. 20 shown, in which the front edge region 77 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 has a substantially corresponding to the connection 91 in this area extent.
  • the execution I "" according to Fig. 24 is with the in the FIGS. 25 to 28 shown variants II 'to II "" of the rear edge portion 78 of the platform 14 combined.
  • the front edge region 79 of the platform 19 corresponding to the cutout III in Fig. 20 horizontally mirrored to the front edge region 77 of the platform 14 executed.
  • the rear edge region 80 of the platform 19 corresponding to the section IV in Fig. 20 horizontally mirrored to the rear edge region 78 of the platform 14.
  • sections II 'to II "" of the FIGS. 25 to 28 extends the rear edge portion 78 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 relative to the connection 91 by an extension 110 in the core flow channel 3.
  • the extending into the core flow channel 3 edge region can in the circumferential direction u of the central axis 18 in turn over an angular range of, for example 20 ° to about 180 °, wherein in particular a smooth transition between the rear edge region 78 comprehensive edge region extending into the core flow channel 3, and a front edge region 77 comprising the edge region of the platform 14, which does not extend into the core flow channel 3 , is provided.
  • section II 'according to Fig. 25 is in a transition region between the substantially radially in the radial direction R of the jet engine 1 extending side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98, a sharp edge 103 is provided, which may be provided in particular from a manufacturing point of view with a small radius.
  • the respective nose 105 and 106 substantially mirror-symmetrical or vertically mirrored to the nose 100 and the nose 102 is executed.
  • the platforms 14, 19 in the cutouts I, II, III and IV can form any combination of the respective embodiments described in each case.
  • the transition region from the side surface 97 of the platform 14 to the surface 98 of the platform 14 is designed in particular in the front edge region 77 or 79, comparable to the rear edge region 78 or 80.
  • the edge region 77, 78 of the platform 14 projecting into the core flow channel 3 or the edge region 79, 80 of the platform 19 projecting into the core flow channel 3 is preferably executed completely circumferentially in the circumferential direction u of the central axis 18.
  • the transition region from the side surface 97 to the surface 98 of the platform but also in the front edge region 77 or 79 may be designed differently than in the rear edge region 78 or 80.
  • the extension 93 in the front edge region 77 or 79 and the extension 110 in the rear edge region 78 or 80 can both have a mutually corresponding value.
  • one of the extensions 93 and 110 may be larger than the other extension 110 and 93, respectively.
  • the extension 93 or the extension 110 of the edge region 77, 78, 79, 80 projecting into the core flow channel 3 amounts to approximately 0.8% of a width B in the present case of the core flow channel 3 perpendicular to the axial direction A of the jet engine 1 in the region of the edge region 77, 78, 79, 80.
  • a suction device 108 may adjoin the flow region 31 in the region of the pressure side 33 of the blade 13 and / or in the region of the suction side 34 of the blade.
  • suction devices 40, 44, 46, 48, 50, 52 or 54 can be combined.
  • Fig. 3 to Fig. 18 shown platforms 14 and 19 according to the embodiments according to FIGS. 20 to 30 protrude into the core flow channel 3.
  • a suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108 By combining the projecting into the core flow channel 3 platform 14, with a suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108, an efficiency of the jet engine 1 is advantageously further increased, since the effect of the suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108 with the effect of projecting into the core flow channel platform 14, 19 added.

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Abstract

Es wird eine Statorvorrichtung (5) für eine Strömungsmaschine (1) mit einer Gehäuseeinrichtung (8) und mehreren Leitschaufeln (12), die umfangsseitig verteilt an der Gehäuseeinrichtung (8) angeordnet sind, vorgeschlagen, wobei die Leitschaufeln (12) jeweils mit einem Schaufelblatt (13) und jeweils wenigstens einer Plattform (14, 19) ausgeführt sind. Die Plattformen (14, 19) bilden zumindest bereichsweise eine Oberfläche (27) eines im Betrieb der Statorvorrichtung (5) mit Arbeitsfluid durchströmten Ringkanals (3) und sind gegenüber der Gehäuseeinrichtung (8) verstellbar gelagert sind. Wenigstens eine Plattform (14, 19) ist in axialer Richtung (A) der Statorvorrichtung (5) zwischen zwei Referenzpunkten (86 und 87 bzw. 88 und 89) des Ringkanals (3) angeordnet. Ein erster Referenzpunkt (86, 88) stellt einen Randpunkt des Ringkanals (3) dar, der bezüglich einer Mittellängsachse der Plattform (14, 19) um 10% einer axialen Erstreckung der Plattform (14, 19) stromauf eines vorderen Endes (81, 83) der Plattform (14, 19) angeordnet ist. Ein zweiter Referenzpunkt (87, 89) stellt einen Randpunkt des Ringkanals (3) dar, der bezüglich der Mittellängsachse der Plattform (14, 19) um 10% der axialen Erstreckung der Plattform (14, 19) stromab eines hinteren Endes (82, 84) der Plattform (14, 19) angeordnet ist. Zumindest ein Randbereich (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) ragt in radialer Richtung (R) der Statorvorrichtung (5) gegenüber einer geradlinigen Verbindung (91, 92) der beiden Referenzpunkte (86, 87 bzw. 88, 89) in den Ringkanal (3).The invention relates to a stator device (5) for a turbomachine (1) with a housing device (8) and a plurality of guide vanes (12) distributed circumferentially on the housing device (8), the guide vanes (12) each being provided with an airfoil (13) and in each case at least one platform (14, 19) are executed. The platforms (14, 19) form at least in regions a surface (27) of an annular channel (3) through which working fluid flows during operation of the stator device (5) and are adjustably mounted relative to the housing device (8). At least one platform (14, 19) is arranged in the axial direction (A) of the stator device (5) between two reference points (86 and 87 or 88 and 89) of the annular channel (3). A first reference point (86, 88) represents an edge point of the annular channel (3) which is 10% of an axial extent of the platform (14, 19) upstream of a forward end (81, 83) with respect to a central longitudinal axis of the platform (14, 19) ) of the platform (14, 19) is arranged. A second reference point (87, 89) represents an edge point of the annular channel (3) which is 10% of the axial extent of the platform (14, 19) downstream of a rear end (82, 84) with respect to the central longitudinal axis of the platform (14, 19) ) of the platform (14, 19) is arranged. At least one edge region (77, 78, 79, 80) of the platform (14, 19) projects in the radial direction (R) of the stator device (5) with respect to a straight-line connection (91, 92) of the two reference points (86, 87 and 88, respectively) , 89) in the annular channel (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Statorvorrichtung für eine Strömungsmaschine mit einer Gehäuseeinrichtung und mehreren Leitschaufeln gemäß der im Patentanspruch 1 näher definierten Art und eine Schaufelradvorrichtung gemäß der im Patentanspruch 15 näher definierten Art.The invention relates to a stator for a turbomachine with a housing device and a plurality of guide vanes according to the type defined in more detail in claim 1 and a Schaufelradvorrichtung according to the closer defined in claim 15.

Statorvorrichtungen von Verdichtern für Flugtriebwerke sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Derartige Statorvorrichtungen sind mit verstellbar ausgeführten Leitschaufeln ausgeführt, die umfangsseitig verteilt in einer Gehäuseeinrichtung angeordnet sind und jeweils ein Schaufelblatt und eine sich in radialer Richtung der Statorvorrichtung außenseitig anschließende, auch als Penny bezeichnete Plattform aufweisen. Die Plattformen begrenzen gemeinsam mit der Gehäuseeinrichtung einen Kernstromkanal des Flugtriebwerks in radialer Richtung der Statorvorrichtung. Wiederum radial außenseitig bezüglich einer Zentralachse der Statorvorrichtung schließt sich an die Plattformen jeweils ein spindelförmiger Bereich an, über den die Leitschaufeln um eine Mittelachse des spindelförmigen Bereichs gegenüber der Gehäuseeinrichtung verdrehbar gelagert sind. Die mit einem bezüglich der Mittelachse des spindelförmigen Bereichs kreisrunden Querschnitt ausgeführte Plattform weist einen bezüglich der Mittelachse des spindelförmigen Bereichs größeren Querschnitt als der spindelförmige Bereich auf. Die Plattformen sind jeweils in einer zu der Mittelachse des spindelförmigen Bereichs konzentrischen Ausnehmung der Gehäuseeinrichtung gelagert, wobei zwischen der Gehäuseeinrichtung und den Plattformen der Leitschaufeln ein umlaufender Spalt vorliegt. Zudem ist eine dem Kernstromkanal abgewandte Fläche der Plattformen gegenüber der Gehäuseeinrichtungen in radialer Richtung beabstandet.Stator devices of compressors for aircraft engines are well known in practice. Such stator devices are designed with adjustable running guide vanes, which are arranged circumferentially distributed in a housing device and each having an airfoil and in the radial direction of the stator laterally adjoining, also referred to as penny platform. The platforms together with the housing means define a core flow channel of the aircraft engine in the radial direction of the stator device. Once again radially on the outside relative to a central axis of the stator device, a spindle-shaped region adjoins the platforms, via which the guide vanes are rotatably mounted about a central axis of the spindle-shaped region relative to the housing device. The platform, which has a circular cross-section with respect to the central axis of the spindle-shaped area, has a larger cross section than the spindle-shaped area with respect to the central axis of the spindle-shaped area. The platforms are each mounted in a recess of the housing device which is concentric with the central axis of the spindle-shaped region, wherein there is a circumferential gap between the housing device and the platforms of the guide vanes. In addition, a surface facing away from the core flow channel of the platforms relative to the housing means in the radial direction is spaced.

Eine mit einer derartigen Statorvorrichtung ausgeführte Strömungsmaschine weist nachteilhafterweise einen unerwünscht niedrigen Wirkungsgrad auf.A turbomachine designed with such a stator device disadvantageously has an undesirably low efficiency.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Statorvorrichtung und eine Schaufelradvorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei eine mit der Statorvorrichtung oder der Schaufelradvorrichtung ausgeführte Strömungsmaschine einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.It is the object of the present invention to provide a stator device and a paddle wheel device, wherein a turbomachine embodied with the stator device or the paddle wheel device has an improved efficiency.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Statorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with a stator device having the features of patent claim 1.

Es wird somit eine Statorvorrichtung eines Verdichters oder einer Turbine für eine Strömungsmaschine, insbesondere einer stationären Gasturbine oder eines Flugtriebwerks, mit einer Gehäuseeinrichtung und mehreren Leitschaufeln, die umfangsseitig verteilt an der Gehäuseeinrichtung angeordnet sind, vorgeschlagen, wobei die Leitschaufeln jeweils mit einem Schaufelblatt und jeweils wenigstens einer Plattform ausgeführt sind. Die Plattformen bilden zumindest bereichsweise eine Oberfläche eines im Betrieb der Statorvorrichtung mit Arbeitsfluid durchströmten Ringkanals und begrenzen diesen vorzugsweise zumindest bereichsweise in radialer Richtung der Statorvorrichtung. Die Plattformen sind jeweils gegenüber der Gehäuseeinrichtung verstellbar, insbesondere um eine Mittelachse der Plattform drehbar gelagert.It is thus a stator of a compressor or a turbine for a turbomachine, in particular a stationary gas turbine or aircraft engine, proposed with a housing device and a plurality of vanes, which are arranged circumferentially distributed on the housing means, wherein the vanes each with an airfoil and in each case at least a platform are executed. The platforms form, at least in some areas, a surface of an annular channel through which working fluid flows during operation of the stator device and limit this, at least in regions, in the radial direction of the stator device. The platforms are each adjustable relative to the housing device, in particular rotatably mounted about a central axis of the platform.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Plattform in axialer Richtung der Statorvorrichtung zwischen zwei Referenzpunkten des Ringkanals angeordnet ist, wobei ein erster Referenzpunkt einen Randpunkt des Ringkanals darstellt, der bezüglich einer Mittellängsachse der Plattform um 10 % einer axialen Erstreckung der Plattform stromauf eines vorderen Endes der Plattform angeordnet ist, und wobei ein zweiter Referenzpunkt einen Randpunkt des Ringkanals darstellt, der bezüglich der Mittellängsachse der Plattform um 10 % der axialen Erstreckung der Plattform stromab eines hinteren Endes der Plattform angeordnet ist, wobei zumindest ein Randbereich der Plattform in radialer Richtung der Statorvorrichtung gegenüber einer geradlinigen Verbindung der beiden Referenzpunkte in den Ringkanal ragt.According to the invention, it is proposed that at least one platform in the axial direction of the stator device is arranged between two reference points of the annular channel, wherein a first reference point represents an edge point of the annular channel which is 10% of an axial extent of the platform upstream of a front end of the platform with respect to a central longitudinal axis of the platform Platform is arranged, and wherein a second reference point represents an edge point of the annular channel, which is arranged with respect to the central longitudinal axis of the platform by 10% of the axial extent of the platform downstream of a rear end of the platform, wherein at least one edge region of the platform in the radial direction of the stator opposite a rectilinear connection of the two reference points in the annular channel protrudes.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, dass durch einen Strömungsbereich, der insbesondere zumindest bereichsweise durch eine Ausnehmung in radialer Richtung der Leitschaufel zwischen der Plattform und der Gehäuseeinrichtung und eine Ausnehmung in radialer Richtung der Statorvorrichtung zwischen einer dem Schaufelblatt abgewandten Fläche der Plattform und der Gehäuseeinrichtung gebildet ist, im Betrieb einer mit der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine ein Teil des durch den Ringkanal geführten Arbeitsfluids als Leckageströmung geführt wird. Die Leckageströmung wird im Betrieb aufgrund eines Druckunterschieds zwischen der Druckseite und der Saugseite des Schaufelblatts und eines ansteigenden Druckgradienten in Strömungsrichtung des Arbeitsfluids in dem Ringkanal durch den Strömungsbereich geführt. Aufgrund des relativ hohen Drucks im Bereich der stromab gelegenen Druckseite des Schaufelblatts wird ein Teil einer durch den Ringkanal strömenden Hauptströmung in unerwünschter Weise von der stromab gelegenen Druckseite des Schaufelblatts über eine dem Ringkanal abgewandte Seite der Plattform zu einer stromauf gelegenen Saugseite des Schaufelblatts geführt, in dessen Bereich der Druck gegenüber dem Druck im Bereich der Druckseite niedriger ist. Bei einem Ausströmen der Leckageströmung im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts aus dem Strömungsbereich interagiert die aus dem Strömungsbereich austretende Leckageströmung mit der Hauptströmung des Arbeitsfluids im Ringkanal, wobei in der Hauptströmung ein sogenannter Blockagebereich mit einer gegenüber umliegenden Bereichen der Hauptströmung reduzierten Strömungsgeschwindigkeit auftritt. Dieser Effekt führt dazu, dass die Leckageströmung einen erheblichen negativen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine hat.The solution according to the invention is based on the recognition that a flow region, in particular at least partially through a recess in the radial direction of the guide vane between the platform and the housing device and a recess in the radial direction of the stator between a side facing away from the airfoil surface of the platform and the housing device is formed, a part of the guided through the annular channel working fluid is guided as a leakage flow during operation of a running machine according to the invention with the stator device. The leakage flow is guided in operation due to a pressure difference between the pressure side and the suction side of the airfoil and an increasing pressure gradient in the flow direction of the working fluid in the annular channel through the flow region. Due to the relatively high pressure in the downstream pressure side of the airfoil, part of a main flow passing through the annular passage is undesirably guided from the downstream pressure side of the airfoil to an upstream suction side of the airfoil via a side of the platform remote from the annular passage the area of which the pressure is lower than the pressure in the area of the pressure side. When the leakage flow in the region of the suction side of the blade leaves the flow region, the leakage flow interacts with the main flow of the working fluid in the annular channel, whereby a so-called blocking region with a flow velocity reduced in relation to the surrounding regions of the main flow occurs in the main flow. This effect causes the leakage flow has a significant negative impact on the efficiency of the turbomachine.

Dadurch, dass die Plattform zumindest mit einem Randbereich in erfindungsgemäßen Umfang in der Art einer Stufe in den Ringkanal ragt, werden die Druckverhältnisse der Hauptströmung im Bereich des Randbereichs der Plattform der Leitschaufeln in vorteilhafter Weise derart beeinflusst, dass ein im Betrieb der Statorvorrichtung durch den Strömungsbereich strömender Massenstrom gegenüber einer Ausführung der Leitschaufel mit nicht in den Ringkanal ragender Plattform reduziert ist. Hierdurch tritt im Betrieb der Statorvorrichtung ein gegenüber herkömmlich ausgeführten Plattformen geringerer Massenstrom im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts aus dem Strömungsbereich aus, wodurch auch eine verlustbehaftete Interaktion der Leckageströmung mit der Hauptströmung reduziert ist. Somit weist eine mit der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ausgeführte Strömungsmaschine vorteilhafterweise einen verbesserten Wirkungsgrad und somit auch einen reduzierten spezifischen Treibstoffverbrauch auf. Durch den in den Ringkanal hineinragenden Randbereich der Plattform werden zudem auch die Druckverhältnisse im Bereich einer in Umfangsrichtung der Statorvorrichtung benachbarten Plattform in vorteilhafter Weise beeinflusst.Due to the fact that the platform protrudes in the manner of a step into the annular channel, at least with an edge region in the circumference according to the invention, the pressure conditions of the main flow in the region of the edge region of the platform of the guide vanes are advantageously influenced in such a way that, during operation of the stator device, through the flow region flowing mass flow opposite an embodiment of the guide vane is reduced with not projecting into the annular channel platform. As a result, during operation of the stator device, a lower mass flow in the region of the suction side of the blade leaves the flow region compared to conventionally designed platforms, as a result of which a lossy interaction of the leakage flow with the main flow is reduced. Thus, a turbomachine embodied with the stator device according to the invention advantageously has an improved efficiency and thus also a reduced specific fuel consumption. In addition, the pressure conditions in the region of a platform adjacent in the circumferential direction of the stator device are advantageously influenced by the edge region of the platform projecting into the annular channel.

Eine im Betrieb der Statorvorrichtung durch den Strömungsbereich geführte Leckageströmung ist besonders gering, wenn der gegenüber der geradlinigen Verbindung der beiden Referenzpunkte in den Ringkanal ragende Randbereich der Plattform sich in einem in axialer Richtung der Statorvorrichtung vorderen Bereich der Plattform befindet. Dies resultiert aus der Tatsache, dass die Hauptströmung im Bereich des in den Ringkanal ragenden Randbereichs durch diesen umgelenkt und aufgestaut wird, wodurch ein statischer Druck im Bereich eines Austritts der Leckageströmung aus dem Strömungsbereich erhöht wird. Ein Druckunterschied zwischen der stromab gelegenen Druckseite und der stromauf gelegenen Saugseite des Schaufelblatts wird somit reduziert, woraus wiederum ein reduzierter durch den Strömungsbereich strömender Massenstrom folgt.A leakage flow guided through the flow region during operation of the stator device is particularly low if the edge region of the platform projecting into the annular channel in relation to the straight-line connection of the two reference points is located in a front region of the platform in the axial direction of the stator device. This results from the fact that the main flow in the region of the edge region projecting into the annular channel is deflected and dammed thereby, whereby a static pressure in the region of an exit of the leakage flow from the flow region is increased. A pressure difference between the downstream pressure side and the upstream suction side of the airfoil is thus reduced, which in turn results in a reduced mass flow passing through the flow region.

Der gleiche Effekt ist auch dadurch erzielbar, dass sich der gegenüber der geradlinigen Verbindung der beiden Referenzpunkte in den Ringkanal ragende Randbereich der Plattform in einem in axialer Richtung der Statorvorrichtung hinteren Bereich der Plattform befindet. Hierdurch wird im Betrieb der Statorvorrichtung ein statischer Druck im Bereich eines Eintritts der Leckageströmung in den Strömungsbereich reduziert, da durch den in den Ringkanal ragenden Randbereich der Plattform die Hauptströmung umgelenkt wird und hierdurch statischer Druck in dynamischen Druck umgewandelt wird. Auch durch diese Maßnahme wird eine Druckdifferenz zwischen einem Eintritt der Leckageströmung in den Strömungsbereich und einem Austritt der Leckageströmung aus dem Strömungsbereich reduziert.The same effect can also be achieved by virtue of the fact that the edge region of the platform projecting into the annular channel in relation to the straight-line connection of the two reference points is located in a rear region of the platform in the axial direction of the stator device. As a result, during operation of the stator device, a static pressure in the region of entry of the leakage flow into the flow region is reduced, since the main flow is deflected by the edge region of the platform projecting into the annular channel, and as a result static pressure in dynamic pressure is converted. This measure also reduces a pressure difference between an inlet of the leakage flow into the flow area and an exit of the leakage flow from the flow area.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl der in axialer Richtung der Statorvorrichtung vordere Randbereich der Plattform als auch der in axialer Richtung der Statorvorrichtung hintere Randbereich der Plattform in den Ringkanal ragen, da hierdurch ein statischer Druck im Bereich des vorderen Randbereichs der Plattform erhöht und ein statischer Druck im Bereich des hinteren Randbereichs der Plattform reduziert wird. Durch das insgesamt reduzierte Druckgefälle zwischen dem vorderen Randbereich der Plattform und dem hinteren Randbereich der Plattform wird im Betrieb der Statorvorrichtung somit nur ein besonders geringer Massenstrom durch den Strömungsbereich geführt, wodurch ein Wirkungsgrad einer mit der Statorvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine vorteilhafterweise hoch ist.It is particularly advantageous if both the edge region of the platform, which is in the axial direction of the stator device, and the rear edge region of the platform in the axial direction of the stator device protrude into the annular channel, since this increases a static pressure in the region of the front edge region of the platform and a static pressure Pressure in the area of the rear edge area of the platform is reduced. Due to the overall reduced pressure gradient between the front edge region of the platform and the rear edge region of the platform, only a particularly low mass flow is thus guided through the flow region during operation of the stator device, whereby an efficiency of a turbomachine embodied with the stator device is advantageously high.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ist die Plattform der Leitschaufel in einem bezüglich der radialen Richtung der Statorvorrichtung inneren und/oder äußeren Randbereich des Schaufelblatts angeordnet. Unabhängig davon, in welchem in radialer Richtung weisenden Randbereich des Ringkanals die Plattform angeordnet ist, ist durch den in den Ringkanal ragenden Randbereich der Plattform ein durch den Strömungsbereich strömender Massenstrom reduzierbar.In an advantageous embodiment of the stator device according to the invention, the platform of the guide vane is arranged in an inner and / or outer edge region of the vane blade with respect to the radial direction of the stator device. Regardless of which in which in the radial direction facing edge region of the annular channel, the platform is arranged, can be reduced by the projecting into the annular channel edge region of the platform flowing through the flow area mass flow.

Die Druckverhältnisse im Bereich des sich in den Ringkanal erstreckenden Randbereichs der Plattform sind in besonders vorteilhafter Weise verbessert, wenn sich der in den Ringkanal ragende Randbereich der Plattform gegenüber der geradlinigen Verbindung der Referenzpunkte um wenigstens 0,3 %, insbesondere zwischen 0,5 % und 2,5 % bis 4 %, vorzugsweise zwischen 0,7 % und 1,5 % einer Erstreckung des Ringkanals in radialer Richtung der Statorvorrichtung im Bereich des Randbereichs, d. h. einer senkrecht zur axialen Richtung der Statorvorrichtung angeordneten Breite des Ringkanals, in den Ringkanal erstreckt.The pressure conditions in the region of the edge region of the platform extending into the annular channel are improved in a particularly advantageous manner if the edge region of the platform projecting into the annular channel is at least 0.3%, in particular between 0.5% and .mu., Relative to the straight-line connection of the reference points 2.5% to 4%, preferably between 0.7% and 1.5% of an extension of the annular channel in the radial direction of the stator in the range of the edge region, ie a perpendicular to the axial direction of the stator arranged width of the annular channel, extending into the annular channel.

Um die Druckverhältnisse im Bereich des in den Ringkanal ragenden Randbereichs der Plattform in gewünschtem Umfang beeinflussen zu können, ist es bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung vorgesehen, dass der sich in den Ringkanal erstreckende Randbereich der Plattform in einem in axialer Richtung der Statorvorrichtung vorderen bzw. hinteren Bereich mit einer Verrundung ausgeführt ist.In order to be able to influence the pressure conditions in the region of the edge region of the platform protruding into the annular channel to the desired extent, it is provided in an advantageous embodiment of the stator device according to the invention that the edge region of the platform extending into the annular channel extends in an axial direction of the stator device . rear area is executed with a rounding.

Wenn der sich in den Ringkanal erstreckende Randbereich der Plattform mit einem Überhang ausgeführt ist, wobei die Plattform in einem dem Ringkanal zugewandten Bereich eine größere Erstreckung in axialer Richtung der Statorvorrichtung als in einem der Oberfläche des Ringkanals abgewandten Bereich aufweist, wird die Leckageströmung bei einer Anordnung des Überhangs in einem in axialer Richtung der Statorvorrichtung hinteren Randbereich der Plattform nach einer Ausleitung aus dem Strömungsbereich im Bereich des Überhangs umgelenkt und um diesen herum beschleunigt, so dass die Hauptströmung durch die aus dem Strömungsbereich ausgeleitete Leckageströmung vorteilhafterweise in reduziertem Umfang beeinflusst wird. Durch eine Anordnung des Überhangs in einem in axialer Richtung der Statorvorrichtung vorderen Randbereich der Plattform ist vorteilhafterweise ein statischer Druck im Bereich des vorderen Randbereichs der Plattform im Betrieb der Statorvorrichtung weiter erhöht. Der Überhang kann dabei insbesondere nasenförmig ausgeführt sein.If the edge region of the platform extending into the annular channel is designed with an overhang, wherein the platform has a greater extent in the axial direction of the stator device in a region facing the annular channel than in a region remote from the surface of the annular channel, the leakage flow becomes in one arrangement of the overhang in an axial direction of the stator device rear edge region of the platform deflected after a discharge from the flow area in the region of the overhang and accelerated around it, so that the main flow is advantageously influenced by the leakage flow discharged from the flow area leakage in a reduced extent. By arranging the overhang in a front edge region of the platform in the axial direction of the stator device, a static pressure in the region of the front edge region of the platform during operation of the stator device is advantageously further increased. The overhang can be executed in particular nose-shaped.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Statorvorrichtung übergreift der Überhang in axialer Richtung der Statorvorrichtung die an die Plattform angrenzende Gehäuseeinrichtung zumindest bereichsweise. Wenn der Überhang in dem in axialer Richtung der Statorvorrichtung vorderen Randbereich angeordnet ist, wird im Betrieb der Statorvorrichtung ein Druck im Bereich der Saugseite der Leitschaufel durch eine große Stauwirkung durch den Überhang vorteilhafterweise stark erhöht, wodurch ein durch den Strömungsbereich geförderter Massenstrom vorteilhafterweise gering ist.In an advantageous development of the stator device, the overhang in the axial direction of the stator device overlaps the housing device adjoining the platform at least in regions. When the overhang is arranged in the front edge region in the axial direction of the stator device, in the operation of the stator device, a pressure in the region of the suction side of the guide vane becomes advantageously strong due to a large blocking effect by the overhang increased, whereby a funded by the flow area mass flow is advantageously low.

Der gegenüber der geradlinigen Verbindung der beiden Referenzpunkte in den Ringkanal ragende Randbereich der Plattform erstreckt sich bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung bezüglich einer Umfangsrichtung der Leitschaufel über einen Winkelbereich beispielsweise größer 20°, insbesondere größer 30°. Ein Übergang von dem in den Ringkanal ragenden Randbereich zu nicht in den Ringkanal ragenden Bereichen der Plattform ist dabei vorzugsweise fließend, d. h. ohne Stufe, ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der in den Ringkanal ragende Randbereich der Plattform die Plattform komplett umläuft.In an advantageous embodiment of the invention, the edge region of the platform projecting beyond the linear connection of the two reference points in the annular channel extends over an angular range of, for example, greater than 20 °, in particular greater than 30 °, with respect to a circumferential direction of the guide vane. A transition from the edge region projecting into the annular channel to regions of the platform which do not protrude into the annular channel is preferably flowing, ie. H. without step, executed. It when the projecting into the annular channel edge region of the platform completely surrounds the platform is particularly advantageous.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ist ein Strömungsbereich vorgesehen, über den im Betrieb der Statorvorrichtung ein Arbeitsfluid zumindest bereichsweise in radialer Richtung der Statorvorrichtung auf einer dem Ringkanal abgewandten Seite der Plattform von einer Druckseite des Schaufelblatts zu einer Saugseite des Schaufelblatts strömt, wobei wenigstens eine an den Strömungsbereich grenzende, durch eine Ausnehmung gebildete Absaugeinrichtung vorgesehen ist, über die im Betrieb der Statorvorrichtung Arbeitsfluid aus dem Strömungsbereich ableitbar ist. Durch das Vorsehen der Absaugeinrichtung wird ein Massenstrom der Leckageströmung, der im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts aus dem Strömungsbereich in die Hauptströmung des Ringkanals eintritt, reduziert oder ein Einströmen von Leckageströmung in den Ringkanal im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts vollständig unterbunden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Absaugeinrichtung auf einer dem Strömungsbereich abgewandten Seite mit einem Raum verbunden ist, in dem ein statischer Druck vorliegt, der geringer als ein statischer Druck im Strömungsbereich ist. Im Betrieb der Statorvorrichtung wird somit zumindest ein Teil des im Bereich der Druckseite der Hauptströmung entnommenen Massenstroms nicht über den Strömungsbereich auf der Saugseite zurück in die Hauptströmung im Ringkanal geleitet, sondern aus dem Strömungsbereich abgezweigt. Durch die Abführung eines Teils der Leckageströmung aus dem Strömungsbereich wird die Hauptströmung im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts gegenüber Ausführungen ohne eine Absaugeinrichtung deutlich weniger beeinträchtigt. Eine verlustbehaftete Interaktion der Leckageströmung mit der Hauptströmung ist hierdurch reduziert, woraus vorteilhafterweise ein verbesserter Wirkungsgrad und somit auch ein reduzierter spezifischer Treibstoffverbrauch einer mit der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine folgen.In a particularly advantageous embodiment of the stator device according to the invention, a flow region is provided, over which, during operation of the stator device, a working fluid flows at least partially in the radial direction of the stator device on a side of the platform facing away from the annular channel from a pressure side of the blade to a suction side of the blade, at least a suction device, which adjoins the flow region and is formed by a recess, via which working fluid can be diverted from the flow region during operation of the stator device. By providing the suction device, a mass flow of the leakage flow, which enters the main flow of the annular channel in the region of the suction side of the blade from the flow region, is reduced or flow of leakage flow into the annular channel in the region of the suction side of the blade is completely prevented. This is achieved in that the suction device is connected on a side facing away from the flow region with a space in which there is a static pressure which is less than a static pressure in the flow region. During operation of the stator device, at least part of the mass flow removed in the region of the pressure side of the main flow is thus not conducted back into the main flow in the annular channel via the flow region on the suction side, but branched off from the flow region. Through the exhaustion Part of the leakage flow from the flow region, the main flow in the region of the suction side of the blade is significantly less affected compared to embodiments without a suction device. A lossy interaction of the leakage flow with the main flow is thereby reduced, which advantageously results in an improved efficiency and thus also a reduced specific fuel consumption of a turbomachine designed with the stator device according to the invention.

Die Reduzierung der im Bereich der Statorvorrichtung in die Hauptströmung einströmenden Leckageströmung durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen Absaugeinrichtung wirkt sich zudem vorteilhafterweise positiv auf im Ringkanal der Statorvorrichtung nachgeordnete Schaufeleinrichtungen aus.The reduction of the leakage flow flowing into the main flow in the region of the stator device by the provision of the suction device according to the invention also has, in addition, a positive effect on vane devices arranged downstream in the annular channel of the stator device.

Die Plattformen können grundsätzlich einen in radialer Richtung der Statorvorrichtung inneren und/oder auch einen in radialer Richtung der Statorvorrichtung äußeren Teil der Oberfläche des Ringkanals bilden, wobei eine Absaugeinrichtung im Bereich der in radialer Richtung der Statorvorrichtung inneren und/oder äußeren Plattformen vorgesehen sein kann.In principle, the platforms may form an inner part of the surface of the annular channel that is external in the radial direction of the stator device and / or a radial direction of the stator device, wherein a suction device may be provided in the region of the inner and / or outer platforms in the radial direction of the stator device.

Die Absaugeinrichtung ist vorzugsweise als Materialausnehmung in der Gehäuseeinrichtung ausgeführt und kann beispielsweise kanalförmig bzw. als Bohrung ausgebildet sein. Alternativ hierzu kann die Ausnehmung mit einem separaten Bauteil ausgeführt sein.The suction device is preferably designed as a material recess in the housing device and may be formed, for example, channel-shaped or as a bore. Alternatively, the recess may be designed with a separate component.

Bei einer vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Absaugeinrichtung direkt an die Oberfläche des Ringkanals grenzt. Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass die Absaugeinrichtung in radialer Richtung der Statorvorrichtung beabstandet zu der Oberfläche des Ringkanals an den Strömungsbereich grenzt. Die Absaugeinrichtung grenzt bei einer Plattform, die sich radial nach außen an das Schaufelblatt der Leitschaufel anschließt, vorzugsweise in radialer Richtung der Statorvorrichtung außerhalb des Ringkanals an den Strömungsbereich, wohingegen die Absaugeinrichtung bei einer Plattform, die sich radial nach innen an das Schaufelblatt der Leitschaufel anschließt, vorzugsweise in radialer Richtung der Statorvorrichtung innerhalb des Ringkanals an den Strömungsbereich grenzt.In an advantageous embodiment of a stator device according to the invention, it is provided that the suction device directly adjoins the surface of the annular channel. Alternatively, it can also be provided that, in the radial direction of the stator device, the suction device adjoins the flow region at a distance from the surface of the annular channel. The suction device adjoins, in the case of a platform, which adjoins the blade of the guide blade radially outward, preferably in the radial direction of the stator device outside of the annular channel to the flow region, whereas the suction device is adjacent to the flow region in the radial direction of the stator device within the annular channel in the case of a platform which connects radially inwards to the blade of the guide blade.

Eine durch geringe Verluste im Bereich der Absaugeinrichtung gekennzeichnete Statorvorrichtung erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung der Statorvorrichtung. Grundsätzlich kann die beispielsweise als Bohrung ausgeführte Absaugeinrichtung auch gegenüber der radialen Richtung der Statorvorrichtung gewinkelt angeordnet sein oder einen gekrümmten Verlauf aufweisen, wobei eine Ausgestaltung der Absaugeinrichtung insbesondere derart gewählt ist, dass sich im Betrieb der Statorvorrichtung eine Strömung im Bereich der Absaugeinrichtung nicht ablöst.A stator device characterized by small losses in the region of the suction device extends essentially in the radial direction of the stator device. In principle, the suction device designed, for example, as a bore can also be angled relative to the radial direction of the stator device or have a curved course, wherein an embodiment of the suction device is selected in particular such that a flow in the region of the suction device does not come off during operation of the stator device.

Die Absaugeinrichtung kann in einem der Druckseite des Schaufelblatts und/oder in einem der Saugseite des Schaufelblatts der Leitschaufel zugewandten Bereich mit dem Strömungsbereich verbunden sein, wobei eine Absaugwirkung der Absaugeinrichtung durch deren Position nicht wesentlich beeinflusst wird.The suction device may be connected to the flow region in one of the pressure side of the blade and / or in an area facing the suction side of the blade of the guide blade, wherein a suction effect of the suction device is not significantly influenced by its position.

Um eine gewünschte Absaugung der Leckageströmung aus dem Strömungsbereich durch die Absaugeinrichtung in sämtlichen Verstellpositionen der Leitschaufeln sicherzustellen, erstreckt sich die Absaugeinrichtung bei einer vorteilhaften Ausführung der Statorvorrichtung in Umfangsrichtung der Leitschaufel über einen Winkelbereich, der insbesondere größer 20°, vorzugsweise größer als 30° ist, wobei der jeweils gewählte Winkelbereich an den maximalen Verstellwinkel der Leitschaufel angepasst ist und beispielsweise auch 180° betragen kann. Hierdurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass in jeder Position der Leitschaufel eine Verbindung der in die Gehäuseeinrichtung integrierten Absaugeinrichtung mit dem Strömungsbereich vorliegt. Zudem kann hierdurch ein Massenstrom, der im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts wieder in die Hauptströmung eintritt, reduziert werden.In order to ensure a desired extraction of the leakage flow from the flow region through the suction device in all adjustment positions of the guide vanes, the suction device extends in an advantageous embodiment of the stator device in the circumferential direction of the guide blade over an angular range which is in particular greater than 20 °, preferably greater than 30 °. wherein the respectively selected angular range is adapted to the maximum adjustment angle of the guide vane and may for example also be 180 °. In this way, it can be achieved in a simple manner that there is a connection of the suction device integrated into the housing device with the flow region in each position of the guide vane. In addition, as a result, a mass flow that enters the main flow again in the area of the suction side of the blade can be reduced.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Absaugeinrichtung derart ausgeführt ist, dass die Absaugeinrichtung nur bei bestimmten Verstellpositionen der Leitschaufeln mit dem Strömungsbereich verbunden ist und bei anderen Verstellpositionen nicht mit dem Strömungsbereich verbunden ist. Hierdurch kann beispielsweise auf einfache Weise erreicht werden, dass aus dem Strömungsbereich nur während eines Teillastbetriebs des Flugtriebwerks und nicht während eines Nominalbetriebs Leckageströmung über die Absaugeinrichtung abgesaugt wird.It may also be provided that the suction device is designed such that the suction device is connected to the flow region only at certain adjustment positions of the guide vanes and is not connected to the flow region at other adjustment positions. In this way, for example, it can be achieved in a simple manner that leakage flow is extracted via the suction device from the flow region only during a partial load operation of the aircraft engine and not during a nominal operation.

Bei einer vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Statorvorrichtung verläuft die Absaugeinrichtung bezüglich einer Zentralachse der Statorvorrichtung umfangsseitig im Wesentlichen umlaufend in der Gehäuseeinrichtung. Eine derartige Ausführung der Absaugeinrichtung ist einfach zu fertigen. Leckageströmungen in den Strömungsbereichen sämtlicher Leitschaufeln der Statorvorrichtung können hierbei auf einfache Weise aus den jeweiligen Strömungsbereichen abgesaugt und beispielsweise einem gemeinsamen Raum zugeführt werden. Um eine ausreichend große Stabilität der Statorvorrichtung zu erzielen, können dabei bezüglich einer Zentralachse der Statorvorrichtung umfangsseitig verteilt angeordnet Stege vorgesehen sein, über die die Gehäuseeinrichtung im Bereich der umlaufenden Absaugeinrichtung verstärkt ist.In an advantageous embodiment of a stator device according to the invention, the suction device extends with respect to a central axis of the stator device circumferentially substantially circumferentially in the housing device. Such an embodiment of the suction device is easy to manufacture. Leakage flows in the flow regions of all the stator blades of the stator device can in this case be sucked off from the respective flow regions in a simple manner and supplied, for example, to a common space. In order to achieve a sufficiently high stability of the stator device, webs can be provided distributed circumferentially relative to a central axis of the stator device, via which the housing device is reinforced in the region of the peripheral suction device.

Die Gehäuseeinrichtung kann bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung im Bereich der Leitschaufel eine an den Ringkanal grenzende Ausnehmung aufweisen, über die im Betrieb der Statorvorrichtung der Hauptströmung in herkömmlicher Weise gezielt ein Massenstrom entnehmbar ist. Gemeinsam mit dem über die Absaugeinrichtung aus der Leckageströmung entnommenen Massenstrom kann der im Bereich der Ausnehmung entnommene Massenstrom als Zapfluft in bekannter Weise verwendet werden.In the case of an advantageous embodiment of the stator device according to the invention, the housing device may have, in the region of the guide vane, a recess adjoining the annular channel, via which a mass flow can be specifically removed in a conventional manner during operation of the stator device of the main flow. Together with the extracted via the suction device from the leakage flow mass flow taken in the region of the recess mass flow can be used as bleed air in a known manner.

Es wird weiterhin eine Schaufelradvorrichtung mit einer derartigen Statorvorrichtung und einer Rotorvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Absaugeinrichtung einen Leitungsbereich aufweist, über den Arbeitsfluid im Betrieb der Statorvorrichtung der Rotorvorrichtung zuführbar ist.It is further proposed a Schaufelradvorrichtung with such a stator device and a rotor device, wherein the suction device has a line region, can be fed via the working fluid during operation of the stator device of the rotor device.

Ein Wirkungsgrad einer mit einer solchen Schaufelradvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine ist vorteilhafterweise hoch, da neben einer Wirkungsgradverbesserung durch die Reduzierung des aus dem Strömungsbereich in die Hauptströmung eingeleiteten Massenstroms in oben näher beschriebenem Umfang der im Betrieb der Statorvorrichtung der Leckageströmung entnommene Massenstrom selbst zur Verbesserung des Wirkungsgrads der Strömungsmaschine eingesetzt wird. Dies resultiert daraus, dass durch die Einleitung des Massenstroms insbesondere im Bereich von Rotorspitzen von Laufschaufeln der Rotorvorrichtung in diesem Bereich auftretende Verwirbelungen reduziert werden. Der durch die Absaugeinrichtung der Leckageströmung entnommene Massenstrom der Statorvorrichtung wird vorzugsweise der Rotorvorrichtung zugeführt, die in axialer Richtung der Schaufelradvorrichtung der Statorvorrichtung direkt vorgelagert ist. Es existiert ein Optimum von abgesaugtem Massenstrom bei dem eine maximale Wirkungsgradverbesserung erzielt wird.An efficiency of a turbomachine designed with such a Schaufelradvorrichtung is advantageously high, since in addition to an improvement in efficiency by the reduction of the introduced from the flow area in the main flow mass flow in the range described in more detail above the extracted during operation of the stator of the leakage flow mass flow itself to improve the efficiency of the turbomachine is used. This results from the fact that turbulences occurring in this area due to the introduction of the mass flow, in particular in the region of rotor tips of rotor blade rotor blades, are reduced. The mass flow of the stator device removed by the suction device of the leakage flow is preferably fed to the rotor device, which is directly upstream in the axial direction of the impeller device of the stator device. There is an optimum of aspirated mass flow in which a maximum efficiency improvement is achieved.

Weiterhin wird mit der erfindungsgemäßen Lösung auch die Pumpgrenze einer als Verdichter ausgeführten Schaufelradvorrichtung erhöht, wodurch beispielsweise eine Schaufelzahl des Verdichters reduziert oder ein Stufendruckverhältnis angehoben werden kann.Furthermore, the solution according to the invention also increases the surge limit of a paddle wheel device designed as a compressor, as a result of which, for example, a number of blades of the compressor can be reduced or a step pressure ratio can be increased.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Schaufelradvorrichtung weist der Leitungsbereich wenigstens eine Düse auf, über die im Betrieb der Schaufelradvorrichtung Arbeitsfluid der Rotorvorrichtung zuführbar ist. Es können dabei mehrere, in Umfangsrichtung der Schaufelradvorrichtung verteilt angeordnete Düsen oder eine bzw. mehrere sich über einen größeren Winkelbereich von beispielsweise größer 45° erstreckende Düsen oder eine komplett umlaufende Düse vorgesehen sein.In an advantageous development of the bucket wheel device, the line region has at least one nozzle, via which working fluid of the rotor device can be supplied during operation of the bucket wheel device. In this case, a plurality of nozzles arranged distributed in the circumferential direction of the blade wheel device or one or more nozzles extending over a larger angular range of, for example, greater than 45 ° or a completely circumferential nozzle may be provided.

Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass der im Bereich der Statorvorrichtung über die Absaugeinrichtung der Leckageströmung entnommene Massenstrom für andere Anwendungsfälle verwendet wird. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Massenstrom zur Klimatisierung einer Flugzeugkabine, zur Kühlung einer Turbine, zum Axialkraftausgleich einer Lagerung eines Triebwerks, zur Abdichtung von Lagerräumen, zur Enteisung von Flügeln eines Flugzeugs oder einer Triebwerksgondel oder zur Stabilitätskontrolle eines Verdichters eingesetzt wird. Weiterhin kann es auch vorgesehen sein, dass der der Leckageströmung entnommene Massenstrom in einen Bypasskanal eines Triebwerks eingeleitet wird.Alternatively, it can also be provided that the mass flow taken in the region of the stator device via the suction device of the leakage flow is used for other applications. For example, provision may be made for the mass flow to be used for air conditioning of an aircraft cabin, for cooling a turbine, for axial force compensation of a bearing of an engine, for sealing storage spaces, for deicing wings of an aircraft or an engine nacelle or for stability control of a compressor. Furthermore, it can also be provided that the mass flow taken from the leakage flow is introduced into a bypass duct of an engine.

Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.Both the features specified in the claims and the features specified in the subsequent embodiments of the stator device according to the invention are each suitable for use alone or in any combination with each other to develop the subject invention.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zugunsten der Übersichtlichkeit jeweils für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.Further advantages and advantageous embodiments of a stator according to the invention will become apparent from the claims and the following with reference to the embodiments described in principle in the drawing, wherein for the sake of clarity, the same reference numerals are used for construction and functionally identical components.

Es zeigt:

Fig. 1
eine stark schematisierte Längsschnittansicht eines Ausschnitts eines Strahltriebwerks, wobei ein Verdichter mit mehreren Ro-torvorrichtungen und Statorvorrichtungen gezeigt ist, die jeweils in einen Kernstromkanal ragende Schaufeln aufweisen;
Fig. 2a
einen Ausschnitt einer Leitschaufel einer Statorvorrichtung gemäß Fig. 1, wobei eine mit einem Schaufelblatt verbundene Plattform ersichtlich ist und exemplarisch im Betrieb des Strahltriebwerks auftretende Strömungslinien gezeigt sind, und wobei die Plattform der Leitschaufel von einer Plattform einer in Umfangsrichtung benachbarten Leitschaufel durch eine Gehäuseeinrichtung getrennt ist;
Fig. 2b
eine der Fig. 2a entsprechende Darstellung der Leitschaufel, wobei die Gehäuseeinrichtung in einem einander zugewandten Bereich der Plattformen von in Umfangsrichtung benachbarten Leitschaufeln eine Ausnehmung aufweist;
Fig. 3
eine Längsschnittdarstellung durch eine Statorvorrichtung der Fig. 1, wobei eine erste Ausführungsform einer Absaugeinrichtung gezeigt ist, die im Bereich einer Druckseite des Schaufelblatts an einen Strömungsbereich der Leitschaufel grenzt;
Fig. 4
eine Ansicht von schräg hinten auf die Längsschnittdarstellung der Fig. 3;
Fig. 5
eine vereinfachte dreidimensionale Ansicht der Statorvorrichtung gemäß Fig. 3 und Fig. 4 von radial innen, wobei die Gehäuseeinrichtung im Bereich der Leitschaufeln ohne die Leitschaufeln der Statorvorrichtung ersichtlich ist;
Fig. 6 - 9
der Fig. 3 entsprechende Längsschnittdarstellungen durch die Statorvorrichtung der Fig. 1, wobei weitere Ausführungsformen der Absaugeinrichtung gezeigt sind;
Fig. 10 - 12
der Fig. 3 entsprechende Längsschnittdarstellungen durch die Statorvorrichtung der Fig.1, wobei weitere Ausführungsformen der auf einer Saugseite des Schaufelblatts angeordneten Absaugeinrichtung gezeigt sind;
Fig. 13
eine Ansicht von schräg hinten auf die Längsschnittdarstellung der Fig. 12;
Fig. 14
eine vereinfachte dreidimensionale Ansicht der Statorvorrichtung gemäß Fig. 12 und Fig. 13 von radial innen, wobei die Gehäuseeinrichtung im Bereich der Leitschaufeln ohne die Leitschaufeln der Statorvorrichtung ersichtlich ist;
Fig. 15
eine vereinfachte Längsschnittansicht eines Ausschnitts des Strahltriebwerks gemäß Fig. 1, wobei eine Statorvorrichtung und eine in axialer Richtung des Strahltriebwerks der Statorvorrichtung vorgelagerte Rotorvorrichtung ersichtlich sind, und wobei ein Leitungsbereich vorgesehen ist, der einerseits mit der Absaugeinrichtung verbunden ist und andererseits eine düsenartige Öffnung im Bereich der Rotorvorrichtung aufweist;
Fig. 16
eine der Fig. 15 entsprechende Längsschnittansicht des Strahltriebwerks, wobei eine alternativ ausgeführte düsenartige Öffnung gezeigt ist;
Fig. 17
eine vereinfachte dreidimensionale Darstellung einer alternativen Ausführung von Leitungsbereichen, wobei die Gehäuseeinrichtung nicht näher ersichtlich ist
Fig. 18
eine weitere dreidimensionale Ansicht des Leitungsbereich der Fig. 17 aus einer anderen Perspektive;
Fig. 19
eine stark vereinfachte Ansicht des Verdichters des Strahltriebwerks der Fig. 1, wobei zwei über einen Leitungsbereich verbundene Räume ersichtlich sind;
Fig. 20
eine stark vereinfachte Längsschnittdarstellung durch eine Leitschaufel der Statorvorrichtung der Fig. 1, von der ein in axialer Richtung vorderer Randbereich in den Kernstromkanal ragt; und
Fig. 21 - 28
verschiedene Ausführungen der Ausschnitte I und II der Fig. 20, welche jeweils verschieden ausgeführte Plattformen der Leitschaufel zeigen.
It shows:
Fig. 1
a highly schematic longitudinal sectional view of a section of a jet engine, wherein a compressor having a plurality of Ro-gate devices and stator devices is shown, each having projecting into a core flow channel blades;
Fig. 2a
a section of a guide vane of a stator according to Fig. 1 wherein one connected to an airfoil Platform is shown and exemplarily flow lines occurring in the operation of the jet engine are shown, and wherein the platform of the guide vane is separated from a platform of a circumferentially adjacent vane by a housing means;
Fig. 2b
one of the Fig. 2a corresponding representation of the guide vane, wherein the housing means in a mutually facing region of the platforms of circumferentially adjacent vanes has a recess;
Fig. 3
a longitudinal sectional view through a stator of the Fig. 1 showing a first embodiment of a suction device which adjoins a flow region of the guide blade in the region of a pressure side of the blade;
Fig. 4
a view obliquely from behind on the longitudinal section of the Fig. 3 ;
Fig. 5
a simplified three-dimensional view of the stator according to FIG. 3 and FIG. 4 from radially inward, the housing device being visible in the region of the guide vanes without the stator blades of the stator device;
Fig. 6-9
of the Fig. 3 corresponding longitudinal sectional views through the stator of the Fig. 1 wherein further embodiments of the suction device are shown;
Fig. 10 - 12
of the Fig. 3 corresponding longitudinal sectional views through the stator of the Fig.1 , wherein further embodiments the suction means disposed on a suction side of the airfoil are shown;
Fig. 13
a view obliquely from behind on the longitudinal section of the Fig. 12 ;
Fig. 14
a simplified three-dimensional view of the stator according to Fig. 12 and Fig. 13 from radially inward, the housing device being visible in the region of the guide vanes without the stator blades of the stator device;
Fig. 15
a simplified longitudinal sectional view of a section of the jet engine according to Fig. 1 in which a stator device and a rotor device arranged upstream in the axial direction of the jet engine of the stator device can be seen, and wherein a line region is provided, which on the one hand is connected to the suction device and on the other hand has a nozzle-like opening in the region of the rotor device;
Fig. 16
one of the Fig. 15 corresponding longitudinal sectional view of the jet engine, wherein an alternatively executed nozzle-like opening is shown;
Fig. 17
a simplified three-dimensional representation of an alternative embodiment of line areas, wherein the housing device is not apparent
Fig. 18
another three-dimensional view of the line area of Fig. 17 from another perspective;
Fig. 19
a greatly simplified view of the compressor of the jet engine of Fig. 1 wherein two spaces connected via a conduit area are visible;
Fig. 20
a simplified longitudinal section through a guide vane of the stator of the Fig. 1 from which an axially leading edge region projects into the core flow channel; and
Fig. 21 - 28
various versions of excerpts I and II of Fig. 20 each showing differently executed platforms of the vane.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Strömungsmaschine, die vorliegend als Strahltriebwerk 1 ausgeführt ist, in einer alternativen Ausführung aber auch eine stationäre Gasturbine darstellen kann. In dem Ausschnitt ist ein Ringkanal bzw. Kernstromkanal 3 des Strahltriebwerks 1 im Bereich einer als Hochdruckverdichter 2 ausgeführten Schaufelradvorrichtung gezeigt, wobei verschiedene Stufen 6A, 6B, 6C, 6D des Hochdruckverdichters 2 ersichtlich sind, die jeweils aus einer Rotorvorrichtung 4 und einer in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromab der Rotorvorrichtung 4 angeordneten Statorvorrichtung 5 bestehen. Fig. 1 shows a section of a turbomachine, which is designed in the present case as a jet engine 1, but in an alternative embodiment can also represent a stationary gas turbine. In the section, an annular channel or core flow channel 3 of the jet engine 1 is shown in the region of a high-pressure compressor 2 Schaufelradvorrichtung, wherein various stages 6A, 6B, 6C, 6D of the high-pressure compressor 2 can be seen, each consisting of a rotor device 4 and one in the axial direction A of the jet engine 1 downstream of the rotor device 4 arranged stator 5 exist.

Im Folgenden werden die Rotorvorrichtung 4 und die Statorvorrichtung 5 der dritten Stufe 6C des Hochdruckverdichters 2 näher beschrieben, wobei die Rotorvorrichtungen 4 und die Statorvorrichtungen 5 der anderen Stufen 6A, 6B, 6D vergleichbar ausgeführt sind.In the following, the rotor device 4 and the stator device 5 of the third stage 6C of the high-pressure compressor 2 will be described in more detail, the rotor devices 4 and the stator devices 5 of the other stages 6A, 6B, 6D being made comparable.

Die Rotorvorrichtung 4 weist eine Vielzahl von mit Schaufelblättern 10 ausgeführten Laufschaufeleinrichtungen 9 auf, die umfangsseitig verteilt mit einem Scheibenrad 11 wirkverbunden sind und im Betrieb des Strahltriebwerks 1 um eine Zentralachse des Strahltreibwerks 1 rotieren. Die Statorvorrichtung 5 ist dagegen mit einer Vielzahl von ebenfalls jeweils ein Schaufelblatt 13 aufweisenden Leitschaufeln 12 ausgeführt, wobei die jeweils baugleich ausgeführten Leitschaufeln 12 umfangsseitig verteilt in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 außenseitig an einer Gehäuseeinrichtung 8 angeordnet sind.The rotor device 4 has a multiplicity of blade devices 9, which are designed to be circumferentially distributed with a disk wheel 11 and rotate during operation of the jet engine 1 about a central axis of the jet propulsion system 1. The stator 5 is, however, with a plurality of likewise each an airfoil 13 having guide vanes 12, wherein the respective identical executed guide vanes 12 circumferentially distributed in the radial direction R of the jet engine 1 are arranged on the outside of a housing device 8.

Die Schaufelblätter 13 der Leitschaufeln 12 grenzen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 nach außen jeweils an eine Plattform 14 bzw. einen sogenannten Penny, wobei die Plattformen 14 den Kernstromkanal 3 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 zumindest bereichsweise begrenzen. In radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 nach außen sind die Plattformen 14 jeweils mit einem spindelförmigen Bereich 15 verbunden und vorliegend integral mit diesem ausgeführt, wobei die Plattformen 14 bezüglich einer Mittelachse 18 des spindelförmigen Bereichs 15 einen größeren Querschnitt als der spindelförmige Bereich 15 aufweisen. Die Leitschaufeln 12 sind mit den Plattformen 14 und den spindelförmigen Bereichen 15 in Ausnehmungen 16 der Gehäuseeinrichtung 8 angeordnet, wobei die spindelförmigen Bereiche 15 über Buchsen 17 in den Ausnehmungen 16 gelagert sind.The airfoils 13 of the guide vanes 12 in the radial direction R of the jet engine 1 outwardly each to a platform 14 or a so-called penny, the platforms 14, the core flow channel 3 in the radial direction R of the jet engine 1 at least partially limit. In the radial direction R of the jet engine 1 to the outside, the platforms 14 are each connected to a spindle-shaped region 15 and embodied in the present case, wherein the platforms 14 with respect to a central axis 18 of the spindle-shaped portion 15 have a larger cross-section than the spindle-shaped portion 15. The guide vanes 12 are arranged with the platforms 14 and the spindle-shaped regions 15 in recesses 16 of the housing device 8, wherein the spindle-shaped regions 15 are mounted in the recesses 16 via bushes 17.

Die Leitschaufeln 12 sind in den Ausnehmungen 16 der Gehäuseeinrichtung 8 in bekannter Weise um die Mittelachse 18 des spindelförmigen Bereichs 15 verdrehbar angeordnet, wobei die Leitschaufeln 12 beispielsweise über die spindelförmigen Bereiche 15 um einen Winkel zwischen 18° und 45° gegenüber der Gehäuseeinrichtung 8 verdrehbar sind.The guide vanes 12 are rotatably arranged in the recesses 16 of the housing device 8 in a known manner about the central axis 18 of the spindle-shaped region 15, wherein the guide vanes 12, for example via the spindle-shaped regions 15 by an angle between 18 ° and 45 ° relative to the housing means 8 are rotatable ,

Auf einer bezüglich der radialen Richtung R des Strahltriebwerks 1 bzw. der Statorvorrichtung 5 inneren Seite des Schaufelblatts 13 ist ebenfalls eine Plattform 19 vorgesehen, die in analoger Weise wie die Plattform 14 mit einem spindelförmigen Bereich 20 ausgeführt ist und den Kernstromkanal 3 zumindest bereichsweise in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 begrenzt. Über den spindelförmigen Bereich 20 ist die Leitschaufel 12 wiederum über eine Buchse 21 in einem Gehäuseteil 22, einem sogenannten shroud, gelagert, wobei die Leitschaufel 12 um die Mittelachse 18 gegenüber dem Gehäuseteil 22 drehbar gelagert ist. Das Gehäuseteil 22 ist dabei insgesamt in einer Ausnehmung 24 angeordnet, die von zwei in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 bzw. der Statorvorrichtung 5 zueinander benachbarten Rotorvorrichtungen 4 gebildet ist. Im Betrieb des Strahltriebwerks 1 rotiert der dem Gehäuseteil 22 zugewandte Bereich der Rotorvorrichtung 4 um die Triebwerksachse, wohingegen der Gehäuseteil 22 bezüglich der Triebwerksachse unbewegt ist.On a relative to the radial direction R of the jet engine 1 and the stator 5 inner side of the blade 13 is also a platform 19 is provided, which is carried out in an analogous manner as the platform 14 with a spindle-shaped portion 20 and the core flow channel 3 at least partially in the radial Limited R direction of the jet engine 1. About the spindle-shaped portion 20, the guide vane 12 is in turn mounted on a socket 21 in a housing part 22, a so-called shroud, wherein the guide vane 12 to the Center axis 18 relative to the housing part 22 is rotatably mounted. The housing part 22 is arranged overall in a recess 24 which is formed by two rotor devices 4 which are adjacent to one another in the axial direction A of the jet engine 1 or the stator device 5. During operation of the jet engine 1, the area of the rotor device 4 facing the housing part 22 rotates about the engine axis, whereas the housing part 22 is stationary with respect to the engine axis.

Fig. 2a zeigt die Plattform 14 und den spindelförmigen Bereich 14 einer Leitschaufel 12, wobei ersichtlich ist, dass die mit einem kreisrunden Querschnitt ausgeführte Plattform 14 in der ebenfalls kreisrunden und zu der Mittelachse 18 konzentrischen Ausnehmung 16 gelagert ist. Zwischen der Plattform 14 und der Gehäuseeinrichtung 8 liegt dabei im Bereich einer Oberfläche 27 des Kernstromkanals 3 ein die Mittelachse 18 in radialer Richtung r umlaufender Spalt 28 vor, der sich ausgehend von der Oberfläche 27 des Kernstromkanals 3 in axialer Richtung a der Mittelachse 18 nach außen erstreckt. Fig. 2a shows the platform 14 and the spindle-shaped portion 14 of a vane 12, wherein it can be seen that the executed with a circular cross-section platform 14 in the likewise circular and concentric with the central axis 18 recess 16 is mounted. Between the platform 14 and the housing device 8, in the region of a surface 27 of the core flow channel 3, there is a gap 28 surrounding the central axis 18 in the radial direction r, which extends outward from the surface 27 of the core flow channel 3 in the axial direction a of the center axis 18 to the outside extends.

Die in Fig. 2b gezeigte Ausführung unterscheidet sich hiervon dadurch, dass die Gehäuseeinrichtung 8 in einem zueinander weisenden Bereich von in Umfangsrichtung U der Zentralachse benachbarten Leitschaufeln 12 ein Ausnehmung 36 aufweist, so dass der Spalt 28 in diesem Bereich von den Plattformen 14 der Leitschaufeln 12 gebildet wird. Da sich die Ausführungen der Fig. 2a und Fig. 2b ansonsten nicht unterscheiden, wird die in der Fig. 2a gezeigte Ausführung im Folgenden stellvertretend für die in der Fig. 2b gezeigte Ausführung beschrieben.In the Fig. 2b The embodiment shown differs from this in that the housing device 8 has a recess 36 in a mutually facing region of guide vanes 12 adjacent to the central axis in the circumferential direction U, so that the gap 28 is formed in this area by the platforms 14 of the guide vanes 12. As the remarks of the Fig. 2a and Fig. 2b otherwise not different, the in the Fig. 2a shown embodiment in the following representative of the in the Fig. 2b shown embodiment described.

Fig. 2a ist weiterhin zu entnehmen, dass eine dem Kernstromkanal 3 abgewandte Fläche 30 der Plattform 14 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 gegenüber der Gehäuseeinrichtung 8 beabstandet ist. Durch diesen Abstand und den Spalt 28 wird ein Strömungsbereich 31 gebildet. Fig. 2a It can also be seen that a surface 30 of the platform 14 facing away from the core flow channel 3 is spaced apart from the housing device 8 in the radial direction R of the jet engine 1. By this distance and the gap 28, a flow region 31 is formed.

Im Betrieb des Strahltriebwerks 1 steigt ein Druck eines Arbeitsfluids, hier Luft, im Bereich des Hochdruckverdichters 2 in dem Kernstromkanal 3 in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 in Strömungsrichtung an, so dass ein Druck einer durch den Kernstromkanal 3 strömenden Hauptströmung auf einer stromab gelegenen Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 der Leitschaufel 12 größer ist als auf einer stromauf gelegenen Saugseite 34 des Schaufelblatts 13. Aufgrund dieser Druckverhältnisse strömt im Betrieb des Strahltriebwerks 1 ein Teil der Hauptströmung als Leckageströmung von der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 durch den Strömungsbereich 31 zu der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13. Die Leckageströmung wird hierbei im Bereich der Druckseite 33 durch den Spalt 28 über die dem Kernstromkanal 3 abgewandte Fläche 30 zu dem Spalt 28 im Bereich der Saugseite 34 geführt. Die im Betrieb auftretende Leckageströmung ist in der Fig. 2a und Fig. 2b exemplarisch durch Strömungslinien 38 gezeigt, wobei vorliegend nur die durch den Bereich 39 aus dem Spalt 28 austretenden Strömungslinien 38 gezeigt sind.During operation of the jet engine 1, a pressure of a working fluid, in this case air, in the region of the high-pressure compressor 2 in the core flow channel 3 in the axial direction A of the jet engine 1 increases in the flow direction, so that a pressure of flowing through the core flow channel 3 main flow on a downstream pressure side As a result of these pressure ratios, during operation of the jet engine 1, a portion of the main flow flows as leakage flow from the pressure side 33 of the blade 13 through the flow area 31 to the suction side 34 of the airfoil 13. The leakage flow is here in the region of the pressure side 33 through the gap 28 via the core flow channel 3 facing away from the surface 30 to the gap 28 in the region of the suction side 34. The occurring during operation leakage flow is in the Fig. 2a and Fig. 2b shown by flow lines 38, wherein in the present case only the flow lines 38 emerging from the gap 28 through the region 39 are shown.

Das Einströmen der Leckageströmung im Bereich der Saugseite 34 des Schaufelblatts 10 in die Hauptströmung führt zu erheblichen Verlusten des Strahltriebwerks 1, da eine Geschwindigkeit der Hauptströmung in diesem Bereich durch die Leckageströmung in unerwünschter Weise reduziert wird und ein sogenanntes Blockage- bzw. Verlustgebiet entsteht.The inflow of the leakage flow in the region of the suction side 34 of the blade 10 in the main flow leads to significant losses of the jet engine 1, since a speed of the main flow in this area is undesirably reduced by the leakage flow and a so-called blockage or loss area arises.

Um einen Massenstrom der Leckageströmung, der im Betrieb des Strahltriebwerks 1 auf der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13 in die Hauptströmung eingeleitet wird, zu reduzieren, ist gemäß Fig. 3 bis Fig. 5 eine Absaugeinrichtung 40 vorgesehen, die im Bereich einer der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 zugewandten Seite direkt an den Strömungsbereich 31 grenzt. Gemäß Fig. 3 mündet die Absaugeinrichtung 40 in einem Übergangsbereich in den Strömungsbereich 31, in dem der Spalt 28 mit der Fläche 30 der Plattform 14 verbunden ist. Die Absaugeinrichtung 40 bildet vorliegend einen Kanal, der gegenüber der radialen Richtung R und der axialen Richtung A des Strahltriebwerks 1 einen Winkel von jeweils etwa 45° aufweist. Die Absaugeinrichtung 40 mündet mit einem dem Strömungsbereich 31 abgewandten Ende in einen Raum 42 bzw. ein Plenum, wobei der Raum 42 durch die Gehäuseeinrichtung 8 von dem Kernstromkanal 3 getrennt ist. Der Raum 42 ist in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 außerhalb des Kernstromkanals 3 und in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromab der Leitschaufeln 12 angeordnet. Ausgehend von dem Strömungsbereich 31 vergrößert sich ein Querschnitt der kanalförmig ausgeführten Absaugeinrichtung 40 vorliegend in Richtung des Raums 42 kontinuierlich.In order to reduce a mass flow of the leakage flow, which is introduced into the main flow during operation of the jet engine 1 on the suction side 34 of the blade 13, is according to FIG. 3 to FIG. 5 a suction device 40 is provided which directly adjoins the flow region 31 in the region of a side facing the pressure side 33 of the airfoil 13. According to Fig. 3 the suction device 40 opens in a transition region in the flow region 31, in which the gap 28 is connected to the surface 30 of the platform 14. The suction device 40 in the present case forms a channel which has an angle of approximately 45 ° with respect to the radial direction R and the axial direction A of the jet engine 1. The suction device 40 opens with a flow region 31 remote end into a space 42 and a plenum, wherein the space 42 is separated by the housing means 8 of the core flow channel 3. The space 42 is arranged in the radial direction R of the jet engine 1 outside the core flow channel 3 and in the axial direction A of the jet engine 1 downstream of the guide vanes 12. Starting from the flow region 31, a cross section of the channel-shaped suction device 40 in the present case increases continuously in the direction of the space 42.

Wie insbesondere Fig. 4 zu entnehmen ist, verläuft die Absaugeinrichtung 40 in Umfangsrichtung U des Strahltriebwerks 1 vollständig umlaufend, so dass die Strömungsbereiche 31 sämtlicher Leitschaufeln 12 der Statorvorrichtung 5 über die Absaugeinrichtung 40 miteinander und mit dem Raum 42 verbunden sind. In Fig. 5 ist dies auch aus einer anderen Perspektive ersichtlich, wobei in dieser Darstellung die Leitschaufeln 12 nicht dargestellt sind. Bezüglich der Umfangsrichtung u der Mittelachse 18 des spindelförmigen Bereichs 15 ist die Absaugeinrichtung 40 über einen Winkelbereich von vorliegend etwa 45° mit dem Strömungsbereich 31 verbunden, so dass auch bei sich in der jeweiligen Endposition befindlicher Leitschaufel 12 eine Verbindung der Absaugeinrichtung 40 mit dem Strömungsbereich 31 sichergestellt ist.In particular Fig. 4 2, the suction device 40 extends completely circumferentially in the circumferential direction U of the jet engine 1, so that the flow regions 31 of all guide vanes 12 of the stator device 5 are connected to one another and to the space 42 via the suction device 40. In Fig. 5 this is also apparent from another perspective, in which representation the guide vanes 12 are not shown. With respect to the circumferential direction u of the central axis 18 of the spindle-shaped region 15, the suction device 40 is connected to the flow region 31 over an angular range of approximately 45 °, so that a connection of the suction device 40 to the flow region 31 occurs even if the guide blade 12 is in the respective end position is ensured.

Im Folgenden werden weitere Ausführungsvarianten der Absaugeinrichtung 40 beschrieben, wobei lediglich auf die Unterschiede zu der Absaugeinrichtung 40 näher eingegangen wird.In the following, further embodiments of the suction device 40 will be described, wherein only the differences to the suction device 40 will be discussed in more detail.

Die Ausführung gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß Fig. 3 bis Fig. 5 dadurch, dass die Gehäuseeinrichtung 8 stromab des Spalts 28 im Bereich der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 eine Ausnehmung 43 aufweist, über die der Hauptströmung zusätzlich Zapfluft entnommen wird. Die über die Ausnehmung 43 entnommene Zapfluft wird ebenfalls dem Raum 42 zugeführt.The execution according to Fig. 6 differs from the design according to FIG. 3 to FIG. 5 in that, downstream of the gap 28, the housing device 8 has a recess 43 in the area of the pressure side 33 of the blade leaf 13, via which bleed air is additionally taken from the main flow. The bleed air taken over the recess 43 is also supplied to the space 42.

Eine zur der Absaugeinrichtung 40 alternative Gestaltung ist in der Fig. 7 mit der Absaugeinrichtung 44 gezeigt. Die Absaugeinrichtung 44 unterscheidet sich von der Absaugeinrichtung 40 dadurch, dass die Absaugeinrichtung 44 im Bereich des Spalts 28 auf der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 direkt an den Kernstromkanal 3 grenzt, wobei sich die Absaugeinrichtung 44 ausgehend von dem Kernstromkanal 3 wiederum im Wesentlichen mit einem Winkel von 45° sowohl gegenüber der radialen Richtung R als auch der axialen Richtung A des Strahltriebwerks 1 in der Gehäuseeinrichtung erstreckt und vergleichbar zu der Absaugeinrichtung 40 in den Raum 42 mündet. Ein Querschnitt der kanalförmigen Absaugeinrichtung 44 erweitert sich dabei ausgehend von dem Strömungsbereich 31 wiederum kontinuierlich.An alternative to the suction device 40 design is in the Fig. 7 shown with the suction device 44. The suction device 44 differs from the suction device 40 in that the suction device 44 directly adjoins the core flow channel 3 in the region of the gap 28 on the pressure side 33 of the blade 13, wherein the suction device 44, starting from the core flow channel 3, again essentially has an angle extends from 45 ° both relative to the radial direction R and the axial direction A of the jet engine 1 in the housing means and similar to the suction device 40 opens into the space 42. A cross section of the channel-shaped suction device 44 expands continuously, starting from the flow region 31.

Analog zu der Absaugeinrichtung 44 grenzt die in Fig. 8 dargestellte Absaugeinrichtung 46 wiederum direkt an den Kernstromkanal 3, wobei die kanalförmig ausgeführte Absaugeinrichtung gegenüber der axialen Richtung A des Strahltriebwerks 1 einen Winkel von etwa 30° aufweist und einen gegenüber der Absaugeinrichtung 44 vergrößerten Strömungsquerschnitt aufweist. Zudem ist ein Strömungsquerschnitt der Absaugeinrichtung 46 ausgehend von dem Strömungsbereich 31 bis zu dem Raum 42 vorliegend im Wesentlichen konstant.Analogous to the suction device 44 adjacent to in Fig. 8 shown suction device 46 in turn directly to the core flow channel 3, wherein the channel-shaped suction device with respect to the axial direction A of the jet engine 1 has an angle of about 30 ° and has a relation to the suction device 44 enlarged flow cross-section. In addition, a flow cross-section of the suction device 46, starting from the flow region 31 up to the space 42 in the present case, is essentially constant.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 verläuft die Absaugeinrichtung 48 ausgehend von dem Spalt 28 im Bereich der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 nach außen und mündet direkt in den Raum 42. Im Unterschied zu den vorhergehend beschriebenen Absaugeinrichtungen 40, 44, 46 verläuft die Absaugeinrichtung 48 nicht in Umfangsrichtung U des Strahltriebwerks 1 umlaufend, sondern ist im Wesentlichen konzentrisch zu der Mittelachse 18 des spindelförmigen Bereichs 15 angeordnet und erstreckt sich über einen Winkelbereich von beispielsweise 45° um die Mittelachse 18. Bei dieser Ausführung ist somit jeder Leitschaufel 12 der Statorvorrichtung 5 eine separate Absaugeinrichtung 48 zugeordnet, die jeweils mit dem Raum 42 verbunden sind.In the execution according to Fig. 9 extends the suction device 48, starting from the gap 28 in the region of the pressure side 33 of the blade 13 in the radial direction R of the jet engine 1 to the outside and opens directly into the space 42. In contrast to the previously described suction devices 40, 44, 46 runs the Extraction means 48 not circumferentially U of the jet engine 1 circulating, but is arranged substantially concentric with the central axis 18 of the spindle-shaped portion 15 and extends over an angular range of for example 45 ° about the central axis 18. In this embodiment, thus, each stator blade 12 of the stator device 5 associated with a separate suction device 48, which are each connected to the space 42.

In den Fig. 10 bis Fig. 12 sind weitere Ausführungsvarianten von Absaugeinrichtungen 50, 52, 54 gezeigt, wobei die im Folgenden näher beschriebenen Absaugeinrichtungen 50, 52, 54 im Unterschied zu den Absaugeinrichtungen 40, 44, 46, 48 im Bereich der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13 mit dem Strömungsbereich 31 verbunden sind. Ansonsten können die Absaugeinrichtungen 50, 52, 54 im Wesentlichen vergleichbar zu den Absaugeinrichtungen 40, 44, 46, 48 ausgeführt sein.In the 10 to FIG. 12 Further embodiments of suction devices 50, 52, 54 are shown, with the suction devices 50, 52, 54 described in greater detail below, in contrast to the suction devices 40, 44, 46, 48, being connected to the flow region 31 in the area of the suction side 34 of the blade 13 , Otherwise, the suction devices 50, 52, 54 may be designed essentially comparable to the suction devices 40, 44, 46, 48.

Die Absaugeinrichtung 50 gemäß Fig. 10 grenzt in einem dem Kernstromkanal 3 abgewandten Bereich an den Strömungsbereich 31 und erstreckt sich ausgehend hiervon mit einer Krümmung in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 nach außen zu einem Raum 51, der analog zu dem Raum 42 durch die Gehäuseeinrichtung 8 von dem Kernstromkanal 3 getrennt ist, allerdings in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromauf der Leitschaufel 12 angeordnet ist. Die kanalförmig ausgeführte Absaugeinrichtung 50 erstreckt sich bezüglich der Zentralachse des Strahltriebwerks 1 in Umfangsrichtung U umlaufend, wobei ein Querschnitt der Absaugeinrichtung 50 ausgehend von dem Strömungsbereich 31 bis zu einem Mündungsbereich in den Raum 51 im Wesentlichen konstant ist.The suction device 50 according to Fig. 10 is adjacent to the flow region 31 in a region facing away from the core flow channel 3 and, starting therefrom, extends with a curvature in the radial direction R of the jet engine 1 to the outside to a space 51 which is separated from the core flow channel 3 by the housing device 8 analogously to the space 42 , However, in the axial direction A of the jet engine 1 upstream of the guide vane 12 is arranged. The channel-shaped suction device 50 extends circumferentially with respect to the central axis of the jet engine 1 in the circumferential direction U, wherein a cross section of the suction device 50, starting from the flow region 31 to a mouth region in the space 51 is substantially constant.

Die in Fig. 11 dargestellte Absaugeinrichtung 52 ist wiederum kanalförmig ausgeführt und verlängert den Spalt 28 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 nach außen, wobei die Absaugeinrichtung 52 über eine Krümmung bezüglich der axialen Richtung A des Strahltriebwerks 1 in Strömungsrichtung der Hauptströmung in den Raum 51 mündet. Bei der Ausführung gemäß Fig. 11 sind in Umfangsrichtung U des Strahltriebwerks 1 verteilt mehrere Stege 55 vorgesehen, über welche Teile der Gehäuseeinrichtung 8 aus Stabilitätsgründen miteinander verbunden sind, wobei vorliegend jeweils in einem Bereich zwischen zwei Leitschaufeln 12 ein Steg 55 angeordnet ist.In the Fig. 11 shown suction device 52 is again channel-shaped and extends the gap 28 in the radial direction R of the jet engine 1 to the outside, wherein the suction device 52 opens via a curvature with respect to the axial direction A of the jet engine 1 in the flow direction of the main flow in the space 51. In the execution according to Fig. 11 are distributed in the circumferential direction U of the jet engine 1 more webs 55 are provided, via which parts of the housing means 8 are connected to each other for stability reasons, wherein in the present case in each case in a region between two vanes 12, a web 55 is arranged.

Die Absaugeinrichtung 54 der Fig. 12 bis Fig. 14 ist im Wesentlichen vergleichbar zu der Absaugeinrichtung 52 ausgeführt. Insbesondere in Fig. 13 sind dabei wiederum Stege 56 vorgesehen, die gegenüber den Stegen 55 eine größere Erstreckung in Umfangsrichtung U des Strahltriebwerks 1 aufweisen. Neben der gezeigten Ausführung können sich die Stege 55, 56 je nach Anwendungsfall in Umfangsrichtung U des Strahltriebwerks 1 auch über einen größeren oder einen kleineren Bereich erstrecken. Wie der Fig. 14 zu entnehmen ist, ist die Absaugeinrichtung 54 bezüglich der Mittelachse 18 über einen Winkelbereich von etwa 30° mit dem Strömungsbereich 31 verbunden.The suction device 54 of the FIGS. 12 to 14 is performed substantially similar to the suction device 52. In particular in Fig. 13 are In this case, webs 56 are again provided, which have a greater extent in the circumferential direction U of the jet engine 1 than the webs 55. In addition to the embodiment shown, the webs 55, 56 depending on the application in the circumferential direction U of the jet engine 1 can also extend over a larger or a smaller area. Again Fig. 14 it can be seen, the suction device 54 is connected to the flow region 31 with respect to the central axis 18 over an angular range of about 30 °.

Der im Betrieb des Strahltriebwerks 1 über die jeweilige Absaugeinrichtung 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 der Leckageströmung entnommene Massenstrom kann prinzipiell für verschiedenartige Anwendungsfälle verwendet werden, wobei der Massenstrom analog zu von der Hauptströmung in herkömmlicher Weise entnommener Zapfluft eingesetzt werden kann.The mass flow taken in the operation of the jet engine 1 via the respective suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 of the leakage flow can in principle be used for various applications, the mass flow being used analogously to the bleed air taken from the main flow in a conventional manner can.

In Fig. 15 und Fig. 16 werden die der Leckageströmung entnommenen Massenströme über eine Absaugeinrichtung 52 gemäß Fig. 11 einem Leitungsbereich 57 zugeführt, der sich im Wesentlich in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromauf zu einer der Statorvorrichtung 5 direkt vorgelagerten Rotorvorrichtung 4 erstreckt. Der Leitungsbereich 57 ist vorliegend durch einen eine Oberfläche 27 des Kernstromkanals 3 bildenden Teil 60 der Gehäuseeinrichtung 8 und einen Teil 61 der Gehäuseeinrichtung 8 gebildet, der vorliegend im Wesentlichen plattenförmig ausgeführt und hier mit Abstützelementen 62, 63 der Gehäuseeinrichtung 8 verbunden ist.In Fig. 15 and Fig. 16 the mass flows taken from the leakage flow are discharged via a suction device 52 Fig. 11 a line region 57 which extends substantially in the axial direction A of the jet engine 1 upstream of a rotor device 4 directly upstream of the stator 5. In the present case, the line region 57 is formed by a part 60 of the housing device 8 forming a surface 27 of the core current channel 3 and a part 61 of the housing device 8, which in the present case has a substantially plate-shaped configuration and is here connected to support elements 62, 63 of the housing device 8.

Der Leitungsbereich 57 verläuft vorliegend in Umfangsrichtung U des Strahltriebwerks 1 umlaufend. Der über den Leitungsbereich 57 geführte Massenstrom wird über eine sich ebenfalls in Umfangsrichtung U des Strahltriebwerks 1 umlaufend erstreckende Düse 58 im Bereich von Rotorspitzen 59 der Laufschaufeleinrichtungen 9 in die Hauptströmung geleitet. Durch die Einleitung von impulsreicher Strömung in den Bereich der Rotorspitzen 59 wird im Betrieb des Strahltriebwerks 1 für die Rotorspitzen 59 stabilisierende Wirkung dadurch erzielt, dass der in die Hauptströmung eingeleitete Massenstrom mit einer im Bereich der Rotorspitzen 59 vorliegenden Strömung derart interagiert, dass in diesem Bereich auftretende Verwirbelungen verringert werden.In the present case, the line region 57 runs circumferentially in the circumferential direction U of the jet engine 1. The mass flow routed via the line region 57 is conducted into the mainstream via a nozzle 58 extending circumferentially in the circumferential direction U of the jet engine 1 in the region of rotor tips 59 of the rotor blade devices 9. By the introduction of pulse-rich flow in the area of the rotor tips 59 59 stabilizing effect is achieved in the operation of the jet engine 1 for the rotor tips, that in the Main flow introduced mass flow interacts with a present in the region of the rotor tips 59 flow such that occurring in this area swirls are reduced.

In Fig. 16 ist ein Ausschnitt der Stufe 6C des Hochdruckverdichters 2 gezeigt, der demjenigen der Fig. 15 entspricht. Fig. 16 unterscheidet sich von Fig. 15 lediglich durch die Ausführung des Leitungsbereichs 65, der im Wesentlichen dem Leitungsbereich 57 der Fig. 15 entspricht, im Unterschied zu dem Leitungsbereich 57 allerdings in einem den Rotorspitzen 59 zugewandten Endbereich eine Vielzahl von Düsen 66 aufweist, die über den Umfang des Leitungsbereichs 65 verteilt angeordnet sind.In Fig. 16 a section of the stage 6C of the high-pressure compressor 2 is shown, that of the Fig. 15 equivalent. Fig. 16 differs from Fig. 15 merely by the embodiment of the line region 65, which essentially corresponds to the line region 57 of FIG Fig. 15 corresponds, in contrast to the line region 57, however, in a rotor tip 59 facing end portion having a plurality of nozzles 66 which are arranged distributed over the circumference of the line portion 65.

Eine weitere Alternative ist in Fig. 17 und Fig. 18 gezeigt, wobei hier die Gehäuseeinrichtung 8 nicht dargestellt ist. Hierbei sind eine Vielzahl von baugleich ausgeführten Leitungsbereichen 68 vorgesehen, über die jeweils ein dem Strömungsbereich 31 entnommener Massenstrom den Rotorspitzen 57 der Laufschaufeleinrichtungen 9 zuführbar ist.Another alternative is in Fig. 17 and Fig. 18 shown, wherein the housing device 8 is not shown here. In this case, a plurality of structurally identical line regions 68 are provided, via which a mass flow drawn off from the flow region 31 can be supplied to the rotor tips 57 of the rotor blade devices 9.

In Fig. 19 ist ein stark vereinfachter Ausschnitt des Hochdruckverdichters 2 des Strahltriebwerks 1 gezeigt, wobei ersichtlich ist, dass in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 vorliegend zwei Räume 70, 71 vorgesehen sind, die über einen Leitungsbereich 72 miteinander verbunden sind. Den Räumen 70, 71 kann in oben näher beschriebener Weise über Absaugeinrichtungen 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 jeweils ein der Leckageströmung entnommener Massenstrom zugeführt werden. Prinzipiell können auf derartige Weise beliebige Räume 70, 71 miteinander verbunden werden und ein Massenstrom aus einem dieser Räume 70 einem gewünschten Verwendungsort zugeführt werden. Über die Räume 70, 71 ist beispielsweise der Leckageströmung über eine Absaugeinrichtung 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 entnommener Massenstrom in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromauf förderbar und beispielsweise einer Rotorvorrichtung 4 in oben näher beschriebener Weise zuführbar.In Fig. 19 a highly simplified section of the high-pressure compressor 2 of the jet engine 1 is shown, wherein it is apparent that in the axial direction A of the jet engine 1 present two spaces 70, 71 are provided, which are interconnected via a line region 72. The spaces 70, 71 can be supplied via the suction devices 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 in each case one of the leakage flow removed mass flow in the manner described in more detail above. In principle, any spaces 70, 71 can be connected to one another in such a way and a mass flow from one of these spaces 70 can be supplied to a desired place of use. By means of the spaces 70, 71, for example, the leakage flow can be conveyed upstream via a suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 in the axial direction A of the jet engine 1 and, for example, fed to a rotor device 4 in a manner described above.

Zur Reduzierung der Leckageströmung in dem Strömungsbereich 31 sind in den Fig. 20 bis Fig. 28 weitere Möglichkeiten gezeigt, wobei die gezeigten Ausführungen alleine oder zusätzlich zu den Absaugeinrichtungen 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 vorgesehen sein können. In der Längsschnittdarstellung gemäß Fig. 20 der Leitschaufel 12 durch die Mittelachse 18 ist sowohl die Plattform 14 mit dem spindelförmigen Bereich 15 in einem in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 äußeren Bereich des Kernstromkanals 3 als auch die Plattform 19 und der spindelförmige Bereich 20 in einem in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 inneren Bereich des Kernstromkanals 3 und das die Plattformen 14 und 15 verbindende Schaufelblatt 13 ersichtlich. Weiterhin ist eine Vorderkante 74 des Schaufelblatts 13, die in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromauf gewandt ist, und eine Hinterkante 75 des Schaufelblatts 13, die in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromab gewandt ist, gezeigt.To reduce the leakage flow in the flow area 31 are in the FIG. 20 to FIG. 28 shown further possibilities, wherein the embodiments shown alone or in addition to the suction devices 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54 may be provided. In the longitudinal sectional view according to Fig. 20 the vane 12 through the central axis 18 is both the platform 14 with the spindle-shaped portion 15 in a radial direction R of the jet engine 1 outer region of the core flow channel 3 and the platform 19 and the spindle-shaped portion 20 in a radial direction R of the jet engine. 1 inner region of the core flow channel 3 and the platforms 14 and 15 connecting blade 13 can be seen. Further, a leading edge 74 of the airfoil 13 facing upstream in the axial direction A of the jet engine 1 and a trailing edge 75 of the airfoil 13 facing downstream in the axial direction A of the jet engine 1 are shown.

Die Plattformen 14, 19 weisen einen in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromauf gewandten vorderen Randbereich 77 bzw. 79 mit einem vorderen Ende 81 bzw. 83 und einen in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 stromab angeordneten hinteren Randbereich 78 bzw. 80 mit einem hinteren Ende 82 bzw. 84 auf, wobei auch der durch den Spalt 28 und den Abstand der Fläche 30 der Plattform 14 bzw. 19 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 von der Gehäuseeinrichtung 8 bzw. dem Gehäuseteil 22 gebildete Strömungsbereich 31 ersichtlich ist. Mit Pfeilen 94 ist dabei die Strömungsrichtung der Leckageströmung sowohl im Bereich der Plattform 14 als auch im Bereich der Plattform 19 gezeigt.The platforms 14, 19 have a front edge region 77 or 79 facing upstream in the axial direction A of the jet engine 1 with a front end 81 or 83 and a rear edge region 78 or 80 arranged downstream in the axial direction A of the jet engine 1 with a rear end region End 82 and 84, wherein the flow area 31 formed by the gap 28 and the distance of the surface 30 of the platform 14 and 19 in the radial direction R of the jet engine 1 of the housing device 8 and the housing part 22 can be seen. With arrows 94, the flow direction of the leakage flow is shown both in the region of the platform 14 and in the region of the platform 19.

In Fig. 20 sind Referenzpunkte 86 bzw. 88 stromauf der Plattform 14 bzw. 19 und Referenzpunkte 87 bzw. 89 stromab der Plattform 14 bzw. 19 ersichtlich, wobei die Referenzpunkte 86 und 88 einen Abstand stromauf zu dem vorderen Ende 81 bzw. 83 aufweisen, der etwa 10 % einer Erstreckung der Plattform 14 bzw. 19 in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 beträgt. Die Referenzpunkte 87 und 89 weisen einen stromabseitigen Abstand von dem hinteren Ende 82 bzw. 84 der Plattform 14 bzw. 19 auf, der etwa 10 % der Erstreckung der Plattform 14 bzw. 19 in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 entspricht. Die Referenzpunkte 86 bis 89 sind dabei jeweils auf der Oberfläche 27 des Kernstromkanals 3 angeordnet. Mit dem Bezugszeichen 91 ist eine geradlinige Verbindung der Referenzpunkte 86 und 87 der Plattform 14 und mit dem Bezugszeichen 92 eine geradlinige Verbindung der Referenzpunkte 88 und 89 der Plattform 19 bezeichnet.In Fig. 20 reference points 86 and 88 are respectively upstream of the platform 14 and 19 and reference points 87 and 89 downstream of the platform 14 and 19, respectively, the reference points 86 and 88 being at a distance upstream of the front end 81 and 83, respectively % of an extension of the platform 14 and 19 in the axial direction A of the jet engine 1 amounts to. The reference points 87 and 89 have a downstream distance from the rear end 82 and 84, respectively Platform 14 and 19, which corresponds to about 10% of the extension of the platform 14 and 19 in the axial direction A of the jet engine 1. The reference points 86 to 89 are respectively arranged on the surface 27 of the core flow channel 3. The reference numeral 91 denotes a straight-line connection of the reference points 86 and 87 of the platform 14 and the reference numeral 92 denotes a straight-line connection of the reference points 88 and 89 of the platform 19.

Ein den vorderen Randbereich 77 der Plattform 14 näher darstellender Ausschnitt ist mit dem Bezugszeichen I versehen, wohingegen ein den hinteren Randbereich 78 der Plattform 14 umfassender Ausschnitt mit dem Bezugszeichen II bezeichnet ist. In vergleichbarer Weise ist ein den vorderen Randbereich 79 der Plattform 19 umfassender Ausschnitt mit III und ein den hinteren Randbereich 80 der Plattform 19 umfassender Ausschnitt mit IV bezeichnet.A detail representing the front edge region 77 of the platform 14 is provided with the reference symbol I, whereas a detail encompassing the rear edge region 78 of the platform 14 is designated by the reference symbol II. In a comparable manner, a cutout comprising the front edge region 79 of the platform 19 is designated by III and a cutout comprising the rear edge region 80 of the platform 19 is designated by IV.

Bei den Ausführungen gemäß der Fig. 20 bis Fig. 23 ragt der vordere Randbereich 77 der Plattform 14 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 gegenüber der Verbindung 91 um eine Erstreckung 93 in den Kernstromkanal 3, wohingegen der hintere Randbereich 78 der Plattform 14 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 nicht in den Kernstromkanal 3 hineinragt, sondern im Wesentlichen fluchtend zu der Gehäuseeinrichtung 8 angeordnet ist. Der sich in den Kernstromkanal 3 erstreckende Randbereich 77 kann sich in Umfangsrichtung u der Mittelachse 18 über einen Winkelbereich von beispielsweise 20° bis etwa 180° erstrecken, wobei insbesondere ein fließender Übergang zwischen dem vorderen Randbereich 77, der sich in den Kernstromkanal 3 erstreckt und dem hinteren Randbereich 78 der Plattform 14, der sich nicht in den Kernstromkanal 3 erstreckt, vorgesehen ist.In the embodiments according to the Fig. 20 to Fig. 23 extends the front edge portion 77 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 with respect to the connection 91 by an extension 93 in the core flow channel 3, whereas the rear edge portion 78 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 does not protrude into the core flow channel 3, but is arranged substantially in alignment with the housing device 8. The edge region 77 extending into the core flow channel 3 may extend in the circumferential direction u of the central axis 18 over an angular range of, for example, 20 ° to approximately 180 °, in particular a flowing transition between the front edge region 77 which extends into the core flow channel 3 and the rear edge region 78 of the platform 14, which does not extend into the core flow channel 3, is provided.

Durch den in den Kernstromkanal 3 ragenden Randbereich 77 der Plattform 14 wird eine Hauptströmung in dem Kernstromkanal 3 im Bereich der Oberfläche 27 der Gehäuseeinrichtung 8 gemäß der schematisch dargestellten Strömungslinie 95 umgelenkt, wodurch ein Teil des dynamischen Drucks in diesem der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13 zugewandten Bereich in statischen Druck umgewandelt wird. Der erhöhte statische Druck in diesem Bereich hat zur Folge, dass eine Druckdifferenz zwischen einem statischen Druck im Bereich des Spalts 28 auf der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 und dem statischen Druck im Bereich des Spalts 28 auf der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13 gegenüber einer Ausführung mit nicht in den Kernstromkanal 3 ragendem vorderen Randbereich 77 der Plattform 14 reduziert ist. Hierdurch wird im Betrieb des Strahltriebwerks 1 der durch den Strömungsbereich 31 geführte Massenstrom reduziert, so dass ein geringerer Massenstrom aus dem Strömungsbereich 31 in die Hauptströmung eintritt. Hierdurch werden wiederum Verluste in diesem Bereich reduziert, wodurch ein Wirkungsgrad des Strahltriebwerks 1 verbessert ist.As a result of the edge region 77 of the platform 14 projecting into the core flow channel 3, a main flow in the core flow channel 3 is deflected in the region of the surface 27 of the housing device 8 according to the schematically shown flow line 95, whereby a part of the dynamic pressure in this side faces the suction side 34 of the airfoil 13 Range is converted to static pressure. The increased static pressure in this area has the consequence that a pressure difference between a static pressure in the region of the gap 28 on the pressure side 33 of the airfoil 13 and the static pressure in the region of the gap 28 on the suction side 34 of the airfoil 13 with respect to an embodiment is not reduced in the core flow channel 3 protruding front edge region 77 of the platform 14. As a result, the mass flow guided through the flow region 31 is reduced during operation of the jet engine 1, so that a smaller mass flow from the flow region 31 enters the main flow. This in turn reduces losses in this area, whereby an efficiency of the jet engine 1 is improved.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 20 ist im Bereich des vorderen Endes 81 der Plattform 14 in einem Übergangsbereich zwischen einer sich im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 erstreckenden Seitenfläche 97 und einer dem Kernstromkanal 3 zugewandten Fläche 98 eine scharfe Kante 96 vorgesehen. Aus Fertigungsgesichtspunkten kann die Kante 96 mit einem geringen Radius versehen sein.In the execution according to Fig. 20 is in the region of the front end 81 of the platform 14 in a transition region between a substantially extending in the radial direction R of the jet engine 1 side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98, a sharp edge 96 is provided. From a manufacturing point of view, the edge 96 can be provided with a small radius.

Bezugnehmend auf Fig. 21 ist eine der Ausführung der Fig. 20 entsprechende Variante gezeigt, welche sich lediglich von den Bereichen I und III der Fig. 20 unterscheidet. Wie im Bereich I' ersichtlich ist, ist in dem Übergangsbereich zwischen der sich im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 erstreckenden Seitenfläche 97 und der dem Kernstromkanal 3 zugewandten Fläche 98 ein größerer Radius 99 vorgesehen. Der dem Ausschnitt III der Fig. 20 entsprechende Bereich der Plattform 19 ist im Wesentlichen horizontal gespiegelt zu dem Ausschnitt I' ausgebildet.Referring to Fig. 21 is one of the execution of Fig. 20 corresponding variant shown, which only of the areas I and III of Fig. 20 different. As can be seen in region I ', a larger radius 99 is provided in the transition region between the side surface 97 extending essentially in the radial direction R of the jet engine 1 and the surface 98 facing the core flow channel 3. The section III of the Fig. 20 corresponding area of the platform 19 is substantially horizontally mirrored to the cutout I 'formed.

Gemäß der Ausführung nach Fig. 22 ist der Ausschnitt I" alternativ zu der Ausführung nach Fig. 20 gestaltet, wobei in dem Übergangsbereich zwischen der sich im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 erstreckenden Seitenfläche 97 und der dem Kernstromkanal 3 zugewandten Fläche 98 ein als Nase 100 ausgeführter Überhang angeordnet ist. Somit weist die Plattform 14 im Bereich der Fläche 98 eine größere Erstreckung in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 auf als im Bereich der Seitenfläche 97. Ein vorderes Ende 81 der Plattform 14 im Bereich der Nase 100 ist hierbei bezüglich der axialen Richtung A des Strahltriebwerks 1 etwa auf Höhe einer den Spalt 28 begrenzenden Seitenwand 101 der Gehäuseeinrichtung 8 angeordnet. Durch die beschriebene Ausführung der Nase 100 wird erreicht, dass die im Bereich der Saugseite 33 des Schaufelblatts 13 aus dem Spalt 28 austretende Leckageströmung nicht direkt in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 in die Hauptströmung eintritt, sondern zuvor im Bereich der Nase 100 aufgestaut wird. Hierdurch wird ein statischer Druck in diesem Bereich mit den oben näher beschriebenen vorteilhaften Wirkungen für die Leckageströmung weiter erhöht. Weiterhin wird die aus dem Spalt 28 austretende Leckageströmung vor einer Einleitung in die Hauptströmung um die Nase 100 herum umgelenkt und beschleunigt, so dass die Leckageströmung nur in vorteilhafterweise geringem Umfang mit der Hauptströmung wechselwirkt. Der dem Ausschnitt III der Fig. 20 entsprechende Bereich der Plattform 19 ist auch bei der Gestaltung gemäß Fig. 22 im Wesentlichen horizontal gespiegelt zu dem Ausschnitt I" ausgebildet.According to the execution according to Fig. 22 the section I "is alternative to the embodiment according to Fig. 20 designed, wherein in the transition region between the substantially radially in the radial direction R of the jet engine 1 extending side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98 as a Nose 100 executed overhang is arranged. Thus, the platform 14 in the region of the surface 98 has a greater extent in the axial direction A of the jet engine 1 than in the region of the side surface 97. A front end 81 of the platform 14 in the region of the nose 100 is in this case with respect to the axial direction A of the jet engine. 1 approximately at the level of a gap 28 limiting side wall 101 of the housing device 8 is arranged. The embodiment of the lug 100 described above ensures that the leakage flow emerging from the gap 28 in the region of the suction side 33 of the blade 13 does not enter the main flow directly in the radial direction R of the jet engine 1, but is previously dammed up in the region of the nose 100. As a result, a static pressure in this area is further increased with the advantageous effects for the leakage flow described in more detail above. Furthermore, the leaking from the gap 28 leakage flow is deflected before being introduced into the main flow around the nose 100 around and accelerated, so that the leakage flow interacts only to an advantageously small extent with the main flow. The section III of the Fig. 20 corresponding area of the platform 19 is also in the design according to Fig. 22 essentially horizontally mirrored to the cutout I "formed.

In Fig. 23 weist die Plattform 14 in dem vorderen Randbereich 77 wiederum einen als Nase 102 ausgeführten Überhang auf, wie der alternativ zu dem Bereich I der Fig. 20 gestaltete Ausschnitt I'" in Fig. 23 zeigt. Dabei ist die Nase 102 prinzipiell vergleichbar zu der Nase 100 ausgeführt. Im Unterschied zu der Nase 100 gemäß Fig. 22 weist die Nase 102 allerdings eine bezüglich der axialen Richtung A des Strahltriebwerks 1 größere Erstreckung auf, so dass die Nase 102 die Gehäuseeinrichtung 8 gegenüber der Seitenfläche 101 in axialer Richtung A des Strahltriebwerks 1 um eine Länge 107 übergreift. Durch eine derartige Ausführung der Nase 102 wird im Bereich des Spalts 28 eine größere Erhöhung des statischen Drucks erreicht als mit der Nase 100. Auch bei der Gestaltung gemäß Fig. 23 ist der dem Ausschnitt III der Fig. 20 entsprechende Bereich der Plattform 19 im Wesentlichen horizontal gespiegelt zu dem Ausschnitt I'" ausgebildet.In Fig. 23 For example, the platform 14 in the front edge region 77 again has an overhang designed as a nose 102, as an alternative to the region I of FIG Fig. 20 designed cutout I '"in Fig. 23 shows. In this case, the nose 102 is executed in principle comparable to the nose 100. In contrast to the nose 100 according to Fig. 22 However, the nose 102 has a greater extent with respect to the axial direction A of the jet engine 1, so that the nose 102 engages over the housing device 8 with respect to the side surface 101 in the axial direction A of the jet engine 1 by a length 107. By such an embodiment of the nose 102, a greater increase in the static pressure is achieved in the region of the gap 28 than with the nose 100. Also in the design according to Fig. 23 is the section III of the Fig. 20 corresponding area of the platform 19 substantially horizontally mirrored to the cutout I '"formed.

In Fig. 24 ist mit I"" eine alternative Ausführung des Ausschnitts I der Fig. 20 gezeigt, bei der der vordere Randbereich 77 der Plattform 14 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 eine im Wesentlichen der Verbindung 91 in diesem Bereich entsprechende Erstreckung aufweist. Die Ausführung I"" gemäß Fig. 24 ist mit den in den Fig. 25 bis Fig. 28 gezeigten Ausführungsvarianten II' bis II"" des hinteren Randbereichs 78 der Plattform 14 kombinierbar. Bei sämtlichen nachfolgenden Ausführungsvarianten kann der vordere Randbereich 79 der Plattform 19 entsprechend dem Ausschnitt III in Fig. 20 horizontal gespiegelt zu dem vorderen Randbereich 77 der Plattform 14 ausgeführt sein. Ebenso kann der hintere Randbereich 80 der Plattform 19 entsprechend dem Ausschnitt IV in Fig. 20 horizontal gespiegelt zu dem hinteren Randbereich 78 der Plattform 14 ausgeführt sein.In Fig. 24 is an alternative embodiment of section I with I "" Fig. 20 shown, in which the front edge region 77 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 has a substantially corresponding to the connection 91 in this area extent. The execution I "" according to Fig. 24 is with the in the FIGS. 25 to 28 shown variants II 'to II "" of the rear edge portion 78 of the platform 14 combined. In all subsequent embodiments, the front edge region 79 of the platform 19 corresponding to the cutout III in Fig. 20 horizontally mirrored to the front edge region 77 of the platform 14 executed. Likewise, the rear edge region 80 of the platform 19 corresponding to the section IV in Fig. 20 horizontally mirrored to the rear edge region 78 of the platform 14.

Gemäß den Ausschnitten II' bis II"" der Fig. 25 bis Fig. 28 ragt der hintere Randbereich 78 der Plattform 14 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 gegenüber der Verbindung 91 um eine Erstreckung 110 in den Kernstromkanal 3. Der sich in den Kernstromkanal 3 erstreckende Randbereich kann sich in Umfangsrichtung u der Mittelachse 18 wiederum über einen Winkelbereich von beispielsweise 20° bis etwa 180° erstrecken, wobei insbesondere ein fließender Übergang zwischen dem den hinteren Randbereich 78 umfassenden Randbereich, der sich in den Kernstromkanal 3 erstreckt, und einem den vorderen Randbereich 77 umfassenden Randbereich der Plattform 14, der sich nicht in den Kernstromkanal 3 erstreckt, vorgesehen ist.According to sections II 'to II "" of the FIGS. 25 to 28 extends the rear edge portion 78 of the platform 14 in the radial direction R of the jet engine 1 relative to the connection 91 by an extension 110 in the core flow channel 3. The extending into the core flow channel 3 edge region can in the circumferential direction u of the central axis 18 in turn over an angular range of, for example 20 ° to about 180 °, wherein in particular a smooth transition between the rear edge region 78 comprehensive edge region extending into the core flow channel 3, and a front edge region 77 comprising the edge region of the platform 14, which does not extend into the core flow channel 3 , is provided.

Durch den in den Kernstromkanal 3 ragenden Randbereich 78 der Plattform 14 wird eine Hauptströmung in dem Kernstromkanal 3 im Bereich der Oberfläche 27 der Gehäuseeinrichtung 8 gemäß der schematisch dargestellten Strömungslinie 95 durch den in den Kernstromkanal 3 ragenden hinteren Randbereich 78 umgelenkt, wodurch ein Teil des statischen Drucks in diesem, der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 zugewandten Bereich, in dynamischen Druck umgewandelt wird. Der reduzierte statische Druck in diesem Bereich hat zur Folge, dass eine Druckdifferenz zwischen dem statischen Druck im Bereich des Spalts 28 auf der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 und dem statischen Druck im Bereich des Spalts 28 auf der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13 gegenüber einer Ausführung mit nicht in den Kernstromkanal 3 ragendem hinteren Randbereich 78 der Plattform 14 reduziert ist. Dies hat zur Folge, dass auch der im Betrieb des Strahltriebwerks 1 durch den Strömungsbereich 31 geführte Massenstrom reduziert ist. Da hierdurch ein geringerer Massenstrom aus dem Strömungsbereich 31 in die Hauptströmung eintritt, sind Verluste in diesem Bereich reduziert, wodurch wiederum ein Wirkungsgrad des Strahltriebwerks 1 verbessert ist.By the protruding into the core flow channel 3 edge region 78 of the platform 14, a main flow in the core flow channel 3 in the region of the surface 27 of the housing device 8 according to the flow line 95 shown schematically deflected by the projecting into the core flow channel 3 rear edge region 78, whereby a part of the static Pressure in this, the pressure side 33 of the airfoil 13 facing region is converted into dynamic pressure. The reduced static pressure in this area has the consequence that a pressure difference between the static pressure in the region of the gap 28 on the pressure side 33 of the airfoil 13 and the static pressure in the region of the gap 28 on the suction side 34 of the airfoil 13 with respect to a design with not projecting into the core flow channel 3 rear edge region 78 of the platform 14 is reduced. This has the consequence that also in the operation of the jet engine 1 guided through the flow area 31 mass flow is reduced. Since this results in a lower mass flow from the flow area 31 into the main flow, losses in this area are reduced, which in turn improves the efficiency of the jet engine 1.

Im Ausschnitt II' gemäß Fig. 25 ist in einem Übergangsbereich zwischen der sich im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 erstreckenden Seitenfläche 97 und der dem Kernstromkanal 3 zugewandten Fläche 98 eine scharfe Kante 103 vorgesehen, die insbesondere aus Fertigungsgesichtspunkten mit einem kleinen Radius versehen sein kann.In section II 'according to Fig. 25 is in a transition region between the substantially radially in the radial direction R of the jet engine 1 extending side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98, a sharp edge 103 is provided, which may be provided in particular from a manufacturing point of view with a small radius.

Im Unterschied hierzu ist bei der Ausführung des Bereichs II" gemäß Fig. 26 in dem Übergangsbereich zwischen der sich im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 erstreckenden Seitenfläche 97 und der dem Kernstromkanal 3 zugewandten Fläche 98 ein größerer Radius 104 vorgesehen.In contrast, in the execution of the area II "according to Fig. 26 in the transition region between the substantially extending in the radial direction R of the jet engine 1 side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98, a larger radius 104 is provided.

Gemäß der Ausschnitte II'" gemäß Fig. 27 und II"" in Fig. 28 ist in dem Übergangsbereich zwischen der sich im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 erstreckenden Seitenfläche 97 und der dem Kernstromkanal 3 zugewandten Fläche 98 jeweils ein als Nase 105 bzw. 106 ausgeführter Überhang angeordnet, wobei die jeweilige Nase 105 bzw. 106 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bzw. vertikal gespiegelt zu der Nase 100 bzw. der Nase 102 ausgeführt ist.According to the sections II '"according to Fig. 27 and II "" in Fig. 28 is in the transition region between the extending substantially in the radial direction R of the jet engine 1 side surface 97 and the core flow channel 3 facing surface 98 each arranged as a nose 105 and 106 overhang arranged, the respective nose 105 and 106 substantially mirror-symmetrical or vertically mirrored to the nose 100 and the nose 102 is executed.

Neben den bisher beschriebenen Ausführungsvarianten, bei denen sich entweder der vordere Randbereich 77 bzw. 79 oder der hintere Randbereich 78 bzw. 80 der Plattform 14 bzw. 19 in den Kernstromkanal 3 erstreckt, kann es auch vorgesehen sein, dass sowohl der vordere Randbereich 77 bzw. 79 als auch der hintere Randbereich 78 bzw. 80 der Plattform 14 bzw. 19 gegenüber der Verbindung 91 bzw. 92 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 in den Kernstromkanal 3 ragen. Hierdurch tritt im Bereich des Spalts 28 auf der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13 in oben näher beschriebener Weise eine Druckerhöhung und im Bereich des Spalts 28 auf der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 in oben näher beschriebener Weise eine Druckreduzierung auf, so dass ein Druckgradient aus einem Druck im Bereich eines Eintritts der Leckageströmung in den Strömungsbereich 31 zu einem Druck im Bereich eines Austritts der Leckageströmung aus dem Strömungsbereich 31 weiter reduziert ist. Hierdurch wird im Betrieb des Strahltriebwerks 1 ein durch den Strömungsbereich 31 strömender Massenstrom weiter reduziert.In addition to the previously described embodiments in which either the front edge region 77 or 79 or the rear edge region 78 or 80 of the platform 14 or 19 extends into the core flow channel 3, it can also be provided that both the front edge region 77 and 79 as well as the rear Edge region 78 or 80 of the platform 14 and 19 protrude relative to the connection 91 or 92 in the radial direction R of the jet engine 1 in the core flow channel 3. This results in the region of the gap 28 on the suction side 34 of the blade 13 in the manner described above, a pressure increase and in the region of the gap 28 on the pressure side 33 of the blade 13 in the manner described above, a pressure reduction, so that a pressure gradient from a pressure is further reduced in the region of entry of the leakage flow into the flow region 31 to a pressure in the region of an exit of the leakage flow from the flow region 31. As a result, during operation of the jet engine 1, a mass flow flowing through the flow region 31 is further reduced.

Prinzipiell können die Plattformen 14, 19 in den Ausschnitten I, II, III und IV beliebige Kombinationen der hierzu jeweils beschriebenen Ausführungsvarianten bilden. Der Übergangsbereich von der Seitenfläche 97 der Plattform 14 zu der Fläche 98 der Plattform 14 ist insbesondere in dem vorderen Randbereich 77 bzw. 79 vergleichbar zu dem hinteren Randbereich 78 bzw. 80 ausgeführt. Der in den Kernstromkanal 3 ragende Randbereich 77, 78 der Plattform 14 bzw. der in den Kernstromkanal 3 ragende Randbereich 79, 80 der Plattform 19 ist dabei in Umfangsrichtung u der Mittelachse 18 vorzugsweise komplett umlaufend ausgeführt. Alternativ hierzu kann der Übergangsbereich von der Seitenfläche 97 zu der Fläche 98 der Plattform aber auch in dem vorderen Randbereich 77 bzw. 79 anders ausgeführt sein als in dem hinteren Randbereich 78 bzw. 80.In principle, the platforms 14, 19 in the cutouts I, II, III and IV can form any combination of the respective embodiments described in each case. The transition region from the side surface 97 of the platform 14 to the surface 98 of the platform 14 is designed in particular in the front edge region 77 or 79, comparable to the rear edge region 78 or 80. The edge region 77, 78 of the platform 14 projecting into the core flow channel 3 or the edge region 79, 80 of the platform 19 projecting into the core flow channel 3 is preferably executed completely circumferentially in the circumferential direction u of the central axis 18. Alternatively, the transition region from the side surface 97 to the surface 98 of the platform but also in the front edge region 77 or 79 may be designed differently than in the rear edge region 78 or 80.

Die Erstreckung 93 im vorderen Randbereich 77 bzw. 79 und die Erstreckung 110 im hinteren Randbereich 78 bzw. 80 können sowohl einen einander entsprechenden Wert aufweisen. Alternativ hierzu kann eine der Erstreckungen 93 bzw. 110 größer als die andere Erstreckung 110 bzw. 93 sein.The extension 93 in the front edge region 77 or 79 and the extension 110 in the rear edge region 78 or 80 can both have a mutually corresponding value. Alternatively, one of the extensions 93 and 110 may be larger than the other extension 110 and 93, respectively.

Die Erstreckung 93 bzw. die Erstreckung 110 des in den Kernstromkanal 3 ragenden Randbereichs 77, 78, 79, 80 beträgt vorliegend etwa 0,8 % einer Breite B des Kernstromkanals 3 senkrecht zur axialen Richtung A des Strahltriebwerks 1 im Bereich des Randbereichs 77, 78, 79, 80.The extension 93 or the extension 110 of the edge region 77, 78, 79, 80 projecting into the core flow channel 3 amounts to approximately 0.8% of a width B in the present case of the core flow channel 3 perpendicular to the axial direction A of the jet engine 1 in the region of the edge region 77, 78, 79, 80.

Wie in Fig. 20 dargestellt, kann an den Strömungsbereich 31 im Bereich der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 und/oder im Bereich der Saugseite 34 des Schaufelblatts eine Absaugeinrichtung 108 grenzen. Im Prinzip ist jede der in den Fig. 20 bis Fig. 28 beschriebenen Ausführung mit einer oder mehreren der in den Fig. 3 bis Fig. 14 gezeigten Absaugeinrichtungen 40, 44, 46, 48, 50, 52 oder 54 kombinierbar.As in Fig. 20 1, a suction device 108 may adjoin the flow region 31 in the region of the pressure side 33 of the blade 13 and / or in the region of the suction side 34 of the blade. In principle, each of the in the FIG. 20 to FIG. 28 described embodiment with one or more of the in the FIG. 3 to FIG. 14 shown suction devices 40, 44, 46, 48, 50, 52 or 54 can be combined.

Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die in den Fig. 3 bis Fig. 18 gezeigten Plattformen 14 bzw. 19 gemäß den Ausführungen nach Fig. 20 bis Fig. 30 in den Kernstromkanal 3 ragen. Durch die Kombination der in den Kernstromkanal 3 ragenden Plattform 14, mit einer Absaugeinrichtung 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108 ist ein Wirkungsgrad des Strahltriebwerks 1 vorteilhafterweise weiter erhöht, da sich die Wirkung der Absaugeinrichtung 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108 mit der Wirkung der in den Kernstromkanal ragenden Plattform 14, 19 addiert.Likewise, it may be provided that in the Fig. 3 to Fig. 18 shown platforms 14 and 19 according to the embodiments according to FIGS. 20 to 30 protrude into the core flow channel 3. By combining the projecting into the core flow channel 3 platform 14, with a suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108, an efficiency of the jet engine 1 is advantageously further increased, since the effect of the suction device 40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108 with the effect of projecting into the core flow channel platform 14, 19 added.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Strömungsmaschine; StrahltriebwerkFlow machine; Jet engine
22
Schaufelradvorrichtung; HochdruckverdichterSchaufelradvorrichtung; High-pressure compressors
33
KernstromkanalCore flow duct
44
Rotorvorrichtungrotor device
55
Statorvorrichtungstator
6A bis 6D6A to 6D
Stufen des HochdruckverdichtersSteps of the high pressure compressor
88th
Gehäuseeinrichtunghousing means
99
LaufschaufeleinrichtungBlade device
1010
Schaufelblatt der LaufschaufeleinrichtungAirfoil of the blade device
1111
ScheibenradScheibenrad
1212
Leitschaufelvane
1313
Schaufelblatt der LeitschaufelAirfoil of the vane
1414
Plattformplatform
1515
spindelförmiger Bereichspindle-shaped area
1616
Ausnehmung der GehäuseeinrichtungRecess of the housing device
1717
BuchseRifle
1818
Mittelachsecentral axis
1919
Plattformplatform
2020
spindelförmiger Bereichspindle-shaped area
2121
BuchseRifle
2222
Gehäuseteilhousing part
2424
Ausnehmungrecess
2727
Oberfläche des KernstromkanalsSurface of the core flow channel
2828
Spaltgap
3030
Fläche der PlattformSurface of the platform
3131
Strömungsbereichflow region
3333
Druckseite des SchaufelblattsPressure side of the airfoil
3434
Saugseite des SchaufelblattsSuction side of the airfoil
3636
Ausnehmungrecess
3838
Strömungsliniestreamline
3939
BereichArea
4040
Absaugeinrichtungsuction
4242
Raumroom
4343
Ausnehmungrecess
4444
Absaugeinrichtungsuction
4646
Absaugeinrichtungsuction
4848
Absaugeinrichtungsuction
5050
Absaugeinrichtungsuction
5151
Raumroom
5252
Absaugeinrichtungsuction
5454
Absaugeinrichtungsuction
5555
Stegweb
5757
Leitungsbereichmanagement area
5858
Düsejet
5959
Rotorspitzerotor tip
6060
Teil der GehäuseeinrichtungPart of the housing device
6161
Teil der GehäuseeinrichtungPart of the housing device
6262
Abstützelementsupporting
6363
Abstützelementsupporting
6565
Leitungsbereichmanagement area
6666
Düsejet
6868
Leitungsbereichmanagement area
7070
Raumroom
7171
Raumroom
7272
Leitungsbereichmanagement area
7474
Vorderkante des SchaufelblattsLeading edge of the airfoil
7575
Hinterkante des SchaufelblattsTrailing edge of the airfoil
7777
vorderer Randbereich der Plattformfront edge area of the platform
7878
hinterer Randbereich der Plattformrear edge area of the platform
7979
vorderer Randbereich der Plattformfront edge area of the platform
8080
hinterer Randbereich der Plattformrear edge area of the platform
8181
vorderes Ende der Plattformfront end of the platform
8282
hinteres Ende der Plattformrear end of the platform
8383
vorderes Ende der Plattformfront end of the platform
8484
hinteres Ende der Plattformrear end of the platform
86 bis 8986 to 89
Referenzpunktreference point
91,9291.92
geradlinige Verbindungstraightforward connection
9393
Erstreckungextension
9494
Pfeilarrow
9595
Strömungsliniestreamline
9696
Kanteedge
9797
Seitenfläche der PlattformSide surface of the platform
9898
Fläche der PlattformSurface of the platform
9999
Radiusradius
100100
Überhang; NaseOverhang; nose
101101
Seitenfläche der GehäuseeinrichtungSide surface of the housing device
102102
Überhang; NaseOverhang; nose
103103
Kanteedge
104104
Radiusradius
105, 106105, 106
Überhang; NaseOverhang; nose
107107
Längelength
108108
Absaugeinrichtungsuction
110110
Erstreckungextension
aa
axialer Richtung der Leitschaufelaxial direction of the vane
AA
axiale Richtung des Strahltriebwerksaxial direction of the jet engine
BB
Breite des KernstromkanalsWidth of the core flow channel
rr
radiale Richtung Leitschaufelradial direction vane
RR
radiale Richtung des Strahltriebwerksradial direction of the jet engine
uu
Umfangsrichtung zur Mittelachse der LeitschaufelCircumferential direction to the central axis of the vane
UU
Umfangsrichtung des StrahltriebwerksCircumferential direction of the jet engine

Claims (15)

Statorvorrichtung (5) für eine Strömungsmaschine (1) mit einer Gehäuseeinrichtung (8) und mehreren Leitschaufeln (12), die umfangsseitig verteilt an der Gehäuseeinrichtung (8) angeordnet sind, wobei die Leitschaufeln (12) jeweils mit einem Schaufelblatt (13) und jeweils wenigstens einer Plattform (14, 19) ausgeführt sind, wobei die Plattformen (14, 19) zumindest bereichsweise eine Oberfläche (27) eines im Betrieb der Statorvorrichtung (5) mit Arbeitsfluid durchströmten Ringkanals (3) bilden und gegenüber der Gehäuseeinrichtung (8) verstellbar gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Plattform (14, 19) in axialer Richtung (A) der Statorvorrichtung (5) zwischen zwei Referenzpunkten (86 und 87 bzw. 88 und 89) des Ringkanals (3) angeordnet ist, wobei ein erster Referenzpunkt (86, 88) einen Randpunkt des Ringkanals (3) darstellt, der bezüglich einer Mittellängsachse der Plattform (14, 19) um 10 % einer axialen Erstreckung der Plattform (14, 19) stromauf eines vorderen Endes (81, 83) der Plattform (14, 19) angeordnet ist, und wobei ein zweiter Referenzpunkt (87, 89) einen Randpunkt des Ringkanals (3) darstellt, der bezüglich der Mittellängsachse der Plattform (14, 19) um 10 % der axialen Erstreckung der Plattform (14, 19) stromab eines hinteren Endes (82, 84) der Plattform (14, 19) angeordnet ist, wobei zumindest ein Randbereich (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) in radialer Richtung (R) der Statorvorrichtung (5) gegenüber einer geradlinigen Verbindung (91, 92) der beiden Referenzpunkte (86, 87 bzw. 88, 89) in den Ringkanal (3) ragt.
Stator device (5) for a turbomachine (1) with a housing device (8) and a plurality of guide vanes (12), which are circumferentially distributed on the housing means (8) are arranged, wherein the guide vanes (12) each with an airfoil (13) and respectively at least one platform (14, 19) are executed, wherein the platforms (14, 19) at least partially form a surface (27) of an operating during operation of the stator (5) with working fluid annular channel (3) and relative to the housing means (8) adjustable are stored,
characterized,
in that at least one platform (14, 19) is arranged in the axial direction (A) of the stator device (5) between two reference points (86 and 87 or 88 and 89) of the annular channel (3), wherein a first reference point (86, 88) represents an edge point of the annular channel (3) arranged with respect to a central longitudinal axis of the platform (14, 19) by 10% of an axial extent of the platform (14, 19) upstream of a front end (81, 83) of the platform (14, 19) and wherein a second reference point (87, 89) represents an edge point of the annular channel (3) which is 10% of the axial extent of the platform (14, 19) downstream of a rear end relative to the central longitudinal axis of the platform (14, 19). 82, 84) of the platform (14, 19) is arranged, wherein at least one edge region (77, 78, 79, 80) of the platform (14, 19) in the radial direction (R) of the stator device (5) with respect to a rectilinear connection ( 91, 92) of the two reference points (86, 87 and 88, 89) projects into the annular channel (3).
Statorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenüber der geradlinigen Verbindung (91, 92) der beiden Referenzpunkte (86, 87 bzw. 88, 89) in den Ringkanal (3) ragende Randbereich (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) sich in einem in axialer Richtung (A) der Statorvorrichtung (5) vorderen und/oder hinteren Bereich der Plattform (14, 19) befindet.Stator device according to claim 1, characterized in that the relative to the straight line connection (91, 92) of the two reference points (86, 87 and 88, 89) in the annular channel (3) projecting edge region (77, 78, 79, 80) of Platform (14, 19) is in a in the axial direction (A) of the stator device (5) front and / or rear portion of the platform (14, 19). Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (14, 19) der Leitschaufel (12) in einem bezüglich der radialen Richtung (R) der Statorvorrichtung (5) inneren und/oder äußeren Randbereich des Schaufelblatts (13) angeordnet ist.Stator device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the platform (14, 19) of the vane (12) in a relative to the radial direction (R) of the stator device (5) inner and / or outer edge region of the airfoil (13) is arranged. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der in den Ringkanal (3) erstreckende Randbereich (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) gegenüber der geradlinigen Verbindung (91, 92) der Referenzpunkte (86, 87 bzw. 88, 89) um wenigstens 0,3 %, insbesondere etwa 0,8 % einer Erstreckung des Ringkanals (3) in radialer Richtung (R) der Statorvorrichtung (5) im Bereich des Randbereichs (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) in den Ringkanal (3) erstreckt.Stator device according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the annular channel (3) extending edge region (77, 78, 79, 80) of the platform (14, 19) relative to the rectilinear connection (91, 92) of the reference points (86, 87 or 88, 89) by at least 0.3%, in particular about 0.8% of an extension of the annular channel (3) in the radial direction (R) of the stator device (5) in the region of the edge region (77, 78, 79, 80) of the platform (14, 19) extends into the annular channel (3). Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in den Ringkanal (3) erstreckende Randbereich (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) in einem in axialer Richtung (A) der Statorvorrichtung (5) vorderen bzw. hinteren Bereich mit einer Verrundung (99, 104) ausgeführt ist.Stator device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the annular channel (3) extending edge region (77, 78, 79, 80) of the platform (14, 19) in an axial direction (A) of the stator device ( 5) front or rear portion with a rounding (99, 104) is executed. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in den Ringkanal (3) erstreckende Randbereich (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) vorzugsweise mit einem Überhang (100, 102, 105, 106) ausgeführt ist, und wobei die Plattform (14, 19) in einem dem Ringkanal (3) zugewandten Bereich eine größere Erstreckung in axialer Richtung (A) der Statorvorrichtung (5) als in einem dem Ringkanal (3) abgewandten Bereich aufweist.Stator device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the annular channel (3) extending edge region (77, 78, 79, 80) of the platform (14, 19) preferably with an overhang (100, 102, 105, 106), and wherein the platform (14, 19) in a region facing the annular channel (3) has a greater extent in the axial direction (A) of the stator device (5) than in a region remote from the annular channel (3). Statorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überhang (100, 102, 105, 106) vorzugsweise in axialer Richtung (A) der Statorvorrichtung (5) die an die Plattform (14, 19) angrenzende Gehäuseeinrichtung (8) zumindest bereichsweise übergreift.Stator device according to claim 6, characterized in that the overhang (100, 102, 105, 106) preferably in the axial direction (A) of Stator device (5) on the platform (14, 19) adjacent the housing device (8) overlaps at least partially. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der gegenüber der geradlinigen Verbindung (91, 92) der beiden Referenzpunkte (86, 87 bzw. 88, 89) in den Ringkanal (3) ragende Randbereich (77, 78, 79, 80) der Plattform (14, 19) bezüglich einer Umfangsrichtung (u) der Leitschaufel (12) über einen Winkelbereich größer 20°, insbesondere größer 30°, erstreckt.Stator device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the relative to the straight line connection (91, 92) of the two reference points (86, 87 and 88, 89) in the annular channel (3) projecting edge region (77, 78, 79, 80) of the platform (14, 19) with respect to a circumferential direction (u) of the guide vane (12) over an angular range greater than 20 °, in particular greater than 30 °, extends. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsbereich (31) vorgesehen ist, über den im Betrieb der Statorvorrichtung (5) ein Arbeitsfluid zumindest bereichsweise in radialer Richtung (R) der Statorvorrichtung (5) auf einer dem Ringkanal (3) abgewandten Seite der Plattform (14, 19) von einer Druckseite (33) des Schaufelblatts (13) zu einer Saugseite (34) des Schaufelblatts (13) strömt, wobei wenigstens eine an den Strömungsbereich (31) grenzende Absaugeinrichtung (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108) vorgesehen ist, über die im Betrieb der Statorvorrichtung (5) Arbeitsfluid aus dem Strömungsbereich (31) ableitbar ist.Stator device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a flow region (31) is provided, over which during operation of the stator device (5) a working fluid at least partially in the radial direction (R) of the stator device (5) on a the annular channel ( 3) facing away from the platform (14, 19) from a pressure side (33) of the airfoil (13) to a suction side (34) of the airfoil (13), at least one suction device (40, 44) adjacent to the flow region (31) , 46, 48, 50, 52, 54, 108) is provided, via which during operation of the stator device (5) working fluid from the flow area (31) can be derived. Statorvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (46, 48) direkt an die Oberfläche (27) des Ringkanals (3) grenzt.Stator device according to claim 9, characterized in that the suction device (46, 48) directly adjacent to the surface (27) of the annular channel (3). Statorvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (40, 44, 50, 52, 54, 108) in radialer Richtung (R) der Statorvorrichtung (5) beabstandet zu der Oberfläche (27) des Ringkanals (3) an den Strömungsbereich (31) grenzt.Stator device according to claim 9, characterized in that the suction device (40, 44, 50, 52, 54, 108) in the radial direction (R) of the stator device (5) spaced from the surface (27) of the annular channel (3) to the flow region (31) borders. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108) in einem Bereich mit dem Strömungsbereich (31) verbunden ist, der der Druckseite (33) und/oder der Saugseite (34) des Schaufelblatts (13) der Leitschaufel (12) zugewandt ist.Stator assembly according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the suction device (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108) is connected in a region of the flow region (31) of the pressure side (33) and / or the suction side (34) of the airfoil (13) facing the guide vane (12). Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Absaugeinrichtung (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108, 109) in Umfangsrichtung (u) der Leitschaufel (12) über einen Winkelbereich erstreckt, der insbesondere größer 20°, vorzugsweise größer 30°, ist.Stator device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the suction device (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108, 109) in the circumferential direction (u) of the guide vane (12) extends over an angular range, in particular greater than 20 °, preferably greater than 30 °. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108) bezüglich einer Zentralachse der Statorvorrichtung (5) umfangsseitig im Wesentlichen umlaufend in der Gehäuseeinrichtung (8) verläuft.Stator device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the suction device (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108) with respect to a central axis of the stator device (5) circumferentially substantially circumferentially in the housing device (8) runs. Schaufelradvorrichtung (2) mit einer Statorvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einer Rotorvorrichtung (4), wobei die Absaugeinrichtung (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108) mit einem Leitungsbereich (57, 65, 68) verbunden ist, über den Arbeitsfluid im Betrieb der Schaufelradvorrichtung (2) der Rotorvorrichtung (4) zuführbar ist, wobei der Leitungsbereich (57, 65, 68) vorzugsweise wenigstens eine Düse (58, 66) aufweist, über die im Betrieb der Schaufelradvorrichtung (2) Arbeitsfluid der Rotorvorrichtung (4) zuführbar ist.A paddle wheel device (2) having a stator device (5) according to one of claims 1 to 14 and a rotor device (4), wherein the suction device (40, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 108) is connected to a line region (57, 65, 68) via which working fluid of the bucket wheel device (2) can be fed to the rotor device (4), wherein the line region (57, 65, 68) preferably has at least one nozzle (58, 66), over which in operation the impeller device (2) working fluid of the rotor device (4) can be fed.
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