STATORVORRICHTUNG FÜR EINE STRÖMUNGSMASCHINE MIT EINER GEHÄUSEEINRICHTUNG UND MEHREREN LEITSCHAUFELN

Abstract

 Es wird eine Statorvorrichtung (5) für eine Strömungsmaschine (1) mit einer Gehäuseeinrichtung (8) und mehreren Leitschaufeln (12) vorgeschlagen, die umfangsseitig verteilt an der Gehäuseeinrichtung (8) angeordnet sind. Die Leitschaufeln (12) sind jeweils mit einem Schaufelblatt (13) und jeweils wenigstens einer Plattform (14) ausgeführt. Die Plattformen (14) 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. Dabei ist ein Spaltbereich (31) vorgesehen, der zumindest bereichsweise durch einen bezüglich einer Längsachse (18) der Plattform (14, 19) radialen Spalt (28) zwischen der Plattform (14, 19) und der Gehäuseeinrichtung (8) im Bereich der Oberfläche (27) des Ringkanals (3) gebildet ist. Im Bereich des Spalts (28) ist eine Abdichteinrichtung (40) vorgesehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Statorvorrichtung für eine Strömungsmaschine, insbesondere ein Flugtriebwerk, mit einer Gehäuseeinrichtung und mehreren Leitschaufeln gemäß der im Patentanspruch 1 näher definierten Art.

[0002] Statorvorrichtungen von Verdichtern für Flugtriebwerke, die mit um eine Mittelachse verstellbar ausgebildeten Leitschaufeln ausgeführt sind, sind aus der Praxis allgemein bekannt. Die umfangsseitig verteilt in einer Gehäuseeinrichtung angeordneten Leitschaufeln weisen dabei jeweils ein Schaufelblatt und eine sich in radial auswärtiger Richtung der Statorvorrichtung anschließende, auch als Penny bezeichnete Plattform auf, wobei die Plattformen gemeinsam mit der Gehäuseeinrichtung einen Kernstromkanal des Flugtriebwerks in radialer Richtung der Statorvorrichtung begrenzen. Wiederum in radialer Richtung des Flugtriebwerks auf einer dem Schaufelblatt abgewandten Seite der Plattformen schließt sich jeweils ein spindelförmiger Bereich an, über den die Leitschaufeln um die 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 die Gehäuseeinrichtung und die Plattform in radialer Richtung der Mittelachse des spindelförmigen Bereichs zueinander beabstandet sind, so dass zwischen der Gehäuseeinrichtung und den Plattformen der Leitschaufeln ein umlaufender Spalt vorliegt. Zudem ist eine dem Kernstromkanal abgewandte Fläche der Plattformen gegenüber der Gehäuseeinrichtung in radialer Richtung beabstandet.

[0003] Eine mit einer derartigen Statorvorrichtung ausgeführte Strömungsmaschine weist nachteilhafterweise einen nicht zufriedenstellenden Wirkungsgrad auf.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Statorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei ein Wirkungsgrad einer mit solch einer Statorvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine verbessert ist.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Statorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

[0006] Es wird eine Statorvorrichtung eines Verdichters oder einer Turbine für eine Strömungsmaschine, insbesondere ein Flugtriebwerk oder eine stationäre Gasturbine, mit einer Gehäuseeinrichtung und mehreren Leitschaufeln vorgeschlagen, die umfangsseitig verteilt an der Gehäuseeinrichtung angeordnet sind, wobei die Leitschaufeln jeweils mit einem Schaufelblatt und jeweils wenigstens einer Plattform (Penny) ausgeführt sind. Die Plattformen bilden zumindest bereichsweise eine Oberfläche eines im Betrieb der Statorvorrichtung mit Arbeitsfluid durchströmten Ringkanals und sind gegenüber der Gehäuseeinrichtung verstellbar gelagert, wobei ein Spaltbereich vorgesehen ist, der zumindest bereichsweise durch einen bezogen auf eine Längsachse der Plattform radialen Spalt zwischen der Plattform und der Gehäuseeinrichtung im Bereich der Oberfläche des Ringkanals gebildet ist. Gemäß der Erfindung ist im Bereich des Spalts eine Abdichteinrichtung vorgesehen.

[0007] Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, dass im Betrieb einer Strömungsmaschine bei herkömmlich ausgeführten Statorvorrichtungen durch den Spaltbereich, der zusätzlich zu dem radialen Spalt auch durch eine axiale Beabstandung - bezogen auf die Längsachse der Plattform - zwischen einer dem Ringkanal abgewandten Fläche der Plattform und der Gehäuseeinrichtung gebildet sein kann, ein Teil des durch den Ringkanal geführten Arbeitsfluids als Leckageströmung geführt wird. Diese Leckageströmung wird aufgrund eines Druckunterschieds zwischen der Druckseite und der Saugseite des Schaufelblatts bzw. eines ansteigenden Druckgradienten in Strömungsrichtung des Arbeitsfluids in dem Ringkanal durch den Spaltbereich geführt, wobei die Leckageströmung insbesondere über den Spalt im Bereich der stromab gelegenen Druckseite des Schaufelblatts und die dem Ringkanal abgewandte Seite der Plattform zu einer stromauf gelegenen Saugseite des Schaufelblatts und dort über den Spalt in den Ringkanal geführt wird. Bei einem Ausströmen der Leckageströmung im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts aus dem Spaltbereich interagiert die aus dem Spaltbereich 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.

[0008] Das Vorsehen der Abdichteinrichtung bei der erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass der Spaltbereich im Betrieb der Statorvorrichtung zumindest bereichsweise in radialer Richtung der Statorvorrichtung bzw. in axialer Richtung der Längsachse der Plattform abdichtbar ist, so dass ein Massenstrom der Leckageströmung, der im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts aus dem Spalt in die Hauptströmung des Ringkanals eintritt, reduziert oder ein Einströmen von Leckageströmung in den Ringkanal im Bereich der Saugseite des Schaufelblatts vollständig unterbunden ist.

[0009] Eine verlustbehaftete Interaktion der Leckageströmung mit der Hauptströmung ist hierdurch reduziert oder vollständig eliminiert, so dass ein Wirkungsgrad einer mit der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine gegenüber bekannten Ausführungen ohne eine derartige Abdichteinrichtung erhöht ist.

[0010] Hieraus resultiert auch ein reduzierter spezifischer Treibstoffverbrauch einer mit der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine, wobei dies insbesondere bei einem Flugtriebwerk ein signifikanter Vorteil ist.

[0011] Die Leckageströmung durch den Spaltbereich ist besonders stark reduziert, wenn sich die Abdichteinrichtung in radialer Richtung - bezogen auf die Längsachse der Plattform - von der Plattform bis zu der Gehäuseeinrichtung erstreckt und damit den gesamten Spalt radial übergreift.

[0012] Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Statorvorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Abdichteinrichtung bezüglich der Längsachse der Plattform zumindest annähernd die Plattform umlaufend ausgeführt ist. Die Leckageströmung im Bereich des Spalts kann hierbei komplett eliminiert werden.

[0013] Die Abdichtung im Bereich des Spalts zwischen der Plattform und der Gehäuseeinrichtung ist besonders effektiv, wenn die Abdichteinrichtung in einem an den Ringkanal grenzenden Bereich des Spalts angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausführung der Erfindung kann auch eine Leckageströmung in einem ringkanalnahen Bereich um die Plattform verhindert werden.

[0014] Bei einer durch eine hohe Lebensdauer gekennzeichneten Ausführung der Erfindung ist die Abdichteinrichtung mit einem insbesondere hochtemperaturbeständigen Material, beispielsweise Polytetrafluorethylen oder dergleichen, ausgeführt.

[0015] Die Abdichteinrichtung kann auf konstruktiv besonders einfache Weise im Bereich des Spalts angeordnet werden, wenn die Abdichteinrichtung zumindest bereichsweise in einer im Wesentlichen in radialer Richtung bezogen auf die Mittelachse weisenden Nut der Plattform und/oder einer Nut der Gehäuseeinrichtung angeordnet ist.

[0016] Eine einfache und kostengünstig ausgebildete Statorvorrichtung liegt vor, wenn die Abdichteinrichtung als O-Ring, als Kolbenring mit insbesondere in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Enden oder als Wellendichtring ausgeführt ist.

[0017] Die Plattform der Leitschaufel kann in einem bezüglich der radialen Richtung der Statorvorrichtung inneren und/oder äußeren Randbereich des Schaufelblatts angeordnet sein, wobei vorzugsweise im Bereich jeder Plattform eine Abdichteinrichtung in einem Spalt zwischen der jeweiligen Plattform und der Gehäuseeinrichtung angeordnet ist.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] Es zeigt:

Fig. 1

eine stark schematisierte Längsschnittansicht eines Ausschnitts eines Strahltriebwerks, wobei ein Verdichter mit mehreren Rotorvorrichtungen und Statorvorrichtungen gezeigt ist, die jeweils in einen Kernstromkanal ragende Schaufeln aufweisen;

Fig. 2

eine vereinfachte Längsschnittdarstellung durch einen Teil einer Statorvorrichtung der Fig. 1, wobei eine im Bereich eines Spalts zwischen der Plattform und einer Gehäuseeinrichtung angeordnete Abdichteinrichtung in einer ersten Ausführungsform gezeigt ist,

Fig. 3

eine stark vereinfachte Darstellung der Abdichteinrichtung in Alleinstellung;

Fig. 4

eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht der Statorvorrichtung gemäß Fig. 1, wobei eine zweite Ausführungsform der Abdichteinrichtung dargestellt ist;

Fig. 5

eine der Fig. 2 und Fig. 4 entsprechende Ansicht der Statorvorrichtung gemäß Fig. 1, wobei eine dritte Ausführungsform der Abdichteinrichtung gezeigt ist; und

Fig. 6

eine der Fig. 2, Fig. 4 und Fig. 5 entsprechende Ansicht der Statorvorrichtung gemäß Fig. 1, mit einer Abdichteinrichtung in einer vierten Ausführungsform.

[0021] Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Strömungsmaschine, die vorliegend als Strahltriebwerk 1 eines Flugzeugs ausgeführt ist, in einer alternativen Ausführung aber auch eine stationäre Gasturbine sein 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.

[0022] 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.

[0023] Die Rotorvorrichtung 4 weist eine Vielzahl von mit Schaufelblättern 10 ausgeführten Laufschaufeln 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.

[0024] 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. Die Plattformen bzw. Pennys 14 begrenzen den Kernstromkanal 3 in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 zumindest bereichsweise und sind radial auswärts betrachtet jeweils mit einem spindelförmigen Bereich 15 verbunden und vorliegend integral mit diesem ausgeführt. Dabei weisen die Plattformen 14 bezüglich einer Mittelachse 18 des spindelförmigen Bereichs 15 einen größeren Querschnitt als der spindelförmige Bereich 15 auf. 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.

[0025] Die Leitschaufeln 12 sind in den Ausnehmungen 16 der Gehäuseeinrichtung 8 in bekannter Weise um die Mittelachse 18 des spindelförmigen Bereichs 15, die deckungsgleich zur Längsachse der Plattform 14 ist, verdrehbar angeordnet, wobei die Leitschaufeln 12 beispielsweise über die spindelförmigen Bereiche 15 um 5° bis 60° gegenüber der Gehäuseeinrichtung 8 verdrehbar sind.

[0026] 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 vergleichbarer Weise zu der 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 der Gehäuseeinrichtung 8, 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.

[0027] In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der Statorvorrichtung 5 mit dem spindelförmigen Bereich 15 und der Plattform 14 der Leitschaufel 12 näher gezeigt. Hierbei ist ersichtlich, dass die mit einem kreisrunden Querschnitt ausgeführte Plattform 14 und der ebenfalls mit einem kreisrunden Querschnitt ausgeführte spindelförmige Bereich 15 in der zu der Mittelachse 18 konzentrisch ausgeführten Ausnehmung 16 der Gehäuseeinrichtung 8 gelagert sind. 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 im Wesentlichen in axialer Richtung a der Mittelachse 18 nach außen erstreckt.

[0028] Der Fig. 2 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 bezogen auf die Mittelachse 18 des spindelförmigen Bereiches 15 axialen Abstand und den bezüglich der Mittelachse 18 radialen Spalt 28 wird ein Spaltbereich 31 gebildet.

[0029] 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 und mithin in Strömungsrichtung an, so dass ein Druck einer durch den Kernstromkanal 3 strömenden Hauptströmung auf einer Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 der Leitschaufel 12 größer ist als auf einer Saugseite 34 des Schaufelblatts 13. Aufgrund dieser Druckverhältnisse strömt im Betrieb herkömmlich ausgeführter Strahltriebwerke 1 ein Teil der Hauptströmung als Leckageströmung von der Druckseite 33 des Schaufelblatts 13 durch den Spaltbereich 31 zu der Saugseite 34 des Schaufelblatts 13. Die Leckageströmung wird hierbei von dem druckseitigen Bereich des Spalts 28 über die dem Kernstromkanal 3 abgewandte Fläche 30 zu dem saugseitigen Bereich des Spalts 28 geführt.

[0030] Das Einströmen der Leckageströmung im Bereich der Saugseite 34 des Schaufelblatts 10 in die Hauptströmung führt bei den bekannten Strahltriebwerken zu erheblichen Verlusten, da eine Geschwindigkeit der Hauptströmung in diesem Bereich durch die Leckageströmung in unerwünschter Weise reduziert wird und ein sogenanntes Blockage- bzw. Verlustgebiet entsteht.

[0031] 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 oder vollständig zu unterbinden, ist in Fig. 2 eine als Kolbenring 40 ausgeführte Abdichteinrichtung vorgesehen, die in dem Spalt 28 angeordnet ist und in Fig. 3 in Alleinstellung ersichtlich ist.

[0032] Der vorliegend mit widerstandsfähigem Polytetrafluorethylen ausgeführte Kolbenring 40 ist dabei sowohl in einer Nut 41 der Plattform 14 als auch in einer Nut 42 der Gehäuseeinrichtung 8 angeordnet, so dass eine Breite des Spalts 28 in radialer Richtung r bezüglich der Mittelachse 18 von dem Kolbenring 40 vollständig überdeckt wird. Um den Kolbenring 40 auf einfache Weise montieren zu können, ist dieser in der Art einer Ringscheibe mit einer Ausnehmung 44 ausgeführt. Somit umläuft der Kolbenring 40 in montiertem Zustand die Mittelachse 18 in Umfangsrichtung u nahezu vollständig.

[0033] Der Kolbenring 40 wird vorzugsweise in einem direkt an den Kernstromkanal 3 bzw. eine Oberfläche 27 des Kernstromkanals 3 grenzenden Bereich in dem Spalt 28 angeordnet, so dass ein in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 innerhalb des Kolbenrings 40 vorliegender Strömungsbereich 43 minimiert oder vollständig eliminiert ist. Je näher der Kolbenring 40 im Bereich des Spalts 28 an der Oberfläche 27 des Kernstromkanals 3 angeordnet ist, desto kleiner ist der Strömungsbereich 43 und somit auch die Leckageströmung im Betrieb des Strahltriebwerks 1.

[0034] Über den Kolbenring 40 kann auf einfache Weise erreicht werden, dass im Betrieb des Strahltriebwerks 1 auf einer dem Kernstromkanal 3 abgewandten Seite des Kolbenrings 40 keine oder lediglich eine gegenüber herkömmlichen Ausführungen ohne einen Kolbenring 40 stark reduzierte Leckageströmung strömt.

[0035] In Fig. 4 bis Fig. 6 sind zu dem Kolbenring alternative Ausführungsvarianten einer Abdichteinrichtung 46, 47, 48 dargestellt, wobei im Folgenden lediglich die Unterschiede zu der oben näher beschriebenen Ausführung aufgezeigt werden.

[0036] Die Abdichteinrichtung 46 gemäß Fig. 4 ist als O-Ring ausgeführt, wobei der O-Ring 46 über eine in der Gehäuseeinrichtung 8 vorgesehene Nut 50 in seiner Position gehalten ist. Der O-Ring 46 liegt dabei an einer im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 verlaufenden Seitenfläche 51 der Plattform 14 an. Dadurch, dass der O-Ring 46 in Umfangsrichtung u der Mittelachse 18 komplett umlaufend ausgeführt ist und den Spalt 28 in radialer Richtung r der Mittelachse 18 vollständig abdichtet, wird mit dieser Ausführung auf besonders sichere Weise erreicht, dass auf einer dem Kernstromkanal 3 abgewandten Seite des O-Rings 46 Arbeitsgas als Leckageströmung strömen kann.

[0037] Gemäß Fig. 5 ist eine ebenfalls als O-Ring ausgeführte Abdichteinrichtung 47 gezeigt, die im Unterschied zu der Abdichteinrichtung 46 in einer in der Plattform 14 vorgesehenen Nut 52 angeordnet ist. Der O-Ring 47 liegt dabei an einer im Wesentlichen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 verlaufenden Seitenfläche 58 der Gehäuseeinrichtung 8 an. Der O-Ring 47 wirkt vergleichbar wie der O-Ring 46 und ist ebenfalls in Umfangsrichtung u der Mittelachse 18 komplett umlaufend ausgeführt, so dass der Spalt 28 auch bei dieser Ausführung in radialer Richtung r der Mittelachse 18 vollständig abdichtet ist.

[0038] In Fig. 6 ist die Abdichteinrichtung als Wellendichtring 48 ausgeführt, der im Bereich eines Absatzes 53 der Gehäuseeinrichtung 8 an dieser anliegt. Der Wellendichtring 48 ist wiederum mit Polytetrafluorethylen ausgeführt, weist aber eine integrierte Verstärkung 54 auf. Die Verstärkung 54 ist in einen in radialer Richtung R des Strahltriebwerks 1 verlaufenden Schenkel 55 eingebettet, der in montiertem Zustand mit einer im Wesentlichen in axialer Richtung a bezüglich der Mittelachse 18 verlaufenden Seitenfläche 58 der Gehäuseeinrichtung 8 zusammenwirkt. Weiterhin weist die Verstärkung 54 einen im Wesentlichen in radialer Richtung r bezüglich der Mittelachse 18 verlaufenden Bereich 56 auf, der als Kreisring ausgeführt ist. Über den Bereich 56 wirkt der Wellendichtring 48 in montiertem Zustand mit einer Fläche 59 der Gehäuseeinrichtung 8 zusammen, die ebenfalls im Wesentlichen in radialer Richtung r bezüglich der Mittelachse 18 verläuft.

[0039] Der Wellendichtring 48 weist weiterhin eine Dichtlippe 61 auf, die zum Zusammenwirken mit der Seitenfläche 51 der Plattform 14 ausgeführt ist. Um die Dichtlippe 61 im Betrieb des Strahltriebwerks 1 mit einer gewünschten Anpresskraft an die Plattform 14 zu drücken, weist der Wellendichtring 48 ein als Zugfeder 62 ausgeführtes Zugmittel auf. Die Zugfeder 62 ist auf einer der Plattform 14 in radialer Richtung r der Mittelachse 18 abgewandten Seite der Dichtlippe 61 angeordnet und umfangsseitig verlaufend ausgeführt.

[0040] Bei sämtlichen Ausführungsvarianten der Abdichteinrichtung 40, 46, 47, 48 wirkt die Abdichteinrichtung 40, 46, 47, 48 derart mit der Plattform 14 und/oder der Gehäuseeinrichtung 8 zusammen, dass die Leitschaufel 12 auf einfache Weise um die Mittelachse 18 verstellbar ist. Die Anpresskräfte der Abdichteinrichtung 40, 46, 47, 48 an die Plattform 14 und/oder die Gehäuseeinrichtung 8 werden entsprechend auf einen vorbestimmten Wert eingestellt.

[0041] Im Bereich der Plattform 19 kann analog zu der Anordnung der Abdichteinrichtungen 40, 46, 47, 48 im Bereich der Plattform 14 ebenfalls in vergleichbarer Weise eine Abdichteinrichtung angeordnet sein, wobei die Abdichteinrichtung zwischen der Plattform 19 und dem Gehäuseteil 22 in dem von diesen Bauteilen in radialer Richtung r bezüglich der Mittelachse 18 gebildeten Spalt 28 angeordnet werden kann.

Bezugszeichenliste

[0042] 

1

Strömungsmaschine; Strahltriebwerk

2

Schaufelradvorrichtung; Hochdruckverdichter

3

Kernstromkanal, Ringkanal

4

Rotorvorrichtung

5

Statorvorrichtung

6A bis 6D

Stufen des Hochdruckverdichters

8

Gehäuseeinrichtung

9

Laufschaufel

10

Schaufelblatt der Laufschaufel

11

Scheibenrad

12

Leitschaufel

13

Schaufelblatt der Leitschaufel

14

Plattform, Penny

15

spindelförmiger Bereich

16

Ausnehmung der Gehäuseeinrichtung

17

Buchse

18

Mittelachse

19

Plattform

20

spindelförmiger Bereich

21

Buchse

22

Gehäuseteil

24

Ausnehmung

27

Oberfläche des Kernstromkanals

28

Spalt

30

Fläche der Plattform

31

Spaltbereich

33

Druckseite des Schaufelblatts

34

Saugseite des Schaufelblatts

40

Abdichteinrichtung, Kolbenring

41

Nut der Plattform

42

Nut der Gehäuseeinrichtung

43

Strömungsbereich

44

Ausnehmung des Kolbenrings

46

Abdichteinrichtung, O-Ring

47

Abdichteinrichtung, O-Ring

48

Abdichteinrichtung, Wellendichtring

50

Nut der Gehäuseeinrichtung

51

Seitenfläche der Plattform

52

Nut der Plattform

53

Absatz der Gehäuseeinrichtung

54

Verstärkung des Wellendichtrings

55

Schenkel des Wellendichtrings

56

Bereich des Wellendichtrings

58

Seitenfläche der Gehäuseeinrichtung

59

Fläche der Gehäuseeinrichtung

61

Dichtlippe des Wellendichtrings

62

Zugmittel; Zugfeder

a

axialer Richtung der Leitschaufel

A

axiale Richtung des Strahltriebwerks

r

radiale Richtung Leitschaufel

R

radiale Richtung des Strahltriebwerks

u

Umfangsrichtung zur Mittelachse der Leitschaufel

U

Umfangsrichtung des Strahltriebwerks

Ansprüche

1. 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, und wobei ein Spaltbereich (31) vorgesehen ist, der zumindest bereichsweise durch einen bezüglich einer Längsachse (18) der Plattform (14, 19) radialen Spalt (28) zwischen der Plattform (14, 19) und der Gehäuseeinrichtung (8) im Bereich der Oberfläche (27) des Ringkanals (3) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Spalts (28) eine Abdichteinrichtung (40, 46, 47, 48) vorgesehen ist.

2. Statorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (40, 46, 47, 48) sich in radialer Richtung (r) bezüglich der Längsachse (18) der Plattform (14, 19) von der Plattform (14, 19) bis zu der Gehäuseeinrichtung (8) erstreckt.

3. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (40, 46, 47, 48) bezüglich der Längsachse (18) der Plattform (14, 19) zumindest annähernd die Plattform (14, 19) umlaufend ausgeführt ist.

4. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (40, 46, 47, 48) in einem an den Ringkanal (3) grenzenden Bereich des Spalts (28) angeordnet ist.

5. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (40, 46, 47, 48) mit einem temperaturbeständigen Material, insbesondere Polytetrafluorethylen, ausgeführt ist.

6. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (40) zumindest bereichsweise in einer im Wesentlichen in radialer Richtung (r) bezüglich der Mittelachse (18) weisenden Nut (41, 52) der Plattform (14, 19) angeordnet ist.

7. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (40, 46) zumindest bereichsweise in einer im Wesentlichen in radialer Richtung (r) bezüglich der Mittelachse (18) weisenden Nut (42, 50) der Gehäuseeinrichtung (8) angeordnet ist

8. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (46, 47) als O-Ring ausgeführt ist.

9. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (40) als Kolbenring ausgeführt ist.

10. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (48) als Wellendichtring ausgeführt ist.

11. Statorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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, wobei vorzugsweise im Bereich jeder Plattform (14, 19) eine Abdichteinrichtung (40, 46, 47, 48) in dem Spalt (28) zwischen der jeweiligen Plattform (14, 19) und der Gehäuseeinrichtung (8) angeordnet ist.

Zeichnung