DE1278183B - Druckgasanlasseinrichtung fuer ein Gasturbinenstrahltriebwerk - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F02k

Deutsche KL: 46 g-16

Nummer: 1278 183

Aktenzeichen: P 12 78 183.8-13 (R 43790)

Anmeldetag: 27. Mi 1966

Auslegetag: 19. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgasanlaßeinrichtung für ein Gasturbinenstrahltriebwerk, ausgestattet mit einem sich bis zu den Enden der Düsenleitschaufeln erstreckenden Rohr, durch welches die Druckluft mit radialer Geschwindigkeitskomponente auf die Schaufeln eines Turbinenläufers geblasen wird, wobei die Luft nach jener Reihe von Turbinenschaufeln gerichtet wird, die stromunterseitig der Düsenleitschaufeln angeordnet sind.

Eine derartige Druckgasanlaßeinrichtung hat gegenüber bekannten Anlaßeinrichtungen, bei denen der Turbinenrotor mit axial verlaufenden, nicht im Hauptgasstrom liegenden Starterschaufeln versehen ist, den Vorteil einer Gewichtsersparnis, weil die für den Betrieb des Triebwerks erforderlichen Turbinenschaufeln gleichzeitig zum Anlassen benutzt werden.

Bei einer bekannten Druckgasanlaßeinrichtung der eingangs genannten Bauart wird komprimierte Luft mit geringem Druck von außen her, d. h. von einer Stelle radial außerhalb des Triebwerksgehäuses, nach ao einer ebenfalls radial außerhalb des Triebwerksgehäuses liegenden Verteilerkammer eingelassen, und Von dort strömt die Luft radial nach innen und entlädt sich in Form von Strahlen in die Leitschaufeldurchgänge gegen die Turbinenschaufeln des Rotors, die hierdurch in Drehung versetzt werden.

Diese Art der Zuführung ergibt eine in radialer Richtung sehr raumgreifende Triebwerksanordnung, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die radial äußeren Abmessungen zu vermindern und auf das durch das Triebwerksgehäuse bestimmte Maß zu reduzieren.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Druckgasanlaßeinrichtung der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß sich das Rohr bis zu den radial inneren Enden der Düsenleitschaufeln der Turbine erstreckt, wobei die Luft auf die Turbinenschaufeln mit einer radial nach außen gerichteten Geschwindigkeitskomponente auftrifft.

Auf diese Weise wird es möglich, auf äußere Luft-Zuführungen völlig zu verzichten und die Anlaßluftleitungen in einem Raum unterzubringen, der ohnehin aus baulichen Gründen vorhanden sein muß.

Zweckmäßigerweise verläuft die Rohrleitung zur Zuführung von Anlaßluft durch die Auslaßleitschaufeln des Verdichters des Triebwerks vor und radial innerhalb der Brennkammer gegen die Düsenleitschaufeln. Dadurch werden die Öffnungen im äußeren Gehäuse des Triebwerkes, die zum Befestigen der Auslaßleitschaufeln vorgesehen sind, für die Luftleitungen verwendet, die für die Anlaßdruckluft benötigt werden, so daß keine weiteren Luft-Druckgasanlaßeinrichtung

für ein Gasturbinenstrahltriebwerk

Anmelder:

Rolls-Royce Limited,

Derby, Derbyshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Dipl.-Ing. G. Koch
und Dr. T. Haibach, Patentanwälte,
8000 München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Donald Maynard Anley,

Long Eaton, Nottinghamshire;

Leslie Charlesworth,

Derby, Derbyshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 2. August 1965 (33 024)

leitungen in der Außenwandung des Triebwerks eingebaut werden müssen.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Anordnung derart getroffen, daß das Rohr mit einem teilringförmigen Krümmer verbunden ist, der an den radial innenliegenden Enden der Verdichterauslaßleitschaufeln angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Leitungen durch eine Vielzahl von Verdichterauslaßleitschaufeln hindurchgeht und Luft von der Druckluftquelle in den Krümmer leitet.

Dabei ist das Rohr zweckmäßigerweise radial innerhalb seines Auslaßendes abgestützt und zwischen dem Auslaßende und einem Support geteilt, um Wärmedehnungen zu ermöglichen, wobei jener Teil des Rohres zwischen dem Auslaßende und dem Support in einer abgedichteten Kammer angeordnet ist, um ein Entweichen von Luft durch den Teilungsspalt zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Anlaßeinrichtung kann sowohl für Hubtriebwerke als auch für Marschtriebwerke Verwendung finden. Bei einer aus Marschtriebwerk und Hubtriebwerk bestehenden Triebwerksanlage kann das im Flugzeug fest eingebaute Hubtriebwerk zur Belieferung mit der zu seinem Anlassen notwendigen Druckluft mit dem Verdichter des Marschtriebwerks über ein Rohr verbunden sein.

809 617/139

Claims (6)

1. 3 4

   Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Er- aus dem Rohr 34 zu vermindern, ist ein Teil des findung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Rohres 34 zwischen der Dichtung 41 und dem Aus-Zeichnung zeigt laßende 35 innerhalb einer abgedichteten Kammer 43

   F i g. 1 eine schematische Ansicht einer aus angeordnet. Die Dichtung 41 ist flexibel, um Verfor-Marschtriebwerk und Hubtriebwerk bestehenden 5 mungen des Rohres 34 aufzunehmen, und das Rohr

   Triebwerksanlage mit Druckgasanlaßvorrichtung, ist außerdem bei 44 abgestützt, und zwar in einer

   F i g. 2 in größerem Maßstab einen Teilschnitt des elastischen Lageranordnung, um weitere Verfor-

   Hubtriebwerkes nach F i g. 1. mungen des Rohres auszugleichen.

   Die in der Zeichnung dargestellte Triebwerksanlage Wenn Luft radial nach außen strömt, dann trifft 10 weist ein Gasturbinenstrahltriebwerk 11 als io sie am radial äußeren Ende auf die Turbinen-Marschtriebwerk mit Kompressor 12, Brennkammer schaufeln 32, so daß auf den Rotor ein großes Dreh-13, Turbine 14 und Strahlrohr 15 sowie ein Hub- moment ausgeübt wird, das das Anlassen des Triebtriebwerk 17 auf, welch letzteres mit dem Kompres- werks erleichtert.

   sor 12 über eine Luftleitung in Gestalt eines Rohres Da das Rohr 34 an die Außenseite des Trieb-16 verbunden ist, um das Anlassen des Hubtrieb- 15 werks durch die Auslaßleitschaufeln zum Kompres-

   werks zu erleichtern. sor geführt ist, werden die öffnungen in der Außen-

   Das Hubtriebwerk 17 weist einen Kompressor 20, wand 24 des Triebwerks, die zum Festlegen der Auseine Brennkammer 21, eine Turbine 22 und eine laßleitschaufeln vorgesehen sind, zum Haltern der Schubdüse 23 auf. Ein Teil dieses Hubtriebwerkes ist Luftleitungen benutzt, die für die Anlaßdruckluft im einzelnen in F i g. 2 dargestellt. Danach besitzt das 20 benötigt werden, so daß keine weiteren Luftleitungen Hubtriebwerk 17 ein äußeres Gehäuse 24 und ein in die Außenwandung des Triebwerkes eingebaut inneres Gehäuse 25, zwischen denen ein von einem werden müssen.

   äußeren Flammrohr 26 und einem inneren Flamm- Da ferner das Rohr 34 radial innerhalb der Brennrohr 27 begrenzter Brennraum 28 liegt. Zwischen den kammer des Hubtriebwerks angeordnet ist und nicht Gehäusewandungen 24 und 25 und stromoberseitig 25 längs dessen Außenwandung verläuft, können auch des Brennraumes 28 liegen Auslaßleitschaufeln 30 die Gesamtabmessungen des Triebwerks in radialer des Kompressors 20, die sich in der Verbrennungs- Hinsicht niedrig gehalten werden, und der im Inneren luftleitung zwischen Kompressor 20 und Brennraum des Triebwerks vorhandene radial innerhalb der 28 befinden. Am stromunterseitigen Ende der Wan- Brennkammer liegende ungenutzte Raum kann hierdungen 24, 25 erstrecken sich in radialer Richtung 30 für nutzbar gemacht werden.

   zwischen diesen Gehäusewänden Düsenleitschaufeln Die erfindungsgemäße Anlaßeinrichtung kann

   31, hinter denen die Turbinenschaufeln 32 eines Tür- nicht nur für Hubtriebwerke, sondern auch zum An-

   binenläufers 33 gelagert sind. lassen von Marschtriebwerken, z. B. zum Anlassen

   Ein Rohr 34 steht mit der Strömungsführung zwi- des Triebwerks 11, benutzt werden, sehen zwei benachbarten Düsenleitschaufeln 31 in 35 Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist Verbindung, wobei der Auslaß 35 dieses Rohres 34 das Rohr 34 so angeordnet, daß die aus dem Auslaß radial nach außen gerichtet ist und in der Höhe der 35 in dem Strahl 36 austretende Luft auf die Rotor-Düsenleitschaufeln 31 an deren radial innerem Ende schaufeln in deren Einlaßwinkel auftritt. Auf diese liegt. Die aus der Mündung 35 des Rohres 34 aus- Weise wird die kinetische Energie der Luft voll ausströmende Luft erhält eine stromabwärts gerichtete 40 genutzt. Statt dessen kann die Luft jedoch auch in Geschwindigkeitskomponente und trifft bei 36 auf die radialer Richtung entlang einer Radialebene aus-Turbinenbeschaufelung 36. Das Rohr 34 verläuft von treten, die sich axial zum Triebwerk erstreckt und der inneren Wandung 25 des Triebwerks radial nach auf die Schaufeln in einem Winkel auftreffen, der innen und steht mit einem teilringförmigen Krümmer sich vom Einlaßwinkel unterscheidet, wenn aus bau-

   37 an den radial innenliegenden Enden der Auslaß- 45 liehen Gründen diese Art der Luftleitung zu bevorleitschaufeln 30 in Verbindung. Durch jede dieser zügen ist. Wenn die Luft auf die Schaufeln in einem Auslaßleitschaufeln 30 und zwischen dem Rohr 16 Winkel auftrifft, der von dem Einlaßwinkel unter- und dem teilringförmigen Krümmer 37 verlaufen eine schieden ist, kann zwar die kinetische Energie nicht Vielzahl von Leitungen 38, von welchen jeweils eine voll zum Anlassen des Triebwerks eingesetzt werden, einer Auslaßleitschaufel zugeordnet ist. Es können 50 jedoch ist trotzdem auf diese Weise ein Starten des beispielsweise vier Auslaßleitschaufeln 30 mit vier Triebwerkes möglich.

   Leitungen 38 ausgestattet sein, und der Krümmer 37 Zum Anlassen schwerer Triebwerke können meh-

   kann sich über die radial innenliegenden Enden rere Rohre 34 im Winkelabstand zueinander um die

   dieser vier Auslaßleitschaufeln erstrecken. Das Rohr Triebwerksachse herum angeordnet werden. 16 steht mit den radial äußeren Enden der Leitungen 55

   38 in Verbindung und kann zu diesem Zweck mit Patentansprüche:

   einem teilringförmigen Endabschnitt 16' ausgestattet 1. Druckgasanlaßeinrichtung für ein Gassein, oder es kann in mehrere Einzelrohre aufgeteilt turbinenstrahltriebwerk, ausgestattet mit einem sein, von denen jedes mit einer der Leitungen 38 ver- sich bis zu den Enden der Düsenleitschaufeln erbunden ist. 60 streckenden Rohr, durch welches die Druckluft Radial innerhalb seines Auslaßendes 35 ist das mit radialer Geschwindigkeitskomponente auf die Rohr 34 auf dem starren Aufbau 40 abgestützt und Schaufeln eines Turbinenläufers geblasen wird, befindet sich innerhalb einer Dichtung 41. Zwischen wobei die Luft nach jener Reihe von Turbinender Dichtung 41 und dem Auslaßende 35 ist das Rohr schaufeln gerichtet wird, die stromunterseitig der 34 z.B. bei 42 geteilt ausgeführt, um eine Wärme- 65 Düsenleitschaufeln angeordnet sind, dadurch dehnung am Auslaßende des Rohres gegenüber dem gekennzeichnet, daß sich das Rohr (16,34) übrigen Teil desselben aufnehmen zu können. Um bis zu den radial inneren Enden der Düsenleitdas Austreten von Luft durch diesen Teilungsspalt 42 schaufeln (31) der Turbine (22) erstreckt, wobei

   die Luft auf die Turbinenschaufeln (32) mit einer radial nach außen gerichteten Geschwindigkeitskomponente auftrifft.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16, 34) durch die Auslaßleitschaufeln (30) des Verdichters (20) des Triebwerks (17) vor und radial innerhalb der Brennkammer (21) gegen die Düsenleitschaufeln (31) verläuft.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das Rohr (16, 34) mit einem teilringförmigen Krümmer (37) verbunden ist, der an den radial innenliegenden Enden der Verdichterauslaßleitschaufeln (30) angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Leitungen (38) durch eine Vielzahl von Verdichterauslaßleitschaufeln (30) hindurchgeht und Luft von der Druckluftquelle in den Krümmer (37) leitet.
4. 4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ao Rohr (16,34) radial innerhalb seines Auslaßendes (35) abgestützt und zwischen dem Auslaßende (35) und einem Support (40) geteilt ist, um Wärmedehnungen zu ermöglichen, wobei der Teil (34) des Rohres zwischen dem Auslaßende (35) und dem Support (40) in einer abgedichteten Kammer (43) angeordnet ist, um Entweichen von Luft durch den Teilungsspalt (42) zu verhindern.
5. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16, 34) die Luft auf die Turbinenschaufeln (32) in deren Einlaßwinkel richtet.
6. 6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ein im Flugzeug fest eingebautes Hubtriebwerk (17) bildende Triebwerk zur Belieferung mit der zu seinem Anlaß notwendigen Druckluft mit dem Verdichter (12) eines Marschtriebwerkes (11) über ein Rohr verbunden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 024 756;
   schweizerische Patentschrift Nr. 367 354;
   britische Patentschrift Nr. 774 503;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 959 919, 2 457 833.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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