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DE2327243A1 - Brennergehaeuse und konzentrische luftabzweigungsstruktur - Google Patents

Brennergehaeuse und konzentrische luftabzweigungsstruktur

Info

Publication number
DE2327243A1
DE2327243A1 DE2327243A DE2327243A DE2327243A1 DE 2327243 A1 DE2327243 A1 DE 2327243A1 DE 2327243 A DE2327243 A DE 2327243A DE 2327243 A DE2327243 A DE 2327243A DE 2327243 A1 DE2327243 A1 DE 2327243A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
air
pipe
housing
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2327243A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenneth Odell Johnson
Peter Frank Kepf
George Alfred St
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2327243A1 publication Critical patent/DE2327243A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16—Control of working fluid flow
    • F02C9/18—Control of working fluid flow by bleeding, bypassing or acting on variable working fluid interconnections between turbines or compressors or their stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/06—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
    • F02C6/08—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas the gas being bled from the gas-turbine compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
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    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/545—Ducts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Dr. Horst Schüler
Patentanwalt 6 Frankfurt/Main 1
WIddastr. 52
28. Mai 1973 WK/cs.
2397-13DV-5504
GENERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Road
Scheneetady, N.Y., U.S.A.
Brennergehäuse und konzentrische Luftabzweigungsstruktur
Die Erfindung betrifft allgemein Gehäusestrukturen für Gasturbinen-Triebwerke und insbesondere solche Strukturen, welche auf die Abzweigung von Verdichter-Zwischenstufenluft und Verdichter-Ausstoßluft durch konzentrische Abzweigrohre eingerichtet sind.
Die hier beschriebene Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem Vertrag oder Untervertrag mit der Luftwaffe der Vereinigten Staaten gemacht.
Es ist oft erwünscht, daß ein Gasturbinen-Triebwerk für ein Luftfahrzeug eine Verdichterstruktur enthält, welche das Abzweigen oder Ablassen von hochverdichteter Luft zwischen zwei der Endstu-
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fen des Verdichters gestattet, um verdichtete Luft für den Betrieb von Zubehörteilen des Flugzeuges, des Triebwerkes oder für den Betrieb von Systemen zur Enteisung des Triebwerkes oder des Flugzeuges zu erhalten. In vielen Fällen ist es ebenso erwünscht, eine Struktur vorzusehen, welche das Abzweigen von noch höher verdichteter Luft am Auslaß des Verdichters ermöglicht, um auf diese Weise verdichtete Luft zum Kühlen stromabwärts gelegener Komponenten der Turbine zu erhalten. Vorzugsweise wird dabei die Abzweigung an Zwischenstufen und am Auslaß des Verdichters bewerkstelligt durch Einrichtungen, die eine minimale Störung des normalen Strömungsverlaüfs der Luft im Verdichter ergeben. Weiterhin sollte sowohl die Gehäusestruktur als auch die Abzweigstruktur ein Mindestmaß an Nachteilen bezüglich der frontalen Fläche des Triebwerkes ergeben und sie sollten auch nicht den Zusammenbau eines solchen Triebwerkes komplizieren.
Im Falle eines Turbo-Strahltriebwerkes beziehen sich die obigen Anforderungen auf den Kerntriebwerksteil des Turbo-Strahltriebwerkes. Da das äußere Gehäuse des Kerntriebwerkes normalerweise die innere Begrenzung eines Teils des Strömungsweges vom Gebläse ergibt, muß die Struktur für die Kühlung und den Abzweig so beschaffen sein, daß sie ein Mindestmaß an Behinderung für diesen Strömungsweg des-Gebläses darstellt. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, daß ein bedeutungsvoller Anteil der Abzweigungsluft den stromabwärts gelegenen Komponenten ohne Notwendigkeit eines äußeren Röhrsystems zugeführt wird, welches dann im Innern des Strömungsweges für das Gebläse liegen würde. Weiterhin ist es in denjenigen Fällen, wo ein äußeres Rohrsystem vorgesehen v/erden muß, um die Abzweigungsluft den Systemen des übrigen Flugkörpers, Hilfssystemen des Triebwerkes, Enteisungssystemen usw. zuzuführen, 'erwünscht,. daß dieses Rohrsystem auf eine einzige Stelle im Innern des Strömungsweges beschränkt ist.
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Wegen der verschiedenartigen Anwendungszwecke für die am Verdichterauslaß und an den Zwischenstufen abgezweigte Luft muß jede Struktur für diese Abzweigung auch in der Lage sein, zu allen Zeiten eine Trennung zwischen diesen beiden Quellen für abgezweigte Luft aufrecht zu erhalten. Durch Aufrechterhalten einer vollständigen Trennung zwischen diesen beiden Quellen für abgezweigte Luft hat der Benutzer den zusätzlichen Vorteil, der darin liegt, daß er in der Lage ist, während verschiedener Teilabschnitte des Flugbetriebes des Flugzeuges von einer Quelle zur anderen umzuschalten und dadurch nachteilige Leistungseffekte auf ein Minimum zu bringen, welche jedem der Abzweigungssysteme zugeordnet sein können. Um diese Trennung bei gleichzeitiger Erzielung eines Mindestmaßes an Behinderung der Strömung des Gebläses aufrecht zu erhalten, ist es erwünscht, daß die Abzweigungsstruktur, welche im Innern des Strömungsweges für die Gebläseluft liegen muß, aus einem konzentrischen Rohrsystem besteht, das in der Lage ist, die aus beiden Quellen abgezweigte Luft äußeren Bauteilen "zuzuführen, welche auf dem äußeren Gehäuse des.Triebwerkes vorgesehen sind.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Struktur einschließlich Brennergehäuse und Luftabzweigung zu schaffen, welche in der· Lage ist, die an der Zwischens-tufe und am Auslaß des Verdichters abgezweigte Luft getrennt zu halten und dieselbe den äußeren Systemen mit einem Mindestmaß an Beeinträchtigung des Strömungsweges für die Gebläseluft zuzuführen.
Zusammengefaßt werden diese und ähnliche Aufgaben erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Triebwerksgehäusestruktur vorgesehen wird, welche aus drei Grundbestandteilen besteht: einem äußeren Gehäuse, einem Diffusorgehäuse und einem Tragkegel. Das . äußere Gehäuse bildet die inneren Begrenzungen des Strömungsweges für das Gebläse und definiert mit dem Diffusorgehäuse zusam-
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menwirkend einen "Kühlluftkanal für die an der Zwischenstufe abgezweigte Luft. Das äußere Gehäuse enthält ebenfalls einen Haltebügel für ein Zwischenstufen-Abzweigrohr, welches sich durch den Strömungsweg des Gebläses hindurch erstreckt und die Zwischenstufen-Abzweigluft einem Leitungsteil zuführt, das außerhalb des Triebwerkes befestigt ist. Das Diffusorgehäuse definiert nicht nur den Strömungsweg für die Zwischenstufe, sondern ergibt auch weiterhin die äußere Begrenzung für einen Strömungsweg zur Brennerkühlung. Der Trägerkegel definiert teilweise einen Kreisring, welcher die Ausstoßluft des Verdichters aufnimmt und auch eine Halterungsauflage für ein Leitungssystem ergibt, das konzentrisch mit demselben im Innern des Zwischenstufen-Abzweigrohrs liegt und die Ausstoßluft des Verdichters einem zweiten Leitungsteil zuführt, der außerhalb des Triebwerkes befestigt ist. Dieser Trägerkegel ergibt auch eine Halterung für eine integrale Diffusor-/ Auslaß-Führungsleitschaufel in Form eines Gußstückes, welches den Strömungsweg vom Verdichter zum Brenner definiert.
Ein besseres Verständnis der vorstehenden Aufgaben und der Vorteile der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Abbildungen.
Figur 1 ist eine stark vereinfachte schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, für ein Turbo-Strahltriebwerk, welches eine Ausführungsform der Erfindung enthält.
Figur 2 ist eine vergrößerte Abbildung mit weiteren Einzelheiten, teilweise im Schnitt, und mit weggebrochenen Teilen, für das Brennergehäuse und die konzentrischen Abzweigeinlässe.
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In den Abbildungen sind durchweg gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Figur 1 zeigt ein Turbo-Strahltriebwerk 10, welches einen Gebläserotor 12 und einen Kerntriebwerksrotor 14 enthält. Der Gebläserotor enthält eine Vielzahl von Gebläselaufschauf©In 16 und 18, die zur Drehung auf einer Scheibe 20 befestigt sind. Der Gebläserotor 12 enthält auch eine Niederdruck- oder Gebläseturbine 22, welche die Gebläsescheibe 20 in bekannter Weise antreibt. Der Kerntriebwerksrotor 14 enthält einen Verdichter 24 und eine Leistungs- oder Hochdruckturbine 26, welche den Verdichter 24 antreibt. Das Kerntriebwerk enthält auch ein Brennersystem 28, dessen Einzelheiten am deutlichsten in.der Figur 2 dargestellt sind.
Beim Betrieb tritt die Luft durch einen Einlaß 30 in das Gasturbinen-Triebwerk 10 ein, der durch eine geeignete Haube 32 erhalten wird, welche den Gebläserotor 12 und den Kerntriebwerksrotor 14 umgibt und das äußere Gehäuse für das Triebwerk 10 ergibt. Die am Einlaß 30 eintretende Luft wird durch die Drehung der Laufschaufeln 16 und 18 des Gebläses verdichtet und anschließend in zwei Strömungen aufgeteilt, und zwar in einen Beipaßstrom oder Beipaßkanal 34 und einen Kerntriebwerksstrom oder Kerntriebwerkskanal 36.
Die verdichtete Luft, welche in den Kerntriebwerkskanal 36 eintritt, wird mit Hilfe des Verdichters 24 weiter verdichtet und anschließend zusammen mit Hochenergiebrennstoff in dem Brennersystem 28 entzündet. Dieser stark mit Energie ausgestattete Gasstrom strömt dann durch die Turbine 26 zum Antrieb des Verdichters 24 und anschließend durch die Turbine 22 zum Antrieb der Rotorscheibe 20 des Gebläses.
Die verdichtete Luft, welche durch den Beipaßkanal 34 strömt, wird entweder mit dem Auslaßstrom des Kerntriebwerkes mit Hilfe eines geeigneten nicht gezeigten Mischers vermischt oder man läßt
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sie in die Atmosphäre in Form eines Stroms mit relativ niedriger Geschwindigkeit und relativ niedrigem Druck austreten, welcher den Auslaßstrom des Kerntriebwerkes umgibt. In beiden Fällen liefern das Abgas des Kerntriebwerkes und das Abgas des Gebläsebeipasses eine Vorschubkraft iür ein Luftfahrzeug, welches durch das Turbostrahltriebwerk 20 angetrieben wird.
Es ist zu beachten, daß die vorstehende Beschreibung anhand der Einzelheiten eines Gasturbinen-Triebwerkes für ein Luftfahrzeug gegeben wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf jede Kraftanlage mit einem Gasturbinen-Triebwerk, wie sie beispielsweise für die Industrie und für Schiffsfahrzeuge Verwendung finden. Die Beschreibung des in Figur 1 dargestellten Triebwerkes ist daher lediglich eine beispielhafte Darstellung einer der verschiedenen Arten von Triebwerken, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Figur 2 zeigt die Einzelheiten der erfindungsgemäßen Struktur von Brennergehäuse und Luftabzweigung in einem vergrößerten Schnitt des stromabwärts gelegenen Teils des Verdichters 24, der Anfangsstufe der Turbine 26 und des Brennersystems 28. Der Verdichter 24 enthält einen Rotor 38 mit einer Anzahl von Rotorstufen 40, welche, eine Vielzahl von einzelnen Rotorlaufschaufeln 42 tragen. Der Verdichter 24 enthält weiterhin eine Gehäusestruktur 44, welche die äußeren Begrenzungen des Strömungsweges des Verdichters definiert und Vorkehrungen zur Halterung einer Vielzahl von Statorleitschaufeln 46 enthält, die in einzelnen Stufungen zwischen jeder Stufe der Rotorlaufschaufeln 42 angeordnet sind.
Die Verdichter-Gehäusestruktur 44 ergiht eine ringförmige Mündung oder Öffnung 48 unmittelbar stromaufwärts von einer der Zwischenstufen der Rotorlaufschaufeln 42 zur Abzweigung von Zwischenstufenluft aus dem Innern des Verdichters 24. Diese Zwischenstufen-Abzweigungsluft wird dann einem kreisringförmigen Sammelraum 50 zugeführt, welcher die Verdichter-Gehäusestruktur 44
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umgibt. Eine Beschreibung der Einzelheiten der Verdichter-Genausestruktur 44 wird- im US-Patent 3 ,597 106 angegeben.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist unmittelbar stromabwärts von der letzten Stufe der Verdichter-Rotorlaufschaufeln 42 ein integrales Gußstück 51 mit Diffusor-/Auslaß-Leitschaufein angeordnet, welches eine Staffelung von Verdichter-Auslaßleitschaufeln besitzt, um die Strömung vom Verdichterauslaß zu einem Stufendiffusor 54 zu leiten, der aus einer inneren Diffusorwand 56 und einer äußeren Diffusorwand 58 besteht.
Die innere und äußere Diffusorwand 56 und 58 bilden den stromabwärts gelegenen Teil des Diffusor-Gußteils 5%, welcher weiterhin allgemein konisch geformte Armteile 62, 64 und 66 enthält. Gemäß der Darstellung in Figur 2 ist jeder der kegelförmigen Armteile 62, 64 und 66 in irgendeiner geeigneten Weise mit anderen stationären Bauteilen des Brennersystems verbunden. Beispielsweise ist der Armteil 62 mit .Hilfe von Schraubenbolzen 68 mit dem stromabwärts gelegenen Ende der Verdichter-Gehäusestruktur 44 verschraubt. Der Armteil 64 ist mit Hilfe von Schraubenbolzen mit einem stationären Hüllenteil 72 einer Abdichtung 74 und auch noch mit einem inneren Brennergehäuse 76 verschraubt. Das innere Brennergehäuse 76 erstreckt sich stromabwärts von dem konischen Armteil 64 und ergibt einen Kühlluft-Strömungsweg 78 um einen Brenner 80 herum, wobei die Struktur des letzteren an sich keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
Der konische Armteil 66 ist mit Hilfe von Schraubenbolzen 82 mit einem äußeren Brennergehäuse 84 verbunden, welches zusammen mit dem Brenner 80 einen äußeren Kühlströmungsweg 86 ergibt. Das äußere Brennergehäuse 84 enthält einen Halteteil 88 für eine Zündeinrichtung 90 des Brenners 80 und enthält auch ein Halterauflage-,teil 92 für einen Brennstoffinjektor,an dem eine Anzahl von Brennstoffrohren 93 befestigt ist, welche den Injektoreinrichtun-
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gen 94 des Brenners 80 den Brennstoff zuführen.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, enthalten der konische Arm 62 und der konische Arm 66 Vorkehrungen zur Befestigung eines Tragkegels oder Haltekegels 96, welcher das Diffusor-Gußstück 51 umgibt und einen Sammelraum 98 oberhalb der Staffelung der Auslaßleitschaufeln 52 definiert. Aus den noch nachstehend ersichtlichen Gründen enthält der Arm 66 eine Vielzahl von Öffnungen 100, welche der Luft, die vom Diffusor 64 ausströmt, den Eintritt in den Sammelraum 98 gestatten. t
Der Tragkegel 96 gemäß Figur 2 enthält noch Einrichtungen zur Befestigung von Rohrleitungen 102 an demselben. Im vorliegenden Beispiel besitzen diese Einrichtungen die Form einer mit Innengewinde versehenen Öffnung 104, welche ein mit Außengewinde versehenes Ende 106 des Rohrs 102 aufnimmt.
Der Tragkegel 96 enthält auch einen konischen Verlängerungsteil 108, welcher sich von demselben aus nach außen erstreckt und an dem ein äußeres Triebwerksgehäuse 110 befestigt ist. Das Gehäuse 110 umgibt das äußere Brennergehäuse 84 und bildet mx4; diesem zusammen einen Kühlluftkanal 112 für die an der Verdichter-Zwischenstufe abgezweigte Luft.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist ein radial verlaufender Rippenteil 114 des konischen Verlängerungstexls 108 mit einem Flansch 116 am stromaufwärts gelegenen Ende des äußeren Triebwerksgehäuses 110 mit Hilfe einer Vielzahl von Schraubenbolzen 118 verbunden. In gleicher Weise bildet ein Flansch 120 das stromabwärts gelegene Ende des Verdichtergehäuses 122 und ist mit dem Gehäuse 110 mit Hilfe der Schraubenbolzen 118 verbunden. Der stromaufwärts gelegene Teil des Verdichtergehäuses 122 definiert die äußeren Begrenzungen des Strömungsweges für den Kerntriebwerksverdichter 24 und ergibt eine Halterung oder einen Träger für
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eine Anzahl von Reihen der stromaufwärts gelegenen Verdichter-Statorleitschaufeln, von denen eine Stufe durch die Bezugsziffer 124 in Figur 2 bezeichnet ist. Das Verdichtergehäuse 122 enthält eine Öffnung 126, welche in der'Nähe des stromabwärts gelegenen Endes desselben angeordnet ist. Die Öffnung 126 ist eingerichtet ' zur Aufnahme eines Tragrohrs 128, das in irgendeiner gewünschten Weise starr mit dem Verdichtergehäuse 122 verbunden ist, beispielsweise mit Hilfe von Schraüberbolzen 130. .
Das Tragrohr 128 enthält einen Lippenansatz 132, der an dem äußeren Ende desselben angeordnet ist und eine Halterung oder Stütze für das Rohr 134 ergibt, welches das Halterohr 128 umschließt und sich von demselben aus nach außen erstreckt. Das Rohr 134 ist mit dem Halterohr 128 in irgendeiner geeigneten Weise verbunden. Beispielsweise kann gemäß der Darstellung in Figur 2 das Rohr 134 mit dem Halterohr 128 mit Hilfe eines Ansatzes oder Flanschteils 136 und einer V-förmigen Bandverklammerung 138 verbunden sein.
Gemäß der Darstellung in Figur 1 erstreckt.sich das Rohr 134 vom Verdichtergehäuse 122 zur äußeren Haube 32, welche.das Turbo-Strahltriebwerk 110 umschließt. Dort ist auch ersichtlich, daß das Rohr 134 durch den Beipaßkanal 34 hindurch verläuft. Gemäß der Darstellung in Figur 2 umgibt das Rohr 134 das Rohr 102, welches sich von dem Tragkegel 96 bis zu der äußerenHaube 32 erstreckt. Der innendurchmesser des Rohrs 134 und des Tragrohrs 128 ist größer als der .Außendurchmesser des Rohrs 102. Auf diese Weise wirken das Rohr 102 und das Rohr 134 zusammen und definieren einen Kanal 140, welcher den Luftstrom vom Sammelraum 50 zur äußeren Haube 32 des Triebwerks 10 gestattet. Wie bereits erörtert, wird dieser Sammelraum 50 mit Hilfβ der Öffnung 48 mit Zwischenstuf en-Abzweigluft gespeist. Daher gestattet der Kanal 140 die . Lieferung von Zwischenstufen-Äbzweigluft zu der äußeren Haube des Triebwerkes 10.
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Weiterhin ist aus der Figur 2 ersichtlich, daß das Rohr 134 an seinem äußeren Ende mit Hilfe einer Hülse 142 mit der Haube 32 verbunden ist, wobei die Hülse einen Flansch oder Ansatzteil umgibt, welcher am äußeren Ende des Rohrs 134 angeformt ist. Die Hülse 142 wird mit der Haube 32 mit Hilfe von Bolzen 146 verbunden. Außerdem ist auch noch ein Rohrverbindungsteil 148 (fitting) für konzentrische Abzweigung .mit der Haube 32 und dem äußeren Ende des Rohrs 134 und dem Rohr 102 in geeigneter Y/eise verbunden. Die Struktur dieses konzentrischen Abzweigrohrteils 148 bildet kein Teil der vorliegenden Erfindung. Dieses Rohrverbindungsteil 148 ist jedoch in der Lage, die Strömungen getrennt zu halten, welche aus dem Rohr 102 und aus dem Rohr 134 austreten, und ist weiterhin in der Lage, die vollständig voneinander getrennten Strömungen dem System des Flugkörpers durch die Auslässe 150, 152 und 154 zuzuführen.
Es wurde bereits erwähnt, daß das Rohr 102 die Lieferung von Luft aus dem Sammelraum 98 zu dem Rohrverbindungsteil 148 ergibt. Die Verdichter-Ausstoßluft tritt in den Sammelraum 98 durch die Vielzahl von Öffnungen oder Durchlässen 100 ein, welche in dem konischen Arm 66 des Diffusorgehäuses 51 angeordnet sind. Daher strömt die Verdichter-Ausstoßluft vom Stufendiffusor 54 zum Sammelraum 98 und daher über das Rohr 102 zum Rohrverbindungsteil 148.
Es wurde daher vorstehend ein konzentrisches Abzweigsystem beschrieben, in dem Zwischenstufen-Abzweigluft und Verdichter-Ausstoßabzweigluft einem äußeren Rohrverbindungsteil durch konzentrische Rohre zugeführt werden, welche sich vom stromabwärts gelegenen Ende des Verdichters zur äußeren Haube des Turbo-Strahltriebwerkes 10 erstrecken.
Die Arbeitsweise der zuvor beschriebenen Struktur ist an sich aus dieser Beschreibung ersichtlich. Es wird jedoch nachstehend eine kurze Beschreibung der Arbeitsweise gegeben im Zusammenhang mit
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der Erörterung der durch diese Struktur erzielten Vorteile. Die Luft, welche" durch den Einlaß 30 in das Turbo-Strahltriebwerk 10 eintritt, wird durch den Gebläserotor 20 verdichtet. Ein Teil dieser verdichteten Luft strömt dann durch den Kerntriebwerks— verdichter 24, in dem sie weiter verdichtet wird, bevor sie zusammen mit Hochenergie-Brennstoff in dem Brennersystem 28 entzündet wird. Gemäß der Darstellung in Figur 2 strömt ein Teil des verdichteten Antriebsmittels durch die ringförmige Öffnung. 48 in den Sammelraum 50, welcher die Gehäusestruktur 44 des Verdichters umschließt. Diese Zwischenstuferiabzweigluft strömt dann stromabwärts in Richtung der Pfeile 156. Ein Teil dieser Zwischenstufen-Abzweigluft strömt dann durch den Kanal 140 in Richtung der Pfeile 158 und der/übrige Teil strömt durch den Zwischenstufen-Kühlkanal 112 in Richtung der Pfeile 160. Derjenige Teil der Kühlluft, welcher in Richtung der Pfeile 158 strömt, wird gemäß der zuvor gegebenen Beschreibung zu dem Rohrverbindungsteil 148 geführt und von dort für irgendeinen Zweck dem System für den Flugkörper (air frame) zugeführt. Derjenige Teil der Zwischenstufen-Abzweigluft, der durch den Kühlkanal 112 strömt, kühlt nicht nur das äußere Gehäuse 110 und das äußere Gehäuse 84 des Brenners, sondern wird anschließend auch noch ausgenutzt, um in an sich bekannter Weise die stromabwärts gelegenen nicht gezeigten Statorkomponenten der Turbine zu kühlen.
Derjenige Teil des Luftstroms, welcher durch den Verdichter 24 strömt und nicht in die Öffnung 48 eintritt, strömt weiter stromabwärts durch die Endstufen des Verdichters und wird durch dieselben weiter verdichtet. Diese Luft strömt dann durch die Auslaßleitschaufeln 52 des Verdichters und tritt in den Stufendiffusor 54 ein. Ein erster Teil der Luft vom Verdichterauslaß wird der Brennstoff-Injektionseinrichtung 84 des Brennersystems zugeführt. Andere Teile dieser Luft strömen um den Brenner herum durch die Kanäle 78 und 86 zur Kühlung des Brenners und danach zur Kühlung der stromabwärts gelegenen Komponenten der Turbine.
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Der verbleibende Teil der Luft vom Verdichterauslaß strömt durch die Öffnungen oder Durchlässe 100 und stellt einen Luftdruck im Sammelraum 98 ein. Dieser Teil der Auslaßluft des Verdichters wird dann entweder durch die Staffelung (Kaskade) von Auslaßleitschaufeln 52 abgegeben, um die Dichtung 74 mit Druck zu versorgen, oder er wird durch das Rohr 102 wie zuvor beschrieben dem Rohrverbindungsteil 148 zugeführt. Derjenige Teil der Auslaßluft des=Verdichters, welcher durch das Rohr 102 dem Rohrverteilungsteil 148 zugeführt wird, wird anschließend für irgendeinen gewünschten Zweck ausgenutzt, beispielsweise zur Enteisung usw.
Die vorstehend beschriebene neuartige Struktur besitzt eine Anzahl von weiteren Vorteilen, die darauf beruhen, daß das ganze Brennersystem von einem doppelten äußeren Gehäuse umschlossen ist. Das heißt, daß das ganze Brennersystem sowohl vom äußeren Gehäuse 84 des Brenners als auch vom äußeren Triebwerksgehäuse umschlossen ist. Diese Struktur mit einem doppelten äußeren Gehäuse gestattet eine größere Aufteilung von Belastungen und verbessert die thermische Anpassung wegen der doppelten Kühlkanäle 86 und 112. Weiterhin ergibt das doppelte äußere Gehäuse extrem niedrige äußere Hüllentemperaturen, welche die Feuersicherheit verbessern und auch die Druckdifferenz sowohl über dem Gehäuse als auch dem äußeren Triebwerksgehäuse 110 vermindert. Hierdurch ist es möglich, diese beiden Gehäusestrukturen als Strukturen mit einem geringeren Gewicht auszuführen, als dies normalerweise bei einem System mit einem einzigen Gehäuse der Fall sein kann.
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Claims (8)

  1. Pa tentansprüc-he
    ll. !verdichter-Luftabzweigstruktur für ein Gasturbinen-Triebwerk — mit einem Mehrstufenverdichter mit Axialströmung, einem Brenner und einer Turbine, gekennze xchnet durch:
    ein erstes Rohr (102) zur Lieferung von Luft,
    ein zweites Rohr (134) zur Lieferung von Luft, welches konzentrisch zu diesem ersten Rohr (102) ist und dieses umgibt und einen Durchlaßweg oder Kanal (140) zwischen der äußeren Oberfläche des ersten Rqhrs (102) und der inneren Oberfläche des zweiten Rohrs (134) definiert,
    eine Einrichtung zur Zulieferung von Luft vom Auslaßende des Verdichters (24) zum ersten Rohr (102),
    eine Einrichtung (48) zur Zulieferung von Luft von einer Zwischenstufe des Verdichters (24) zum zweiten Rohr (134), und
    eine Einrichtung (96) zur Verhinderung eines Luftstroms zwischen dem ersten Rohr und dem.zweiten Rohr.
  2. 2. Verdichter-Luftabzweigstruktur nach Anspruch 1, wobei das Gasturbinen-Triebwerk ein Turbo-Strahltriebwerk umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Rohr (-102, 134) sich jeweils vom Verdichter (24) zu einer äußeren Haube (32) erstrecken, welche den Strömungsweg (34) für das Gebläse umgibt.
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  3. 3. Verdichter-Luftabzweigstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk einen Tragkegel (96).enthält, welcher am stromabwärts gelegenen Ende des Verdichters (24) angeordnet ist, und das erste Rohr (102) an diesem Tragkegel (96) befestigt ist.
  4. 4. Verdichter-Luftabzweigstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Tragkegel (96) zusätzlich ein integrales Gußteil (51) mit Diffusor-/ Auslaß-Leitschaufeln trägt.
  5. 5. Verdichter-Luftabzweigstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkegel (96) und das Diff usorgußstück (51) zusammen einen Kreisring (98) definieren zur Aufnahme der am Auslaßende des Verdichters (24) ausströmenden Luft.
  6. Verdiehter-Luftabzweigstruktur nach Anspruch 5, wobei das Gasturbinen-Triebwerk ein Turbo-Strahltriebwerk umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Rohr (102, 134) sich jeweils von dem Verdichter (24) bis zu einer äußeren Haube (32) erstrecken, welche den Strömungsweg (34) des Gebläses umgibt.
  7. 7. Verdiehter-Luftabzweigstruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbo-Strahltriebwerk weiterhin ein äußeres Gehäuse (122) enthält, welches teilweise den Verdichter (24) umgibt und einen Teil des Gebläse-Strömungsweges (134) definiert, und das zweite Rohr (134) an dem Gehäuse (122) befestigt ist.
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  8. 8." Verdichter-Luf tabzv/eigstruktur nach Anspruch 7 für ein Turbo-Strahltriebwerk, dadurch gekennzeichnet , daß ein Diffusorgehäuse (84) vorhanden ist, welches den Brenner (80) umgibt, und das Diffusorgehäuse (84) und das äußere Gehäuse (110) zusammen einen Durchlaßkanal (112) für die Zwischenstufenluft definieren'.
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    Lee rs e i te
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