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Gasturbinentriebwerk für Fahrzeuge
DieErfindung bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk für Fahrzeuge mit die Eintrittsöffnung für die dem Verdichter zuzuführende Luft an vorgegebener Stelle ringförmig umgebenden Vorratsbehälter vorgegebener Länge für flüssige, ständig umzuwälzende, während des Arbeitsprozesses sich erhitzende Medien, insbesondere für Lagerschmiermittel, mit Einrichtung zum Kühlen des zurückströmenden heissen Mediums in Form schmaler, nebeneinander angeordneter, untereinander verbundener Hohlräume.
Es ist bereits bekannt, das Schmieröl durch den Fahrtwind zu kühlen. Das Öl wird zu diesem Zwecke durch Kühler geleitet, die entweder als Ringkühler mit axialem Luftdurchtritt oder in Form einer Rohrkühlschlange ausgebildet sind, die aussen auf dem Lufteinlassstutzen angeordnet ist. Diese Vorrichtungen erfüllen zwar ihren Zweck als Kühler in dem vorgesehenen Umfang, bilden aber besondere Bauelemente und vergrössern somit in unerwünschterweise den technischen Aufwand für die Brennkraftmaschine. Ausserdem geht die an die Atmosphäre abgegebene Wärme dem Arbeitsprozess in thermodynamischer Hinsicht verloren.
Eine andere bekannte ringförmige Kühlvorrichtung ist baulich in der Weise ausgebildet, dass der Vorratsbehälter für das zu kühlende Medium im Lufteintrittskanal vorgesehen ist, an dessen Innenmantel im Inneren des Behälters schmale rippenartige Hohlräume in Strömungsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Diese Hohlräume werden durch'parallele Stege gebildet, die wechselweise mit einem Ende an den Stirnseiten des Behälters befestigt sind, während das andere Ende dieser Stege in einem bestimmten Ab- stand vor der jeweiligen Behälterstirnwand endet, so dass die Hohlräume untereinander verbunden sind.
Diese Kühlvorrichtung beseitigt zwar zum Teil die den übrigen bekannten Kühlern anhaftenden Mängel in wärmetechnischer und baulicher Hinsicht, weist aber-von der schwierigeren Herstellung des Kuil- systems abgesehen - infolge der Art der Umlenkung einen unerwünscht hohen Strömungswiderstand auf, der den Kühlwirkungsgrad beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das zu kühlende Medium in heissem Zustand in den eigentlichen Vorratsbehälter eintritt und erst danach das Kühlsystem durchströmt.
Nach der Erfindung wird ein erhöhter Kühlwirkungsgrad dadurch erzielt, dass rippenartige, mit dem heissen, an der tiefsten Stelle des Behälters zugeführten Medium gleichzeitig beaufschlagte und an ihrem Umfang Austrittsöffnungen aufweisende Hohlräume im Inneren des Behälters an dem von der einströmenden Luft bestrichenen Innenmantel ringförmig angeordnet und als Kühlsystem dem als Vorratsraum dienenden Teil des Behälters vorgeschaltet sind.
Beim Umwälzen von Schmier- und Steueröl als dem zu kühlenden Medium sind die die rippenartigen Hohlräume mit dem Behälter verbindenden Öffnungen dem an der tiefsten Stelle befindlichen Zulauf etwa diametral gegenüberliegend am Umfang angeordnet.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass das zu kühlende Medium in den Kühlrippen ohne Überwindung grosser Widerstände langsam ansteigt und in bereits gekühltem Zustand in den eigentlichen Vorratsbehälter eintritt.
In baulicher Hinsicht ergibt sich nach der Erfindung ein Vorteil dadurch, dass nur kurze Rohrleitungen zwischen dem Kühlbehälter und den Umwälzpumpen für das Medium erforderlich sind. Die dem rückzu- kühlenden Medium durch die in den Eintrittskanal einströmende Luft entzogene Wärme kommt dem ther-
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modynamischen Wirkungsgrad des Arbeitsprozesses zugute.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert, u. zw. an einer perspek- tivischen Darstellung eines Teiles des Eintrittskanals eines Gasturbinentriebwerkes für Luftfahrzeuge.
An der Einströmseite des stromlinienförmigen Tragkörpers, in den in an sich bekannter Weise das
Triebwerk eingebaut ist, befindet sich der Lufteintrittsstutzen, der durch den Innenmantel l und Aussen- mantel 2 gebildet ist. Der Hohlraum 3 zwischen diesen beiden Mänteln bildet erfindungsgemäss den Vor- ratsbehälter für zu kühlende Medien, beispielsweise für Öl, das als Schmiermittel für die Lager der um- laufenden Triebwerksteile und als Medium für die hydraulisch durchzuführenden Regel- und Steuervor- gänge dient. Mittels des Stutzens 4 ist der Behälter 3 an eine Frischölpumpe als Umwälzpumpe angeschlos- sen.
An der Innenseite des inneren Mantels 1 sind rippenartig angeordnete Ringräume 5 zur Aufnahme des aus dem Triebwerk kommenden heissen Rücköles angeordnet, die untereinander verbunden und an der tief- sten Stelle mittels des Stutzens 6 an eine Rückölpumpe angeschlossen sind. Dem druckbelasteten heissen
Rücköl, das-unter Umständen nach Passieren einer Ölschleuder - in den Ringräumen 5 beiderseitig von unten nach oben strömt (Pfeil 7), wird dabei durch die in Richtung des Pfeiles 8 einströmende Frischluft die Wärme entzogen. Diese Ringräume üben eine Kapillarrohrwirkung auf das zurückströmende heisse Rücköl aus und verwandeln die turbulente Strömung in eine laminare Strömung. Durch diese Beruhigung der Strömung wird auch ein Entschäumen des Öles erreicht.
Im oberen Bereich der Ringräume 5 befinden sich Öffnungen 9, durch die das gekühlte Rücköl (Pfeile 10) wieder in den Vorratsbehälter 3 gelangt. An der Innenseite des äusseren Mantels 2 sind in Richtung der Längsachse angeordnete Rippen oder Schottwände 11 angebracht, die eine nach unten sich verjüngende Form aufweisen können. Diese dienen einerseits zur Versteifung und verhindern anderseits eine Verwirbelung (Schlingern) des umzuwälzenden Öles. An der höchsten Stelle des Vorratsbehälters 3 ist ein Ventil 12 zum Ablassen etwa noch mitgerissener Luft vorgesehen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das Kühlen flüssiger Medien, wie z. B. von Öl für die Lagerschmierung oder für die Durchführung hydraulischer Steuer- und Regelvorgänge, sondern sie ist ebenso für das Kühlen gasförmiger Medien anwendbar. Dies ist beispielsweise dann notwendig, wenn beim Höhenflug in der druckdicht abgeschlossenen Kabine das erforderliche Druck- und Temperaturniveau mittels atmosphärischer, bereits vorverdichteter Luft herzustellen ist oder wenn diese Luft zur Enteisung von Kanten des Tragwerkes oder von TriebwerkteilendesFahrzeuges, z. B. eines Flugzeuges, dienen soll, die vom Fahrtwind angeströmt werden. Es liegt natürlich im Sinne der Erfindung, diese Kühlung auch an schienen-oder nicht schienengebundenen Landfahrzeugen, z. B. Turbinenautomobilen, anzuwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gasturbinentriebwerk für Fahrzeuge mit die Eintrittsöffnung für die dem Verdichter zuzuführende Luft an vorgegebener Stelle ringförmig umgebenden Vorratsbehälter vorgegebener Länge für flüssige, ständig umzuwälzende, während des Arbeitsprozesses sich erhitzende Medien, insbesondere für Lagerschmiermittel, mit Einrichtung zum Kühlen des zurückströmenden heissen Mediums in Form schmaler, nebeneinander angeordneter, untereinander verbundener Hohlräume, dadurch gekennzeichnet, dass rippenartige, mit dem heissen, an der tiefsten Stelle (6) des Behälters zugeführten Medium gleichzeitig beaufschlagte (bei 7) und an ihrem Umfang Austrittsöffnungen (9) aufweisende Hohlräume (5) im Innern des Behälters an dem von der einströmenden Luft bestrichenen Innenmantel (1)
ringförmig angeordnet und als Kühlsystem dem als Vorratsraum dienenden Teil (3) des Behälters vorgeschaltet sind.