Gasturbinen-Aggregat. Die Erfindung betrifft Gasturbinen Aggregate, welche einen mehrstufigen Axial- Kompressor besitzen, der Luft über eine Heizvorrichtung nach einer Turbine liefert, welche den Kompressor antreibt.
Zweck der Erfindung ist, ein Aggregat der erwähnten Art von kompakter Konstruk tion zu schaffen, wobei insbesondere auf eine Verringerung der axialen Gesamtlänge bei der erforderlichen Länge der als Verbren nungskammer ausgebildeten Heizvorrichtung geachtet wird, um so die Verwendung von Wellen grosser Länge mit -dem: grossen Ge wicht von. Wellen und Tragkonstruktionen zu vermeiden, so @dass ein solches Aggregat be sonders geeignet ist als Flugzeug-Antriebs- maschine.
Gemäss der Erfindung ist die Turbine gleichachkg zum Kompressor und von dessen Einlassende distanziert angeordnet und der Auslass .des Kompressors- ist mit der Turbine durch Leitungsmittel verbunden, welche gleichachsig um .den Kompressor herum an geordnet sind und Luft vom Kompressor un ter Umkehrung der Strömungsrichtung über die Heizvorrichtung der Turbine in einer axialen Richtung zuführen, die entgegenge setzt zur Strömungsrichtung der Luft durch den Kompressor ist.
An Hand eines auf der beiliegenden Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die beiliegende Zeichnung zeigt teil weise schematisch und in einem halbenAxial- schnitt ein Gasturbinen-Aggregat für den Einbau in ein Flugzeug als Strahltriebwerk.
Wie in der Zeichnung dargestellt, ist der Strömungskanal für das Arbeitsfluidum ge bildet durch einen Lufteinlass 1, welcher zum ringförmigen Einlassraum führt, der durch innere und äussere ringförmige Elemente 2 bzw.
2cz begrenzt ist, einen ringförmigen Kompressorkanal, begrenzt durch ein Stator- gehäuse 3 und eine Rotortrommel 5, einen ringförmigen Kanal 7 mit zwei Krümmern 8 und 9, welche eine Umlenkung,der Strömung um 180 verursachen, eine Heizvorrichtung in Gestalt einer ringförmigen Verbrennungs kammer l',), an deren Stelle könnte auch eine Anzahl von in einem Ring angeordneten Kammern vorhanden sein, einen ringförmi gen Kanal 16, der zum Turbineneinlass führt.
einen Turbinenkanal, welcher durch ein Tur binengehäuse 17 und ein Turbinenrad 19 ge bildet ist, und schliesslich durch einen ring förmigen Kanal 21, der durch einen äussern Mantel 2,3 und eine innere kegelige Haube 22 gebildet ist und welcher in eine Strahlleitung 24 übergeht, die über die Spitze der Haube 22 hinaus sich erstreckt und nach einer nicht gezeigten Strahldüse führt.
Der ringförmige Kanal 16 ist in dem Teil, in welchem er den Einlass des Kom pressors umgibt, derart ausgebildet, dass er im Umfangssinne abwechselnd Gasdureh- tritte nach der Turbine und Räume für den Lufteintritt nach dem Kompressoreinlass auf weist, so dass die Strömungswege der in den Kompressor eintretenden Luft und der in die Turbine eintretenden Gase sich kreuzen.
Die ringförmigen Elemente 2 und 2a, welche den Einlassraum begrenzen, sind durch Rippen 40 miteinander verbunden, die auch als Eintrittaleitschaufeln für den Kompres- sorkanal dienen.
Das Kompressorgehäuse 3 besitzt nach innen ragende Stators-chaufeln 4, -welche zwi schen Rotorechaufelkräuzen 6, die auf dem Umfang der Trommel 5 befestigt sind, sich befinden und zusammen einen mehrstufigen Axial'kompressor bilden.
Die Krümmer 8 und 9 des Kanals, 7 sind mit Umlenkschaufeln 10 bzw. 11 versehen, welche zur Führung des Luftstromes in den Krümmern und zur Vermeidung von Wirbeln dienen.
Innerhalb der Verbrennungskammer 12 befinden sich Brennstoff-Eiuspritzdüsen 13 und Flammenrohre 14 mit stromaufwärts of fenen Enden 15 für den Eintritt von Primär luft zu den Düsen; zwischen den Flammen rohren und der Wandung der Verbrennungs kammer 12 ist ein Durchtritt für Sekundär luft gebildet.
Der Turbinenstator 17 ist mit zwei Krän zen von nach einwärts. ,gerichteten Leitschau- feln 18 und das Turbinenrad 19 mit zwei Kränzen von Rotorsehaufeln 20 versehen, wo durch zwei Turbinenstufen gebildet sind.
Die Kompressortrommel 5 ist an ihrem einen Ende mit einer Scheibe 25. :die aus einem Stück mit dem hohlen Wellenstummel 26 besteht, und am andern Ende mit. einem kegeligen Teil 30 verbunden, der an einer zum Wellenstummel 26 koaxialen Büchse 31 befestigt ist. Der Wellenstummel 26 ist in Lagern 27 gelagert, welche durch ein Ge häuse 28 getragen sind, das durch eine mit Rippen versehene Wand 29 mit dem Ge häuseteil 7, welcher die Krümmer einschliesst, verbunden ist.
Das Turbinenrad 19 besteht aus einem Stück mit einer Welle 33; die Büchse 31 ist mit der Welle 33 über eine Kupplungshülse 3 2 verbunden und durch ein Lager 34 in einem Gehäuse 35 abgestützt, welches. mit dem Eintrittsring 2 durch eine, ein Stück mit letzterem bildende kegelige Stützwand 36 und mit einem Gehäusering 38 mittels einer Wand 37 verbunden ist, die gewellten Quer- schnitt hat, um Dehnungsunterschiede aufzu nehmen.
Der Gehäusering 38 zusammen mit dem Turbinengehäuse 17 bestimmt den Ein- la,ssrringquerachnitt zur Turbine und die in nern Enden der Turbinenleitschaufeln 18 der ersten Stufe sind durch den Gehäusering 38 gesichert.
Die kegelige Haube 22 wird vom äussern Mantel 23 mittels radialer Rippen 39 getra gen, welche als Leitschaufeln für die durch den Ringkanal 21 strömenden Ausarittagase aus der Turbine dienen.
Der Pfeil deutet die Flugrichtung :des Flugzeuges an, in welchem das Aggregat als Strahltriebwerk installiert ist. Es ist ersicht lich, da-ss bei dieser Anordnung Turbine und Kompressor hintereinander in bezug auf die Flugrichtung angeordnet sind, so da der Eimass zum Kompressor sich im mittleren Teil des Aggregates befindet und die Strö mung der Luft durch den; Kompressor gleich wie die Flugrichtung ist, während :
die Strö mung - durch Heizvorrichtung ÜberIeitungs- mittel und Turbine und der Auspuff der Tur bine nach rückwärts gerichtet sind.
Ferner sind bei dieser Anordnung die Verbrennungskammer oder -ka.mmern längs und ausserhalb des Kompressors angeordnet, wobei der Luftstrom nach Verlassen. des Kompressors eine Umlenkung um 180 er fährt, ferner dass. die Turbine in enger Nach barschaft zum Kompressor, weIehen er an treibt, sich befindet und dass die Richtung der Strömung :durch die Turbine entgegengesetzt zu derjenigen durch den Kompressor ist.
Diese Anordnung ermöglicht eine b,eträcht- liche Verkürzung der axialen Gesamtlänge und eine Kompaktheit, welche für :den Ein bau als Flugzeug-Antrieb.saggrogat günstig ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist die Tur bine nur mit dem Kompressor verbunden und sie erzeugt nur so viel Leistung als zum Antrieb des Kompressors. nötig ist, während die ganze nach dem Passieren der Turbine noch zur Verfügung stehende Energie der Gase zur Erzeugung von Schub für den Vor trieb verssrendet wird. Die Turbine kann. aber auch z.
B. mit einem Propeller oder mit einem Zusatzventilator zum Erzeuger eines Neben stromes gekuppelt sein, für welchen Zweck zusätzliche Turbinenstufen vorgesehen sein können, um die für diesen Zweck benötigte weitere Wellenkraft zu liefern. Es könnte aber auch eine unabhängige Abgasturbine vorgesehen sein, welche mit dem Propeller oder mit dem Zusatzventilator ;gekuppelt ist.
Das Gasturbinen-Aggregat nach der Er findung kann auch für andere Zwecke als für Flugzeugantrieb verwendet werden, in welchem Falle die für die äussere Belastung erforderliche Kraft entweder durch zusätz liche Stufen in. der Hauptturbine oder mit tels der im vorstehenden Absatz erwähnten unabhängigen Abgasturbine geliefert werden kann.