Gasturbinenaggregat. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinenaggregat und bezweckt eine Verbesserung der Anlasseigenschaften desselben.
Naeli dieser Erfindung besitzt. das Aggre gat einen Hochdruck- sowie einen Nieder- druekkompressor, von denen jeder unabhän- -i#, durch eine Turbine angetrieben wird, welche beiden Turbinen vom treibenden Me- dimii nacheinander durchströmt -erden, und einen Anlasser, der nur auf den Hoehdruek- kompressor und seine Turbine wirkt,
wobei die für den Betrieb der 'Maschine notwendi- nen l1ilfseinriehtungen mit dem Hochdruck kompressor antriebsverbunden sind, während Antriebsmittel für weitere Hilfseinrichtungen mit. dein Niedei-drnekkompressor verbunden sind.
Als Beispiel der vorliegenden Erfindung wird eine praktische Ausführungsart. dersel ben beschrieben und an Hand der beigelegten Zeichnung erklärt.
Fig. 1 zeigt selicinatiseh einen Längsschnitt durch ein entsprechend der Erfindung kon struiertes Gasturbinenaggre@gat.
Fig. \_' zeigt in grösserem Massstab einen Teil des Aggregates von Fig. 1.
Fig.3 zeigt @im Querschnitt und in grösse rem Massstab einen Teil des Aggregates von Fig.1.
Fig. 4- ist eine Teilansielit, die ein Detail der Konstruktion des Aggregates zeigt.
Nach Fi,,-. <B>1</B> weist das Aggregat zwei Tur- binen 5 und 6, die einen mit 7 bezeichneten Teil des Aggregates bilden, auf. Das Aggregat weist ferner einen Kompressorensatz 8 auf sowie eine Verbrennungseinrichtung 9, welche den Kompr essorensatz 8 mit. dem Turbinen teil 7 verbindet.
Die Verbrennungseinrichtung. besteht aus einer ringförmigen Brennkammer 10, die eine Anzahl Flammrohre 11 enthält, wobei der Brennstoff in bekannter Weise jedem Flamm- rohr einzeln zugeführt wird. Der Brennstoff verbrennt im Flammrohr, und die Verbren nungsprodukte gelangen zum Turbinensatz 7. Die\ Luft zur Verbrennung wird durch den Kompressorensatz 8 geliefert. Die Verbren nungsprodukte passieren nacheinander die Turbinen 5 und 6.
Der Kompressorensatz 8 besteht aus einem Niederdruek-Axialkompressor 72 und einem Hoehdruck-Azialkompressor 13. Die Luft ge langt aus dem Kompressor 1? in den Kom- pressort 13 und von da in die Verbr ennungs- einrichtung 9.
Aus dem Kompressor 1\3 wird die Luft dem Kompressor 7.3 durch die ringförmige Leitung 1-1-, die zwischen den beiden Kompres soren liebt, zugeführt. Die Statorgehäuse der Kompressoren 1? und 13 sind mit der Leitung 14 verschraubt. Der Kompressor 13 ist mit der Verbrennungseinrichtung 9 durch das ring förinige Luftführungsgehäuse 15 verbunden.
Aus Fig.1 ist ersichtlich, dass das Ge häuse 15 sowohl mit dem StatorgehäiLse des Kompressors 13 als auch mit der äussern Wand der ringförmigen Brennkammer 10 verschraubt ist. Diese oben beschriebene Kon struktion besitzt deshalb von der Ansaugöff nung des Kompressors bis zur Ausströmöff- nung der Turbine ein ununterbrochenes äusse res Gehäuse, wobei der Ring 16 der Turbine einen Teil des Gehäuses bildet.
Der Durchmesser dieses Gehäuses nimmt von der Kompressor-Ansaugöffnung bis zur ringförmigen Brennkammer ab und von da an wieder zu, so dass das Gehäuse beim Luft führungsgehäuse 15 eine taillenförmige Ver jüngung aufweist.
Der Hochdruckkompressor 13 ist mit der Hochdruckturbine 5 durch die Antriebswelle 17 verbanden; in ähnlicher Art ist der Nie derdruckkompressor 12 mit der Niederdruck turbine 6 durch die Welle 18 verbunden, wo bei letztere in der Hohlwelle 17 liegt.
Das hier beschriebene Aggregat ist speziell für den Gebrauch in Flugzeugen vorgesehen; wie bekannt, benötigen sowohl das Aggregat als auch das Flugzeug zum Betrieb gewisse Hilfseinriehtungen,wobei natürlich noch an dere, für den Betrieb weniger wichtige Hilfs einrichtungen vorhanden sind. Das Aggregat braucht zum Beispiel einen Anlasser, Schmier pumpen, Brennstoffpumpen usw" während das Flugzeug Vakuumpumpen, Generatoren, Druckpumpen usw. benötigt.
Bei einem nach der vorliegenden Erfin- dung gebauten Aggregat sind der Anlasser und gewisse weitere Hilfseinrichtungen des Aggregates am Luftführungsgelräuse 1.5 be festigt und durch ein Getriebe reit der Welle 17 verbunden. In Fig.l ist dieses Getriebe schematisch bei 19 dargestellt.
Die genaue Konstruktion des Getriebes 19 von Fig. 1 ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt, deren Beschreibung jetzt folgt.
Die Welle 17 trägt ein Ritzel 20, das in das Zahnrad 21 eingreift, welches auf der Blindwelle 22 befestigt ist. Letztere ruht in den Lagern eines Rahmens 23, welcher aus einem Stück mit einer Scheidewand 24 ist, die bei 25 mit der Innenwand des Luftfüh- rungsgehäuses 15 verschraubt ist. Die Blind- welle 22 trägt ein Winkelgetriebe 26, das im Eingriff mit einem Kegelritzel 27 steht, wel ches auf einer Welle 28 sitzt.
Letztere ist die Antriebswelle des Anlasseis 29, der am obern Teil des Gehäuses 7 5 angeschraubt ist. Auf diese Weise ist der Anlasser mit der Welle 7.7 verbunden.
Ein ähnliches Räderbetriebe 20, 30, 31., 32 verbindet die Welle 17 mit der Antriebswelle 33, die nach abwärts zum untern Teil. de,; Gehäuses 1 5 reicht.
Am untern Teil des @:@ehünses 1> ist ei i r Getriebekasten 3-1 angeschraubt, der zwei Brennstoffpumpen 35 trägt sowie eine Druel;- pumpe 36 und eine Zubringerpumpe 37. Die Zubringerpumpe und die Druel@punipe tver- den direkt durch die Welle 33 angetrieben.
Die Brennstoffpumpen 3.; -erden durch. clas Rädergetriebe 38, 39, 40, 41, (las im Getriebe kasten 34 enthalten ist, angetrieben.
Der lasser 29 sowie die Hil fseinriehtun-en 37), 36 und 37 sind an dem Luft-führun gsgehäuse 7 i angebaut, welches den verjüngten Teil des Aggregates bildet, und zwar so, dass sie innei .- halb der grössten Dimensionen des iig,r egat- gehäuses,
das heisst zwischen den zwei @st.rieh- punktierten Linien a-a der Fig. 1. liegen.
Aus dieser Besehreibun. ist ersiehtlieh, da.ss der Anlasser 29 sowie gewisse für den Betrieb des Aggregates notwendige IIilfsein- riehtun,en 3:5, 36 und 37 mit der Welle 17 durch ein Getriebe (welches innerlialn der Innenwand des Gehäuses 1:) liegt) und dureb die radial angeordneten Wellen 28 und 33 verbunden sind.
Die Innen- und die Aussen wand des Gehäuses 1.5 sind miteinander dr?i-et, eine Anzahl radial -eriehteter, hohler Arme -1? verbunden, wobei die Wellen 28 und 33 (1ur.eli einen dieser Arme sieh er@5tr-eel:eri. Die Arine 42 sind in Rielrtun;
, des Luftstromes voni Kompressor zur Brennkanrrner stronr@inien- förmig ausgebildet.
Wenn bei der beschriebenen Konstruktion das Aggregat gestartet werden soll, wird der Anlasser 29 zum Antrieb der Welle 1.7 ein geschaltet. Dadurch drehen sieh nur der Iloehdruekkonrpressor 13 sowie seine Turbine 5, während zur Bleiehen Zeit die Hilfseinrieh- tungen 35, 36 und 37 des Aggregates ange trieben werden. Diese Hilfseinrichtungen um fassen diejenigen, welche für das Anlassen und den Betrieb des Aggregates nötig sind. Wenn die Verbrennung einsetzt, beginnt die Hoelldruekturbine 5 den Kompressor 13 so wie die Hilfseinrichtungen des Aggregates anzutreiben.
Auf diese Weise wird dann der Antrieb des Kompressors 13. und der Hilfs- einriehtungen von der Turbine 5 übernom men; zur gleichen Zeit beginnt die Turbine 6 den Niederdruckkompressor 12 anzutreiben.
In der Kupplung zwischen dem Anlasser 29 Lind der Welle 17 ist eine Freilaufeinrich- tung von bekannter Bauart. eingeschaltet., die gestattet, dass die Welle 17 eine höhere Tou renzahl als der Anlasser annehmen kann, wenn die Turbine 5 sich beschleunigt.
Es ist von Vorteil, wenn die Flugzeug Hilfseinrichtungen nicht mit angetrieben wer den, wenn das Aggregat angelassen wird, da sonst ein Anlasser mit grösserer Pferdestärke nötig wäre.
Demgemäss sind die Hilfseinrichtungen für das Flugzeug an einem Getriebekasten <B>i</B> angebracht, der seinerseits an einem passen <B><U>-</U></B> den Ort am Flugzeug befestigt ist. Der An trieb erfolgt durch eine radiale Welle, die mit der Niederdruckwelle 18 in Verbindung steht. Eine solche Verbindung ist in Fig.1 schema tisch dargestellt, wobei die Flugzeug-I3ilfs- einrichtungen 43, 44, 45 und 46 an einem Getriebekasten 47 befestigt sind und durch die Getriebewelle 48 angetrieben werden.
Letztere ist finit der Welle 18 durch ein Räder getriebe 49 verbunden, wobei die Welle 48 durch einen hohlen, radial gestellten Arm 50 geführt wird, welcher die Innen- und Aussen- wand der Leiturig 14 verbindet.
Wenn die Turbine 5 anfängt unter eigener Kraft, zut laufen, wird auch die Niederdruek- turbine anfangen, den Kompressor 12 anzu treiben, wie oben erwähnt wurde. Von dieseln Zeitpunkt an gibt das Aggregat als Ganzes genügend Energie ab, um die Hilfseinrieh- tnnen 43 bis 47 des Flugzeuges anzutreiben.
Die Arme 42 und 50, die sieh zwischen den Wänden des Gehäuses 15 bzw. der Leitunu 14 befinden, lassen den Luftstrom axial durch das Aggregat strömen. Es ist wichtig, dass die Umfangskomponente des bewegten Luft stromes bei Verlassen des Kompressors 1.3 möglichst reduziert oder ganz aufgehoben wird; zu diesem Z-fieek ist. der Auslass des Kompressors 13 mit zwei Reihen von Leit- schaufeln 51 und 52 (siehe Fig.4) versehen, die dicht hintereinander liegen.
Die Leitsehau- feln 51 vermindern die Umfangskomponente der Luftbewegung und führen die Luft an genähert in axialer Richtung in die Schaufel reihe 52, wo sich dieser Vorgang wiederholt. Die den Kompressorsatz 8 verlassende Luft strömt nun in Längsrichtung des Aggregates.
Da die Umfangskomponente des Luftstro mes, die vernichtet werden muss, gross ist. sind zwei Reihen von Statorsehaufeln 51 und 52 vorgesehen. Unter solchen Bedingungen beeinträchtigt das Einbauen von zwei Schau felkränzen die Leistung des Kompressors weniger, als wenn nur ein einzelner Kranz von geraderiehtenden Schaufeln verwendet wird.
Es ist selbstverständlich, dass sieh die Er findung nicht auf Gasturbinenaggregate be schränkt, die einen Hoch- und einen Nieder- druck-Axialkompressor aufweisen. Der Koln- pressorensatz 8 kann aus einem Niederdruek- Axialkompressor, der einen lIoehdruek-Zen- trifugalkompressor speist, bestehen, er kann auch einen Niederdruck-Axialkompressor, der einen kombinierten, axial Lind zentrifugal wir kenden Kompressor speist, aufweisen.