CH277114A - Gas turbine jet engine. - Google Patents

Gas turbine jet engine.

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CH277114A
CH277114A CH277114DA CH277114A CH 277114 A CH277114 A CH 277114A CH 277114D A CH277114D A CH 277114DA CH 277114 A CH277114 A CH 277114A
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CH
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turbine
compressor
air
rotor
jet engine
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German (de)
Inventor
Power Jets Research De Limited
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Power Jets Res & Dev Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/60Support structures; Attaching or mounting means

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  

      Gasturbinen-Strahltriebwerk.       Die Erfindung bezieht sich auf ein     Cas-          turbinen-Strahltriebwerk.     



  Das     Ciasturbinen-Strahltriebwerk    gemäss  der     Erfindung    ist, gekennzeichnet durch einen       :ITehrstufen-Axialkompressor    mit axial gerich  teten     Diffusorauslässen,    die symmetrisch und  in bezug auf die     Kompressoraehse    ringförmig  angeordnet sind, durch eine     Axialturbine    mit       Einlassmitteln,    die symmetrisch und ringför  mig in bezug auf ihre Achse angeordnet und  axial.

   sich im Abstand vom Kompressor befin  den und koaxial zu diesem liegen, wobei diese  Turbine zwei gegenläufige Rotoren aufweist,  von welchen einer fest mit einer den Kom  pressor antreibenden Welle verbunden ist,  während der andere frei drehbar gelagert ist,  durch eine ringförmig angeordnete und axial.

    verlaufende Verbrennungseinrichtung, welche  sich im Zwischenraum zwischen den     Diffusor-          auslässen    und dem     Turbineneinlass    befindet  und das Gas vom einen zum andern führt,  durch einen die Turbinenabgase zu einer  Strahldüse führenden Auspuffkanal, durch  einen diesen Auspuffkanal koaxial umgeben  den Luftkanal und durch ein in diesem Luft  kanal angeordnetes     Schuberhöhungsgebläse,     dessen     Laufsehaufelung    radial auswärts durch  den zweiten, frei drehbar gelagerten Rotor  der Turbine getragen wird, wobei der Luft  kanal.

   in der     Gebläseeintrittsebene    einen  Innendurchmesser besitzt, der nicht grösser ist  als der     Aussendurehmesser    der vor ihm ring-         förmig    angeordneten Verbrennungseinrich  tung.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes dargestellt.  



       Fig.    1 und la bilden zusammen einen  Aufriss, zur     Hälfte    im Längsschnitt, und  zeigen eine Ausführungsform für ein Luft  fahrzeug.  



       Fig.    2 ist ein Detailschnitt in grösserem  Massstab und stellt. die Konstruktion des Luft  gehäuses des in     Fig.    1 dargestellten Trieb  werkes sowie die Konstruktion und Anord  nung der Flammrohre darin dar.  



       Fig.    3 ist ein weiterer Detailschnitt in  grösserem Massstab, der die Anordnung eines  Brenners und die Abstützung des     Flammroh-          res    am Brenner darstellt.  



  Bei dem in     Fig.    1 dargestellten Beispiel  weist das Triebwerk einen mehrstufigen     Axial-          kompressor    1, eine ringförmige Verbrennungs  einrichtung 2, eine Turbine 3 und daran an  schliessend eine zu einer Strahldüse führende  Auspuffleitung 4, ferner ein in einem zur  gleichen Strahldüse führenden     Durchlass    6  arbeitendes     Schuberhöhungsgebläse    5 auf, das  von der Turbine 3 angetrieben wird.

   Der       Durehlass    6 umgibt die Auspuffleitung 4  koaxial, weist in der     Gebläseeintrittsebene     einen Innendurchmesser auf, der nicht grösser  ist als der Aussendurchmesser der vor ihm  ringförmig angeordneten Verbrennungskam-           mer.    Eine für den Kompressor 1 und die  Turbine 3 gemeinsame Welle 7 dient zur     über-          tragung    der Antriebskraft der Turbine auf  den Kompressor. Um diese Welle 7 herum ist  das ganze Triebwerk symmetrisch angeordnet,  und diese Welle besitzt eine Kupplung 7a mit  nachgiebigen     Flanschgliedern    und ein Druck  glied, welches den durch den Kompressor und  die Turbine erzeugten     Axialdrücken    wider  steht.

   Das vordere Ende des Triebwerkes ist  von einer Verkleidung 8 umschlossen, welche  dem betreffenden Luftfahrzeug angepasst ist.  Am vordern Ende des Kompressors ist ein  Getriebekasten für     Antriebzubehörteile    ange  baut, die von der Welle 7 angetrieben werden.  



  Der Kompressor 1 besitzt einen Rotor, der  aus einer Mehrzahl von getrennten Scheiben  aufgebaut ist, von welchen jede am Umfang  einen Kranz von     Kompressorlaufschaufeln     trägt, während die     Statorschaufeln    sich ein  wärts von einem äussern Gehäuse 9 erstrecken,  welches mit den vordern und hintern Wänden  10, 11, in welchem Lager für die Welle 7  vorgesehen sind, einen     ringförmigen    Einlass  bei 12 und     einen        Auslass    13 bestimmt, -von  welchen der letztere sich axial durch innere  und äussere Wände 14, 15 erstreckt, welche  mit dazwischen befindlichen Wänden 16 einen  Kranz von axial gerichteten     Diffusorkanälen     bilden.

   An der innern Wand (siehe besonders       Fig.    2) ist ein hohles Glied 17 befestigt, wel  ches die Welle 7 umschliesst und sich koaxial  zu derselben gegen die Turbine 3 erstreckt.  Das Glied 17 ist gegen sein inneres Finde fest  an einem     kegelstumpfförmigen    Glied 18 be  festigt, zwischen dessen hinterem Rand und  einem     kegelstumpfförmigen    Ring 18a sich der       Turbineneintrittsdüsenring    19 befindet. Der  Ring 18a ist aussen an der innern Wand des  Durchlasses 6 befestigt.  



  Bei der     dargestellten    Konstruktion ist die  mit 3 bezeichnete Turbine von gegenläufiger  Bauart, wobei der eine Rotor den Kompressor  und der andere das     Schuberhöhungsgebläse     antreibt: Der     Kompressor-Antriebsrotor    be  sitzt     zwei    axial voneinander im Abstand an  geordnete, auf der Welle 7 feste Scheiben 20,  und der     zweite    Rotor 21 besitzt eine Lager-         büchse    20a, durch welche er über axial im  Abstand angeordnete Lager 20b auf einem  rohrförmigen Glied drehbar gelagert ist, das  durch eine hintere Verlängerung     17a    des be  reits erwähnten Gliedes 17 gebildet ist.

   Die  Verlängerung 17a und das Glied 17 umschlie  ssen ihrerseits mit Abstand die Welle 7 und  stützen sie wie angedeutet durch in axialem  Abstand angeordnete Lager 17b. Die     Schau-          felung    des Rotors 21 ist mit. einem Ring 22  verbunden, welcher sieh nach hinten erstreckt,  um sowohl eine Umhüllung für die     Schaufe-          lung    des     Kompressorantriebsrotors    als auch  einen Träger für den zweiten,     nvisehen    den  zwei Schaufelkränzen des ersten Rotors ange  ordneten Kranz von Schaufeln     21a    des Rotors  21 zu bilden, welche Schaufeln sich radial  einwärts erstrecken.

   Die Aufgabe des zweiten  Rotors 21 besteht darin, das     Zweistufenge-          bläse    5 anzutreiben, dessen Laufschaufeln 5a  durch eine Trommel 23 getragen werden,  deren vorderes Ende auf dem Ring 22 des  zweiten Rotors 21 durch ein     kegelstumpf-          förmiges    Glied 24 abgestützt ist und dessen       Statorsehaufeln   <I>5b</I> an den     Durchlass    6 begren  zenden Gehäusewänden befestigt sind, dessen  Innenwand durch das     kegelstumpfförmige     Glied     18a    an der Wand 25 abgestützt ist.

    Es ergibt sich aus dieser Konstruktion, dass  das Drehmoment des zweiten Rotors auswärts  auf die     Gebläsetrommel    23 übertragen wird,  so dass das Gebläse die Luftströmung im       Durchlass    6 beschleunigt, die am vordern  Einlass des Durchlasses 6 eintritt.

   Die     Durch-          lässe    4, 6 vereinigen sieb in gewissem Abstand  vom Gebläse 5; in einem hinter dem Gebläse 5  befindlichen Teil des Durchlasses 6 sind  ferner     Brennstoff-Verbrennungsmittel    26 vor  gesehen, um der Luftströmung Energie zuzu  führen, vorteilhaft so, dass sie auf die Ge  schwindigkeit der     Turbinenauspuffströmung     im     Durchlass    4 beschleunigt wird, bevor die  beiden Ströme als gemeinsamer Vortriebs  strahl zusammentreffen.  



  Das hohle Glied 17 bildet die innere druck  feste Wand eines sieh axial erstreckenden  Luftgehäuses, dessen äussere druckfeste Wand  durch ein rohrförmiges Glied 27 gebildet ist,      das an seinem vordern Ende lösbar mit einem  Flansch des durch die Wände 14,15 bestimm  ten     Kompressorauslassringes    und an seinem  hintern Ende mit der     kegelstumpfförmigen          Brand    25 verbunden ist, deren engeres Ende,  wie bereits erwähnt, an dem Glied     18a    befe  stigt ist. Das Glied 27 hat einen solchen Innen  durchmesser, dass, wenn seine Befestigungen  gelöst sind, es nach vorn über das     Kompressor-          gehäuse    9 geschoben werden kann.

   Ausserhalb  des Gehäuses 9 befindliche Zubehörteile, wie  z. B. in der Zeichnung dargestellte Rohr  leitungen, sind entweder so angeordnet, dass  sie die Verschiebung des Gliedes 27 nicht be  hindern, oder sind zwecks     Beseitigens    leicht  abnehmbar ausgebildet. An den innern und  äussern Wänden 17, 27 sind im Abstand von  jeder Wand     Metallblechfutter    28, 29 ange  ordnet, um luftdurchströmte Isolationsräume  an den innern und äussern Wänden des Luft  gehäuses vorzusehen.

   Diese Futter sind an  ihren Enden so ausgebildet, dass ein Teil des  ankommenden Luftstromes in die Isolations  räume eintritt und nach     Hindurchströmen     durch die betreffenden Isolationsräume in die  Turbine     gelangt.    Das äussere Futter 28 be  sitzt, damit es das axiale Herausziehen der  äussern Wand 27 nicht behindert, lose Über  lappungsverbindungen mit Futterteilen 28a,  welche an Gehäuseteilen angeordnet sind, wel  che fest bleiben, wenn das Glied 27 verscho  ben wird.  



  Zwischen den Wänden 17, 27 und in dem  ringförmigen Zwischenraum, welchen sie ein  schliessen, ist gleichmässig verteilt um die  Achse eine Anzahl von axial sich erstrecken  den Flammrohren vorgesehen. Der Hauptteil  30 jedes Flammrohres ist zylindrisch und be  sitzt an seinem Einströmende einen     kegel-          stumpfförmigen        Abschlussteil,    dessen engeres  Ende an einem vorstehenden Flansch eines  zylinderförmigen Brenners 31 anliegt und  durch diesen gestützt ist. Der Brenner 31 ist  koaxial zum Flammrohr und ist auf einer  der     Diffusorwände    16 des     Kompressorauslass-          ringes    angeordnet.

   Eine zweckmässige Form  einer solchen Konstruktion ist in     Fig.    3 dar  gestellt, in welcher der     Brennerkörper    31 mit-         tels    Bolzen<B>31f</B> an einer der     Diffusorwände     1.6 des     Kompressorauslassringes    so befestigt  ist, dass seine Kanäle mit     Brennstoffzu-    bzw.

         -abfuhrkanälen        31a    übereinstimmen, die im  Körper der Wand 16 vorgesehen sind und die  auch mit Kanälen in einem Brennstoffzufuhr  anschlussstück 31b übereinstimmen, das in  einem     Durchlass    31c untergebracht ist, wel  cher sich durch die erwähnte     Diffusorwand     erstreckt, die auch einen     Luftdurchlass    zwi  schen der durch die Innenseite des erwähnten       Kompressorringraumes    gebildeten Kammer  und der -äussern Atmosphäre ergibt.

   Der  äussere Flansch des     Kompressorauslassringes     in     Fig.    3 erstreckt sich bis auf ein über dem  äussersten obern Teil des Brennstoffzufuhr  anschlussstückes 31b liegendes Niveau, so dass  der an diesem Flansch befestigte Flansch der  äussern druckfesten Wand 27 beim Verschie  ben dieser Wand nicht gegen das Brennstoff  zufuhranschlussstück 31b anstösst. Das     Flamm-          rohr    wird gegen ungewollte Verschiebung  mittels zweier Gewindehülsen 31e,     31g    ge  sichert. Ferner ist ein     Durchlass    31d zum Zu  führen von Verbrennungsluft in die Nähe  der     Brennermündung    vorgesehen.

   Die     Flamm-          rohrwand    ist auch durchbrochen und mit pas  senden Führungen und     Ablenkorganen    ver  sehen, wie dies für die Verbrennung als er  forderlich erachtet wird. Das Ausströmende  des     zylindrischen    Körpers 30 des     Flammroh-          res    wird z.

   B. durch biegsame Verbindungs  glieder     30a    abgestützt, welche mit dem Futter  29 verbunden sind, so dass es innerhalb und  im Abstand von dem kreisförmigen Einström  ende eines     Auslasskanals    32 liegt, welcher in  der     Ausströmrichtung    zu einem Ringsektor  ausläuft, der einem Sektor des ringförmigen  Düsenringes 19 der Turbine entspricht. Auf  der Aussenseite jedes     Auslasskanals    32 ist ein  Zwischenraum freigelassen für den     Durchlass     von etwas Luft zur Turbinendüse, so dass  diese Luft die Wand des Kanals kühlt und,  da sie bei diesem Vorgang selbst erwärmt  wird, sich schliesslich mit den heissen, in die  Turbine eintretenden Gasen mischt.

   Der  Kanal 32 wird durch ein radiales streben  artiges Element 33 festgelegt und abgestützt,      welches durch diesen Kanal und auch durch  die Futter     28a.,    29 und die innern und äussern  Umhüllungsglieder 18, 25 des Luftgehäuses  hindurchgeht, wobei die Strebe an allen diesen  Teilen, z. B. durch Schweissen, befestigt ist.  Der Hauptzweck der Streben 33, welche in  Abständen im Luftmantel vorgesehen sind,  besteht darin, die     Konzentrizität    der Umhül  lungsteile 18, 25 aufrecht     züt    erhalten; aber sie  können auch hohl hergestellt werden und so  Verbindungsdurchlässe zwischen dem vom  Glied 18 umschlossenen Raum und der Aussen  seite des Luftgehäuses ergeben, welcher Durch  lass eine Kühlluftströmung durch die Strebe  gestattet.  



  Es können alternative Arten der Abstüt  zung des     Auslasskanals    32 angewendet werden,  aber in jedem Fall ist der Träger so ausge  dacht, dass Längs- und     Radialausdehnungen     ohne wesentliche Verschiebung des     Flamm-          rohres    und ohne Erzeugung besonderer Be  anspruchungen desselben oder irgendeines  damit in Beziehung stehenden Teils ermög  licht sind.  



  Um irgend einen     Flammrohrkörper    30  wegnehmen zu können, wird die Aussenwand  27 des Luftgehäuses gelöst und axial über das       Kompressorgehäuse    9 geschoben, wonach das  Futter 28, 28a weggenommen     und    die Hülse  31e am Brenner 31 gelöst und der     Flammr        ohr-          körper    30 axial gegen die Turbine verschoben  wird, um ihn vollständig vom Brenner weg  zunehmen. Diese Bewegung ist möglich wegen  eines genügenden     Zwisehenraumes    zwischen  dem Ausströmende des Flammrohres 30 und  dem axial benachbarten     Auslasskanal    32. Der  Körper 30 kann dann genügend geneigt wer  den, um ihn herauszuziehen.  



  Als Alternative kann der     Flammrolirkör-          per    30 am Brenner befestigt bleiben und nach  Wegnahme des Futters 28,     28a.    können die  Bolzen 31f des Brenners 31 gelöst werden, so       da.ss    der Brenner aus seiner Lage durch axiale  Verschiebung des Flammrohres herausgezogen  werden kann. In jedem Fall stellt der Brenner  selbst die Stütze des Flammrohres an seinem  Einströmende dar.

      Die Glieder 17, 18 und 27, 25 bilden nicht  nur die     druckfesten    Wände des ringförmigen  Luftgehäuses, von welchen Wänden die äussere  zum grössten Teil axial     wegnehmbar    ist, um  die leicht     wegnehmbaren    Flammrohre freizu  geben, sondern zusammen auch ein starres  Traggebilde, das ein die Hauptbeanspruchun  gen aufnehmendes Element darstellt, welches  mit den     Flansehen    des     Koinpressorauslassrin-          ges    und mit dem Turbinengehäuse eine starre  Einheit bildet.

   Dadurch, dass die Teile 17, 27,  18, 25 so hergestellt, sind,     da1>    sie diesem  doppelten Zweck dienen, kann eine erhebliche       Gewiehtsersparnis    ohne Opferung der Starr  heit und Festigkeit erreicht werden.  



  Die Anwendung eines ringförmigen Luft  gehäuses, welches einen Raum um die     Kom-          pressorturbinenwelle    7 umschliesst, ergibt auch  eine zweckmässige Anordnung eines Vertei  lungssystems für Kühlluft, zusätzlich zu dem  schon in     Verbindung    mit der Verbrennungs  einrichtung erläuterten     System,    wodurch sich  Gasverluste, örtliche     Verziehungen    und ausser  gewöhnliche     örtliche    Temperaturen vermeiden  lassen.

   Ein solches     Svstem    ist in den     Fig.    1  und 2 dargestellt, in welchen die durch das  innere Glied 17 des     Luftgehäuses    gebildete  Wand hohl hergestellt und durch eine Leitung  35 mit einer passenden Stelle des Kompressors  verbunden ist, um daraus komprimierte Luft  aufzunehmen, welche, wie durch die Pfeile in       Fig.        ,\'2    angedeutet ist,     verteilt    wird.

   Der Hohl  raum des Gliedes 17 bildet     Luftdurchlässe    36  (siehe     Fig.    2), durch welche Luft. zu den Tur  binenlagern und auch zu der durch das Glied  18 und die     Stirnfläehe    und Lagerbüchse des       Turbinenrotors    21 begrenzten Kammer und       ztt    dem Zwischenraum zwischen den Rotoren  21, 20 gelangt.

   Diese Kammer enthält eine  feste     Absehirmwand    37 von ringförmiger Ge  stalt., welche die Luftströmung zwingt, der  Oberfläche der     Turbinenrotorteile    zu folgen,  wobei die Luft allenfalls durch die     Flamm-          rohrstreben    33 zum Einlass des     Schuberhö-          hungsgebläses    entweicht. Zusätzlich ist die  Welle 7 hohl hergestellt und überträgt Luft  zu den innern und den hintern Stirnflächen  der     Seheiben    20, wo sie in den Turbinengas-      Strom entweicht.

   Die unmittelbar von dem  Kompressor kommende Luft besitzt einen  etwas höheren Druck als der     Gasstrom    in der  Turbine, so dass die Luft in die Turbine  strömt und Gasverluste vermieden sind.  



  Bei der in     Fig.    1 und 2 dargestellten Kon  struktion des Luftgehäuses sind die innern  Glieder 17 und 18 und das äussere Glied 25  durch verhältnismässig dicke     Gussstücke    gebil  det. Diese Teile können aber auch aus     Metall-          bleeh    hergestellt werden, mit genügenden Ver  steifungen, damit das Luftgehäuse zusammen  mit dem     Kompressorgehäuse    und dem Turbi  nengehäuse eine starre Einheit ergibt..  



  Es ist zu beachten, dass bei der dargestell  ten Konstruktion der Kompressor, die ring  förmig angeordnete     Verbrennungseinriehtung,     die Turbine, das     Schuberhöhungsgebläse    und  die zur Strahldüse führenden     Luftdurchlass-          bzw.        Gasauspuffkanäle    koaxial und symme  trisch in bezug auf die Welle angeordnet sind,  durch welche die Turbine den Kompressor an  treibt, und dass der     Kompressorauslass,    die  Verbrennungseinrichtung und der Turbinen  einlass axial so aufeinander ausgerichtet sind,  dass in irgendeinem Längsschnitt dieser Teile  die mittlere Stromlinie eine Gerade ist,

   wo  durch eine grosse Luftmenge bei hoher Ge  schwindigkeit ohne grosse Verluste durch diese  Teile     hindurchströmen    kann.  



  Es können     Anlassmittel    für das Triebwerk  in Gestalt von     Lbertragungseinrichtungen    zur  Hauptwelle durch den Getriebekasten am     vor-          dern    Ende vorgesehen sein, um mit der Welle  zusammenzuwirken. Um das Anlassen zu er  leichtern, können Mittel vorgesehen sein, um  die Drehung des zweiten Rotors zu verhin  dern, bis der     Kompressorantriebsrotor    genü  gend beschleunigt ist. Wenn z.

   B. ein weg  nehmbarer Anlasser vorgesehen ist, um auf  die Welle gegen ihr Turbinenende einzuwir  ken, kann eine Vorrichtung vorgesehen sein,  um auf eine Klaue oder dergleichen an der  Nabe des zweiten Rotors einzuwirken, so dass  deren Drehung so lange verhindert ist, als  die     Anlassvorriehtung    sich in Wirkungslage  befindet.



      Gas turbine jet engine. The invention relates to a cas-turbine jet engine.



  The Ciasturbinen jet engine according to the invention is characterized by a: ITehr-stage axial compressor with axially directed diffuser outlets, which are arranged symmetrically and annularly with respect to the compressor shaft, by an axial turbine with inlet means that are symmetrical and annular with respect to their axis arranged and axially.

   are located at a distance from the compressor and are coaxial with it, this turbine having two counter-rotating rotors, one of which is firmly connected to a shaft driving the compressor, while the other is freely rotatably mounted by an annularly arranged and axially.

    running combustion device, which is located in the space between the diffuser outlets and the turbine inlet and leads the gas from one to the other, through an exhaust duct leading the turbine exhaust gases to a jet nozzle, through an exhaust duct coaxially surrounding the air duct and through an air duct in this arranged thrust booster fan, the runner blade is carried radially outwards by the second, freely rotatably mounted rotor of the turbine, the air channel.

   in the fan inlet plane has an inside diameter which is not larger than the outside diameter of the combustion device arranged in a ring in front of it.



  On the accompanying drawing, an embodiment of the subject invention is shown.



       Fig. 1 and la together form an elevation, half in longitudinal section, and show an embodiment for an air vehicle.



       Fig. 2 is a detail section on a larger scale and represents. the construction of the air housing of the engine shown in Fig. 1 and the construction and arrangement of the flame tubes therein.



       3 is a further detailed section on a larger scale, which shows the arrangement of a burner and the support of the flame tube on the burner.



  In the example shown in FIG. 1, the engine has a multistage axial compressor 1, an annular combustion device 2, a turbine 3 and, subsequently, an exhaust line 4 leading to a jet nozzle, and a passage 6 working in a passage 6 leading to the same jet nozzle Boost fan 5, which is driven by the turbine 3.

   The passage 6 surrounds the exhaust line 4 coaxially, has an inside diameter in the fan inlet plane which is not larger than the outside diameter of the combustion chamber arranged in a ring in front of it. A shaft 7 common to the compressor 1 and the turbine 3 is used to transmit the driving force of the turbine to the compressor. Around this shaft 7 around the whole engine is arranged symmetrically, and this shaft has a coupling 7a with flexible flange members and a pressure member, which is against the axial pressures generated by the compressor and the turbine.

   The front end of the engine is enclosed by a fairing 8 which is adapted to the aircraft in question. At the front end of the compressor, a gear box for drive accessories is built, which are driven by the shaft 7.



  The compressor 1 has a rotor which is made up of a plurality of separate disks, each of which carries a ring of compressor rotor blades on the circumference, while the stator blades extend inwardly from an outer housing 9 which, with the front and rear walls 10, 11, in which bearings are provided for the shaft 7, an annular inlet at 12 and an outlet 13, -of which the latter extends axially through inner and outer walls 14, 15 which, with walls 16 in between, form a ring from axially directed diffuser channels form.

   On the inner wall (see especially FIG. 2), a hollow member 17 is attached, wel Ches encloses the shaft 7 and extends coaxially to the same against the turbine 3. The member 17 is fixed against its inner find on a frustoconical member 18 BE, between the rear edge and a frustoconical ring 18a of the turbine inlet nozzle ring 19 is located. The ring 18a is attached to the outside of the inner wall of the passage 6.



  In the construction shown, the turbine designated by 3 is of a counter-rotating type, with one rotor driving the compressor and the other driving the boost fan: The compressor drive rotor is located on two axially spaced apart disks 20 and 20 fixed on the shaft 7 The second rotor 21 has a bearing bush 20a, by means of which it is rotatably mounted on a tubular member, which is formed by a rear extension 17a of the member 17 already mentioned, via axially spaced bearings 20b.

   The extension 17a and the member 17 in turn surround the shaft 7 at a distance and support it as indicated by axially spaced bearings 17b. The blades of the rotor 21 are with. connected to a ring 22 which extends rearwardly in order to form both a casing for the blades of the compressor drive rotor and a support for the second ring of blades 21a of the rotor 21, which is arranged opposite the two blade rings of the first rotor Blades extend radially inward.

   The task of the second rotor 21 is to drive the two-stage fan 5, the rotor blades 5a of which are carried by a drum 23, the front end of which is supported on the ring 22 of the second rotor 21 by a truncated cone-shaped member 24 and its stator blades I> 5b </I> are attached to the passage 6 limiting housing walls, the inner wall of which is supported on the wall 25 by the frustoconical member 18a.

    It follows from this construction that the torque of the second rotor is transmitted outwardly to the blower drum 23, so that the blower accelerates the air flow in the passage 6 which enters at the front inlet of the passage 6.

   The passages 4, 6 combine sieve at a certain distance from the fan 5; In a part of the passage 6 located behind the fan 5, fuel combustion means 26 are also provided in order to supply the air flow with energy, advantageously so that it is accelerated to the speed of the turbine exhaust flow in the passage 4 before the two flows are common Propulsion jet meet.



  The hollow member 17 forms the inner pressure-tight wall of a see axially extending air housing, the outer pressure-resistant wall is formed by a tubular member 27 which at its front end releasably with a flange of the compressor outlet ring determined by the walls 14,15 and at his rear end is connected to the frustoconical fire 25, the narrower end of which, as already mentioned, BEFE is Stigt on the member 18a. The member 27 has an inner diameter such that, when its fastenings are loosened, it can be pushed forward over the compressor housing 9.

   Accessories located outside the housing 9, such as. B. pipe lines shown in the drawing are either arranged so that they do not prevent the displacement of the member 27 be, or are designed to be easily removable for the purpose of removal. On the inner and outer walls 17, 27 sheet metal lining 28, 29 are arranged at a distance from each wall in order to provide air-flow insulation spaces on the inner and outer walls of the air housing.

   These chucks are designed at their ends in such a way that part of the incoming air flow enters the isolation spaces and, after flowing through the relevant isolation spaces, reaches the turbine. The outer lining 28 be seated so that it does not hinder the axial extraction of the outer wall 27, loose overlapping connections with lining parts 28a, which are arranged on housing parts, which remain fixed when the member 27 is shifted.



  Between the walls 17, 27 and in the annular space, which they include, a number of axially extending flame tubes is evenly distributed around the axis. The main part 30 of each flame tube is cylindrical and sits at its inflow end a frustoconical end part, the narrower end of which rests against a protruding flange of a cylindrical burner 31 and is supported by it. The burner 31 is coaxial with the flame tube and is arranged on one of the diffuser walls 16 of the compressor outlet ring.

   An expedient form of such a construction is shown in FIG. 3, in which the burner body 31 is fastened by means of bolts 31f to one of the diffuser walls 1.6 of the compressor outlet ring in such a way that its ducts with fuel supply or

         -Discharge channels 31a, which are provided in the body of the wall 16 and which also correspond to channels in a fuel supply connector 31b, which is housed in a passage 31c, which extends through the aforementioned diffuser wall, which also has an air passage between the through the inside of the mentioned compressor annulus chamber and the outside atmosphere results.

   The outer flange of the compressor outlet ring in Fig. 3 extends to a level above the outermost upper part of the fuel supply connector 31b, so that the flange of the external pressure-resistant wall 27 attached to this flange does not push this wall against the fuel supply connector 31b bumps into. The flame tube is secured against unintentional displacement by means of two threaded sleeves 31e, 31g. A passage 31d is also provided for feeding combustion air into the vicinity of the burner mouth.

   The flame tube wall is also perforated and fitted with suitable guides and deflectors, as is considered necessary for combustion. The outflow end of the cylindrical body 30 of the flame tube is z.

   B. supported by flexible connecting members 30a, which are connected to the chuck 29, so that it is within and at a distance from the circular inflow end of an outlet channel 32 which expires in the outflow direction to an annular sector, which is a sector of the annular nozzle ring 19 corresponds to the turbine. On the outside of each outlet channel 32, a space is left free for the passage of some air to the turbine nozzle, so that this air cools the wall of the channel and, since it is heated itself during this process, finally merges with the hot gases entering the turbine mixes.

   The channel 32 is defined and supported by a radial strut-like element 33 which passes through this channel and also through the lining 28a., 29 and the inner and outer covering members 18, 25 of the air housing, the strut on all these parts, e.g. . B. is attached by welding. The main purpose of the struts 33, which are provided at intervals in the air jacket, is to maintain the concentricity of the Umhül ment parts 18, 25 upright; but they can also be made hollow and thus result in connecting passages between the space enclosed by the member 18 and the outside of the air housing, which passage allows cooling air to flow through the strut.



  Alternative ways of supporting the outlet duct 32 can be used, but in each case the support is designed to allow longitudinal and radial expansions without substantial displacement of the fire tube and without creating special stresses on the same or any related part are made possible.



  In order to be able to remove any flame tube body 30, the outer wall 27 of the air housing is released and pushed axially over the compressor housing 9, after which the lining 28, 28a is removed and the sleeve 31e on the burner 31 is released and the flame tube body 30 axially against the turbine shifted to take it all the way away from the burner. This movement is possible because there is sufficient space between the outflow end of the flame tube 30 and the axially adjacent outlet channel 32. The body 30 can then be inclined sufficiently to be pulled out.



  As an alternative, the flame roller body 30 can remain attached to the burner and after the lining 28, 28a has been removed. the bolts 31f of the burner 31 can be loosened so that the burner can be pulled out of its position by axially displacing the flame tube. In any case, the burner itself is the support of the flame tube at its inlet end.

      The members 17, 18 and 27, 25 not only form the pressure-resistant walls of the ring-shaped air housing, from which the outer walls can be axially removed for the most part in order to expose the easily removable flame tubes, but together also form a rigid supporting structure, which is one of the main demands Gen receiving element, which forms a rigid unit with the flanges of the Koinpressorauslassring- and with the turbine housing.

   Because the parts 17, 27, 18, 25 are manufactured in such a way that they serve this dual purpose, a considerable saving in weight can be achieved without sacrificing rigidity and strength.



  The use of an annular air housing, which encloses a space around the compressor turbine shaft 7, also results in an expedient arrangement of a distribution system for cooling air, in addition to the system already explained in connection with the combustion device, which results in gas losses, local distortions and outside Avoid ordinary local temperatures.

   Such a system is shown in Figs. 1 and 2, in which the wall formed by the inner member 17 of the air housing is made hollow and connected by a conduit 35 to a suitable location of the compressor for receiving compressed air therefrom which, as is indicated by the arrows in Fig., \ '2 is distributed.

   The cavity of the member 17 forms air passages 36 (see Fig. 2) through which air. to the turbine bearings and also to the chamber delimited by the member 18 and the end face and bearing bushing of the turbine rotor 21 and the intermediate space between the rotors 21, 20.

   This chamber contains a fixed shield wall 37 of an annular shape, which forces the air flow to follow the surface of the turbine rotor parts, the air escaping through the flame tube struts 33 to the inlet of the thrust fan. In addition, the shaft 7 is made hollow and transmits air to the inner and rear end faces of the Seheiben 20, where it escapes into the turbine gas flow.

   The air coming directly from the compressor has a slightly higher pressure than the gas flow in the turbine, so that the air flows into the turbine and gas losses are avoided.



  In the construction of the air housing shown in Fig. 1 and 2, the inner members 17 and 18 and the outer member 25 are gebil det by relatively thick castings. However, these parts can also be made of sheet metal, with sufficient stiffening so that the air housing, together with the compressor housing and the turbine housing, results in a rigid unit.



  It should be noted that in the construction shown, the compressor, the annularly arranged combustion unit, the turbine, the boost fan and the air passage or gas exhaust ducts leading to the jet nozzle are arranged coaxially and symmetrically with respect to the shaft through which the Turbine drives the compressor, and that the compressor outlet, the combustion device and the turbine inlet are axially aligned with one another in such a way that the mean streamline is a straight line in any longitudinal section of these parts,

   where a large amount of air can flow through these parts at high speed without major losses.



  Starting means for the engine in the form of transmission devices to the main shaft through the gear box at the front end can be provided in order to interact with the shaft. In order to facilitate starting, means may be provided to prevent the rotation of the second rotor until the compressor drive rotor is accelerated sufficiently. If z.

   B. a removable starter is provided in order to apply to the shaft against its turbine end, a device may be provided to act on a claw or the like on the hub of the second rotor so that its rotation is prevented as long as the The starting device is in the effective position.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUC9 Gasturbinen-Strahltriebwerk, gekennzeich net durch einen Mehrstufen-Axialkompressor, welcher axial gerichtete Diffusorauslässe be sitzt, die symmetrisch und in bezug auf die Kompressorachse ringförmig angeordnet sind, durch eine Axialturbine mit Einlassmitteln, die symmetrisch und ringförmig in bezug auf ihre Achse angeordnet und axial sich im Ab stand vom Kompressor befinden und koaxial zu diesem liegen, welche Turbine zwei gegen läufige Rotoren aufweist, von welchen einer fest mit einer den Kompressor antreibenden Welle verbunden ist, während der andere frei drehbar gelagert ist, PATENT CLAIM9 Gas turbine jet engine, gekennzeich net by a multi-stage axial compressor, which sits axially directed diffuser outlets, which are symmetrical and arranged in a ring with respect to the compressor axis, by an axial turbine with inlet means, which are arranged symmetrically and ring-shaped with respect to its axis and axially are located in the distance from the compressor and are coaxial with it, which turbine has two counter-rotating rotors, one of which is firmly connected to a shaft driving the compressor, while the other is freely rotatable, durch eine ringförmig angeordnete und axial verlaufende Verbren nungseinrichtung, welche sich im Zwischen raum zwischen den Diffusorauslässen und dem Turbineneinlass befindet und das Gas vom einen zum andern führt, durch einen die Turbinenabgase zu einer Strahldüse führen den Auspuffkanal, durch einen diesen Aus puffkanal koaxial umgebenden Luftkanal und durch ein in diesem Luftkanal angeordnetes Schuberhöhungsgebläse, dessen Laufschaufe- lung radial auswärts durch den zweiten, frei drehbar gelagerten Rotor der Turbine getra gen wird, wobei der Luftkanal in der Gebläse eintrittsebene einen Innendurchmesser besitzt, through an annularly arranged and axially extending combustion device, which is located in the space between the diffuser outlets and the turbine inlet and the gas leads from one to the other, through one of the turbine exhaust gases to a jet nozzle lead the exhaust duct, through an air duct surrounding this exhaust duct coaxially and by a thrust increase fan arranged in this air duct, the rotor blades of which are carried radially outwards by the second, freely rotatably mounted rotor of the turbine, the air duct in the fan inlet plane having an inside diameter, der nicht grösser ist als der Aussendurch messer der vor ihm ringförmig angeordneten Verbrennungseinrichtung. UNTERANSPRÜCHE: 1. Gasturbinen-Strahltriebwerk nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der frei drehbar gelagerte Rotor der Turbine auf einer festen Hohlachse gelagert ist, auf welcher unabhängig von den Lagern für den ; frei drehbar gelagerten Turbinenrotor auch die Lager für die Kompressor-Antriebsturbi- xienwelle abgestützt sind und welche letztere umschliesst. which is not larger than the outer diameter of the incinerator arranged in a ring in front of it. SUBClaims: 1. Gas turbine jet engine according to patent claim, characterized in that the freely rotatably mounted rotor of the turbine is mounted on a fixed hollow axis on which independent of the bearings for the; freely rotatably mounted turbine rotor, the bearings for the compressor drive turbine shaft are also supported and which surrounds the latter. 2. Gasturbinen-Strahltriebwerk nach Pa- i tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor, die ringförmig angeordnete Verbrennungseinrichtung, die Turbine, das Schuberhöhungsgebläse, der Auspuffkanal und der Luftkanal koaxial und symmetrisch in bezug auf die Welle angeordnet sind, durch welche die Turbine den Kompressor antreibt, und dass der Kompressorauslass, die Verbren nungseinrichtung und der Turbineneinlass axial derart aufeinander ausgerichtet sind, dass in irgendeinem Längsschnitt dieser Teile die mittlere Strömungslinie eine Gerade ist.. 3. 2. gas turbine jet engine according to patent claim, characterized in that the compressor, the annularly arranged combustion device, the turbine, the thrust fan, the exhaust duct and the air duct are arranged coaxially and symmetrically with respect to the shaft through which the turbine is Drives the compressor, and that the compressor outlet, the combustion device and the turbine inlet are axially aligned with one another in such a way that the mean flow line is a straight line in any longitudinal section of these parts. 3. Gasturbinen-Strahltriebwerk nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressox-Antriebs- turbinenrotor eine Mehrzahl von Schaufel kränzen und der Schaufelträger des zweiten Turbinenrotors einen die Schaufelspitzen ver bindenden Abschlussring besitzt, der die Schaufelung des ersten Turbinenrotors um hüllt und wenigstens einen zwischen zwei Schaufelkränzen des ersten Turbinenrotors angeordneten Schaufelkranz trägt. Gas turbine jet engine according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the Kompressox drive turbine rotor wreath a plurality of blades and the blade carrier of the second turbine rotor has a sealing ring connecting the blade tips, which surrounds the blades of the first turbine rotor and at least one carries blade ring arranged between two blade rings of the first turbine rotor. 4. Gasturbinen-Strahltriebwerk nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Verbrennungsorgane in dem Luft kanal stromabwärts des Schuberhöhungsge- bläses vorgesehen sind, um die durchströmende Luft zu erhitzen. 5. Gasturbinen-Strahltriebwerk nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung als druckfestes Element ein Luftgehäuse von ringförmigem Querschnitt aufweist. 4. Gas turbine jet engine according to Pa tentans claim, characterized in that additional combustion organs are provided in the air duct downstream of the thrust increase blower in order to heat the air flowing through. 5. Gas turbine jet engine according to Pa tentans claims, characterized in that the combustion device has an air housing of annular cross section as a pressure-resistant element. 6. Gasteirliineii-1,itrahltrieliwei.'k nach Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das rin:dörmige Luftgebäuse in seinem Ring raum gleichmässig um die Aelise verteilt eine Anzahl axial -erieliteter Flammrohre ein schliesst, die in Verbindung mit dein Luft raum des fTeliäuses stehen, so da11) sie keinem Drncl@uiiterscliied ausgesetzt, sind. 6. Gasteirliineii-1, itrahltrieliwei.'k according to Un ter claims 5, characterized in that the ring: doweled air housing in its ring space evenly distributed around the Aelise includes a number of axially -erieliteter flame tubes, which in connection with your air space of the fTelieus stand so that they are not exposed to any pressure. 7. Gasttirbinen-Strahltriebwerk nach Un- teransprueli. .5, dadureli gekennzeiennet, d ass die innere Wand des Luftgeliiiuses einen Hohlraum. 7. Gasttirbinen jet engine according to Unter- prueli. .5, dadureli marked, that the inner wall of the Luftgeliiiuses a cavity. besitzt, welcher an seinem hintern Ende durch einen Turbinenrotor begrenzt ist, wobei Mittel für die Zuführung von kompri mierter Luft vom Kompressor zum erwähnten Hohlrauen vorgesehen sind, um darin einen Druck aufrechtzuerhalten, der grösser ist als derjenige am Turbineneinlass, und dadurch den Verlust an Arbeitsgasen zu verringern. which is bounded at its rear end by a turbine rotor, means are provided for the supply of compressed air from the compressor to the aforementioned cavity in order to maintain therein a pressure which is greater than that at the turbine inlet, and thereby the loss of working gases to reduce. B. Grasturbinen-Strahltriebwerk nach Pa- tentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine und der Kompressor durch eine hohle Welle verbunden sind, welcher Druck luft zugeführt wird und welche an einer oder mehreren Stellen ihrer Länge angezapft ist, zum Zweck, Kühlluft zie innern Teilen des Triebwerkes einschliesslich einer hintern Stirn fläche eines Turbinenrotors zuführen zu kön nen. B. gas turbine jet engine according to patent claims, characterized in that the turbine and the compressor are connected by a hollow shaft to which compressed air is supplied and which is tapped at one or more points along its length for the purpose of drawing cooling air inside parts of the engine including a rear face of a turbine rotor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1275839B (en) * 1966-11-29 1968-08-22 Dornier Gmbh Hoist drive in flat design
DE3041157A1 (en) * 1979-11-03 1981-05-07 Rolls-Royce Ltd., London GAS TURBINE ENGINE

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