DE102019135339A1 - Aircraft gas turbine engine - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Gasturbinentriebwerk (1) eines Luftfahrzeuges mit einem inneren Triebwerksbereich (27) und einem äußeren Triebwerksbereich (28) beschrieben, die einen Strömungsquerschnitt (2) begrenzen und über Streben (22, 22A bis 22F) miteinander in Wirkverbindung stehen. Öl ist von einem Rücklauf (31) der Einrichtung (12), in dessen Bereich die Betriebstemperatur größer ist als die Temperatur der Luft, die durch den Strömungsquerschnitt (2) führbar ist, zur Kühlung des Öls durch wenigstens eine der Streben (22C, 22D, 22E, 22F) aus dem inneren Triebwerksbereich (27) in den äußeren Triebwerksbereich (28) und/oder aus dem äußeren Triebwerksbereich (28) in den inneren Triebwerksbereich (27) führbar.A gas turbine engine (1) of an aircraft is described with an inner engine area (27) and an outer engine area (28) which limit a flow cross-section (2) and are in operative connection with one another via struts (22, 22A to 22F). Oil is from a return (31) of the device (12), in the area of which the operating temperature is higher than the temperature of the air that can be guided through the flow cross-section (2), for cooling the oil through at least one of the struts (22C, 22D , 22E, 22F) from the inner engine area (27) into the outer engine area (28) and / or from the outer engine area (28) into the inner engine area (27).
Description
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Gasturbinentriebwerk eines Luftfahrzeuges mit wenigstens einem inneren Triebwerksbereich und mit wenigstens einem äußeren Triebwerksbereich.The present disclosure relates to a gas turbine engine of an aircraft with at least one inner engine area and with at least one outer engine area.
Aus der
Des Weiteren beschreibt die
Ein Gasturbinentriebwerk eines Luftfahrzeuges mit wenigstens einem inneren Triebwerksbereich und mit wenigstens einem äußeren Triebwerksbereich, die zumindest bereichsweise einen Strömungsquerschnitt für Luft durch das Gasturbinentriebwerk begrenzen, ist aus der
Zusätzlich ist in der
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach herstellbares Gasturbinentriebwerk zur Verfügung zu stellen, bei dem Öl mit geringem konstruktiven Aufwand temperierbar ist und das mit hohem Wirkungsgrad betreibbar ist.The present disclosure is based on the object of providing a gas turbine engine that is as simple as possible to manufacture, in which the temperature of the oil can be controlled with little structural effort and which can be operated with a high degree of efficiency.
Diese Aufgabe wird mit einem Gasturbinentriebwerk mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved with a gas turbine engine with the features of claim 1.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Gasturbinentriebwerk eines Luftfahrzeuges mit wenigstens einem inneren Triebwerksbereich und mit wenigstens einem äußeren Triebwerksbereich bereitgestellt. Die Triebwerksbereiche begrenzen zumindest bereichsweise einen Strömungsquerschnitt für Luft durch das Gasturbinentriebwerk. Des Weiteren umfasst das Gasturbinentriebwerk wenigstens eine im inneren oder äußeren Triebwerksbereich angeordnete Einrichtung, die mit Öl beaufschlagbar ist. Dabei stehen der innere Triebwerksbereich und der äußere Triebwerksbereich über radial durch den Strömungsquerschnitt verlaufende und in Umfangsrichtung des Strömungsquerschnittes zueinander beabstandete Streben miteinander in Wirkverbindung.According to a first aspect, a gas turbine engine of an aircraft is provided with at least one inner engine area and with at least one outer engine area. The engine areas limit a flow cross-section for air through the gas turbine engine at least in certain areas. Furthermore, the gas turbine engine comprises at least one device which is arranged in the inner or outer engine area and can be acted upon with oil. The inner engine area and the outer engine area are in operative connection with one another via struts which run radially through the flow cross-section and are spaced apart from one another in the circumferential direction of the flow cross-section.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass Öl von einem Rücklauf der Einrichtung, in dessen Bereich die Betriebstemperatur größer ist als die Temperatur der Luft, die durch den Strömungsquerschnitt führbar ist, zur Kühlung des Öls durch wenigstens eine der Streben aus dem inneren Triebwerksbereich in den äußeren Triebwerksbereich und/oder aus dem äußeren Triebwerksbereich in den inneren Triebwerksbereich führbar ist.It can be provided that oil from a return of the device, in the area of which the operating temperature is higher than the temperature of the air that can be guided through the flow cross-section, for cooling the oil through at least one of the struts from the inner engine area to the outer one The engine area and / or can be guided from the outer engine area into the inner engine area.
Das erhitzte Öl ist gegebenenfalls ohne in dem Strömungsquerschnitt anzuordnende Wärmetauscher temperierbar bzw. kühlbar, da das Öl durch die wenigstens eine Strebe radial durch den Strömungsquerschnitt in Richtung des inneren oder des äußeren Triebwerksbereiches geleitet wird. Dabei wird das Öl im Bereich der Strebe durch die die Strebe umströmende Luft gekühlt, die ein niedrigeres Temperaturniveau als das Öl aufweist, das durch die Strebe geführt wird.The heated oil can optionally be tempered or cooled without a heat exchanger to be arranged in the flow cross-section, since the oil is passed through the at least one strut radially through the flow cross-section in the direction of the inner or outer engine area. The oil in the area of the strut is cooled by the air flowing around the strut, which has a lower temperature level than the oil that is passed through the strut.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles und der Anordnung sowie des Verlaufes der Strebe in Umfangsrichtung der Triebwerksbereiche besteht die Möglichkeit, dass das Öl mithilfe einer entsprechenden Druckbeaufschlagung gegen die angreifende Schwerkraft oder zusätzlich unterstützend zur angreifenden Schwerkraft aus dem inneren Triebwerksbereich in den äußeren Triebwerksbereich und/oder aus dem äußeren Triebwerksbereich in den inneren Triebwerksbereich geführt wird.Depending on the particular application and the arrangement as well as the course of the strut in the circumferential direction of the engine areas, there is the possibility that the oil with the help of a corresponding pressurization against the attacking gravity or additionally supporting the attacking force of gravity from the inner engine area into the outer engine area and / or is guided from the outer engine area into the inner engine area.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Öl jeweils alleine von der am Öl angreifenden Schwerkraft durch die wenigstens eine Strebe aus dem inneren Triebwerksbereich in den äußeren Triebwerksbereich und/oder aus dem äußeren Triebwerksbereich in den inneren Triebwerksbereich geführt wird.It can also be provided that the oil is guided solely by gravity acting on the oil through the at least one strut from the inner engine area into the outer engine area and / or from the outer engine area into the inner engine area.
Das Gasturbinentriebwerk gemäß der vorliegenden Offenbarung bietet den Vorteil, dass ein Wirkungsgrad eines bekannten Gasturbinentriebwerkes trotz einer signifikanten Steigerung der Kühlleistung nicht beeinträchtigt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kühlung des Öls im Bereich bereits vorhandener Bauteile eines Gasturbinentriebwerkes, nämlich im Bereich von sich radial durch den Strömungsquerschnitt erstreckenden Streben erfolgt.The gas turbine engine according to the present disclosure offers the advantage that the efficiency of a known gas turbine engine is not impaired despite a significant increase in the cooling capacity. This is achieved in that the oil is cooled in the area of already existing components of a gas turbine engine, namely in the area of struts extending radially through the flow cross-section.
Auch können bereits aus dem Stand der Technik bekannte Wärmetauscher bzw. Ölkühler, die an der Außenseite des inneren Triebwerksbereiches und/oder an der Innenseite des äußeren Triebwerksbereiches angeordnet werden und die Luftströmung im Strömungsquerschnitt beeinträchtigen, nicht mehr erforderlich sein oder kleiner dimensioniert werden. Dann besteht beispielsweise die Möglichkeit, einen aerodynamischen Wirkungsgrad eines bekannten Gasturbinentriebwerkes bei gleich großer Kühlleistung zu verbessern.Also, heat exchangers or oil coolers already known from the prior art, which are arranged on the outside of the inner engine area and / or on the inner side of the outer engine area and impair the air flow in the flow cross-section, may no longer be required or have smaller dimensions. Then there is, for example, the possibility of improving the aerodynamic efficiency of a known gas turbine engine with the same cooling capacity.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist Öl von einem Rücklauf der Einrichtung wenigstens im Bereich einer der Streben, die in Einbaulage des Gasturbinentriebwerkes durch einen unterhalb oder oberhalb einer Horizontal-Symmetrie-Ebene des Gasturbinentriebwerkes liegenden Bereich des Strömungsquerschnittes verläuft, durch den Strömungsquerschnitt aus dem inneren Triebwerksbereich in den äußeren Triebwerksbereich oder aus dem äußeren Triebwerksbereich in den inneren Triebwerksbereich führbar.In a further embodiment of the gas turbine engine according to the present disclosure, oil from a return of the device is at least in the area of one of the struts which, in the installed position of the gas turbine engine, runs through an area of the flow cross section lying below or above a horizontal symmetry plane of the gas turbine engine, through the Flow cross-section can be guided from the inner engine area into the outer engine area or from the outer engine area into the inner engine area.
Zusätzlich ist das Öl im äußeren Triebwerksbereich oder im inneren Triebwerksbereich in Umfangsrichtung des Gasturbinentriebwerkes zu wenigstens einer weiteren Strebe führbar, die durch einen oberhalb oder unterhalb der Horizontal-Symmetrie-Ebene des Gasturbinentriebwerkes liegenden Bereich des Strömungsquerschnitts verläuft und durch die das Öl durch den Strömungsquerschnitt aus dem äußeren Triebwerksbereich in den inneren Triebwerksbereich oder aus dem inneren Triebwerksbereich in den äußeren Triebwerksbereich einleitbar ist.In addition, the oil in the outer engine area or in the inner engine area can be guided in the circumferential direction of the gas turbine engine to at least one further strut which runs through an area of the flow cross section lying above or below the horizontal symmetry plane of the gas turbine engine and through which the oil flows through the flow cross section the outer engine area can be introduced into the inner engine area or from the inner engine area into the outer engine area.
Dabei kann es zusätzlich vorgesehen sein, dass das Öl wenigstens einer in Umfangsrichtung verlaufenden Leitung zwischen den Streben geführt wird. Die Leitung kann dabei an einen Wandungsbereich des inneren Triebwerksbereiches, der den Strömungsquerschnitt radial innen begrenzt, oder an einen Wandungsbereich des äußeren Triebwerksbereiches, der den Strömungsquerschnitt radial außen begrenzt, anliegen bzw. angrenzen. Damit kann das Öl während dem Durchströmen der Leitung von dem den Strömungsquerschnitt durchströmenden Luftvolumenstrom gekühlt werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die wenigstens eine Leitung einstückig mit der Wandung des inneren Triebwerksbereiches oder mit dem äußeren Triebwerksbereiches ausgeführt ist.It can additionally be provided that the oil is guided between the struts at least one line running in the circumferential direction. The line can abut or adjoin a wall area of the inner engine area which delimits the flow cross section radially on the inside, or a wall area of the outer engine area which delimits the flow cross section radially on the outside. In this way, the oil can be cooled by the air volume flow flowing through the flow cross section while it is flowing through the line. Furthermore, there is the possibility that the at least one line is made in one piece with the wall of the inner engine area or with the outer engine area.
Dabei wird vorliegend unter einer Horizontal-Symmetrie-Ebene des Gasturbinentriebwerkes eine Ebene verstanden, in der eine in axialer Richtung des Gasturbinentriebwerkes verlaufende Hauptachse des Gasturbinentriebwerkes liegt und die das Gasturbinentriebwerk in eine obere und eine untere Hälfte teilt. Ausgehend von einer umfangsseitigen Unterteilung des Gasturbinentriebwerkes in zwölf gleiche Teile, was einer Unterteilung eines Ziffernblattes einer analogen Uhr entspricht, verläuft die Horizontal-Symmetrie-Ebene des Gasturbinentriebwerkes durch die Hauptachse sowie zusätzlich durch die 3-Uhr-Position und durch die 9 Uhr-Position.In the present case, a horizontal symmetry plane of the gas turbine engine is understood to mean a plane in which a main axis of the gas turbine engine running in the axial direction of the gas turbine engine lies and which divides the gas turbine engine into an upper and a lower half. Based on a circumferential subdivision of the gas turbine engine into twelve equal parts, which corresponds to a subdivision of a dial of an analog clock, the horizontal symmetry plane of the gas turbine engine runs through the main axis as well as through the 3 o'clock position and the 9 o'clock position .
Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das durch die Strebe und/oder die weitere Strebe in den inneren Triebwerksbereich einströmende Öl in den Rücklauf der Einrichtung eingeleitet wird. Damit besteht die Möglichkeit, in Gasturbinentriebwerken oftmals bereits zur Verfügung stehende Ölleitungen zu verwenden und bestehende Gasturbinentriebwerkssysteme mit geringen konstruktiven Maßnahmen gemäß der vorliegenden Offenbarung auszuführen, um eine Kühlleistung für Öl eines Ölkreislaufes eines Gasturbinentriebwerkes zu verbessern.In addition, it can be provided that the oil flowing into the inner engine area through the strut and / or the further strut is introduced into the return flow of the facility. This makes it possible to use oil lines that are often already available in gas turbine engines and to implement existing gas turbine engine systems with few structural measures in accordance with the present disclosure in order to improve a cooling capacity for oil in an oil circuit of a gas turbine engine.
Bei weiteren Ausführungsformen des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist Öl im Bereich einer zusätzlichen Strebe aus dem äußeren oder inneren Triebwerksbereich in Richtung des inneren oder äußeren Triebwerksbereiches bis hin zu einem definierten Bereich führbar ist. Dabei kann der definierte Bereich in radialer Richtung einen definierten Abstand vom äußeren oder inneren Triebwerksbereich aufweisen. Anschließend kann das Öl in der zusätzlichen Strebe vom definierten Bereich der zusätzlichen Strebe wieder in den äußeren oder inneren Triebwerksbereich einleitbar sein. Mittels dieser Ausführung des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Kühlleistung des Gasturbinentriebwerkes im Vergleich zu bekannten Gasturbinentriebwerken auf konstruktiv einfache Art und Weise verbesserbar bzw. erhöhbar, ohne den aerodynamischen Wirkungsgrad des Gasturbinentriebwerkes zu beeinträchtigen bzw. zu verschlechtern.In further embodiments of the gas turbine engine according to the present disclosure, oil can be guided in the area of an additional strut from the outer or inner engine area in the direction of the inner or outer engine area up to a defined area. The defined area can have a defined distance in the radial direction from the outer or inner engine area. The oil in the additional strut can then be reintroduced into the outer or inner engine area from the defined area of the additional strut. By means of this embodiment of the gas turbine engine according to the present disclosure, the cooling performance of the gas turbine engine can be improved or increased in a structurally simple manner in comparison to known gas turbine engines without impairing or worsening the aerodynamic efficiency of the gas turbine engine.
Das Öl wird bei weiteren Ausführungsformen des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung stromab der Strebe und stromauf der weiteren Strebe und/oder in einem Bereich im inneren Triebwerksbereich zwischen dem Rücklauf der Einrichtung und der Strebe in die zusätzliche Strebe eingeleitet. Dadurch wird erreicht, dass das Öl im Bereich der zusätzlichen Strebe von dem die zusätzliche Strebe anströmenden Luftvolumenstrom temperiert bzw. gekühlt wird, ohne dass der aerodynamische Wirkungsgrad des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Gasturbinentriebwerken dadurch beeinträchtigt wird.In further embodiments of the gas turbine engine according to the present disclosure, the oil is introduced into the additional strut downstream of the strut and upstream of the further strut and / or in an area in the inner engine area between the return of the device and the strut. This ensures that the oil in the area of the additional strut is tempered or cooled by the air volume flow approaching the additional strut, without the aerodynamic efficiency of the gas turbine engine according to the present disclosure being impaired in comparison to the gas turbine engines known from the prior art .
Ist im inneren oder äußeren Triebwerksbereich stromab der Einrichtung und stromauf der Strebe und/oder stromauf der weiteren zusätzlichen Strebe ein Ölsammelbereich vorgesehen, ist auf einfache Art und Weise ein kontinuierlicher Ölvolumenstrom durch die Strebe, die weitere Strebe und/oder die zusätzliche Strebe gewährleistbar. Des Weiteren ist auch Öl weiterer hydraulischer Verbraucher des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung zunächst in den Ölsammelbereich einleitbar und im Bereich der Strebe, der weiteren Strebe und/oder der zusätzlichen Strebe temperierbar bzw. kühlbar.If an oil collection area is provided in the inner or outer engine area downstream of the device and upstream of the strut and / or upstream of the further additional strut, a continuous oil volume flow through the strut, the further strut and / or the additional strut can be ensured in a simple manner. Furthermore, oil from other hydraulic consumers of the gas turbine engine according to the present disclosure can initially be introduced into the oil collection area and can be tempered or cooled in the area of the strut, the further strut and / or the additional strut.
Zwischen der Einrichtung und der Strebe und/oder der zusätzlichen Strebe oder zwischen dem Ölsammelbereich und der Strebe und/oder der zusätzlichen Strebe kann bei weiteren Ausführungsformen des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung jeweils wenigstens eine Rücklaufpumpe vorgesehen sein. Mittels einer solchen Rücklaufpumpe ist Öl aus der Einrichtung absaugbar und ein erforderlicher Förderdruck für einen kontinuierlichen Ölfluss durch die Strebe und/oder die zusätzliche Strebe sowie für eine gewünschte Kühlleistung zur Verfügung stellbar.In further embodiments of the gas turbine engine according to the present disclosure, at least one return pump can be provided between the device and the strut and / or the additional strut or between the oil collection area and the strut and / or the additional strut. By means of such a return pump, oil can be drawn off from the device and a required delivery pressure can be made available for a continuous oil flow through the strut and / or the additional strut and for a desired cooling capacity.
Der Ölfluss und damit die gewünschte Kühlleistung für das Öl kann auch durch wenigstens eine im äußeren oder inneren Triebwerksbereich angeordnete Pumpe realisierbar bzw. unterstützbar sein. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Pumpe im Strömungsweg des Öls zwischen der Strebe und der zusätzlichen Strebe und/oder zwischen der Strebe und der weiteren Strebe im äußeren oder inneren Triebwerksbereich angeordnet ist.The oil flow and thus the desired cooling capacity for the oil can also be implemented or supported by at least one pump arranged in the outer or inner area of the engine. It can be provided that the pump is arranged in the flow path of the oil between the strut and the additional strut and / or between the strut and the further strut in the outer or inner engine area.
Um eine möglichst hohe Temperierleistung des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung erreichen zu können, kann wenigstens eine der Streben wenigstens einen im Inneren der Strebe verlaufenden Ölführungsbereich aufweisen, der sich jeweils im Inneren der Strebe über den gesamten inneren Querschnitt der Strebe erstreckt. Dadurch wird gewährleistet, dass im Bereich der Strebe, die dann einen Wärmetauscher für das Öl darstellt, eine möglichst große Wärmeaustauschfläche zwischen dem Öl und der die Strebe umströmenden Luft vorliegt.In order to be able to achieve the highest possible temperature control performance of the gas turbine engine according to the present disclosure, at least one of the struts can have at least one oil guide area running inside the strut, which extends inside the strut over the entire inner cross section of the strut. This ensures that in the area of the strut, which then represents a heat exchanger for the oil, the largest possible heat exchange surface is present between the oil and the air flowing around the strut.
Falls im Inneren einer der vorbeschriebenen Streben neben dem Ölführungsbereich auch weitere Versorgungsleitungen, wie elektrische Leitungen, Luftleitungen oder dergleichen, oder mechanische Wirkverbindungen, wie Wellen oder dergleichen, geführt werden, kann es vorgesehen sein, dass sich der Ölführungsbereich nur über einen Teil des Querschnitts der Strebe erstreckt. Dann kann es auch vorgesehen sein, dass der Ölführungsbereich umfangsseitig die wenigstens eine Versorgungsleitung und/oder mechanische Wirkverbindung umfasst.If, in addition to the oil guide area, further supply lines, such as electrical lines, air lines or the like, or mechanical operative connections, such as shafts or the like, are routed inside one of the struts described above, it can be provided that the oil guide area extends only over part of the cross section of the Strut extends. Then it can also be provided that the oil guide area includes the at least one supply line and / or mechanical operative connection on the circumferential side.
Eine hohe Kühlleistung für das Öl wird bei einer weiteren Ausführungsform des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung auf konstruktiv einfache Art und Weise dadurch erreicht, dass der Ölführungsbereich von der äußeren Wandung der wenigstens einen Strebe begrenzt ist. Dann wird der Ölführungsbereich direkt von dem im Strömungsquerschnitt geführten Luftvolumenstrom angeströmt.In a further embodiment of the gas turbine engine according to the present disclosure, a high cooling capacity for the oil is achieved in a structurally simple manner in that the oil guide area is delimited by the outer wall of the at least one strut. The air volume flow guided in the flow cross-section then flows directly into the oil guide area.
Weist der Ölführungsbereich der wenigstens einen Strebe von der äußeren Wandung der Strebe in den Ölführungsbereich vorkragende Wandungsbereiche auf, wird das die wenigstens eine Strebe durchströmende Öl mit konstruktiv geringem Aufwand an der inneren Seite des äußeren Wandungsbereiches der wenigstens einen Strebe gehalten bzw. an dieser entlang geführt und eine hohe Wärmeaustauschleistung gewährleistet.If the oil guide area of the at least one strut points away from the outer wall of the strut wall areas protruding into the oil guide area, the oil flowing through the at least one strut is held on the inner side of the outer wall area of the at least one strut or guided along it with little structural effort and a high heat exchange performance is ensured.
Der Ölführungsbereich der wenigstens einen Strebe umfasst bei einer weiteren Ausführungsform des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Offenbarung jeweils einen umlaufenden Spalt, der von einer zu der äußeren Wandung der Strebe beabstandeten inneren Wandung und der äußeren Wandung begrenzt ist. Dadurch wird auf konstruktiv einfache Art und Weise erreicht, dass das Öl im Inneren der wenigstens einen Strebe an der Innenseite der äußeren Wandung der Strebe entlang strömt und zwischen dem Öl in der Strebe und dem Luftvolumenstrom außerhalb der Strebe eine möglichst große Wärmeaustauschfläche vorliegt, die eine hohe Kühlleistung für das Öl im Bereich der Strebe ermöglicht.In a further embodiment of the gas turbine engine according to the present disclosure, the oil guiding area of the at least one strut comprises in each case a circumferential gap which is delimited by an inner wall spaced apart from the outer wall of the strut and the outer wall. It is thereby achieved in a structurally simple manner that the oil inside the at least one strut flows along the inside of the outer wall of the strut and the largest possible heat exchange surface is present between the oil in the strut and the air volume flow outside the strut enables high cooling capacity for the oil in the area of the strut.
Eine möglichst gute Verteilung des die wenigstens eine Strebe durchströmenden Öls wird bei einer weiteren Ausführungsform des Gasturbinentriebwerkes gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass der umlaufende Spalt des Ölführungsbereiches der wenigstens einen Strebe zumindest bereichsweise jeweils durch Schottwände in Umfangsrichtung der wenigstens einen Strebe in kanalartige Spaltabschnitte unterteilt ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sich die Schottwände jeweils zwischen der äußeren Wandung und der inneren Wandung der wenigstens einen Strebe erstrecken. Diese Ausführung des Gasturbinentriebwerkes umfasst somit mehrere in Umfangsrichtung aneinander angrenzende Ölführungsbereiche bzw. Ölkanäle, die eine möglichst gute Verteilung der Ölströmung in Umfangsrichtung der wenigstens einen Strebe an der Innenseite der äußeren Wandung gewährleisten. Dadurch wird eine hohe Kühlleistung ermöglicht.The best possible distribution of the oil flowing through the at least one strut is achieved in a further embodiment of the gas turbine engine according to the present invention in that the circumferential gap of the oil guide area of the at least one strut is at least partially subdivided into channel-like gap sections by bulkheads in the circumferential direction of the at least one strut is. It can be provided that the bulkheads each extend between the outer wall and the inner wall of the at least one strut. This embodiment of the gas turbine engine thus comprises several oil guide areas or oil channels adjoining one another in the circumferential direction, which ensure the best possible distribution of the oil flow in the circumferential direction of the at least one strut on the inside of the outer wall. This enables a high cooling capacity.
Um das Öl möglichst gleichmäßig über den äußeren Umfang der wenigstens einen Strebe an der Innenseite der äußeren Wandung verteilen zu können, kann das Öl über zumindest eine Düse in die Strebe eingeleitet werden. Dabei besteht die Möglichkeit, dass das Öl in die wenigstens eine Strebe eingesprüht oder eingespritzt wird.In order to be able to distribute the oil as evenly as possible over the outer circumference of the at least one strut on the inside of the outer wall, the oil can be introduced into the strut via at least one nozzle. There is the possibility that the oil is sprayed or injected into the at least one strut.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass das Öl entgegen der am Öl angreifenden Schwerkraft ausgehend vom radial äußeren Triebwerksbereich in Richtung des radial inneren Triebwerksbereiches oder vom radial inneren Triebwerksbereich in Richtung des radial äußeren Triebwerksbereiches in radialer Richtung in das Innere einer Strebe bis zu einer definierten Höhe der Strebe gegen die innere Seite der äußeren Wandung der Strebe eingespritzt wird. Daran anschließend wird das Öl von der Schwerkraft an der inneren Seite der äußeren Wandung der Strebe wieder zurück in Richtung des radial inneren Triebwerksbereiches oder in Richtung des radial äußeren Triebwerksbereiches geführt und dabei im Inneren der Strebe entsprechend gekühlt.Furthermore, there is the possibility that, against the force of gravity acting on the oil, starting from the radially outer engine area in the direction of the radially inner engine area or from the radially inner engine area in the direction of the radially outer engine area in the radial direction into the interior of a strut up to a defined height the strut is injected against the inner side of the outer wall of the strut. Then the oil is guided by gravity on the inner side of the outer wall of the strut back in the direction of the radially inner engine area or in the direction of the radially outer engine area and is cooled accordingly in the interior of the strut.
Die mit Öl beaufschlagbare Einrichtung des Gasturbinentriebwerkes kann beispielsweise als eine Lagerkammer ausgeführt sein. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass das durch die weitere Strebe in den inneren Triebwerksbereich geführte Öl in einen inneren Bereich der Lagerkammer eingeleitet wird, der oberhalb der Horizontal-Symmetrie-Ebene der Lagerkammer angeordnet ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass das Öl derart in die Lagerkammer eingeleitet wird, dass das Öl entlang einer Innenseite der Lagerkammer in Richtung einer unterhalb der Horizontal-Symmetrie-Ebene liegenden Entnahmestelle für das Öl aus der Lagerkammer strömt. Dadurch wird auf konstruktiv einfache Art und Weise erreicht, dass das Öl auch im Bereich der Innenseite der Lagerkammer Wärme an die Umgebung der Lagerkammer abgeben kann und zusätzlich temperiert wird.The device of the gas turbine engine that can be acted upon by oil can be designed, for example, as a storage chamber. Furthermore, there is the possibility that the oil guided through the further strut into the inner engine area is introduced into an inner area of the bearing chamber which is arranged above the horizontal plane of symmetry of the bearing chamber. It can be provided that the oil is introduced into the storage chamber in such a way that the oil flows along an inside of the storage chamber in the direction of an extraction point for the oil from the storage chamber located below the horizontal plane of symmetry. It is thereby achieved in a structurally simple manner that the oil can also give off heat to the surroundings of the bearing chamber in the area of the inside of the bearing chamber and is additionally temperature-controlled.
Ist zwischen der Einrichtung und wenigstens einer der Streben ein Durchflussbegrenzer vorgesehen, ist auf einfache Art und Weise die Kühlleistung des Gasturbinentriebwerkes begrenzbar bzw. einstellbar.If a flow limiter is provided between the device and at least one of the struts, the cooling capacity of the gas turbine engine can be limited or adjusted in a simple manner.
Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen anderen Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und/oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.It will be understood by those skilled in the art that a feature or parameter described in relation to any of the above aspects can be applied to any other aspect, provided that they are not mutually exclusive. Furthermore, any feature or parameter described here can be applied to any aspect and / or combined with any other feature or parameter described here, insofar as they are compatible not mutually exclusive.
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.Embodiments will now be described by way of example with reference to the figures, the same reference numerals being used in the description of the various embodiments for the sake of clarity for structural and functionally identical components.
Es zeigt:
-
1 eine stark schematisierte Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerkes; -
2 eine vereinfachte Vorderansicht eines Zwischengehäuses des Gasturbinentriebwerkes gemäß1 in Alleinstellung; -
3 ein Blockschaltbild eines Ölkreislaufes des Gasturbinentriebwerkes gemäß1 ; und -
4 bis 6 jeweils eine stark vereinfachte Schnittansicht einer Strebe entlang einer in2 näher gezeigten Schnittlinie IV-IV.
-
1 a highly schematic longitudinal sectional view of a gas turbine engine; -
2 a simplified front view of an intermediate housing of the gas turbine engine according to FIG1 in isolation; -
3 a block diagram of an oil circuit of the gas turbine engine according to1 ; and -
4th to6th each a greatly simplified sectional view of a strut along an in2 Section line IV-IV shown in more detail.
Das Gasturbinentriebwerk
Zusätzlich umfasst das Gehäuse
Bei einer hierzu alternativen Ausführung kann das Strahltriebwerk hinsichtlich der Anzahl und Anordnung der Gehäuseteile abweichend aufgebaut sein. Es können beispielsweise in axialer Richtung des Strahltriebwerks weniger oder mehr Gehäusebereiche als oben beschrieben vorgesehen sein. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit einzelne der oben beschriebenen Gehäuseteile in axialer und/oder radialer Richtung des Strahltriebwerks auch mehrteilig auszuführen.In an alternative embodiment to this, the jet engine can be constructed differently with regard to the number and arrangement of the housing parts. For example, fewer or more housing areas than described above can be provided in the axial direction of the jet engine. In addition, there is also the possibility of designing individual housing parts described above in the axial and / or radial direction of the jet engine in several parts.
Das Gasturbinentriebwerk
Im Folgenden wird das Zwischengehäuse
Das Zwischengehäuse
Die umfangsseitig insbesondere gleichmäßig verteilten Streben
Das der vorderen Lagerkammer
Das auch von der am Öl angreifenden Schwerkraft durch die Strebe
Dabei wird das Öl im Bereich der oberen Strebe
Falls die im Bereich der oberen Strebe
Um die Kühlleistung für das Öl im Gasturbinentriebwerk
Alternativ dazu kann es auch vorgesehen sein, dass Öl unabhängig von der Führung des Öl zwischen der unteren Strebe
Die zusätzliche Strebe
Das Öl wird im Inneren der seitlichen unteren Strebe
Eine Förderpumpe
Stromab des Ölfilters
Mit Öl beladene Luft wird über Entlüftungsleitungen
Im Strömungsweg des Öls zwischen dem Ölfilter
Das Öl wird dabei derart in das Innere der vorderen Lagerkammer
Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Innenseite der äußeren Wandung der vorderen Lagerkammer
Bei dem in
Bei dem in
Der umlaufende Spalt
Es besteht auch die Möglichkeit den Ölführungsbereich oder die Ölführungsbereiche im Inneren der Strebe oder im Inneren der Streben als komplexe, geschlossene Passagen, die beispielsweise mittels Gießen oder mittels eines generativen Herstellverfahrens, wie 3-D-Druck oder dergleichen, herstellbar sind, vorzusehen. Da bei geschlossenen Strukturen die Strömungsrichtung durch den anliegenden Förderdruck des Öls definiert wird, ist jede beliebige Strömungsrichtung im Inneren der Strebe bzw. der Streben realisierbar.It is also possible to provide the oil guide area or the oil guide areas inside the strut or inside the struts as complex, closed passages that can be produced, for example, by means of casting or by means of a generative manufacturing process such as 3-D printing or the like. Since the direction of flow in closed structures is defined by the applied delivery pressure of the oil, any flow direction inside the strut or struts can be implemented.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht auch die Möglichkeit, dass Öl über zumindest eine Düse in die obere Strebe
Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes auch die weiteren Streben
Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, zusätzlich oder alternativ zu den im Nebenstromkanal
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- GasturbinentriebwerkGas turbine engine
- 22
- NebenstromkanalSidestream channel
- 33
- EinlaufbereichInlet area
- 44th
- BläserWind players
- 55
- TriebwerkskernEngine core
- 66th
- VerdichtereinrichtungCompressor device
- 77th
- Brennerburner
- 88th
- TurbineneinrichtungTurbine device
- 99
- erste Welle, Niederdruckwellefirst wave, low pressure wave
- 1010
- zweite Welle, Hochdruckturbinesecond shaft, high pressure turbine
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212th
- vordere Lagerkammerfront storage chamber
- 1313th
- hintere Lagerkammerrear storage chamber
- 1414th
- Lagerwarehouse
- 1515th
- Lagerwarehouse
- 1616
- Lagerwarehouse
- 17A, 17B17A, 17B
- Lagerwarehouse
- 1818th
- ZwischengehäuseIntermediate housing
- 1919th
- Zentralachse, MittelachseCentral axis, central axis
- 2020th
- radial äußerer Gehäusebereichradially outer housing area
- 2121
- radial innerer Gehäusebereichradially inner housing area
- 2222nd
- Strebestrut
- 22A, 22B22A, 22B
- Strebestrut
- 22C22C
- untere Strebelower strut
- 22D22D
- obere Strebeupper strut
- 22E22E
- weitere Strebefurther strut
- 22F22F
- zusätzliche Strebeadditional strut
- 2323
-
Innenseite des Gehäusebereiches 20Inside of the
housing area 20 - 2424
-
Außenseite des Gehäusebereiches 21Outside of the
housing area 21 - 2525th
- Vorderseite der StrebeFront of the strut
- 2626th
- Rückseite der StrebeBack of the strut
- 2727
- radial innerer Triebwerksbereichradially inner engine area
- 2828
- radial äußerer Triebwerksbereichradially outer engine area
- 2929
- ÖltankOil tank
- 3030th
- ÖlkreislaufOil circuit
- 3131
-
Rücklauf der vorderen Lagerkammer 12Return of the
front storage chamber 12 - 3232
- RücklaufpumpeReturn pump
- 3333
-
Rücklauf der hinteren Lagerkammer 13Return of the
rear storage chamber 13 - 3434
- FörderpumpeFeed pump
- 3535
- ÖlfilterOil filter
- 3636
- Bypass-VentilBypass valve
- 36A36A
- ÖlpfadOil path
- 36B36B
- Differenz-DruckaufnehmerDifferential pressure transducer
- 3737
- WärmetauscherHeat exchanger
- 3838
- Ölabscheider, BreatherOil separator, breather
- 38A38A
- HilfsgerätegetriebeAuxiliary equipment gearbox
- 3939
- Differenz-DruckaufnehmerDifferential pressure transducer
- 4040
- ÖlführungsbereichOil guide area
- 4141
-
äußere Wandung der oberen Strebe 22Douter wall of the
upper strut 22D - 41A41A
-
Innenseite der äußeren Wandung der oberen Strebe 22DInside of the outer wall of the
upper strut 22D - 4242
- WandungsbereichWall area
- 4343
- umlaufender Spaltcircumferential gap
- 4444
- innere Wandunginner wall
- 4545
- SchottwandBulkhead
- 4646
- SpaltabschnittGap section
- 5050
- DurchflussbegrenzerFlow limiter
- AA.
- NebenstromSidestream
- BB.
- KernstromCore stream
- HEHE
- Horizontal-Symmetrie-EbeneHorizontal symmetry plane
- L1, L2L1, L2
- Leitungmanagement
- RL1, RL2RL1, RL2
- RücklaufleitungReturn line
- UU
- Umfangsrichtung des GasturbinentriebwerksCircumferential direction of the gas turbine engine
- V12, V13V12, V13
- EntlüftungsleitungVent line
- T1T1
- TreibstoffleitungFuel line
- XX
- axiale Richtung des Gasturbinentriebwerksaxial direction of the gas turbine engine
- YY
- radiale Richtung des Gasturbinentriebwerksradial direction of the gas turbine engine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- US 2011/0268562 A1 [0005]US 2011/0268562 A1 [0005]
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