DE1126196B - Gasturbinenstrahltriebwerk mit Mantelstromverdichter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT:

R 25962Ia/46g

16. JULI 1959 22. MÄRZ 1962

Die Erfindung betrifft ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit Luftkühlung der Turbinenschaufel und Verwertung der Turbinenschaufelkühlluft für die Beheizung vereisungsgefährdeter Verdichterteile. Der Gedanke, vereisungsgefährdete Verdichterteile bei Gasturbinentriebwerken mit Turbinenschaufelkühlluft zu beheizen, ist nicht mehr neu.

Es ist ein Gasturbinentriebwerk bekannt, bei dem die zur Kühlung der Turbinenlauf schaufeln verwendete Luft durch eine in der Antriebswelle verlaufende Leitung dem Eintrittsleitapparat desjenigen Verdichters zugeführt wird, der der Turbine vorgeschaltet ist. Bei diesem bekannten Gasturbinentriebwerk ist jedoch kein Mantelstromverdichter vorgesehen und offenbar auch nicht die Möglichkeit gegeben, einen solchen Mantelstromverdichter anzubringen.

Es ist weiter ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit Mantelstromverdichter bekannt, bei dem die Schaufeln des Mantelstromverdichters in axialer Richtung weit von den Schaufeln der Turbine abgelegen sind. An eine Koppelung der Turbinenschaufelkühlung und der Mantelstromverdichterschaufelbeheizung ist bei dieser bekannten Konstruktion nicht zu denken, wenn man nicht eine komplizierte Leitung der diese beiden Zwecke nacheinander erfüllenden Luft in Kauf nehmen will.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß sich an die in an sich bekannter Weise in radialer Richtung von innen nach außen verlaufenden Kühlluftkanäle der Turbinenschaufeln Kanäle in diese Turbinenschaufeln fortsetzenden Verdichterschaufeln eines an sich bekannten Mantelstromverdichters anschließen und daß die in Leitschaufeln der Turbine und des Mantelstromverdichters verlaufenden Kanäle in eine den Mantelstromverdichter umschließende hohle Außenwandkonstruktion nächst deren stromoberseitigem Ende münden.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung eines Gasturbinenstrahltriebwerkes meidet die komplizierten Kühl- und Heizmittelvorrichtungen, welche bei den bekannten Gasturbinentriebwerken jedenfalls dann erforderlich waren, wenn ein Mantelstromverdichter angebracht werden sollte.

Die in den Leitschaufeln der Turbine verlaufenden Kanäle geben zweckmäßig die Kühlluft an eine Kühlluftsammelleitung einer inneren Ringwandkonstruktion zwischen Turbine und Mantelstromverdichter ab, während von dieser Sammelleitung aus die durch die Leitschaufeln des Mantelstromverdichters verlaufenden Kanäle nach Kammern der äußeren Wandkonstruktion des Mantelstromverdichters führen.

Bekanntlich ist es bei Gasturbinentriebwerken er-Gasturbinenstrahltriebwerk
mit Mantelstromverdichter

Anmelder:

Rolls Royce Limited,
Derby (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 5/7

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 24. November 1958 (Nr. 37 822)

Nelson Hector Kent, David Omri Davies

und Thomas Steel, Derby (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

forderlich, die von den Leitschaufeln getragenen Lager zu kühlen. Diese Kühlung wird, wie an sich bekannt, durch eine in der hohlen Antriebswelle erfolgende Kühlluftzufuhr bewirkt. Bei Anwendung dieser Kühlung auf erfindungsgemäße Gasturbinentriebwerke führt man zweckmäßig die aus der Antriebswelle kommende Kühlluft zunächst durch Lagergehäuse, von dort durch einen Kühlluftverteilerraum und schließlich in die inneren Enden der die Turbinenleitschaufeln durchsetzenden Kanäle ein.

In Weiterbildung des Erfindungsvorschlags ist auch die Ausbildung der an der Luftführung teilnehmenden inneren Ringwandkonstruktion zwischen Mantelstromverdichter und Turbine von Interesse: Diese besteht vorzugsweise aus einer inneren Wand und einer äußeren, von der inneren durch Stirnwände getrennten Wand; auf der Außenseite der inneren Wand ist ein U-Profilring aufgesetzt, der zusammen mit der inneren Wand die Sammelleitung für die durch Öffnungen erfolgende Kühlluftzufuhr aus den Kanälen der Turbinenleitschaufeln bildet; radiale Rohrstutzen führen dabei von der durch den U-Profilring gebildeten Sammelleitung nach den hohlen Leitschaufeln des Mantelstromverdichters.

Um gleichzeitig der Kühlluftführung durch die Turbinenschaufeln und die vereisungsgefährdeten Teile des Mantelstromverdichters und der Dichtluft-

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führung für die Dichtstellen zwischen Läufer und Turbinenläuferscheibe 16 ist auf ihrem Umfang mit Stator des Aggregats Rechnung zu tragen, kann man einem Kranz von Laufschaufeln 17 besetzt, die von die hohlen Turbinenleitschaufeln in zwei innere Ka- den aus dem Brennraum 12 kommenden heißen näle unterteilen, deren einer die Kühlluftführung nach Gasen beaufschlagt werden. Der Zustrom dieser dem Mantelstromverdichter bewirkt und deren anderer 5 heißen Gase erfolgt durch Düsen bildende Leit-Dichtluft von einem Raum der inneren Ringwand- schaufehl 18. Die Leitschaufeln 18 sind mit ihren konstruktion nach den Stoßstellen zwischen Läufer inneren Enden auf dem Umfang einer Wandplatte 20 und Stator am radial inneren Ende der Turbinenleit- angeordnet, welche am stromunterseitigen Ende des schaufehl führt. Innengehäuses 13 befestigt ist.

Die Ausbildung zweier Kanäle in hohlen Turbinen- io Die bis hierher beschriebenen Teile könnten einem leitschaufeln ist an sich bekannt. Es ist ferner auch Gasturbinentriebwerk herkömmlicher Bauart anbekannt, Dichtluft von einem die Turbine umgeben- gehören, welches mit einem zusätzlichen Mantelden Ringraum durch die Turbinenleitschaufeln nach Stromverdichteraggregat ausgerüstet ist; das Mantelder Stoßstelle zwischen Läufer und Stator am radial Stromverdichteraggregat besteht dabei seinerseits aus inneren Ende der Turbinenleitschaufel zu führen. 15 dem eigentlichen Mantelstromverdichter und seiner Die Turbinenlaufschaufeln und die an sie durch Antriebsturbine.

Übergangsstücke anschließenden Mantelstromver- Das Mantelstromverdichteraggregat weist einen

dichterlaufschaufeln können zwecks Abführung der Läufer und einen diesen Läufer einschließenden Dichtluft von durchgehenden Kanälen durchsetzt Stator auf. Eine Hohlwelle 21 des Mantelstromsein, welche an ihren radial inneren Enden die durch 20 Verdichteraggregates ist in einem Lager 22 innerhalb die Kanäle der Turbinenleitschaufeln zugeführte der Hauptwelle 15 und außerdem durch ein Kugel-Dichtluft aufnehmen. lager 23 gelagert. Die Hohlwelle 21 trägt einen Die Abführung der Dichtluft durch die Turbinen- Flansch 21 α, an dem eine erste Läuferscheibe 24 des laufschaufeln in radialer Richtung durchsetzende Ka- Mantelstromverdichteraggregates befestigt ist, Am näle, welche mit ihren radial inneren Enden die über 25 stromunterseitigen Ende der Hohlwelle 21 ist eine Turbinenleitschaufelkanäle zugeführte Dichtluft auf- zweite Läuferscheibe 25 des Mantelstromverdichternehmen, ist auch bereits bekannt. aggregates angebracht. Die Läuferscheiben 24 und 25 Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellt dar sind an ihren Rändern durch eine Distanzhülse 26 in Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gasturbinenstrahl- Abstand voneinander gehalten.

triebwerkes mit Mantelstromverdichter, 30 Auf dem Umfang der Läuferscheibe 24 ist ein

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein erfindungs- Kranz von Zweietagenschaufeln befestigt. Jede dieser gemäßes Gasturbinenstrahltriebwerk mit Mantel- Zweietagenschaufeln besteht aus einem Schaufelfuß Stromverdichter, 27 a, einem Turbinenschaufelabschnitt 27 b, einem

Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Bauart eines Zwischenstück 27 c und einem Mantelstromschaufelerfindungsgemäßen Gasturbinenstrahltriebwerkes mit 35 abschnitt 27 d. Auch die Läuferscheibe 25 trägt einen Mantelstromverdichter. Kranz von Zweietagenschaufeln; eine jede dieser

Das in Fig. 1 dargestellte Gasturbinenstrahltrieb- Zweietagenschaufeln besteht aus einem Schaufelfuß werk besteht aus einem Verdichter 4 und einem 28 a, einem Turbinenschaufelabschnitt 28 b, einem Brennkammerabschnitt 5, welcher verdichtete Luft Zwischenstück 28 c und einem Mantelstromschaufelvon dem Verdichter her übernimmt, einer Brennstoff- 40 abschnitt 28 d. Ferner umfassen die Zweietagenversorgungsleitung, einer Turbine 7, welche durch schaufehl Flansche 27 e und 28 e, welche Teile der die heißen Verbrennungsgase des Brennkammer- Strömungsmittelkanäle der Turbine und des Mantelabschnitts 5 angetrieben wird, und einem Mantel- Stromverdichters bilden.

Stromverdichter 8, welcher um das turbinenseitige Schließlich umfaßt das Mantelstromaggregat einen

Ende des Triebwerkes herumgebaut ist. Die Turbine 7 45 Düsenkonus 29, der am stromunterseitigen Ende der und der Mantelstromverdichter 8 geben die Gase nach Läuferscheibe 25 angesetzt ist, und eine Zwischender Atmosphäre ab, d. h., sie erzeugen Schubstrahlen wandplatte 29 a, welche die Räume innerhalb des in Richtungen, welche von der jeweiligen Einstellung Düsenkonus 25 und der Hohlwelle 21 voneinander der Triebwerksachse gegenüber der Horizontalen trennt.

bzw. der Vertikalen abhängt. Das Triebwerk erleidet 50 Der Stator des Mantelstromaggregates umfaßt eine durch diese Schubstrahlen entweder einen Schub in äußere Ringwandkonstruktion 30, welche koaxial zu Vorwärtsrichtung oder einen Auftrieb oder beides. dem Gasturbinentriebwerk liegt und die äußere Be-

Verschiedene Teile des Mantelstromverdichters 8 grenzung des Mantelstromgaskanals bildet; sie umvereisen im Flugbetrieb. Es wird deshalb erfindungs- faßt ferner eingangsseitige Leitschaufeln 31 des gemäß diejenige Luft, welche zunächst zur Kühlung 55 Mantelstromverdichters für den ersten Statorschaufelvon Turbinenteilen verwendet und dabei erhitzt wird, kranz des Mantelstromverdichters, Statorschaufeln 32 zur Beheizung derjenigen Teile des Mantelstrom- des Mantelstromverdichters und austrittsseitige Leitverdichters 8 weiterverwendet, welche zur Vereisung schaufehl 33 des Mantelstromverdichters. Die innere neigen. Ringwandkonstruktion des Mantelstromverdichters ist

In der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Ausgang ^6o aufgeteilt in einen stromoberseitigen Abschnitt 34 und des Brennkammerabschnittes gezeichnet; er umfaßt einen stromunterseitigen Abschnitt 35. Schließlich ein Außengehäuse 10, eine oder mehrere Brenn- umfaßt das Mantelstromverdichteraggregat Düsenkammern 11, welche den Brennraum 12 definieren, bildende Zwischenstufenleitsehaufeln 36, welche zwi- und ein Innengehäuse 13 radial innerhalb der Brenn- sehen den Turbinenlaufschaufeln 17 und den Turkammern 11; das Innengehäuse trägt ein Lager 14 für ⁶S binenlaufschaufelabschnitten 27 b der Zweietagendie Hauptwelle 15 des Triebwerkes. schaufeln 27 liegen, sowie Zwischenstufenleitschaufeln

Die Hauptwelle 15 ist mit dem Verdichter ver- 37 zwischen den Turbinenlaufschaufelabschnitten 27 b bunden und trägt eine Turbinenläuferscheibe 16. Die und 28 b der Zweietagenschaufeln 27, 28.

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Die äußere Ringwandkonstruktion 30 besitzt im in die innerhalb des U-Profilringes 46 ausgebildete Querschnitt ein strömungsgünstiges Profil. Sie ist ge- Sammelleitung ein und weiter über die Rohrstutzen bildet von einer äußeren Wandfläche 30 a und einer 48 in die eingangsseitigen Leitschaufeln 31 des Mantelinneren Wandfläche 30 b; die innere Wandfläche 30 b Stromverdichters. Nach Durchströmen der Leitsetzt sich ihrerseits aus mehreren Abschnitten zu- 5 schaufeln 31 gelangt die erwärmte Luft in die sammen, welche die äußere Begrenzung des Strö- Kammern 65, 66 und schließlich nach deren Auslaßmungskanals des Mantelstromverdichters bilden und öffnungen 70, so daß auch die äußere Ringwandgleichzeitig verschiedene Teile des Stators tragen. konstruktion 30 eine Erwärmung erfährt.

Die Zwischenstufenleitschaufeln 36 sind mit ihren Der Aufbau des Gasturbinenstrahltriebwerkes und radial inneren Enden an einem ringförmigen Lager- io des Mantelstromaggregates, der in Fig. 2 dargestellt gehäuse 38 befestigt, welches das Kugellager 23 der ist, zeigt auch die der Vollständigkeit und des besseren Hohlwelle 21 trägt. Außerdem bildet das ringförmige Verständnisses halber nachfolgend beschriebenen Lagergehäuse 38 eine Anzahl von Kammern, die, wie Einzelheiten eines anderen Erfindungsvorschlages, der noch zu beschreiben sein wird, stationäre Teile einer die Einführung von Dichtluft in die Turbine betrifft Anzahl von Labyrinthdichtungen sind. Die Zwischen- 15 und nicht Gegenstand des hier begehrten Schutzes ist. stufenleitschaufeln 36 sind hohl und sind in ihrem Das stromoberseitige Ende des Ringes 42 (strominneren durch Unterteilungswände 36 a unterteilt, so oberseitiger Abschnitt 34 der inneren Ringwanddaß Strömungskanäle 39, 40 vorliegen. konstruktion) ragt über das Außengehäuse 10 des

Die äußeren Enden der Zwischenstufenleitschaufeln Brennkammerabschnittes vor und hat Abstand von 36 sind an dem stromoberseitigen Abschnitt 34 der ao dieser. Der Zwischenraum 42 a zwischen dem Außeninneren Ringwandkonstruktion befestigt. Dieser Ab- gehäuse 10 und dem Ring 42 bildet einen Lufteinlaß schnitt 34 der inneren Ringwandkonstruktion weist nach Öffnungen 52 eines Sammelraumes 53, der einen Ring 41 auf, der die Düsen bildenden Leit- zwischen den Ringen 42 und 43 (stromoberseitiger schaufeln 18 und die Laufschaufeln 17 umgibt, einen Abschnitt der inneren Ringwandkonstruktion) ausäußeren Ring 42, welcher den Strömungsmittelkanal 25 gebildet ist. Der Sammelraum 53 besitzt Austrittsdes Mantelstromverdichters an seinem stromober- öffnungen 54 in der Verbindungswand 45.
seitigen Ende begrenzt, einen Zwischenring 43 zwi- Der stromoberseitige Abschnitt der inneren Ringschen dem inneren Ring 41 und dem äußeren Ring 42 Wandkonstruktion 34 weist auch in dem Ring 41 sowie zwischen den Ringen 41 und 42 in axialem Durchbrüche 50 auf, welche die Strömungskanäle 40 Abstand voneinander Verbindungswände 44, 45, etwa 30 der Zwischenstufenleitschaufeln 36 mit einem zwiin Form von Flanschen der Ringe 41, 42, 43. Weiter sehen den Ringen 41, 43 und den Verbindungswänden umfaßt der stromoberseitige Abschnitt 34 der inneren 44, 45 begrenzten Raum 51 in Verbindung setzt. Dem Ringwandkonstruktion einen U-Profilring 46, dessen Raum 51 wird hochkomprimierte Luft zugeführt, die Schenkel auf der Außenfläche des inneren Ringes 41 an einer beliebigen Stelle des Gasturbinentriebwerkes befestigt sind. Zusammen mit der Außenfläche des 35 abgezapft wird.

inneren Ringes 41 bildet der U-Profilring eine Sammel- Die inneren Enden der in den Zwischenstuf enleitleitung, die mit den Strömungskanälen 39 der schaufeln 36 verlaufenden Strömungskanäle 40 sind Zwischenstufenleitschaufeln 36 über Durchbrechungen über Knierohre 55 mit einer Kammer 56 verbunden. 47 in dem Ring 41 in Verbindung steht. Die in dem Die Kammer 56 liegt zwischen zwei Labyrinth-U-Profilring ausgebildete Sammelleitung ist über 40 dichtungen 57 innerhalb eines Raumes 59. Ein Teil radial verlaufende Rohrstutzen 48 mit den radial der in die Kammer 56 einströmenden Luft verläßt inneren Enden der hohlen Leitschaufeln im Eingang diese Kammer durch die äußere Labyrinthdichtung 57 des Mantelstromverdichters verbunden. Diese Leit- nach dem Raum 59 hin und verhindert dadurch, daß schaufeln durchsetzen mit ihren radial inneren Enden heiße Gase aus dem Arbeitsgaskanal radial nach die Ringe 42, 43 und sind in diesen befestigt. Die 45 innen strömen. Der Rest der hochkomprimierten Luft äußeren Enden der Leitschaufeln 31 sind in einem strömt aus dem Raum 56 durch axial verlaufende doppelwandigen Abschnitt der inneren Wandfläche Rohre 80 nach einer Kammer 81 und aus dieser 30 b der äußeren Ringwandkonstruktion 30 befestigt. Kammer 81 durch eine Labyrinthdichtung 82, so daß Die Hohlräume der Leitschaufeln 31 münden in eine auch an den inneren Enden der Turbinenschaufelinnerhalb der äußeren Ringwandkonstruktion 30 aus- 50 abschnitte 27 b ein Eindringen von heißen Arbeitsgebildete erste Kammer 65. Die Kammer 65 steht mit gasen unterbunden ist und schließlich durch eine einer zweiten, ebenfalls innerhalb der äußeren Ring- Labyrinthdichtung 83, Durchbrüche 84, eine Kammer Wandkonstruktion ausgebildeten Kammer 66 über 85 und Radialkanäle 86 nach einer Kammer 87. Aus Durchbrüche 69 in Verbindung. Die Kammer 66 be- dieser Kammer 87 strömt die Luft weiter durch sitzt Auslaufsöffnungen 70 nach der Atmosphäre. 55 Löcher 88 in den Innenraum der Hülse 26 ein und

Kühlluft, etwa Niederdruckkühlluft aus dem Ver- wirkt als Dichtluft am inneren Ende der Zwischendichter des Gasturbinenstrahltriebwerkes, wird durch stufenleitschaufeln 37.

die Welle 15 in die Welle 21 eingeführt. Diese Kühl- Die hochkomprimierte Luft aus der Kammer 81 luft strömt von der Welle 21 über Durchbrüche 76 in kann auch in Kammern 81 α zwischen den Fußenden Kammern 77 ein. Diese Kammern 77 sind Teile des 60 27 a der Zweietagenschaufeln 27 eintreten und durch ringförmigen Lagergehäuses 38. Durch die Kühlluft Radialbohrungen 27/ in den Turbinenschaufelwird das Kugellager 23 gekühlt. Die Kühlluft verläßt abschnitten 27 b strömen und dabei die Turbinendie Kammern 77 wieder und gelangt in einen Ring- schaufeln kühlen. Nach der Kühlung der Turbinenraum 79, um von diesem aus die Strömungskanäle schaufelabschnitte 27 b strömt diese Luft dann weiter 39 in den Zwischenstufenleitschaufeln 36 zu durch- 65 durch Kanäle 27 g der Zwischenstücke 27 c und setzen und diese dabei zu kühlen. Während die schließlich durch Kanäle 27 h der Mantelstromver-Zwischenstufenleitschaufeln 36 gekühlt werden, wird dichterschaufelabschnitte27d. Die Kanäle 27 h führen die Kühlluft erwärmt und tritt in erwärmtem Zustand in den Gaskanal des Mantelstromverdichters, und

zwar am radial äußeren Ende der Mantelstromver- die Zwischenstücke 28 c in die Kammer 71 zu bedichterschaufelabschnitte27ä\ Die durch die Kanäle günstigen, kann man die Zwischenstücke 27 c, 28 c 27/ der Turbinenschaufelabschnitte strömende Luft ebenfalls schaufeiförmig ausbilden, so daß sie die wird erwärmt und erhitzt auf Grund ihrer auf- Luft in der Hauptströmungsrichtung nach der genommenen Wärme die Mantelstromverdichter- 5 Kammer 71 hin fördern.

schaufelabschnitte 27 d beim Durchgang durch die In der Ausführungsform der Fig. 3 wird Kühlluft,

Kanäle 27 h. die zur Kühlung von zwei Turbinenleitschaufelkränzen

Die Zwischenstufenleitschaufeln 37 sind mit ihren dient, durch den Mantelstromverdichter geleitet, um radial inneren Enden durch Klemmringe 62 mit- diesen zu erhitzen.

einander vereinigt. Einer dieser Klemmringe trägt ein io Das Gasturbinenstrahltriebwerk umfaßt in der Aus-Rohrstück 62 a, das zusammen mit Rippen 62 b der führungsform der Fig. 3 eine Welle 115. Diese Welle Distanzhülse 26 eine Labyrinthdichtung ergibt. Der 115 ist in einem Lager 114 gelagert und trägt eine mit Rippen besetzte Abschnitt der Distanzhülse 26 Läuferscheibe 116 mit Hochdrucklaufschaufehl 117. weist die Löcher 88 auf. Die äußeren Enden der Das Lager 114 ist in einem hohlen Lagergehäuse 113 Zwischenstufenleitschaufeln 37 hängen mit den 15 untergebracht, das seinerseits durch einen Kranz von Statorschaufehl 32 zusammen, und zwar sind sie Düsen bildenden Leitschaufeln 118 getragen ist. Die durch ein kastenförmiges Übergangsstück 64 mit- Leitschaufeln 118 sind hohl. Ihre Hohlräume stehen einander verbunden. Die äußeren Enden der Stator- an ihren inneren Enden mit dem Inneren des Lagerschaufeln 32 sind durch Abschlußplatten 32 a ge- gehäuses 113 in Verbindung und an ihren äußeren sichert, welche Teile der inneren Wandfläche 30 b der ao Enden über Spulenkörper 118 a mit einer Ringkammer äußeren Ringwandkonstruktion 30 bilden. . 146 des Turbinengehäuses 142.

Die äußere Ringwandkonstruktion 30 hat nicht nur Innerhalb der Welle 115 ist eine Hilfswelle 121 vor-

die Aufgabe, die äußeren Enden der eintrittsseitigen gesehen. Diese ist in einem Lager 122 innerhalb der Leitschaufel^ 31 und der Statorschaufehl 32 zu tragen, Welle 115 gelagert. Auf der Welle 121 sitzen zwei sondern bildet auch die Kammern 65 und 66 und 25 Läuferscheiben 124 und 125 mit Laufschaufelkränzen schließlich eine weitere Kammer 67, und außerdem 127 und 128. Zusätzlich ist die Welle 121 in einem bildet sie Umfassungsringe 68 für die Mantelstrom- Kugellager 123 gelagert. Dieses Kugellager 123 ist in verdichterschaufelabschnitte 27 d, 28 rf der Zwei- ein Lagergehäuse 138 eingesetzt, das seinerseits von etagenschaufeln 27 und 28. dem Turbinengehäuse 142 aus durch einen Kranz von

Die Kammer 67 umgibt die radial äußeren Enden 30 hohlen, Düsen bildenden Leitschaufeln 136 getragen der auslaßseitigen Leitschaufeln 33; diese sind hohl. ist. Die inneren Enden dieser Leitschaufeln münden Ihre Hohlräume stehen in Verbindung mit der in den Innenraum des Lagergehäuses 138; ihre Kammer 67. Die radial inneren Enden der Leit- äußeren Enden stehen über Spulenkörper 136 a mit schaufeln 33 münden in eine Kammer 71; die Kammer der Kammer 146 in Verbindung.
71 ist zwischen zwei Wandflächen 72 ausgebildet, 35 In dem Turbinengehäuse 142 ist ein Kranz von welche den stromunterseitigen Abschluß der inneren Leitschaufeln 137 befestigt, nämlich zwischen den Ringwandkonstruktion, d. h. deren Abschnitt 35, Laufschaufehl 127 und 128.

bilden. Die Wandflächen 72 sind durch einen U-Pro- Die Kammer 146 ist über einen Kranz von hohlen

filring 73 miteinander verbunden, der die Kammer 71 Leitschaufeln 131 am Eingang des Mantelstromverstromunterseitig abschließt. 40 dichters mit einer Ringkammer 165 verbunden, welche

Die rotierenden Zwischenstücke 27 c und 28 c der in der äußeren Ringwandkonstruktion 130 des Mantel-Zweietagenschaufeln müssen, da sie ja eine rotierende Stromverdichters ausgebildet ist. Die Ringwand-Bewegung ausführen, Abstand von den benachbarten konstruktion ist zweiteilig. Der eine Teil 130 a bildet Statorteilen 45, 64, 72 haben. Es besteht deshalb die eine Kammer 165, der zweite Teil 130 b eine Kammer Gefahr, daß heiße Gase aus dem Turbinenkanal auf 45 166. Die Kammer 166 steht mit der Kammer 165 Grund ihres erhöhten Druckes in dea Arbeitskanal über Durchbrüche 169 in Verbindung und mit der des Mantelstromverdichters eintreten und dadurch Atmosphäre über Auslaßöffnungen 170. Der Abdessen Wirksamkeit herabsetzen. Es sind aber Mittel schnitt 130 a der Ringwandkonstruktion trägt einen vorgesehen, um dies zu verhindern. Die durch den Kranz von Leitschaufeln 133 im Ausgang des Mantel-Ansaugraum 42 a und die Öffnungen 52 in den 50 Stromverdichters. Außerdem ist in dem Mantelstrom-Sammelraum 53 eintretende Luft gelangt aus dem verdichter ein Kranz von Laufschaufeln 128 a vor-Sammelraum 53 durch die Austrittsöffnungen 54 in gesehen. Diese Laufschaufeln 128a sind radiale einen Ringraum, der zwischen den Flanschen 27 e Fortsetzungen der Turbinenlaufschaufeln 128.
eines jeden Zwischenstückes 27 c gebildet ist. Weiter Die Abschnitte 128 und 128 a der Laufschaufeln

fließt diese Luft durch Bohrungen 74 des kasten- 55 sind durch Zwischenstücke 128& voneinander geförmigen Übergangsstückes 64 in den Ringraum trennt.

zwischen den Flanschen 28 e der Zwischenstücke 28 c Beim Lauf des Gasturbinentriebwerkes und des

und in den Ringraum 71 sowie von diesem durch die Mantelstromverdichters wird Luft in das Innere der austrittsseitigen Leitschaufeln 33 in die Kammer 67, Welle 121 von dem Kompressor des Gasturbinenum durch die Auslaßöffnungen 75 dieser Kammer 67 60 triebwerkes her eingespeist. Ein Teil dieser Luft in die Atmosphäre abzuströmen. Die heißen Turbinen- strömt durch Bohrungen 176 der Welle 121 in einen gase, die nach dem Mantelstromverdichtergaskanal zwischen den Wellen 121 und 115 ausgebildeten auszutreten suchen, werden durch den bei 42 a ein- Ringraum 177. Aus dem Ringraum 177 strömt diese tretenden Luftstrom mitgerissen und strömen mit Luft weiter durch Bohrungen 178 der Welle 115 in diesem Luftstrom durch die Auslaßöffnungen 75 ab. 65 das Lagergehäuse 113 und sodann über Durchbrüche

Um die Ausbildung eines von dem Ansaugraum 179 in den Ringraum 180. Aus dem Ringraum 180 42 a ausgehenden Luftstrom durch den Sammelraum strömt die Luft durch die Leitschaufeln 118, kühlt 53 über die Zwischenstücke 27 c, die Bohrungen 74, diese dabei und sammelt sich in der Kammer 146.

Ein anderer Teil der zugeführten Luft strömt durch Bohrungen 181 der Welle 121 in das Lagergehäuse 138 ein, kühlt das Lager 123, strömt weiter über Durchbrechungen 182 in den Ringraum 183, sodann fließt die Luft aus der Kammer 183 weiter durch hohle Leitschaufeln 136, kühlt diese und gelangt schließlich über die Spulenkörper 136 a nach der Kammer 146.

Die in der Kammer 146 sich sammelnde erwärmte Luft, welche über die Leitschaufeln 118 und 136 zufließt, fließt weiter durch Leitschaufeln 131 des Mantelstromverdichters und sodann durch die Kammern 165 und 166 sowie deren Auslaßöffnungen 170 nach der Atmosphäre. Die Leitschaufeln 131 und die äußere Ringwandkonstruktion 130 des Mantel-Stromverdichters werden also erwärmt und vor Eisbildung geschützt.

Es ist schließlich auch eine Druckluftversorgung für Dichtzwecke vorgesehen, deren Einzelheiten aber wieder nicht Gegenstand vorliegender Erfindung sind. Die hochkomprimierte Luft wird einer Dichtluftkammer 190 zugeführt, die in Verbindung mit einer weiteren Dichtluftkammer 191 steht, und zwar über Rohre 192, eine Kammer 194 und eine Labyrinthdichtung 193. Ferner steht die Dichtluftkammer 190 in Verbindung mit einer Dichtluftkammer 195, und zwar über Durchbrechungen 196, die von der Dichtluftkammer 194 nach einer Kammer 197 führen und eine Labyrinthdichtung 199; und schließlich besteht eine Verbindung mit dem Raum stromoberhalb der Turbinenläuferscheibe 124 über Rohre 200, eine Kammer 201 und eine Labyrinthdichtung 202.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 35

1. Gasturbinenstrahltriebwerk mit Luftkühlung der Turbinenschaufeln und Verwertung der Turbinenschaufelkühlluft für die Beheizung vereisungsgefährdeter Verdichterteile, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die in an sich bekannter Weise in radialer Richtung von innen nach außen verlaufenden Kühlluftkanäle der Turbinenschaufeln Kanäle in diese Turbinenschaufeln fortsetzenden Verdichterschaufeln eines an sich bekannten Mantelstromverdichters anschließen und daß die in Leitschaufeln der Turbinen und des Mantelstromverdichters verlaufenden Kanäle in eine den Mantelstromverdichter umschließende hohle Außenwandkonstruktion nächst deren stromoberseitigem Ende münden.

2. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Leitschaufeln (36; 118, 136) der Turbine verlaufenden Kanäle die Kühlluft an eine Kühlluftsammelleitung(46; 146) einer inneren Ringwandkonstruktion zwischen Turbine und Mantelstromverdichter abgeben und daß von dieser Sammelleitung aus die durch die Leitschaufeln (31; 131) des Mantelstromverdichters verlaufenden Kanäle nach Kammern (65; 165) der äußeren Wandkonstruktion des Mantelstromverdichters führen.

3. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 2 mit von einem Verdichter her durch eine hohle Antriebswelle erfolgender Kühlluftzufuhr und Kühlung der durch die Leitschaufeln getragenen Lager, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Antriebswelle (21; 121) kommende Kühlluft zunächst durch Lagergehäuse (79; 138), von dort durch einen Kühlluftverteilerraum (79; 183) und schließlich in die inneren Enden der die Turbinenleitschaufeln (36; 136) durchsetzenden Kanäle eingeführt wird.

4. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Mantelstromverdichter und der Turbine liegende innere Ringwandkonstruktion (41 bis 43) sich aus einer inneren Wand (41) und einer äußeren, von der inneren durch Stirnwände (44, 45) getrennten Wand (42) zusammensetzt, daß auf der Außenseite der inneren Wand (41) ein U-Profilring (46) aufsitzt, der zusammen mit der inneren Wand (41) die Sammelleitung für die durch Öffnungen (47) erfolgende Kühlluftzufuhr aus den Kanälen der Turbinenleitschaufeln (36) bildet, und daß radiale Rohrstutzen (48) von der durch den U-Profilring (46) gebildeten Sammelleitung nach den hohlen Leitschaufeln (31) des Mantelstromverdichters führen.

5. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Turbinenleitschaufeln (36) in zwei innere Kanäle (39, 40) unterteilt sind, deren einer (39) die Kühlluftführung nach dem Mantelstromverdichter bewirkt und deren anderer (40) Dichtluft von einem Raum (51) der inneren Ringwandkonstruktion (41 bis 45) nach den Stoßstellen (bei 56 und 81) zwischen Läufer und Stator im radial inneren Ende der Turbinenleitschaufeln führt.

6. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenlaufschaufeln (27 b) und die sich an sie durch Übergangsstücke anschließenden Mantelstromverdichterlauf schaufeln (27 d) von durchgehenden Kanälen (27 g, 27 h, 27/) durchsetzt sind, welche an ihren radial inneren Enden die durch die Kanäle (40) der Turbinenleitschaufeln (36) zugeführte Dichtluft aufnehmen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 881 425;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1 009 436;

schweizerische Patentschrift Nr. 270 351;

französische Patentschriften Nr. 1147 239,
237, 1 094 635,

britische Patentschriften Nr. 803 137, 800 602,
847, 622 181, 588 096;

Flugwelt, Bd. 6, Heft 9 (September 1954), S. 264, 265.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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