DE1268437B - Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

• Gasturbinentriebwerk Die Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk mit einem auf einer Wellenanordnung befindlichen Nieder- und Hochdruckverdichter und mit einem sich zwischen den Verdichtern radial erstreckenden Leitschaufelkranz, mittels dessen die Wellenanordnung an einem Ende des Triebwerkgehäuses gelagert ist. Das Triebwerk ist mit einer Wechselstrommaschine ausgestattet, die wahlweise als Anlasser oder Generator arbeitet.
• Bei den bekannten Gasturbinentriebwerken ist die als Anlasser und Generator dienende Wechselstrommaschine entweder koaxial mit dem Verdichter und der Turbine angeordnet und vergrößert somit die Gesamtlänge des Triebwerkes, oder sie ist seitlich angeordnet und wird über einen Winkeltrieb angetrieben, der von der den Verdichter und die Turbine tragenden Welle abgeleitet und bei Nieder- und Hochdruckverdichtern mit zwischengeordneten Leitschaufelkranz verwendenden Triebwerken in den Leitschaufeln gelagert ist. Im ersteren Fall wird, wie schon gesagt, die Gesamtlänge vergrößert, was unerwünscht ist, und im zweiten Fall treten strömungstechnische Probleme sowohl des Gesamttriebwerkes als auch der Leitschaufeln auf, da letztere im Querschnitt so dick ausgeführt sein müssen, daß man die die Wechselstrommaschine antreibende Welle lagern kann, was im Widerspruch zu dem angestrebten Ziel steht, die Leitschaufeln so dünn wie möglich zu gestalten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasturbinentriebwerk obiger Art zu schaffen, dessen Gesamtlänge trotz koaxialer Anordnung der Wechselstrommaschine zu dem Verdichter und der Turbine nicht nennenswert vergrößert wird, wobei gleichzeitig eine wesentliche Gewichtsersparnis und eine Reduzierung der Luftwiderstandsflächen erreicht werden soll. Weiterhin soll durch Vermeidung von in den Leitschaufeln gelagerten Antriebswellen für Hilfsaggregate ein besonders dünner Querschnitt der Leitschaufeln erreicht werden, was neben den besseren Strömungseigenschaften auch zur Gewichtseinsparung beiträgt.
• Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wechselstrommaschine radial einwärts von . den Leitschaufeln angeordnet ist und daß die Verbindungen für die Statorwicklungen sich durch die Leitschaufeln erstrecken, wobei der Rotor drehfest mit einem der Verdichter verbunden ist.
• Durch diese Anordnung der Wechselstrommaschine wird der ohnehin durch den Leitschaufelkranz eingenommene Raum in vorteilhaftester Weise ausgenutzt, ohne durch den Einbau die Gesamtlänge oder die Luftwiderstandsflächen zu vergrößern. Dadurch, daß der die Leitschaufeln tragende Ring gleichzeitig als Stator der Wechselstrommaschine ausgebildet ist, wird weiterhin eine wesentliche Gewichtseinsparung erzielt.
• Um nun auch die Leitschaufeln, durch die sich die Verbindungen für die Statorwicklungen in radialer Richtung erstrecken, im Querschnitt besonders dünn halten zu können, sieht die Erfindung vor, daß die Verbindungen für die Statorwicklungen als bandförmige Leiter ausgebildet sind.
• Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Verdichter eines Gasturbinentriebwerkes, F i g. 2 eine Teilansicht nach der Linie IM der F i g. 1 und F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.
• Das Triebwerk besitzt einen einstufigen Niederdruckverdichter in Form eines Gebläses 2 auf einer rohrförmigen Welle 4, welche in einem vorderen Lager 6 in einer festen Scheibe 8 gelagert ist. Diese Scheibe ist durch die Schaufeln 12 einer ringförmigen Trennwand 10 gestützt, und die Wand 10 wird wieder durch die Schaufeln 14 gestützt. Außerhalb der Wand 10 befindet sich ein Bypasskanal. Innerhalb der Wand 10 ist ein mehrstufiger Hochdruckverdichter angeordnet, von dem nur die ersten zwei Stufen gezeigt sind. Der Rotor dieses Verdichters umfaßt eine Reihe von Scheiben 16, welche Schaufeln 18 tragen und durch lange axiale Bolzen 20 aneinander befestigt sind. An dem vorderen Ende halten diese Bolzen den Hochdruckverdichterrotor an einem Lagerring 22, welcher durch ein Lager 24 auf der Niederdruckwelle gelagert ist.
• Der Wechselstrom-Anlasser-Generator ist in dem Raum zwischen der festen Scheibe 8 und dem Lagerring 22 angeordnet und besteht aus einem ringförmigen Stator 26, welcher an der Rückseite der Scheibe 8 befestigt ist, und einer Rotorscheibe 28, welche aus magnetischem Stahl gebildet und an einer nach vorn gerichteten Verlängerung 30 des Lagerringes 22 verkeilt ist. Die Rotorscheibe 28 besitzt mehrere Magnete 29, die auf ihrem Umfang angeordnet sind. Die äußeren Enden der Magnete sind abwechselnd Nord- und Südpole, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Die Magnete 29 sind schwach gespannt und werden so durch die lasttragenden Halter 31, die einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt haben, an ihrem Platz gehalten, wobei diese Halter aus nichtmagnetischem Stahl hergestellt sind. Der Stator besteht aus durch Bolzen zusammengefügten Schichten, wobei an seinem Innenumfang Nuten 25 vorgesehen sind, welche eine Mehrphasenwicklung, in diesem Fall eine Dreiphasenwicklung 27, aufnehmen. Die Verbindungen mit der Wicklung 27 sind durch bandförmige isolierte Leiter 32 dargestellt, welche durch einige der Schaufeln 12 und 14 hindurchführen, wie es in der F i g. 3 gezeigt ist. Diese sind bedeutend dünner als diejenigen, die benötigt werden, um eine radiale Welle aufzunehmen.
• Der Anlasser-Generator ist auf Grund seiner Lage in dem Triebwerk selbstkühlend. Er hat keine zusätzlichen Lager.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Mit Nieder- und Hochdruckverdichter ausgestattetes Gasturbinentriebwerk, bei welchem zwischen den Verdichtern ein sich radial erstrekkender, die Verdichterlagerung am Triebwerksgehäuse abstützender Leitschaufelkranz vorgesehen ist, und welches mit einer Wechselstrommaschine ausgestattet ist, die bedarfsweise als Anlasser oder Generator arbeitet, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Wechselstrommaschine (26, 28) radial einwärts von den Leitschaufeln (12) angeordnet ist und daß die Verbindungen (32) für die Statorwicklungen (27) sich durch die Leitschaufeln (12) erstrecken, wobei der Rotor (28) drehfest mit einem der Verdichter (2 oder 16,18) verbunden ist.
2. 2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen (32) für die Statorwicklungen (27) als bandförmige Leiter ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 939 584; deutsche Auslegeschriften Nr. 1042 747, 1056 253, 1087 265.