DE1403584A1 - Blower device, in particular for gas turbine engines - Google Patents

Blower device, in particular for gas turbine engines

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DE1403584A1 DE19601403584 DE1403584A DE1403584A1 DE 1403584 A1 DE1403584 A1 DE 1403584A1 DE 19601403584 DE19601403584 DE 19601403584 DE 1403584 A DE1403584 A DE 1403584A DE 1403584 A1 DE1403584 A1 DE 1403584A1
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Description

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England.
Gebläsevorrichtung, insbesondere für GasturbinentriebwerkeRolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England.
Blower device, in particular for gas turbine engines

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gebläsevorrichtung, und zwar insbesondere,aber nicht ausschließlich,auf eine solche für ein Flugzeug, welches vertikal startet und landeteThe invention relates to a blower device and in particular, but not exclusively, to such for an airplane that takes off and landed vertically

Bei derartigen Flugzeugen sind zusätzlich zu einem oder mehreren Vorwärtstriebwerken, die beim Vorwärtsflug benutzt werden, Vertikaltriebwerke vorhanden, die für Start und Landung des Flugzeuges benutzt werden« Unter dem Ausdruck "Vertikaltriebwerk", wie er in der Beschreibung benutzt wird, sollen Triebwerke verstanden werden, die eine Auftriebskraft unabhängig von dem beim Vorwärtsflug erzeugten aerodynamischen Auftrieb auf das Flugzeug erzeugen.In such aircraft, in addition to one or more forward engines used in forward flight, Vertical engines available, which are used for take-off and landing of the aircraft «Under the term" vertical engine ", As used in the description, propulsion units are to be understood as having a lift force independently generate aerodynamic lift on the aircraft from the aerodynamic lift generated during forward flight.

Die Vertikaltriebwerke des Flugzeuges können ausschließlich Gebläsevorrichtungen sein oder solche aufweisen. So können
die Vertikaltriebwerke aus Gasturbinentriebwerken bestehen, die am hinteren Ende mit einem Gebläse versehen sind, das
durch frei drehbare Turbinen des Triebwerkes angetrieben wird. Der Gebläseausgang wird ringförmig um die Strahlgase des
Triebwerkes gelegt. Dies hat die Wirkung, daß der Schub des Gasturbinentriebwerkes vergrößert wird.The vertical engines of the aircraft can exclusively be or have fan devices. So can
the vertical engines consist of gas turbine engines, which are provided at the rear end with a fan, the
is driven by freely rotating turbines of the engine. The blower outlet is ring-shaped around the jet gases of the
Engine laid. This has the effect of increasing the thrust of the gas turbine engine.

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Es ist notwendig, die Hichtung des von -den Vertikaltriebwerken erzeugten Schubs zu ändern, um den Übergang zwischen Vertikal- und Horizontalflug und umgekehrt zu unterstützen· Es ist deshalb Ziel der Erfindung, eine Gebläseanordnung zu schaffen, deren Schubrichtung geänciert werden kann.It is necessary to stop the vertical engines generated thrust to support the transition between vertical and horizontal flight and vice versa It is therefore an object of the invention to provide a fan assembly create whose thrust direction can be changed.

Gemäß der Erfindung ist eine Gebläsevorrichtung mit einem Gehäuse, durch welches der Ausgang des Gebläses strömt, in der Weise ausgebildet, daß der stromabwärts gelegene Teil des Gehäuses im wesentlichen mit dem übrigen Teil des Gehäuses dichtend aber diesem gegenüber beweglich angeordnet ist, so daß der Ausgang des Gebläses in einem Winkel gegen die Längsachse des Gebläses gerichtet werden kann.According to the invention is a blower device with a housing, through which the outlet of the fan flows, formed in such a way that the downstream part of the housing essentially sealing with the remaining part of the housing but is arranged movable with respect to this, so that the output of the fan can be directed at an angle to the longitudinal axis of the fan.

Zweckmäßigerweise ist der übrige Teil des Gehäuses schwenkbar gegenüber dem festen Bauteil um eine Achse angeordnet,· die rechtwinkelig zur Längsachse des Gebläses liegt.The remaining part of the housing is expediently arranged so as to be pivotable relative to the fixed component about an axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the fan.

Der stromabwärts gelegene Teil des Gehäuses kann durch einen Gehäuseteil gebildet werden, der gegenüber dem Gehäuseteil derart schwenkbar ist, daß der Gehäuseteil um eine rechtwinkelig zur Längsachse des Gebläses liegende Achse geschwenkt werden kann, wobei das Gehäuse und der Gehäuseteil zusammenwirkende Kugelflächen aufweisen, die dicht benachbart zueinander angeordnet eind.The downstream part of the housing can be formed by a housing part that is opposite to the housing part is pivotable in such a way that the housing part is pivoted about an axis lying at right angles to the longitudinal axis of the fan can be, wherein the housing and the housing part have cooperating spherical surfaces which are closely adjacent to one another arranged and.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Gebläse einen Teil eines Gasturbinentriebwerkes. DabeiAccording to a preferred embodiment of the invention, the fan forms part of a gas turbine engine. Included

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kenn ein von der Turbine des Triebwerkes angetriebenes Gebläse und ein Oebläsegehäuse vorgesehen sein» durch welch letzteres dar Ausgang dee Gebläses strömt und ein Gehäuseteil kann sich aa etroaabwärtlgen Teil des Gebläsegehäuses erstrecken und ■ohwenkbar an dem Gebläsegehäuse um eine rechtwinkelig zur Längsachse des Gebläsegehäuses liegende Achse angelenkt sein, wobei das Gebläsegehäuee und der Gehäuseteil zusammenwirkende Kugelfläohen aufweisen, die dicht benachbart zueinander liegen und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, welche eine relative Sehwankbewegung zwischen dem Gebläsegehäuse und dem Gehäuseteil bewirkt und dadurch den Gebläseausgang in einem Winkel gegenüber der Längsachse richtet·know a fan driven by the engine's turbine and a fan housing can be provided by the latter the outlet of the fan flows and a housing part can extend aa downward part of the fan housing and ■ ohwenkbar on the fan housing by a right angle to Be articulated axis lying longitudinal axis of the fan housing, wherein the fan housing and the housing part cooperating Have Kugelfläohen that are closely adjacent to each other and wherein means are provided which allow relative swaying motion between the fan housing and the housing part and thereby directs the blower outlet at an angle to the longitudinal axis

Torsufsweise ist dae Gebläsegehäuee ringsum das Strahlrohr des •aetttrbinantriebwerkee herum gelagert und das Gehäuse weist •Inen T eilkugelfWchenab schnitt auf, der mit diesem fest verbunden 1st und mit einem entsprechenden Teilkugelflächenabschnitt i·· Strahlrohre· susaaeenwirkt, so daß die relative Schwenkbewegung sowohl den Ausgang des Gebläses als auch den der Turbine In einen Winkel zur Längsachse des Triebwerkes richtet»Torsufweise the blower housing is all around the jet pipe of the • aetttrbinantriebwerkee stored around and the housing points • In a partial spherical section that is firmly connected to this and with a corresponding partial spherical surface section i ·· Jet pipes · susaaeenacts so that the relative pivoting movement directs both the outlet of the fan and that of the turbine into an angle to the longitudinal axis of the engine »

kann eine Lageranordnung vorgesehen sein, welche eine Schwenkbewegung des Triebwerkes um eine rechtwinkelig zur Lftngsachse liegende Achse ermöglicht*A bearing arrangement can be provided which allows the engine to pivot about a right angle to the Longitudinal axis allows *

Sie Erfindung richtet sich auch auf ein flugzeug, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es mit einem Gasturbinentriebwerk ausgestattet ist und daß das Triebwerk schwenkbar um eine Hori-The invention is also directed to an aircraft which is characterized in that it is equipped with a gas turbine engine is equipped and that the engine can be pivoted about a hori-

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zontalachse gelagert ist, wodurch das Triebwerk mit seiner Längsachse in einem Winkel zur Vertikalen und zum Gehäuse angeordnet werden kann, wobei bjbIbbLängsachse einen größeren Winkel gegenüber der Vertikalen bildet»zontalachse is mounted, whereby the engine is arranged with its longitudinal axis at an angle to the vertical and to the housing can be, where bjbIbbLongitudinal axis a larger angle compared to the vertical forms »

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an #and der Zeichnung» In der Zeichnung zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the following description of an embodiment in the drawing #and "I n the drawing:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gasturbinentriebwerkes, welches mit einem hinten angeordneten, gemäß der Erfindung ausgebildeten Gebläse ausgestattet ist,Fig. 1 is a side view of a gas turbine engine which is equipped with a rear fan designed according to the invention,

Fig. 2 eine Stirnansicht des in Fig.1 dargestellten Triebwerkes, FIG. 2 is an end view of the engine shown in FIG.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil des in Fig.1 und 2 dargestellten Triebwerkes,3 shows a longitudinal section through part of the in FIGS shown engine,

Fig. 4 schematisch mehrere der in Fig.1 und 2 dargestellten Triebwerke, eingebaut in einen Flugzeugflügel.4 schematically shows several of the elements shown in FIGS Engines built into an aircraft wing.

Ein Gasturbinentriebwerk 10, welches zur Erzeugung eines vertikalen Auftriebes dient, weist ein Triebwerksgehäuse 11 auf, das am hinteren Ende mit einer Gebläseeinrichtung 12 versehen ist, die ringspn die Turbine 13 des Triebwerkes gelagert ist·A gas turbine engine 10, which is used to generate a vertical Serves lift, has an engine housing 11, which is provided at the rear end with a fan device 12, the ringspn the turbine 13 of the engine is mounted

Die Gebläseeinrichtung 12 weist ein Gehäuse 14 auf und ist mit Leitschaufeln 15» Gebläseschaufeln 16 und Auslaßleitschaufeln 17 ausgestattet. Die Gebläseschaufeln 16 bestehen aus einem Stück mit den Schaufeln 18 der zweiten Stufe der Turbine 13.The fan device 12 has a housing 14 and is provided with guide vanes 15 »fan blades 16 and outlet guide vanes 17 equipped. The fan blades 16 are made in one piece with the blades 18 of the second stage of the turbine 13.

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- 5 - 1*03584- 5 - 1 * 03584

An der Stelle, wo die einstückigen Schaufeln 16,18 durch das Triebwerksgehäuse 11 hindurchstehen, sind Labyrinthdichtungen 19»20 vorgesehen. Der Ausgang des Gebläses 12 ist nach einem Ringkanal 21 zwischen dem Geblasegehäuse 14 und dem Triebwerksgehäuse 11 gerichtet.At the point where the one-piece blades 16, 18 through the Drive unit housing 11 protrude, labyrinth seals 19 »20 are provided. The output of the fan 12 is after a Annular channel 21 between the blower housing 14 and the engine housing 11 directed.

Der stromabwärts gelegene Teil 22 des G-ebläsegehäuses 14 ist von Kugelflächengestalt,und dicht über diesem Teil 22 ist ein kugelflächenfb'rmiger äußerer Teil 23 eines Gehäuseteiles 24 gelagert. Am stromabwärtigen Ende des Teiles 22 und am stromaufwärts liegenden Ende des Teiles 23 sind Dichtungen 25,26 vorgesehen, so daß eine im wesentlichen gasdichte Verbindung zwischen diesen Teilen geschaffen wird.The downstream portion 22 of the blower housing 14 is of spherical shape, and just above this part 22 is a spherical surface-shaped outer part 23 of a housing part 24 is mounted. At the downstream end of part 22 and at the upstream end lying end of the part 23 seals 25,26 are provided so that a substantially gas-tight connection between these parts is created.

Der Gehäuseteil 24, der in rechtwinkelig zur Längsachse des Triebwerkes verlaufenden Drehzapfen 27 gelagert ist, ist mit radial verlaufenden Speichen 28 ausgestattet, die einen inneren Kugelflächenteil 29 tragen. Der letztere ist dicht über einer kugelförmigen oberfläche 30 am stromabwärts liegenden Ende des TriebwerKsgehäuses 11 diesem gegenüber im wesentlichen dichtend befestigt.The housing part 24, which is mounted in pivot pins 27 running at right angles to the longitudinal axis of the engine, is with radially extending spokes 28 which carry an inner spherical surface part 29. The latter is just above one spherical surface 30 at the downstream end of the engine housing 11 with respect to this essentially sealing attached.

Vier hydraulisch oder pneumatisch betätigte aus Kolben und Zylinder bestehende Einrichtungen 31 bewirken eine Schwenkung des Gehäuseteiles 24 gegenüber dem Triebwerksgehäuse 11. Die Begrenzung der Schwenkbewegung des Gehäuseteiles 24 ist in Pig.3 strichpunktiert angedeutet.Four hydraulically or pneumatically operated pistons and cylinders Existing devices 31 cause the housing part 24 to pivot relative to the engine housing 11. The limitation the pivoting movement of the housing part 24 is indicated by dash-dotted lines in Pig. 3.

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Fig.4 zeigt drei der Triebwerke 10, die im wesentlichen in vertikaler Richtung in einem Flügel 32 eines vertikal startenden Flugzeuges angeordnet sind. Die Triebwerke 10 sind auf nicht-dargestellten,horizontal angeordneten Drehzapfen derart gelagert, daß sie in die dargestellte Stellung geschwenkt werden können, in welcher ein Winkel O^ gleich 10° zwischen ihrer Längsachse und der Vertikalen liegt« Gemäß Fig.4 sind die Gehäuseteile 24 der Triebwerke 10 in eine Stellung geschwenkt, in welcher der Winkel zwischen der Längsachse der Triebwerke und den Gehäuseteilen 24 10° beträgt.4 shows three of the engines 10, which are essentially in vertical direction are arranged in a wing 32 of a vertically take off aircraft. The engines 10 are on not-shown, horizontally arranged pivot pin such stored so that they can be pivoted into the position shown, in which an angle O ^ equal to 10 ° between their Longitudinal axis and the vertical is «According to Fig. 4, the housing parts 24 of the engines 10 pivoted into a position in which the angle between the longitudinal axis of the engines and the housing parts 24 is 10 °.

In der in Fig.4 dargestellten Stellung wird der Schub,der durch die Turbinenauspuffgase und durch den Luftstrom des Gebläses erzeugt wird, in einem Winkel /3 gleich 20° gegenüber der Vertikalen gerichtet, so daß eine wesentliche Schubkomponente entweder in Vorwärts- oder in Richtung nach hinten erzeugt· wird, Jje nach dem Sinn des Winkels /3 . Die in Fig.4 dargestellte Stellung der Triebwerke 10 entspricht demgemäß einer Stellung, die benutzt wird, während des Überganges zwischen Vertikal- und Vorwärtsflug und umgekehrt«In the position shown in Figure 4, the thrust, which is generated by the turbine exhaust gases and by the air flow of the fan, is directed at an angle / 3 equal to 20 ° to the vertical, so that a substantial thrust component either in the forward or in the direction backwards, depending on the direction of the angle / 3 . The position of the engines 10 shown in Figure 4 accordingly corresponds to a position that is used during the transition between vertical and forward flight and vice versa.

Wie aus Figo4 ersichtlich, liegt ein Vorteil der in der Zeichnung dargestellten Konstruktion darin, daß die Triebwerke 10 dicht nebeneinander angeordnet werden können, da der Schub in einem Winkel von 20° gegenüber der Vertikalen ausgestoßen werden kann, obgleich die triebwerke selbst nur in einem Winkel von 10° gegenüber der Vertikalen geneigt sind.As can be seen from FIG. 4, an advantage of the construction shown in the drawing is that the engines 10 can be arranged close together, as the thrust can be ejected at an angle of 20 ° to the vertical can, although the engines themselves are only inclined at an angle of 10 ° relative to the vertical.

Patentansprüche ιClaims ι 809808/OUO809808 / OUO

1 7u ORIGINAL irJorw'. 1 7 u ORIGINAL irJorw '.

Claims (1)

Patentansprüche tClaims t Gebläsevorrichtung mit einem Gehäuse, durch welches der Ausgang des Gebläses strömt, dadurch geke^nnzeichn β t , daß der stromabwärts gelegene Teil (24) des Gehäuses (14-) im wesentlichen mit dem übrigen Teil (22) des Gehäuses (14) dichtend,aber diesem gegenüber beweglich angeordnet ist» so daß der Ausgang des Gebläses in einem Winkel gegen die Längsachse des Gebläses (12) gerichtet werden kann.Blower device with a housing through which the The outlet of the fan flows, characterized in that the downstream part (24) of the housing (14-) essentially seals with the remaining part (22) of the housing (14), but is arranged to be movable relative to it that the exit of the fan is at an angle can be directed against the longitudinal axis of the fan (12). t« febläetvorriahtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -eeiohnet , daß der übrige Teil (22) des Gehäuses (14) schwenkbar gegenüber dem festen Bauteil um eine Achse angeordnet ist, die rechtwinkelig zur Längsachse des Gebläses liegt.The fan device according to claim 1, characterized in that the remaining part (22) of the housing (14) is arranged pivotably relative to the fixed component about an axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the fan lies. 3· Gebläsevorriohtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der stromabwärts gelegene INIl des Gehäuses durch einen Behäueeteil (24) gebildet wird, der gegenüber dem Gehäuseteil (14) derart schwenkbar 1st, daß der Gehäuseteil (24) um eine rechtwinkelig zur Itjttngsachse des Gebläses liegende Achse geschwenkt werden kann und daß das Gehäuse (24) und der Gehäuseteil (14) zu-•ame&iiirkende Kugelfläohen (22,23) aufweisen, die dicht benachbart zueinander angeordnet sind· '3 · Blower device according to claims 1 or 2, characterized characterized in that the downstream INIl of the housing is formed by a housing part (24) is, which relative to the housing part (14) can be pivoted in such a way Is that the housing part (24) can be pivoted about an axis lying at right angles to the axis of the fan can and that the housing (24) and the housing part (14) to- • ame & iiirkende Kugelfläohen (22,23), which are tight are arranged adjacent to each other ' 4· Gebläsevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet , daß das Gebläse ein durch eine Turbine angetriebenes Gebläse ist· .4 blower device according to one of the preceding claims, characterized in that the fan is a turbine driven fan. .A 809808/OUO.A 809808 / OUO 5. Gasturbinentriebwerk, dadurch gekennzeichnet , daß ein von der Turbine (13) .des Triebwerkes angetriebenes Gebläse (12) und ein Gebläsegehäuse (14) vorgesehen sind, durch welch letzteres der Ausgang des Gebläses strömt und daß sich ein Gehäuseteil (24) am stromabwärtifeen Teil des Gebläsegehäuses (14) erstreckt und schwenkbar an dem Gebläsegehäuse (14) um eine rechtwinkelig zur Längsachse des Gebläsegehäuses liegende Achse an^elenkt ist, daß das Gebläsegehäuse (14) und der Gehäuseteil (24) zusammenwirkende Kugelf lachen (22,25) aufweisen, die dicht benachbart zueinander liegen und daß eine Einrichtung (31) vorgesehen ist, welche eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gebläsegehäuse (14) und dem Gehäuseteil (24) bewirkt und dadurch den Gebläseausgang in einem Winkel gegenüber der Längsachse richtet. 5. Gas turbine engine, characterized in that one of the turbine (13) .des engine driven Fan (12) and a fan housing (14) are provided, through which latter the outlet of the fan flows and that a housing part (24) on the downstream part of the Fan housing (14) extends and pivotable on the fan housing (14) about a right angle to the longitudinal axis of the fan housing lying axis is on ^ articulated that the fan housing (14) and the housing part (24) have cooperating spherical surfaces (22, 25) which are closely adjacent to one another lie and that a device (31) is provided, which causes a relative pivoting movement between the fan housing (14) and the housing part (24) and thereby the Fan outlet directed at an angle relative to the longitudinal axis. 6· Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse (14) rings um das Strahlrohr (11) des Gasturbinentriebwerkes herum gelagert ist und daß das Gehäuse (24) einen Teilkugelflachenabschnitt (29) aufweist, der mit diesem fest verbunden ist und mit einem entsprechenden Teilkugelflächenabschnitt (30) des Strahlrohres (11) zusammenwirkt, so daß die relative Schwenkbewegung sowohl den Ausgang des Gebläses als auch den der Turbine in einem Windel zur Länrsachse des Triebwerkes richtet»6 · Gas turbine engine according to claim 5 »characterized in that the blower housing (14) is mounted around the beam (11) of the gas turbine engine around rings and comprising that the housing (24) flat portion a part of the ball (29) which is fixedly connected to this and with a corresponding part kuge lflächenabschnitt (30) of the jet pipe (11) cooperates, so that the relative pivotal movement of the outlet of the blower is also directed both as to the turbine in a diaper for Länrsachse of the engine " 80980 8/0 UG80980 8/0 UG 7» Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Lageranordnung vorgesehen ist, welche eine Schwenkbewegung des Triebwerkes um eine rechtwinkelig zur Längsachse liegende Achse ermöglicht.7 »Gas turbine engine according to claims 5 and 6, characterized in that a bearing arrangement is provided is, which enables a pivoting movement of the engine about an axis lying at right angles to the longitudinal axis. 8« Flugzeug, dadurch gekennzeichnet , daß es mit einem Gasturbinentriebwerk ausgestattet ist und daß das Triebwerk schwenkbar um eine Horizontalachse gelagert ist, wodurch das Triebwerk mit seiner Längsachse in einem Winkel zur Vertikalen und zum Gehäuse angeordnet werden kann, wobei seine Längsachse einen größeren Winkel gegenüber der Ver-. tikaien bildet.8 «aircraft, characterized in that it is equipped with a gas turbine engine and that the The engine is pivotably mounted about a horizontal axis, whereby the engine is at an angle with its longitudinal axis to the vertical and to the housing can be arranged, its longitudinal axis having a larger angle with respect to the ver. tikaien forms. 809808/OUO809808 / OUO
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