DE1476728A1

DE1476728A1 - Einrichtung zum Starten von Gasturbinenmotoren

Info

Publication number: DE1476728A1
Application number: DE19661476728
Authority: DE
Inventors: Snell Leonard Stanley
Original assignee: Bristol Siddeley Engines Ltd
Current assignee: Bristol Siddeley Engines Ltd
Priority date: 1965-02-20
Filing date: 1966-02-18
Publication date: 1969-07-31
Also published as: US3323775A; GB1069199A

Description

Einrichtung zum Starten von Gasturbinenmotoren.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Starten eines Gasturbinenmotors durch Auftreffen eines Strömungsmittelsstrahles bzw. -strahlen auf einen Teil eines Hotors -dee-Motors, um dessen Drehung zu erzeugen, bis der Motor sich selbsttätig in Betrieb hält.

Ein Rotor eines Gasturbinenmotors kennzeichnet sich erfindungsgemäss durch einen Hing von Axialstrom-Schaufeln, die an ihren Spitzen ummantelt sind, um eine ringförmige, radial aussere Grenze des Gasdurchganges durch die Schaufeln zu bilden, und mehrere am Umfang im Abstand angeordnete, sich radial nach aussen erstreckende Vorsprünge, die an der radial ausseren.Fläche der Schaufelenden-

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ummantelung gebildet sind, wobei jeder der Vorspränge eine Fläche aufweist, auf die ein Strömungsmittelstrahl auftreffen kann, um dem Rotor ein Drehmoment zu erteilen.

Jede Schaufel oder mehrere benachbarte Schaufeln kann bzw. können ein teilringförmiges Ummantelungsteil an dem Ende bzw. den Enden aufweisen, wobei wenigstens einige der Um-· mantelungstöile mit den erwähnten Vorsprüngen versehen sind. In alternativer Weise können alle Blattenden durch eine fortlaufende ringförmige Ummantelung verbunden sein, die am Umfang im Abstand angeordnete Vorsprünge aufweist.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist die wirksame Fläche eines jeden Vorsprungs konkav und bildet einen Impulsbecher und kann sich über im wesentlichen die gesamte axiale Länge der Schaufelendenummantelung erstrecken.

Nach a.nem weiteren Merkmal der Erfindung kann eine Turbine mit einem der vorerwähnten Rotoren weiterhin ein Gehäuse umfassen, welches den Rotor enthält unl eine Kammer zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Strömungsmittelvorrats und Düsen aufweisen, die mit der Kammer kommunizieren, wobei jede Düse so angeordnet ist, dass ein Strömungsmittelstrahl von dem Düsenauslass

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auf die wirksame Fläche eines von dem Rotor getragenen /orsprunges gerichtet ist, wodurch "beim Drehen des Rotors die wirksamen Flächen aller Vorsprünge die Düsenauslässe ^Aufeinanderfolgend passieren. Die Achse einer jeden Düse ist vorzugsweise zu der Rotorachse in zwei Ebenen geneigt, die normal zueinander liegen.

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Die Erfindung umfasst weiterhin eine Axialstrom-Schaufel mit einer an ihrem Ende angeordneten teilringförmigen Ummantelung, die wenigstens einen sich radial nach aussen erstreckenden Vorsprung aufweist, der an der radial äusseren Fläche der Ummantelung gebildet ist und eine wirksame . Fläche aufweist, auf die ein Strömungsmittelstrahl auf- *treffen kann, um ein Drehmoment an einem Rotor hervorzurufen, der die Schaufel trägt.

Eine Ausführungsform der Erfindung, die auf die Schaufeln einer Axialturbine angewendet ist, wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig.1 einen gebrochenen Längsschnitt des turbinengehäuse s und einer benachbarten ummantelten iurbinenrotorschaufel,

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Pig.2 in vergrössertem Maßstab eine Draufsicht einer Endummantelung der Turbinenrotorschaufel, in der ein daran befindlicher Vorsprung dargestellt ist, und

fig.3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig.1.

Nach Fig*1 weist der Turbinenläufer oder -rotor eine Scheibe auf, von der ein Teil bei 2 dargestellt ist und die mehrere Axialstrom-Turbinenschaufeln 3 trägt, deren Enden mit ihnen aus einem Stück bestehende teilringförmige Ummantelungen 4- tragen, von denen nur eine dargestellt ist. Die TJmmantelungen 4- bilden zusammen einen Hing um die Schaufelenden und stellen einen vollständigen Ringkörper dar, der die aussere Grenze des Gasstromdurchflusses durch die Schaufeln begrenzt oder definiert. Jede Schaufel 3 kann ihre eigene Ummantelung 4- tragen oder es können mehrere benachbarte Schaufeln 3 eine gemeinsame teilwindförmige Ummantelung tragen.

Jede Ummantelung 4- weist an ihrer radial äusseren Fläche einen mit ihr aus einem Stück bestehenden, sich radial nach aussen erstreckenden Vorsprung 5 auf, der sich über die gesamte axiale Länge der Ummantelung erstreckt und eine gekrümmte konkave Fläche 6 aufweist, die einen Impulsbecher oder eine Impulsmulde (siehe Fig.2) ähnlich

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einem Peltonradbecher "bildet, auf den die Luftstrahlen auftreffen.

Zu diesem Zweck weist ein inneres Teil 7 des Turbinengehäuses 8 ein Teil 9 auf, welches sich um die und nahe den Auf stromenden der Vorsprünge 5 ω den Ummantelungen 4 erstreckt. Durch dieses Gehäuseteil 9 ist ein Ring von ä Löchern angeordnet, die die Düsen 10 bilden, deren innere Enden 11 mit einer ringförmigen Kammer 12 kommunizieren, die von dem inneren Gehäuseteil 7 und einer im Abstand angeordneten Wand 13 gebildet wird, welche an einer Stelle mit einer Öffnung für eine Einlassverbindung 14 zu einer Druckluftquelle versehen ist.

Die Achsen der Düsen sind so angeordnet, dass die von ihren Auslassenden 15 ausgesandten Drucklüftetrahlen auf , die konkaven Flächen 6 gerichtet sind und aufeinanderfolgend auftreffen, um eine Drehung des Turbinenläufers zu erzeugen, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Motor von selbst läuft} danach wird die Druckluft zuführung zu der Kammer 12 unterbrochen.

Die Luft kann von einem Start-Turbinenkonpressorsatz oder von einem druckluftenthaltenden Gefäas geliefert werden. Anstelle von Luft kann ein anderes komprimiertes

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Strömungsmittel verwendet werden, um die von den Vorsprüngen 5 gebildeten Becher anzutreiben.

Aus den Fig. 1 und 5 ist zu ersehen, dass die Achse einer Düse zu dem Trubinenrotor in zwei Ebenen geneigt ist, die normal zueinander liegen.

Das innere Teil 7 des Turbinengehäuses trägt weiterhin einen Hing von Einlassdusenflügel 16 und die Abströmenden der konzentrischen Wände 17 und 18 des Verbrennungssystems,

Anstatt dass die Vorsprünge 5 von teilringförmigen Ummantelungen getragen werden, können mehrere am Umfang im Abstand angeordnete Vorsprünge 5 von einer gemeinsamen Vollständig ringförmigen Ummantelung getragen werden, die mit den gesamten Schaufeln 3 aus einem Stück besteht.

Durch die Schaffung der Vorsprünge 5 an den Ummantelungen 4- an den Enden der Schaufeln werden die folgenden Vorteile erzielt:

a) Die Ummantelungen, die sonst einem Strahlauf treffstarten im Wege sein würden, werden ausgenutzt, um die Vor Sprünge 5 zu tragen,

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b) die Vorsprünge 5 haben wirksame Flächen, die so ausgelegt sein können, dass sie ein wirksames Starten oder Anlassen gewährleisten,

c) da die Vorspränge ^lj radial jenseits der Ummanteluiigen 4 angeordnet sind, wird ein maximales Drehmoment beim Starten erzeugt, und

d) es ist keine zusätzliche Start- oder Anlasseinrichtung erforderlich, .wodurch das Motorgewicht auf einen minimalen Wert gehalten wird, welches ein besonders wichtiges Merkmal für Vertikalhebe- oder Auftriebmotoren ist.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Läufer für einen Gasturbinenmotor mit einem Ring von Axialstrom-Schaufeln, die an ihren Enden ummantelt sind, um eine ringförmige radial ausεere Grenze des Gasdurchganges durch die Schaufeln zu bilden, dadurch gekennzeichnet , dass der Läufer ausserdem mehrere am Umfang im Abstand angeordnete, sich radial nach aussen eratreckende Vorsprünge an der radial äusseren Fläche der Blattendenummantelung aufweist und dass jeder der Vorsprünge eine wirksame Fläche aufweist, auf die ein Strömungsmittelstrahl auftreffen kann, um den Läufer ein Drehmoment zu erteilen.

2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaufel oder mehrere benachbarte Schaufeln (3) ein teilringförmiges Ummantelungsteil

(4-) an dem Ende bzw. den Enden aufweist bzw. aufweisen und dass wenigstens einige der Ummantelungsteile mit den Vorsprüngen (5, versehen sind.

3. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeich net, dass alle Blattenden durch eine fortlaufende ringförmige Ummantelung verbunden sind, die die Vorsprünge am Umfane im Abstand angeordnet aufweist«

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4. Läufer nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die wirksame fläche (6) eines jeden Vorsprungs konkav ist und einen Impulsbecher bildet.

v. Läufer nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeich net, dass sich der Vorsprung über im wesentlichen die gesamte axiale Länge der Blattendenummantelung erstreckt.

6. Läufer nach einem der vorgehenden Ansprüche in einer Turbine, dadurch gekennzeichnet , dass die Turbine ein Gehäuse umfasst, welcnes den Läufer enthält und eine Kammer (12) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie einen Druckströmungsmittelvorrat aufnimmt, dass Düsen (10) vorgesehen sind, die mit der Kam mer kommunizieren und dass jede Düse in so einer Weise angeordnet ist, dass ein Strömungsmittelstrahl von dem Düsenauslass auf die wirksame jfläche ,6) eines von dem Läufer getragenen Vorsprungs «.;3) gerichtet Ist, so dass beim Drehen des Läufers die tfix-icsamen Flächen o; aller Vorsprünge κ.5) die Düsenauslässe aufeinanderfolgend pas sieren.

7» Axialstrom-Sohaufel für einen Läufer nach Anspruch 1,

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die eine teilringförmige Ummantelung an ihrem Ende aufweist, dadurch, gekennzeichnet, dass die Ummantelung (4-) wenigstens einen sich radial nach aussen erstreckenden Vorsprung (5) aufweist, der an ihrer radial äusseren Fläche gebildet ist, und dass der Vorsprung eine wirksame Fläche (6) aufweist, auf die ein Strömungsmittelstrahl auftreffen kann, um dem Läufer ein Drehmoment zu erteilen.

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