DE1476877C - Stromungsmaschine, insbesondere Gas turbinenstrahltnebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbinenstrahltriebwerk, mit mindestens einer Stufe von hintereinander angeordneten Leitschaufeln und Laufschaufeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer derartigen Strömungsmaschine den im Betrieb erzeugten Lärm zu vermindern. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verhältnis zwischen der Anzahl der Leitschaufeln und der Anzahl der Laufschaufeln in der oder jeder Stufe im wesentliehen einen Wert von 1,1« (1+Af) hat, worin η die Zahl der Harmonischen und Af die Machzahl der Umfangsgeschwindigkeit der radial äußeren Enden der Laufschaufeln ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Erkenntnis zugründe, daß die angestrebte Geräuschminderung erlangt werden kann, wenn die relative Anordnung der Leitschaufeln und der Laufschaufeln in bestimmter Weise unter Berücksichtigung mathematischer Beziehungen vorgenommen wird. Wenn dabei die Anordnung .so aufgebaut wird, daß die «-te Harmonische gedämpft wird, dann werden damit auch die niedrigeren Harmonischen beseitigt bzw. vermindert.

Der Wert von η wird demgemäß entsprechend der zu unterdrückenden Harmonischen gewählt. Wenn beispielsweise nur die Grundfrequenz unterdrückt werden soll, hat η den Wert 1, wenn aber sowohl der Grundton als auch die erste Harmonische unterdrückt werden sollen, dann hat η den Wert 2 usw.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Laufschaufeln zwischen zwei Sätzen von benachbarten Leitschaufeln angeordnet, wobei jeder Satz von Leitschaufeln dieselbe Anzahl von Schaufeln enthält. Dabei sind die beiden Sätze von Leitschaufeln vorzugsweise in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines mit der erfindungsgemäßen Schaufelanordnung ausgerüsteten Gasturbinenstrahltriebwerks,

F i g. 2 einen schematischen Querschnitt längs der Linie 2-2 nach F i g. 1.

F i g. 1 zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10, z. B. ein Senkrechthubtriebwerk. Dieses weist in Strömungsrichtung hintereinander einen Lufteinlaß 11, einen Verdichter 12, eine Brennkammer 13 und eine Turbine 14 auf, wobei die Turbinenabgase durch eine Abgasleitung 15 an die Außenluft abgegeben werden.

Der Verdichter 12 besitzt mehrere Stufen von Leitschaufeln 16, 18 und eine entsprechende Zahl von Stufen von Laufschaufeln 17, 19. In einem nach F i g. 1 ausgebildeten Triebwerk betrug die Machzahl Af der Spitzenanfangsgeschwindigkeit der Laufschaufeln 17, 19, bei der die Grundwelle beseitigt werden sollte, 0,8.

Das notwendige Verhältnis zwischen Leitschaufeln und Laufschaufeln 17 ist dementsprechend:

das heißt 1,1 η (1 + Af),
1,1 · 1 (1 + 0,8),
1,1 · 1,9 = 1,98.

Da neunzehn Laufschaufeln 17 vorgesehen waren, mußten 19 · 1,98 Leitschaufeln 16 vorgesehen werden, d. h. 37,6 Schaufeln. Da dies keine ganze Zahl ist, wird die nächsthöhere Zahl, d. h. 38, gewählt.
Die Anzahl der Leitschaufeln 18 ist dieselbe wie die der Leitschaufeln 16, wobei die Leitschaufeln, 16, 18 jedoch jede gewünschte Winkelstellung haben können. In F i g. 2 fluchten die Leitschaufeln 16 weder mit den Leitschaufeln 18, noch stehen sie in der Mitte zwischen diesen. In der Praxis wird die Winkelstellung der Leitschaufeln 16, 18 jeweils nach Versuchen so gewählt, daß das hervorgerufene Geräusch einen Mindestwert hat.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbinenstrahltriebwerk, mit mindestens einer Stufe von hintereinander angeordneten Leitschaufeln und Laufschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Anzahl der Leitschaufeln und der Anzahl der Laufschaufeln in der oder jeder Stufe im wesentlichen einen Wert von 1,1 η (1 + Af) hat, worin η die Zahl der Harmonischen und Af die Machzahl der Umfangsgeschwindigkeit der radial äußeren Enden der Laufschaufeln ist.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschaufeln zwischen zwei Sätzen von benachbarten Leitschaufeln angeordnet sind, wobei jeder Satz von Leitschaufeln dieselbe Anzahl von Schaufeln enthält.

3. Strömungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sätze von Leitschaufeln in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.