DE1526853C - Nebenschluß Gasturbinenstrahltneb werk - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Nebenschluß-Gasturbinenstrahltriebwerk, umfassend in Strömungsrichtung hintereinander eine Verdichterbaugruppe, eine Brennkammer, eine Turbinenbaigruppe und ein Strahlrohr, ferner einen von der Verdichterbaugruppe abgezweigten Nebenschlußkanal, und weiter Verbrennungsgaskanäle und Nebenstromluftkanäle, welche — in Umfangsrichtung abwechselnd nebeneinander angeordnet — von dem Turbinenausgang bzw. dem Nebenschlußkanalausgang in die an die Verbrennungsgas- und Nebenstromluftkanäle sich anschließende Mischzone für die Verbrennungsgase und die Nebenstromluft im Strahlrohr führen. Ferner sind Verbrennungsstabilisatoren und stromoberhalb von diesen erste Brennstoffeinspritzgeräte. in den Verbrennungsgaskanälen vorgesehen.

Ein derartiges Triebwerk mit Nachbrenner ist aus der deutschen Auslegeschrift 1153 215 bekannt. Dieses baut im Bereich der Mischung der Nebenschlußluft mit den Verbrennungsgasen aus der Turbine verhältnismäßig lang. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu vermindern und dadurch auch eine zusätzliche Gewichtsersparnis zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird dies bei dem oben erwähnten Triebwerk dadurch erreicht, daß unmittelbar stromauf der Nebenstromluftkanäle zweite Brennstoffeinspritzgeräte angeordnet sind. Die mit Brennstoff gemische Nebenschlußluft kann so den aus der Turbine austretenden Verbrennungsgasen noch vor Eintritt in das Strahlrohr zugeführt werden, so daß die Gesamtanordnung im Bereich der Mischzone und des Nachbrenners wesentlich kompakter aufgebaut werden kann.

Es wird also· ein Teil der Gesamtbrennstoffmenge der Nachverbrennung bereits im Nebenschlußkanal unmittelbar stromauf der Nebenstromluftkanäle zugeführt.

Auch die Anwendung des aus der französischen Patentschrift 1291398 bekannten Wärmeschildes im Abstand von der Strahlrohrwand innerhalb der Außenwandung des Strahlrohres stellt eine den Betrieb eines Triebwerks mit Nachbrenner verbessernde Maßnahme dar, insbesondere, wenn dieser Schild in an sich bekannter Weise Durchbrechungen aufweist, durch welche Nebenschlußluft aus dem Ringraum zwischen Strahlrohr und Wärmeschild in das Innere des Strahlrohres gelangt.

Die Kanäle für die Verbrennungsgase aus der Turbine und für das Gemisch aus Brennstoff und Nebenschlußluft können vorteilhaft von sich radial erstreckenden Hohlstreben begrenzt sein, welche einen Austrittskonus im Strahlrohr tragen. Die Hohlausbildung, solcher Streben sowie weiterhin die Anordnung von Leitflächen in den Nebenstromluftkanälen ist aus der deutschen Auslegeschrift 1153215 bekannt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Nebenschluß-Gasturbinenstrahltriebwerkes, das im Bereich der Mischung der Nebenluft mit dem aus der Turbine austretenden Gasstrahl teilweise aufgeschnitten ist,

Fig. 2 den nach Fig. 1 geschnittenen Teil des Triebwerkes in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 eine Teilansicht der Anordnung nach Fi g. 2 in Richtung des Pfeiles 3.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, umfaßt das Nebenschluß-Gasturbinenstrahltriebwerk 10 in Strömungsrichtung einen Niederdruckverdichter 11, einen Hochdruckverdichter 12, eine Hauptbrennkammer 13, eine Hochdruckturbine 14, eine Niederdruckturbine 15 und ein Strahlrohr 16.

Im Strahlrohr 16 ist ein inneres Gehäuse 20 montiert, das vom Strahlrohr 16 durch einen Ringraum 21 getrennt ist. Im inneren Gehäuse 20 befindet sich

ίο ein Auslaßkonus 22, der sich an diesem Gehäuse über eine Vielzahl von winkelmäßig versetzten, sich radial erstreckenden hohlen Hohlstreben 23 abstützt. •Die Zwischenräume zwischen den Streben 23 bilden Verbrennungsgaskanäle 24, deren stromaufwärtige Enden offen sind und die Turbinenabgase aufnehmen, während ihre stromabwärtigen Enden in das Innere des Strahlrohres 16 münden.

Die Hohlstreben 23 sind sowohl an ihren radial außenliegenden Enden 25 als auch an ihren Hinterkanten 26 offen, d. h. sie können durchströmt werden. Ein Teil der im Niederdruckverdichter 11 verdichteten Luft wird einer Nebenschlußleitung 30 zugeführt, die den Hochdruckverdichter 12, die Hauptbrennkammer 13 und die Turbinen 14 und 15 um- geht.

Die Innenräume der Hohlstreben 23 bilden Nebenstromluftkanäle 31, deren stromaufwärtige Enden Nebenschlußluft aus der Nebenschlußleitung 30 aufnehmen, während ihre stromabwärtigen Enden ebenfalls in das Innere des Strahlrohres 16 münden.

Die Streben 23 bilden daher zwei ineinander verschachtelte Sätze von winkelmäßig versetzten, sich radial erstreckenden Verbrennungsgas- und Neben-

-* Stromluftkanälen.

Eine Vielzahl von Leitflächen 32 ist vorgesehen, welche die Luft aus der Nebenschlußleitung 30 in die Nebenstromluftkanäle 31 und aus diesen ins Innere des Strahlrohres 16 umlenken.

Um das Triebwerk 10 ist eine ringförmige Brenn-Stoffleitung 33 angeordnet, die durch nicht dargestellte Mittel mit Brennstoff beliefert wird. Eine Vielzahl von winkelmäßig am Gehäuseumfang versetzten Brennstoffrohren 34 erstreckt sich von der Brennstoffleitung 33 radial nach innen, wobei diese Brennstoffrohre 34 unmittelbar stromaufwärts der Streben 23 angeordnet sind. Die Brennstoffrohre 34 haben jeweils eine Vielzahl von in radialen Abständen angeordneten Löchern 35, durch welche Brennstoff in die Nebenschlußluft und in die aus der Turbine kommenden Verbrennungsgase eingespritzt wird, bevor die Nebenschlußluft durch die Nebenstromluftkanäle 31 und die Verbrennungsgase durch die Verbrennungskanäle 24 strömen. Jeder Verbrennungskanal 24 enthält eine Vielzahl von konzentrisehen, stromabwärts gerichteten, teilringförmigen Rinnen 36, die durch die Streben 23 gehalten werden. Diese Rinnen 36 bilden in an sich bekannter Weise die Verbrennung stabilisierende Mittel und Zonen, in welchen die Gasgeschwindigkeit verringert wird. In diesen Zonen verbrennt der durch die Brennstoff rohre 34 in die Abgase eingespritzte Brennstoff. Das Abgas enthält genügend Luft, um die Verbrennung aufrecht zu erhalten.

Der durch die Brennstoffrohre 34 in die Nebenschlußluft eingespritzte Brennstoff wird durch die Nebenstromluftkanäle 31 durchgetragen und im Strahlrohr 16 verbrannt, nachdem sich die Nebenschlußluft mit den Abgasen vermischt hat.

IO

Der Teil des inneren Gehäuses 20 stromabwärts der Streben 23 ist in an sich bekannter Weise als Wärmeschild 40 ausgebildet, wobei der Ringraum 21 zwischen dem Wärmeschild 40 und dem Strahlrohr mit Nebenschlußluft beliefert wird, welche die Nebenstromluftkanäle 31 nicht durchströmt hat.

Der Wärmeschild 40 hat Öffnungen 41, durch welche die Nebenschlußluft aus dem Ringraum 21 zur Innenfläche des Wärmeschilds 40 strömt und hier einen diese Fläche kühlenden Film bildet.

Erwiinschtenfalls können die Wandungen der Streben 23 gewellt sein, um das Vermischen der Nebenschlußluft mit den Abgasen zu unterstützen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Nebenschluß - Gasturbinenstrahltriebwerk, umfassend in Strömungsrichtung hintereinander eine Verdichterbaugruppe, eine Brennkammer, eine Turbinenbaugruppe und ein Strahlrohr, ferner einen von der Verdichterbaugruppe abgezweigten Nebenschlußkanal, und weiter Verbrennungsgaskanäle und Nebenstromluftkanäle, welche — in Umfangsrichtung abwechselnd nebeneinander angeordnet — von dem Turbinenausgang bzw. dem Nebenschlußkanalausgang in die an die Verbrennungsgas- und Nebenstromluftkanäle sich anschließende Mischzone für die Verbrennungsgase und die Nebenstromluft im Strahlrohr führen, und weiter Verbrennungsstabilisatoren sowie erste Brennstoffeinspritzgeräte stromoberhalb von diesen in den Verbrennungsgaskanälen, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar stromauf der Nebenstromluftkanäle (31) zweite Brennstoffeinspritzgeräte (33, 35) angeordnet sind.

2. Strahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nebenstromluftkanälen (31) Leitflächen (32) angeordnet sind.

3. Strahltriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlrohr (16) stromunterhalb der Kanäle (Verbrennungsgaskanäle 24, Nebenstromluftkanäle 31) ein in Abstand von der Wand des Strahlrohres (16) gehaltener Wärmeschild (40) angeordnet ist, welcher zusammen mit der Strahlrohrwand einen von Nebenschlußluft durchströmten Ringraum (21) bildet.

4. Strahltriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeschild (40) Durchbrechungen aufweist, durch welche Nebenschlußluft aus dem Ringraum (21) ins Innere des Strahlrohrs (16) gelangt.

5. Strahltriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (Verbrennungsgaskanäle 24, Nebenstromluftkanäle 31) von radialen Hohlstreben (23) begrenzt sind, welche einen Austrittskonus (22) im Strahlrohr (16) tragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen