DE1751093B2 - Gasturbinen triebwerksanlagw - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Gasturbinen-Trieb- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines mit der

Werksanlage mit einem Hauptströmungskanal, in ernndungsgemäßen Triebwerksanlage ausgerüsteten

dem ein Gasturbinengasgenerator angeordnet ist, und Hubschraubers,

mit einer durch die Abgase des letzteren angetrie- F i g. 2 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht

benen Freilauf turbine, die ein Gebläse antreibt. 5 der Triebwerksanlage nach Fig. 1,

Bei einer bekannten Triebwerksanlage dieser Bau- Fig.,3 eine abgewandelte Ausführungsform der

art, bei der die Freilaufturbine einen Propeller an- Triebwerksanlage in teilweise aufgebrochener Seiten-

treibt, wird diese Freilaufturbine nur durch die durch ansieht.

den Gasgenerator erzeugten Gase angetrieben, wobei Der konventionell aufgebaute Hubschrauber 10 die Freilaufturbine als Axialturbine ausgebildet ist. io gemäß F i g. 1 weist eine Drehflügelnabe 11 und Eine solche Triebwerksanlage ist außerordentlich Drehflügel 12 auf. Am Schwanzende ist eine Heckaufwendig und besitzt" eine beträchtliche axiale schraube 13 montiert. Die Drehflügel 12 werden von Länge, die der üblichen Länge von Gasturbinen- der Triebwerksanlage 14 in Drehung versetzt, und sie triebwerken entspricht,, und auch die radialen Ab- sind hohl ausgebildet und mit Schlitzen 12 a Vermessungen sind recht beträchtlich. 15 sehen, aus denen zur Grenzschichtbeeinflussung und/ Bei der Herstellung von Gasturbinenstrahltrieb- oder zum Antrieb Luft austreten kann, die vom werken hat der Konstrukteur stets das Ziel im Auge, Triebwerk geliefert wird.

die Triebwerke einerseits so kompakt wie möglich Die in Fig. 2 dargestellte Triebwerksanlage weist und andererseits so leicht wie möglich auszubilden. einen Hauptströmungskanal 15 und einen diesen um-Dies sind wichtige Voraussetzungen, unabhängig 20 schließenden Gebläsekanal 1(5 auf. Die beiden Kanäle davon, wofür das Triebwerk im einzelnen bestimmt besitzen einen gemeinsamen Lufteinlaß 17, und sie ist. Wenn das Triebwerk beispielsweise in einem sind durch einen Mantel 18 getrennt, der am festen Hubschrauber oder einem anderen Drehflügelfmg- Aufbau über Streben 24 abgestützt ist. zeug benutzt wird, um die Drehflügel über einen Im Hauptströmungskanal 15 ist ein Gasgenerator mechanischen Antrieb anzutreiben oder um eine 25 angeordnet, der in Strömungsrichtung hintereinander Grenzschichtsteuerung für den Rotor zu liefern oder einen Niederdruckverdichter 19, einen Hochdruckum die Strahlen zum Drehen der Drehflügel zu verdichter 20, eine Brennkammer 21, eine Hochliefern oder auch dann, wenn lediglich Verbren- druckturbine 22 und eine Niederdruckturbine 23 auf nungsluft den auf dem Rotor angeordneten Trieb- weist. Der Niederdruckverdichter ist mit der Niederwerken zuzuführen ist, ergibt sich ein weiteres Pro- 30 druckturbine über eine Welle 25 verbunden, während blem, welches darin liegt, daß das Triebwerk eine der Hochdruckverdichter und die Hochdruckturbine möglichst kurze axiale Erstreckung besitzen muß. auf einer die Welle 25 konzentrisch umschließenden Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Hohlwelle 26 sitzen. Stromab der Turbinen 22, 23 eine Triebwerksanlage der eingangs genannten Gat- weist der Hauptströmungskanal 15 einen radial nach tung zu schaffen, die so kompakt wie möglich aus- 35 außen gerichteten Teil 27 auf, in dem zwei Stufen gebildet ist und außerdem eine kurze axiale Baulänge 28, 29 einer Freilaufturbine angeordnet sind, die von besitzt. den Abgasen des Hauptströmungskanals angetrieben

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch werden.

gelöst, daß die Freilaufturbine wenigstens zwei Stufen Die beiden Turbinenstufen 28 und 29 sind an im besitzt, von denen wenigstens eine radial durch- 40 axialen Abstand zueinander angeordneten Scheiben strömt ist, und daß ein Gebläsekanal radial außer- festgelegt und laufen im Gegensinn um. Beide Stufen halb des Hauptströmungskanals koaxial zu diesem sind radial durchströmt. Die Turbinenstufe 28 treibt verläuft, in dem das Gebläse angeordnet ist, welches ein Gebläse 31 innerhalb des Gebläsekanals 16 an, wenigstens eine Zentrifugalstufe besitzt, die antriebs- wobei die Welle der Turbinenstufe 28 mit der das mäßig mit der Radialstufe der Freilaufturbine ver- 45 Gebläse 31 tragenden Welle aus einem Stück gebaut bunden ist, wobei wenigstens eine weitere Stufe der oder starr hiermit verbunden ist. Freilaufturbine antriebsmäßig mit einer außerhalb Das Gebläse 31 weist eine axiale Stufe 33 und eine der Triebwerksanlage angeordneten Abtriebswelle Zentrifugalstufe 34 auf, zwischen denen eine Ständerverbunden ist. : stufe 35 liegt. Der Gebläsekanal 16 weist einen radial Es ist ersichtlich, daß die Axiallänge des Trieb- 50 nach außen weisenden Abschnitt 36 auf, dem ein werks wesentlich dadurch vermindert wird, daß Abschnitt 37 folgt, der im Winkel von 90° zu dem radial durchströmte Stufen der Freilaufturbine vor- Abschnitt 36 und somit parallel zur Triebwerksachse gesehen sind und daß außerdem wenigstens eine verläuft.

Zentrifugalgebläsestufe vorhanden ist. Gegenüber der Der Abschnitt 37 des Gebläsekanals 16 steht mit

bekannten Triebwerksanlage wird der kompakte Auf- 55 einem ringförmigen Verteiler 38 in Verbindung, der

bau dadurch verbessert, daß der Gebläsekanal den seinerseits mit zwei oder mehreren Leitungen 39 ver-

Hauptströmungskanal koaxial umschließend ange- bunden ist, die entlang der Triebwerksanlage 14 nach

ordnet ist. der Drehflügelnabe 11 verlaufen. Die Abgase aus

Dabei kann das Gebläse eine axiale Stufe strom- dem Hauptströmungskanal 15 treten in die Atmo-

oberseitig der Zentrifugalstufe aufweisen oder es 60 sphäre aus.

umfaßt zwei Zentrifugalstufen, wobei der Gebläse- Die weitere Turbinenstufe 29 der Freilaufturbine kanal einen Abschnitt umfaßt, der radial zwischen wird von einer Welle getragen, die mit der Drehder ersten und zweiten Zentrifugalstufe verläuft und flügelwelle über ein Untersetzungsgetriebe 42, 44 verüber den die die erste Zentrifugalstufe verlassende bunden ist. Das Getriebe 42 ist über Streben 43 am Luft nach Umlenkung der zweiten Zentrifugalstufe 65 festen Aufbau abgestützt.

nach nochmaliger Umlenkung zugeführt wird. Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbei-

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Er- spiel weist die Triebwerksanlage 50 einen Haupt-

findung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Strömungskanal 51 und einen Gebläsekanal 52 auf,

die einen gemeinsamen Lufteinlaß 53 aufweisen. In der Hauptströmungsleitung 51 befindet sich der Gasgenerator, der in Strömungsrichtung hintereinander einen zweistufigen Niederdruckverdichter 54, einen Hochdruckverdichter 55, eine Brennkammer 56, eine einstufige Hochdruckturbine 57 und eine einstufige Niederdruckturbine 58 aufweist. Der Niederdruckverdichter 54 und die Niederdruckturbine 58 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 61 und Hochdruckverdichter 55 und Hochdruckturbine 57 auf einer diese umgebenden Hohlwelle 62.

Stromunterseitig der Turbinen 57, 58 weist der Hauptströmungskanal 15 einen radial nach außen weisenden Teil 64 auf, in dem eine dreistufige radial durchströmte Freilauf turbine 65 angeordnet ist, die Läuferschaufeln 66 besitzt, die durch die Abgase angetrieben werden, und außerdem Statorschaufeln 67, die am festen Aufbau fixiert sind. Die Läuferschaufeln 66 der Freilaufturbine 65 werden von einer Welle 70 getragen, die eine erste und zweite Zentrifugalstufe 71 bzw. 72 eines Gebläses im Gebläsekanal 52 antreibt. Die Zentrifugalstufen 71, 72 leiten die durch den Gebläsekanal 52 strömende Luft durch radial nach außen gerichtete Abschnitte 74, 75 des Gebläsekanals 52, und der Gebläsekanal umfaßt einen Abschnitt 76, der radial zwischen der ersten und der zweiten Zentrifugalstufe verläuft.

Der Abschnitt 75 des Gebläsekanals leitet die Gebläseluft zu einem Ringverteiler 80, von wo sie über nicht gezeigte Leitungen in das Innere der Drehflügel gelangt.

In gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 kann eine Stufe der Freilaufturbine 64 mit einer außerhalb der Triebwerksanlage angeordneten Abtriebswelle verbunden sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ■1. Gasturbinen-Triebwerksanlage mit einem Hauptströmungskanal, in dem ein Gasturbinengasgenerator angeordnet ist, und mit einer durch die Abgase des letzteren angetriebenen Freilaufturbine, die ein Gebläse antreibt, dadurch kennzeichnet, daß die Freilaufturbine wenigstens zwei Stufen besitzt, von denen wenigstens eine (28) radial durchströmt ist, und daß ein Gebläsekanal (16) radial außerhalb des Hauptströmungskanals (15) koaxial zu diesem verläuft, in dem das Gebläse (31) angeordnet ist, welches wenigstens eine Zentrifugalstufe (34) besitzt, die antriebsmäßig mit der Radialstufe (28) der Freilauf turbine verbunden ist, wobei wenigstens eine weitere Stuf e (29) der Freilaufturbine antriebsmäßig mit einer außerhalb der Triebwerksanlage angeordneten Abtriebswelle (40) verbunden ist.
2. 2. Triebwerksanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (31) eine axiale Stufe (33) stromoberseitig der Zentrifugalstufe (34) aufweist.
3. 3. Triebwerksanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse zwei Zentrifugalstufen (71, 72) besitzt und daß der Gebläsekanal einen Abschnitt (76) umfaßt, der radial zwischen der ersten und zweiten Zentrifugalstufe verläuft.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen