DE1926432C3

DE1926432C3 - Gasturbinentriebwerk mit einem in einem Ringkanal umlaufenden Gebläse

Info

Publication number: DE1926432C3
Application number: DE1926432A
Authority: DE
Inventors: James Oswald Derby Derbyshire Mortlock (Grossbritannien)
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1968-05-28
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1974-07-25
Also published as: GB1161186A; DE1926432A1; US3566606A; FR2014140A1; DE1926432B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk mit einem in einem Ringkanal umlaufenden Gebläse, dessen Gehäuse wenigstens einen Abschnitt aufweist, dei von zwei im Abstand zueinander liegenden Enden gebildet ist. Der doppelwandige Aufbau wird bei derartigen Gebläsegehäusen zur Erhöhung der Stabilität benutzt, weil bei den sehr großen Durchmessern dieser Gebläse ein einfacher Mantel die auftretenden Beanspruchungen im allgemeinen nicht aufnehmen kann. So ist bei einem bekannten Triebwerk dieser Bauart in der axialen Höhe des Gebläses auf den äußeren Gebläsemantei ein zweiter Ringmantel aufgezogen und über abgebogene Flansche verschweißt. Hierdurch ergibt sich ein freier Ringraum zwischen den beiden Wandabschnitten und das so von diesen miteinander verschweißten Wandabschnitten gebildete Kastenprofil muß die im Betrieb auftretenden Verwindungsbeanspruchungen aufnehmen, was eine relativ hohe Wandstärke voraussetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen widerstandsfähigen doppelwandigen Gehäuseaufbau von leichtem Gewicht zv schaffen, der zugleich ohne konstruktiven Mehraufwand eine Heißluftführung für die Enteisung aufnimmt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Gasturbinentriebwerk der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß eine Wand des Abschnitts aus mehreren Segmentbauteilen besteht, von denen jeder wenigstens einen mit diesem einstückigen Flansch aufweist, der bis zu der anderen Wand vorsteht und an dieser festgelegt ist, und daß in jedem Segmentbauteil eine Stufe vorgesehen ist, die einen Endteil des nächstfolgenden Segmentbautcils aufnimmt, und daß der Abschnitt slromoberscilig der Schaufelspitzen des Gebläses liegt und der Raum zwischen den Wänden zur Aufnahme heißer Luft zur Enteisung des Gebläses dient.

Es ist zwar eine Enteisungsvorrichtung für ein Kompressorgehäuse bekannt, bei welcher vom Kompicssor abgezapfte Luft in einen Ringraum strömt, um eine Gehäuscenteisung zu bewirken. Hierbei handelt es sich jedoch um das Kompressorgehäuse mit

ίο relativ geringem Durchmesser bzw. um den Nasenkonus, bei welchem Schwierigkeiten hinsichtlich der Festigkeit insbesondere der Verwindungsfestigkeit nicht auftreten.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird es möglich, ohne Einbau zusätzlicher Teile und damit ohne Gewichtserhöhung eine Enteisung nicht nur des Gebläsegehäuses, sondern auch der Gebläseschaufeln herbeizuführen, und zwar insbesondere eine Enteisung der Gebläseschaufelspitzen, die in besonderem

Maße einer Vereisung ausgeseizt sind und im Falle einer Vereisung den Wirkungsgrad des Gebläses beträchtlich vermindern. Die erfindungsgemäße Konstruktion ist außerdem leicht zu warten und einfach und billig herzustellen, wobei diese Anordnung leicht

den Betriebsdrücken standhalten kann, denen sie im Betrieb ausgesetzt ist.

Was die, Gewichtsfrage anbelangt, so ist festzustellen, daß das Gebläsegehäuse eines Gebläsegasturbinentriebwerks einen Durchmesser bis zu 5,20 m annehmen kann und daß bei einem Gehäuse dieser Größe eine herkömmliche Enteisungscinrichtung, wie sie beispielsweise für den Nasenkonus eines Kompressors benutzt wird, völlig ungeeignet ist, weil dann das Gesamtgewicht des Triebwersk in unzulässiger Weise erhöht würde.

Der erfindungsgemäße Verbundaufbau ergibt bei leichtestem Gewicht eine gegenüber dem bekannten Hohlkastenprofil wesentlich erhöhte Widerstandsfähigkeit.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an jedem Flansch ein Fuß vorgesehen, mit dem dieser Flansch an der anderen Wand festgelegt ist. Dieser Flansch kann Z-förmig ausgebildet sein oder er kann auch U-förmige Gestalt haben und einen Fuß aufweisen, der an dem nächstfolgenden Segmentbauteil festgelegt ist.

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

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerkes mit Frontgebläse,

F i g. 2 in größerem Maßstab eine Schnittansicht eines Teils des Aufbaus nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 gemäß Fig.2,

F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Teilschnitt einer anderen Ausführungsform.

F i g. 1 zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 mit Frontgebläse; in dem Triebwerksgehäuse 11 sind in Strömungsrichtung hintereinander ein Niederdruck- und ein Hochdruckkompressor 12, eine Verbrennungseinrichtung 13, Hoch- und Niederdruckturbinen 14 und ein Abgaskanal 15 vorgesehen, durch den die Turbinenabgase in die Atmosphäre ausgesto-Ben werden.

Konzentrisch um das Triebwerksgehäuse 11 herum ist am stromoberseitigen Ende des letzteren ein äußeres Gehäuse 16 gelegt, welches eine doppelwandige

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Ausbildung besitzt und die äußere Begrenzung des ßung od. dgl. am unmittelbar benachbarten Ab-

Gebläsekanals des Frontgebläses 17 bildet. Das strom- schnitt 25 festgelegt ist. So bildet der Flansch einen

unterseitige Ende des Gehäuses 16 wird vom weiteren sich axial erstreckenden Kanal zwischen der

Triebwerksgehäuse 11 über eine Anzahl im Winkel- Innenwand 20 und jedem Abschnitt 25.

abstand zueinander angeordneter, nicht dargestellter 5 Der Abschnitt 22 der Innenwand liegt stromober-

Strcbcn getragen. seitig der Schaufelspitzen des Gebläses 17. Die

Das Gehäuse 16 besitzt eine innere Metallwand 20 Wände 20 und 21 werden durch zwei radial im Ab- und eine äußere Metallwand 21. Die beiden Wände stand zueinander liegende Ringkörper 33, 34 im Abkönnen, wie dargestellt, einstückig miteinander ver- stand voneinander gehalten. Diese Ringkörper sind bunden sein oder sie können durch Nahtverschwei- i° an der Außenwand 21 und dem Abschnitt 22 mittel;, ßung am Vorderrand des Gehäuses 16 verbunden L-förmiger Träger 35 angeschweißt. Beide Ringkörsein. Die Innenwand 20 besitzt einen Abschnitt 22, per 33, 34 besitzen Öffnungen 36, 37, die durch sie der doppelwandig ausgebildet ist und axial verlau- hindurchgehen. Zwischen dem L-förmigen Träger 35 fende Kanäle besitzt. und dem stromunterseitigen Ende des Abschnitts 22

Der Abschn>tt22 ist in Fig. 3 dargestellt, und es 15 ist ein kegelstumpfförmiger Bauteil 40 eingefügt, der

ist ersichtlich, daß eine Wand 24 vorhanden ist, die an einem Fortsatz 20 a der Innenwand 20 ange-

aus mehreren einander überlappenden Bauteilen schweißt ist.

oder Abschnitten 25 besteht. Jeder Abschnitt 25 be- Im Betrieb wird durch nicht dargestellte Mittel

sitzt an seinem einen Ende 26 eine Stufe 27 und heiße Luft nach dem stromunterseitigen Ende des

einen radial nach innen einstehenden rlansch 28, der 20 Gehäuses 16 geleitet. Die heiße Luft strömt über die

mit einem Fuß 31 ausgestattet ist. Das andere Ende öffnungen 36, 37 in den Ringkörper 33, 34 und trifft

32 eines jeden Abschnitts 25 ruht auf der Stufe 27 auf den Vorderrand der Gebläseummantelung auf.

des benachbarten Abschnitts, und die beiden Ab- Dann tritt die heiße Luft durch die Kanäle 23 und

schnitte können durch Verschweißung od. dgl. mit- über einen Hohlraum 41 zwischen dem Abschnitt 22

einander verbunden sein. Ebenso ist der Fuß 31 an as und dem kegelstumpfförmigen Bauteil 40 zurück in

der Innenwand 20 angeschweißt, so daß sich ein den Gebläsekanal. Diese Heißluftströmung bewirkt

widerstandsfähiger doppelwandiger Aufbau ergibt, eine Enteisung des Gehäuses 16.

der axial verlaufende Kanäle 23 besitzt. Gemäß F i g. 1 besitzt das Gehäuse 16 eine zyhn-

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, die der drische Gestalt. Das Gehäuse könnte jedoch auch kein Fig.3 dargestellten Ausführungsform ähnelt. Sie 30 gelstumpfförmig sein, und zur Anpassung an die Verwird daher nicht im einzelnen beschrieben und größerung des Durchmessers am stromunterseitigen gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen verse- Ende des Gehäuses kann die Überlappung zwischen hen. Der Flansch 28 ist U-förmig gestaltet und bei 43 den Enden 32 der Abschnittt 25 und den Nuten 27 an der Innenwand 20 angeschweißt. Der Flansch 28 mit sich vergrößerndem Durchmesser des Gehäuses ist mit einem Fuß 44 versehen, der durch Verschwei- 35 16 verkleinert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

i 928 432 Patentansprüche:

1. Gasturbinentriebwerk mit einem in einem Ringkanal umlaufenden Gebläse, dessen Gehäuse wenigstens einen Abschnitt aufweist, der von zwei im Abstand zueinander liegenden Wänden gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand des Abschnitts (22) aus mehreren Segmentbauteilen (25) besteht, von denen jeder wenigstens einen mit diesem einstückigen Flansch (28) aufweist, der bis zu der anderen Wand (20) vorsteht und an dieser festgelegt ist, und daß in jedem Segmentbauteil (25) eine Stufe (27) vorgesehen ist, die einen Endteil des nächstfolgenden Segmentbauteils (25) aufnimmt, und daß der Abschnitt (22) stromoberseitig der Schaufeispitzen des Gebläses (17) liegt und der Raum (23) zwischen den Wänden (20, 25) zur Aufnahme heißer Luft zur Enteisung des Gebläses dient.

2. Gasturbinentriebwerk mit Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Flansch (28) ein Fuß (31) vorgesehen ist, mit dem dieser Flansch an der anderen Wand (20) festgelegt ist.

3. Gasturbinentriebwerk mit Gebläse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (28) U-förmig ausgebildet ist und einen Fuß (44) aufweist, der an dem nächstfolgenden Segmentbauteil festgelegt ist.