DE1946085A1

DE1946085A1 - Stroemungsmaschine,insbesondere Gasturbinenstrahltriebwerk

Info

Publication number: DE1946085A1
Application number: DE19691946085
Authority: DE
Inventors: Mottram Anthony William Thomas; Stanbury Eric William
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1968-09-13
Filing date: 1969-09-11
Publication date: 1970-03-26
Also published as: GB1245415A; CH501828A; FR2018042A1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH
DR. TINO HAIBACH

8 München 2,11· September 1969

UNSER ZEICHEN: 12245 -

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England Strömungsmaschine insbesondere Gasturbinenstrahltriebwerk

Die Erfindung betrifft eine rotierende Strömungsmaschine, z.B. einen Kompressor, eine Turbine od.dgl. und sie befaßt sich insbesondere mit den Mitteln zum Aufnehmen der Rotorschaufeln und/oder der Rotorscheiben eines Gasturbinenstrahltriebwerks im Falle eines Bruchs oder falls sich eine Schaufel im Betrieb vom übrigen Triebwerk löst.

Gemäß der Erfindung ist eine rotierende Strömungsmaschine mit einem Aufnehmer versehen, der aus wenigstens einem schraubenlinienförmig gewickelten Metallstreifen besteht, der den drehbaren Teil der Strömungsmaschine umgibt und im wesentlichen koaxial hierzu angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Metallstreifen vorgesehen, die so gewickelt sind, daß eine mehrgängige Schraube entsteht.

Das radial innere Ende des oder eines Jeden Metallstreifens kann am festen Aufbau der Strömungsmaschine, z.B. an einem festen Gehäuse, das koaxial zu dem drehbaren Teil liegt, befestigt sein, während das radial äußere Ende des Metallstreifens am festen Aufbau, z.B. am Lageraufbau der Strömungsmaschine,festgelegt sein kann.

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Der oder jeder Metallstreifen ist vorzugsweise in Gegenrichtung zur Drehung des drehbaren Teils schraubenförmig aufgewickelt.

Wenn die Strömungsmaschine ein Gasturbinenstrahltriebwerk ist, dann werden Aufnehmer gemäß der Erfindung vorzugsweise für die oder jede Turbine und für den oder jeden Kompressor des Triebwerkes vorgesehen. "

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks,

das mit einem Aufnehmer gemäß der Erfindung versehen ist, Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Aufnehmers gemäß Fig.l.

Gemäß Fig.l besitzt das Gasturbinenstrahltriebwerk 10 ein Gehäuse 11, das in Strömungsrichtung hintereinander einen Luftei η laß' 12, einen Axialströmungskompressor 14, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Axi als tr ömungs turbine 1δ und einen Abgaskanal 20 aufweist. Die aus dem Abgaskanal 20 austretenden Gase können entweder zur Erzeugung eines Schubes benutzt werden oder auch zum Antrieb einer in der Zeichnung nicht dargestellten Nutzleistungsturbine.

Derjenige Teil des Gehäuses 11, der die Turbine 18 umgibt, ist mit einem Aufnehmer 22 versehen, der die Turbine umgibt und im'wesentlichen koaxial hierzu liegt.

Der Aufnehmer 22 ist im einzelnen in Fig.2 dargestellt und besteht aus zwei gleichen Metallstreifen 24 und 26, die so gewickelt sind, daß sie eine zweigängige Schraube bilden, deren Anfangspunkte um l80° versetzt sind. Die Streifen 24,26 sind in einer Richtung entgegengesetzt zur Normaldrehrichtung der Turbine 18, die durch den Pfeil Y angedeutet ist, gewickelt. - *

Die Zahl der Windungen der Streifen 24,26 wird durch die Dicke der Streifen 24,26 bestimmt und durch die erforderliche radiale Gesamt-

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dicke des Aufnehmers 22 und diese wiederum wird durch die maximale Energie bestimmt, die gegebenenfalls aufgenommen werden muß.

Die radial inneren Enden 28,30 der Streifen 24,26 sind über nicht dargestellte geeignete Mittel, z.B. durch Verschweißung am Gehäuse Il festgelegt, während die radial äußeren Enden 32,j54 der Streifen 24,26 im wesentlichen tangential zum Gehäuse 11 verlaufen und am festen Triebwerjcslageraufbau (nicht dargestellt) befestigt sind.

Wenn in Betrieb die Turbine Ib oder ihre Schaufeln brechen oder sich vom restlichen Triebwerk 10 lösen, dann durchschlagen diese Teile das Gehäuse 11 und treffen auf dem Aufnehmer 22 auf und zwar gewöhnlich in im wesentlichen tangentialer Richtung. Die Richtung der Wicklung der Streifen 24,26 ist so, daß sie, da sie sich etwas ausdehnen können, discs dichter aufgewickelt werden. Die Energie der losgelösten Teile wird auf diese Weise progressiv absorbiert und zwar zum Teil durch Reibung, wenn benachbarte Windungen der Streifen 24,26 übereinander gleiten,und teilweise durch Vergrößerung der Länge der Streifen 24,26, Der Schichtenkörperaufbau, der durch die schraubenlinienförmige bzw. spiralige Aufwicklung der Streifen 24,26 bewirkt wird, ergibt den zusätzlichen Vorteil, daß der Fehler einer Lage infolge einer Durchdringung oder eines Schlages nicht direkt auf die nächstfolgende Lage übertragen wird. Daher wird die Möglichkeit eines Defektes in der Turbine Ib ohne Abdeckung beträchtlich vermindert.

In der Praxis wird ebenso der Kompressor 14 mit einem Aufnehmer der obigen Bauart umgeben. In gleicher Weise wird Jede Turbine und jeder Kompressor eines-Mehrwellengasturbinenstrahltriebwerks mit entsprechenden gleichen Aufnehmern versehen, falls dies erwünscht oder erforderlich Ist.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für Gasturbinentriebwerke mit geschlossenem Zyklus, die in einem Kernreaktordruckgefäß untergebracht sind, wobei der Kernreaktor zur Erwärmung des Arbeitsmit-

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tels benutzt wird, jedoch ist bei geeigneter Modifikation auch eine Anwendung bei Flugzeuggasturbinentriebwerken möglich.

Falls erforderlich, kann auch nur ein einziger Metallstreifen vorgesehen werden, oder es können stattdessen auch mehr als zwei Metallstreifen in Gestalt einer mehrgängigen Schraube aufgewickelt werden. Eines oder beide der radial innen und radial äußeren Enden des oder der Metallstreifen können unterschiedlich festgelegt sein, z.B. an der benachbarten Windung der Schraube, und zwar durch Verschweißung. ·

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Claims

Patentansprüche:

1. Strömungsmaschine mit umlaufendem Rotor, dadurch gekennzeichnet ,

. ■ daß ein Aufnehmer (22) in Gestalt wenigstens eines schraubenlinienförmig gewickelten Metallstreifens (24,26) vorgesehen ist, der einen Rotor (18) der Strömungsmaschine (lO) umgibt und im wesentlichen koaxial hierzu liegt.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufnehmer (22) aus mehreren Metallstreifen (24,26) besteht, die so gewickelt sind, daß sich eine mehrgängige Schraube ergibt.

3. Strömungsmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inneren Enden (28,30) des oder jeden Metall-Streifens (24,26) am festen. Aufbau (11) der Strömungsmaschine (10) festgelegt sind.

4. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das radial äußere Ende (32,34) des Metallstreifens oder der Metallstreifen (24,26) am festen Aufbau festgelegt ist.

5. Strömungsmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Metallstreifen (24,26) schraubenlinienförmig bzw. spiralig in Gegenrichtung zur Drehrichtung des Rotors (l8) gewickelt sind.

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6. Strömungsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmaschine (10) ein Gasturbinentriebwerk ist.

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