DE2051771B2 - Kompressorgehäuse für ein Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kompressorgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wünschenswerterweise soll ein Gasturbinentriebwerk eines Luftfahrzeuges ein η Kompressor aufweisen, der die Ableitung von Hochdruckluft zwischen zwei der letzten Stufen des Kompress rs erlaubt, um so für Druckluft für den Betrieb von Flugwerkzubehör, Triebwerkzubehör oder Triebwerks- oder Luftfahrzeug-Enteisungssysteme zu sorgen. Diese zwischenstufige Ableitung sollte in der Weise herbeigeführt werden, daß für eine minimale störende Beeinträchtigung des normalen Luftstromes in dem Kompressor gesorgt wird. Dabei sollte die für diesen Zweck vorgesehene Konstruktion minimale Behinderungen durch Tritbwerksfrontflächen und minimale Komplexität im Aufbau aufweisen.

Viele Kompressorkonstruktionen von Gasturbinentriebwerken, wie sie z. B. in der DE-OS 14 28 216 oder der FR-PS 1012 339 beschrieben sind, enthalten wenigstens zwei im allgemeinen zylindrische Segmente, die durch verschraubte Flansche miteinander verbunden sind. Um für einen zwischenstufigen Ableitluftraum zu sorgen, der das Kompressorgehäuse umgibt, um auf diese Weise einen peripherisch gleichförmigen Luftstrom zwischen den Kompressorstufen zu erlauben, müssen in der Ausgestaltung des Ableitluftraumes Mittel vorgesehen sein, um die Verbindungsstellen des Kompressorgehäuses zu überbrücken. Bisher war hierfür eine spezielle Außenleitung vorgesehen, um den Trennflansch des Kompressorgehäuses dort zu überbrücken, wo er einen üblichen Ableitverteiler unterbricht. Eine derartige Konstruktion ist jedoch nachteilig, da die äußere Überbrückung den Triebwerkaufbau ungünstig und schwierig gestaltet und das Frontprofil ungleichförmig und vergrößert wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Luftabzweigung am Kompressor derart auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln Rückwirkungen von Laständerungen am Ausgang der Luftabzweigung auf die Strömungsverhältnisse im Kompressor weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Unteranspruch gekennzeichnet

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß für eine günstige Strömungsverbindung an der Flanschverbindung gesovgt wird,

ίο ohne daß Schwierigkeiten bei der Montage oder Demontage auftreten und ohne daß die Querschnittsfläche des Triebwerks vergrößert werden muß. Außerdem wird eine gleichförmige Strömung erzeugt und etwaige Strömungsstörungen werden gedämpft

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 ist ein Teilschnittbild des hinteren Endes eines Kompressorabschnittes von einem Gasturbinentriebwerk.

F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig.l.

F i g. 3 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1. F i g. 4 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1.

In F i g. 1 ist ein Kompressor 10 mit einem Rotor 12 und einem Gehäuse 14 gezeigt Dieses enthält Statorstufen 16, die zahlreiche einzelne Statorblätter 18 tragen. Ein Verteiler-Diffusorabschnitt 20 ist durch zwei miteinander verschraubte zusammenpassende Flansche 22, 24 an dem Kompressor 10 befestigt In dem Verteiler-Diffusorabschnitt 20 wird ein Diffusorkanal 26 durch eine Gehäuseinnenwand 28, eine Diffusorwand 30 und ein Halteteil 31 gebildet, das zahlreiche Auslaßfüh rungsflügel 32 in dem Kanal 26 trägt Ferner enthält der Abschnitt 20 einen Ringraum 34, der durch eine Außenwand 36 des Verteiler-Diffusorabschnittes 20, eine Stirnwand 38 und die Gehäuseinnenwand 28 gebildet wird.

Das Kompressorgehäuse 14 umfaßt ein Primärgehäuse 40, das einen Vorderabschnitt 42 direkt um den Rotor 16 herum aufweist, eine konzentrische Gehäusewand 44 mit einem Durchmesser, der größer ist als derjenige des Vorderabschnittes 42, und eine Ausgangsöffnung 46, von der aus die Kompressorluft zur Verhinderung der Vereisung des Triebwerkeingangs und/oder des Triebwerkes oder für andere Triebwerkzwecke abgeleitet werden kann. Eine andere mögliche Anordnung für eint Luftableitöffnung 'si die in gestrichelten Linien gezeigte

so öffnung 48, die zur Ableitung von Luft aus dem Ringraum 34 geeignet ist.

Eine innere Gehäusewand 50 ist an der Gehäuseinnenwand 28 an dem Verteiler-Diffusorabschnitt 20 befestigt und ragt in die Gehäusewand 44 des Primärgehäuses 40 hinein, wobei das Vorderende der Gehäusewand 50 im Abstand zu dem Vorderabschnitt 42 angeordnet ist. Die innere Gehäusewand 50 umfaßt zwei aus F i g. 2 ersichtliche halbkreisförmige Wände 52, die an der Trennlinie des Innengehäuses durch passende Flansche 54 verbunden sind, Statorhalteteile 56, welche die Statorstufen 16 tragen, und eine radial verlaufende Vorderlippe 58, die im Abstand zu einer Innenfläche 59 auf dem Vorderabschnitt 42 des Primärgehäuses 40 angeordnet ist. Zusätzlich ist ein zahlreiche Durchlässe 62 (s. F i g. 2) enthaltender Umfangsring 60 vorgesehen, um den Raum zwischen der Gehäusewand 50 und der hinteren Gehäusewand 44 in zwei Kammern zu unterteilen, nämlich in eine Vorderkammer 64, die durch

die Lippe 58 und den Umfangsring 60 gebildet ist, und eine Hinterkammer 66.

Wie aus den F i g. 1 und 3 hervorgeht, bilden die Lippe 58 und die Innenfläche 59 zusammen eine nicht unterbrochene kreisförmige öffnung zur Ableitung bzw. Abzapfung der Zwischenstufenluft aus dem Innenraum des Kompressors 10. Diese Ableitluft wird dann in den Raum geleitet, der als Vorderkammer 64 bezeichnet ist Von der Kammer 64 gelangt die Ableitluft dann durch die Durchlässe 62 in die ι ο Luftkammer 54 und von dort aus der Auslaßöffnung 46 zu einem Triebwerks- oder Flugzeugverbraucher. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, bilden die Durchlässe 62 zahlreiche Löcher oder Blenden, die für eine Verbindung zwischen der Hinterkammer 66 und der Vorderkammer 64 sorgen und in Verbindung mit der Hinterkammer 66 zur Dämpfung von Strömungsstorungen dienen, die durch Änderungen der an die Auslaßöffnung 46 angeschlossenen Belastungen hervorgerufen werden. Ferner machen sie die Wirkung der Belastungsstörungen auf der Auslaßseite der durch die Lippe 58~und die Oberfläche 59 gebildeten 'creisfö/migen öffnung möglichst klein und halten somit die Auswirkung der Belastungsstörungen auf die Leistungsfähigkeit des Kompressors 10 auf einem Minimum. Die Anordnung der beschriebenen vollen Kreisöffnung setzt weiterhin die Störungen gegenüber dem Strömungsverlauf in dem Kompressor auf ein Minimum herab, da die Luft auf dem gesamten Umfang des Kompressors abgeleitet wird, anstatt daß sie von einzelnen diskreten Stellen, welche um den Kompressorumfang herum angeordnet sind, abgezweigt wird.

Es wird nun anhand von Fig.4 der Zweck des Ringraumes 34 erläutert. Gewöhnlich ist es erwünscht, daß eine einzige Auslaßöffnung, wie z. B. die öffnung 46, vorgesehen ist, um die Luft aus dem Kompressorgehäuse zu entnehmen. Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, würden die Flansche 54 auf der inneren Gehäusewand 50, falls Mittel zur Überbrückung dieser Flansche fehlen würden, eine freie Zirkulation in Umfangsrichtung der Innenwand 50 zu der Hinterkammer 66 und zur Auslaßöffnung 46 effektiv versperren. Eine übliche bekannte Vorrichtung zur Überbrückung einec derartigen Flansches enthält einen Rohrabschnitt, der an den oberen und unteren Hälften eines entsprechenden Gehäuses befestigt ist und an den Gehäusehälften nach deren Zusammenbau angeschlossen ist. Ein derartiges Hilfsmittel kann zu Schwierigkeiten bei der Montage und Demontage führen und kann ferner zu der Frontfläche des Triebwerkes hinzugefügt sein. Die hier beschriebene Konstruktion vermeidet diese Schwierigkeiten, indem in dem Ringraum CA ein alternatives Überbrückungsmittel vorgesehen ist Wie in F i g. 4 gezeigt ist, strömt die Luft von einer Hälfte der rückwärtigen Kammer 66 in den Ringraum 34 urd von dort in die andere Hälfte der Kammer 66 zu der Auslai^ffnung 46. Somit wird das durch die Flansche 54 notwendigerweise hervorgerufene Hindernis bzw. die Absperrung überbrückt. Falls die alternative Auslaßöffnung 48 verwendet wird, strömt die Luft von jeder Hälfte der rückwärtigen Kammer 66 in den Ringraum 34 und von dort durch die Auslaßöffnung 48.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Kompressorgehäuse für ein Gasturbinentriebwerk mit einer Luftabzweigung auf dem Umfang des Gehäuses zwischen einem vorderen Gehäuseabschnitt und einem hinteren Gehäuseabschnitt, an dem zwischen einer radial inneren Gehäusewand und einer radial äußeren Gehäusewand ein Abzweigluftverteiler gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Strömungseinlaß des Verteilers ein sich radial zwischen der inneren Gehäusewand (50) und der äußeren Gehäusewand (44) erstreckender Umfangsring (60) angeordnet ist, in dem zahlreiche axiale Durchlässe (62) vorgesehen sind und der den Verteiler in zwei Kammern (64,66) unterteilt

2. Kompressorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (34) radial innen von einer Innenwand (28), die mit der inneren Gehäusewand (50) verbunden ist, radial außen von einer AaSsnwand (36), die über Schraubflansche (22, 24) mit der äußeren Gehäusewand (44) verbunden ist, und am axial hinteren Ende durch eine Stirnwand (38) begrenzt ist, die die Innenwand (28) und die Außenwand (36) verbindet