DE2055365A1

DE2055365A1 - Zweistrom-Strahltriebwerk mit Frontgebläse

Info

Publication number: DE2055365A1
Application number: DE19702055365
Authority: DE
Inventors: Oswald Dr.-Ing. 7012 Schmiden Conrad
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1970-11-11
Filing date: 1970-11-11
Publication date: 1972-05-18

Description

"Zweistrom-Strahltriebwerk mit Frontgebläse" Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweistrom-Strahltriebwerk mit Frontgeblase. Da bei dem Gebläseläufer eines derartigen Triebwerkes die Umfangsgeschwindigkeit der Blattspitzen durch die Machzahl begrenzt ist, ergeben sich tor die Schaufelabschnitte in der Nähe der Nabe nur geringe Umfangsgeschwindigkeiten. Deshalb werden bei dem inneren im Primärstrom des Strahltriebwerkes liegenden Schaufelbereich nur die herkömmlichen Stufendruckverhältnisse verwirklicht. Wegen des notwendigen radialen Strömungs gleichgewichtes kann das Stufendruckverhältnis bei dem äußeren, im Sekundärstrom liegenden Schallfelbereich nicht wesentlich größer sein. Dieses kleine Stufendruckverhältnis fahrt zusammen mit den Stufenverlusten, die durch die Verdichtungsstöße und Ablösungserscheinungen bei hohen Machzahlverhältnissen ausgelöst werden, zu niederen Stufenwirkungsgraden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Axialverdichter zu schaffen, bei dem sich bessere Wirkungsgrade erzielen lassen. Dies geschieht nach der Erfindung dadurch,..daß der Gebläselilufer Doppelblattschaufeln aufweist, die jeweils aus einer inneren Verdichterschaufel tor den Primärluftitrom und aus einer äusseren Verdichterschaufel tor den Sekundärluftstrom bestehip; uwiseben denen ein an sich bekannter Teilring angeordnet ist. Diese Trennung des Primärstromes der Luft vom Sekundärstrom durch einen Teilring ermöglicht im Bereich der äußeren Verdichterschaufeln des Gebläieläufers ein der hohen Relativmachzahl entsprechendes hohes Druckverhältnis, während im Bereich der inneren Verdichterschaufeln das Stufendruckverhältnis entsprechend der niedrigen Umfangsgeschwindigkeit so klein gehalten werden kann, daß keine Ablbsungserscheinungen auftreten.
Auf diese Weise läßt sich der Axialverdichter im Bereich des Sekundärstromes einstufig, im Bereich des Primärstromes jedoch mehrstufig bauen. Neben der Verbesserung des Wirkungsgrades hat diese Ausffhrung noch den Vorteil, daß die auf den Gebläseläufer folgenden Stufen nur den Primärstrom beliefern und damit entsprechend kleiner und leichter gebaut werden können.
Teilringe sind bereits bei Zweistrom-Strahltriebwerken mit Heckgeblase bekannt, bei dem Verdichterschaufeln und Turbinenschaufeln in einem Läufer vereinigt sind. Ein Teilring ist dabei notwendig, da die die Turbinenschaufeln antreibenden Heiß gase von der die Verdichterschaufeln durchströmenden Luft getrennt werden müssen. Dagegen ist esL die Aufgabe des erfindungsgemäßen Teilringes, die den Verdichter durchströmende Luft in zwei Luftströme aufzuteilen, in denen sich verschiedene Druckverhältnisse verwirklichen lassen.
Es sind bei Gebläseläufern auch Dämpfungsstege bekannt, die die Aufgabe haben, Schaufelachwingungen zu verhindern. Sie sind beispielsweise in halber Schaufelhöhe angeordnet und bilden zusammen einen Ring. Eine Teilung der Luft in zwei getrennte Ströme ist dabei nicht beabsichtigt und auch nicht möglich, da sich die Stege in axialer Richtung des Gebllsellnfers jeweils nur huber einen kleinen Teil der Schaufeltiefe erstrecken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung angegeben.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Lãngsschnitt durch einen Teil des Axialverdichters eines Zweistrom-Strahltriebwerkes mit Frontgebläse.
Der Ringkanal 11 des Verdichters wird durch Gehäusewände 12 und 13 begrenzt. Eine ringförmige Trennwand 14 im Ringkanal 11 trennt den inneren Primärstrom der Luft vom äußeren Sekundärstrom, die durch Pfeile 15 bzw. 16 angedeutet sind. 17 ist ein Gebläseläufer mit einer Nabe 18. 19 ist ein Laufrad des Niederdruckverdichters mit einer im Primärstrom liegenden Laufschaufel 20. 21 und 22 sind Leitschaufeln, die im Primarstrom liegen, und 23 ist eine Leitschaufel,die im Sekundärstrom liegt.
Der Gebläseläufer 17 weist Doppelblattschaufeln auf, die sich jeweils aus einer inneren Verdichterschaufel 24, die im Primärstrom der angesaugten Luft liegt, und aus einer äußeren Verdichterschaufel 25, die im Sekundärstrom liegt, zusammensetzt. Ein Teilring 26 zwischen der inneren Verdichterschaufel 24 und der äußeren Verdichterschaufel 25 verhindert ein überströmen von Luft und damit ein Vermischen von Primär- und Sekundärbtrom. Die Außenseite 27 des Teilringes 26 hat eine stärkere Wölbung als deren Innenseite 28 und trägt damit zusammen mit der Gehäusewand 13 zu einer wesentlichen Querschnittsverjfingung des Sekundärstromes bei. Der Teilring 26 kann beispielsweise durch beiderseitige Ansätze an jeder Schaufel gebildet werden, die nach dem Einbau der Schaufeln einen geschlossenen Ring ergeben.
In Verlflngerung des Profiles des Teilringes 26 schließt sich die Trennwand 14 an. Ringstege 29 an der Stirnseite der Trennwand 14 greffen mit geringem Spiel in entsprechende Ringnuten 30 an der gagenüberliegenden Stirnseite des Teilringes 26 und bilden zusammen eine Labyrinthdichtung 31. Dadurch wird ein Überströmen von hochverdichteter Luft des Sekundärstromes in die weniger stark verdichtete Luft des Primgrstrom es verhindert, wodurch die beiden Luftströme auch über den Bereich des Gebläseläufers 17 hinaus völlig sondinder getrennt sind.
Dies ermöglicht eine günstige Anpassung des Druckverhältnisses an die Umfangsgeschwindigkeiten der inneren bzw. der äußeren Verdichterschaufeln 24 bzw. 25 des Gebläseläufers 17, wodurch sich dessen Wirkungsgrad wesentlich verbessern läßt.
In der Trennwand 14 ist eine Überströmöffnung 32 angeordnet, durch die fiberschüssige Luft aus dem Primärstrom in den Sekundärstrom strömen kann, wie durch einen Pfeil 33 angedeutet ist. Dadurch läßt sich ein Luftmangel im Sekundärstrom, der bei gewissen Flugzustän den auftreten kann, vermeiden. Die Überströmöffnung 32 ist an einer Stelle der Trennwand 14 angeordnet, an der sich die statischen Drucke des Primär- und des Sekundärstromes nur wenig voneinander unterscheiden. Es kann aber auch vorteilhaft sein, für die Überströn>öffnung eine Stelle zu wählen, an der ein größerer Unterschied der statischen Drücke herrscht. Es ist auch möglich, die Menge der durch die Überströmöffnung strömenden Luft durch einen, z. B. durch Klappen, veränderbaren Überström querschnitt zu regeln.

Claims

Ansprüche

N 1. Zwei strom -Strahltriebwerk mit F rontgebläse, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläseläufer (17) Doppelblattschaufeln aufweist, die jeweils aus einer inneren Verdichterschaufel (24) für den Primãrluftstrom und aus einer äußeren Verdichterschaufel (25) für den Sekundärluftstrsm besteht», zwischen denen ein an sich bekaattr lMilring (26) angeordnet ist.
2. Zweistrom-Strahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (27) des Teilringes (26) eine stärkere Wölbung aufweist als dessen Innenseite (28).
3. Zweistrom-Strahltriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Verlängerung des Profiles des Teilringes (26) die ringförmige Trennwand (14), die den Primãrstrom vom Sekundärstrom trennt, anschließt und daß zwischen dem Teilring (26) und der Trennwand (14) eine Labyrinthdichtung (31) angeordnet ist.
4. Zweistrom-Strahltriebwerk nach einem oder nsehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennwand (14) eine Übe rström öffnung (32) angeordnet ist.

L e e r s e i t e