DE2141265A1

DE2141265A1 - Gasturbine

Info

Publication number: DE2141265A1
Application number: DE19712141265
Authority: DE
Inventors: James Norton Marblehead; Paulson Elmir Edward Topsfield; Mass. Krebs (V.StA.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1970-11-20
Filing date: 1971-08-18
Publication date: 1972-05-31
Also published as: FR2115143A1; FR2115143B1; BE771520A; CA939522A; US3703081A; GB1363261A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen in Gasturbinen und bezüglich bestimmter Aspekte insbesondere in solchen vom Gebläsetyp, die zum Antrieb eines Luftfahrzeuges verwendet werden und hinsichtlich anderer Aspekte betrifft sie Triebwerke, die den Schub für senkrecht startende und landende (nachfolgend V/STOL als Abkürzung von "vertical or short take off and land" genannt) Luftfahrzeuge erzeugen.

Ks sind viele Vorschläge für Flugzeugsysterne mit V/STOL-Fähigkeiten gemacht worden. Einer der mei s tver sprechende t en besteht in der Anwendung separater Triebwerke für vertikalen und Vorwärtsantrieb. Die Triebwerke für Vorwärtsantrieb werden in mehr oder minder konventioneller Weise montiert, während die den Vertikalschub liefernden Triebwerke wünschenswerterweise abliegend vom Rumpf des Luftfahrzeuges in Hüllen (pods) montiert worden· Es können auch andere Montageanordnungon angewandt werden.

209823/0567

2U1265

Während die Hüllenausführung viele Vorteile für das Gesamtantriebs sy st em hat, führt es zu einer Verschlechterung des Luftwiderstandes beim Vorwärtsflug. Dieser Luftwiderstand ist abhängig von der Hüllenfläche, die wiederum von den Dimensionen des Gehäuses des oder der Triebwerke, die in der Hülle untergebracht sind, abhängt. Da die Dimension des Durchmessers des Triebwerkes zu einem großen Teil von dem gewünschten Schub bestimmt ist, bekommt die axialn ' des Triebwerkes eine hervorragende Bedeutung fUt* di- ^: ringorung des LufbWiderstandes«

Zusätzlich zu der Forderung nach einer geringen Axiallänge, besteht auch das Erfordernis eines hohen Schub zu Gewicht-Verhältnisses. Der Gewichtsfaktor schließt auch die Montagehülle ein, d.h. daß eine verringerte Triebwerkslänge die Ilüllenhöhe und damit auch dessen Gewicht verringert.

i<<Mii ent sprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein speziell für einen V/STOL-Antrieb geeignetes Triebwerk zu schaffen, das für einen gegebenen Schub eine minimale Axiallänge und somit ein Minimum an installierter Höhe aufweist.

Um dies zu erreichen, ist ein Gebläsetriebwerk, das ein Gehäuse und ein inneres Gehäuse aufweist, die einen Gebläsekanal bilden, gemäß der vorliegenden Erfindung charakterisiert durch einen Kerngasgenerator innerhalb des inneren Gehäuses, der einen Kompressor umfaßt, sowie eine im allgemeinen ringförmige Verbrennungskammer und Turbinen zum Antreiben des Kompressors und dex* Gebläsebeschaufelung· Die ringförmige Verbrennungskammer ist weiter charakterisiert durch einen Turbinendüsen-Leitapparatauslaß (turbine nozzle diaphragm outlet) mit ringförmigen Einlagen, die von den Umhüllungsringen des Löitapparates um 180 bis zu einem vorwärts weisenden (forward facing) Luft/Brennstoffeinlaß gebogen sind und so eine zusammengefaltete Verbrennungszone

209823/0567

bilden. Die Turbine kann weiter dadurch gekennzeichnet werden, daß sie einen ringförmigen Strömungspfad aufweist, welcher relativ stark bis zu einem Durchmesser divergiert, der etwa den maximalen Durchmesser der ringförmigen Verbrennungskammer erreicht. Weiter kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die zumindest einen Teil der vom Kompressor ausgestoßenen Luft durch hohle Schaufeln des Turbinendüsen-Leitapparates führt, bevor sie in die Verbrennungszone eintritt. Dies schafft ein sehr wirksames Kühlungssystem für diesen Bestandteil.

Während die umfangreicheren Merkmale dieser Erfindung auf Gebläsetriebwerke anwendbar sind, die Kerngasgeneratoren enthalten, welche sowohl Axial-,Radial- als auch kombinierte Axialradialkompressoren verwenden, wird für einige Merkmale der Erfindung ein Axialkompressor verwendet. In einer Anordnung verwendet der Gasgenerator einen Kompressor mit .einem Durchmesser konstanter Neigung (constant pitch diameter compressor), der mit einem nach außen gebogenen ringförmigen Diffusor versehen ist, um die Druckluft in die ringförmige Verbrennungskammer in der Mitte seiner axialen Länge zu befördern.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist die Verwendung eines gegenläufigen Kompressors für den Kerngasgenerator. Es werden zwei Rotoren in der Maschine angewendet, deren jeder Kompressor- und Turbinenbereiche hat. Der Kompressorbereich des einen Rotors umfaßt eine Trommel mit auf dem Umfang angebrachten, sich nach außen erstreckenden Reihen von Schaufelblättern. Der Kompressorbereich des anderen Rotors umfaßt ein rotierendes Gehäuse oder Mantelteil mit auf dem Umfang angebrachten, sich nach innen erstreckenden Reihen von Schaufelblättern, die mit den Schaufelblättern des anderen Rotors zusammenarbeiten, um die Luft unter Druck zu setzen,, Die Gebläse-Schaufelblätter erstrecken sich dann von dem rotierenden Mantelteil nach außen. ^/

209823/0 B 67

2U1265

Gegenläufige Kompressoren und Maschinen, die gegenläufige Rotoren anwenden, sind an sich nicht neu. Jhre Montage und Herstellung war jedoch relativ komplex und in vielen Fällen nicht bis zur praktischen Anwendung ausgereift.

Dementsprechend besteht eine andere Aufgabe der Erfindung dai"in, eine verbesserte Montagevorrichtung für zwei Rotor-Maschinen im allgemeinen und speziell ausgebildet für die Erfordernisse von Triebwerken mit kurzer axialer Länge für die Anwendung beim V/STOL-Antrieb zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung isi. es, einen gegenläufigen Kompressor zu schaffen, der eine hohe Festigkeit aufweist und leicht zusammen- und auseinandergebaut werden kann und darüber hinaus .dieses Ziel mit einer Konstruktion zu erreichen, welche die Ziele der vorgenannten Aufgaben der Erfindung steigert.

Diese Ziele werden in einer Kernmaschine oder irgendeiner Gasturbine erreicht, die zwei gegenläufige Rotoren aufweist,

G1Π0Π

von denen jeder Turbinen- und Kompressorbereich hat. Der Kompressorbereich des einen Rotors umfaßt eine Trommel, die auf ihrem Umfang Reihen von sich nach außen erstreckenden Schaufelblättern trägt. Der Kompressorbereich des anderen Rotors umfaßt ein Gehäuse oder Mantelteil, das auf seinem Umfang Reihen von sich nach innen erstreckenden Schaufelblättern aufweist, die mit den Schaufelblättern des ersten Rotors zusammenarbeiten und Druckluft erzeugen. Die zuströmseitigen Endstücke des Mantelteiles und einer inneren Welle sind durch einen mit Schaufeln versehenen Drehungsring verbunden. Die innere Welle ist mit dem Turbinenbereich des anderen Rotors verbunden. Der äußere Durchmesser des Mantelteils und das abströmseitige Ende des anderen Rotors sind auf dem Gehäuse der Maschine gelagert, während der eine Rotor auf der inneren Welle des anderen Rotors gelagert ist.

209823/0867

2H1265

Andere Merkmale betreffen einen gegenläufigen Kompressor, der ein im Umfang integrales Mantelteil oder ein äußeres Gehäuse und mindestens eine Reihe von sich, nach innen erstreckenden Schaufelblättern aufweist, die mit äußeren Umhüllungsringen verbunden sind, welche in Sektoren ausgebildet sind, die nicht mehr als etwa 180 haben. Die Schaufelblattsektoren können von den Seiten der Trommel eines zweiten Rotors zusammengebaut werden, der auf dem Umfang Reihen von sich nach außen erstreckenden Schaufelblättern hat, zwischen denen die Seiet or enreihen kammartig ineinander grv ' fen. Der äußere Mantelteil wird dann über die Schaufelblal< reihen geschoben und ein mit Schaufeln versehener Drehungsring, verbunden mit einer inneren Welle daran befestigt, um die Einheit zu vervollständigen. Eine solche Einheit ist besonders wirksam in einem Kompressor, der einen konvergierenden äußeren Strömungspfad hat, wo der Kompressorausstoß radial auswärts in eine ringförmige Verbrennungskammer erfolgt. In einem solchen Falle ist der Turbinenteilj der die Trommel treibt, trennbar, um ihn nachfolgend an den Zusammenbau des rotierenden Kompressorgehäuses montieren zu können.

Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit gegenläufigen Kompressoren besteht darin, zu verhindern, daß der Kompressor bei Betriebsbedingungen außerhalb des Auslegungspunktes überzogen (stall) wird. Das bedeutet, daß ein Kompressor aerodynamisch für den Betrieb bei bestimmten Rotorgeschwindigkeiten und anderen Betriebsparametern der Anlage ausgelegt ist. Wenn sich diese Parameter ändern, insbesondere die Rotorgoschwindigkoit, besteht eine Tendenz, daß das bekannte Phänomen dos Überziehens auftritt. Es ist bekannt, daß ein selektives Abzweigen von Luft aus dem Kompressor diese Überziehungssituation verhindern kann. Die Isolation dos Abzwoigungssystems bleibt jedoch in vielen Triebwerksausfühjrungen ein Problem.

209823/0567

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Anwendung der Steuerung des Überziehens durch abgezweigte Luft bei dem erfindungsgemäßen Triebwerk und allgemeiner bei anderen Triebwerken, bei denen das Aufrechterhalten einer ordnungsgemäßen Belüftung der Dichtungsbereiche ein ähnliches Problem ist.

Um die Erfordernisse des V/STOLrAntriebes zu erfüllen, wurde gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung festgestellt, dufl Gewicht und Kutnplöxizitäb dar Schmierung in einfacher und sehr wirksamer Weise reduziert werden können.

Zum Erreichen des letztgenannten Zieles wird ein Rotor eines zwei Rotoren umfassenden, vertikal angeordneten Triebwerkes mit einer abgeschrägten Welle versehen, die sich in einen Sammeltank erstreckt, der an einem unteren Rahmenteil befestigt ist. Die Abschrägung der Welle pumpt das Öl entlang seiner Länge, wenn die Welle rotiert. Durchgänge in der Welle leiten das Öl zu Lagern, die Schmierung erfordern. Das Öl wird dann durch die Schwerkraft in den Sammeltank zurückgeführt.

Die obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gasturbine dargestellt sind. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Gasturbine,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung, teilweise im Schnitt, einer zweiten gemäß der Erfindung ausgestalteten Gasturbine,

209823/0567

2H1265

Fig. 3 einen Längsschnitt des Gasgeneratorbereiches der in Fig. 1 abgebildeten Turbine im größeren Detail,

Fig. k eine perspektivische, auseinandergezogene Anordnung der Kompressorkomponenten, die in Fig. 3 dargestellt sind,

Fig. 5 ein Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 3» Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 31

Fig. 7 einen Längsschnitt des Gasgeneratorbereiches der in Fig. 2 gezeigten Turbine im größeren Detail.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbine 10 kann betätigt werden, um einen vertikalen Schub für ein V/STOL-Luftfahrzeug zu schaffen. Die Turbine 10 ist vom Gebläsetyp, in dem ein Luftstrom relativ geringer Energie und hoher Masse durch ein Gebläse 12 unter Druck gesetzt und aus einer ringförmigen Düse 14 ausgestoßen wird, um eine Antriebskraft zu schaffen« Die Düse 14 ist an den stromabwärts gelegenen Endstücken eines äußeren Gehäuses 16 und eines inneren Gehäuses 18 gebildet. Das innere Gehäuse 18 ist durch'Verstrebungen 19 mit dem äußeren Gehäuse 16 verbunden und von diesem getragen, wobei die Verstrebungen 19 als Auslaßleitschaufeln für das Gebläse 12 wirken. Ein Kernstück der Turbine oder Gasgenerator 20, der innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet ist, erzeugt einen heißen Gasstrom hoher Energie, der das Gebläse antreibt und dadurch eine weitere Antriebskraft schafft, daß er aus einer Düse 22 am stromabwärts gelegenen Endstück des Gehäuses 18 ausgestoßen wird.

Das Gehäuse 16 kann mit Lagerzapfen 2k versehen sein, so d;in die Turbine relativ zum Flugwerk des Luftfahrzeuges drehbai gelagert sein kann. Auf diese Weise kann der Turbinenschub

20982 3/0667

-⁸- 2H1265

zwischen Vertikal- und Horizontalflug eingestellt werden.

Der Gasgenerator 20 umfaßt einen Hochdruckkompressor Zb, der die Luft zur Unterstützung der Verbrennung von Brennstoff in einer Brennkammer 28 unter Druck setzt. Der so erzeugte heiße Gasstrom treibt eine Hochdruckturbine 30 und eine Niederdruckturbine 32, bevor er aus der Düse 22 ausgestoßen wird. Die Turbinen 30 und 32 treiben den Hochdruckkompressor 26 und das Gebläse 12 an, wie noch zu erläutern wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die Maschine 10 zwei gegenläufig drehende Rotoren 'Jk und 36, deren obere oder stromauf liegenden Endstücke auf der linken Seite der Pig. 3 liegen. Der Rotor 34 ist ein solcher relativ geringer Geschwindigkeit, der drei Scheiben 38 aufweist, die radial vorspringende Blätter 40 tragen, welche den rotierenden Teil der Niederdruckturbine 32 bilden. Diese Scheiben sind mit einem Drehungskegel 42 verbunden, der sich vom unteren Endstück einer inneren Welle 44 erstreckt. Die Welle 44 ist an ihrem oberen Endstück mit einem Drehungsring 45 (siehe auch Fig. 4) verbolzt, welcher eine Reihe von auf seinem Umfang angeordneten Schaufeln 46 umfaßt, die an ihren inneren und äußeren Endstücken jeweils an Umhüllungsringen 48 und 50 integral befestigt sind, sowie einen Endverschlußteil 51 für den Umhüllungsring 48. Der äußere Umhüllungsring 50 hat einen Flansch 53, der durch Schrauben 52 mit dem Randbereich 55 eines strukturellen Mantelteiles 54 verbunden ist. Der Randbereich 55 hat schwalbenschwanzförmige Nuten zur Aufnahme von Mitnehmerzapfen 58 (siehe Fig. 4), die an den inneren Endstücken der Schaufelblätter όΟ, welche das Gebläse 12 umfassen, vorhanden sind. Vorzugsweise auf dem Randbereich 55 oder den Schaufelblättern 60 sind Platten vorhanden, die sich zwischen benachbarte Schaufelblätter erstrecken und die innere Begrenzung des Luftstrompfades durch den Gebläsex-otor bilden, wobei sich der Durchmesser

2098?3/0567

2ΗΊ265

des Strömungspfades fortschreitond vergrößert· Der Mantelteil 54 trägt auch eine Vielzahl axial im Abstand voneinander angeordnete Reihen sich nach innen erstreckender Schaufelblätter 64, die einen Teil dos Gasgenerator-Kompressors bilden. Eine Haube 65» die an den Endabschluflteil 51 befestigt ist, bildet aerodynamisch die innere Grenze des Einlasses zum Kern 20 der Turbine. Ein ringförmiges Spaltteil 67 ist an dem Flansch 53 befestigt und bildet aerodynamisch die äußere Grenze des Gasturbineneinlasses und die innere Grenze des Gebläseeinlasses.

Der Rotor 36 ist ein Rotor relativ hoher Geschwindigkeit und umfaßt eine Scheibe 66 mit radial sich erstreckenden Schaufelblättern 68, welche den rotierenden Teil der Hochdruckturbine 30 bilden. Die Scheibe 66 weist hohle„ stühfoenförmige (stub) Wellen 69 und 70 auf, die sich in entgegengesetzten Richtungen von ihrer Wand (bore) aus erstrecken. Die ¥elle 69 ist mit einer konischen Welle 72, wie bei 74 angegeben, durch eine Zahnkupplung verbunden. Diese Kupplung wird durch eine mit Flansch versehene Hülse 73 in Eingriff gehalten, welche durch Verschrauben mit der Welle 70 verbunden ist. Die konische Welle 72 erstreckt sich bis zu einem abgeschrägten Mantelteil 75» auf dessen Umfang Reihen von sich nach, außen erstreckenden Schaufelblättern 76 befestigt sind. Die Reihen von Schaufelblättern 76 erstrecken sich zwischen die Reihen von Schaufelblättern 64 und bilden einen gegensinnig drehenden Kompressor, der die axiale Läng© verkürzt , die für einen gegebenen Druckanstieg erforderlich ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 soll die Konstruktion der Rotoren 34 und 36 und insbesondere der Teile, die den Hochdruckkompressor 26 bilden, detaillierter t"·· <iu j oben werden· Die Rotation der sich nach innen oratrockenden Schaufelblätter 64 erzeugt eino wesentliche radiale Zentrifugalbelastung, die einer Mantel-Struktur (hoop structure) zugeführt

209823/0567

werden muß, wie sie durch den Mantelteil 5'· ^schaffen ist. Um diese Fähigkeit mit einem Minimalgewicht zn erreichen, ist der Mantelteil integral als eine Mantel-atruktur ausgebildet, d.h. ohne einen Längsspalt (longitudinal split line).

Die Probleme des Zusammenbaus des Kompressors 26, der eine: solchen Spalt nicht aufweist, werden in der nachfolgend beschriebenen Weise gelöst. Jede Reihe von Sc-.a ,:.f alblättern 6k iut in Solctoren gebildet, wobei jeder Sekte f^riäa-ciweise eine Winkelausdehnung von 180 hat. Jedes £ ΐ;ν?..ν<; unif 'It weiterhin innere und äußere Umhüllungsringt . tsid 31» Die äußeren Umhüllungsringe 81 haben verschied« : .;.ο- Ausläuf-si die zusammen die äußere Begrenzung des Str .". ^apfades de ^ Hochdruckkompressors bilden.

Beim Zusammenbau werden zuerst die Schaufelt:-Ά ^::t er 7^ auf dem Mantelteil 75 des Rotors 36 montiert. Ai ;"äch ües ordnet man die Sektoren der stromabwärts geleg Reihe von Schaufelblättern 6k zwischen den letzten zv: reihen von Schaufelblättern 76 an und hält sie zeitweise in d^-^er 5 sition. Die Sektoren der nächsten stromauf x&genden Reihe von Schaufelblättern 6h wird dann von c :?. Seiten her eingebracht, wobei ihre auf dem Umfang vorhandenen Spalte gegenüber denen der bereits montierten Blattreihe versetzt sind. Die Umhüllungsringe 81 (oder deren Ausläufer) der beiden Blattreihen haben diametral lokalisierte Oberflächen 83» die ineinander geschoben sind, um die beiden Blattreihe' zusammen zu verriegeln. Diese Umhüllungsringe (oder deren Ausläufer) weisen auch Stoßoberflächen 85 auf, um eine relative axiale Anordnung zu gewährleisten, sowie kammartig ineinandergreifende Flächen 87, um eine relative Winkelbewegung zu verhindern. Die stromaufwärts folgenden Reihen werden ähnlich zusammengebaut. Es wird klar, daß keine zwingende Ordnung für den Zusammenbau der Reihen von Schaufelblättern 6k eingehalten werden muß.

209823/0567

BAD ORIGINAL

2U1265

Übor die so zusammengebauten Schaufelblätter 64 wird von hinten her der Mantelteil 54 bis in die in Fig. 3 dargestellte Stellung geschoben. Die Umhüllungsringe 81 haben auch den Umfang festlegende Oberflächen 89, welche die Blattreihen 64 konzentrisch zu dem Mantelteil 54 in Stellung bringen. Der rückwärtigste Umhüllungsring 81 hat auch eine Lippe 91, die in einer entsprechenden Nut des Mantelteils 54 aufgenommen wird und die axiale Position der Blattreihen 64 relativ zum Mantelteil 54 schafft. Als nächstes wird der Drehungsring 45 montiert und vom Vorderteil des Rotorbauteiles in die in Fig. 3 dargestellte Position geschoben. Wenn die Bolzen 52 befestigt sind, sind die Blattreihen an ihrem jeweiligen Platz verriegelt, da der Umhüllungsring 50 ira den Ausläufer des Umhüllungsrings 81 der führenden Reihe von Schaufelblättern 64 eingreift. Es wird darauf hingewiesen, daß die beschriebene Konstruktion einen äußeren Strömungspfad für den Kompressor 26 bildet, der konvergierend abgeschrägt ist, aus Gründen, die später beschrieben werden. Nichtsdestoweniger sind die den Umfang festlegenden Oberflächen in der dargestellten abgestuften Konstruktion zylindrisch ausgebildet, so daß eine axiale Bewegung müglich ist, um die Blattreihen in eine Stellung zu bringen, in der sie an radiale Oberflächen anstoßen. Dies ergibt eine größere Genauigkeit beim Zusammenbau. Die von den äußeren Oberflächen der Umhüllungsringe 81 vorspringenden Ausläufer 93 greifen in die Inneren zylindrischen Oberflächen des Mantelteiles 54 ein und verteilen dadurch die Belastung in dem Mantelteil, während sie die Belastung in den Umhüllungsringen 81 auf einen Minimalwert bringen.

Der Spalt zwischen den Kompressor- und Turbinenbereichen der Rotoren 34 und 36 gestattet den beschriebenen Zusammenbau des Kompressors, während er zur gleichen Zeit einen Turbinenströmungspfad bildet, dessen Durchmesser größer ist als der der Kompressorausstoßöffnung. Nach dem beschriebenen Zusammenbau des Kompressors können die Turbinenteile dieser

209823/0567

■' ι

Rotoren in der in Fig. 3 dargestellten Art zusammengebaut werden, wie dem Fachmann ohne weiteres klar ist.

Der Rotor 34 (siehe Fig. 3) ist auf dem inneren Gehäuse 18 mittels der Lager 78 und 80 gelagert. Die innere Laufbahn des Kugellagers 78 ist auf dem äußeren Umfang des Mantelteiles 5^ benachbart dem Randbereich 55 durch eine Nut 82 festgeklemmt, welche die innere Laufbahn gegen eine Halterung 84 für die Schaufelblätter 60 drückt.

Die äußere Laufbahn des Lagers 78 ist an einer ringförmig i Verstrebung 86 innerhalb des Gehäuses 18 befestigt* Die innere Laufbahn des Wälzlagers 80 ist auf dem unteren Endstück der Welle 44 durch eine Nut 88 festgeklemmt, während seine äußere Laufbahn an einem Rahmenteil °0 befestigt ist. Das letztgenannte Teil ist an einer Reihe von peripher angeordneten Auslaßleitschaufeln 95 der Turbine befestigt, welche als Bestandteile der Struktur wirken, um die Belastungen des Lagers 80 auf die Rahmenstruktur des inneren Gehäuses 18 zu übertragen.

Der Hochgeschwindigkeitsrotor 36 ist mittels der Lager 92 und 94 auf dem Rotor 3k geringer Geschwindigkeit gelagert. Die innere Laufbahn des Kugellagers 92 wird durch den Drehungsring 45 gegen eine Schulter auf dem oberen Endstück der Welle 44 gepreßt und die äußere Laufbahn wird durch eine Nut 98 auf eine stubbenförmige Welle 96 geklemmt, die von dem Mantelteil 75 des Komprossorrotors 36 vorspringt. Die innere Laufbahn des Wälzlagers 94 wird durch eine Nut 100 auf die Welle 44 geklemmt. Die Hülse 73 dient als äußere Laufbahn des Lagers 9^·

Es wird darauf hingewiesen, daß die Welle 44 in der Mitte ihrer Länge aufgespalten ist. Der obere Bereich ist auseinanderlaufend abgeschrägt aus Gründen, die noch zu erläutern sein werden, während der untere Bereich im wesentlichen

209823/0567

zylindrisch, ist und integral zusammen mit dem Turbinendrehungskegel 42 geformt ist. Auch dies sind Merkmale zur Erleichterung des Zusammenbaues. So kann das Lager 92 auf der Welle 96 verriegelt werden, nachdem as über den oberen Teil dei* Welle 44 geschoben worden ist« Dies wäre zu tun, bevor der Drehungsring 45, wie vorstehend beschrieben, montiert wird«

Die von dem Hochdruckkompressor 26 unter Druck gesetzte Luft wird duroh eine Kaskade von festen Auslaßlaitschaufeln 97 zu einem gebogenen, nach außen gerichteten ringförmigen Diffusor 102 ausgestoßen. Der Diffusor 102 geht axial zu der Turbine zentral in die im allgemeinen ringförmige Verbrennungekammer 28 in der Mitte seiner· Länge über. Die ringförmige Verbrennungskammer 28 ist in erster Linie durch die Gehäuse 103 und 104 gebildet, deren Flansch© zwischen den Rahmenteilen IO5 und 106 des inneren Gehäuses 18 fastgeklemmt sind, deren Wände sich im Abstand von den entsprechenden Gehäuseteilen befinden. Das Gehäuse 103 stellt auch. den Träger für die Auslaßleitschaufeln 95 des Kompressors dar und für die damit verbundene Dichtungs- und Kühlstruktur.

Die ringförmige Kammer 28 enthält gebogene ringförmige Einlagen 107 und 108, die eine zusammengefaltete Verbrennungskammer mit einer Krümmung von 180 bilden» Die Einlagen I07 und 108 biegen sich, ausgehend vom inneren und äußeren Umhüllungsring eines Turbinendüsen-Leitapparates IO9 vor—und auswärts und bilden so die Verbrennungszone_s Am äußeren Endstück der Verbrennungszone ist ein vorwärtsweisender Einlaß für die unter Druck stehende Verbrennungsluft und den Bx'onnstoff. Brennstoff-Einspritzdüsen 110 sind im Abstand voneinander um dieses äußere Einlaßende angeordnet, welches auch öffnungen für die Zufuhr von Verbrennungsdruckluft hat. Die Einspritzdüsen 110 sind vorzugsweise

209823/OS67

- ^u - 2ΗΊ265

Nieder^': nckdüsen, wie sie in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 816,985 vom k. April 1969 beschrieben sind. Der Brennstoff wird diesen Düsen durch entsprechende Leitungen 111 von einem Verteilerrohr II5 zugeleitet. Dem Verteilungsrohr 115 wird unter Druck stehender Brennstoff durch eine Leitung 117 zugeführt, die sich durch eine der Verstrebungen 19 erstreckt, welche mit einem Lagerzapfen 2*f ausgerichtet ist. Dies gestattet die Anordnung der Brennstoffsteuerung außerhalb des inneren Gehäuses 18.

Die Einlagewand I07 ist im Abstand von dem Gehäuse 103 angeordnet, um einen Luftdurchgang zu schaffen und ein ringförmiges aufspaltendes Teil 118 unterstützt die Leitung eines Teiles der aus dem Kompressor ausgestoßenen Luft in diesen gebogenen, ringförmigen Durchgang. Der Rest der vom Kompressor ausgestoßenen Luft fließt durch hohle Schaufeln des Leitapparates IO9 und dann entlang der inneren Einlage 108 (welche gleicherweise im Abstand von dem Gehäuse 104 gehalten ist) zum Einlaßende der.Verbrennungszone. Es wird für vorteilhaft gehalten, wenn die unter Druckluft durch nicht dargestellte Öffnungen entlang den Einlagen IO7 und 108 als Sekundärluft und Einlagen-Kühlluft in die Verbrennungszone eintreten kann« Es wird auch darauf hingewiesen, daß die durch die hohlen Schaufeln des Leitapparates I09 fließende Luft dazu dient, diese Schaufeln zu kühlen. Dieser Kühleffekt wird erreicht, ohne daß man Luft mit einem geringeren Druck von dem heißen Gasstrom abläßt, wodurch die Gesamtwirksamkeit des Maschinenzyklus verbessert wird. Der in der Verbrennungszone erzeugte heiße Gasstrom wird durch den Leitapparat 109 auf die Schaufelblätter 68 der Hochdruckturbinenscheiben ausgestoßen. Da die Turbinenrotoren gegenläufig sind, ist es nicht notwendig (obwohl es in bestimmten Fällen wünschenswert sein kann), einen Düsenleitapparat zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckturbine vorzusehen. Dies ermöglicht eine weitere Verringerung der Gesamtlänge der Maschine. Die Düsenleitapparate 112 sind auf dem

209823/0567

- ¹⁵ - 2ΗΊ265

Gehäuse 18 montiert und richten den Gasstrom gegen die zweite und dritte Stufe der Niederdruckturbine 32.

Der Raum zwischen dem Gehäuse 104 und dem Rahmen 106 ist sowohl ein Hitzeschild, als auch dient er als Durchgang für die St^artl^uft· T>±e unter Druck stehende Startluft wird von einer äußeren Quelle durch eine Leitung 120 eingeführt, die sich durch einen der Lagerzapfen 24 und eine dazu ausgerichtete Verstrebung 18 erstreckt. Der Bequemlichkeit halber ist bei der Darstellung in Fig. 3 die gleiche Verstrebung gewählt, durch welche sich auch die Brennstoffleitung 117 erstreckt. Dieser Gehäusedurchgang führt dann zu einer ausgewählten Zahl von Durchgängen 122 (siehe auch Fig. 6), die im äußeren Umhüllungsring 123 des Leitapparates 109 gebildet sind. Die Durchgänge 122 führen die Druckluft zu den Turbinen 30 und 32, um eine ausreichende Rotorgeschwindigkeit für Kompressorausstoßdruck und -volumen zu schaffen, das ausreichend ist, den Betrieb der Turbine zu unterstützen, wenn Brennstoff in die Verbrennungszone eingeführt lvrird und während des Startens in bekannter Weise gezündet wird. Wenn man bei einem anderen als dem Auslegungspunkt arbeitet (Einlaßtemperatür und Druck der Anlage, Rotorgeschwindigkeiten usw.), kann es notwendig sein, Luft aus einer Zwischenstufe des Hochdruckkompressors 26 abzuziehen, um ein Überziehen zu verhindern.·Zu diesem Zweck sind Öffnungen und 126 in den Umhüllungsring 81 und den Mantelteil 5^ eingebracht, welche es gestatten, eine umgebende Kammer 128 unter Druck zu setzen. Die Kammer 128 wird durch den feststehenden Rahmen 105, eine ringförmige Scheibe 130 und den rotierenden Mantelteil 54 gebildet. Die Scheibe 130 ist zwischen Flanschen befestigt, die auf dem Rahmen 105 und dem ein Lager tragenden Rahmen 86 vorhanden sind. Rotierende Paare von Strömungsmittoldichtungen 132 und 134 sind zwischen dem Mantelteil 54, der Scheibe 130 und dem Rahmen 105 vorhanden. Die Kammer zwischen dem Dichtungspaar 132 ist mit dem niedrigeren Gebläsedampfdruck durch Durchgänge I36

289823/05

2H1265

verbunden, die sich, durch die Scheibe 130 und eine Öffnung 138 zwischen dem Randbereich ikO des Gehäuses 18 und dem Rahmen 105 erstrecken. Die Kammer zwischen dem Dichtungspaar 13^ ist mit dem Gebläsekanal durch eine Vielzahl von Röhren 14-2 verbunden, welche nach außerhalb des Gehäuses 18 offen sind. Diese Dichtungsanordnung isoliert die Kammer wirksam von den benachbarten Druckzonen, insbesondere wenn die Kammer 128 nicht belüftet ist. Dies ist von besonderer Bedeutung im Hinblick auf die Dichtungen 13^» die die Kammer 128 vom Kompressorausstoßdruck abschließen.

Das Belüften und Abdichten der Kammer 128 wird durch Betätigungsorgane 144 gesteuert, die mit ihrem einen Endstück an dem Rahmen I05 und mit ihrem anderen Endstück an einem Ring 146 befestigt sind. Der Ring 146 ist gegen den Plansch des Rahmens 105 durch die Schulterbolzen 148 verschiebbar befestigt, welche auch den ein Lager tragenden Rahmen 86 und die Scheibe I30 an dem Rahmen 105 befestigen. Die Auslaßöffnungen 150 (siehe Fig. 5)> die sich durch die Rahmen 86 und 105f sowie durch die Scheibe 130 erstrecken, sind während des Betriebes der Turbine beim Auslegungspunkt dux'ch den Ring 146 abgedichtet. Der Ring Ik6 ist mit gewölbten Schlitzen 152 versehen, welche ein Drehen des Ringes durch die Betätigungsorgane 144 gestatten und die Schlitze in Übereinstimmung mit den Öffnungen I50 bringen, wenn während des Betriebes außerhalb des Auslegungspunktes ein Abzweigen vom Kompressor erforderlich ist. Die abgezweigte Luft passiert die Öffnungen I50 und wird in den Gebläsestrom geleitet.

Die Schmierung für dio Turbine 10 ist besonders für den V/STOL-Betrieb geeignet, bei dem die Turbine mehr oder weniger vertikal montiert ist, wie in Fig. 1 dargestellt. Ein Schmierölsammeltank 5h (siehe Fig. 3) ist am unteren Endstück des inneren Rahmenteiles yo befestigt. Ein abgeschrägter Ausläufer I56 der Welle kh erstreckt sich in den

209823/0567

Sammeltank 154 bis unterhalb der Oberfläche des darin befindlichen Öls. Es wird darauf hingewiesen, daß der untere Teil der Welle 44 zylindrisch ausgebildet ist, um den Zusam menbau mit den Lagern 94 und 80 zu erleichtern« Der abgeschrägte Ausläufer I56 stellt zusammen mit dem abgeschräg- " ten oberen Teil der Welle 44 ein Pumpelement dar« Das Öl fließt auf Grund der Zentrifugalkraft entlang diesem abgeschrägten Element nach oben, wenn die Welle 44 während des Betriebes der Maschine rotiert« Der Grad der Abschrägung 1st gegen die llotabionsgoschwlndlglcoit und die Eigenschaften des Öls in einer gewünschten Menge aufwärts zu Ausgabeöffnungen zu fließen, abgewogen. Die Ausgabeöffnungen leiten das Öl von der Welle zu den Lagern der Turbine.

Ein Teil des aufwärts gepumpten Öles fließt durch die Öffnungen 158 und wird durch eine Abschirmung 160 nach unten abgelenkt, um dort das Lager 94 zu schmieren« Dieses Öl fließt dann durch die Öffnungen I62 nach unten in den Drehungskegel 42 und schmiert das Lager 80. Von diesem Punkt aus läuft das Öl zurück in den Sammelbehälter 154. Die dargestellten rotierenden Dichtungen zwischen dem Drehungskegel 42, dem stubbenartigen Schaft 70, sowie dem Rahmen verringern, wenn nicht eliminieren, das Entweichen von Öl von seinem beschriebenen Strömungspfad beim Schmieren der Lager 94 und 80 und seinem Rücklauf in den Sammelbehälter 154.

Der Rest des aufwärts gepumpten Öles passiert die mit Nuten versehene Flanschverbindung zwischen dem oberen und dem unteren Bereich der Welle 44 und fließt zum oberen Ende der Welle. Ein Teil dieses Öls strömt durch die Öffnungen 164 nach außen und wird durch einen divergierenden Ansatz der geflanschten Hülse 73 gegen das Lager 92 abgelenkt· Es ist der Zeichnung auch zu entnehmen, daß dieser Hülsenansatz das Öl daran hindert, in die durch den Rotormantelteil 75 gebildete Höhle einzutreten.

209823/0567

2H1265

Das Schmieröl für das Lager 92 verläuft dann ebenso v» weiterer Teil des Öles, der oberhalb des Lagers 92 durcii die Öffnungen 166 gekommen ist, durch eine hohle oder die hohlen Schaufeln 46 des Drehungsringes 45 nach außen. Um ein Abfließen des Öles zwischen dem Drehungsring 45 und dem Hochgeschwindigkeitsrotor 36 zu verhindern, ist eine Labyrinthdichtung vorgesehen. Diese Dichtung umfaßt die Zähne 168, die einen geringen Abstand von einer zylindrischen Oberfläche der Nut 98 haben. Von den Böden der Zähne 168 erstrecken eich Durchgänge 170 in das Innere der hohlen Schaufeln 46, so daß jedes Öl, das am ersten und zweiten Zahn vorbeifließt, durch die Zentrifugalkraft in die hohlen Schaufeln 46 geleitet wird.

Das durch die hohlen Schaufeln 46 nach außen beförderte Öl passiert die Öffnungen im äußeren Umhüllungsring 50 des Drehungsringes und verläuft zu einem axialen Durchgang 172 im Randbereich 55 des Mantelteiles 54. Dieses Öl verläuft dann durch die Öffnungen 174 in die Halterung 84 und wird durch eine darauf befindliche Lippe zum Lager 78 hin abgelenkt und schmiert dieses· Dieses Schmieröl kann auf den gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 86 zu einem Sammelbereich fließen, der durch den Rahmen 86 und die Scheibe 130 gebildet ist. Es sind Öffnungen 176 in dem Rahmen 86 vorgesehen, um die Ölströmung zu dem Sammelbereich zu erleichtern. Aus diesem Sammelbereich wird das Öl durch die Schwerkraft zurück in den Sammelbehälter 154 geführt. Für diesen Zweck ist eine Leitung 178 vorgesehen, die sich zu und durch eine Turbinenauslaßleitschaufel 95 und dann zum Sammelbehälter 154 erstreckt· Bs wird darauf hingewiesen, daß die belüftete Dichtung 132 die Möglichkeit verringert, daß der Bereich um das Lager 78 herum unter Druck gesetzt wird, und auf diese Weise Öl von dort, in den Gebläsekanal drückt. Beim Fließen durch die Durchgänge I72 und die Leitung I78 wird das Öl gleichzeitig gekühlt.

209823/0567

„ ■ " '⁹ ' . 21412^5

Die beschriebene Maschine kombiniert in einzigartiger Weise verschiedene Merkmale, welche zu ihrer geringen Axiallänge beitragen und gleichzeitig ein hohes Leistungsniveau schaffen, wie es für Luftfahrzeugantrieb und insbesondere einen V/STOL-Antrieb erforderlich ist. Die ringförmige Verbrennungskammer ist ein wesentliches Merkmal, da es die Gesamtlänge des Brenners verringert, während sie gleichzeitig einen Strömungspfad der Turbine von maximalem Durchmesser schafft. Der eine konstante Neigung aufweisende Axialkompressor, der in den ringförmigen Brenner geschoben wird und einen ringförmigen, nach außen ausstoßenden Diffusor aufweist, ist ebenfalls ein mitwirkendes Merkmal. Der gegenläufige Kompressor und die Art seiner Herstellung und Lagerung sind gleicherweise bedeutende Faktoren in der bevorzugten Gesamt kombination. Ähnlich sind auch andere Merlanale, wie das Kompressorabzweigungssystem, das Schmiersystem und das Startsystem in einzigartiger Weise in die bevorzugte Kombination einbezogen, um die gestellten Aufgaben durch die Erfindung zu lösen. Die zuletzt genannten zwei Merkmale eliminieren zusammen den Zapfwollenantrieb (power take-off shafting) des oder der Rotoren der Turbine, der normalerweise angewandt wird und der andererseits die Probleme vergrößert, eine minimale Axiallänge zu erhalten. Einige dieser Merkmale können zusätzlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung in anderen Turbinen-Ausführungsformen angewandt werden, wie aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren 2 und 7 ersichtlich ist.

Die in der Fig. 2 dargestellte Turbine 200 ist in vieler Hinsicht ähnlich der vorbeschriebenen Turbine 10, und die Bestandteile der Turbine 200, die mit denen der Turbine 10 identisch oder doch im wesentlichen identisch sind, haben die gleichen Bezugsziffern. Auch die Turbine 200 ist eine Gebläseturbine,in der ein Luftstrom geringer Energie und großer Masse durch ein Gebläse 12 unter Druck gesetzt und

209823/0567

2U1265

aus einer ringförmigen Düse 14 ausgestoßen wird, um eine Antriebskraft zu schaffen. Die Düse 14 ist an den abströmseitigen Enden eines äußeren Gehäuses 16 und eines inneren Gehäuses 18 gebildet. Das innere Gehäuse 18 ist mit dem äußeren Gehäuse 16 durch Verstrebungen 19, die außerdem als Auslaßleitschaufeln für das Gebläse 12 wirken, verbunden und wird durch dieses getragen. Ein Kern der Maschine oder Gasgenerator 220 innerhalb des Gehäuses 18 erzeugt einen heißen Gasstrom hoher Energie, der das Gebläse 12 antreibt und durch Auaatoß aus einer Düse 22 am stromab gelegenem Endstück des Gehäuses 18 eine weitere Antriebskraft erzeugt.

Das Gehäuse Io kann wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform mit Lagerzapfem 2k versehen sein, so daß die Turbine relativ zum Flugwerk, des Luftfahrzeuges drehbar gelagert sein kann und man auf diese Weise den Turbinenschub zwischen Vertikal- und Horizontalflug einstellen kann.

Der Gasgenerator 220 umfaßt einen Axial-Zentrifugal^Hochdruckkompressor 226, der Luft unter Druck setzt zur Unterstützung der Verbrennung von Brennstoff in einer Brennkammer 228, die gegenüber dem vorigen Ausführungsbeispiel geändert worden ist und Druckluft von diesem Kompressor erhält. Der so erzeugte heiße Gasstrom treibt dann eine Hochdruckturbine 30 und eine Niederdruckturbine 32, bevor er aus der Düse 22 ausgestoßen wird. Die Turbinen 30 und 32 treiben den Hochdruckkompressor 226 und das Gebläse 12 an, wie noch zu erläutern ist.

Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Bestandteile der Hoch— druckturbine 30 und der Niederdruckturbine 32 der Turbine mit den entsprechenden Turbinen der vox^b es ehr i ebenen Turbine 10 identisch sind (siehe insbesondere Fig. 3) und deshalb wurden deren einzelne Bestandteile nicht durch spezielle Bezugszahlen bezeichnet, außer wenn es für erforderlich gehalten wird, deren Beziehung zu der vorliegenden Ausführung sforra zu beschreiben.

209823/0567

' ²¹ " 2H1265

Der rotierende Bereich, der Turbine 30 bildet einen Teil eines Hochgeschwindigkeitsrotors 236, der weiter einen Kompressorbereich einschließt. Dieser Kompressorbereich, umfaßt eine Trommel 400, die auf ihrem Umfang eine Reihe von Schaufelblättern 76 aufweist, die sich davon weg erstrecken. Die Trommel ist mit einem Rotorelement 402 verbunden, auf dessen Umfang eine Reihe von Schaufelblättern 4o4 montiert ist. Das Rotorelement 402 trägt einstückig damit geformte, nach außen gebogene Zentrifugalkompressor-Laufradflügel 4O6. Das Rotorelement 4O2 ist an einer Turbinenschöibe 66 mittels einer verflanschten Hülse 73 in gleicher Weise befestigt, in der der Kompressorkegel 72 in Fig. 3 an '-*«' Scheibe 66 befestigt ist.

Der rotierende Teil des Rotors 234 mit geringer Geschwindigkeit umfaßt auch wieder eine innere Welle 44, die an ihrem stromauf liegenden Endstück durch einen Drehungsring 45 mit einem Mantelteil 254 verbunden ist. Der Hauptunterschied des Mantelteils 254 besteht darin, daß er kürzer ist und lediglich eine einzige Reihe sich nach innen erstreckender Schaufelblätter 64 trägt«, Der Randbereich 55s an dem die Gebläseschaufelblätter 60 befestigt sind, ist im wesentlichen gleich lang wie der Mantelteil 254« Die Schaufelblätter 64 sind einstückig mit Umhüllungsringsektoren 81 ausgebildet und werden durch den äußeren Umhüllungsring 50 des Drehungsringes 45 auf dem Mantelteil 254 zusammengehalten.

Ein Gehäuse 4o8 ist im Abstand von dem Mantelteil .254 angeordnet und ist in enger Nähe zu den Schaufelblättern ¹IQ¹I

I ^ ^ZU

und Flügeln 406 nach außen bis einem Radialströmungsdiffusor 410 gebogen. Die Druckluft aus dem Diffusor 410 wird in eine ringförmige Kammer 412 ausgestoßen, die in einem Rahmenteil 4i4 gebildet ist. Der Rahmenteil 4i4 entspricht in vieler Hinsicht dom Rahmenteil^105» der vorbeschriebenen Au s führung sform.

' I

2H1265

Die Verbrennungskammer 228 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Kammer 28 nur in der Weise, in der die Luft eingeführt und darin verteilt wird. Die übrigen Merkmale und Struktur bleiben die gleichen und werden daher nicht weiter beschrieben.

Die Löcher 4i6 verbinden die Rahmenkammer 412 mit einem ringförmigen Durchgang zwischen einem Brennergehäuse 418 und der äußeren Brennereinlage IO7. Auf diese Weise kann Druckluft zu diesem ringförmigen Durchgang strömen, wobei ein Teil davon nach außen entlang der äußeren Oberfläche der Einlage 107 bis zum Einlaßendstück der Verbrennungszone (bei den Brennstoff-Einspritzdüsen IIO) strömt, während der Rest der Luft entlang der Einlage 107 nach innen fließt bis zum unteren Endstück des Düsenleitapparates I09. Diese Luft strömt dann durch die hohlen Schaufeln des Düsenleitapparates zum Einlaßendstück der Verbrennungszone. Die Strömungsdurchgänge sind so proportioniert, daß die beschriebene Aufspaltung der Druckluft zum Einlaßendstück der Verbrennungszone erreicht wird.

Es ist auch ein A^zweigungasystem für den Betrieb der Maschine außerhalb des Auslegungspunktes vorgesehen, wobei viele der vorbeschriebenen Elemente verwendet werden. Der Hauptunterschied liegt in der Abzapfkammer 420, welche durch das Gehäuse 408, eine der Wände des Diffusors 410 und den ringförmigen Teil I30 gebildet wird. Es wird lediglich ein einziges Paar rotierender Strömungsmitteldichtungen 132 für diese Kammer benötigt. Die Lücke zwischen dem Mantelteil 254 und dem Gehäuse 4o8 gestattet das Einströmen von Zwischenstufenluft in diese Kammer. Das Abzweigen von Luft aus dieser Kammer in den Gebläsekanal wird selektiv durch die Betätigungsorgane 144 gesteuert, die den vorbeschriebenen Ventilmechanismus betätigen.

209823/0567

" ²³ " 2H1265

Die Rotoren 23h und 2j6 sind durch die Lager 78, 80, 92
und 94 in gleicher Weise gelagert, wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform. Auch Schmierung und das Starten
laufen in gleicher Weise wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform aba

209823/0567

Claims

2ΗΊ265

Patentansprüche

1. Gasturbine gekennzeichnet durch ein äußeres Gehäuse (16), ein inneres Gehäuse (18), welches im Abstand vom äußeren Gehäuse (16) angeordnet ist und zusammen mit diesem einen ringförmigen Gebläsekanal (12) bildet, eine Gebläsebeschaufelung (60), um Luft in dem Gefaläsekanal unter Druck zu setzen und einen Kern (20) des Triebwerkes innerhalb des inneren Gehäuses (18), welches folgende strömungsmäßig hintereinander angeordnete Teile umfaßt: einen Kompressor (26), eine im allge-

" meinen ringförmige Verbrennungskammer (28) mit im Abstand voneinander angeordneten inneren und äußeren ringförmigen Einlagen (I07, Ιυ8), die eine Verbrennungszone bilden, in welcher ein heißer Gasstrom erzeugt wird, wobei die Einlagen von einem in Vorwärtsrichtung weisenden Brennstoff-/Lufteinlaß nach vorwärts nach innen und rückwärts um ungefähr 180 gebogen sind und die Einlagen weiter im Abstand von den Wänden (103» 1θ4) der Verbrennungskammer angeordnet sind, um eine dort entlang verlaufende Luftströmung zum Einlaßendstück zu schaffen, einen Turbinendüsenleitapparat (109), der mit den inneren Endstücken der Einlagen verbunden ist und einen Auslaß für den heißen Gasstrom aus der Verbrennungskammer bildet und Turbinen (/JO, 32), die von dem heißen Gasstrom angetrieben werden, um den Kompressor und die Gebläseschaufelung zu betätigen.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Turbinendüsenleitapparat (I09) Schaufeln aufweist, die von einem zum anderen Endstück verlaufende Durchgänge enthalten, sowie Einrichtungen . (102) vorhanden sind, um zumindest einen Teil der vom Kompressor kommenden Luft durch diese Düsenschaufeln und dann zum Einlaßende der Verbrennungszone zu leiten.

3. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Turbinen (3Q, 32) Axialturbinen mit einem Strömungspfad sind, dessen äußere Grenzen von dem Leitapparat (109) aus relativ rasch bis zu einem Maximaldurchmesser zunehmen, der sich dem Maximaldurchmesser der ringförmigen Verbrennungskammer (28) nähert.

4. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Kerntriebwerk (20) folgende Teile aufweist: einen ersten Rotor (j6) mit einem Schaufelblätter (68) aufweisenden Turbinenbereich, der einen Teil der Turbine (30) bildet und einem mit Schaufelblättern (76) versehenen Kompressorbereich, der einen Teil des Kompressors (26) bildet, und einen zweiten Rotor (34), der als ein Teil der Turbine (32) einen mit Schaufelblättern (4o) versehenen Turbinenbereich aufweist, der den zweiten Rotor in der zum ersten Rotor (36) entgegengesetzten H i ohtung dreht und der außerdem ein Mantelteil (54) mii ■)· Ii nach innen erstreckenden Schaufelblättern (64) enthält, das ebenfalls einen Teil des Kompressors (26) bildet und in dem die Gebläsebeschaufelung (60) an dem Mantelteil (54) des zweiten Rotors (34) befestigt ist und sich von diesem aus nach außen erstreckt·

5« Gasturbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daü die Turbine (32) eine peripher angeordnete Reihe von Auslaßleitschaufeln (95) umfaßt, die auf dem inneren Gehäuse (18) befestigt sind, daß ein innerer Rahmen (90) baulich mittels der Auslaßleitschaufeln (95) mit dem inneren Gehäuse (18) verbunden ist, daß ein Lager (78) den äußeren Durchmesser des Mantelteiles (54) des zweiten Rotors (34) auf dem inneren Gehäuse (18) lagert, daß ein zweites Lager (80) das stromabwärts liegende Endstück des zweiten Rotors (34) auf dem inneren Rahmen (9°) lagert und daß im axialen Abstand voneinander angeordnete Lager (92, 94) den ersten Rotor (36) auf dem zweiten Rotor (34) lagern,

209821/0567 BAD ORIGiNAL

" ²⁶ " 2U1265

6. Gasturbine nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet , daß das Mantelteil (54) des zweiten Rotors (34) einen Randbereich (55) an seinem stromaufwärts gelegenen Endstück aufweist, welches eine Einrichtung (56) hat, um die Gebläsebeschaufelung (6ü) zu montieren und daß das den Mantelteil (54) abstützende Lager (78) ein Kugellager ist, das unmittelbar stromabwärts des Randbereiches angeordnet ist und daß das Lager (80), welches das stromabwärts liegende Endstück des zweiten Rotors (34) abstützt, ein Wälzlager ist.

f 7· Gasturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Rotor (34) eine innere Welle (44) umfaßt, die an ihrem stromabwärts liegenden Endstück mit dessen Turbinenbereich (38, 4θ) verbunden ist und daß ein mit Schaufelblättern (46) versehener Drehungsring (45) das stromaufwärts liegende Endstück der Welle mit dem stromaufwärts liegenden Endstück des Mantelteiles (54) verbindet und daß die den ersten Rotor (36) abstützenden Lager (92, 94) an dessen gegenüberliegenden Endstücken angeordnet sind und auf der inneren Welle (44) montiert sind, wobei das stromaufwärts liegende Lager (92) ein Kugellager und das stromabwärts lie-

. gende Lager (94) ein Wälzlager ist.

8. Gasturbine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (18), einen Kompressor (26) innerhalb des Gehäuses (18), um Druckluft zu erzeugen, einen Brenner (28), um einen heißen Gasstrom durch Verbrennung von Brennstoff in der durch den Kompressor erzeugten Druckluft zu schaffen, Axialturbinen (30, 32), um den Kompressor (26) anzutreiben, einen ersten Rotor (36), der einen mit Schaufelblättern (68) versehenen Turbinenbereich umfaßt, der einen Teil der Turbine (30) bildet und einen Kompressorbereich mit sich nach außen erstreckenden Schaufelblättern (70), der einen Teil des Kompressors

209823/0567

■» I

(26) bildet URd einen zweiten Rotor (3*0 mit einem mit Schaufelblättern (4o) versehenen Turbineribereich, der einen Teil der Turbine (3-2) stromab von dem mit Schaufelblättern (68) -versehenen Turbinenbereich des ersten Rotors (36) bildet und einen Mantelteil (5*0» der sich nach innen erstreckende Schaufelblätter (6k) aufweist und ebenfalls ainen Teil des Kompressors (26) bildet, ein Lager (SO), welches das stromabwärts gelegene Endstück des zweiten Rotors (3*0 auf dem Gehäuse (18) lagert, ein Lag r;. (78)» welches den äußeren Durchmesser des Hantelt eil as (5*0 des zweiten Rotors (3*0 ^au·^ dem Gehäuse (18) lagert und im axialen Abstand voneinander angeordnete Lf.-.-~er (92» 9*0» die den ersten Rotor (36) auf dem zweiten Rotor (3*0 lagern.

9. Gasturbine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Turbine (32) eine auf dem Umfang des Gehau3es (18) montierte Reihe von Auslaßleitschaufeln {'9J) umfaßt, welche ausgebildet sind, um den zweiten Rotor (3*0 ^ⁿ einer dem ersten Rotor (36) entgegengesetzten Richtung zu drehen und daß die Reihe von Auslaßleitschaufeln (95) stromabwärts des Turbinenbereiches (38, kO) des zweiten Rotors (3*0 angeordnet ist, und daß ein innerer Rahmen (90) strukturell mit dem Gehäuse (18) durch die Auslaßleitschaufeln (95) verbunden ist und daß der Rahmen das Lager ( 80) trägt, das das stromabwärts gelegene Ende des zweiten Rotors (3*0 lagert.

10. Gasturbine nach Anspruch 9» weiter gekennzeichnet durch ein äußeres Gehäuse (16), das im Abstand von dem Gehäuse (18) angeordnet ist und zusammen mit diesem einen Gebläsekanal (12) bildet und eine Gebläsebeschaufelung (60), um Luft in dem Kanal (12) Tinter Druck zu setzen und in dem der Mantelteil (5*0 des zweiten Rotors (3**) einen Randbereich (55) an seinem stromaufwärts gelegenen Endstück hat, welcher Einrich- * ' ~^A --ν-■'""■-.aist, um darauf dio Gebläsebeschaufelung

BAD ORiQfNAL

(60) zu montieren und daß das Lager (78), welches den Mantelteil (54) lagert, ein Kugellager ist, das unmittelbar stromabwärts von dem Randbereich (55) angeordnet ist und daß das Lager (80), welches das stromabwärts gelegene Endstück des zweiten Rotors (3*0 lagert, ein Wälzlager ist.

11. Gasturbine nach Anspruch 9» dadurch gekenn zeichnet , daß der zweite Rotor (3*0 o±ne innere Welle (44) einschließt, die an ihrem stromabwärts gelegenen Endstück mit dessen Turbinenbereich (38, 4θ) ver— bunden ist und einen mit Schaufelblättern (46) versehenen Drehungsring (45), der das stromaufwärts gelegene Endstück der Welle (44) mit dem stromaufwärts gelegenen Endstück des Mantelteils (54) verbindet und daß die Lager (92, 94), die den ersten Rotor (36) abstützen, an dessen entgegengesetzten Endstücken angeordnet und auf der inneren Welle (44) montiert sind, wobei das stromaufwärts liegende Lager (92) ein Kugellager und das stromabwärts liegende Lager (94) ein Wälzlager ist.

12. Gasturbine nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die sich nach innen erstreckenden Schaufelblätter (64) in peripheren Reihen angeordnet sind und daß der Mantelteil (54) des mit geringerer Geschwindigkeit laufenden Rotors (34) zur Erzielung einer maximalen Festigkeit im ganzen Umfang einstückig ausgebildet ist und daß jede der Schaufelblattreihen äußere Umhüllungsringsektoren (81) von nicht mehr als etwa I8ü° umfaßt, von denen aus sich die Schaufelblätter nach innen erstrecken, daß diese Sektoren (81) innerhalb des Mantelteils (54) ineinandergeschoben sind, wodurch die Sektoren auf dem mit Schaufelblättern (76) versehenen Kompressorbereich dos ersten Rotors (j6) zusammengebaut werden können und daß der Manteltoil (54) des zweiten Rotors (34) dann relativ zu den Reihen von Schaufelblättern (64) montiert wird.

209823/0567

~ ²⁹ ~ 2H12B5

13· Gasturbine nach Anspruch. 12, dadurch ' g e k θ η η zeichnet , daß der Mantelteil (5^) in Abström-Richtung im Durchmesser abnimmt, daß die Turbinenbereiche (68 bzw. 4θ) der Rotoren ('J6 bzw. 34) einen größeren Durchmesser aufweisen als den geringsten Durchmesser des Mantelteiles (5*0 und daß sie trennbar mit den Kompressorbereichen (75, 76 bzw. 54, 64) befestigt sind, wobei die Kompressorbereiche der Rotoren zuerst zusammengebaut werden können und dann die Turbinenbereiche daran befestigt werden.

14. Gasturbine nach Anspruch 13» dadurch gekenn zeichnet , daß die Sektoren (81) der am meisten stromabwärts gelegenen Reihe von Schaufelblättern (64) durch einen Anstoßteil (91) festgelegt ist und daß die äußeren Umhüllungsringbereiche (81) benachbarter sich nach innen erstreckender Schaufelblatt (64) -reihen sich gegenseitig berühren (85) und so die Schaufelblattreihen im axialen Abstand voneinander halten, um die sich nach außen erstreckenden Reihen von Schaufelblättern (76) des ersten Rotors (36) dazwischen aufzunehmen, daß der zweite Rotor (34) eine innere Welle (44) aufweist, die an ihrem stromabwärts gelegenen Endstück mit dessen Turbinenbereich (38, 40) verbunden ist und daß ein mit Schaufelblättern (46) versehener Drehungsring (45) das stromaufwärts gelegene Endstück der inneren Welle (44) mit dem stromaufwärts gelegenen Endstück des Manuelles (5^>l) verbindet, daß der Drehungsring (45) einen fest damil verbundenen äußeren Umhüllungsring (50) aufweist, der in den Mantelteil (5^) geschoben ist und in Eingriff mit den äußeren Umhüllungsringbereichen (81) der benachbar- ^: ten Schaufelblattsekfcoren steht und daß der äußere Umhüllungsring (50) des Drehungsringes (45) durch lösbare Einrichtungen (52, 53) mit dem Mantelteil (54) verbunden ist, wodurch die sich nach innen erstreckenden Schaufelblätter (64) in der zusammengebauten Einheit gehalten worden können.

209823/0567

2U1265

15· Gasturbine, gekennzeichnet durch einen ersten (36) und einen zweiten (34) Rotor, welche je Axialkompressorbereiche (76 bzw. 64) und Turbinenbereiche (68 bzw. 4o) umfassen, die eingerichtet sind, die Rotoren in entgegengesetzten Richtungen zu drehen, wobei der Komprβssorbereich des ersten Rotors (36) zwei periphere in axialem Abstand voneinander angeordnete Reihen von sich nach außen erstreckenden Schaufelblättern (76) aufweist und der Kompressorbereich des zweiten Rotors (3^) ein im Umkreis einstückiges Mantelteil (5*0 hat, welches eine Reihe sich nach innen erstreckender Schaufelblätter (64) trägt, die zwischen den Reihen von Schaufelblättern (76) auf dem ersten Rotor (36) angeordnet sind und die sich nach innen erstreckende Schaufelblatt(64)-Reihe äußere Umhüllungsringsektoren (81.) umfaßt, die nicht mehr als etwa 180 Ausdehnung haben und von welchen aus die Schaufelblätter (64) sich nach innen erstrecken, wobei die Sektoren innerhalb des Mantelteiles (54) ineinandergeschoben werden, i/obei die Sektoren (81) relativ zum ersten Rotor (36) zusammengebaut werden können und daß dann der Mantelteil (54) relativ zu den Schaufelblattreihen montiert wird.

16. Gasturbine nach Anspruch I5» dadurch geken nzeichnet, daß der Kompressorbereich (54, 64) des zweiten Rotors (34) eine zweite Reihe sich nach innen erstreckender Schaufelblätter (64) umfaßt, die in Strömungsrelation mit einer der Schaufelblattreihen des ersten Rotors (36) angeordnet ist, wobei auch die zweite Reihe sich nach innen erstreckender Schaufelblätter (64) äußere Umhüllungsringsektoren (81) aufweist, die nicht mehr als etwa I80 Ausdehnung haben, von denen aus sich die zweite Reihe von Schaufelblättern (64) nach innen erstreckt und daß die Umhüllungsringsektoren (81) der zweiten Reihe ebenfalls innerhalb des Mantelteiles (54) ineinandergeschoben sind, um deren Zusammenbau

209823/0667

" ³¹ ". 2H1265

zu erleichtern und. daß sich, die Utnhtillun.gsringsek.to— ren (81) der einen Reihe bis zu den Umhüllungsringsektoren (81) der anderen Reihe erstrecken und an diese anstoßen (85) und einen Umhüllungsring für die Reihe von dazwischenliegenden Schaufelblättern (76) des ersten Rotors (36) schaffen.

17. Gasturbine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Umhüllungsringsektoren (81) der einen Schaufelblattreihe gegenüber den Umhüllungsringsektoren der anderen Schaufelblattreihe um einen Winkel versetzt sind und daß sie axial ineinanderschiebbare Oberflächen (83) aufweisen, um den Zusammenbau des Mantelteiles (5^) damit, weiter zu erleichtern.

18. Gasturbine nach Anspruch 16, daduröh gekennzeichnet , daß der Mantelteil (5*0 vom einen zum anderen Ende im Durchmesser abnimmt und mit inneren zylindrischen Oberflächen von stufenweise verringertem Durchmesser von dem einen zum anderen Ende versehen lsi und daß die Umhüllungsringsektoren (81) äußere zylindrische streifenförmige Oberflächen aufweisen, die mit den inneren zylindrischen Oberflächen des Mantelteiles (5*0 zusammengeschoben sind und mit diesen Oberflächen auf-' einanderpassen.

19· Gasturbine nach Anspruch 18, dadurch geken nzeich.net , daß sich der Durchmesser des Umhüllungsringes (5^) stromabwärts verringert und daß die Turbinenbereiche (68 bzw. ko) des ersten und zweiten j Rotors (36 bzw. 34) von der Axialströmungsart sind und ! Durchmesser haben, die größer sind als der kleinste Durchmesser des Mantelteils (5*0 und daß sie trennbar mit ihren entsprechenden Kompressorbereichen (75t 76 bzw. 5^, 6k) verbunden sind, wodurch ein Zusammenbau der

209823/0567

Turbinenbereiche nach der Montage des Mantelteils (54) ermöglicht wird.

20. Gasturbine nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Rotor (34) eine innere Welle (44) umfaßt, die sich stromaufwärts von seinem Turbinenteil (38, 4o) erstreckt, sowie einen Drehungsring (45) t der das stromaufwärts gelegene Ende der inneren Welle (44) mit dem stromaufwärts gelegenen Endstück des Mantelteiles (54) verbindet, wobei der Drehungsring (45) einen inneren und einen äußeren Umhüllungsring (48 bzw. 5°) umfaßt, die durch integrierte Schaufelblätter (46) verbunden sind, die stromaufwärts von der stromaufwärts gelegenen Reihe von Schaufelblättern (76) des ersten Rotors (36) angeordnet sind und der äußere Umhüllungsring (50) des Drehungs.ringes (45) in den Mantelteil (54) eingeschoben und damit befestigt ist, so daß er an die benachbarten Umhüllungsringsektoren (81) einer Reihe von sich nach innen erstreckenden Schaufelblättern (64) anstößt und dadurch die Sektoren (81) auf dem Mantelteil (54) verriegelt.

21. Gasturbine, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Rotor (36, 34), die Axial-Strömungskompressorenbereiche (75» 76 bzw. 54, 64) und Turbinenbereiche (66, 68 bzw. 38, 4o) aufweisen, die geeignet sind die Rotoren in entgegengesetzten Richtungen zu drehen, wobei der erste Rotor (36) mindestens eine Umkreisreihe von sich nach außen erstreckenden Schaufelblättern (76) aufweist und der zweite Rotor (34) ein im Umkreis einstückig ausgebildetes Mantel teil (54) umfaßt, welches die genannt.e Schaufelblattreihe umgibt und eine auf dem Umfang angeordnete Reihe von Schaufelblättern (64) trägt, die sich von dem Mantelteil aus nach innen erstrecken und stromabwärts der Schaufelblattreihe des ersten Rotors (36) angeordnet sind, wobei die

209823/0567

■³³' 2U1265

Schaufelblattreihe des zweiten Rotors (3*0 äußere Umhüllungsringsektoren (81) umfaßt, die eine Ausdehnung von nicht mehr etwa 180 haben und von denen aus sich die Schaufelblätter (64) nach innen erstrecken und daß die Sektoren (81) in dem Mantelteil (54) ineinandergeschoben sind und daß dann der erste Rotor (36) und der Mantelteil (5*0 relativ zu den Schaufelblattreihen montiert werden, daß der zweite Rotor (3-4) außerdem eine innere Welle (44) aufweist, die sich stromaufwärts von seinem Turbinenbereich (38, 4θ) ergtreckt, sowie einen Drehungsring (45), der das zuströmseitige Endstück der inneren Welle (44) und das zuströmseitige Endstück des Mantelteiles (54) verbindet, wobei der Drehungsring (45) einen inneren und einen äußeren Umhüllungsring (48 bzw. 50) aufweist, die durch ein Ganzes mit diesen bildende Schaufeln (46) verbunden sind, welche stromaufwärts der Schaufelblattreihe des ersten Rotors angeordnet sind und daß der Umhüllungsring (50) des Drehungsringes (44) auch in den Mantelteil (5*0 eingeschoben ist und so mit diesem verbunden ist, daß er an die Um-' hüllungsringsektoren (81) anstößt«

22. Gasturbine nach Anspruch 5 für Vertikalaritrieb, wobei der Triebwerkseinlaß am oberen Endstück ist und die Achse des Triebwerkes im wesentlichen vertikal verläuft, gekennzeichnet durch ein Ölreservoir (154), welches auf dem inneren Rahmen (90) montiert ist

der
und zweite Rotor (34) eine innere Hohlwelle (44) aufweist, die sich von innerhalb des Reservoirs (15*0 zum oberen Endstück des zweiten Rotors erstreckt, wobei die innere Oberfläche der hohlen Welle divergierend nach oben abgeschrägt ist (I56), wodurch das Öl mittels der, bei der Rotation entwickelten Zentrifugalkraft von dem Reservoir zum oberen Endstück des zweiten Rotors (34) gepumpt wird und daß Durchgänge (158, 162, 164, 166, 170, 172, 174, 176, 178) das Öl von der inneren Welle (44)

209823/0567

.. . ■ - 34 - 2U1265

zu den Lagern (94, 80, 92, 78) leiten und von dort zurück in das Reservoir (154).

23· Gasturbine nach. Anspruch 22» dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Rotor (34) einen mit Schaufeln versehenen Drehungsring (45) einschließt, welcher das obere Bndstück der Welle (44) und das obere Endstück des Mantelteiles (54) verbindet und dassjdie Durchgänge auch die durch die Schaufeln (46) zu dem Lager (78) einschließen, welches den Mantelteil ( 54) abstützt.

24. Gasturbine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Rotor (36) stubbenartige Wellen (96, 70) ^an seinen entgegengesetzten Endstücken umfaßt, daß die Lager (92, 94), welche den Rotor (j6) abstützen an den Wellen (96, 70) vorgesehen sind, daß die Durchgänge auch die Öffnungen (164, 160) durch die innere Welle (44) oberhalb und unterhalb des oberen ersten Wellenlagers (92) einschließen, daß der erste Rotor (36) eine nach oben divergierende Hülse (73) aufweist, die im Abstand von ihm angeordnet ist und das Öl zu dem oberen Lager (92), sowie zu den Durchgängen durch die Schaufeln (46) leitet, daß sich die Hülse (73) nach unten hin als zylindrischer Teil bis zum unteren Lager (94) des ersten Rotors (36) erstreckt und daß die Durchgänge für das Öl auch eine Öffnung (I58) durch die Welle (44) umfassen, die gegen den zylindrischen Hülsenteil oberhalb des unteren Lagers (94) des ersten Rotors (36) gerichtet ist, um das Öl nach unten zu dem unteren Lager (80) des zweiten Rotors (34) zu leiten.

25. Gasturbine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehungsring (45) einen inneren Umhüllungsring (48) umfaßt, der konzentrisch im Abstand von der oberen stubbenförmigen WeIIe_-

.. 209823/0567

\³⁵ ~ 2H1265

(96) ύβ,ί ovc-ion Rotors (36) angeordnet ist, daß sioh Labyrinthsäluie (I68) von dem inneren Umhüllungsring (48) bis In en£c Nachbarschaft zu der oberen stubbenförraigen Welle (96) ach innen erstrecken und eine rotierende Strömungsmi t, te !dichtung bilden und daß von den Gabelungen der Zähne (168) Durchgänge (1?0) zu den Durchgängen durch die ; häufeln (46) verlaufen, um den Ölverlust zu verringern^

26. Gasturbine >r Erzeugung eines vertikalen Schubs, g e ke Si iss lehnet durch ein Reservoir (15*0» das Bi ι ^;Ii .: unteren Endstück zentrisch angeordnet ist, einen vsrt^ - angeordneten Rotor (34) _t der eine Welle (44) aufwi^bt, die sich im wesentlichen über seine Länge ersti okt -und hohl ist, wobei die innere Oberfläche von der Reservoirwelle divergierend nach oben abgeschrägt ist, wodurclx Öl mittels der Zentrifugalkraft der Rotation von dem ^- ^roir (154) zum oberen Endstück der Welle (44) geou wird, und Lager (78» 80) vorhanden sind, um die e* tgegengesetzten Endstücke des Rotors (34) abzu— stii. sen und Durchgänge, um das Öl vom Inneren der Welle (44) zu den Lagern (78, 80) und zurück zum Reservoir (154) zu leiten.

27· Gasturbine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor (34) einen Turbinenbereich (38, 4o) an seinem unteren Endstück aufweist, daß ein mit Schaufeln (46) versehener Drehungsring (45) mit seinem oberen Endstück verbunden ist, daß ein Mantelteil (54) mit seinem oberen Endstück außerhalb der Schaufeln (46) mit dem Drehungsring (45) verbunden ist, daß die Lager ein oberes Lager (78) einschließen, welches den äußeren Durchmesser des Mantelteile (54) abstützt, sowie ein unteres Lager (80), das die Welle (44) ab - =. *id daß die Durchgänge auch solche durch die Scha*.rein ( *6) zum oberen Lager (78) einschließen«

209823/0567

BAD ORIGiNAL

- ~³⁶" 2H1265

28. Gasturbine nach Anspruch 27, dadurch g β ke.nnze lehnet , daß der Drehungsring (45) einen inneren Umhüllungsring (48) umfaßt und daß eine rotierende Strömungsmitteldichtung an dem inneren Umhüllungsring (48) vorgesehen ist, welche Läbyrinthzähne (168) umfaßt, die sich von dem Umhüllungsring nach innen erstrecken und daß sich Durchgänge (I70) von den Gabelungen der Läbyrinthzähne (I68) nach außen, erstrecken bis zu den Durchgängen durch die Schaufeln (46), um den Verlust von Öl durch die genannte Dichtung zu verringern.

r 29» Gasturbine nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß der Mantelteil (54) des Rotors (34) axial im Abstand voneinander angeordnete Reihen sich nach innen erstreckender Schaufelblätter (64) aufweist, welche dessen Kompressorbereich bilden, daß ein weiterer Rotor (36) vorgesehen ist, der sich nach außen erstreckende Schaufelblätter (76) trägt, die tait den sich nach innen erstreckenden Schaufelblättern (64) zusammenarbeiten und dessen Kompressorbereich bilden, wobei der Rotor (36) auch ein^Turbinenbereich (66, 68) aufweist, der zuströmseitig von dem Turbinenbereich (38, 4o) des zuerst genannten Rotors (34) liegt, daß der andere Rotor (36) stubbenförmige Wellen (96, 70) an seinen entgegengesetzten Endstücken aufweist, sowie Lager (92, 94) zum Abstützen der stubbenförmigen Wellen (96, 70) auf der inneren Welle (44), daß sich eine Hülse (73) zwischen den Lagern (92, 94) der stubbenförmigen Schäfte erstreckt, welche konzentrisch im Abstand von der inneren Welle (44) angeordnet ist, daß die Durchgänge die Öffnungen (166, 164) durch die innere Welle (44) oberhalb und unterhalb des oberen Stubbenwellenlagers (92) einschließen, daß der obere Bereich der Hülse (73) divergierend abgeschrägt ist, um eine Ölströmung zu dem Lager (92) der oberen Stubbenwelle (96) und zu

209823/0567

"* ³⁷ " 2H1265

den Durchgängen durch die Schaufeln (46) sicherzustellen und daß die Durchgänge weiter eine Öffnung (158) durch die innere Welle (44) einschließen, die gegen die Hülse (73) unterhalb deren nach oben divergierenden Bereich gerichtet ist, wodurch das Öl nach unten zu und durch das Lager (94) der unteren Stubbenwelle (70) und weiter zu und durch das untere Lager (80) für die Welle (44) und dann unter dem Einfluß der Schwerkraft zu dem Vorratbehälter (154) fließt.

30. Gasturbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Rotor (234) eine innere Welle (44) umfaßt, die sich stromaufwärts von dessen Turbinenbereich (38, 4o) erstreckt, sowie einen mit Schaufeln (46) versehenen Drehungsring (45)» welcher die zuströmseitigen Endstücke der inneren Welle (44) und des Mantelteiles (254) verbindet, wobei die Schaufeln (46) des Drehungsringes (45) und die sich nach innen erstreckenden Schaufelblätter (64) des Mantelteiles (254) Stufen eines Axialkompressors (226) bilden, daß der Kompressorbereich (400, 4O2) des ersten Rotors (236) eine auf dem Umfang angeordnete Reihe sich nach außen erstreckender Schaufelblätter (76) aufweist, die zwischen den Schaufeln (46) und der Reihe sich nach innen erstreckender Schaufelblätter (64) angeordnet i.· 1. und eine weitere Stufe des Axialkompressors (226) bildet und daß der Kompressor außerdem ein mit Schaufe!blättern (4o6) versehenes Zentrifugalströmungslaufrad aufweist, welches die Luft von den Axialstufen empfängt und diese beim radial nach außen Befördern weiter zusammenpreßt, daß das innere Gehäuse (18) ein ringförmiges Kompressorgehäuse (4o8) umfaßt, das zusammen mit dem Zentrifugallaufrad (4o6) die äußeren Grenzen des hindurchgehenden Strömungspfades bildet, wobei das Einlaßende des Kompressorgehäuses ausgerichtet und im Abstand zu dem

209823/0567

2U1265

stromabwärts gelegenen Endstück des Mantelteiles (254) des zweiten Rotors (234) angeordnet ist und daß das Gehäuse (408) weiter einen Radialdiffusor (41O) einschließt, der benachbart der ringförmigen Verbrennungskammer (228) angeordnet ist und einen Durchmesser am Ausstoßende aufweist, der sich dem Maximaldurchmesser der Verbrennungskammer annähert.

31· Gasturbine nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß eine ringförmige Wand zusammen mit dem Kompressorgehäuse (408) eine Abzweigungs- W kammer (420) bildet, in die Druckluft durch den Raum

zwischen dem Mantelteil (254) und dem Kompressorgehäuse (4O8) fließen kann und daß ferner eine Vorrichtung (144) vorhanden ist, um selektiv Luft aus der Ab zwei gungs kammer zu einem geringeren Druck abzuzweigen, um ein Über-, ziehen der Turbine während des Betriebes außerhalb des AusIegungspunktes zu vermeiden.

32. Gasturbine nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln des Diisenleitapparates (109) in ihrer Längsrichtung Durchgänge aufweisen, daß die äußeren Grenzen der ringförmigen

fc Verbrennungskammer (228) durch ein Gehäuse (418) gebildet wird, das im Abstand von den Einlagen (107, 108) angeordnet ist und daß von dem Diffusor (41O) die Luft in den Raum zwischen dem Gehäuse (418) und der äußeren der Brennereinlagen (107) ausgestoßen wird und daß eine Einrichtung (4i6) einen Teil der so ausgestoßenen Luft entlang der äußeren Einlage (I07) zum Einlaßende der Verbrennungszone leitet und einen anderen Teil der Luft entlang der äußeren Einlage (107) zu und durch die Schaufeln des Düsenleitapparates (IO9) und dann zum Einlaßende der Verbrennungszone·

209823/0567

~.³⁹ "" 2H1265

33· Gasturbine nach. Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet , daß die Turbinen (30, 32) Axialturbinen sind, deren äußere Grenzen vom Leitapparat (109) aus relativ rasch im Durchmesser bis zu einem Maxiraalduxciiiraesser zunehmen, der dem maximalen Durchmesser der ringförmigen Verbrennungskammer (228) nahekommt Λ

34. Gasturbine 2-ach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil (IO6) des Gehäuses C15) im Abstand von dem Teil (1O4) des Brennkammergehäuses angeordnet ist und so einen Durchgang für die Startluit schafft, der zu dem Düsenleitapparat (10°) führt, daß der äußere Umhüllungsring (123) des Düsenleitapparates (IO9) verbindende Durchgänge (122) aufweist, die gegen die Turbinen (30, 32) gerichtet sind und daß eii: Vorrichtung (120) zur Einführung von Druckluft von oircs* äußeren Quelle zu dem genannten Durchgang für die Startluft vorhanden ist, wodurch die Startluft ge/ :a die Turbinen (30, 32) geführt wird und den Betrieb des Triebwerkes einleitet.

35· Gasturbine nach Anspruch 4, ,dadurch gekennzeichnet , daß die Kompressorbereiche (75» 76 bzw. 54, 64) des ersten und zweiten Rotors (36 bzw. 34) zusammen einen mehrstufigen Axialkompressor bilden und daß der Kompressor (26) weiter einen ringförmigen Diffusor (102) aufweist", welcher nach außen gebogen ist und sich in der Hälfte seiner axialen Länge in die Verbrennungskammer (28) hin öffnet. «

36. Gasturbine nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet , daß der mehrstufige Axialker~... scr eine im wesentlichen konstante Neigung (pitch) über H3±m Länge aufweist.

209823/0667

- ^4o■- 2ΗΊ265

37· Gasturbine nach Anspruch 36,dadurch gekennzeichnet , däß die Turbinen (30, 32) Axialturbinen sind, deren äußere Grenzen von dem Leitapparat (109) aus relativ rasch bis zu einem Maximaldurchmesser zunehmen, der in etwa den Maximaldurchmesser der ringförmigen Brennkammer (28) erreicht.

38. Gasturbine nach Anspruch 35> dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln des Düsenleitapparates (I09) in Längsrichtung verlaufende Durchk gängajPaufweisen, daß der Auslaß des Diffusors (102) im allgemeinen radial mit den Schaufeln des Leitapparates (109) ausgerichtet ist, wodurch ein Teil der vom Kompressor (26) ausgestoßenen Luft durch diese Schaufeln zum Verbrennungszoneneinlaß strömt und daß ein ringförmiges Spaltteil (118) in dem Diffusor (102) einen Teil der vom Kompressor (26) ausgestoßenen Luft entlang der äußeren Einlage (IO7) zum Verbrennungszoneneinlaß führt.

39* Gasturbine nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Rotor (34) eine Innenwelle (44) umfaßt, die sich stromaufwärts von dessen Turbinenbereich (38, 4o) erstreckt, sowie einen ) Drehungsring (45), der einen inneren und einen äußeren Umhüllungsring (48 bzw. 50) aufweist, die durch Schaufeln (46) fest verbunden sind und daß der innere Umhüllungsring (48) mit dem zuströtnseitigen Endstück der Innenwelle (44) verbunden ist und dor äußere Umhüllungsring (50) mit dem Mantelteil (54) verbunden ist, wobei der Mantelteil (54) einen Randbereich (55) an seinem zuströmseitigen Endstück aufweist, welches Einrichtungen (56) zur Aufnahme der Gebläsebeschaufelung (60) enthält und daß das innere Gehäuse (18) an seinem stromaufwärts gelegenen Endstück mit geringem Abstand von der Gebläsebeschaufelung (60) endet.

209823/0567

"*'"' 2H1265

40. Gasturbine nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln (46) des Drehungsringes (45) tangential geneigt sind, um deren Biegebeanspruchung auf einen Minimalwert zu verringern.

41. Gasturbine mit einem Rotor (34), der einen Turbinenbereich (38, 4o), eine Welle (44), die sich von dem Turbinenbereich stromaufwärts erstreckt und einen Kompressorbereich (54, 64) umfaßt, wobei der Konpreesorbereich einen konzentrischen Mantelteil (54) einschließt, der im Abstand nach außen von der Welle (44) angeordnet ist und einem mit Schaufeln (46) versehenen Drehungsring (45)1 der einen inneren (48) und einen äußeren (50) Urahüllungsring aufweist, die durch die Schaufeln (46) fest verbunden sind, wobei der innere Umhüllungsring (48) mit dem stromaufwärts gelegenen Endstück der Welle (44) verbunden .ist und der äußere Umhüllungsring (50) mit dem Mantelteil (54) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln (46) des Drehungsringes (45) tangential geneigt sind, um deren Biegebeanspruchung möglichst klein zu halten.

42. Gasturbine nach Anspruch 4i, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln (46) des Drehungsringes (45) vom inneren umhüllungsring (48) aus, von der Richtung der Rotordrehung weg geneigt sind, wodurch die Schaufeln (46) in erster Line auf Zug beansprucht sind.

43· Gasturbine nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet , daß der Mantelteil (54) eine Gebläsebeschaufelung (60)· trägt, die sich davon nach außen erstreckt, sowie eine Vielzahl von Reihen von Kompressorschaufelblättern (64), die sich davon nach innen ors Lx'ockon.

209823/0567

44. Gasturbine nach Anspruch 39» gekennzeichnet durch eine Kammer (128) innerhalb des inneren Gehäuses (18), die einen Teil der axialen Länge des Mantelteiles (54) umgibt, Durchgänge (124, 126), die vom Inneren des Mantelteils an einer Zwischenstufe dee Kompressors (26) zu der Kammer (128) verlaufen, rotierende Strömungsmitteldichtungen (132, 134) zwischen der Kammer (128) und dem Mantelteil (54), wobei die abströmseitige Dichtung (134) auf der einen Seite den Ausstoßdruck des Kompressors hat und auf der anderen Seite den Druck % der Zwischenstufe, sowie Einrichtungen (142), um einen Zwischenbereich, der stromabwärts gelegenen Dichtung (134) vom Gebläsekanal (12) aus zu belüften, um die Kammer (128) und die Zwischenstufe des Kompressors vom Ausstoßdruck des Kompressors zu isolieren, sowie Vorrichtungen (144, 150, 152), um selektiv Luft von der Kammer (128) in den Gebläsekanal (12) abzuzweigen und ein Überziehen der Turbine während des Betriebes außerhalb des Auslegepunktes zu vermeiden.

45« Gasturbine, gekennzeichnet durch einen gegenläufig rotierenden Kompressor (26) mit einen ersten Rotor (36), der auf dem Umfang axial im Abstand ' voneinander angeordnete Reihen sich nach außen erstrekkender Schaufelblätter (76) aufweist und einen zweiten Rotor (34) in Form eines Mantelteiles (54) mit auf dem Umfang vorhandenen Reihen von Schaufelblättern (64), ; die sich zwischen den Reihen von Schaufelblättern (76) des ersten Rotors (36) nach innen erstrecken und auf diese Weise einen Mehrstufenkompressor bilden, ein Gehäuse (18), welches den Mantelteil (54) umgibt und Einrichtungen (103, 104) aufweist, die einen ringförmigen Strömungspfad für die Druckluft bilden, die am abs trainee itigen Endstück des Mantelteiles (54) vom Kompressor auegestoßen wird, wobei das Gehäuse (18)eine Kammer (128)

209823/0567

-43- . 2ΗΊ265

einschließt, die einen Teil der axialen Lange des Mantelteiles (5*0 umgibt, sowie drehbare Strömungsmitteldichtungen (132, 134) zwischen dem Gehäuse (18) und dem Mantelteil (54) an den entgegengesetzten Endstücken der Kammer (128), Durchgänge (124, 126), die sich vom Inneren des Mantelteiles (54) bei einer Zwischenstufe des Kompressors (26) in die Kammer (128) erstrecken, wodurch der Druck an der stromabwärts gelegenen Dichtung (134) einerseits der Ausstoßdruck des Kompressors und andererseits der Druck der Zwischenstufe ist, sowie eine Einrichtung (142), um einen Zwischenbereich der abströmseitigen Dichtung (134) zu einem wesentlich geringeren Druck zu belüften, um die Kammer (128) und die Zwischenstufe des Kompressors (26) vom Ausstoßdruck des Kompressors zu isolieren, sowie Einrichtungen (144, I50» 152), um selektiv Luft aus der Kammer (128) zu einem wesentlich geringeren Druck abzuzweigen und ein Überziehen ^ Turbine während des Betriebes außerhalb des Auslegung;; punktes zu vermeiden.

209823/0567

Leerseite