DE2408839C2 - Zweiwellen-Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

a) Die Druckluft wird bei einem Zwischendruck des der äußeren Hohlwelle (14) zugeordneten Hochdruckverdichters (32) durch in seinem Verdichterrotor (30) ausgebildete öffnungen (132) entnommen, die eine Strömungsverbindung zu einer im Verdichterrohr (30) ausgebildeten Kammer (138) bilden,

b) von der Kammer (138) zweigen drei voneinander getrennte Strömungswege ab:

— ein erster Strömungsweg (142) s'.romabwärts durch den Vcrdichicrrotor (30) zur Kühlung der Verdichterscheiben (134).

— ein zweiter Strömungsweg (145) zur Druckbeaufschlagung der Dichtungen (121, 116, 106) der stroniaufwiirtigcn Lagerkammern (84,86) und

— ein dritter Strömungswcg (144) zur Druckbeaufschlagung der Dichtungen (124, 130) der stromabwärtigcn Lagerkammer (88). der durch einen axialen Ringkanal (158) in der W;ind der radial äußeren Hohlwelle (14) gebildet ist.

c) in der Wand der radial inneren Hohlwelle (12) ist ein axialer Ringkanal (200) ausgebildet, in dem eine Fntlüf'.imgsströmung von einer stroniaufwüriigen Lagcrkammrr (86) über einen radialen Slrömungskanal (197) stromabwärts ableitbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zwciwcllcn-Gast· urbinentriebwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein derartiges Zwciwcllen-Gaslurbinentriebwerk ist in der DE-OS 16 01 566 beschrieben.

Die Lager der Hohlwellen derartiger Gasturbinen-Triebwerke sind im allgemeinen durch eine oder mehrere Lager- oder Schmicrmittelsutnpfkammern umschlossen, durch welche ein Schmiermittel zirkuliert. Die Sumpfkammern enthalten im allgemeinen eine oder mehrere kreisringförmige Dichtungen. Allgemein ist ein System zur Druckbeaufschlagung vorgesehen, um einen Schmicrmittelverlust durch solche Dichtungen zu verhindern und das Schmiermittel auf einer erträglichen Temperatur zu halten und um relativ kühle Luft in jede Lagerkammer durch ihre entsprechenden Dichtungen zu richten und zu verhindern, daß Öl die Kammer durch die Dichtungen verläßt. Die in die Sumpfkammer strömende Luft muß auf einem höheren Druck sein, als die Luft im Innern der Kammer, um einen Druckabfall über den Dichtungen aufrechtzuerhalten, und auf diese Weise einen kontinuierlichen Strom kühler Luft in jede Sumpfkammer zu gewährleisten und den Verlust von Öl zu verhindern. Aus diesem Grund muß die Luft aus der Kammer kontinuierlich abgeführt werden.

Eines der Hauptprobleme bei solchen Systemen besteht in der Zuführung von Druckluft zur Sumpfkammer unter Verwendung von möglichst wenigen Rohrleitungen, welche außerhalb des Triebwerks befestigt sind oder durch den Gasströmungsweg des Triebwerkes hindurch geführt werden müssen.

Aus der eingangs genannten DE-OS 16 01 566 ist es bekannt, die Sumpfkammer sowohl zu belüften als auch ίο mit Druck zu beaufschlagen über Leitungen, welche durch die Streben der tragenden Gehäusestruktur des Triebwerkes hindurch verlaufen. Diese Streben erstrekken sich notwendigerweise durch den Gasströmungsweg und müssen ausreichende Abmessungen besitzen, um die darin angeordneten Leitungen aufzunehmen. Dadurch wird aber der Gesamtwirkungsgrad des Triebwerkes vermindert.

Weiterhin wird die am Verdichter abgezweigte Luft auch noch zu Kühlzwecken an vielen Stellen im Innern 2(i des Triebwerkes verwendet. Es wäre wünschenswert, die zur Druckbeaufschlagung und Kühlung benutzte Luft am gleichen Punkt vom HD-Verdichter abzapfen zu können, um den mechanischen Aufbau des Rotors zu vereinfachen.

2% Die DE-AS 11 15 855 beschreibt eine Kühlmittel-Schaufel in einem hohlen Verdichter-Läufer, dessen Hohlraum vom Kühlmittel radial einwärts durchströmt wird. Dort tritt zwar das Kühlmittel, nämlich in den Lauf- und Leitschaufeln verdichtete Luft, durch in der in Umfangswand des Verdichters ausgebildete Löcher in den Hohlraum, aber über die weitere Ausnutzung dieses Kühlmittels ist nichts gesagt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Zweiwellen-Gasturbinentriebwerk der eingangs genannten Art derart r> auszugestalten, daß eine Trennung zwischen Kühlluft und Druckbeaufschlagungsströmung mit kurzen Strömungswegen erhalten wird, wobei Außenleitungen weitgehend vermieden sein sollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im «ι Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbarcn Vorteile bestehen insbesondere darin, daß für die Druckluftentnahme keine in die Verdichterströmung hineinragenden Bauteile erforderlich sind, wodurch der Wirkungsgrad infolge «Ί eines geringeren Strömungswiderstands verbessert wird. Weiterhin wird ein Haupiieil des Strömungsweges für die Druckbeaufschlagung im Innern des Triebwerkes gebildet durch Benutzung von Triebwerkstcilen. die keine Relativbewegung zueinander aufweisen. Auf vt kurzen Strömungswegen wird eine saubere Trennung zwischen Kühlluft und Druckbeaufschlagungsströmung erreicht.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbcispiclen näher erläutert. ^r>'> Fig. 1 ist eine Seitenansicht, bei der die Hälfte im Schnitt dargestellt ist. welche in vereinfachter Weise ein Gasturbinentriebwerk gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht von einem hi) stromaufwärtigen Teil des Gasturbinen-Triebwerkes nach F i g. 1.

F i g. 2a ist eine vergrößerte Schnitiansichl von einem Zwischenteil des Gasturbinentriebwerkes mich Fig. t.

F i g. 2b ist eine vergrößerte Schnitiansichi \on einem ^h"> stromabwärligen Teil des Gasturbinentriebwerkes nach Fig. 1.

(•"ig. I zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 nut inneren und äußeren konzentrischen Hohlwellen 12 und 14. Die

innere Hohlwelle 12 enthält einen Bläserrotor 16 für einen Bläser 18, einen Turbinenrotor 20 für eine Niederdruckturbine 22 und einen äußeren Wandteil 26, welcher einen inneren Wandteil 24 anschließt und mit diesem und mit den Rotoren 16 und 20 verbunden ist Die äußere Hohlwelle 14 enthält einen Rotor 30 für einen Hochdruckverdichter 32, einen Turbinenrotor 34 für eine Hochdruckturbine 36 stromabwärts van einem Brenner 62, einen allgemein zylindrischen Wandteil 38, welcher den Wandteil 26 unmittelbar umschließt und einen zweiten allgemein zylindriscnen Wandteil 40, welcher mit radialem Abstand den Wandteil 38 umschließt

Aus F i g. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß ein hohles Kerntriebwerksgehäuse 42 vorgesehen ist, welches den Hochdruckverdichter 32 und die Niederdruck- und Hochdruckturbinen 22 und 36 umschließt. Das Gehäuse 42 bildet zusammen mit den Hohlwellen 12 und 14 und deren entsprechenden stationären Bauteilen eine kreisringförmige Strömungsbahn 44 (Fig. 2), welche einen zwischen dem Bläser 18 und dem Verdichter 32 angeordneten Einlaß 46 und einen Auslaß 48 stromabwärts von der Niederdruckturbine 22 besitzt. Wie weiterhin in F i g. 1 gezeigt ist, umschließt ein äußeres Gehäuse 50 den Bläser 18 und bildet zusammen mit dem Innengehäuse 42 eine kreisringförmige Bläser-Strömungsbahn 52, die einen Einlaß 54 und einen Auslaß 56 besitzt. Gewünschtenfalls kann ein Mischer 58 stromabwärts von der Niederdruckturbine angeordnet sein, um die durch den Auslaß 48 des Kerntriebwerks strömende Luft mit der durch den Bläserauslaß 56 strömenden Luft vor dem Austritt aus dem Triebwerk 10 durch eine Schubdüse 60 zu mischen.

Anhand der Fig.2, 2a und 2b wird nun die Druckbeaufschlagung und Entlüftung der Lagerkam mern des Triebwerks 10 beschrieben. Die inneren und äußeren Hohlwellen 12 und 14 sind durch mehrere Lager für eine Drehung gelagert, welche an beabstandeten Stellen entlang der Wellen angebracht sind.

Beispielsweise ist in F i g. 2 ein Lager 64 am vorderen Ende des Bläserrotors 16 und ein zweites Lager 66 am rückwärtigen Ende des Bläserrotors 16 angebracht. Ein weiteres Lager 68 ist am 'orderen Ende des Verdichterrotors 30 angeordnet. Weitere Lager 70 und 72 sind in der Nähe der stromabwärtigen Enden der Hohlwellen 12 und 14 gemäß der Darstellung in F i g. 2b angeordnet

Die Lager sind mit dem Kerntriebwerksgehäuse 42 und dem äußeren Gehäuse 50 über mehrere hohle Streben verbunden, welche sich in radialer Richtung über den Gasströmungskanal erstrecken. Beispielsweise sind in dem Gasturbinen-Triebwerk nach Fig. 1 stromaufwärtige Streben 74 stromaufwärts vom Bläser 18 vorgesehen und erstrecken sich über den Einlaß des Triebwerkes. Zwischenstreben 76 sind unmittelbar stromaufwärts von dem Kerntriebwerksverdichter 32 vorgesehen und verlaufen sowohl über den Einlaß 46 des Kerntriebwerkes und auch den Bläserkanal 52. Stromabwärtige Streben 82 sind stromabwärts von der Niederdruckturbine 22 gemäß der Darstellung in den F i g. 1 und 2b vorgesehen.

Gemäß den F i g. 2, 2a und 2b bildet das Gasturbinen-Triebwerk 10 zusammen mit mindesiens einer der Hohlwellen 12 und 14 eine kreisringförmige stromaufwärtige Sumpf- oder Lagerkammer 84. eine zwischengelegene kreisringförmige Sumpf- oder Lagerkammer 86 und eine stromabwärtige Sumpf- oder Lagerkammer 88. um die vorstehend beschriebenen Lager zu umschließen. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, umschließt der stromaufwärtige Sumpf 84 das Lager 64 und der zwischengefügte Sumpf 86 umschließt das Lager 66 bzw. 68. Schließlich umschließt der stromabwärtige > Sumpf 88 (siehe F i g. 2b) die Lager 70 und 72.

Wie in den F i g. 2, 2a und 2b gezeigt ist, ist ein zirkulierendes Schmiermittelsystem für die verschiedenen Lager vorgesehen, um die Lager während des Betriebs des Triebwerkes 10 mit Schmiermittel zu

κι versorgen. Wie in F i g. 2 gezeigt, wird der stromaufwärtige Sumpf 84 von einem geeigneten, nicht gezeigten Vorratstank über ein Rohr 90 mit einem geeigneten Schmiermittel versorgt, wobei das Rohr durch eine der stromaufwärtigen Streben 74 verläuft Das Schmiermittel wird dem Sumpf 84 durch eine oder mehrere Sprühdüsen 92 zugeführt, welche neben dem Lager 64 angebracht sind.

In ähnlicher Weise wird der zwischengefügte Sumpf 86 durch ein Rohr 94 mit Schmiermittel versorgt,

j» welches durch eine der Zwischenstreben 76 verläuft.

Das Schmiermittel wird dann den Lagern 66 und 68 über eine oder mehrere Sprühdüsen 95, 96, 97 und 98 zugeführt.

Schließlich wird dem stromabwärtigen Sumpf 38 über

: j eine Rohrleitung 100 Schmiermittel zugeführt, welche durch eine der stromabwärtigen Streben 82 nach F i g. 2b verläuft. Das Schmiermittel wird dann über eine Meß- und Spülpumpe 102 abgemessen und den Lagern 70 und 72 zugeführt. Das von der Pumpe 102 gelieferte

in Schmiermittel wird mit Hilfe von Öffnungen oder Düsen 104 und 105 auf die Lager 70 und 72 gerichtet. Das auf diese Weise in die verschiedenen Lagerkammern eingebrachte Schmiermittel wird dann aus den Kammern entfernt, in einen geeigneten Vorratsbehälter (nicht gezeigt) in einer noch zu beschreibenden Art und Weise abgeführt und dann erneut verdichtet und den Lagerkammern zugeführt.

An den Verbindungen der stationären Triebwerksteile und der rotierenden Welle oder Wellen, die jeweils

•»ο eine Kammer bilden, sind Dichtungen angeordnet, um einen Verlust von Schmiermittel aus den Sumpfkammern 84, 86 und 88 zu verhindern. Beispielsweise sind gemäß Fig. 2 Dichtungen 106 und 107 am Schnittbereich des rotierenden konischen Schaftteils 108 und des stationären konischen Teils 110 vorgesehen, um eine Dichtungsdruckkammer 111 zu bilden. Auf der gegenüberliegenden Seite des Lagers 64 wird kein Dichtungsteil benötigt, da die Sumpfkammer zwischen zwei zylindrischen Platten 112 und 114 gebildet wird, welche

so unter Abdichtung mit den konischen Teilen 110 bzw. 108 verbunden sind. In ähnlicher Weise sind in Fig.2 Dichtungen 115 und 116 zwischen dem Bläserrotor 16 und einem stationären Rahmenteil 117 angeordnet, um eine Dichtungsdruckkammer 118 für eine Seite der Sumpfkammer 86 zu bilden. Zwischen dem Verdichterrotor 30 und dem konischen stationären Teil 122 sind Dichtungen 120 und 121 ausgestaltet zur Bildung einer Dichtungsdruckkammer 123 am entgegengesetzten Ende der Sumpfkammer 86. In ähnlicher Weise ergeben μ Dichtungen 124, 126,128 und 130 Dichtungsdruckkammern 127 und 129 für die Sumpfkammer 88 gemäß F i g. 2b.

Um weiterhin ein Austreten von Schmiermittel aus den Lagerkammern und gleichzeitig übermäßig hohe fr5 Schmiennitteltempcraturen zu verhindern, welche ein Verdampfen oder Kochen des Schmiermittels verursachen könnten, ist ein System zur Zirkulation relativ kalter Luft durch jede Lagerkammer vorgesehen.

welche durch den HD-Verdichter 32 verdichtet wurde. Im allgemeinen enthält dieses System Einrichtungen zur Zuführung verdichteter Luft vom Verdichter in die Dichtungsdruckkammern, welche jede Lagerkammer umschließen, und dann durch die jeweiligen Dichtungen in die Lagerkammern hinein. Das System enthält weiterhin Einrichtungen zur Belüftung oder zum Ablassen der Luft aus den Lagerkammern in einen Bereich des Triebwerkes mit niedrigerem Druck. Aus diesem Grund ist an einer geeigneten Stelle zwischen to den Verdichterscheiben 134 eine öffnung 132 ausgebildet. Die Verdichterscheiben 134 bilden Befestigungsflächen für mehrere Stufen von Verdichterrotorlaufschaufeln 136. Auf diese Weise wird Luft aus dem Strömungsweg des Verdichters durch die öffnung oder öffnungen 132 in eine Kammer 138 abgezweigt, welche zwischen zwei Verdichterrotorscheiben 134 gebildet ist. Im Innern der Kammer 138 sind mehrere Schaufelräder 140 angebracht und in geeigneter Weise mit der Rotorscheibe des Verdichters zur Drehung mit derselben verbunden. Die Schaufelräder 140 wirken so, daß sie die Bildung eines sich frei drehenden Wirbels in der vom Verdichter abgezweigten Luft verhindern, weiche durch die Kammer 138 strömt.

Die vom Verdichter abgezweigte Luft strömt durch die Kammer 138 radial nach innen und wird dann in drei voneinander getrennte Strömungswege 142, 144 und 145 aufgeteilt, wie dies durch Pfeile in Fig.2a gezeigt ist. Der Strömungsweg 142 bildet einen Verdichter-Kühlmittelströmungsweg, dessen Luftströmung eine Kühlung des Verdichterrotors 30 und insbesondere der Verdichterscheiben 134 bewirkt. Diese Luft bewirkt auch noch eine Kühlung des Wandteils 40 und der Scheiben 146 und 148, welche der Hochdruckturbine 36 zugeordnet sind, vor dem Austritt in eine Kammer 149 (Fig.2b) durch eine Öffnung 150, welche in einem konischen Wellenteil 152 ausgebildet ist. Diese Luft strömt dann entweder über eine der Scheibe 148 zugeordnete Dichtung 154 vor der Rückführung in die Triebwerksströmung stromabwärts von der Hoch- «o druckturbine 36 oder durch eine öffnung 155 in eine Kammer 157, von wo aus sie dann in die Triebwerksstfömung eintritt.

Anhand der F i g. 2 und 2a wird der zweite Strömungsweg 145 des Luftstromes von der Kammer 138 nach vorn durch eine Öffnung 174 im Verdichter 30 beschrieben. Die durch die öffnung 174 strömende Luft beaufschlagt die Dichtungsdruckkammer 123 des mittleren Sumpfes 86 mit Druck. Ein Teil der in die Kammer 123 strömenden Luft wird über Rohre (nicht gezeigt), welche entweder inner- oder außerhalb der Sumpfkammer 86 liegen könnten, zu Rohren 176 und 177 geleitet, welche durch eine der Mittelstreben 76 laufen Anschließend strömt diese Luft durch ein einziges Rohr 178, das außerhalb des Triebwerksgehäuses befestigt ist. Von dort aus wird sie durch eine der stromaufwärtigen Streben 74 geleitet, um die zur stromaufwärtigen Sumpfkammer 84 nach F i g. 2 gehörige Dichtungskammer 111 mit Druck zu beaufschlagen. Gleichzeitig wird ein zweiter Teil der aus der Kammer 123 austretenden Luft in die Dichtungsdruckkammer 118 gerichtet, welche auf der stromaufwärtigen Seite der Sumpfkammer 86 ausgebildet ist. Hierzu dienen ein Rohr 180 und ein Kanal 182, welcher dem konischen Rahmenteil 117 zugeordnet ist.

Auf dem dritten Strömungsweg 144 strömt ein weiterer Teil der durch die Kammer 138 strömenden Luft durch eine von mehreren Öffnungen 156, welche in dem Wandteil 38 der radial äußeren Hohlwelle 14 ausgebildet sind, und strömt anschließend durch einen Ringkanal 158, welcher in der Wand der radial äußeren Hohlwelle 14 gebildet ist. Wie aus F i g. 2b ersichtlich ist. strömt diese Luft dann durch öffnungen 162, welche in dem konischen Teil 152 gebildet sind, zur Druckbeaufschlagung der Dichtungsdruckkammer 127, welche der Sumpfkammer 88 zugeordnet ist. Die Luft aus der Kammer 127 ergibt eine Druckbeaufschlagung der Dichtungen 124 und 126 und strömt dann ebenfalls über eine öffnung 160 zur Druckbeaufschlagung der Dichtungsdruckkammer 129. Die Kammern 127 und 149 sind voneinander durch die Dichtung 126 getrennt, so daß die Kühlluft und die Luft zur Druckbeaufschlagung der Dichtung im wesentlichen daran gehindert werden, sich an diesem Punkt zu mischer..

Eine Einrichtung zur Entlüftung der Lagerkammer 88 und zur Förderung des kontinuierlichen Strömens kalter verdichteter Luft über die Dichtungen in die Kammer 88 ist ebenfalls in Fig.2b gezeigt. Diese Einrichtung weist öffnungen 166 und 168 in dem Wandteil 26 der inneren Hohlwelle 12 und eine öffnung 169 in dem stromabwärtigen Ende der Hohlwelle 12 auf. Ein Nebel von Luft/Öl strömt während des normalen Betriebs des Triebwerkes 10 durch die öffnungen 166 und 168. Infolge der Rotation der Hohlwelle 12 werden die Ölteilchen durch Zentrifugalwirkung zurückgeschleudert, während »saubere« Luft in eine Kammer 170 am stromabwärtigen Ende der Hohlwelle 12 strömt. Diese Luft strömt dann durch ein Entlüftungsrohr 172 und wird von dort aus in geeigneter Weise an die Umgebung abgegeben.

Wie bereits erwähnt, wird das in die Lagerkammern eingespritzte Schmiermittel aus den Kammern mit Hilfe von Spülpumpen entfernt, und in ein geeignetes, nicht gezeigtes Vorratsgefäß abgegeben, um erneut unter Druck gesetzt und den Lagerkammern zugeführt zu werden. Aus diesem Grund ist die stromabwärtige Sumpfkammer 88 mit einer Meß- und Spülpumpe 102 versehen, die kontinuierlich Schmiermittel aus der Sumpfkammer 88 entfernt, während Schmiermittel aus den öffnungen 104 und 105 ausgestoßen wird und seine erwünschte Schmierfunktion ausübt. Aus diesem Grunde ist die Sumpfkammer 88 mit einem Einlaß 184 (Fig.2b) für die Spülpumpe ausgestattet, durch den dann das verbrauchte Schmiermittel zur Pumpe 102 strömt (dieser Einlaß würde am Boden der Sumpfkammer 88 liegen und ist zur Vereinfachung der Abbildung in F i g. 2b um 180° gedreht dargestellt).

Die Pumpe 102 weist einen Auslaß 186 auf, welcher durch die Antriebswelle der Drehzahluntersetzungseinrichtung (nicht gezeigt) gebildet ist, um das abgeführte Schmiermittel in das innere der Hohlwelle 12 des Gasturbinen-Triebwerks zu richten, durch welche die Pumpe 102 angetrieben wird. In dieser Weise wird das Schmiermittel aus der Sumpfkammer 88 abgeführt und der Spülkammer 187 zugeführt, welche im Innern der Hohlwelle 12 ausgebildet ist und strömt durch diese in Richtung der Pfeile 188. Das Schmiermittel wird dann gemäß der Darstellung in der F i g. 2 durch Zentrifugalwirkung durch Rohrabschnitte 190, 192, 193 und 194 geführt, welche in den Hohlwellen 12 und 14 gebildet sind und durch einen Ring 196, welcher dem Lager 86 zugeordnet ist und wird von dort aus zum Innern der Sumpfkammer 86 geführt Dieses Schmiermittel wird dann aus der Sumpfkammer 86 zusammen mit dem Schmiermittel abgezogen, welches dort während des normalen Betriebs des Triebwerkes zugeführt wird.

Die Abführung des Schmiermittels aus der Sumpf-

kammer 86 kann in irgendeiner gewünschten Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, daß ein Auslaß am Boden der Sumpfkammer 86 angebracht wird, durch den das Schmiermittel über eine der Zwischenstreben 76 zu einer nicht gezeigten Spülpumpe geliefert werden kann. In ähnlicher Weise wird das der stromaufwärtigen Kammer 84 zugeführte Schmiermittel gewünschter Weise abgezogen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß nicht gezeigte Auslässe am Boden der Kammer 84 angebracht werden, und ein mit diesem Auslaß verbundenes Rohr durch eine der stromaufwärtigen Streben 74 geführt wird. Das auf diese Weise aus den Sumpfkammern 84 und 86 entfernte Schmiermittel wird dadurch einem geeigneten Vorratsgefäß zugeführt, um erneut unter Druck gesetzt und dann wieder an die Lagerkammern geliefert zu werden.

Wie bereits zuvor beschrieben, wird die Luft zur Druckbeaufschlagung mit Hilfe von Rohrleitungen 180, welche mit der Kammer 123 verbunden sind, der Kammer 118 zugeführt, die an der stromaufwärtigen Seite der Sumpfkammer 86 gebildet ist.

Um einen kontinuierlichen Luftstrom durch die Kammern 118 und 123 zu erreichen, sind Lüftungseinrichtungen einschließlich eines Kanals 197 im Innern der Hohlwelle 12 gebildet, wie dies in Fi g. 2 gezeigt ist. In dieser Weise strömt die Luft von der Sumpfkammer 86 zu einem axialen Ringkanal 200, welcher zwischen dem äußeren Wandteil 26 und dem inneren Wandteil 24 der inneren Hohlwelle 12 gebildet ist. Die abgelassene oder Entlüftungsluft strömt durch den Ringkanal 200 nach rückwärts und strömt dann durch öffnungen 202 und 204 (siehe F i g. 2b) in das Entlüftungsrohr 172 und wird von diesem aus in die Umgebung abgegeben. Aufgrund der Drehung der Hohlwelle 12 wirkt der radiale Strömungskanal 197 nach Art einer Zentrifugalpumpe, wodurch ein Eintritt von ölteilchen in den Ringkanal 200 weiter verhindert wird.

Wie weiterhin in Fig. 2a gezeigt ist, sind Einrichtungen vorgesehen, um eine Ringkammer 206 zu spülen, welche zwischen dem äußeren Wandtet! 26 der inneren Hohlwelle 12 und dem Wandteil 38 der äußeren Hohlwelle 14 gebildet ist, so daß kein öl in der Kammer 206 eingefangen werden kann. Die Spüleinrichtung umfaßt eine Öffnung 208, die in dem Wandteil 38 so ausgebildet ist, daß ein kleiner Teil der durch den Ringkanal 158 strömenden Luft durch die öffnung 208 strömt, um die Kammer 206 mit Druck zu beaufschlagen. Auf diese Weise wird durch zwei Dichtungen 210 und 212, welche an gegenüberliegenden Enden der Kammer 206 gemäß der Darstellung in den F i g. 2 bzw. 2b angeordnet sind, eine Druckdifferenz aufgebaut. Das öl wird dadurch daran gehindert durch die Dichtungen 210 und 212 zu strömen und in der Kammer 206 eingefangen zu werden.

Es wird noch nachstehend der Betrieb und die Funktionsweise des Zweiwellen-Gasturbinentriebwerks gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert.

Ein Teil der durch den Verdichter 32 des Kerntriebwerks strömenden Luft wird durch die öffnung 132 abgezweigt und strömt radial nach innen durch die Kammer 138. Diese Luft wird dann in die drei Strömungswege 142, 144 und 145 aufgeteilt Der Strömungsweg 142 wirkt als Kühlung für den Verdichter 32 und die Turbinenscheiben 146 und 148, bevor diese Luft dann durch die Öffnung 150 und entweder die Dichtung 154 oder die öffnung 155 in die Triebwerksströmung zurückgeführt wird. Der zweite Strömungsweg 145 vom Verdichter bewirkt zunächst eine Druckbeaufschlagung der Kammer 123, welche auf einer Seite der Sumpfkammer 86 angeordnet ist. Danach wird dieser Strom zur Druckbeaufschlagung der Kammer 118, die auf der Mromaufwärtigen Seite der Sumpfkammer 86 befindliche ist, und auch über die Rohrleitung 178 zur Druckbeaufschlagung der Kammer 111 der stromaufwärtigen Sumpfkammer benutzt. Auf

ίο dem dritten Strömungsweg 144 strömt abgezweigte Verdichterluft durch den Ringkanal 158 und durch die öffnung 162, um die Kammer 127 mit Druck zu beaufschlagen, welche an einer Seite der Sumpfkammer 88 angeordnet ist. Ein Teil der Luft im Innern der Kammer 127 dient auch zur Druckbeaufschlagung der Kammer 129, welche auf der anderen Seite der Sumpfkammer 88 angeordnet ist. Dabei strömt diese

Luft durch die öffnung 160.

Daher wird die an einer einzigen Stelle im Innern des Verdichters abgezweigte Luft dazu benutzt, jede der dem Triebwerk zugeordneten Sumpfkammer mit Druck zu beaufschlagen und auch noch zur Kühlung eines beträchtlichen Anteils der rotierenden Bauelemente des Triebwerks zu sorgen. Die Luft zur Druckbeaufschlagung des Sumpfes und die Kühlluft werden jedoch nach der Abzweigung vom Verdichter (teilweise durch die Dichtung 126) in diesem System getrennt voneinander gehalten, so daß die Kühlluft, welche bei der Ausführung ihrer Kühlfunktion Wärme aufnimmt, danach nicht einer der Sumpfkammern zugeführt wird.

Jedem Lager 64, 66, 68, 70 und 72 wird über die Sprühdüsen 92, 95, 96, 97, 98 und 104 ein geeignetes Schmiermittel zugeführt. Das Schmiermittel wird am Entweichen aus den Sumpfkammern 84, 86 und 88 gehindert, indem die Luft eine Druckbeaufschlagung der Dichtungskammern 111, 118, 123,127 und 129 bewirkt, welche jeweils einer Sumpfkammer zugeordnet sind.

Der Sumpfkammer 84 zugeführtes Schmiermittel wird in geeigneter Weise aus dieser abgezogen, beispielsweise dadurch, daß es durch einen Auslaß strömt, welcher im Innern einer der stromaufwärtigen Streben am Unterteil des Triebwerkes 10 angeordnet ist. Das der stromabwärtigen Sumpfkammer 88 zugeführte Schmiermittel wird dort mit Hilfe der Meß- und Spülpumpe 102 abgezogen und der Kammer 187 zugeführt, welche im Innern der Hohlwelle 12 ausgebildet ist. Aus dieser Kammer wird das abgezogene öl durch Zentrifugalwirkung und durch die öffnungen 190,192,193 und 194 in die zwischengefügte Sumpfkammer 86 geleitet. Das auf diese Weise in die Sumpfkammer 86 gebrachte Schmiermittel und das gesamte durch die Sprühdüsen 95 und % zugeführte Schmiermittel wird in geeigneter Weise dort abgezogen, beispielsweise mit Hilfe eines Auslasses, welcher im Boden derselben angeordnet und mit Rohren verbunden ist, die sich durch eine der mittleren Streben 76 erstrecken.

Ein erster Teil der zur Druckbeaufschlagung der Dichtung verwendeten Luft wird über den axialen Ringkanal 200 abgeführt, welcher in der Wand der inneren Hohlwelle 12 gebildet ist, wobei die Luft dem Ringkanal 200 aus der Sumpfkammer 86 durch den radialen Strömungskanal 197 zugeführt wird. Der Teil der Luft zur Druckbeaufschlagung der Dichtungen, welcher der Sumpfkammer 88 zugeführt wird, wird aus derselben in ähnlicher Weise über die öffnungen 166, 168 und 169 abgeführt, von wo aus Luft in das Entlüftungsrohr 172 strömt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zweiwellen-Gasturbinentriebwerk mit die Lager der konzentrischen Hohlwellen aufnehmenden Lagerkammern, die Mittel zum Zu- und Abführen von Schmiermittel aufweisen, und deren zwischen stationären und rotierenden Teilen befindliche Dichtungen mit Druckluft aus der Verdichterströmung beaufschlagbar sind, wobei zur Ausbildung einer kontinuierlichen Luftströmung die Lagerkammern entlüftet sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: