DE2904605A1

DE2904605A1 - Anordnung aus einem gewunden gelappten mischer und einem zentralkoerper fuer ein fan-strahltriebwerk

Info

Publication number: DE2904605A1
Application number: DE19792904605
Authority: DE
Inventors: Leonard Axel Johnson
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1978-02-13
Filing date: 1979-02-07
Publication date: 1979-08-16
Also published as: GB2014665B; BE874035A; CA1105275A; JPS6225864B2; FR2417017B1; FR2417017A1; US4226085A; DE2904605C2; JPS54114632A; GB2014665A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinentriebwerke für
Flugzeuge und betrifft insbesondere die Tragvorrichtung und die Konstruktion des Schubdüsenzentralkörpers und des gewunden gelappten Mischers.

Es ist üblich, den Schubdüsenzentralkörper des Strahltriebwerkes mit seinem vorderen Ende an dem Turbinenauslaßgehäuse zu befestigen, so daß er sich axial zu dem hinteren Ende des Triebwerkes erstreckt. Weiter ist es übliche Praxis, in ähnlicher Weise den im Querschnitt gelappten Mischer (hier abgekürzt als gelappter Mischer bezeichnet) an dem Turbinen-

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auslaßgehäuse durch Schweißen oder Schrauben zu befestigen. Jede Einheit enthält daher ihre eigene Tragvorrichtung und erfordert das Hinzufügen einer Tragkonstruktion zu dem Turbinenauslaßgehäuse.

Bei der Wartung ist es daher offenbar erforderlich, daß die Bedienungsperson, weil zwei unabhängige Befestigungsvorrichtungen vorhanden sind, die doppelte Arbeit ausführt, jede Einheit gesondert zu entfernen. Das ist nicht nur lästig, sondern macht auch all das gesonderte Material erforderlich, das für Befestigungszwecke benötigt wird. Weiter wird es in bereits existierenden Triebwerksanlagen, in denen das Triebwerk mit dem gelappten Mischer zu Strahllärmverringerungszwecken nachgerüstet werden soll, zur Hauptaufgabe, das Triebwerksauslaßgehäuse umzuarbeiten, damit es den Mischer aufnehmen kann.

Der Erfinder hat herausgefunden, daß die oben aufgeführten Probleme beseitigt werden können, indem der Mischer und der Zentralkörper zu einer einzigen Einheit kombiniert werden und indem diese Einheit an dem Triebwerksgehäuse statt an dem Turbinenauslaßgehäuse befestigt wird. Die Einheit kann dann mit dem Auslaßgehäuse ausdehnungsgekuppelt werden, was den zusätzlichen Vorteil hat, daß Spannungen verringert werden, die durch thermisches Wachstum hervorgerufen werden.

Ein Merkmal der Erfindung ist es, den Schubdüsenzentralkörper und den gelappten, gewundenen Mischer eines Gasturbinentriebwerkes zu einer einzigen integralen Einheit zu vereinigen und eine einzige Befestigungsstelle an dem Triebwerksgehäuse statt an dem Turbinenauslaßgehäuse zu haben. Ausdehnungskupplungen in der Nähe des Gehäuses gestatten ein einfaches Zusammenbauen und Zerlegen und bringen Verbesserungen bezüglich des thermischen Wachstums mit sich.

Ein Vorteil der einzigen, einstückigen Anordnung ist es, daß

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sie das Nachrüsten von bereits vorhandenen Triebwerken gestattet, ohne daß das Umarbeiten des Turbinenauslaßgehäuses erforderlich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilseitenansicht, welche Einzel

heiten der Erfindung zeigt, und

Fig. 2 eine Teilendansicht der Einheit aus

Zentralkörper und gelapptem, gewundenem Mischer.

Der gelappte Mischer wird in seiner bevorzugten Ausführungsform an einem Fan-Strahltriebwerk benutzt, bei welchem sich die Fan- oder Gebläseluft und die Triebwerksprimärluft stromabwärts der Turbine miteinander vermischen und bei welchem der gelappte Mischer zum Vermischen der beiden Luftströme dient, um eine Strahllärmverringerung und eine Erhöhung der gesamten Triebwerksleistung zu erzielen. Es ist möglich, gewisse Triebwerksmodelle, wie beispielsweise das Modell JT-8D, das von der Fa. Pratt & Whitney, einer Tochtergesellschaft der Anmelderin, hergestellt wird, auf einfache Weise nachzurüsten, um sie der Erfindung anzupassen, ohne daß eine umfangreiche Umarbeitung der Triebwerks- oder Flugzeugkonstruktion erforderlich ist, die sonst erforderlich sein würde.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den hinteren Teil des Strahltriebwerkes mit einem äußeren Gehäuse oder einer Schubdüse 10, die das Turbinenauslaßgehäuse 12 (mit ausgezogenen Linien dargestellt) umschließt und trägt. Bezüglich weiterer Einzelheiten der Konstruktion dieser Teile wird auf das vorgenannte Triebwerksmodell JT-8D verwiesen. Diese Teile sind

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vorhandene Produktionsteile und die Beschreibung bezieht sich auf das Nachrüsten dieses Triebwerkes, um es mit einem Mischer zu versehen, wenn vorher kein Mischer vorhanden war.

Gemäß der Erfindung trägt der gewundene, gelappte Mischer 14 mehrere Streben 16, die umfangsmäßig versetzt an einem inneren Mischerbogental 18 befestigt sind, und ist an einem Zentralkörper 20 befestigt, welcher einen Verstärkungsring 22 aufweisen kann. Ebenso sind mehrere umfangsmäßig versetzt angeordnete Streben 24 an der äußeren Mischerbogenkrone 26 befestigt und bilden ein gemeinsames Teil mit einem Ring 28, an welchem ein abstehender Flansch so angeformt ist, daß er mit einem Flansch 30, bei welchem es sich um ein vorhandenes Teil handelt, zusammenpaßt. Mehrere Schraubenanordnungen dienen zum Festhalten der einstückigen Anordnung aus Mischer und Zentralkörper in ihrer Lage.

Gemäß Fig. 1 trägt das vordere Ende des Mischers mehrere ringförmige Ausdehnungskupplungseinheiten 32, 34 und 36, welche mit ihnen zusammenwirkende Kupplungselemente 38 bzw. 40 bzw. 42 erfassen können, die durch das Turbinenauslaßgehäuse 12 gehaltert sind. Wenn die einstückige Anordnung aus Mischer und Zentralkörper in ihre richtige Lage gebracht wird, d.h. bezüglich des Triebwerkes aus der in der Zeichnung gezeigten Position nach vorn bewegt wird, erfaßt die Ausdehnungskupplung 36 eine nockenartige Fläche 48, die dazu dient, die Anordnung in ihre richtige Lage zu leiten.

Durch die Erfindung wird die Notwendigkeit, den Mischer und den Zentralkörper gesondert mit einem passenden Flansch an dem Turbinenauslaßgehäuse zu verschrauben, vermieden. Bei der bislang üblichen Praxis ist es erforderlich, einen passenden Flansch an das Turbinenauslaßgehäuse zu schweißen, der den passenden Flansch an jedem der einzelnen Teile auf-

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nimmt. Im Stand der Technik ist es deshalb erforderlich, die Flansche jeweils an das Turbinenauslaßgehäuse anzuschweißen.

Die einstückige Anordnung aus Zentralkörper und Mischer kann nicht nur leicht gewartet werden, da sie an einem einzigen Punkt abgestützt und als eine komplette Einheit entfernbar ist, sondern sie führt auch zur Minimierung von Spannungen an der bereits hoch beanspruchten Tragbüchse 50, weil der Zentralkörper nicht mehr an dem Turbinenauslaßgehäuse abgestützt ist, das durch die Büchse 50 abgestützt ist, sondern durch das Gehäuse 10 über den Flansch 30. Außerdem gestattet die Ausdehnungskupplung ein unterschiedliches thermisches Wachstum und die Verwendung eines Titanmischers aus Gründen der Verringerung des Gewichts, weil die Ausdehnungskupplung einen Kriechstoß an dieser Stelle beseitigt.

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Claims

Patentansprüche :

1J Anordnung aus einem im Querschnitt gewunden gelappten Mischer und einem Zentralkörper für ein Fan-Strahltriebwerk mit einem Turbinenauslaßgehäuse und einer insgesamt zylindrischen Schubdüse, die mit Abstand von und konzentrisch zu dem Turbinenauslaßgehäuse angeordnet ist und einen Auslaß hat, an welchem das Gasturbinenarbeitsmittel austritt, wobei durch den Abstand zwischen dem Turbinenauslaßgehäuse und der Schubdüse ein Durchlaß für die Fan-Auslaßluft festgelegt ist und wobei der gelappte Mischer mehrere in Umfangsrichtung abwechselnde und Abstand voneinander aufweisende Kronenteile und Tälerteile hat, gekennzeichnet durch mehrere sich radial erstreckende erste Streben (24) , die durch wenigstens einen der Kronenteile (26) gehaltert sind, durch mehrere sich radial erstreckende zweite Streben (16), welche durch wenigstens einen der Tälerteile (18) gehaltert sind, und durch eine Vorrichtung (28), die durch die ersten Streben (24) gehaltert ist und zum Befestigen der Anordnung

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aus Mischer (1·4) und Zentralkörper (20) an dem Turbinenauslaßgehäuse (12) zum Vermischen der Ströme aus dem Turbinenauslaßgehäuse und dem Durchlaß dient.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Teil (28) an dem äußeren Durchmesser der ersten Streben (24) und durch Befestigungsmittel an dem ringförmigen Teil zum Abstützen der Anordnung aus Mischer (14) und Zentralkörper (20) an der Schubdüse {10).
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch axial in einer Linie angeordnete Sitzflächen an dem Turbinenauslaßgehäuse (12) und durch mit diesen zusammenpassende/ axial in einer Linie angeordnete Flächen an dem vorderen Ende der Anordnung aus Mischer (14) und Zentralkörper (20), wobei die Sitzflächen und die mit diesen zusammenpassenden Flächen im zusammengebauten Zustand reibschlüssig verbunden sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eins ringförmige Tragvorrichtung (22), die an den Zentralkörper (20) befestigt ist und an der die zweiten Streben (16) befestigt sind.

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