DE3242248A1

DE3242248A1 - Lufteinlass fuer ein gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE3242248A1
Application number: DE19823242248
Authority: DE
Inventors: Terence Ralph Watford Herts. Pellow
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1981-11-21
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1983-06-01
Also published as: JPS5893938A; FR2516979B1; DE3242248C2; JPS6340254B2; FR2516979A1; IT1153044B; CA1205295A; IT8224279A1; IT8224279A0; US4713934A

Description

Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lufteinlaß eines Gasturbinentriebwerks und insbesondere auf einen Lufteinlaß eines Gasturbinentriebwerks, der in der Lage ist, schwere angesaugte Fremdkörper, z.B. einen Vogel aus der hindurchströmenden Luft abzuscheiden, bevor diese Luft in den Kompressor des Triebwerks gelangt.

Das Einsaugen schwerer Fremdkörper, beispielsweise das Einsaugen von Vögeln durch Gasturbinentriebwerke kann zu einer schwerwiegenden Beschädigung führen und in gewissen Fällen kann das Triebwerk vollkommen ausfallen. Eine Lösung des Problems der Verhinderung des Einsaugens schw.erer Fremdkörper besteht darin, den Lufteinlaß mit einem Massenkraftseparator zu versehen, der' die Massenkraft des Fremdkörpers benutzt, um diesen in einen Nebenschlußkanal zu überführen, aus dem er durch einen Luftstrahl ausgeblasen wird. Dies ist jedoch unerwünscht, da hierbei die Notwendigkeit besteht, dauernd eine Luftströmung durch den Nebenstromkanal zu leiten, wodurch der Wirkungsgrad des Triebwerks beeinträchtigt wird. Außerdem ist ein solcher Nebenstromkanal in der Herstellung kostspielig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk zu schaffen, ■ der schwere Fremdkörper, beispielsweise Vögel aus der hindurchströmenden Luft abscheidet, bevor diese Fremdkörper in das Triebwerk gelangen können, wobei der Wirkungsgrad des Triebwerks unbeeinträchtigt bleibt.

Die Erfindung geht aus von einem Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Primärkanal, der einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß besitzt, welch letzterer die Luft von dem Primärkaqal nach dem Kompressor des Gasturbinentriebwerks gelangen läßt, wobei der Primärkanal im Querschnitt wenigstens teilweise bogenförmig ausgestaltet ist, wodurch jeder Fremdkörper über einem vorbestimmten Gewicht, der durch den Lufteinlaß angesaugt wird, auf einen Teil der Wand des Primärkanals aufprallt. Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Wandteil aufbrechbar ausgebildet ist und eine Barriere zwischen dem Primärkanal und einem Sekundärkanal bildet, und daß der Sekundärkanal und der aufbrechbare Wandteil so ausgebildet und angeordnet sind, daß jeder aufprallende Fremdkörper durch die aufbrechbare Wand hindurchtritt und in den Sekundärkanal einläuft, von dem er anschließend an einer Stelle entfernt vom Primärkanal abgeleitet wird.

Der Abschnitt der Wand des Primärkanals wird vorzugsweise dadurch aufbrechbar gestaltet, daß Schwächungslinien angebracht werden.

Dieser Abschnitt der Wand des Primärkanals kann aus einem Blech einer Leichtmetal1-Legierung bestehen und die Schwächungslinien können durch Bereiche verminderter Dicke des Bleches gebildet sein.

Diese Bereiche verminderter Dicke dieses Bleches können so angeordnet werden, daß dann wenn das Blech von einem Fremdkörper getroffen wird, eine Teilung längs wenigstens einer Schwächungslinie erfolgt, so daß mehrere Klappen gebildet werden, von denen jede an dem Blech festgelegt bleibt. '

Jener Abschnitt der Wand des Primärkanals und der Primärkanal sowie der Sekundärkanal sind vorzugsweise so ausgebildet und dimensioniert, daß der Fremdkörper, der hierdurch abgeschieden wird, ein Vogel sein kann.

Der Lufteinlß kann an der Unterseite des Gasturbinentriebwerks angeordnet sein.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Luft· einlasses gemäß der Erfindung, angeordnet an einem Gasturbinentriebwerk;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Ansicht des aufbrechbaren Abschnitts des Lufteinlasses gemäß Fig.. 1 ;

Fig. 4 eine Seitenansicht des aufbrechbaren

Abschnitts gemäß Fig. 3 nach Durchdringen von einem Fremdkörper;

Fig. 5 eine Schnittansicht nach der Linie B-B gemäß Fig. 3.

Figur 1 zeigt strichliert schematisch ein Gasturbinentriebwerk 10 und dieses ist mit seinem Untersetzungsgetriebe 11 in einer Gondel 13 angeordnet, von der ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Gondel 13 ent-

hält auch einen Primärkanal 14, der einen Lufteinlauf 15 und einen Luftauslaß 16 besitzt. Der Lufteinlauf 15, der am besten aus Figur 2 ersichtlich ist, hat einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt und liegt unterhalb des Untersetzungsgetriebes 11. Der Lufteinlaß 16 ist allgemein kreisförmig und läßt die Luft aus dem Primärkanal 14 nach dem Kompressor 17 des Gasturbinentriebwerks 10 gelangen. So geht der Primärkanal 14 aus dem elliptischen Querschnitt des Lufteinlasses 15 in den kreisförmigen Luftauslaß 16 über. Der Lufteinlauf 15 könnte jedoch auch über dem Untersetzungsgetriebe 11 angeordnet werden.

Damit der Lufteinlauf 15 unter dem Untersetzungsgetriebe 11 angeordnet werden kann, ist der Primärkanal 14 teilweise bogenförmig gestaltet, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Infolgedessen strömt die Luft, die durch den Primärkanal 14 hindurchtritt, auf dem Weg nachdem Gasturbinentriebwerk 17 auf einem gewundenem Pfad. Wenn die Luft, die durch den Primärkanal 14 strömt, einen Fremdkörper mit sich führt und wenn dieser Fremdkörper ein bestimmtes Gewicht überschreitet, kann er diesem Pfad der Luftströmung nicht folgen, sondern er trifft stattdessen auf einen Abschnitt 18 der Wand 14a des Primärkanals 14 auf.

Dieser Abschnitt 18 der Wand 14a, der von irgendeinem Fremdkörper mit einem e.in vorbestimmtes Gewicht überschreitenden Gewicht getroffen wird, ist aufbrechbar gestaltet, so daß er von derartigen Fremdkörpern durchdrungen werden kann. Dieser Wandabschnitt 18, der im einzelnen in Figur 3 dargestellt ist, besteht aus einem

Blech aus einer Aluminiumlegierung, die durch Schwächungslinien 19 unterteilt ist. Die Schwächungs-. linien 19 werden dadurch hergestellt, daß der Wandabschnitt 18 chemisch geätzt wird, um örtliche Dickenverminderungen der Wand zu erzeugen. Diese Schwächungslinien 19 sind so angeordnet, daß jene, die benachbart zum Umfang des Wandteils 18 liegen, eine größere Dicke haben als die übrigen. D.h., daß beim Auftreffen eines Fremdkörpers auf den Wandabschnitt 18 eine Teilung in der Weise erfolgt, wie dies aus Fig. 4. ersichtlich ist. Ein solcher, ein bestimmtes Gewicht überschreitender Fremdkörper bildet daher nach seinem Auftreffen mehrere Klappen 21, wobei die Schwächungslinien 19 mit größerer •Wandstärke als Gelenke wirken, während die übrigen dünneren Schwächungslinien 19 brechen.

Das Ausmaß der Krümmung des Primärkanals 14 und die Dicke der Schwächungs1 inien 19 in dem Wandteil 18 sind so gewählt, daß der Wandteil 18 nur von einem Fremdkörper getroffen und durchdrungen wird, der ein vorbestimmtes Gewicht überschreitet. Der Wert dieses vorbestimmten Gewichtes ist so gewählt, daß irgendein Fremdkörper, der durch den Lufteinlaß 15 eingesaugt wird und ein Gewicht besitzt, welches wahrscheinlich das Gasturbinentriebwerk beschädigt, wenn es von diesem eingesaugt würde, auf diesen Wandabschnitt 18 auftrifft und diesen durchdringt. Die am häufigsten vorkommenden Fremdkörper, die ein solches Gewicht aufweisen, sind Vögel. Infolgedessen ist der Wandabschnitt 18 so bemessen, daß .er bei einem Aufprall geöffnet wird und eine Öffnung definiert, die ausreichend groß ist um den Durchtritt eines Vogels zu ermöglichen .

Der Wandabschnitt 18 definiert, wenn er in Takt ist, außerdem eine Barriere zwischen dem Primärkanal 14 und einem Sekundärkanal 21. Der Sekundärkanal 2-1 ist auch von der Gondel 13 umschlossen und mit einem Aus laß 22 auf der Unterseite der Gondel 13 versehen. Der Sekundärkanal 21 ist nach unten geneigt und so dimensioniert, daß beim Auftreffen eines Fremdkörpers und beim Durchdringen des Wandabschnitts 18 durch den Fremdkörper, dieser in den Sekundärkanal 21 gelangt und aus diesem durch den Auslaß 22 austritt.

Wenn ein Fremdkörper mit einem ein vorbestimmtes Gewicht überschreitenden Gewicht, beispielsweise ein Vogel durch den Lufteinlaß 15 eingesaugt wird, dann trifft er auf den Wandabschnitt 18 auf und durchdringt diesen bevor dieser Fremdkörper durch den Sekundärkanal 21 aus der Gondel 13 abgeschleudert wird. Die Durchdringung des Wandabschnitts 18 erzeugt natürlich einen Nebenstromkanal für die Luft, die in den Lufteinlauf 15 eintritt. Dies hat jedoch nur eine geringe Wirkung auf das Verhalten des Lufteinlasses und infolgedessen auf das Verhalten des Gasturbinentriebwerks 10. Der beschädigte Wandabschnitt 18 kann dann bei nächstbester Gelegenheit ersetzt werden. .

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einem aufbrechbaren Wandabschnitt 18 beschrieben, der die Gestalt eines geschwächten Bleches aus einer Leichtmetall-Legierung besitzt. Es ist jedoch klar, daß auch andere geeignete brechbare Materialien benutzt werden können, wenn dies zweckmäßig erscheint.

Claims

Patentanwälte^: " .j_# j. " : j._:; Dipl.-Ing. Curt Wallach Europäische Patentvertreter Dipl.-Ing. Günther Koch

European Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr.TinO Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 15. November 1982

Rolls-Royce Limited Unser Zeichen: 17 566 - K/Ap

Buckingham Gate
London SW1E 6AT
England

Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk

Patentansprüche:

Lufteinlaß für den Kompressor eines Gasturbinentriebwerks mit einem Primärkanal, der einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß besitzt, welch letzterer die Luft von dem .Primärkanal nach dem Kompressor des Gasturbinentriebwerks gelangen läßt, wobei der Primärkanal im Querschnitt wenigstens teilweise bogenförmig ausgestaltet ist, wodurch jeder Fremdkörper über einem Vorbestimmten Gewicht ,der durch den Lufteinlaß angesaugt wird, auf einen Teil der Wand des Primärkanals aufprallt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wandteil (18) aufbrechbar ausgebildet ist und eine Barriere zwischen dem primärkanal (14) und einem Sekundärkanal (21) bildet, und daß der Sekundärkanal (21) und der aufbrechbare Wandteil (18) so ausgebildet und angeordnet' s ind, daß jeder aufprallende Fremdkörper durch die aufbrechbare Wand (18) hindurchtritt und in den Sekundärkanal (21) einläuft, von dem er anschließend an einer Stelle entfernt vom Primärkanal (14) abgeleitet wird.

BAD ORIGINAL

Lufteinlaß für einen Kompressor eines Gasturbinentriebwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jener Abschnitt (18) der Wand des Primärkanals dadurch aufbrechbar gestaltet wird, daß Schwächungslinien (19) darin ausgebildet sind.

Lufteinlaß für den Kompressor eines Gasturbinentriebwerks nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jene Abschnitte (18) der Wand des Primärkanals (14) aus einem Blech aus einer Leicht legierung bestehen und daß die Schwächungslinien (19) durch Bereiche verminderter Dicke des Bleches gebildet sind.

Lufteinlaß für den Kompressor eines Gasturbinentriebwerks nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß jene Bereiche verminderter Dicke (19) des Blechs so.angeordnet sind, daß wenn das Blech von einem Fremdkörper getroffen wird, eine Aufteilung längs wenigstens einiger Schwächungs1 inien (19) erfolgt, um mehrere Klappen (21) zu bilden, von denen jede ■ an dem Blech festgehalten wird.

Lufteinlaß für den Kompressor eines Gasturbinentriebwerks nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jener Abschnitt (18) der Wand des Primärkanals (14), der Primärkanal (14) und der Sekundärkanal (21) so ausgebildet und dimensioniert sind, daß der Fremdkörper beispielsweise ein Vogel sein kann.

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6. Lufteinlaß für einen Kompressor eines Gasturbinentriebwerks nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß an der Unterseite des Gasturbinentriebwerks (10) angebracht ist.