DE334519C - Gegenlaeufiger Dampf- oder Gasturbinenantrieb, insbesondere fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Description

Für Dampfturbinenantriebe mit ineinandergesteckten, entgegengesetzt sich drehenden Arbeitsweilen, z. B. für Schiffsantriebe, sind Vorschläge bekannt geworden, zwecks gleichzeitiger Verringerung der Stufenzahl der Turbinen oder besserer Ausnutzung der Dampfgeschwindigkeit auch die in demselben Gehäuse befindlichen hintereinander geschalteten Turbinenräder oder Schaufelsysteme

ίο mit entgegengesetzter Drehrichtung laufen zu lassen, wobei diese unmittelbar auf ineinandergesteckten entgegengesetzt umlaufenden Propellerwellen arbeiten. Die Durchführung derartiger Vorschläge bedingt aber bauliche Schwierigkeiten bei der Turbine, indem z. B. itnFalle hintereinander geschalteter gegenläufiger Laufräder und feststehender Dampfdüsen eine Welle in der anderen gelagert und dabei die innere Welle dampfdicht gegen die Hohlwelle abgedichtet werden muß, oder aber im Falle, daß sich auch die Zuführungsdüsen drehen, muß der Dampf durch einen hohlen Wellenzapfen zugeführt werden. Besonders die letztere Ausführungsart ergibt bei hohen Drehzahlen und Dampfspannungen fast unüberwindliche Bau- und Betriebsschwierigkeiten.

Bei der vorliegenden Anordnung, die mit besonderem Vorteil für den Antrieb von leichten, propellerbetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen mit Dampf oder Gasturbinenantrieb, verwendet werden kann, sind die Vorteile, die bei einer Verteilung der Leistung auf zwei sich entgegengesetzt drehende Schraubenpropeller erzielt werden, τ. Β. höherer Schraubenwirkungsgrad, kleinere Propeller mit höherer Drehzahl usw., ohne die vorerwähnten Schwierigkeiten bei der Turbine in den Kauf zu nehmen, in der Weise verwirklicht, daß die Turbinenlaufräder oder Schaufelsysteme nicht unmittelbar ihre Leistung an die zugehörige innere oder äußere Schraubenwelle abgeben, sondern unter Einschaltung je eines unabhängigen Zahnoder anderen Übersetzungsgetriebes. Die Wellen der Turbinenlaufräder oder Schaufelsysteme brauchen somit bei dieser Anordnung nicht mehr selbst ineinandergesteckt, auch der Dampf nicht etwa durch einen hohlen Wellenzapfen zugeführt zu werden, sondern es können in üblicher Weise ausgeführte Turbinen mit feststehenden Gehäusen bzw. Düsen und einfachen Wellen verwendet werden. Ebenso können die beiden Schraubenwellen mit einem gewissen Spielraum vollständig frei voneinander arbeiten, besonders in der Anwendung für Luftfahrzeuge, während bei Wasserfahrzeugen die eine Schraubenwelle gegen die andere nur gegen das Eindringen von Wasser abgedichtet werden müßte, was aber ohne Schwierigkeit möglich ist.

Die mit den bisherigen Vorschlägen verbundenen dampftechnischen Schwierigkeiten entfallen somit vollständig, während das Ineinanderstecken der Propellerwellen nur leicht zu lösende Aufgaben mechanischer Natur bei den betreffenden Getrieben stellt.

Die vorliegende Erfindung ergibt insbesondere für Luftfahrzeuge eine Reihe Vorteile, indem einesteils infolge der Unterteilung der Leistung die einzelnen Propeller kürzer, da-

her leichter und betriebssicherer werden, anderseits auch die Turbinen kleinere Abmessungen erhalten und deren Gesamtgewicht geringer wird, als wenn die ganze Leistung in einer einzigen größeren Turbine entwickelt wird. Es ist somit der Einbau verhältnis- \ mäßig großer Leistungen in einem einzigen mittle'ren Maschinenrumpf möglich, wodurch j an Maschinenpersonal gespart und die Füh- i

ίο rung des Fahrzeugs erleichtert wird. Bei der gewöhnlichen Unterteilung müssen dagegen z. B. bei Doppelschraubenantrieb zwei getrennte Maschinenrümpfe mit naturgemäß ; größerem Gesamtgewicht und vermehrtem Maschinenpersonal verwendet werden; ferner entsteht bei Ausfall einer Maschinenanlage bzw. eines Propellers bekanntlich ein unter Umständen gefährliches Drehmoment um die vertikale Drehachse des Flugzeugs, was bei vorliegender Anordnung in diesem Falle nicht in Frage kommt. Weiterhin kann bei vor- _: liegender Anordnung der Vorteil der Gegenläufigkeit der Turbinensätze zwecks Beseitigung einer Gyroskopwirkung in einfacher Weise ausgenutzt werden, welcher bekannte Vorteil "bei "Luftfahrzeugen besonders wichtig ist. Naturgemäß können bei vorliegender. Anordnung außer gegenläufigen Turbinensätzen auch hintereinander geschaltete gegenläufige Laufräder in demselben Gehäuse verwendet werden, ohne daß die erwähnten dampftechnischen Schwierigkeiten entstehen. _:. In den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Aus- ; führungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

In Fig. ι bezeichnen O₁, a₂ zwei parallele oder hintereinander geschaltete, sich in entgegengesetztem Drehsinn drehende Turbinensätze, die mittels der Rädergetriebe b_1} C₁ bzw. b₂, c₂ in doppelter Untersetzung ihre Leistung ; auf die beiden gegenläufigen, ineinandergesteckten Propellerwellen O₁, d₂ mit den züge- ' hörigen Propellern e_lf e₂ abgeben. Zweckmäßig können hierbei die Gehäuse f_x, f₂ der Zwischenvorgelege zwischen den Gehäuse ii> S2 der Hauptvorgelege angeordnet und gegen diese in geeigneter Weise mittels Laternen abgestützt sein, so daß ein in sich ge- ; schlossener, bei aller Leichtigkeit fester Auf- j bau entsteht. A₁, h₂ sind die Drucklager der , beiden Propellerwellen. Um die Unabhängigkeit der beiden Antriebe auch im Falle hintereinander geschalteter Turbinensätze bei Versagen des einen aufrechtzuerhalten, kann die Niederdruckturbine in üblicher Weise einen ' Hilfsanschluß für Frischdampf und die Hochdruckturbine einen abschaltbaren Anschluß nach dem Kondensator erhalten.

In Fig, 2 und 3 ist ein Beispiel angedeutet, bei dem keine getrennten Turbinensätze, sondern zwei in demselben Gehäuse befindliche ; gegenläufige Turbinenlaufräder i_lt i₂ angeordnet sind. Da die Leistung des nachgeschalteten Rades i₂ geringer ist als die der vorgeschalteten ersten Schaufelgruppe i_1; so kann naturgemäß die Abmessung des Getriebes k₂ oder der Welle I₂ mit Propeller usw. geringer werden als die der entsprechenden von I₁ angetriebenen Teile.

Das Turbinengehäuse 0 kann hierbei beiderseits mittels Laternen gegen die Getriebegehäuse Wi₁, m₂ abgestützt und die letzteren etwa durch Anker η in geeigneter Weise verbunden sein, so daß ein fester Aufbau des ganzen Aggregates erzielt und einer Formänderung, z. B. des leichten Turbinengehäuses 0 unter dem inneren Druck vorgebeugt wird.

Statt einer" solchen Turbine wie in dem Beispiel nach Fig. 2 und 3 können natürlich auch, wie in Fig. 4 angedeutet, deren mehrere, P₁, P₂, am Umfang der Getriebe angeordnet sein.

Es kann sich z. B. mit Rücksicht auf erhöhte Betriebssicherheit als vorteilhaft erweisen, die einen Laufräder der Turbinen, z. B. die Hochdruckräder mit doppelter, die nachgeschalteten gegenläufigen Niederdruckräder mit den längeren Schaufeln dagegen mit einfacher Untersetzung auf die zugehörigen Propellerwellen arbeiten zu lassen. Die Anwendung solcher verschiedener Untersetzungen kann auch dann in Frage kommen, sofern es sich nicht um'gegenläufige Turbinenlaufräder, sondern um hintereinander geschaltete Türbinensätze ähnlich dem Beispiel nach Fig. 1 handelt.

Bei weiterer Entwicklung der Verbrennungsturbinen kann ferner eine Anordnung ähnlich dem Schema nach Fig. 1 oder 4 in Frage kommen, bei.der auf einer Seite eine Verbrennungsturbine arbeitet, während auf der anderen Seite eine Dampfturbine angeordnet ist, deren Betriebsdampf (Wasserdampf oder eine andere geeignete Flüssigkeit) ganz oder teilweise von der Abwärme der Verbrennungsturbine erzeugt wird.

Claims (4)

1. P ATENT-Ansprüche :

   i. Dampf- oder Gasturbinenantrieb mit gegenläufigem Räder- und Übersetzungsgetriebe, insbesondere für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere paralle oder hintereinander gegeschaltete gegenläufige Turbinensätze oder in demselben Gehäuse arbeitende gegenläufige Turbinenlaufräder mit den zugehörigen Getrieben auf zwei ineinandergesteckte gegenläufige Propellerwellen arbeiten.
2. 2. Ausführungsforoi des Antriebes nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Turbinensätze oder das eine Laufrad einer Turbine mit doppelter, der andere Teil der Turbinensätze bzw. das andere Laufrad der Turbine mit einfacher Übersetzung auf die zugehörige Propellerwelle arbeitet.
3. 3. Ausführungsform des Antriebes nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß. die Turbinengehäuse sich zwischen den Gehäusen der Getriebe befinden und sich gegen letztere in achsialer Richtung stützen.
4. 4. Ausführungsform des Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige oder ein Teil der Turbinen als Gasturbinen, eine zweite Turbine oder der andre Teil der Turbinen als Dampfturbinen arbeiten, deren Betriebsdampf ganz oder teilweise aus der dem Gasturbinenprozeß (entweder bei der Verbrennungskammer oder aus den Abgasen) abzuführenden Wärme erzeugt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.