DE3722530A1 - Turbinentriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Turbinen­ triebwerke und insbesondere auf eine Turbinentriebwerks­ konstruktion, die eine Hohlwelle besitzt, durch die Öl zugeführt und gepumpt wird in die Verbrennungskammer des Turbinentriebwerks.

Bei Turbinentriebwerkkonstruktionen ist es bekannt, daß Ölpumpen Verwendung finden, um Öl in die Brennkammer des Turbinentriebwerks zu fördern. Typischerweise werden die Ölpumpen durch das Turbinentriebwerk angetrieben mittels eines Hilfsgetriebes oder anderer Einrichtungen, um die Pumpe an die Triebwerkswelle anzuschließen. Das Gewicht und die Kompliziertheit des Antriebsmechanismus erhöhen jedoch beträchtlich die Größe und den Raumbedarf des Turbinentriebwerkes. Darüberhinaus werden durch diese Einrichtungen Energieverluste verursacht, die den Wirkungs­ grad des Turbinentriebwerks weiter verringern. Außerdem sind viele Teile in diesem Antriebsmechanismus einem Ver­ schleiß ausgesetzt und erfordern Schmierung, periodische Wartung und Reparaturen.

Natürlich ist es auch bekannt, elektrische Motoren für den Antrieb der Pumpen zu benutzen; aber solche Motoren erfordern eine gesonderte oder durch einen Motor angetrie­ bene Kraftquelle zur Betätigung des Motors zum Antrieb der Pumpe. Außerdem können Größe und Gewicht dieser Motoren die Breite oder Größe des Turbinentriebwerks beeinflussen, da sie oft am Turbinengehäuse montiert sind nahe bei der Pumpe. Unabhängig von den zum Antrieb der Pumpe benutzten Einrichtungen muß darüberhinaus die Pumpe ausreichende Druckhöhen zur Verfügung stellen, um die Reibungsverluste innerhalb der Ölzuführungswege zu überwinden und um einen ausreichenden Druck verfügbar zu machen, um das Öl in die Brennkammer gegen die Druckkraft einzuspritzen, die durch die Verbrennung innerhalb der Brennkammer verursacht wird. Dadurch führen die Druckerfordernisse dazu, daß die Größe und die Komplexität der bekannten Ölpumpen stän­ dig ansteigen.

Obgleich es bekannt ist, einen Öldurchgang durch die Mitte der Turbinenwelle zu führen, so daß die Drehung der Welle eine Zentrifugalkraft dem Medium erteilt, um nach außen von der Mitte der Welle anzutreiben, stützen sich solche Flüssigkeitssysteme hauptsächlich auf den Druck, der durch eine von der Turbine angetriebene Pumpe erzeugt wird, um die Reibungsverluste in den Ölführungen und den Druck in der Brennkammer zu überwinden. Im Ergebnis ersetzen solche bekannten Turbinenwellen-Ölzuführ­ systeme nicht die Notwendigkeit starker Pumpen und Antriebs­ werke mit den mit solchen Einrichtungen verbundenen Problemen.

Die Erfindung überwindet die obengenannten Nachteile durch das Verfügbarmachen einer Ölpumpe innerhalb der Hauptwelle eines Turbinentriebwerkes, die ein unter Druck stehendes Öl mit genügender Energie zuführt, um das Öl in die Brennkammer des Turbinentriebwerks einzuspritzen. Im Ergebnis wird eine außenliegende Ölpumpe nur benötigt zur Zuführung eines zugemessenen Betrags an Öl, der not­ wendig ist zum wirksamen Betrieb bei einer gewünschten Geschwindigkeit bei ausreichendem Druck, um Reibungsver­ luste in den Leitungen zwischen der Zuführquelle und der Hauptwelle des Turbinentriebwerks zu überwinden. Zusätzlich kann die Ölpumpe auch dazu dienen, eine Druckbarriere zu erzeugen, die den Druck in der Brennkammer von dem geringen Öldruck in der Turbinenwelle abschirmt. Allgemein umfaßt die Pumpe ein Paar Wellenwände, die einen Durchgang zwischen sich bilden, der mit einer Vielzahl von Flügeln versehen ist. Die äußersten oder Auslaßenden der Flügel stehen mit einem ringförmigen Hohlraum in der Welle in Verbindung, der auch in Verbindung mit den Einspritzdüsen steht, die in die Brennkammer des Turbinentriebwerks gerichtet sind. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Flügel axial in Fluchtung mit den Einspritzdüsen angeordnet, um die Reibungsverluste in der Strömungsbahn auf ein Minimum zu verringern. In dieser Ausführungsform sind die Flügel so gestaltet, daß sie dem Öl genügend Energie erteilen, um einen zirkulierenden Flüssigkeitsring in der ringförmigen Ausnehmung zu bewirken, die als Druckbarriere zwischen der Brennkammer und dem Ölverbindungskanal in dem Turbinentriebwerk bildet. Eine Abwandlung der Konstruktion benutzt ein ringförmiges Gitter, einen mit Öffnungen versehenen Ring oder andere Einrichtungen, um einen beschränkten Spalt in dem ringförmigen Hohlraum zu bilden, der den Betrag an zu den Einspritzdüsen zugeführtem Öl steuert. In jedem Fall können die Flügel mit verschiedenen Querschnittsge­ staltungen ausgebildet sein und in verschiedenen Fluch­ tungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung angeordnet sein.

Eine weitere Abwandlung der vorliegenden Erfindung umfaßt umhüllende erste und zweite Wellenwände, die einen axialen Einlaßteil des Flüssigkeitskanals sowie einen sich radial erstreckenden Auslaßdurchgang für den Flüssig­ keitskanal bilden. Entsprechend gestaltete Flügel erstrek­ ken sich quer zum Strömungsdurchgang, der zwischen dem ersten und zweiten Wellenteil gebildet ist. Das sich radial erstreckende Endteil des Flüssigkeitsdurchgangs kann axial in Fluchtung mit den Einspritzdüsen in der obenbeschriebenen Weise angeordnet sein, obgleich die vorliegende Erfindung auch eine Abwandlung umfaßt, bei der das Auslaßende des mit Flügeln versehenen Durchgangs­ teils mit einem axial verlängerten Durchgang zwischen dem ringförmigen Hohlraum und dem Auslaßende des Flügel­ durchgangs in Verbindung steht. Der axial verlängerte Durchgang dient als eine weitere Einrichtung zur Erzeugung einer Druckbarriere zwischen Brennkammer und Ölzufuhr innerhalb des Durchgangs im Turbinentriebwerk. In einer weiteren Abwandlung der vorliegenden Erfindung besitzt der axial verlängerte Durchgang Verbindungsteile, die an verschiedenen radialen Ebenen angeordnet sind, um eine zwangsläufige Flüssigkeitsdichtung im radial äußersten Teil der axialen Stellung zu bilden. Eine andere weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt einen hohlen Flüssigkeitsdurchgang durch die Mitte der Turbinen­ welle, die für Triebwerke mit zwei oder mehr konzentrischen Wellen benötigt wird.

In solcher Weise macht die Erfindung eine Ölpumpe innerhalb der Turbinenwelle des Turbinentriebwerks verfügbar, um beträchtlich die Kraft zu verringern, die durch Pumpen oder zugeordnete Einrichtungen erforderlich ist, um Öl in die Brennkammer des Turbinentriebwerks ein­ zuspritzen. Darüberhinaus kann mit der Ölpumpe gemäß vorliegender Erfindung die Größe und Kompliziertheit der Ölpumpe zum Zuführen eines zugemessenen Ölbetrages zum Turbinentriebwerk beträchtlich verringert werden. Zusätz­ lich macht die Pumpe Einrichtungen zur Erzeugung einer Druckbarriere zwischen Brennkammer und Ölzuführdurchgängen sowie Einrichtungen zur Verringerung des Betrages an Energie, der durch die zumessende Ölpumpe zugeführt werden muß, verfügbar. Zusätzlich können die Strömungsdurchgänge in der Pumpe für ein weiteres Erfordernis gestaltet sein, bei dem das Öl zu den Einspritzdüsen zum Ausströmen in die Brennkammer zugeführt wird.

Diese und andere Vorteile werden mehr verständlich werden aus der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung, in welcher gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen und die zeigen:

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Turbinen­ triebwerkskonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, in der aber eine Abwandlung dargestellt ist;

Fig. 4 ist eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht, die eine weitere Abwandlung zeigt;

Fig. 5 ist eine Teilschnittansicht ähnlich der nach Fig. 3, wobei eine weitere Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 6 ist eine Teilansicht in Richtung 6 nach Fig. 5;

Fig. 6A ist eine Teilansicht in Richtung 6 A nach Fig. 6;

Fig. 7 ist eine Ansicht entsprechend der nach Fig. 5, in der eine weitere Abwandlung dargestellt ist;

Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 7, wobei eine zusätzliche Abwandlung gezeigt ist;

Fig. 9 ist eine Teilschnittansicht eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer zusätzlichen Abwandlung; und

Fig. 10 ist eine Teilschnittansicht ähnlich der nach Fig. 9, wobei eine weitere Abwandlung gezeigt ist.

In Fig. 1 ist ein Turbinentriebwerk 10 zu sehen, das gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und eine Hauptwelle 12 umfaßt, die drehbar mit Hilfe von Lagern 14 und 15 in einem Lagergehäuse 16 montiert ist. Die Welle weist einen Kompressor 18 auf, der eine Vielzahl von Pumpenradflügeln 19 besitzt, die unter Druck stehende Luft zum Kompressorauslaß 22 zuführen. Das andere Ende der Welle 12 besitzt wenigstens einen Turbinenständer 24, der eine Scheibe 26 und eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 28 aufweist, die als Einheit um die Welle 12 rotieren.

Ein Brenner 36 ist innerhalb des Gehäuses 16 zwischen Kompressorauslaß 22 und Turbinenständer 24 montiert. Der Brenner umfaßt ein äußeres Mantelgehäuse 38, das an dem Lagergehäuse 16 in geeigneter Weise befestigt ist, z. B. durch eine Schraubenverbindung, wie sie bei 40 gezeigt ist, um eine ringförmige Brennkammer 42 zu definieren. Das radial innere Ende 43 des Brenners ist zum Umfang der Hauptwelle 12 nahe den Einspritzdüsen 58 offen, wie aus­ führlich und nachfolgend noch beschrieben werden soll. Druckluft vom Kompressorauslaß 22 tritt in die Brennkammer 42 durch eine Vielzahl von Öffnungen 44, 46, 48 ein. Zusätzlich liegt im rückwärtigen oder Aulaßende des Brenners eine Vielzahl von umfänglich im Abstand vonein­ ander angeordneten Statorflügeln 52 gegenüber, die am Lagergehäuse 60 zwischen dem Turbinenständer 24 und der Brennkammer 42 befestigt sind. Die Statorflügel 52 bilden eine Düse, um eine Strömung in dem Turbinenstator 24 zu richten. Druckluft vom Kompressorauslaß 22 geht durch die Öffnungen 54 in die hohlen Statorflügel 52 und tritt dann in die Brennkammer 42 durch eine Vielzahl von Öffnungen 56 ein.

Ein Teil 13 der Hauptwelle 12 besitzt eine hohle Kammer 59, die sich axial zum rückwärtigen Ende der Welle erstreckt. Eine verlängerte Ölröhre 72 erstreckt sich durch die Kammer 59 und ist zur Drehung mit der Welle 12 an dieser befestigt. Öl wird von der nicht dargestellten Zuführquelle zur Ölpumpe und Zumeßeinrichtungen, wie sie schematisch bei 62 dargestellt sind, zugeführt. Das zuge­ messene Öl tritt in das Triebwerk durch einen Durchgang 64 ein, der in Verbindung mit der Gehäusekammer 65 steht, die mit der Ölröhre 72 axial ausgerichtet ist. Eine Leckage des Öls, das von der Gehäusekammer 65 in die sich drehende Ölröhre 72 fließt, wird durch herkömmliche Einrichtungen, wie beispielsweise einen Dichtungsring 66, verhindert, der nachgiebig gegen eine Ringdichtungsfläche 73 am axialen Ende der Ölröhre 72 durch eine Feder 67 gedrängt wird.

Das andere Ende der Ölröhre 72 ist an einem im wesent­ lichen ringförmigen Gehäuseteil 68 eines Wellenringsteils 69 der Hauptwelle 12 montiert. Das Wellenringteil 69 besitzt ein ringförmiges Umfangsteil, das mit einer Viel­ zahl von im Umfang voneinander angeordneten Öleinspritz­ düsen 58 versehen ist, die in ein Teil 43 der Brennkammer 42 öffnen. Die radial innersten Enden der Einspritzdüsen 58 stehen mit einer Ringausnehmung 86 in Verbindung, die zwischen dem Wellenring 69 und einer Endplatte 70 ausge­ bildet ist, die quer zum vorderen Ende des Wellenrings 69 montiert ist. Die Endplatte 70 umfaßt eine vordere Endwand 82, die im Abstand von der rückwärtigen Endwand 84 angeord­ net ist, die auf dem Wellenring 69 ausgebildet ist, um dazwischen einen Ölströmungsdurchgang zu definieren. Eine Vielzahl radialer Flügel 78 erstreckt sich axial quer zum Strömungsdurchgang zwischen der vorderen Endwand 82 und der hinteren Endwand 84. Der Ort der radial inneren Enden der Flügel 78 bildet einen Ölpumpeneinlaß-Durchmesser 76, während die radial äußersten Enden der Flügel den Pumpen­ auslaß bestimmen.

Wenn zugemessenes Öl durch den Durchgang 64 durch die Pump- und Zumeßeinrichtungen 62 und durch die Ölröhre 72 gepumpt wird, tritt es in den Ölpumpeneinlaß-Durchmesser 76 ein und gelangt durch den Raum zwischen den radialen Flügeln 78 in die ringförmige Ausnehmung 86. Das Öl vom ringförmigen Hohlraum 86 versorgt die Öleinspritzdüsen 58, und die Drehung der Flügel erzeugt genügend Energie, um das Öl in die Brennkammer 42 einzuspritzen. Da es vor­ teilhaft ist, ein Füllen der Öleinspritzdüsen voll mit Öl zu vermeiden, um Beschädigungen zu verhindern, die in Erscheinung treten können von Ölbestandteilen, die die Öleinspritzdüsen 58 verstopfen, setzen das Druckniveau, das in der Brennkammer 42 vorhanden ist, auch den ring­ förmigen Ölhohlraum 86 unter Druck. Die Pumpwirkung der radialen Flügel 78 bewirkt einen Druckanstieg über den Flügeln, der das Druckniveau überwindet, das in der ring­ förmigen Ausnehmung 86 existiert aufgrund des Druckniveaus in der Brennkammer 42 sowie der Reibungsverluste in den Öleinspritzdüsen 58. Darüberhinaus ist das Öl, das in den Innendurchmesser 76 der radialen Flügel 78 eintritt, allge­ mein in einer dampf-flüssigen Form, die sich bei oder nahe der Flügelränder 80 aufgrund der Pumpwirkung der Flügel 78 verflüssigt. Diese Pumpwirkung bildet einen sich drehenden Flüssigkeitsring aus Öl, um eine Abdichtungs­ barriere zwischen dem Druckniveau in der ringförmigen Ausnehmung 86 und dem Druck innerhalb der Ölröhre 72 herzu­ stellen. Die radiale Tiefe dieses Flüssigkeitsrings aus Öl verändert sich automatisch als Funktion des erforderli­ chen Ölstromes, des Druckniveaus und der Maschinengeschwin­ digkeit. Unter Berücksichtigung dieser Überlegungen sind die Radialflügel 78 so konstruiert, daß sie einen Rand­ durchmesser bzw. geometrischen Ort der Flügelränder 80 aufweisen, der eine Arbeitskapazität verfügbar macht, die wenigstens gleich oder vorzugsweise die Arbeit überschrei­ tet, die erforderlich ist, um Öl in die Brennkammer zu spritzen. Die Größe der radialen Flügel erlaubt es, daß das Öl zum Ölpumpeneinlaß-Durchmesser mit einem verhältnis­ mäßig geringen Druckniveau zugeführt wird, wodurch der erforderliche Ölströmungsdruck und die erforderliche Arbeit für die Ölpump- und -zumeßeinrichtungen 62 verrin­ gert werden. Der radiale Strömungsbereich bei irgendeinem Radius R von der Wellenmittellinie wird bestimmt als Produkt des Umfangs des Radius R und dem axialen Abstand zwischen vorderer Endwand 82 und rückwärtiger Endwand 84. Die gewünschten radialen Strömungsgeschwindigkeiten bestimmen dann den axialen Raum und folglich die relative Wandkontur. Sorgfältige Beachtung sollte der Öldampf­ flüssigkeits-Mischung des Innendurchmessers 76 und dem Erfordernis für einen stabilen Flüssigkeitsring an oder nahe den Flügelrändern 80 geschenkt werden.

Der Pumpenwirkungsgrad der Flügel kann verbessert werden durch Einstellung der Fluchtung der Flügel für die Ölstrombedingungen, wo das Öl in den Ölpumpeninnendurch­ messer 76 eintritt und sich nicht mit Wellengeschwindigkeit dreht. Unter Bezugnahme insbesondere auf Fig. 4 kann gesehen werden, daß die geraden radialen Flügel 78, wie in Fig. 2 gezeigt, ersetzt werden können durch eine Viel­ zahl gebogener Flügel 108, die sich im wesentlichen in eine Richtung radial auswärts erstrecken. Die Flügel können eine Gestalt aufweisen längs der Hauptliniengestalt, wie es schematisch bei 109 gezeigt ist, um den Pumpenwirkungs­ grad zu verbessern, was durch spezifische Abwandlungen in der Gestaltung der Durchgänge und der Wellenkonstruktion möglich ist. Der bevorzugte Flügelhauptlinienwinkel 110 des Pumpeneinlasses und der Randwinkel 111 können errechnet werden aus den Geschwindigkeitsdreiecken unter genauer Berücksichtigung der Einlaßeinfallswinkel und der Randaus­ gangsgleitbedingungen. Allgemein ist die Pumpenströmung nicht proportional der Geschwindigkeit, da sie oberhalb durch die Ölpump- und -zumeßeinrichtungen 62 gedrosselt wird. Die Einlaßströmungswinkel können dann optimiert wer­ den nur über einen begrenzten Geschwindigkeits-Strömungs­ bereich und geben einen Kompromiß bei anderen Strömungs­ geschwindigkeitszuständen wieder. Der Ausgangsrandwinkel 111 kann in allen Fällen eine zusätzliche Anpassungsfähig­ keit für die Einstellung der vorderen Endwand 82 und der rückwärtigen Endwand 84 verfügbar machen, da dieser Winkel die Strömungskanalgeschwindigkeit beeinflußt. Die Flügel­ dicke kann weiter ansteigend sein zu dem Rand, der auch die relative Strömungsgeschwindigkeit beeinflußt. Die dickeren Ränder steigern jedoch die Festigkeit der umfäng­ lichen Strömungsschichtung, die in den ringförmigen Hohl­ raum 86 eintritt. Der axiale Abstand zwischen der vorderen Endwand 82 und der rückwärtigen Endwand 84 sollte sehr gering sein bei kleineren Triebwerken, wobei das Ansteigen der Dicke der Flügelränder einen größeren axialen Abstand erlaubt, wodurch eine Gestaltung erzielt wird, die einfacher herzustellen ist.

In Fig. 3 ist eine Abwandlung der Pumpeinrichtung nach Fig. 1 dargestellt und umfaßt ein ringförmiges Strömungsgitter 62, das sich von der vorderen Endwand 82 nach außen erstreckt. Das Strömungsgitter 92 ist radial nach außen von den radialen Flügeln 78 angeordnet und bildet einen Steuerspalt 94 zwischen Strömungsgitter 92 und rückwärtiger Endwand 84, um den Ölstrom zu konditionie­ ren, der in den ringförmigen Hohlraum 86 eintritt, bevor das Öl durch die Öleinspritzdüsen 58 in die Brennkammer 42 gelangt. Es ist verständlich, daß das ringförmige Strömungs­ gitter 92 durch andere Einrichtungen ersetzt werden kann, z. B. durch einen mit Öffnungen versehenen Ring, der Spalte bildet, die besonders geeignet sind, die gewünschten Strömungscharakteristiken für das Öl verfügbar zu machen, das in die Einspritzdüsen einmündet. Eine weitere Abwand­ lung der Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Die Endplatte 70 besitzt eine mit einer Kontur versehene Endwand 112, die einen mittleren Körper 116 bildet, der sich in axialer Richtung längs der Haupt­ welle 12 erstreckt. Zusätzlich umfaßt der Wellenring 69 eine mit einer Kontur versehene rückwärtige Endwand 114, um einen Strömungskanal zwischen der Kontur der vorderen Endwand 112, dem mittigen Körper 116 und der Kontur der rückwärtigen Endwand 114 zu bilden. Eine Vielzahl von Flügeln 118 erstreckt sich quer zum Strömungskanal, und ein Wandteil 123 benachbart dem Wandteil 114 des Wellen­ rings 69 bildet eine Einlaßröhrenkontur 124 oberhalb der Führungskante 120 der Flügel 118.

Wie Fig. 6 zeigt, sind überdies die Flügel 118 weiter mit einer Kontur versehen zwischen der Führungskante 120 und der Schleppkante 122, um die Wirksamkeit der Pumpen­ arbeit zu erhöhen. Der gewünschte Führungskanteneinlaß­ winkel 125, wie er in Fig. 6A gezeigt ist, kann errechnet werden aus den Geschwindigkeitsdreiecken unter genauer Beachtung der Einlaßanstellwinkel. Der bevorzugte Kopf­ winkel 126 kann aus den Ausgangsschlupfbedingungen und den gewünschten Kanalströmungsgeschwindigkeiten errechnet werden. Diese Strömungsbedingungen sind den gleichen Arten von Kompromissen unterworfen, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wurde. Wie Fig. 6 zeigt, verändert sich die Dicke eines jeden Flügels längs der radialen Richtung, und die Seitenflächen sind besonders gestaltet im Zusammenhang mit der gewünschten Pumpenwirkung. In jedem Fall ermöglicht die axiale Ausdehnung der Flügel und die radiale Ausdehnung der Flügel 118 diesen, dem Öl weitere Energie zu erteilen, wenn es von der Ölröhre 72 in den ring­ förmigen Hohlraum 86 fließt, um in die Düsen 58 ausgepumpt zu werden.

In Fig. 7 ist eine weitere Abwandlung der Pumpenein­ richtung dargestellt, die die Flügelkonstruktion nach Fig. 5 benutzt und einen axialen Zwischenraum zwischen Schlepp­ kante 122 der Flügel 118 und dem ringförmigen Hohlraum 86 umfaßt. Das Öl gelangt von der Schleppkante zu dem Auslaß 122 der Flügel 118 durch einen ringförmigen Hohlraum 136 längs der sich axial erstreckenden Wand 128, die von dem Wellenring 69 gebildet ist. Der Ringdurchgang 136 macht eine verlängerte Bahn zur Wärmeübertragung zum Öl verfüg­ bar und dient als eine Barriere zwischen dem Druck, der in dem ringförmigen Hohlraum 86 aufgrund der Brennkammer erzeugt wird, und dem niedrigen Druck in der Ölröhre 72.

Wie Fig. 8 zeigt, befindet sich die Schleppkante 122 der Flügel 118 axial im Abstand von dem ringförmigen Hohl­ raum 86 und den Einspritzdüsen 58, und der dazwischen liegende Verbindungsdurchgang umfaßt Einrichtungen zum Erzeugen einer zwangsläufigen Flüssigkeitsöldichtung zwi­ schen dem ringförmigen Hohlraum 86 und der Ölröhre 72. Der Durchmesser der Ringfläche 148 ist geringer als der Durchmesser 149 der mit einer Kontur versehenen vorderen Endwand 112, während die Schleppkante 122 der Flügel 118 geringer als, größer als oder gleich dem Durchmesser 149 sein kann. Eine solche Konstruktion ermöglicht eine zwangs­ läufige mechanische Steuerung der radialen Tiefe des Flüssigkeitsölrings, der im Durchgang gebildet wird. Das von der Schleppkante 122 der Flügel 118 abgehende Öl füllt die Ringkammer 146 aus, und das Öl sammelt sich in der Kammer, bis es eine radial innenliegende Stellung erreicht hat, in der es axial längs der Ringfläche 148 und in den ringförmigen Hohlraum 86 gelangen kann. Die Ansammlung des Öls in dem ringförmigen Hohlraum bildet eine zwangs­ läufige Flüssigkeitsöldichtung zwischen dem Druck in dem Hohlraum 86 und dem in der Ölröhre 72. In Fig. 9 ist eine Abwandlung der Pumpeinrichtung nach Fig. 1 gezeigt, die eine äußere Ölröhre 122 umfaßt, die eine Abdichtungsein­ richtung 163 besitzt und eine innere Ölröhre 172 mit Abdich­ tungseinrichtungen 173. Das in das Triebwerk durch den Durchgang 64 eintretende Öl strömt axial längs der Haupt­ welle 12 durch den axial ringförmigen Durchgang 164, der durch den Innendurchmesser der äußeren Ölröhre 162 und den Außendurchmesser der inneren Ölröhre 172 gebildet ist, tritt dann in den Ölpumpeneinlaßdurchmesser 76 ein und gelangt durch den Raum zwischen den radialen Flügeln 78, füllt die Ringkammer 146, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben, und das Öl sammelt sich in der Kammer, bis es eine radial innenliegende Stellung erreicht hat, in der es axial längs der Ringfläche 148 in den ringförmi­ gen Hohlraum 86 gelangen kann. Der ringförmige Durchgang 164, der Öl von dem Einlaßdurchgang 64 axial längs der Hauptwelle 12 zu dem Pumpeneinlaß-Durchmesser 76 fördert, steht nicht in Verbindung mit dem Innendurchmesser 176 der inneren Ölröhre 172. Dieser Innendurchmesser 172 der Hauptwelle 12 ist getrennt von dem Öltransport und der Pumpeinrichtung, wie er für einige Turbinentriebwerk­ konstruktionen wünschenswert ist, als diese zwei oder mehr konzentrische Wellen aufweisen, wobei die inneren Wellen unbelastet von dem Ölsystem sind.

In Fig. 10 ist eine weitere Abwandlung der Ölförder- und -pumpeinrichtung nach Fig. 9 dargestellt und umfaßt einen ringförmigen Ablenkring 180, um das Öl abzulenken, das axial längs des ringförmigen Durchgangs 164 in einer vorherrschend radialen Richtung strömt, bevor es in den Ölpumpeneinlaßdurchmesser 76 eintritt. Die Ablenkung des Öls kann potentiell die Stabilität der Öl-Dampf-Flüssig­ keitsverteilung an dem inneren Durchmesser 76 der radialen Flügel 78 verbessern.

Weitere Abwandlungen sind für den Fachmann denkbar, ohne daß von dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird, wie er in den Ansprüchen wiedergegeben ist.

Claims (24)

1. Turbinentriebwerk mit einem Lagergehäuse und einer darin drehbar montierten Welle mit einer Brennkammer, die koaxial zur Welle angeordnet ist, wobei das Wellengehäuse einen axialen Durchgang aufweist und fluchtende Einspritz­ düsen zum Zuführen von Öl in die Brennkammer mit einer Pump- und Zumeßeinrichtung zur Zuführung von Öl zu dem Einspritzdüsendurchgang, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung in der Welle vorgesehen ist, um die Einspritzdüse mit dem axialen Durchgang zu verbinden und zum Unterdrucksetzen des Öls mit einem Druck, der hoch genug ist, um das Öl in die Brennkammer durch die Einspritzdüsen zu fördern.

2. Turbinentriebwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Wellenwand und eine zweite Wellenwand, die in der Welle im Abstand voneinander ange­ ordnet sind am einen Ende des axialen Durchgangs, um einen Strömungsdurchgang dazwischen zu bilden, wobei ein ring­ förmiger Hohlraum zwischen den Einspritzdüsen und dem Durchgang gebildet ist, und durch eine Vielzahl von Flügeln, die sich durch den Durchgang quer zu den ersten und zweiten Wellenwänden erstrecken.

3. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine Drucksperre bildet zwischen dem ringförmigen Hohlraum und dem axialen Durchgang.

4. Turbinentriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Wellenwand mit Konturen versehen sind, um einen Strömungs­ durchgang zu bilden, der ein vorbestimmtes Verhältnis aufweist, wobei die Flügel dem Öl genügend Energie erteilen, um eine Flüssigkeitsringdichtung zwischen dem Ringhohlraum zu bilden.

5. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung eines ringförmigen Hohlraums Düsen unterteilt, um einen axialen Spalt in dem Hohlraum zu bilden für einen kontrollierten Ölstrom zu den Einspritzdüsen.

6. Turbinentriebwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung ein ring­ förmiges Gitter umfaßt.

7. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel gebogen sind um eine Achse parallel zur Welle.

8. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel eine variable Dicke längs ihrer Radialdichtung aufweisen.

9. Turbinentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchgang und die Flügel sich radial zum äußersten Ende der Flügel verjüngen.

10. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel axial mit den Einspritzdüsen ausgefluchtet sind.

11. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel in bezug auf einen Winkelgrad (Radian) abgeschrägt sind, der sich nach außen von der Achse der Welle erstreckt.

12. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Wellenwand eine Kontur aufweisen, um ein axial verlänger­ tes Teil des Strömungsdurchganges zu bilden, das ein Einlaßende des Strömungsdurchgangs bildet, wobei die Flügel sich in das axial verlängerte Teil erstrecken.

13. Turbinentriebwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das sich radial erstreckende Teil des Flüssigkeitsdurchgangs ein Auslaßende bildet und daß das Auslaßende axial mit den Einspritzdüsen fluchtet.

14. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Hohlraum axial im Abstand von den Flügeln angeordnet ist und daß Einrich­ tungen vorgesehen sind, um einen axialen Strömungsdurch­ gang zwischen den Flügeln und dem Hohlraum zu bilden.

15. Turbinentriebwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Strömungsdurchgang ein radial äußeres Teil umfaßt, das sich axial von den Flügeln erstreckt und ein axial benachbart, radial inneres Teil, das sich axial von dem ringförmigen Hohlraum erstreckt, daß eine erste ringförmige Wand an dem Ende des radial äußeren Teils des axialen Strömungsdurchgangs vorgesehen ist und eine zweite ringförmige Wand an dem Ende des radial inneren Teils und daß diese erste ringför­ mige Wand in einer Stellung axial im Abstand von der zweiten ringförmigen Wand angeordnet ist, um einen radialen Durchgang dazwischen zu bilden, der in Verbin­ dung mit dem äußeren und inneren Teil des Strömungsdurch­ ganges steht.

16. Turbinentriebwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innerste Durch­ messer der ersten Ringwand wenigstens so klein ist wie der radial äußerste Durchmesser der zweiten Ringwand.

17. Turbinentriebwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innerste Durchmes­ ser der ersten Ringwand kleiner ist als der radial äußerste Durchmesser der zweiten Ringwand.

18. Turbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Flügeln sich teilweise durch den Durchgang erstreckt und von entweder der ersten oder der zweiten Wand oder beiden ausgeht.

19. Turbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Durchgang einen axial angeordneten, ringförmigen Hohlraum aufweist und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um eine Verbindung von der Zuführung des zugemessenen Öls zur Druckerhöhungs­ einrichtung herzustellen, wobei ein Durchgang durch die Mitte der Welle frei von Öl bleibt.

20. Turbinentriebwerk nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine axial angeordnete, äußere zylindrische Wand und eine konzentrische innere zylindri­ sche Wand, die radial im Abstand voneinander angeordnet sind, und durch eine Einrichtung zur Festlegung und Abdichtung der zylindrischen Wände, wobei der dazwischen­ liegende radiale Spalt einen axialen ringförmigen Durch­ gang bildet, um die Zufuhr von zugemessenem Öl zur Druckerhöhungseinrichtung zu bilden.

21. Turbinentriebwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die innere zylindrische Wand einen hohlen Zylinder bildet, dessen innerste Fläche frei von Öl ist.

22. Turbinentriebwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager- und Abdichtungs­ einrichtungen hohl und frei von Öl sind.

23. Turbinentriebwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen radiale Ablenkeinrichtung axial im Abstand von dem axial angeord­ neten Durchgang vorgesehen ist.

24. Turbinentriebwerk nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung axial mit der Druckerhöhungseinrichtung fluchtet.