DE3943103A1 - Turbogeblaesetriebwerk mit einem hohen bypass-verhaeltnis - Google Patents
Turbogeblaesetriebwerk mit einem hohen bypass-verhaeltnisInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Turbogebläsetriebwerke mit
hohem Bypass-Verhältnis und insbesondere ein der
artiges Triebwerk mit einer Gebläseantriebsturbine,
die zur Anpassung an die Drehzahl des Gebläses teil
weise übersetzt ist.
Wenn das Bypass-Verhältnis eines Turbogebläsetrieb
werks zunimmt, nimmt die von dem Gebläseabschnitt
bewegte Luftmenge im Verhältnis zu der Luftmenge zu,
die von dem Kerntriebwerk empfangen wird. Hierbei
wird der Durchmesser des Gebläseabschnitts relativ zu
dem Kerndurchmesser größer. Wenn der Gebläsedurchmesser
zunimmt, sinkt die optimale Spitzen- bzw. Randgeschwindigkeit
des Gebläses. Die Kombination eines größeren Durchmessers des Ge
bläseabschnitts und des Erfordernisses einer geringeren
Gebläserandgeschwindigkeit führt dazu, daß die erfor
derliche Anzahl der Stufen der Gebläseantriebsturbine
wegen der geringeren Turbinendrehgeschwindigkeit und
des thermodynamischen Leistungszyklus der Turbine an
steigt, wodurch die Kosten und das Gewicht des Trieb
werks sich erhöhen. Die große Leistungsentnahme aus
dem Turbinenstrom erfordert eine große Expansion des
Turbinengases und damit einen großen Turbinenaustritt
ringraumbereich.
Die herkömmliche Lösung dieses Problems bestand darin,
ein Drehzahländerungsgetriebe zwischen dem Gebläse
antriebsturbinenabschnitt und dem Gebläseabschnitt
einzuschalten. Eine solche Anordnung hat jedoch er
hebliche Nachteile. Obwohl die Gebläseantriebsturbine
weniger Stufen erfordert, benötigt sie wegen der er
forderlichen Leistungsentnahme für den thermodynamischen
Zyklus der Turbine denselben großen Ausgangsringsraum
bereich, und ihre Geschwindigkeit ist demzufolge durch
die Belastung der letzten Stufe der Gebläseantriebs
turbine begrenzt. Damit bleibt es bei einem relativ
großen Durchmesser der Turbine mit einer beträchtlichen
Anzahl von Stufen. Außerdem ist der Getriebekasten zwi
schen der Gebläseantriebsturbine und dem Gebläseab
schnitt verhältnismäßig schwer, ineffektiv und teuer,
und er erfordert wegen der großen Wellen-Leistungs
abgabe und der kleineren Ausgangsdrehzahl eine be
trächtliche Wartung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Turbo
gebläsetriebwerk mit großem Bypass-Verhältnis der betrachteten Art
so weiter zu entwickeln, daß die erforderliche Stufenzahl der
Gebläseantriebsturbine reduziert ist, während dennoch
die optimale Randgeschwindigkeit bzw. Spitzengeschwindig
keit des Gebläseabschnitts erreicht wird. Außerdem soll
die Gebläseantriebsturbine in wenigstens zwei Ab
schnitte geteilt sein, wobei die Drehzahl eines Ab
schnitts im wesentlichen mit der optimalen Drehzahl
des Gebläseabschnitts übereinstimmen soll, so daß der
Gebläseabschnitt direkt von dem Gebläseantriebstur
binenabschnitt mit der kleineren Drehzahl angetrieben
werden kann.
Außerdem soll ein Turbogebläsetriebwerk angegeben
werden, bei dem nur der Gebläseantriebsturbinenab
schnitt höherer Geschwindigkeit mit einem Unter
setzungsgetriebe gekoppelt ist, so daß das Gewicht
und die Größe des Untersetzungsgetriebekastens er
heblich reduziert werden können.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im
Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 10 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er
findung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeich
net.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Turbo
gebläsetriebwerk mit einem hohen Bypass-Verhältnis
einen Gebläseabschnitt und eine Gebläseantriebstur
bineneinrichtung zum Antrieb des Gebläseabschnitts.
Die Gebläseantriebsturbineneinrichtung ist in einen
ersten und einen zweiten Turbinenabschnitt geteilt,
die unabhängig voneinander drehbar in dem Triebwerk
befestigt sind. Ferner ist eine Gebläseantriebswellen
einrichtung zum Drehen des Gebläseabschnitts vorge
sehen. Das Triebwerk enthält außerdem eine Einrichtung
zum Koppeln der Gebläseantriebswelleneinrichtung mit
dem zweiten Turbinenabschnitt der Gebläseantriebstur
bineneinrichtung, um den Gebläseabschnitt im wesent
lichen mit der gleichen Drehzahl des zweiten Turbinenabschnitts
anzutreiben.
Ferner ist eine Getriebeeinrichtung zum Koppeln des
ersten Turbinenabschnitts der Gebläseantriebsturbinen
einrichtung mit der Gebläseantriebswelleneinrichtung
vorgesehen sowie zum Reduzieren der Drehzahl, mit der
eine Antriebskraft von dem ersten Turbinenabschnitt
abgegeben wird, um die Drehzahl der Drehzahl des Ge
bläseabschnitts anzupassen. Die Wellenleistung
der Gebläseantriebswelleneinrichtung ist vorzugsweise
etwa gleichmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten
Turbinenabschnitt aufgeteilt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist
der erste Turbinenabschnitt höherer Drehgeschwindigkeit
der Gebläseantriebsturbineneinrichtung mit einem Zu
satzkompressor gekoppelt, der hinter dem Gebläseab
schnitt und vor dem Kerntriebwerksabschnitt angeordnet
ist, so daß der Zusatzkompressor im wesentlichen mit
der Drehzahl des ersten Turbinenabschnitts der Gebläse
antriebsturbineneinrichtung angetrieben werden kann.
Das erfindungsgemäße Turbogebläsetriebwerk hat den
Vorteil, daß der Gebläseabschnitt und/oder der Zusatz
kompressor direkt mit der gleichen Drehzahl wie der
zweite bzw. erste Turbinenabschnitt der Gebläseantriebs
turbineneinrichtung angetrieben werden können, so daß das
Erfordernis der Drehzahländerung zwischen dem Gebläse
antriebsturbinenabschnitt und den zugehörigen ge
koppelten, angetriebenen Bauteilen vermieden oder redu
ziert ist.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung in näheren Einzelheiten mit Bezug auf die
Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 auf schematische Weise ein erfindungsgemäßes
Turbogebläsetriebwerk, bei dem das Ge
triebe, das den ersten Turbinenabschnitt
mit der Gebläseantriebswelleneinrichtung
verbindet, hinter dem Kernabschnitt ange
ordnet ist;
Fig. 2 auf schematische Weise ein erfindungsgemäßes
Turbogebläsetriebwerk, bei dem das Getriebe,
das den ersten Turbinenabschnitt der Gebläse
antriebsturbine mit dem Gebläseabschnitt
koppelt, vor dem Kernabschnitt angeordnet
ist, und wobei ein Zusatzkompressor direkt
über eine Welle angetrieben ist, die sich
zwischen dem ersten Turbinenabschnitt und
dem Getriebe erstreckt, und
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
wobei der erste und der zweite Abschnitt
der Gebläseantriebsturbine mit dem Gebläse
abschnitt über ein Differentialplaneten
getriebe gekoppelt sind, das das Getriebe
und eine Einrichtung zum Koppeln des zweiten
Turbinenabschnitts mit dem Gebläseabschnitt
aufweist.
Es wird nun in Einzelheiten auf die bevorzugten Aus
führungsformen der Erfindung, die in der beigefügten
Zeichnung abgebildet sind, bezug genommen, wobei über
einstimmende oder entsprechende Bauteile in den ver
schiedenen Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen
versehen sind.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Turbogebläsetriebwerk
mit einem hohen Bypass-Verhältnis, wobei das Trieb
werk allgemein mit 10 bezeichnet ist. Gemäß der vor
liegenden Erfindung enthält das Triebwerk 10 einen
Gebläseabschnitt 12 und einen Zusatzkompressor 14,
der sich bezüglich der Strömung der Verbrennungsgase
durch das Triebwerk vor einem Kerntriebwerksabschnitt
16 befindet. Der Kernabschnitt 16 enthält typischer
weise einen herkömmlichen Hochdruckkompressor, der
Brennkammern speist, die heiße Verbrennungsgase durch
eine Hochdruckturbine leiten, wie dies dem Fachmann
bekannt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Triebwerk
10 ferner eine Gebläseantriebsturbineneinrichtung zum
Antrieb des Gebläseabschnitts. Wie dargestellt, ent
hält die Gebläseantriebsturbineneinrichtung eine Ge
bläseantriebsturbine 18, die in einen ersten und einen
zweiten Turbinenabschnitt 20 und 22 aufgeteilt ist, die
unabhängig drehbar innerhalb des Triebwerks 10 ange
bracht sind. Der erste Turbinenabschnitt 20 befindet
sich vor dem zweiten Turbinenabschnitt 22. Jeder der
Turbinenabschnitte 20 und 22 enthält eine vorbestimmte
Anzahl von Stufen. Der zweite Turbinenabschnitt 22 hat
einen größeren Durchmesser als der erste Turbinenab
schnitt 20 und weist den großen Ringraumbereich
auf, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen, die
durch den thermodynamischen Zyklus der Turbinenein
richtung bestimmt sind, wie dem Fachmann bekannt ist.
Der zweite Turbinenabschnitt 22 läuft vorzugsweise
mit der Berechnungsdrehgeschwindigkeit des Gebläse
abschnitts 12, während der erste Turbinenabschnitt 20
mit einer weit höheren Drehgeschwindigkeit läuft.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ent
hält das Triebwerk 10 ferner eine Gebläseantriebs
welleneinrichtung zum Drehen des Gebläseabschnitts.
Wie in Fig. 1 lediglich beispielsweise dargestellt ist,
enthält die Gebläseantriebswelleneinrichtung eine Ge
bläseantriebswelle 24, die mit dem Gebläseabschnitt
12 gekoppelt ist. Die Gebläseantriebswelle 24 kann
direkt mit der Nabe des Gebläseabschnitts 12 verbunden
sein, um den Gebläseabschnitt 12 zu drehen, wenn die
Welle 24 gedreht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Trieb
werk 10 ferner eine Einrichtung zum Koppeln der Ge
bläseantriebswelleneinrichtung mit dem zweiten Tur
binenabschnitt der Gebläseantriebsturbineneinrichtung,
um den Gebläseabschnitt im wesentlichen mit derselben
Drehgeschwindigkeit wie derjenigen des zweiten Tur
binenabschnitts zu drehen. Gemäß der ersten Ausführungs
form der Erfindung enthält die Kopplungseinrichtung eine
direkte Verbindung der Welle 24 mit einer Trommel 26
des zweiten Turbinenabschnitts 22. Auf diese Weise ist
bei der ersten Ausführungsform der Erfindung der Ge
bläseabschnitt 12 direkt mit derselben Drehgeschwindig
keit wie derjenigen des zweiten Turbinenabschnitts 22
angetrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Trieb
werk 10 ferner eine Getriebeeinrichtung zum Koppeln
des ersten Turbinenabschnitts der Gebläseantriebs
turbineneinrichtung mit der Gebläseantriebswellen
einrichtung und zur Reduzierung der Drehgeschwindig
keit der von dem ersten Turbinenabschnitt gelieferten
Leistung bzw. Antriebskraft, um die Drehgeschwindig
keit des Gebläseabschnitts anzupassen. Gemäß der
hier beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfin
dung enthält die Getriebeeinrichtung ein Getriebege
häuse (-kasten) 28, das hinter dem Kernabschnitt 16 angeordnet
ist. Das Getriebegehäuse 28 ist mit einer Trommel 30
des ersten Turbinenabschnitts 20 auf übliche Weise
gekoppelt, wie durch Linien 32 angedeutet ist, sowie
andererseits mit der Welle 24, um die Arbeitsleistung
des ersten Turbinenabschnitts 20 auf die Welle 24 zu
übertragen. Der Getriebekasten 28 dient auch der Re
duzierung der Drehgeschwindigkeit der von dem ersten
Turbinenabschnitt 20 gelieferten Antriebskraft, um mit
der Drehgeschwindigkeit des Gebläseabschnitts 12 über
einzustimmen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung des Turbo
gebläsetriebwerks 10 ist der zweite Turbinenabschnitt
22 direkt über die Welle 24 mit dem Gebläseabschnitt
12 verbunden, um den Gebläseabschnitt 12 mit der Dreh
geschwindigkeit des zweiten Turbinenabschnitts 22 an
zutreiben. Der erste Turbinenabschnitt 20 ist über den
Getriebekasten 28 mit der Gebläseantriebswelle 24 an
triebsmäßig verbunden. Auf diese Weise kann die er
forderliche Stufenzahl der Gebläseantriebsturbine 18
verringert werden, da der zweite Turbinenabschnitt 22
direkt mit dem Gebläseabschnitt 12 gekoppelt ist,
ohne daß ein Getriebe zwischen dem zweiten Turbinen
abschnitt 2 und dem Gebläseabschnitt 12 angeordnet
werden muß. Da zudem nur ein Teil der Wellen-PS der
Welle 24 von dem ersten Turbinenabschnitt 20 über
den Getriebekasten 28 geliefert wird, können das
Gesamtgewicht und die Größe des Getriebekastens 28
innerhalb des Triebwerks 10 wesentlich verringert
werden gegenüber herkömmlichen Anordnungen, bei denen
das Getriebe zwischen der Gebläseantriebsturbine und
der Gebläseantriebswelle die gesamte Wellenantriebs
leistung überträgt.
Die Wellenleistung der Gebläseantriebswelle 24
ist vorzugsweise im wesentlichen gleichmäßig zwischen
dem ersten Turbinenabschnitt 20 und dem zweiten Tur
binenabschnitt 22 aufgeteilt. Ferner wird eine Kon
struktion bevorzugt, bei der die Drehgeschwindigkeit
des ersten Turbinenabschnitts 20 etwa doppelt so groß
ist wie die Drehgeschwindigkeit des zweiten Turbinen
abschnitts 22. Die Geschwindigkeit des ersten Tur
binenabschnitts 20 wird durch die Schaufelbelastung
in der letzten Stufe begrenzt. Diese Anordnung hat
mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Anordnungen.
Die Schaufelbelastungen des zweiten Turbinenabschnitts
22 sind relativ niedrig gehalten, da der zweite Tur
binenabschnitt 22 so konstruiert ist, daß er mit der
selben niedrigen Drehzahl rotiert, wie der Gebläse
abschnitt 12 großen Durchmessers. Die Arbeitsentnahme
pro Stufe des ersten Turbinenabschnitts 20 und die
Leistung jeder Stufe sind wegen der weit höheren Dreh
geschwindigkeit und Schaufelgeschwindigkeit des ersten
Turbinenabschnitts 20 im Vergleich zu dem zweiten
Turbinenabschnitt 22 relativ hoch. Die Wellenpferde
stärkeabgabe des Getriebekastens 28 ist reduziert,
da der Getriebekasten 28 nur den Teil der Wellen
pferdestärke überträgt, der von dem ersten Turbinen
abschnitt 20 hervorgerufen wird. Der erste Turbinen
abschnitt 20 kann zudem als Übertragungsleitung zu
dem zweiten Turbinenabschnitt 22 arbeiten, um die
heißen Verbrennungsgase von dem Kernabschnitt zu dem
zweiten Turbinenabschnitt 22 größeren Durchmessers
zu leiten. Hierdurch kann das Triebwerk kürzer ge
staltet sein, da der erste Turbinenabschnitt 22 zwei
Aufgaben erfüllt, nämlich Antriebskraft für den Gebläse
abschnitt zu liefern und als Übergangskanal zu
dem zweiten Turbinenabschnitt 22 größeren Durchmessers
zu wirken. Schließlich ist die Wärmezuführung zu dem
Schmieröl des Getriebekastens 28 reduziert, da der
Getriebekasten 28 nur einen Teil der Wellenpferde
stärke auf die Gebläseantriebswelle 24 überträgt, wo
durch das Gewicht und die erforderliche Kühlung des
Schmierölkühlsystems verringert sind.
Fig. 2 zeigt eine zweite Anordnung des Triebwerks 10
gemäß Fig. 1, bei der die Getriebeeinrichtung ein
Sternrad 62 aufweist, das vor dem Kernabschnitt 16
angeordnet ist. Die Bezugszeichen 34 und 36 bezeichnen
Rahmen und Leitschaufeln der Gebläseantriebsturbine 18
und des Zusatzkompressors 14. Die vordere Anordnung
des Zahnrades 62 bewirkt bei dieser Ausführungsform
der Erfindung folgende Vorteile. Erstens ist das durch
den Kernabschnitt 16 des Triebwerks 10 übertragene
Drehmoment kleiner, da der erste Turbinenabschnitt 20
bei einer hohen Drehzahl und einem niedrigen Drehmoment
bleibt, bis nach Übertragung der Antriebskraft durch
den Kernabschnitt. Zweitens ist der Getriebekasten
62 in einem kühleren Bereich des Triebwerks 10 vor
dem Kernabschnitt 16 angeordnet, wo er weniger Kühlöl
benötigt. Drittens ist der Zugang zu Wartungszwecken
zu dem Zahnrad bzw. Getriebe 62 erleichtert, da sich
dieses vor dem Kernabschnitt 16 befindet. Viertens sind
die Getriebeleistungserfordernisse reduziert, da
die Zusatzantriebskraft nicht durch das Getriebe über
tragen wird. Schließlich ist diese Ausbildung bei Kernen
mit mäßigem Druckverhältnis verwendbar, da der Zusatz
kompressor (booster) mit hoher Drehzahl im Vergleich
zu dem Gebläse arbeiten und damit in einigen wenigen
Stufen einen wesentlichen Druckanstieg (Kernvorver
dichtung) wirkungsvoll hervorrufen kann.
Weiterhin mit Bezug auf Fig. 2 ist der Zusatzkompressor
14 direkt von dem ersten Turbinenabschnitt 20 über eine
Zusatzkompressorantriebswelleneinheit angetrieben, die
eine Welle 50 aufweist. Die Welle 50 ist die Außenwelle
einer Doppelwelle während die Welle 24 die Innen
welle der Doppelwelle ist, wie dem Fachmann bekannt
ist. Die Innenwelle 24 ist auf Lagern 38 und 48 ge
halten, während die Außenwelle 50 auf Lagern 40, 42
und 44 gehalten ist.
Bei dieser Ausführungsform ist der erste Turbinen
abschnitt 20 dadurch mit dem Zusatzkompressor 14 ge
koppelt, daß die Zusatzkompressorantriebswelle 50
direkt mit der Nabe des Zusatzkompressors 14 ver
bunden ist. Diese in Fig. 2 dargestellte Ausführungs
form der Erfindung hat den Vorteil, daß der Zusatz
kompressor 14 mit der Drehgeschwindigkeit des ersten
Turbinenabschnitts 20 angetrieben wird, womit der
Zusatzkompressorabschnitt 14 weniger Stufen haben
kann und dennoch eine ausreichende Leistung aufweist,
so daß die vorliegende Erfindung auf Kerne mit mäßigem
Druckverhältnis anwendbar ist. Die Verbindungseinrichtung
zwischen dem ersten Turbinenabschnitt 20 und dem Zusatz
kompressor 14 verläuft nicht durch das Zahnrad bzw.
Getriebe 62, womit alle Verluste der Wellenpferdestärke,
die mit einer Übertragung durch Zahnräder verbunden sind,
vermieden sind. Die Zusatzkompressorwelle 50 ist ferner
mit einer Eingangswelle 70 des Sternrades bzw. Stern
getriebes 62 verbunden. Eine Ausgangswelle 72 des
Sternrades 62 ist seinerseits mit dem Gebläseabschnitt
12 verbunden. Auf diese Weise ist die Ausgangsleistung des ersten
Turbinenabschnitts 20 zwischen dem Zusatzkompressor 14
und dem Gebläse 12 aufgeteilt. Mit Bezug auf Fig. 3,
in der eine dritte Ausführungsform der Erfindung abge
bildet ist, enthält die Getriebeeinrichtung ein
Differentialumlaufrad bzw. Differentialplanetengetriebe
52, das in Kombination die Einrichtung zum Koppeln des
zweiten Turbinenabschnitts 22 mit dem Gebläseabschnitt
12 und die Getriebeeinrichtung zum Koppeln des ersten
Turbinenabschnitts 20 mit dem Gebläseabschnitt 12 ent
hält. Bei dieser Ausführungsform enthält das Diffen
rentialplanetengetriebe 52 ein Sonnenrad 54 und einen
Planetenträger 56. Die Gebläseantriebswelleneinrichtung
ist wieder als Doppelwellenanordnung gestaltet mit
äußeren und inneren, konzentrischen Wellen 58 und 60,
wobei die äußere Welle 58 mit der Nabe des ersten
Turbinenabschnitts 20 und die innere Welle 60 mit der
Nabe des zweiten Turbinenabschnitts 22 verbunden ist.
Die äußere Antriebswelle 58 von dem ersten Turbinen
abschnitt 20 ist dann mit dem Sonnenrad 54 verbunden,
während die innere Welle 60 mit dem Planetenträger 56
verbunden ist. Die spezielle Ausbildung des Differen
tialplanetengetriebes 52 ist ebenso herkömmlicher Art
wie diejenige des Sterngetriebes 62 und dem Fachmann
bekannt. Eine spezielle Beschreibung der Ausbildung
eines Sterngetriebes wie eines Sterngetriebes 62 und
eines Differentialplanetengetriebes wie eines Differen
tialplanetengetriebes 52 findet sich in "Handbook of
Practicle Gear Design" von Darle W. Dudley, Copywright
1984 von McGraw Hill.
Die alternative Ausführungsform gemäß Fig. 3 und der
Einbau des Differentialplanetengetriebes 52 haben den
Vorteil, daß die Drehgeschwindigkeit des zweiten Tur
binenabschnitts 22 leicht modifiziert werden kann, so
daß der Konstrukteur einigen Spielraum bei der Fest
legung der spezifischen Geschwindigkeit des zweiten
Turbinenabschnitts 22 hat, während die optimale Kon
struktionsgeschwindigkeit bzw. Berechnungsgeschwindig
keit des Gebläseabschnitts 12 getroffen wird.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Einzel
heiten und Ausführungsformen beschränkt, vielmehr liegen
zahlreiche Modifikationen im Rahmen des Erfindungsge
dankens.
Claims (15)
1. Turbogebläsetriebwerk mit einem hohen Bypass-Ver
hältnis,
gekennzeichnet durch
einen Gebläseabschnitt (12),
eine Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18) zum Antrieb des Gebläseabschnitts, wobei die Gebläseantriebsturbinen einrichtung einen ersten (20) und einen zweiten Turbinen abschnitt (22) aufweist, die unabhängig voneinander dreh bar befestigt sind,
eine Gebläseantriebswelleneinrichtung (24; 24, 50; 60, 58) zum Drehen des Gebläseabschnitts (12),
eine Einrichtung zum Koppeln der Gebläseantriebswellen einrichtung mit dem zweiten Turbinenabschnitt (22) der Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18), um den Gebläseabschnitt im wesentlichen mit der Drehgeschwin digkeit des zweiten Turbinenabschnitts (22) zu drehen, und
eine Getriebeeinrichtung (28, 52, 62) zum Koppeln des ersten Turbinenabschnitts (20) der Gebläseantriebs turbineneinrichtung (18) mit der Gebläseantriebswellen einrichtung und zur Reduzierung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangsleistung von dem ersten Turbinenabschnitt (20) zur Anpassung an die Drehgeschwindigkeit des Ge bläseabschnitts (12).
einen Gebläseabschnitt (12),
eine Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18) zum Antrieb des Gebläseabschnitts, wobei die Gebläseantriebsturbinen einrichtung einen ersten (20) und einen zweiten Turbinen abschnitt (22) aufweist, die unabhängig voneinander dreh bar befestigt sind,
eine Gebläseantriebswelleneinrichtung (24; 24, 50; 60, 58) zum Drehen des Gebläseabschnitts (12),
eine Einrichtung zum Koppeln der Gebläseantriebswellen einrichtung mit dem zweiten Turbinenabschnitt (22) der Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18), um den Gebläseabschnitt im wesentlichen mit der Drehgeschwin digkeit des zweiten Turbinenabschnitts (22) zu drehen, und
eine Getriebeeinrichtung (28, 52, 62) zum Koppeln des ersten Turbinenabschnitts (20) der Gebläseantriebs turbineneinrichtung (18) mit der Gebläseantriebswellen einrichtung und zur Reduzierung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangsleistung von dem ersten Turbinenabschnitt (20) zur Anpassung an die Drehgeschwindigkeit des Ge bläseabschnitts (12).
2. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenleistung der Gebläseantriebswellen
einrichtung im wesentlichen gleichmäßig zwischen dem
ersten (20) und dem zweiten Turbinenabschnitt (22)
durch die Getriebeeinrichtung aufgeteilt ist.
3. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehgeschwindigkeit des ersten Turbinenab
schnitts (20) durch die Getriebeeinrichtung auf den
doppelten Wert der Drehgeschwindigkeit des zweiten
Turbinenabschnitts (22) eingestellt ist.
4. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kernabschnitt (16) in Strömungsrichtung der
Verbrennungsgase durch das Triebwerk gesehen vor der
Gebläseantriebturbineneinrichtung (18) angeordnet ist
und daß sich die Getriebeeinrichtung (28) hinter dem
Kernabschnitt befindet.
5. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kernabschnitt (16) in Strömungsrichtung der
Verbrennungsgase durch das Triebwerk gesehen vor
der Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18) ange
ordnet ist und daß sich die Getriebeeinrichtung (52,
62) vor dem Kernabschnitt befindet.
6. Turbogebläsetrieb nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
einen Kernabschnitt (16), der in Fließrichtung der
Strömungsgase durch das Triebwerk gesehen vor der
Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18) angeordnet
ist, einen Zusatzkompressor (14), der vor dem Kern
abschnitt angeordnet ist, und
eine Zusatzkompressorantriebswelleneinrichtung (50, 58) zum Koppeln des ersten Turbinenabschnitts (20) mit dem Zusatzkompressor (14), um diesen mit der Drehgeschwindig keit des ersten Turbinenabschnitts zu drehen.
eine Zusatzkompressorantriebswelleneinrichtung (50, 58) zum Koppeln des ersten Turbinenabschnitts (20) mit dem Zusatzkompressor (14), um diesen mit der Drehgeschwindig keit des ersten Turbinenabschnitts zu drehen.
7. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Getriebeeinrichtung ein Sterngetriebe (62)
aufweist.
8. Turbogebläsetrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gebläseantriebswelleneinrichtung als Zwillings
trommel mit einer inneren und einer äußeren Welle
(24, 50; 60, 58) ausgebildet ist, die jeweils mit
einem der beiden Turbinenabschnitte verbunden sind.
9. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungseinrichtung und die Getriebeein
richtung in Kombination ein Differentialplanetenge
triebe (52) mit einem Planetenträger (56) und einem
Sonnenrad (54) enthalten, wobei die innere oder äußere
Welle der Gebläseantriebswelleneinrichtung, die mit
dem ersten Turbinenabschnitt (20) verbunden ist, mit
dem Sonnenrad (54) gekoppelt ist, während die andere
Welle mit dem Planetenträger (56) gekoppelt ist.
10. Turbogebläsetrieb mit einem hohen Bypass-Verhältnis,
gekennzeichnet durch
einen Gebläseabschnitt (12),
einen Zusatzkompressor (14), der in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase durch das Triebwerk gesehen hinter dem Gebläseabschnitt angeordnet ist,
einen Kernabschnitt (16) hinter dem Zusatzkompressor,
eine Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18) zum An trieb des Gebläseabschnitts und des Zusatzkompressor abschnitts, wobei die Gebläseantriebsturbineneinrich tung einen ersten (20) und einen zweiten Turbinenab schnitt (22) aufweist, die unabhängig drehbar gehalten sind,
eine Gebläseantriebswelleneinrichtung (24; 24, 50; 60, 58) zum Drehen des Gebläseabschnitts,
eine Zusatzkompressorantriebswelleneinrichtung (50, 58) zum Drehen des Zusatzkompressors,
eine Einrichtung zum Koppeln der Gebläseantriebs welleneinrichtung mit dem zweiten Turbinenabschnitt (22), um den Gebläseabschnitt (12) im wesentlichen mit der Drehgeschwindigkeit des zweiten Turbinenab schnitts zu drehen,
eine Einrichtung zum Koppeln der Zusatzkompressoran triebswelleneinrichtung mit dem ersten Turbinenab schnitt (20), um den Zusatzkompressor im wesentlichen mit der Drehgeschwindigkeit des ersten Turbinenabschnitts zu drehen, und
eine Getriebeeinrichtung zum Koppeln des ersten Tur binenabschnitts (20) mit der Gebläseantriebswellen einrichtung und zum Reduzieren der Drehgeschwindigkeit der von dem erstenTurbinenabschnitt abgegebenen Leistung zur Anpassung an die Drehgeschwindigkeit des Gebläseabschnitts (12).
einen Gebläseabschnitt (12),
einen Zusatzkompressor (14), der in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase durch das Triebwerk gesehen hinter dem Gebläseabschnitt angeordnet ist,
einen Kernabschnitt (16) hinter dem Zusatzkompressor,
eine Gebläseantriebsturbineneinrichtung (18) zum An trieb des Gebläseabschnitts und des Zusatzkompressor abschnitts, wobei die Gebläseantriebsturbineneinrich tung einen ersten (20) und einen zweiten Turbinenab schnitt (22) aufweist, die unabhängig drehbar gehalten sind,
eine Gebläseantriebswelleneinrichtung (24; 24, 50; 60, 58) zum Drehen des Gebläseabschnitts,
eine Zusatzkompressorantriebswelleneinrichtung (50, 58) zum Drehen des Zusatzkompressors,
eine Einrichtung zum Koppeln der Gebläseantriebs welleneinrichtung mit dem zweiten Turbinenabschnitt (22), um den Gebläseabschnitt (12) im wesentlichen mit der Drehgeschwindigkeit des zweiten Turbinenab schnitts zu drehen,
eine Einrichtung zum Koppeln der Zusatzkompressoran triebswelleneinrichtung mit dem ersten Turbinenab schnitt (20), um den Zusatzkompressor im wesentlichen mit der Drehgeschwindigkeit des ersten Turbinenabschnitts zu drehen, und
eine Getriebeeinrichtung zum Koppeln des ersten Tur binenabschnitts (20) mit der Gebläseantriebswellen einrichtung und zum Reduzieren der Drehgeschwindigkeit der von dem erstenTurbinenabschnitt abgegebenen Leistung zur Anpassung an die Drehgeschwindigkeit des Gebläseabschnitts (12).
11.Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Getriebeeinrichtung (28) hinter dem Kernab
schnitt (16) angeordnet ist.
12. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Getriebeeinrichtung (52, 62) vor dem Kernab
schnitt (16) angeordnet ist.
13. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Getriebeeinrichtung ein Sterngetriebe (62)
aufweist.
14. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gebläseantriebswelleneinrichtung und die
Zusatzkompressorantriebswelleneinrichtung eine innere
und eine äußere Welle aufweisen, die als Zwillings
trommel angeordnet sind.
15. Turbogebläsetriebwerk nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Getriebeeinrichtung und die Einrichtung zum
Koppeln des zweiten Turbinenabschnitts (22) mit der
Gebläseantriebswelleneinrichtung in Kombination ein
Differentialplanetengetriebe (52) mit einem Planeten
träger (56) und einem Sonnenrad (54) aufweisen, wobei
die innere Welle (60) mit dem ersten Turbinenabschnitt
(20) und die äußere Welle (58) mit dem Planetenträger
(56) verbunden ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: VOIGT, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 6232 BAD SODEN |
|
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |