DE4223930A1 - Tangentialgeblaese fuer turbotriebwerke - Google Patents

Description

Die im folgenden erläuterte Erfindung bezieht sich auf ein Tangentialgebläse für Turbotriebwerke, wie es im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist.

Es ist bekannt, daß sich Tangentialgebläse als Schubmassen­ erzeuger bei Flugzeugantrieben aufgrund ihrer Kennlinie be­ vorzugt eignen. Neuere Entwicklungen verwenden diese auch als Querstromge­ bläse bezeichnete Strömungsmaschine als Vor- oder Nach­ schaltaggregat für Nebenstrom- Strahltriebwerke, um deren Luftdurchsatz zu erhöhen, ohne dabei den Durchmesser des axialen Nebenstromgebläses vergrößern zu müssen. Dabei arbeitet das Tangentialgebläse in einem axialen Strömungsfeld, aus dem auch Hoch- und Mitteldruckverdichter des Triebwerks mit Arbeitsluft versorgt werden können.

Aus der DE 41 21 995 A1 ist ein solches Tangentialgebläse für Turbotriebwerke vorbekannt, das aus einem Trommelläu­ fer bestimmter Drehrichtung besteht, in dem ein Innen­ rotor mit entgegengesetzter Drehrichtung arbeitet, der ein schraubenförmig angeordnetes Laufschaufelsegment mit zwei Verdrängerkörpern enthält, die um ein Kernrohr herum aufge­ baut sind und aus mehreren Normalschnitten bestehen. Dieses System ist in einem von einem Mantel umgebenen Strömungs­ kanal mit Austrittsleitschaufeln untergebracht. Angetrieben wird dieser Aufbau von der Leistungsturbine eines frontseitigen Gaserzeugers, dessen Abgase als Impuls­ masse für den Vorwärtsschub verwendet werden.

Diese Anordnung dient der Druckerhöhung der Arbeitsluft und ist somit üblichen Ausführungen überlegen. Trotz dieses Vorteils muß die Gegenläufigkeit des Innenrotors, der die Druckerhöhung zu verdanken ist, als nicht zweckmäßig gewertet wurden, da dessen Beschaufelung bezüglich derjenigen des Trommelläufers durch diese Maßnahme die doppelte Umfangs­ geschwindigkeit hat, die zwangsläufig mit einer unerwünschten erhöhten Lärmabstrahlung verbunden ist. Weiterhin kann als Fertigungs- und Festigkeitsnachteil der komplizierte Aufbau des Innenrotors angesehen werden, der aus spiralförmig verlaufenden Einzelschnitten zusammengesetzt ist. Dadurch werden sich erhebliche Auswuchtschwierigkeiten ein­ stellen, die der Funktionstüchtigkeit abträglich sein könnten.

Weiterhin sind schon aus der DE 40 12 103 C1 Tangentialgeblä­ seanordnungen mit axialen Triebwerksdurchströmungen bekannt. Diese Gebläse besitzen ebenfalls verstellbare Strömungsleit­ einrichtungen, die zur Erzeugung von Vertikal- und Seiten­ kraftschüben Verwendung finden. Dabei wird die Gebläseabströmung zum Aufbau eines Bremsschub­ vektors herangezogen, indem eine Impulsmasse aus Abgasen der Gaserzeuger durch einen Strömungslenkapparat die Gebläseab­ strömung in die Flugrichtung steuert. Problematisch ist bei dieser Ausführungsform, daß die Verti­ kal- und Bremsschubmasse die Abgastemperatur mit sich führt, so daß es in Bodennähe zu Beschädigungen der Start- und Lande­ bahnen sowie zu Rezirkulationserscheinungen kommen kann. Außerdem ist die Schubmasse ausschließlich auf die indirekt einwirkende Impulsmasse angewiesen, von der bei Horizontal- und Bremschubmanövern die Beschleunigungszeiten sowie die Schubstrahlgeschwindigkeiten abhängen, wodurch diese wichti­ gen Parameter einen nachteilig trägen Verlauf nehmen können. Nachteilig wirkt sich auch der Umstand aus, daß beim Obergang vom horizontalen Vorwärtsschub auf den Bremsschub die Kraft­ komponenten über den Nullpunkt verlaufen. Hierdurch entsteht ein zwar kurzes, jedoch zeitlich nicht exakt bestimmbares Intervall, das in Bodennähe, besonders bei gleichzeitigem Scherwindaufkommen eine schwer beherrschbare Flugsituation schaffen kann.

In der P 41 29 357.6-13 ist diesen Nachteilen erstmalig dadurch begegnet worden, daß als axialer Impulsgeber in den Strömungs­ kanal des Tangentialgebläses stromabwärts ein axiales Heckge­ bläse angeordnet wurde, das entweder mit einem Front- oder mit Hecktriebwerk antriebsseitig verbunden ist. Der Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, daß das üb­ liche Nebenstromgebläse in seiner Funktion erhalten bleibt, wodurch bewährte Triebwerkskonzepte für den Antrieb des Tan­ gentialgebläses Verwendung finden können, deren Durchström­ masse dem axialen Nebenstromgebläse zusätzlich zugeleitet wird.

Allen vorstehend beschriebenen Konzepten haftet allerdings der gemeinsame Mangel an, daß die durch den Wirbel verursachte Rückströmung in das Laufrad erheblich sein kann und allgemein schwer erfaßbar ist, da sie weitgehend vom jeweiligen Betriebs­ zustand abhängt. Diese Verluste im Bereiche des Wirbels können zu erheblichen Wirkungsgradeinbußen führen, obgleich die durch die doppelte Durchströmung des Laufrades bedingte Schaufeldurchströmung als instationär zu bezeichnen ist und ein solcher Zustand einen guten Wirkungsgrad verspricht.

Aus der ER 9 19 228 ist darüber hinaus eine Entwicklung be­ kannt, die zwischen zwei Laufkranzsegmenten ein- und austritts­ seitig je ein Leitschaufelsegment besitzt und auch mit einem beschaufelten Innenleitapparat ausgestattet ist sowie aus­ trittsseitig ein zum Gehäuse gehörendes Leitschaufelsegment zum Einschleusen der Strömung in den weiterführenden Kanal be­ sitzt. Die angegebenen Verdichtungsvorzüge können jedoch nicht zum Tragen kommen, da das konzipierte System in der angegebenen Weise nicht strömungsgerecht arbeitet. Die vorhandene Leit­ apparatur ist nicht in der Lage, der Strömung die insbesondere in Fig. 1 angegebene Richtung aufzuzwingen, da die getroffene Ausführung lediglich aus Laufkranz-Segmenten besteht, die keine Möglichkeit der Wirbelbildung zulassen. Der Wirbel ist jedoch die motorische Kraft für den Strömungs­ vektor, der von dem Wirbel bei zweimal durchströmten Laufrä­ dern in die erforderliche Strömungsrichtung gezwungen wird. Die Strömungsmechanik von zweimal durchströmten Trommelläufern wurde erst Ende 1953 von B. Eck durch Versuche gefunden, war also bei der hier besprochenen Anmeldung noch nicht Stand der Technik.

Allgemein kann gesagt werden, daß für einen nicht unterbroche­ nen Schaufelkranz der bei Tangentialgebläsen verwendeten Art beim Anfahren zunächst überhaupt keine Veranlassung besteht, die Luft auf der einen Seite eintreten und auf der gegenüber­ liegenden Seite austreten zu lassen. Daran ändert auch keine wie auch immer gestaltete Gehäuse- oder Leitapparateausbildung das Geringste. Ein solcher Schaufelkranz bildet beim Anfahren auf einem Um­ fang von 360° am Innen- wie am Außendurchmesser der Beschaufe­ lung turbulente Strömungswände, die allmählich zu einem ört­ lichen Wirbel werden, der die eintretende von der austretenden Strömung trennt. Dadurch wird dieses System erst zum Gebläse. In diesem Zustand ist dann die Konstruktion eines Gehäuses möglich, mit dem die Querschnitte für die Saug- und Druckströ­ mung festgelegt werden können.

Die US 30 96 931 zeigt z. B. eine Ausführung, bei der die Gren­ ze zwischen Saug- und Druckfeld durch ein Schaufelgitter ge­ bildet wird. Diese Ausführung gewährleistet hohe Druckziffern, wie sie bei Anwendung des Tangentialgebläses für Flugzeugtriebwerke erfor­ derlich sind, und die bevorzugt bei verhältnismäßig großen Laufwalzenlängen erzielt werden, die technisch als mehrere parallel geschaltete Gebläse betrachtet werden können. Solche Ausführungen bewirken stabile Kennlinien, die den Er­ fordernissen des Gebläses bei der Verwendung als Flugzeugan­ trieb entgegenkommen. Denn in diesem Anwendungsbereich ist nur ein stetiges Ansteigen der Kennlinie verwertbar.

Die hier beschriebene Gebläseausführung verhindert zwar wirkungsvoll, daß große Luftmengen des Zirkulationswirbels unkontrolliert in den Bereich der Ansaugluft zurückwandern. Dieser Vorteil wird mittels eines Schaufelgitters durch eine strenge Rückführung der Wirbelströmung zum Laufrad hin erzwungen. Nachteilig ist bei dieser Lösung jedoch, daß es sich dabei um ein bloßes Umlenken handelt, bei dem eine bestimmte Luftmenge unter Energieaufwand im Kreis herumgeführt wird. Auf das Gesamtgeschehen bezogen, werden dabei weder der dynamische noch der statische Druck gesteigert, wodurch Verluste entstehen, die wirkungsgradmäßig nicht durch die Funktionsverbesserung kompensiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch Weiterbildung die aufgezeigten, noch bestehenden Nachteile des Tangentialge­ bläses zu vermeiden sowie seine Einsatzmöglichkeiten für den Flugbetrieb hinsichtlich des Vortriebs und der Flug­ lagensteuerung zu erweitern und das Heckgebläse (Fan- Durchmesser) zu verkleinern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 dargeleg­ ten Merkmale gelöst.

Die wesentlichen Vorteile dieser Weiterbildung sind darin zu sehen, daß die Hauptparameter des Tangentialgebläses der Berechnung dadurch besser zugänglich werden. Durch die feste Anordnung des Wirbelelements im Zusammen­ wirken mit dem zwischen zwei Trommelläufern angeordneten Trommelleitapparat ist der Strömungsverlauf aus der Phase der Zufälligkeit in den Bereich der exakten Berechnung ge­ treten. Ein bestimmter Luftdurchsatz kann durch die Dimensionierung des Saugschaufel- sowie des Druckschaufelbogens aufgrund der Lage der Querachse des Wirbelelements mit großer Genauigkeit vorgenommen und die erforderliche Druckerhöhung bestimmt werden. Damit wird für ein Tangentialgebläse mit bestimmten Lei­ stungsvorgaben die Erstellung eines Kennfeldes ermöglicht bzw. nach einem entworfenen Kennfeld kann das dazugehörige Tangentialgebläse gefertigt werden. Diese beiden Aufgaben sind nach dem Stand der Technik bis­ her noch nicht lösbar.

Die getroffene Anordnung eines äußeren 1. Trommelläufers und eines 2. inneren Trommelläufers mit gleichem Drehsinn, zwischen denen ein drehbarer Trommelleitapparat angebracht ist, stellt vier in Reihe geschaltete Gebläsestufen dar; und zwar zwei Stufen, in denen das Medium beschleunigt wird für den Saugvorgang und die gegenüberlegenden zwei Stufen, in denen für die Druckerzeugung eine Strömungsverzögerung stattfindet. Die Innenleitvorrichtung, bestehend aus Leitschaufelsegment und Wirbelelement, hat dabei den Zweck, das Arbeitsmedium aus dem in den ersten zwei Stufen aufgebauten Saugfeld in das Druckfeld der diametral gegenüberliegenden zwei Stufen zu lenken und damit die Richtung der Durchströmung zu be­ stimmen.

Die Drehzahlen des 1. und 2. Trommelläufers können antriebs­ seitig so abgestimmt werden, daß beide Trommelläufer mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten arbeiten um Sprünge im Strömungsverlauf zu vermeiden. Diese Vorraussetzung ist erforderlich, da das Tangential­ gebläse sowohl für den Flugzeugvortrieb Verwendung findet als auch für Auftriebs- und Bremsschubaufgaben herangezogen wird und darüber hinaus im Teillastbereich wirksam ist. Aus diesem Grunde ist die Innenleitvorrichtung mit einem frontseitigen Brems-Freilauf-Gerät verbunden und heckseitig mit einer Freilaufkupplung versehen, die an eine Turbinen­ stufe angeschlossen ist. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Innenleitvorrichtung und den mit ihr verbundenen Trom­ melleitapparat sowie den Außenleitkranz entweder stillzu­ setzen oder anzutreiben, um damit die zusätzlichen, vom Vorwärtsschub abweichenden Schubaufgaben zu erfüllen.

Die Grundlage für die erzielbaren unterschiedlichen Schub­ kraftfunktionen bildet der Strömungsmechanismus des vorge­ schlagenen Tangentialgebläses, das im Betriebszustand des Vorwärtsschubs mit seinen durch die Drehbewegung erzeugten Kreisströmungen die zentripetal gerichteten Senkenströmun­ gen des Saugfeldes sowie die zentrifugal verlaufenden Quel­ lenströmungen des Druckfeldes überlagert. Die daraus resul­ tierenden Summenströmungen werden dann ihrerseits von der durch das Heckgebläse induzierten Translationsströmung superponiert. Dabei entsteht eintrittsseitig ein Saugfeld und austrittsseitig ein in Richtung Heckgebläse wanderndes Druckfeld, das auch in jeder auf den Umfang des Tangential­ gebläses bezogenen Winkelstellung stationär sein kann, wenn z. B. die Innenleitvorrichtung und die mit ihr verbun­ denen Bauteile gebremst sind. Wenn nun bei gebremstem Saug-Druckfeld der Strömungsmantel in der Strömungsrichtung des Druckfeldes in dessen Länge und Breite geöffnet wird, kann das Druckfeld aufgrund sei­ ner kinetischen Energie von der Translationsströmung nicht überlagert werden und steht als eigenständige Strömung zur Erzeugung von Schubkraft zur Verfügung, die wegen ihrer Kaltluftmasse z. B. im Betriebsfall des Vertikalschubs ohne thermische Bodeneffekte wirksam wird. Diese Möglichkeit ist durch Anordnung einer Radial- bzw. Vertikalschubdüse in einer an sich bekannten Ausführung als Schaufeljalousie in technisch einfacher Art durchführbar. Die Translationsströmung kann als Senkenströmung betrach­ tet werden, deren Geschwindigkeitsvektor bekanntlich mit dem Quadrat der Entfernung vom erzeugenden Heckgebläse abnimmt, die jedoch bei koaxial geschlossenem Strömungs­ mantel auf das Druckfeld eine Saugkraft ausübt, die als Oberlagerung in Erscheinung tritt, so daß das rotierende Druckfeld als Quellenströmung in Richtung Heckgebläse wan­ dert, während die Senkenströmung des Saugfeldes von der Beschaufelung des Tangentialgebläses angesaugt wird, weil die Translationsströmung des Heckgebläses wegen der Ab­ standsunterschiede ihre Saugwirkung verloren hat. Der 1. und 2. Trommelläufer werden gleichsinnig, jedoch mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben. Diese Ausfüh­ rung bietet die Möglichkeit, die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Trommelläufer auch während des Flugbetriebes zu ändern, da die Antriebe voneinander getrennt sind. Dieser Fall könnte bei einer erforderlich werdenden zeitlich be­ grenzten Schubverstärkung gegeben sein oder auch bei Teil­ lastbetrieb Verwendung finden. Für den oben beschriebenen Betriebsfall arretiert das frontseitige Brems-Freilauf-Gerät die Innenleitvorrich­ tung und der Freilauf wird unwirksam, während die hecksei­ tige Freilaufkupplung den Freilauf zuschaltet und den An­ trieb trennt.

Um vor dem Heckgebläse eine homogene Kreisfläche der Ar­ beitsluft zu erhalten, soll der Trommelleitapparat eine Eigenrotation mit einer um das Vielfache geringeren Dreh­ zahl ausführen als der Betriebsdrehzahl entspricht. Zu diesem Zwecke wird der frontseitige Freilauf zugeschal­ tet und die Bremse gelöst, während heckseitig die Innen­ leitvorrichtung mit dem Antrieb gekuppelt und gleichzeitig der Freilauf ausgeschaltet wird.

Die Blockierung der Innenleitvorrichtung und deren Aufhe­ bung sowie die gleichzeitige Zuschaltung des Antriebs ist wegen der geringen Masse dieser Bauteile in extrem kurzen Zeiteinheiten und mit geringstmöglichem Leistungsaufwand durchführbar.

Der flugmechanische Vorteil dieser Ausführung besteht z. B. bei Auftriebsunterstützung hauptsächlich darin, daß nicht mit radialen bzw. vertikalen Schubstrahlen üblicher Kreis­ form gearbeitet wird, sondern daß eine Strömungswand gro­ ßen Querschnitts erzeugt wird, die funktionsgemäß von einer durch die Fluggeschwindigkeit bedingten Queranströmung ge­ troffen wird. Der dadurch verursachte Strahlablenkungswin­ kel ist aufgrund der Rechteckform der getroffenen Schub­ masse geringer als es bei einem kreisförmigen Querschnitt der Fall sein würde. Dies bedeutet zum einen, daß die Schubstrahlgeschwindigkeit reduziert werden kann, wodurch der strahlunduzierte Strö­ mungsabtrieb senkrecht zur Tragfläche sich vorteilhaft ver­ mindert und zum anderen, daß die Interferenzwirkung zwi­ schen Schubstrahl und Flugzeugzelle verringert wird, au­ ßerdem erlaubt die geringere Strahlgeschwindigkeit auch geringere Boden-Flugabstände. Bei angenommener Anordnung der schon früher angesprochenen Schaufeljalousie können darüber hinaus Brems- Transitions­ und Seitenkraftschübe erzeugt werden, damit ist eine Schubvektorsteuerung um die drei Hauptflugachsen realisier­ bar, wobei der Heißgasschub und ein Tellschub des Axial­ gebläses zu Manövrierzwecken erhalten bleiben. Diese Fluglagensteuerung kann beispielsweise bei einem erforderlich werdenden Durchstartmanöver durch bloßes Lösen der Blockierung des Brems-Freilauf-Geräts in Millisekunden in vollen Vorwärtsschub umgewandelt werden, da alle Steue­ rungsmaßnahmen bei unverminderter Gesamttriebwerksleistung durchführbar sind.

Bezüglich des Vorwärtsschubes bedeutet eine Durchmesser­ verkleinerung des Heckgebläses aufgrund der durch das Tan­ gentialgebläse bewirkten Luftvorverdichtung eine bessere Drehzahlanpassung an die entsprechende Stufe der Nieder­ druckturbine.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Dabei zeigt in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen axialen Teillängsschnitt des Tangentialgebläses.

Fig. 2 den Querschnitt C-D durch die Beschaufelung des Gebläses gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den Ausschnitt F aus dem Querschnitt C-D gemäß Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen axialen Teillängsschnitt des Tangentialgebläses 1, das mit seinem Außenleitkranz 17 frontseitig mit der Strömungsglocke 9 über die Lagerung 24 drehfest verbunden ist sowie auch an den Verbindungstel­ ler 40 fest angeschlossen ist und sich heckseitig über die Lagerung 25 auf der Lagerscheibe 11 abstützt, an die eben­ falls der äußere 1. Trommelläufer 3 angeflanscht ist, der aber frontseitig mit der Lagerung 26 auf dem Verbindungs­ teller 40 zentriert ist. An diesem ist wiederum der dreh­ bare Trommelleitapparat 5 befestigt, der heckseitig zwi­ schen den Lagern 28 und 29 aufgenommen wird, die ihren Sitz in der Lagerscheibe 11 bzw. auf dem 2. Trommelläufer 4 haben. Dieser dreht frontseitig in dem Lager 27, das im Verbindungsteller 40 befestigt ist. Weiterhin ist die 2. Antriebswelle 32 mit dem 2. Trommelläufer 4 gekuppelt, während die äußere Antriebswelle 31 mit der Lagerscheibe 11 fest verbunden ist. Im 2. Trommelläufer 4 befindet sich auch die Lagerung 12 der Innenleitvorrichtung 6, die mit dem Verbindungsteller 40 drehfest verbunden ist; und zwar durch die Verzahnung 15 der Verbindungswelle 36, die an ihrem äußeren Ende das Brems-Freilauf-Gerät 23 trägt, wobei der heckseitige Sitz der Innenleitvorrich­ tung 6 durch die Lagerung 13 der Freilaufkupplung 39 aufgenommen wird, die mit der 3. Antriebswelle 33 gekuppelt ist. Der heckseitige Lagerträger 10, der mit der frontsei­ tigen Strömungsglocke 9 über den Strömungsmantel 8 starr verbunden ist, umfaßt zum einen die tragende Verbindung zur Lagerscheibe 11 mittels des Lagers 12 und dient zum an­ deren mit dem Lager 13 als Stütze für das Heckgebläse 2. Die im Strömungsmantel 8 befindliche schließbare Schaufel­ jalousie 14 verwandelt die den Druckschaufelbogen 42 ver­ lassende Schubmasse S gemäß ihrer Abströmrichtung entweder in einen Vertikalschub S_V oder in einen Bremsschub S_B bzw. in einen Transitionsschub S_T. Dabei hat die entstehende vertikale Strömungswand die Abmessungen 1×b (siehe hier­ zu auch Fig. 2).

Fig. 2 zeigt den Querschnitt C-D durch das Gebläse 1 gemäß Fig. 1, dessen gesamtes Schaufelgitter in einen Saug- und einen Druckbereich mit jeweils unterschiedlicher Beschaufelung unterteilt ist. Dies wird aufgrund der auf das Wirbelelement 18 bezogenen Strömung erforderlich, deren einzelne Stromfäden, beispiels­ weise f, g, h, und k, zwangsläufig unterschiedliche Rich­ tungen und Geschwindigkeiten aufweisen, abhängig von ihrer Entfernung zum Wirbelkern 34 des Wirbelelements 18 mit seinen Wirbelschaufeln 35, so daß die einzelnen Schaufeln des daran angeschlossenen Saugschaufelsegments 16 sowie des Druckschaufelsegments 22 eine unterschiedliche Profilierung besitzen. Die Gesamtheit dieser Bauteile bildet die Innenleitvorrich­ tung 6, mit der die Durchströmung des Tangentialgebläses 1 durch Arretierung oder Eigenbewegung mit der Drehzahl n₃ und dem Drehsinn s′ gesteuert wird. Mit der Innenleitvorrichtung 6 drehfest verbunden sind zum einen der Trommelleitapparat 5 mit seinem Saugschaufelbogen 41 und dem Druckschaufelbogen 42 sowie zum anderen der Außenleitkranz 17 mit seinem Beschleunigungsgitter 46 und der Diffusorbeschaufelung 47, wobei die Saug- und Druckbe­ reiche durch die den Mittelpunkt M und das Wirbelelement 18 schneidende Querachse w-w bzw. w′-w′ voneinander ge­ trennt sind. Der zu der Innenleitvorrichtung 6 zirkumpolar angeordnete 1. Trommelläufer 3 mit seinen gleichmäßig am Umfang ver­ teilten 1. Laufschaufeln 19 sowie der 2. Trommelläufer 4 mit den Laufschaufeln 20 besitzen den gleichen Drehsinn s, haben jedoch differierende Drehzahlen n₁ bzw. n₂, um die Umfangsgeschwindigkeiten beider Trommelläufer 3 und 4 trotz unterschiedlicher Durchmesser anzugleichen. Die aus der Diffusorbeschaufelung 47 austretende Schubmas­ se S bildet nach Durchströmen der Schaufeljalousie 14 die stirnseitige vertikale Strömungswand mit der Abmessung b (siehe hierzu auch Fig. 1).

Fig. 3 zeigt den vergrößerten Ausschnitt F aus dem Quer­ schnitt C-D gemäß Fig. 2 und definiert den Verlauf der Stromfäden f, g, h und k bezüglich ihrer Abstände vom Wir­ belkern 34 im Strömungsbereich der Querachse w-w, auf der sich die an der Innenleitvorrichtung 6 befestigte Wirbel­ achse 48 befindet. Auf dieser ist mit den Wirbelschaufeln 35 das Wirbelelement 18 drehbar angeordnet. Von diesem aus­ gehend werden im oberen Bereich der Querachse w-w die Saugschaufelsegmente 16 und im unteren Bereich die Druck­ schaufelsegmente 22 befestigt, mit der unter Fig. 2 be­ schriebenen unterschiedlichen Profilierung. Davon beabstandet ist der 2. Trommelläufer 4 mit seinen 2. Laufschaufeln 20 angebracht, dem die Drehzahl n₂ mit dem Drehsinn s zugeordnet ist. Dessen Eintritts-Geschwindig­ keitsdreieck 37 ist zum besseren Verständnis eingezeichnet und zeigt die Absolutgeschwindigkeit c₂ mit der das Arbeits­ medium das Druckschaufelsegment 22 verläßt. Die durch die Drehzahl n₂ bewirkte Umfangsgeschwindigkeit u₂ ergibt die relative Eintrittsgeschwindigkeit w₂, mit der der 2. Trom­ melläufer 4 im Bereich des Druckschaufelbogens 42 angeströmt wird. Mit dem Austritts-Geschwindigkeitsdreieck 38 werden die entsprechenden Geschwindigkeitsvektoren im Bereich des Saugschaufelbogens 41 dargestellt, wobei das Saugschaufel­ segment 16 von der Absolutgeschwindigkeit c₂ angeströmt wird, die durch das Wirbelelement 18 umgelenkt in das Druck­ schaufelsegment 22 wieder eintritt. Die den 2. Trommelläufer 4 verlassende Luftmasse tritt im unteren, dem Druckschaufelbereich der Querachse w-w in das Druckprofil 44 des zum Trommelleitapparat 5 gehörenden Druckschaufelbogens 42 ein und verläßt diesen gemäß den im Geschwindigkeitsdreieck 49 aufgezeigten Vektoren. Danach verläuft derjenige der Relativgeschwindigkeit w₃ parallel zur Verlängerung der Querachse w-w, um in die 1. Lauf­ schaufeln 19 des 1. Trommelläufers 3 einzuströmen (siehe hierzu auch Fig. 2). Im oberen, dem Saugschaufelbereich der Querachse w-w ist aus dem Geschwindigkeitsdreieck 30 zu ersehen, daß der Vektor der Relativgeschwindigkeit w₁, der den 1. Trommel­ läufer 3 verlassen hat, ebenfalls parallel zur Querachse w-w verläuft und mit der Umfangsgeschwindigkeit u₄ des 1. Trommelläufers 3 die Absolutgeschwindigkeit c₁ bildet₉ mit der das Saugprofil 43 des Saugschaufelbogens 41 beauf­ schlagt wird. Die Luftmasse strömt dann mit der Relativ­ geschwindigkeit w₁ in den Saugschaufelbogen 41 des 2. Trom­ melläufers 4 ein. Dies ist aus dem Geschwindigkeitsdreieck 50 ersichtlich.

Claims (5)

1. Tangentialgebläse für Turbotriebwerke, umfassend einen beschaufelten Trommelläufer, der mit einer Stufe des Gaserzeugers eines Turbotriebwerks verbunden ist sowie einen mit einer anderen Stufe gekuppelten Innenrotor mit Verdrängerkörpern und Laufschaufelsegment besitzt, der mit entgegengesetztem Drehsinn arbeitet und sich aus zueinander versetzten Normalschnitten aufbaut, die um ein Kernrohr herum angeordnet sind, weiterumfassend einen den Trommelläufer koaxial umgebenden Strömungs­ kanal mit Front- und Heckleitgitter, wobei austritts­ seitig ein Heckgebläse angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein 1. Trommelläufer (3) mit einer 1. Antriebswelle (31) kraftschlüssig in Verbindung steht und ein 2. Trommel­ läufer (4) mit einer 2. Antriebswelle (32) gekuppelt ist, wobei beide Antriebswellen (31 und 32) den glei­ chen Drehsinn (s), jedoch unterschiedliche Drehzahlen (n₁ bzw. n₂) haben, daß weiterhin zwischen dem 1. Trom­ melläufer (3) und dem 2. Trommelläufer (4) ein drehbarer Trommelleitapparat (5) angeordnet ist, der mit einem Saugschaufelbogen (41) sowie mit einem Druckschaufel­ bogen (42) ausgestattet ist und über einen Verbindungs­ teller (40) mit einem Außenleitkranz (17) und einer Innenleitvorrichtung (6) drehfest verbunden ist, daß der Außenleitkranz (17) weiterhin im Bereich des Saug­ schaufelbogens (41) ein Beschleunigungsgitter (46) um­ faßt und im Sektor des Druckschaufelbogens (42) eine Diffusorbeschaufelung (47) trägt, daß ferner die Innen­ leitvorrichtung (6) ein auf der Querachse (w-w) be­ findliches Wirbelelement (18) mit angeschlossenem Saug­ schaufelsegment (16) sowie Druckschaufelsegment (22) besitzt.

2. Tangentialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Wirbelelement (18) entweder starr befestigt oder um die Wirbelachse (48) drehbar sein kann.

3. Tangentialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Querachse (w-w) des Wirbelelements (18) entweder eine Gerade bildet oder aber im Mittelpunkt (M) des Tangentialgebläses (1) um einen beliebigen Winkel (α) geknickt ausgeführt sein kann und dabei z. B. die Position (w′-w′) einnimmt.

4. Tangentialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Saugschaufelbogen (41) sowie der Druck­ schaufelbogen (42) des Trommelleitapparats (5) einer­ seits sowie das Saugschaufelsegment (16) und das Druck­ schaufelsegment (22) der Innenleitvorrichtung (6) ande­ rerseits durch die Querachse (w-w) bzw. (w′-w′) voneinander getrennt sind.

5. Tangentialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenleitvorrichtung (6) frontseitig mit­ tels einer Verbindungswelle (36) mit einem Brems-Frei­ lauf-Gerät (23), heckseitig jedoch mit einer Freilauf­ kupplung (39) ausgestattet ist, wobei diese an eine 3. Antriebswelle (33) mit der Drehzahl (n₃) und dem Drehsinn (s′) angeschlossen ist.