DE657714C

DE657714C - Einrichtung zur Luftkuehlung fuer Abgasturbinen, insbesondere von Flugzeugen mit Vergasermaschinenantrieb

Info

Publication number: DE657714C
Application number: DEA76815D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-08-31
Filing date: 1935-08-16
Publication date: 1938-03-11

Description

Es ist bekannt, bei Abgasturbinen von Flugzeugen das dem Turbinenlaufrad zunächst liegende Lagergehäuse durch einen besonderen Luftstrom zu kühlen. Es ist ebenfalls bekannt, mit dem gleichen Luftstrom die dem Lager zugewandte Seite des Turbinenlaufrades zu kühlen und somit die Wirkung der Strahlungshitze auf das Lagergehäuse zu verrringern. Diese gleichzeitige Wirkung wurde dadurch erreicht, daß man das Lagergehäuse mit einer Kammer umgab, die auf einer Seite durch das Turbinenlaufrad abgeschlossen ist. Der der Kammer zugeführte Luftstrom umspülte das Lagergehäuse und die dem Lager gegenüberliegende Seite des Turbinenlaufrades und entwich durch Öffnungen der Kammerwandung ins Freie.

Es ist ferner bei Brennkraftmaschinen mit einem die Spül- oder Aufladeluft liefernden

ao Gebläse bekannt, die Luft vor dem Eintritt in das Gebläse über die zu kühlenden Teile der das Gebläse antreibenden Abgasturbine zu leiten. Da demnach die Ladeluft vor ihrem Eintritt in das Gebläse erwärmt wird, ergibt sich eine Erhöhung der Temperatur der Luft bei ihrem Austritt aus dem Kreiselgebläse und damit auch eine Vergrößerung ihres Volumens. Dies ist aber unerwünscht, da man bei den gegebenen Querschnitten der Brennkraftmaschine ein möglichst hohes Gewicht an Ladeluft zuführen will.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Luftkühlung für Abgasturbinen, insbesondere von Flugzeugen mit Vergasermaschinenantrieb. Nach der Erfindung ist eine das Lager der Abgasturbine umschließende, von Kühlluft durchströmte Kühlkammer gleichzeitig als Vorwärmer für die dem Vergaser zufließende Verbrennungsluft ausgebildet. In diesem Fall ist eine Vorwärmung der Luft keineswegs nachteilig, sondern sogar vorteilhaft, da auf diese Weise beim Fliegen in großen Höhen ein Vereisen des Vergasers verhindert wird. Da demnach neben einer wirksamen Kühlung des Lagers der Abgasturbine bei Flugzeugen mit Vergasermaschinenantrieb ein Vereisen des Vergasers beim Fliegen in großen Höhenlagen vermieden wird, ergibt sich bei Anwendung der Erfindung eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Anlage.

Außerdem sieht die Erfindung vor, das Lagergehäuse innerhalb der Kühlkammer mit Kühlrippen zu versehen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Kühlkammer auf der

einen Seite durch das Turbinenlaufrad abgeschlossen ist. Hierdurch wird die eine Seite des Turbinenlaufrades gleichzeitig mit dem,,-Lagergehäuse gekühlt. ■{$$£

Für den Fall, daß nur das Lager und nfifft die Abgasturbine gekühlt werden soll, '&#& die das Lagergehäuse umfassende Kühlkam'¹· mer auf der einen Seite durch das Turbinenlaufrad abgeschlossen ist, wird die Kühlkammer nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung nach der Turbinenseite zu durch eine Trennwand abgeschlossen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Abb. ι zeigt einen Querschnitt durch eine Abgasturbine und ihrer Lagerung.

Abb. 2 zeigt eine Teilansicht eines Flugzeuges, in welchem die Erfindung eingebaut ist.

so Abb. 3 zeigt ein Teil der gleichen Anordnung wie in Abb. 1 mit einer Trennwand.

In der Zeichnung bedeutet 1 einen Rahmen, der innerhalb eines Flugzeuges fest angebracht ist. Der Rahmen 1 führt in einem ä5 oberen Gleitlager 2 und in einem unteren Gleitlager 3 die Hohlwelle 4 eines Abgasturbinenlaufrades 5. Zur Aufnahme des nach unten gerichteten Druckes ist das obere Lager 2 als Drucklager ausgebildet. Die Welle 4 trägt auf ihrem oberen Zapfen ein Kegelrad 6 zum Antriebe eines nicht dargestellten Verdichters. Die Schmierung der Lager erfolgt durch Ölleitungen 7 und 8. Das aus den Lagern 2 oder 3 schweißende Öl sammelt sich im Sumpf 9 oder 10 und wird durch Leitungen Ii oder 12 weggeführt.

Das in Abb. 1 dargestellte Turbinenlaufrad der Abgasturbine ist fliegend angeordnet, und zwar derart, daß zwischen dem unteren Lager 3 und dem Turbinenlaufrad ein Abstand bleibt. Der Zwischenraum zwischen dem Lager 3 und dem Turbinenlaufrads ist durch den Mantel 13 zu einer Kühlkammer 14 ausgebildet, die von Kühlluft durchströmt wird. Die Kühlluft strömt durch die Leitung 15 in die Kammer 14 ein und verläßt sie durch die Leitung 16. Um die Kühlung besonders wirksam zu machen, ist das Lager 3 mit Kühlrippen 17 versehen und die Rohrleitung 15 so weit heruntergezogen, daß die Luft von unten nach oben steigt. Der Sumpf 10 ist so ausgebildet, daß seine untere Wand der Kühlluft eine Führung gibt.

Die aus der Kühlkammer ausströmende Luft dient als vorgewärmte Verbrennungsluft für die den Propeller antreibende Brennkraftmaschine. Die in der Abb. 1 gewählte Anordnung sieht als Brennkraftmaschine eine Vergasermaschine vor. Die Kühlluft wird in diesem ,Falle dem Vergaser 18 zugeführt. Außerhalb des Mantels 13 befindet sich der Düsenring 19 mit dem Spiralgehäuse 20, das durch Abgasrohre 21 seine Gaszufuhr erhält. „Im Spiralgehäuse ist bei 22 ein Auslaß, der ä&irch die Drosselspule 23 in seinem Quer-

tnitt verändert wird. Dadurch kann die gasturbine mittelbar in ihrer Leistung geregelt werden.

Der kleine Spalt 24 zwischen Düsenring und Turbinenlaufrad bringt ganz von selbst den Vorteil, daß infolge der hohen Drehzahl der Turbine die Kühlluft Zug bekommt und teilweise durch den Spalt entweicht. Hierdurch wird die Kühlwirkung weiterhin erhöht.

Falls ein Teil des zur Kühlung bestimmten Luftstromes nicht zum Vergaser der Verbrennungskraftmaschine geführt wird, sieht die Erfindung beispielsweise in Abb. 2 am Rumpfe des Flugzeuges einen entgegengesetzt zur Fahrtrichtung abgebogenen Rohrstutzen 25 vor, der diesen Teil der Kühlluft in den Gleitwind abgibt. Der in Fahrtrichtung abgebogene Rohrstutzen 26 dient entsprechend zur Aufnahme der Kühlluft.

Für den Fall, daß es nicht erwünscht ist, das Lager gemeinsam mit dem Turbinenlaufrad zu kühlen, ist eine im wesentlichen mit dem Turbinenlaufrad parallel liegende Trennwand 27 in die Kühlkammer nach der Turbinenseite zu eingelegt. Die Trennwand besitzt eine Bohrung zum Durchgang der Turbinenwelle und schließt außen an den Düsenring an. Die Ausführung besteht aus zwei zusammengenieteten Scheiben 28 und 29, die einen geringen Abstand voneinander haben. Gegebenenfalls wird der Zwischenraum zwischen den Scheiben mit einer Wärmeisolierung 30 gefüllt.

Claims

Patentansprüche:

ι. Einrichtung zur Luftkühlung für Abgasturbinen, insbesondere von Flugzeugen mit Vergasermaschinenantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Lager (3) der Abgasturbine umschließende, von Kühlluft durchströmte Kühlkammer (14) gleichzeitig als Vorwärmer für die dem Vergaser (18) zufließende Verbrennungsluft ausgebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (3) innerhalb der Kühlkammer (14) mit Kühlrippen (17) versehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (14) auf der einen Seite durch das Turbinenlaufrad (5) abgeschlossen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (14) nach der Turbinenseite zu durch eine besondere Trennwand (27) abgeschlossen ist.
5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (27) zwischen Kühlkammer (14) und Turbinenlaufrad (5) aus durch Wärmeisolierung getrennten Scheiben (28 und 29) besteht.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlluftzufuhr ein in Fahrtrichtung abgebogener Rohrstutzen (26) vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abführung der überschüssigen, in der Kühlkammer vorgewärmten Verbrennungsluft ein entgegengesetzt zur Fahrtrichtung abgebogener Rohrstutzen (25) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen