DE7629587U1 - Gas turbine engine, in particular small gas turbine engine - Google Patents
Gas turbine engine, in particular small gas turbine engineInfo
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Description
München, den 16. September 1976Munich, September 16, 1976
Gasturbinentriebwerk, insbesondere KleingasturbinentriebwerkGas turbine engine, in particular small gas turbine engine
Die Erfindung bezieht sich auf ein (Gasturbinentriebwerk, insbesondere Kleingasturbinentriebwerk, welches einen Radialverdichter oder einen kombinierten Axial-Radial-Verdichter, eine Umkehrringbrennkammer, eine Verdichterantriebsturbine zmä. gegebenenfalls sin© von; letzterer inech~sni5t;hThe invention relates to a (gas turbine engine, in particular a small gas turbine engine, which has a radial compressor or a combined axial-radial compressor, a reversing ring combustion chamber, a compressor drive turbine and, if necessary, sin © of; the latter inech ~ sni5t; h
Nutztürbine aufweist, wobei der Gasgeneratorrotor über ein Festlager und mindestens ein weiteres Loslager gelagert ist.Has utility turbo, the gas generator rotor via a Fixed bearing and at least one other floating bearing is supported.
Kleinere Gasturbinentriebwerke, insbesondere Gasturbinentrieb- ! werke mit Radialverdichtern oder kombinierten Axial-Radial- ί Verdichtern, werden üblicherweise so konzipiert, daß das FeSt- |Smaller gas turbine engines, especially gas turbine engines! works with centrifugal compressors or combined axial-radial ί Compressors are usually designed so that the FeSt- |
I lager des Gasgeneratorrotors im Bereich des Verdichtereinlaufes angeordnet ist. Diese Bauweise bringt neben Vorteilen für die Gestaltung der Rotorlagerung im heißen Bereich auch eindeutig Nachteile für Wirkungsgrad, Betriebsverhalten und Sicherheit der Maschine. Diese Nachteile wirken sich insbesondere dann aus, wenn das Triebwerk ohne Eintrittslagerstern (z.B. mit radialem oder seitlichem Luftainlauf) konzipiert ist.I bearing of the gas generator rotor is arranged in the area of the compressor inlet. This design brings advantages for the Design of the rotor bearing in the hot area also clearly has disadvantages for efficiency, operating behavior and safety the machine. These disadvantages are particularly evident if the engine is without an entry bearing star (e.g. with a radial or side air inlet).
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Ursache dieser Nachteile sird die nach Richtung, Größe und zeitlichem Verlauf unterschiedlichen Wärmedehnungen von Rotor und Stator, die sich insbesondere auf den Wirkungsgrad und das Pumpverhalten des Radialverdichters auswirken. Dabei sind die Spalte zwischen Laufrad und Deckscheibe von gleichermaßen negativem Einfluß wie axiale Versätze zv/ischen Laufrad und Radialteil des Diffusors. Weiterhin wird der Wirkungsgrad und das Betriebsverhalten des Axialteils des Verdichters, gegebenenfalls auch die Zuführung der Kühlluft der zu kühlenden Turbinenlaufschaufeln ungünstig beeinflußt, weil im erstgenannten Falle je nach Konzeption des Verdichters die Radialspiele zwischen den Laufschaufeln und dem Gehäuse bzw. zwischen den Leitschaufeln und dem Rotor unnötigerweise vergrößert werden müssen, im zweitgenannten Falle die Labyrinthe Ίτη Bereich, der· Küh 1 lu-fi^fiiiuriina zu dort TnrbinenläufSehaufslH in ihrer Funktion beeinträchtigt v/erden, was leicht zu überhitzungen der Beschauflung führt.The cause of these disadvantages is the thermal expansions of the rotor and stator, which vary in direction, size and time, and which have an effect in particular on the efficiency and the pumping behavior of the centrifugal compressor. The gaps between the impeller and the cover plate have the same negative influence as the axial offsets between the impeller and the radial part of the diffuser. Furthermore, the efficiency and the operating behavior of the axial part of the compressor, possibly also the supply of cooling air to the turbine blades to be cooled, is adversely affected because in the former case, depending on the design of the compressor, the radial clearances between the blades and the housing or between the guide blades and the rotor need to be enlarged unnecessarily, in the second case the labyrinths Ίτη area, the cool 1 lu-f i ^ f iiiur iina to there tnrbinenlaufSehaufslH impaired in their function, which easily leads to overheating of the blading.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Gasturbinentriebwerk mit gegenüber Bekanntem hauptsächlich kostengünstigerer Lagerung zu schaffen.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages mentioned and a gas turbine engine as well Known to create mainly cheaper storage.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß hierzu vorgeschlagen, das Festlager des Gasgeneratorrotors hinter dem Radialverdichter und vor der Verdichterturbine anzuordnen, wobei der dabei erforderliche Lagerstern als gegen AxialkräfteAccording to the invention, this is done in order to solve the problem posed proposed to arrange the fixed bearing of the gas generator rotor behind the radial compressor and in front of the compressor turbine, whereby the bearing star required in this case as against axial forces
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steife Kartenkonstruktion ausgebildet ist. Hierbei soll der radiale und der axiale Diffusor des Radialverdichters zwei getrennten Bauteilen zugeordnet sein, die miteinander durch mindestens zwei auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnete Flansche verschraubt sind. Das vordere Bauteil beinhaltet den radial durchströmten Abschnitt des Radialverdichterdiffusors und den Krümmer, der die Strömung um 90 in die Axiale umlenkt. Das hintere Bauteil, zweckmäßigerweise als Gußteil gestaltet, beinhaltet den axial durchströmten Abschnitt des Radialverdichterdiffusors sowie die vollständige Lagerkammer des Festlagers mit allen dazugehörigen Dichtungen und Versorgungsleitungen. rigid card construction is formed. Here, the radial and the axial diffuser of the radial compressor should be two separate Be assigned to components that are arranged with one another by at least two on different diameters Flanges are bolted. The front component contains the radial flow section of the radial compressor diffuser and the bend, which redirects the flow 90 into the axial. The rear component, expediently designed as a cast part, contains the section of the radial compressor diffuser through which there is axial flow as well as the complete storage chamber of the fixed bearing with all associated seals and supply lines.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Axialteil desIn a further embodiment of the invention, the axial part of the
trad Sie Lagerkanoner durch eine in etwatrad you stock cannon through a roughly
doppelkonische Schale verbunden, die gleichzeitig den Brennkammerbeseich vom Verdichterbereich abtrennt. Sämtliche Versorgungsleitungen für das Lager können hierbei als hohle Rippen auf der Verdichterseite der doppelkonischen Schale angeordnet sein und als zusätzliche Versteifung gegen axiale Verformungen dieses Bauteiles wirken.double-conical shell connected, which is also the combustion chamber area separated from the compressor area. All supply lines for the camp can be used as hollow ribs be arranged on the compressor side of the double-conical shell and as additional stiffening against axial deformations this component act.
Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile:Overall, the solution according to the invention offers the following advantages:
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- Vernachlässigbar kleine axiale Deformationen zwischen dem heißen Lager und dem Maschinengehäuse, auch bei hohen Druckdifferenzen zwischen Brennkammer- und Verdichterseite und/oder bei hohen Axialkräften aus der Rotorlagerung- Negligibly small axial deformations between the hot bearing and the machine housing, even with large ones Pressure differences between the combustion chamber and compressor side and / or in the case of high axial forces from the rotor bearing
- Vernachlässigbare betriebsbedingte axiale Versätze zwischen Radialverdichterlaufrad und Diffusor- Negligible operational axial misalignments between centrifugal compressor impeller and diffuser
- Vernachlässigbare betriebsbedingte axiale Versätze zwischen Radialverdichterlaufrad und dessen Deckscheibe- Negligible operational axial misalignments between the centrifugal compressor impeller and its cover disk
- Verdichterrotor und -stator "wachsen" bei Wärmedehungen in dieselbe Richtung- The compressor rotor and stator "grow" with thermal expansion in the same direction
- Vernachlässigbare axiale Differenzdehnungen im Bereich der Labyrinthdichtungen an der Vorderseite des Turbinenrotors- Negligible differential axial expansions in the area of Labyrinth seals on the front of the turbine rotor
- Kleine betriebsbedingte axiale Differenzdehnungen zwischen Rotor und Stator der Verdichtertürbine.- Small operational axial differential expansions between Rotor and stator of the compressor turbine.
Im übrigen können die Verflanschungen der beiden Schalen des Lagersterns durch Lot- oder Schweißverbindungen ersetzt werden, was gegebenenfalls unter Verzicht auf die Austauschbarkeit des radial durchströmten Teiles des Leitapprates des Radialverdichters zu günstigeren Produktionskosten führen kann.In addition, the flanges of the two shells of the bearing star can be replaced by soldered or welded connections, which, if necessary, waiving the interchangeability of the radially flowed-through part of the guide apparatus of the radial compressor can lead to lower production costs.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen beispielsweise weiter erläutert; es zeigenThe invention is explained further with reference to the drawings, for example; show it
Fig. 1 ein schematisch entlang der oberen Hälfte als Mittellängsschnitt dargestelltes Gasturbinentriebwerk und1 shows a gas turbine engine shown schematically along the upper half as a central longitudinal section and
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Fig. 2 als Mittellängsschnitt gegenüber Fig. 1 vergrößert dargestellte Einzelheiten des Gasturbinentriebwerkes, u.a. den Radialverdichter, das Festlager, die Verdichterantriebsturbine sowie einen Teil der Ringbrennkammer veranschaulichend.FIG. 2 as a central longitudinal section compared to FIG. 1 enlarged details of the gas turbine engine, including the radial compressor, the fixed bearing, the compressor drive turbine as well as illustrating part of the annular combustion chamber.
Das Gasturbinentriebwerk nach Fig. 1 weist der Reihe nach im wesentlichen einen mehrstufigen, mit verstellbaren Leitschaufeln versehenen Axialverdichter 1, einen Radialverdichter 2, eine Ümkehr-Ringbrennkammer 3, eine Verdichterantriebsturbine 4 sowie eine von dieser mechanisch unabhängige Nutzturbine 5 auf.The gas turbine engine according to FIG. 1 has, in sequence, essentially a multi-stage, with adjustable guide vanes provided axial compressor 1, a radial compressor 2, a Reversing annular combustion chamber 3, a compressor drive turbine 4 and a power turbine 5 that is mechanically independent of this.
Der Gasger·-vratorrotor 6 ist verdichterseitig über ein Loslager sowie hinter dem Radialverdichter 2 und vor der Verdichterantriebsturbine 4 über ein Festlager 8 gelagert. Der für das Festlager erforderliche Lagerstern ist als gegen Axialkräfte steife Kastenkonstruktiori ausgebildet.The gas device rotor 6 is on the compressor side via a floating bearing and mounted behind the radial compressor 2 and in front of the compressor drive turbine 4 via a fixed bearing 8. The one for that Fixed bearing required bearing star is designed as a rigid box structure against axial forces.
Diese Kastenkonstruktion (Fig. 2) besteht aus einem ersten Bauteil 9, welches im wesentlichen den radial durchströmten Abschnitt 10 eines Radialverdichterdiffusors sowie einen die Strömung um etwa 90° in die Axiale ablenkenden Krümmer 11 umfaßt und über mindestens zwei auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnete Flansche 12, 13, 14, 15 mit einem zweiten BauteilThis box construction (Fig. 2) consists of a first Component 9, which essentially comprises the radially flowed through section 10 of a radial compressor diffuser and a die Flow through about 90 ° in the axial deflecting bend 11 comprises and over at least two on different diameters arranged flanges 12, 13, 14, 15 with a second component
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verbunden ist. Das zweite Bauteil 16 umfaßt im wesentlichen den an das Krümmerende anschließenden axial durchströmten Abschnitt 17 des Radialverdichterdiffusors sowie die vollständige Eagerkammer 18 des Festlagers 8 mit sämtlichen stationären Dichtungselementen 19, 20, 21, 22 und Versorgungsleitungen 23, 24.connected is. The second component 16 comprises essentially the axially flowed through section 17 of the radial compressor diffuser adjoining the manifold, as well as the complete one Eagle chamber 18 of the fixed bearing 8 with all stationary sealing elements 19, 20, 21, 22 and supply lines 23, 24.
Wie aus Fig. 2 weiter entnehmbar, ist das zweite Bauteil 16 zwischen dem axial durchströmten Abschnitt 17 des Radialverdichterdiffusors und der Lagerkammer 18 des Festlagers 8 als im wesentlichen der der Kontur des Brennkammergehäuses folgende, gegen den Radialverdichter 2 ausgewölbte doppelkonische Schale 26 ausgebildet, welche auf der dem Radialverdichter 2 zugekehrten Seite mit zur Lagerversorgung dienenden, hier also z.B. die Versorgungsleitung 24 des Festlagers bildenden Hohlrippen 27 als gleichzeitges Mittel zur Versteifung gegen axiale Verformung des zweiten Bauteiles 16 versehen ist.As can also be seen from FIG. 2, the second component 16 is between the axially flowed through section 17 of the radial compressor diffuser and the bearing chamber 18 of the fixed bearing 8 as essentially that of the contour of the combustion chamber housing the following double-conical shell 26, bulged towards the centrifugal compressor 2, is formed, which on the the centrifugal compressor 2 facing side with serving for the storage supply, here e.g. the supply line 24 of the fixed bearing forming hollow ribs 27 is provided as a simultaneous means for stiffening against axial deformation of the second component 16.
Das erste Bauteil 9 ist im übrigen auch noch über einen Versteifungsabschnitt 28 zusammen mit der Deckscheibe 29 das Radialverdichters 2 an eine Tragstrebe 3o gehaltert. Mit dem Abschnitt 31 ist das erste Bauteil in die Triebwerksgahäusestruktur integriert.The first component 9 also has a stiffening section 28 together with the cover plate 29, the radial compressor 2 is held on a support strut 3o. With the Section 31 is the first component in the engine housing structure integrated.
Mit 32 ist weiter eine äußere Versorgungsleitung für das Festlager 8 bezeichnet, die z.B. für die ölzufuhr mit einer oder mehreren von den Hohlrippen gebildeten Versorgungsleitungen, in der Zeichnung als z.B. über die Versorgungsleitung 24 mitAt 32 there is also an external supply line for the fixed bearing 8 denotes, which e.g. for the oil supply with one or more supply lines formed by the hollow ribs, in the drawing as e.g. via the supply line 24
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dem Festlager 8 in Verbindung steht.the fixed bearing 8 is in connection.
Das erfindungsgemäße Gasturbinentriebwerk ist z.B. zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, Kettenfahrzeugen, wie z.B. Panzern ebenso geeignet wie zum Antrieb von Flugzeugen, Hubschraubern oder für den Stationäreinsatz.The gas turbine engine according to the invention is for example for driving motor vehicles, tracked vehicles, such as tanks as well suitable as for the propulsion of airplanes, helicopters or for stationary use.
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J 7629587 ii.as.78J 7629587 ii.as.78
Claims (3)
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09/16/1976
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE7629587U1 true DE7629587U1 (en) | 1978-05-11 |
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DE7629587U Expired DE7629587U1 (en) | Gas turbine engine, in particular small gas turbine engine |
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DE (1) | DE7629587U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3621125A1 (en) * | 1986-06-24 | 1988-01-07 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | HOUSING CENTERING |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3621125A1 (en) * | 1986-06-24 | 1988-01-07 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | HOUSING CENTERING |
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