DE767704C

DE767704C - Geblaese zur Vortriebserzeugung, insbesondere fuer Flugzeuge

Info

Publication number: DE767704C
Application number: DEL100948D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Leist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-05-30
Filing date: 1940-05-30
Publication date: 1953-05-26

Description

Gebläse zur Vortriebserzeugung, insbesondere für Flugzeuge Es ist bekannt, Luftschrauben für Flugzeuge durch Gebläse zur Vortriebserzeugung, sog. Düsenschrauben, zu ersetzen.. Zum Antrieb dieser Vortriebsgebläse oder Düsenschrauben dienen vielfach .Brennkraftturbirnen, welchen Verdichter vorgeschaltet sind, die ebenso wie die Vortriebsgebläse zweckmäßig als axial durchströmte Verdichter ausgebildet sind. Da die den Brennkraftturbinen vorgeschalteten GebDäse vorteilhaft mit sehr hohen Drehzahlen, die Vortriebsgebläse dagegen wegen der erheblich größeren zu fördernden Mengen meist mit geringen Drehzahlen umlaufen, wird zwischen dem Verdichter für die Brennkraftturbine und dem Vortr,#iebsgebläse vielfach ein Getriebe zwischemgeschaltet, durch welches, die Drehzahl der Bremnkraftturbine oder des sie beliefernden. Verdichters auf die erforderliche Drehzahl des Vortriebsgehäuses herabgesetzt wird. Die Leitschaufeln des Verdichters für die Brennkraftturbine sind, hierbei wie diejenigen des Vortriebsgebläses am feststehenden Gehäuse angeordnet. Dadurch ergibt sich, daß Vortriebsgebläse und Verdichter in der Regel hintereinander angeordnet sind. Außerdem erfordert das hohe Druckverhältnis im Turbinenverdichter, welches zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades erwünscht ist, eine hohe Stufenzahl des axial durchströmten Verdichters. Aus beiden Gründen folgt eine beträchtliche Baulänge der Maschine, die mit Rücksicht auf den Luftwiderstand; das Baugewicht, die kritischen Drehzahlen sowie eine stabile Anordnung der stehenden Teile und der Umhüllung sich ungünstig auswirkt.
Erfindungsgemäß werden in dieser Hinlicht dadurch günstigere Verhältnisse erzielt, daß der die Brennkraftmaschine beliefernde Verdichter, im folgenden kurz Ladeverdichter genannt, als gegenläufiger Verdichter ausgebildet ist und einer der beiden, insbesondere der äußere Läufer des Ladeverdichters, gleichzeitig die beweglichen Schaufeln des zur Vortriebserzeugung dienenden Gebläses, in folgenden kurz V örtriebsgebläse genannt, trägt. Hierdurch ist der Vorteil gegeben, daß trotz der # Ciegenläufiglteit: :des Verdichters kein weiteres Getriebe erforderlich ist, denn die D,reh,2jahl: z. B. de* äußeren Läufers des Ladeverdichters 'lcai'in'1i'1it derjenigen der beweglichen Schaufeln des Vortriebsgebläses übereinstimmend gewählt werden, so daß trotz Benutzung von -drei- verschiedenen.-umlaufen-.@e' u Verdichterschaufelgruppen nur zwei Läufer vorhanden 7iit£ "s weiteren kann an Raum und Gewicht wesentlich gespart werden, da die Stufenzahl des Ladeverdichters erheblich sinkt, was insbesondere für die Verwendung z. B. bei Flugzeugen, Lufttorpedos oder Geschossen. von wesentlicher Bedeutung ist.
Eine besonders kurze Baulänge der gesamten Maschine ergibt sich, wenn die beiden Verdichter unmittelbar konzentrisch zueinander angeordnet sind. In diesem Fall sind die Schaufeln des Vortriebsgebläses einerseits und des Ladeverdichters andererseits zueinander parallel geschaltet.
Werden dagegen beide Verdichter ganz oder teilweise in Reihe geschaltet, insbesondere derart, daß das Vortriebsgebläse ganz oder teilweise dem Ladeverdichter vorgeschaltet ist, so wird zwar die gesamte Baulänge größer als bei der obengenannten Anordnung, es ergeben sich jedoch die Vorteile, daß einerseits das \abenverhältnis des Vortriebsgebläses verkleinert wird, d. h. daß die radiale Schaufellänge im Verhältnis zum Durchmesser wächst und damit die Spaltverluste zurückgehen und daß außerdem trotz der Verwendung nur eines Getriebes die Läuferlänge des Ladeverdichters. durch die Verringerung der Stufenzahl verkürzt wird und dadurch die kritischen Drehzahlverhältnisse günstiger gestaltet werden, zumal ein weiteres Lager zwischen den Schaufelgruppen vorgesehen werden kann.
Gegenläufige Verdichter und ihre Vorteile .sind an sich bekannt. Bei " der Erfindung handelt es sich jedoch um eine besonders vorteilhafte Anwendung und Anordnung eines gegenläufigen Verdichters bei einem Vortriehserzetier, welcher einerseits eilt Vortriebsgebliise und andererseits einen Lade-"erdichter besitzt. derart, ciaß der eitle Läufer des ge""eiiläutigen Ladeverdichters jleiclizeitig auch als Läufer für das VortriebsgebIäse dient. Hierdurch ist es möglich. iTilt einfachsten Mitteln und mit kleinstem Raum-und Gewichtsaufwand den beiden Läufern des Ladeverdichters eine hohe relative Drehzahl zueinander zu geben.
Die Anwendung des gegenläufigen Verdichters hat in der Anordnung gemäß der Erfindung- dadurch besonders günstige Folgen, daß; obgleich beim geschilderten Triebwerknoch-eine dritte als Vortriebsgebläse gekennzeichnete Beschaufelung notwendig ist, dieselbe durch die Anwendung der Erfindung keine weiteren Räder, Trommeln oder gar Getriebe notwendig macht, sondern unmittelbar zusätzlich auf einem bereits vorhandenen Läufer aufgesetzt werden kann, ja sogar ohne daß dessen Baulänge dadurch vergrößert zu werden braucht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In dem düsenförmigen Gehäuse a ist eine Brennkraftturbine b mit den Brennkammern c angeordnet. Von der NVeIle d der Brennkraftturbine wird der innere Läufer e mit den Schaufeln fi des die Turbine beliefernden, als axial durchströmter Verdichter ausgebildeten Ladeverdichters f unmittelbar angetrieben, so daß er mit der hohen Drehzahl der Brennkraftturbine umläuft.
Der äußere Läufer g mit den Schaufeln f., des Ladeverdichters wird über ein Umkehruntersetzungsgetriebe beliebiger Art, z. B. ein Planetengetriebe, derart angetrieben, daß er in umgekehrter Drehrichtung wie der innere Läufer und zweckmäßig mit geringerer Drehzahl umläuft. Diese Drehzahl entspricht der für das Vortriebsgebläse h erforderlichen Drehzahl, dessen bewegliche Schaufeln 1i unmittelbar auf dem äußeren Läufer g des Ladeverdichters f und dessen teste Schaufeln h" am äußeren. Gehäuse d angeordnet sind.
Bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Planetengetriebe sind die Planetenräder i im festen Gehäuse d gelagert. Der die äußeren Schaufeln f2 des Ladeverdichters f und die beweglichen Schaufeln h1 des Vortriebsgebläsesh tragende Läufer g ist zugleich mit dem äußeren Zahnkranz k des Planetengetriebes versehen, während das mittlere Sonnenrad l auf der Turbinenwelle d fest angeordnet ist. Die von dem Vortriebsgebläse lt geförderte Luft strömt durch die Kanäle in und die Düsenmündung n nach hinten ab.
-Die Energie der austretenden Luft wird hierlxi im Ausführungsbeispiel durch die Abgase der Brennkraftturbine b weiter erhöht, die Tiber den Auspuffkanal o hinzutreten, zier zwecks Ausnutzung der Austrittsenergie aus dem Turbinenrad diffusorförmig geformt werden kann.
Während bei dem Ausführungsbeispiel Bach Abb. i Vortriebsgebläse und Ladeverdichter parallel geschaltet und unmittelbar konzentrisch zueinander angeordnet sind, ist iin Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 das Vortriebsgebläse h dem Ladeverdichter f vorgeschaltet. Die durch das Vortriebsgebläse h verdichtete Luft wird daher zu einem größeren Teil dem Kanal m zugeführt, während der restliche Teil durch einen Zweigkanal p ahgezweigt und dem Ladeverdichter f zugeführt wird. Die Gesamtschaufelzahd kann: daher gegenüber dem Ausführungsbeispiel-.-nach Abb. i herabgesetzt werden.
Im übrigen. ist jedoch die Anordnung und die Wirkungsweise grundsätzlich. die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel, da, wie ersichtlich, die beweglichen Schaufeln h, des Vortriebsgebläses und die Schaufeln f2 des Ladeverdichters an,- einem gemeinsamen Läufer g angeordnet sind, welcher eine umgekehrte Drehrichtung wieder innere Läufer e des Ladeverdichters. besitzt. Gegebenenfalls könnte auch nur ein Teil des Vortriebsgebläses h dem Ladeverdichter vorgeschaltet sein, wie beispielsweise durch die Schaufeln lai und h2 angedeutet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gebläse zur Vortriebserzeugung, insbesondere für Flugzeuge, welches durch eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise Brennkraftturbine, mit vorgeschaltetem Kreiselverdichter (Ladeverdichter) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (f) als gegenläufiger Verdichter (e, g) ausgebildet ist und der Vortriebserzeugung dienende Gebläseschaufeln (hl) an dem einen, insbesondere äußeren Läufer (g) des Verdichters angeordnet sind.
2. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Gebläseschaufeln des Vortriebs gebläses tra@cntle l.:iufer (ä) finit geringerer Drclizalil als der mit der Brennkraftturbine (b) verlttitidetie Läufer (e) des Ladeverdichters in ente g gengesetzter g - Drehrichtuig l# =Häuft.
3. Gebläse nach Anspruch i und .2, dadurch gekennzeichnet, daß sowölil das V ortriebsgebläse (g) als auch der Ladeverdichter (f) als mehrstufiger axial durchströmter Verdichter ausgebildet sind.
4.. Gebläse nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren und dem äußeren Läufer des Ladeverdichters ein als Planetengetriebe ausgebildetes Umkehruntersetzungsgetriebe zwischengeschaltet ist, z. B. derart, daß der die Gebläseschaufeln des- Vertriebsgebläses tragende äußere Läufer (g) gleichzeitig den äußeren Zahnkranz (k) des Planetengetriebes trägt, während das Sonnenrad (l) auf der auch den inneren Läufer (e) des Verdichters (f) tragenden Welle (d) der Antriebsmaschine, insbesondere Brennkraftturbine (b) angeordnet ist.
5. Gebläse nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Schaufeln (hi) des Gebläses zur Vortriebserzeugung (1a) auf der Außenseite, die Schaufeln (f2) des Ladeverdichters (f) auf der Innenseite des gemeinsamen Läufers (g) angeordnet sind, so daß sich eine unmittelbare konzentrische parallel geschaltete Anordnung der Schaufelreihen des Gebläses- zur Vortriebserzeugung (h) und der Schaufelreihen des Ladeverdichters ergibt (Abt. i).
6. Gebläse nach Anspruch i bis ,4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsgehäuse (h) ganz oder teilweise mit dem die Brennkraftmaschine (b) beliefernden Verdichter (f)- in Reihe geschaltet, insbesondere diesem vorgeschaltet ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden Französische Patentschrift Nr. 798489.