DE768035C - Regelvorrichtung fuer umlaufende Verdichter, insbesondere Axialverdichter von Flugturbinen - Google Patents

Description

• Regelvorrichtung für umlaufende Verdichter, insbesondere Axialverdichter von Flugturbinen , Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Umlaufverdichter von Flugturbinen, die nach dem Gleichdruckverfahren arbeiten.
• Eine bestimmte Leistung einer Verbrennungsgleichdruckturbine erfordert einen bestimmten Druck und eine bestimmte Druckluftmenge in der Brennkammer. Diese Größen sind wiederum bestimmend für die Drehzahl der Turbine, wenn nicht der günstige Wirkungsbereich verlassen werden soll. Wenn nun, wie bei der Erfindung, die Druckluft durch einen mit der Turbinenwelle fest. gekuppelten Umlaufverdichter, z. B. ein Axi'lgebläse, erzeugt wird, so kann zwar der Verdichter so ausgebildet sein, daß er für einen bestimmten Betriebszustand die vorgeschriebene Luftmenge unter dem vorgeschriebenen Druck liefert. Da jedoch die Betriebsbedingungen für eine Flugturbine je nach der Höhe, in der sich das Flugzeug befindet, verschieden sind, so ist es erforderlich, die Leistung des Verdichters zu regeln. Die bekannten Vorschläge für eine solche Regelung, wie z. B. bei Axialverdichtern abnehmbare Lauf- oder Leiträder oder verschiebbare Schaufeln, verbieten sich für Flugzeuge ebenso wie von der Hauptanlage getrennte Regelverdichter mit gesondertem Antrieb, z. B. durch eine der Hauptturbine nachgeschaltete Gasturbine, da diese Anlagen zu verwickelt werden und das Gesamtgewicht der Antriebsmaschine unzulässig erhöht wird. Die letztgenannte Bauart gestattet auch nicht, in einfacher Weise die Geschwinc@igl:#@itsener@i@ dür die Turhinz verlassendn Gasmenge durch l#'ücl:sto13 zum Antriely des Flugzeuges finit :iuszuitiitzeii.
• Das erfinderische Neue besteht darin, da13 an geeigneter Stelle des vorzugsweise als Axialgebläse ausgebildeten umlaufenden Verdichters. wobei die Verdichter- und die Turbinenwelle fest gekuppelt sind. eine regelbare Zwischenentnahme der Druckluft erfolgt. Der Teil des Verdichters hinter der Entnahmestelle liefert die im Mindestfalle (Flughöhe = \7u11) erforderliche Luftmenge bei völlig geöffneter Entnahme. Je höher das Flugzeug steigt, desto mehr wird die Entnahme geschlossen und desto größer wird der relative Druck vor dem zweiten Teil des Verdichters. Bei größter Flughöhe ist die Entnahme vollkommen geschlossen, und der gesamte Verdichter arbeitet auf die Brennkammer.
• Die Regelung der Entnahme erfolgt vorteilhaft selbsttätig in Abhängigkeit von der Flughöhe beispielsweise durch eine Manometerdose. Da aber mit einem Drehzahlabfall des Verdichters während des Betriebes beispielsweise bei einer Verstellung der Luftschraube gerechnet werden muß, genügt eine Regelung des Entnahmeventils lediglich entsprechend der Flughöhe nicht. Denn ein Drehzahlabfall würde einen Leistungsabfall des Verdichters und damit einen Druckabfall in der Brennkammer und einen ,,weiteren Drehzahlabfall usw. zur Folge haben. Da dies vermieden werden muß, ist es erforderlich, die Entnahme nicht nur in Abhängigkeit von der Flughöhe, sondern auch von dem in der Brennkammer herrschenden Druck zu regeln. Die Beeinflussung der Ventilstellung in Abhängigkeit vom Brennkammerdruck erfolgt vorteilhaft durch einen unter Federdruck stehenden Kolben, der in einem mit der Brennkammer in Verbindung stehenden Zylinder sitzt. Beide Bewegungsglieder, die Manometerdose und der unter dem Brennkammerdruck stehende Kolben, steuern derart das Entnahmeventil, daß das Gebläse die für jeden Betriebsfall günstigste V'erdic'htung erzeugt.
• Die bei geöffneter Entnahme von dem vor der Entnahmestelle liegenden Teil des Verdichters zu viel geförderte Luftmenge wird vorteilhaft durch eine Düse entgegen der Flugrichtung abgeblasen und so nach der Art eines an sich bekannten Rückstoßantriebes zur Erhöhung der Vortriebsleistung herangezogen. Auf diese Weise wird ein Teil der für die Verdichtung dieser Luftmenge aufgewendeten Energie durch die Rückstoßwirkung auf das Flugzeug wieder nutzbar gemacht.
• Zur Erhöhung der Rückstoßleistung der Entnahmeluft ist es vorteilhaft, diese Luft in für die Brennluft bei Rückstoßantrieben an sich bekannter Weise in eitle oder mehrere Brennkammern zu leiten. in die Brennstof eingespritzt wird. Die hei dessen Verbrennung entstehenden hochgespannten Gase werden dann entgegen der Flugrichtung durch Düsen abgeblasen und entwickeln eine große Rüchstoßenergie.
• In derZeichnung ist dieErfindung beispielsweise und wesenhaft dargestellt.
• Auf der Welle i sitzt vor dem Läufer 2 des mehrstufigen Axialverdichters der Propeller mit dem Getriebe, während am anderen Ende der Welle i hinter dem Gebläse das Turbinenrad 3 angeordnet ist. In die in dein Gebläse verdichtete Luft wird in den Brennkammern. der Brennstoff eingespritzt. Die Verbrennungsgase entweichen durch die Düsen 5 und treiben die Turbine 3 an. Zum Zwecke der Regelung des Verdichters ist dessen Gehäuse 6 an geeigneter Stelle zwischen zwei Stufen unterbrochen. Die Entnahmestelle ist von einer ringförmigen Kammer i umgeben, von der aus die Luft durch ein oder mehrere entgegen der Flugrichtung umgelenkte Kanäle 8 entweicht. Zur Erhöhung der Rückstoßenergie der Entnahmeluft wird diese noch durch Brennkammern 9 hindurchgeführt, in denen Brennstoff hinzugefügt und verbrannt wird. Die Zwischenentnahme wird durch Ventile io geregelt. Bei völlig geöffneten Ventilen arbeitet nur der hinter der Entnahmestelle liegende Teil des Verdichters auf die Brennkammern 4., während bei geschlossenen Ventilen io das gesamte .Gebläse zur Erhöhung des Brennkammerdruckes beiträgt. Das Entnahmeventil io wird beispielsweise durch eine Manometerdose i i in Abhängigkeit von der Flughöhe und einen vom Druck in der Brennkammer q. gesteuerten Kolben 12 in Abhängigkeit vom Brennkammerdruck gesteuert. Der Kolben 12 gleitet in einen Zylinder 13, der durch die Leitung 1d. mit der Brennkammer verbunden ist. Entgegen dem Brennkammerdruck wirkt auf den Kolben 12 eine Feder 15. Bei zu hohem Brennkammerdruck öffnet das Ventil io, während es im umgekehrten Falle schließt. Da der günstigste Betriebsdruck in der Bremikammer ¢ mit steigender Flughöhe fällt, muß eine Regelung sowohl entsprechend dem Brennkammerdruck als auch der Flughöhe erfolgen.
• Die Brennstoffeinspritzung in die von der Entnahmeluft gespeisten Brennkammern 9 wird vorteilhaft von den Entnahmeventilen io aus gesteuert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRIIcHE: i. Regelvorrichtung für umlaufende Verdichter, insbesondere Axialverdichter von Flugturbinen, wobei die Verdichter und Turbinenwelle fest gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an geeigneter Stelle des Verdichters eine regelbare Zwischenentnahme der Druckluft erfolgt. z. Regelvorrichtung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der hinter der Entnahmestelle liegende Teil des Verdichters derartig bemessen ist, daß er die im Mindestfalle (Flughöhe = Null) erforderliche Luftmenge bei völlig geöffneter Entnahme liefert. 3. Regelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenentnahme in Abhängigkeit von der Flughöhe geregelt wird. 4. Regelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenentnahme in Abhängigkeit sowohl von der Flughöhe als auch von dem in der Brennkammer herrschenden Druck geregelt wird. 5. Regelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Entnahmeventils in Abhängigkeit von dem Brennkammerdruck durch einen unter Fcdcrdnich stehenden l@ollKn erfolgt, der in einem mit dein Raum hinter dein Verdichter in Verbindung stehenden Zylinder sitzt. 6. lZegelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeluft nach der Art eines an sich benannten reinenRückstoßantriebesentgegen der Flugrichtung abgeblasen wird. 7. Regelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeluft in für die Brennluft bei Rückstoßantrieben an sich bekannter Weise in eine oder mehrere Brennkammern geleitet wird, in die Brennstoff eingespritzt wird, und daß die Verbrennungsgase entgegen der Flugrichtung abgeblasen werden. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 603 845; britische Patentschrift Nr. 432 65a.