DE806403C - Elektrischer Generator im Flugzeug mit Brennkraftturbinenantrieb - Google Patents

Description

• Elektrischer Generator im Flugzeug mit Brennkraftturbinenantrieb Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftfahrzeug, das durch wenigstens eine 13rennkraftturbinenanlage angetrieben wird, sei es mittels ihres Auspuffstrahles oder Tiber einen oder mehrere Propeller.
• Aus der hohen Umlaufgeschwindigkeit solcher Turbinenanlagen, z. B. t S ooo Umdrehungen in der Minute, ergeben sich Schwierigkeiten für die Gewinnung elektrischer Energie für die verschiedenen Hilfseinrichtungen eines Flugzeuges, beispielsweise für Heizung, Beleuchtung, Speisenzubereitung. Druckerzeugung für die Kabine, Enteisung der Flügel, Ruderklappen und Luftschrauben. wenn solche vorllan(len sind, und elektrische I1ilfsvorrichtungen für die Steuerorgane, das Fahrgestell usw. Normalerweise wird zur Zeit hierfür ein elektrischer Hauptgenerator benutzt, der in ausreichender Entfernung von der Antriebsmaschine angeordnet *ist und seinen Antrieb von einem Übersetzungsgetriebe erhält, (las seinerseits von einer verhältnismäßig langen Welle angetrieben wird, die möglicherweise noch zwei Universalgelenke aufweist und von einem geeigneten Teil der Kraftanlage Tiber ein Getriebe mit erheblicher Untersetzung angetrieben wird. Die Teile einer solchen 1?inrichtung sind nicht nur verhältnismäßig schwer und umfangreich, sondern bedingen auch einen erheblichen Leistungsverlust. Beispielsweise beträgt die Umlaufzahl der verhältnismäßig langen Welle 3000 U/min und die des Generators ungefähr io ooo U/min.
• Die Erfindung besteht in großen Zügen darin, daß man einen hochtourigen elektrischen Generator in dem Triebwerk selber unterbringt, wobei der Läufer dieses elektrischen Generators von der Hauptwelle oder einer der Hauptwellen des Triebwerkes getragen wird und natürlich mit einem zugehörigen, ihn umgebenden Ständer zusammen arbeitet. Bei einer solchen Anordnung arbeitet der elektrische Generator mit einer Umlaufgeschwindigkeit von etwa 15 ooo U/min. Er kann infolgedessen von verhältnismäßig geringer Größe sein, selbst wenn er je nach den Erfordernissen der zu versorgenden Einrichtungen des Flugzeuges eine Leistung von etwa 6o bis 75 kW oder mehr haben soll. Natürlich mag in anderen Fällen auch schon eine geringere Leistung ausreichen.
• ach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Generator zwischen dem Verdichter und der folgenden Turbinenstufe axial im Kranz der Brennkammeranordnung untergebracht, die zwischen dem Verdichter und der Turbine liegt. Bei solcher Anordnung braucht die Größe des Triebwerkes weder in radialer noch in axialer Richtung vergrößert zu werden.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Generator den Aufbau einer Dynamomaschine besitzen, die gleichzeitig als Startermotor für das Triebwerk benutzt werden kann.
• In der schematischen Darstellung der Zeichnung ist Fig. t eine teilweise geschnittene Ansicht einer zum Antrieb eines Flugzeuges bestimmten Brennkraftturbinenanlage nach der Erfindung, in der zwei Brennkammern fortgebrochen sind.
• Fig. 2 ist in vergrößertem Maßstab ein Längsschnitt durch eine Ausführungsmöglichkeit einer Dynamomaschine nach der Linie 2-2 in Fig. 3, wobei nur die Umrißlinien angedeutet sind.
• Fig.3 ist ein Querschnitt hierzu nach der Linie 3-3 in Fig. 2.
• Fig. i deutet bei 12 die Umrißlinien der Austrittsseite des Axialverdichters der Anlage an. Der Läufer des Verdichters wird durch eine Welle 13 von einer Axialturbine angetrieben, deren Umrißlinie bei 14 angedeutet ist. Der Verdichter und die anschließende erste Turbinenstufe sind in axialer Richtung durch einen Abstand voneinander getrennt. Die Brennkammeranordnung besteht in diesem Fall aus sechs gleichen langgestreckten Brennkammern 16, 16, die im Kranz um die Achse der Welle 13 herum angeordnet sind. Die Brennkammern erhalten verdichtete Luft aus der Austrittsseite des Verdichters und liefern, nachdem Brennstoff in den Kammern zugeführt wurde, die Verbrennungsprodukte zur Eintrittsseite des Turbinenteiles 14, wie es für Brennkraftaxialturbinen allgemein bekannt ist.
• lm vorliegenden Fall ist eineDynamomaschine 18 zur Erzeugung elektrischer Energie für die verschiedenen Hilfseinrichtungen' zwischen dem Verdichter 12 und dem Turbinenabschnitt 14 innerhalb des Brennkammerkranzes angeordnet und wird unmittelbar von der Welle 13 angetrieben.
• Wie sich aus Fig. 2 und 3 ergibt, besitzt die Welle 13 in der Mitte einen verstärkten Teil 2o, der aus Kühlungsgründen gerillt ist und auf dem der wicklungsfreie Läufer des Generators angeordnet ist. Dieser Läufer besteht aus einer Anzahl unter sich gleicher, ringförmiger permanenter Magnetbleche 21, 21, die auf dem verstärkten Teil 20 gegen Winkelbewegung durch einen Keil 22 gesichert sind. Ihre Axialfixierüng auf dem verstärkten Wellenteil erfolgt in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise mittels Endscheiben 23, 23 und Haltemuttern 24, 24 (Fig. 2). Der Rotor besitzt beispielsweise vierundzwanzig Pole 26, 26.
• Unter Belassung eines ringförmigen Zwischenraumes gegenüber der Welle 13 umgibt den Läufer ein feststehendes Gehäuse 28, an dessen innerem Umfang der Ständer der Dynamomaschine abgestützt ist. Dieser Ständer besteht aus vier kreisbogenförmigen Lamellenpaketen 29, 29, von denen jedes eine Wechselstromwicklung 30, 30 trägt, denen die erzeugte Spannung mittels nicht gezeichneter Leitungen entnommen wird, die durch das Rohr 31 geführt sind. Das Rohr 31 ist am Gehäuse 28 befestigt und zwischen zwei Brennkammern 16 hindurch nach außen geführt. Jeder der bogenförmigen Teile 29 besitzt bei 32 eine Unterbrechung, welche die beiden Pole der Hauptpolstücke 33 unterteilt. Jedes dieser Hauptpolstücke 33 trägt eine Gleichstromwicklung 34, 34, die von einer nicht gezeichneten Batterie im Flugzeug erregt wird; die Zuleitungen hierfür werden auch durch das Rohr 31 geführt. Eine Befestigungsvorrichtung für den Ständer ist bei 35 in Fig. 2 angedeutet.
• Die veranschaulichte Dynamomaschine kann etwa io kW bei einer Frequenz von 5ooo Perioden und bei 5o bis ioo Volt erzeugen, wenn der Läufer 15 000 Umdrehungen pro Minute macht. Natürlich können auch größere Leistungen erzielt werden, indem man beispielsweise die axiale Länge des Generators vergrößert oder ihn in doppelter oder dreifacher Wiederholung vorsieht.
• Für die Kühlung des Generators kann verdichtete Luft dem Verdichter entnommen und durch ihn hindurchgeschickt werden. In dieser Beziehung ist die Lage des Generators zwischen dem Verdichter und der Turbine sehr günstig, und mit einer solchen besonderen Kühlung kann eine verhältnismäßig große Leistung aus einer verhältnismäßig kleinen Maschine gewonnen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Generator im Flugzeug mit Brennkraftturbinenantriel), dadurch gekennzeichnet, daß er als hochtouriger elektrischer Generator (18) in die Antriebsanlage selbst eingebaut ist, wobei die Hauptwelle (13) der Antriehsanlage oder eine der Hauptwellen den Läufer des elektrischen Generators trägt, der von dem Ständer umgeben ist. ?. Generator nach Anspruch i im Flugzeug, bei welchem der Verdichter der Antriebsanlage in einem axialen Abstand von der anschließenden Turbinenstufe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator zwischen dem Verdichter (12) und der folgenden Turbinenstufe (it) axial im Kranz der Brennkammeranlage (16, 16 ... ) angeordnet ist, die sich zwischen dem Verdichter und dieser Turbinenstufe erstreckt. 3. Generator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alsGenerator eineDv-namomaschine von solcher Art Verwendung findet, daß sie auch als Startermotor für die Kraftmaschine benutzt werden kann.