DE872699C

DE872699C - Anordnung der Brennkammern bei Strahltriebwerken, insbesondere der Zweikreis-Bauart

Info

Publication number: DE872699C
Application number: DEH10325D
Authority: DE
Inventors: Max Adolf Dipl-Ing Mueller
Original assignee: ERNST HEINKEL AG ZWEIGNIEDERLA
Current assignee: ERNST HEINKEL AG ZWEIGNIEDERLA
Priority date: 1942-02-26
Filing date: 1942-02-26
Publication date: 1953-04-02

Description

Anordnung der Brennkammern bei Strahltriebwerken, insbesondere der Zweikreis-Bauart Die Erfindung betrifft die Anordnung von Brennkammern und die Führung der Verbrennungsluft bei Strahltriebwerken, insbesondere bei mit einem Niederdruck- und einem Hochdruckverdichter versehenen Triebwerken, die in der Fachliteratur als Zweikreis-Strahltriebwerke bekannt sind. Bei diesen Triebwerken wird nur ein Teil der vom Niederdruckverdichter geförderten Luft im Hochdruckverdichter weiter verdichtet und nach teilweiser Beheizung in einer Brennkammer in der Antriebsturbine der beiden Verdichter entspannt und dann zur Strahldüse geführt (erster Kreis), während das restliche Fördervolumen des Niederdruckverdichters ohne Beheizung oder vorherige Entspannung direkt zur Strahldüse geführt wird (zweiter Kreis).
Bei Strahltriebwerksausführungen, bei denen Axialv erdichter, Brennkammer und Turbine ohne Umlenkung der Strömung hintereinander angeordnet sind, ergibt sich besonders bei Verwendung eines vielstufigen Axialkompressors als Verdichter ein Aggregat von großer Baulänge, das in der Flugzeugzelle schwer unterzubringen ist. Auch aus Festigkeitsgründen z. B. in Hinsicht auf die kritischenDrehzahlen ist eine kurze Bauform erwünscht. Dies wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Brennkammer bzw. Brennkammern erreicht, die ringförmig den Hauptverdichter umgeben und ohne Umlenkung des Gasstromes in die Eintrittsleitschaufeln der Turbine münden.
Eine Verkürzung der Baulänge kann ebenfalls durch eine andere schon vorgeschlagene Triebwerksanordnung erreicht werden, bei der die Brennkammer ringförmig die Turbine umgibt. Gegenüber dieser bekannten Bauweise zeigt die erfindungsgemäße Anordnung Vorteile. So wird z. B. eine gleichmäßige Anströmung des Eintrittsleitgitters der Turbine bei der bekannten Anordnung dadurch erschwert, daß das aus der Brennkammer austretende Arbeitsmittel unmittelbar vor der Turbine um iSo° umgelenkt werden muß. Ein weiterer Unterschied der beiden Ausführungen ergibt sich daraus, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur die für die Verbrennung nötige Luftmenge, die nur einen kleinen Teil der Gesamtfördermenge des Verdichters ausmacht, vor dem Eintritt in die Brennkammer zweimal um i8o° umgelenkt wird, während bei der bekannten Ausführung, abgesehen von einer geringfügigen für Kühlzwecke benutzten Luftmenge, das gesamte Förder- bzw. Arbeitsmittel umgelenkt wird.
Bei einer Anordnung der Brennkammern um den Verdichter herum muß die Verbrennungsluft hinter dem Verdichter durch ein Umlenkblech vom Hauptstrom abgezweigt werden. Diese Luft umgibt mantelartig die Brennkammern und fließt außen an der Brennkarnmerwand entlang, um dann bei Eintritt in die Brennkammer wieder in Richtung der Hauptströmung umgelenkt zu werden. Die zweimalige Umlenkung und die Querschnittsveränderungen rufen eine Verzögerung der Geschwindigkeit der Verbrennungsluft hervor. Für den Ablauf des Verbrennungsprozesses ist eine solche Verzögerung günstig, da eine hohe Geschwindigkeit des Brenngemisches zum Abreißen der Verbrennung führen kann. Die Verzögerung dient gleichzeitig zur Deckung der Druckverluste.
Durch die mantelartige Führung der Luft um die Außenwand der Brennkammer können Wärmeverluste durch Wärmeübergang, zwischen Brennkammer und Außengehäuse und zwischen Brennkammer und Verdichter vermindert und eine schädliche Erhöhung der Lufttemperatur im Verdichter vermieden werden.
Eine Vergrößerung der Stirnfläche des Aggregates braucht durch die erfindungsgemäße Brennkammeranordnung bei Zweikreis-Strähltriebwerken nicht einzutreten, da bei solchen Triebwerken als Vorverdichter ein im Verhältnis zum Hauptverdichter langsam laufender Verdichter mit großem Außendurchmesser benötigt wird. Der Unterschied der Durchmesser- der beiden Verdichter ist so groß, daß der Außendurchmesser des Brennkammerringes nicht oder nur unwesentlich größer als der des Vorverdichters gewählt zu werden braucht. Innerhalb des Brennkammerringes sind zwischen den Brennkammern oder Brennkammergruppen Öffnungen für den Durchtritt der nicht durch den Hauptverdichter strömenden Luft des Vorverdichters vorgesehen, die unter Umgehung des Hauptverdichters und der Turbinen direkt entspannt wird.
Die erfindungsgemäße Brennkammeranordnung ist beispielsweise in den Abb. i bis 3 dargestellt. Abb. i zeigt ein Zweikreis-Strahltriebwerk mit der erfindungsgemäßen Brennkammeranordnung. ca ist der Vorverdichter, der durch die Turbine b angetrieben wird. Der Hauptverdichter c und seine Antriebsturbine d sind vom Vorverdichter mechanisch unabhängig gelagert, was durch eine Hohlwelle erreicht wird. Ein Teil der Hauptverdichterluft wird durch das Umlenkblech e vom Hauptverdichterstrom abgezweigt und der Brennkammer f zugeführt. Hinter der Brennkammer, die das Umlenkblech durchdringt, mischen sich die Brenngase mit der nicht abgelenkten Hauptverdichterluft. Die Strömung der Luft bzw. der Brenngase ist durch Pfeile angedeutet.
Abb. 2 und 3 zeigen beispielsweise zwei Anordnungen der Brennkammern innerhalb des Brennkammerringes. Für den Durchtritt der nicht durch den Hauptverdichter gehenden Luft des Vorverdichters sind zwischen den Brennkammern die Öffnungen ä vorgesehen. Die durch die Öffnungen g geleitete Luft strömt in bekannter Weise durch an beiden Seiten der Turbine befindliche, in der Schnittebene der Abb. i nicht gezeigte Ausbauchungen des Triebwerksgehäuses direkt der Strahldüse zu.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus Axialverdichter, Brennkammer und Turbine bestehendes Strahltriebwerk, insbesondere Zweikreis-Strahltriebwerk, mit ringförmig ausgelegten Brennkammern, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern den Verdichter ringförmig umgeben und ohne Umlenkung des Gasstromes in die Eintrittsleitschaufeln der Turbine münden.
2. Strahltriebwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbrennung nötige Luft hinter dem Verdichter durch ein Umlenkblech Vom Hauptstrom des Verdichters abgezweigt und so umgelenkt wird, daß sie mantelartig entgegen der Richtung des Hauptstromes die Brennkammern umfließt, um dann in Hauptstromrichtung durch die Brennkammern zu strömen.
3. Strahltriebwerk nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht durch den Hauptverdichter gehende Luft zwischen den gruppenweise angeordneten Brennkammern hindurchgeleitet wird (Abb. 2 und-3). Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. i8o q.99.