DE873190C - Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

• Gasturbinenanlage Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage, insbesondere zum Antrieb von Luftfahrzeugen.
• -Gasturbinenanlagen, die im Verdichter und im Turbinenteil vorzugsweise Radialstufen aufweisen, zeigen, große Strömungsverluste, deren Ursache vor allem Strömungsablösungen an der innerem Luftführungswand zwischen dem Laufrad des Verdichters bzw. der Turbine und den daran sich anschließenden Diffusoren sind. Diese Ablöseerscheinungen haben zur Folge, daßi der Diffusorteil mit einer un definierten Strömung angeströmt wird. Da diese Nachteile im wesentlichen auf der bei den Radialstufen erforderlichen scharfen Umlenkung des Strömungsmittels beruhen, ist eine Beseitigung dieser bei Weiterverwendung von Radialstufen nicht möglich. ,Es, liegt nahe, insbesondere aus diesem Grunde, die Radialstufen durch axiale Stufen, zu ersetzen. Diese vermögen. aber nicht das geforderte Luftgewicht in einer Anlage zu verarbeiten, die auch nur annähernd brauchbare Dimensionen aufweist, wie sie bei dem bevorzugten Verwendungszweck für Luftfahrzeuge gefordert werden müssen. Bei Axialstufen macht sich ferner der durch den Nabenkörper verminderte Eintrittsquerschnitt besonders störend bemerkbar. Außerdem ist das zu verarbeitende Volumen durch die steile Charakteristik der Axialstufen zu sehr beschränkt und zu empfindlich gegen Volumenschwankungen. Da diese Nachteile bei den bisherigen radialen Stufen. vermieden werden konnten, andererseits aber die scharfe Umlenkung zu ungünstigen Strömungsverhältnissenführte, wird erfindungsgemäß die Verwendung mindestens einer diagonal durchströmten, Stufe in der Turbine vorgeschlagen.
• Da dieselben Überlegungen für Verdichter und Turbinenteil der Gasturbinenanlage gelten, wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, auch den Verdichter mit mindestens einer diagonal durchströmten Stufe auszustatten.
• Es kann zweckmäßig sein, diese Diagonalstufen mit Axialstufen zu verbinden, um die Arbeitsaufnahme bzw. Leistungsabgabe zu vergrößern. Dabei werden die durchs die Diagonalstufen gegebenen Bauabmessungen; nur unwesentlich vergrößert.
• Diese diagonal durchströmten; Stufen vereinigen die Vorteile der bisherigen Radialstufen mit denen der Axials,tufen, ohne die entsprechenden Nachteile in Kauf nehmen, zu müssen. Bei gleich großem Eintrittsquerschnitt wie bei den bisher radialen Stufen mit axialemsEintritt weist diediagonal durchströmte Stufe eine bessere aerodynamische Stromführung auf und- läßt wesentlich größere Axialgeschwind.igkeifien zu, als das bei bisher üblichen radialen Stufen der Fall war, da der Knick ins der Strömungsführung beim Übergang aus der, axialen in die radiale Richtung wegfällt, und die Umlenkung der Strömung weicher wird. Diese günstige aerodynamische Führung trägt wesentlich zu dem guten, Wirkungsgrad bei, trotz des hohevDurchsatzes, den dieseDiagonalstufen aufweisen, der auB:erdem zur Folge hat, daß eine diagonale Stufe bezüglich ihrer Leistung mehrere rein axiale Stufen zu ersetzen in der. Lage ist. Vergleicht man die Brauweise rein axialer Stufen mit denen diagonal durchströmter, so wird bei diesen in idealer Weise die.Forderung erfüllt, bei kleinstem Eintritts- bzw. Austrittsdurchmesser den größten Eintritts- bzw. Austrittsquerschnitt zu erhalten. Ein weiterer Vorteil gegenüber rein axialen Sufen besteht in der geringen Anzahl d.°r Schaufeln, die außerdem nicht die hohe Bearbeitungsgenauigkeit bezüglich ihrer Herstellung verlangen, da infolge des größeren Querschnitstes diagonal durchströmter Schaufeln die prozentuale Abweichung wesentlich geringer ausfällt.
• Unter Berücksichtigung des bevorzugten: Anwendungsgebietes der vorgeschlagenen Gasturbinenanlage zum Antrieb von: Luftfahrzeugen wird auf das Verhältnis des Eintritts- bzw. Austrittsdurchmessers zum größten Durchmesser des Triebwerkes hingewiesen, wodurch eine schlanke, denStrömungsverhältnissen gut angepaßte Form des Gesamttriebwerkes ermöglicht wird.
• Die Zeichnung stellt als Ausführungsbeispiel eine Gasturbinenanlage@zum Antrieb von. Luftfahirzeugen dar.
• Die Gasturbinenanlage i weist im Verdichter 2 und in der Turbine 3 eine diagonal durchströmte Stufe q. und 5 auf. In: vorliegendem Ausführungsbeispiel sind der diagonal durchströmten Stufe im Verdichter mehrere Axialstufen 6 und 7 nachgeschaltet. Das Strömungsmittel, das bei 8 in: die Gasturbirnenanlage gegebenenfalls unter Vorschaltung eines feststehenden oder umlaufenden Leitgitters in die diagonal durchströmte Stufe q. eäntritt, erfährt in dieser eine sehr weiche Umlenkung. Nach Aus.tritß aus der diagonal durchströmten. Stufe tritt eine ebenso weiche Umlenkung in die axiale Stufe 6 ein und wird nachDurchströmen derBrennkammer 9 unter Vorschaltun:g entsprechender Leitvorrichtungen io in einer oder mehreren diagonalen Turbinenstufen entspannt, wobei in gleicher Weise wie im Verdichterteil die Umlenkung unter strömungstechinisch günstigen Bedingungen stattfindet.
• Die erfindungsgemäß, vorgeschlagene Gasturbinenanlage eignet sich infolge der geringen Strömungsverluste innerhalb der Anlage und des großen Luftdurchsatzes in besonders günstiger Weise zum Antrieb von. Luftfahrzeugen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gasturbinenanlage, insbesondere zum Antrieb von Luftfahrzeugen, gekennzeichnet durch die Verwendung mindestens, einer diagonal durchströmten Stufe in der Turbine.
2. 2. Ga:sturbinenanlage nach Anspruchs i, dadurch gekennzeichnet, daß außer in der Turbine auch indem Verdichter mindestens eine diagonal durchströmte Stufe vorgesehen ist.
3. 3. Gasturbinenanlage nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch die Vereinigung einer oder mehrerer diagonal durchströmter Stufen mit Axialstufen.