DE873632C

DE873632C - Mehrflutige Verdichteranlage fuer Gasturbinen aller Art

Info

Publication number: DE873632C
Application number: DEH10326D
Authority: DE
Inventors: Max Adolf Dipl-Ing Mueller
Original assignee: ERNST HEINKEL A G ZWEIGNIEDERL
Current assignee: ERNST HEINKEL A G ZWEIGNIEDERL
Priority date: 1942-04-05
Filing date: 1942-04-05
Publication date: 1953-04-16

Description

Mehrflutige Verdichteranlage für Gasturbinen aller Art Die Erfindung betrifft eine Verdichteranlage für Gasturbinenanlagen aller Art, insbesondere für Anlagen zum Antrieb von Luftschrauben auf Luftfahrzeugen. Die Verdichteranlage besteht aus zwei voneinander getrennten gleichartigen Niederdruckverdichtern und einem mit diesen gleichartigen Hochdruckverdichter. Die Niederdruckverdichter sind zu beiden Seiten des Hochdruckverdichters angeordnet. Alle Verdichter werden von einer gemeinsamen Turbine angetrieben. Der Antrieb des Hochdruckverdichters erfolgt direkt und der Antrieb der Niederdruckverdichter über ein Getriebe. Die verdichtete Luft wird von den Verdichtern über Brennkammern zur Turbine geführt.
Erfindungsgemäß werden die Niederdruck- und der Hochdruckverdichter so angeordnet und miteinander verbunden, daß die Drehzahlen vom Hochdruck- und den Niederdruckverdichtern sich wie die Wurzeln der absoluten Ansaugetemperatur T1 und T2 verhalten. Die Verdichtung soll dabei nach der Erfindung nur so weit getrieben werden, daß sich das Eintrittsvolumen V2 des Hochdruckverdichters zu dem Eintrittsvolumen V1 des Niederdruckverdichters wie verhält. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Verdichtern mit gleichen Drehzahlen das Volumen in den Niederdruckverdichtern nicht bis auf die Hälfte des Eintrittsvolumens verdichtet zu werden braucht, und zwar deshalb nicht, weil die Schallgeschwindigkeit, die der VT verhältlich ist, beim Eintritt in den Hochdruckverdichter höher liegt als beim Eintritt in den Niederdruckverdichter. Wenn man nun mit der höchsten Relativgeschwindigkeit der Strömung an den Schaufelenden einen gewissen Abstand von der Schallgeschwindigkeit einhält, beispielsweise w = o,85 a (w = Relativgeschwindigkeit, a = Schallgeschwindigkeit), der in beiden Verdichtern gleich groß gehalten wird, so kommt man im Hochdruckverdichter zu einer im Verhältnis höheren Strömungsgeschwindigkeit und unter ner Annahme gleicher Beschaufelung und gleicher Strömungswinkel, also ähnlicher Geschwindigkeitsdreiecke, zu einer im Verhältnis höheren Umfangsgeschwindigkeit, d. h. zu einer höheren Drehzahl des Hochdruckverdichters. Im gleichen Maß liegt die Axialgeschwindigkeit und damit das Ansaugvolumen des Hochdruckverdichters höher als das jedes Niederdruckverdichters bzw. höher als die Hälfte des Ansaugvolumens der beiden Niederdruckverdichter; demnach kann das Druckverhältnis des Niederdruckverdichters geringer gehalten werden als der Verdichtung auf das halbe Volumen entspricht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Anlage zum Antrieb einer Luftschraube dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch die Verdichteranlage nach Linie I-I der Fig. 2 und Fig.2 eine Seitenansicht gemäß Linie II-II der Fig. _.
Zwei Niederdruckverdichter x und 2 nehmen zwischen sich den Hochdruckverdichter 3 auf, der über die Welle q. von der Turbine 5 unmittelbar angetrieben wird. Die Niederdruckverdichter i und 2 werden über ein Getriebe 6, 7 von der gleichenWelle4 aus über geeignete Zwischenräder angetrieben. Die Niederdruckverdichter i und 2 und der Hochdruckverdichter 3 sind vollkommen gleichartig ausgeführt, d. h. sie besitzen vollkommen gleiche Abmessungen. Die Niederdruckverdichter i und 2, die die Druckluft für den Hochdruckverdichter 3 liefern, verdichten ihr Eintrittsvolumen derart, daß sich die Volumina verhalten wie wobei Ti die Eintrittstemperatur in dem Niederdruckverdichter und TZ die Eintrittstemperatur in dem Hochdruckverdichter darstellt. Durch die Ausbildung des Getriebes 6, 7 kann die erfindungsgemäße Forderung, daß sich die Drehzahlen der Niederdruckverdichter und des Hochdruckverdichters verhalten wie leicht erfüllt werden. Von dem Hochdruckverdichter 3 strömt die Luft zu den Brennkammern io, 1i, 12, 13, in denen sie aufgeheizt wird und aus denen sie über besondere Leitungen 1q: nach der Turbine 5 abströmt.
Bei der Anwendung des Verdichters an einem Luftfahrzeug wird bei dieser Anordnung der Hochdruckverdichter 3 von der Luft im Sinne der Flugrichtung durchströmt, während die Luft die Niederdruckverdichter -i und 2 entgegen der Flugrichtung durchflutet. Diese Anordnung ist so gewählt, daß die Niederdruckverdichter i und 2 von der Frischluft unter Stau angeströmt werden. Außerdem ergeben sich hierdurch für das Durchströmen der Turbine 5 und die Ausnutzung des aus der Turbine ausströmenden Strahles günstige Verhältnisse.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrflutige Verdichteranlage für Gasturbinen aller Art, insbesondere . zum Antrieb für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige Niederdruckverdichter zu beiden Seiten eines mit den Niederdruckverdichtern (i, 2) gleichartigen Hochdruckverdichters (3) angeordnet sind und von einer gemeinsamen Turbine (5) angetrieben werden, wobei der Antrieb des Hochdruckverdichters (3) direkt und der Antrieb der Niederdruckverdichter über ein Getriebe (6, 7) erfolgt und die zu verdichtende Luft über Kanäle(8) durch die Verdichter und über Brennkammern (i0, 1i, 12, 13) zu der Turbine (5) geführt wird.
2. Verdichteranlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Niederdruckverdichter (i, 2) zu dem Hochdruckverdichter (3) über das Getriebe so eingestellt sind, daß sie sich wie die Wurzeln aus den absoluten Ansaugetemperaturen Ti, T2 verhalten und deren Verdichtung nur so weit getrieben wird, daß sich das Eintrittsvolumen V2 des Hochdruckverdichters zu dem Eintrittsvolumen V1 der Niederdruckverdichter wie verhält. Angezogene Druckschriften Britische Patentschrift Nr. 461887.