DE916607C

DE916607C - Zellenradschleuse fuer Strahltriebwerke

Info

Publication number: DE916607C
Application number: DEH12580A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Max Adolf Mueller
Original assignee: E H DR PHIL H C ERNST HEINKEL
Current assignee: E H DR PHIL H C ERNST HEINKEL
Priority date: 1952-05-20
Filing date: 1952-05-20
Publication date: 1954-08-12

Description

Zellenradschleuse für Strahltriebwerke Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse für Strahltriebwerke, Gasturbinenanlagen u. dgl. mit axialer Ein- und Austrittsrichtung und vorzugsweise gleichem Ein- und Austrittsdurchmesser. Die Zellenradschleuse arbeitet mit einer oder mehreren mit thermischer Druckaufheizung betriebenen Brennkammern zusammen.
Bei mechanisch angetriebenen Zellenradschleusen, die zwischen Arbeitsturbinen und Verdichter eingeschaltet sind, entstehen beim Umlenken der Gase von der Zellenradschleuse über die Brennkammer und zurück zum Zellenrad Druckverluste. Diese Druckverluste sind sehr nachteilig und müssen in irgendeiner Weise ausgeglichen werden.
Es sind bereits Druckaustauscher bekanntgeworden, bei denen ein Gas von niederem Druck auf einen höheren Druck gebracht wird, indem gleichzeitig ein Gas von gleichem, aber hohem Druck auf den niederen Druck entspannt wird. Das eine Gas wird dabei durch Verdünnungswellen von höherem auf niederen Druck und das andere Gas durch Verdichtungswellen von dem niederen Druck auf den höheren Druck gebracht. Die Wanderwellen werden in der bekannten Weise durch rasches öffnen und Schließen der Zellen des Druckaustauschers bei stillstehendem oder strömendem Zelleninhalt erzeugt.
Die bekannten Druckaustauscher sind zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht geeignet, da bei der thermischen Verdichtung ein stets gleich großes Volumen in einen abgeschlossenen Raum gefördert beziehungsweise aus demselben herausgefördert wird. Jede Zelle muß immer entleert und gefüllt werden. Außerdem muß bei der thermischen Verdichtung nach Möglichkeit jeder Schwingungsvorgang vermieden «erden, da dieser die Funktion stört.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, das Zellenrad zum Ein- und Ausschleusen der Gase, z. B. Luft, in Verbindung mit einer Brennkammer zu verwenden. Die Druckerhöhung wird durch die Rufheizung der in die Brennkammer eingeschleusten Menge erzielt, d. h. die ursprünglich in der Zelle vorhandene Luftmenge wird beim Eintritt in den Brennkammerabschnitt auf den dort stehenden hohen Druck verdichtet und wird zu diesem Zweck aus der Zelle in den Brennraum ausgeschoben. Die Zelle wird bei ihrer weiteren Drehung mit aus der Brennkammer austretenden, unter hohem Druck stehenden Gasen gefüllt und schleust das gleiche Volumen wieder aus dem Brennkammerabschnitt aus.
Um die gesamte in die Schleuse ein- bzw. ausgebrachte Gasmenge durch die Brennkammer durchziehen zu können, wird nach der Erfindung nach dem Brennkammereintritt und dem Brennkammeraustritt ein Druckgefälle erzeugt. Die Zellenradschleuse ist zu diesem Zweck mit den Eigenschaften eines Axialverdichters ausgerüstet und besitzt ein oder mehrere hintereinandergeschaltete Gitter.
Es ist bereits bekannt, ein Druckgefälle durch den Einbau eines zusätzlichen Gebläses in die Brennkammer zu erzeugen, aber dieser Aufwand ist beträchtlich, und durch die Erfindung wird mit einfacheren Mitteln die gleiche Wirkung erzielt.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe sind die Wandungen des Zellenrades mit großen tragflügelartigen Profilen versehen, während das Leitgitter kleine tragflügelartige Profile aufweist, so daß die aus dem Zellenrad mit erhöhter Geschwindigkeit austretenden Luftmassen im Leitgitter verzögert werden und der entstehende Drucksprung den infolge der Umlenkungen usw. in der Brennkammer entstehenden Druckverlust ausgleicht.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch ein zweiflutiges Triebwerk und Abb. 2 eine Draufsicht in Umfangsrichtung auf das Zellenrad und das Leitrad.
Das in der Abb. i dargestellte zweiflutige Triebwerk enthält den Vorverdichter i, den Hauptvierdichter 2, die Zellenradschleuse 3, das Leitrad 4, die Brennkammer 5, die Turbine 6 und die Schubdüse 7. Die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung der Zellenradschleuse 3 und des Leitrades 4. ist nicht auf zweiflutige Anlagen beschränkt, sondern kann ebensogut für einflutige oder mehrflutige Anlagen verwendet werden, bei der die Zellenradschleuse 3 zwischen der Arbeitsturbine und dem Verdichter angeordnet ist und angetrieben wird. Die Zellenradschleuse 3 weist einen axialen Eintritt 8 und einen axialen Austritt 9 auf, und die Ein- und Austrittsdurchmesser sind vorzugsweise gleich. Das in Richtung io sich bewegende Zellenrad trägt als Wandungen große tragflügelartige Profile i i, während das Leitrad .4 kleine tragflügelartige Profile 12 besitzt. Die aus dem Zellenrad mit erhöhter Geschwindigkeit austretenden Luftmassen werden im Leitgitter .4 verzögert. Der durch die Umlenkung usw. in der Brennkammer hervorgerufene Druckverlust wird durch den im Leitgitter entstehenden Drucksprung ausgeglichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zellenradschleuse für Strahltriebwerke, Gasturbinenanlagen u. dgl. mit axialer Ein- und Austrittsrichtung und vorzugsweise gleichem Ein- und Austrittsdurchmesser, welche mit einer oder mehreren mit thermischer Druckaufheizung betriebenen Brennkammern zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Zellenradschleuse (3) als Axialverdichter ausgebildet ist und ein oder mehrere hintereinandergeschaltete Gitter aufweist.
2. Zellenradschleuse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Zellenrades große tragflügelartige Profile (i i) besitzen und das Leitgitter kleine tragflügelartige Profile (i2) aufweist, so daß die aus dem Zellenrad mit erhöhter Geschwindigkeit austretenden Luftmassen im Leitgitter verzögert werden und der entstehende Drucksprung den infolge der Umlenkungen usw. in der Brennkammer entstehenden Druckverlust ausgleicht. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 837 024, 724 998; schweizerische Patentschrift Nr. 2:29:28o.