DE924845C

DE924845C - Gas turbine engine or jet engine

Info

Publication number: DE924845C
Application number: DEH13926A
Authority: DE
Inventors: Max Adolf Dipl-Ing Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-09-25
Filing date: 1952-09-25
Publication date: 1955-03-07

Description

Gasturbinentriebwerk bzw. Strahltriebwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk bzw. Strahltriebwerk mit teilweise durch isochore Erhitzung hervorgerufener thermischer Verdichtung unter Anwendung einer Zellenradschleuse, bei dem ein mechanisch angetriebener Vorverdichter mit teilweiser oder ganzer Reaktion in der letzten Stufe vor der Zellenradschleuse angeordnet ist.Gas turbine engine or jet engine The invention relates to on a gas turbine engine or jet engine with partial isochoric heating caused thermal compression using a rotary valve, in which a mechanically driven supercharger with partial or full reaction is arranged in the last stage in front of the rotary valve.

Es ist üblich, bei Verdichtern mit ganzer oder teilweiser Reaktion als letzte Stufe ein oder mehrere feststehende Gitter anzuordnen mit dem Zweck, die Strömung parallel zur Triebwerksachse auszurichten. Es ist auch vorgeschlagen worden, die Gitter des nachfolgenden Zellenrades entweder ganz als Spirale auszuführen oder in bekannter Weise mit einem entsprechenden Eintritts- oder Austrittsleitapparat zu versehen bzw. die Schaufelgitter am Ein- und Austritt entsprechend auszubilden.It is common on full or partial reaction compressors to arrange one or more fixed grids as the last step with the purpose of align the flow parallel to the engine axis. It is also suggested have been to design the grid of the following cellular wheel either entirely as a spiral or in a known manner with a corresponding inlet or outlet guide apparatus to provide or to design the vane grids at the inlet and outlet accordingly.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, gerade achsparallele Gitter im Schleusenrad zu verwenden, wodurch eine der Umfangsgeschwindigkeit des Zellenrades angepaßte Eintrittsrichtung gewählt werden muß. Wählt man die Umfangsgeschwindigkeit der Zellenradschleuse frei und macht diese gleich der Umfangskomponente der Austrittsgeschwindigkeit der geförderten Luft aus der letzten umlaufenden Verdichterstufe, so erhält man eine einfache, viele Bauteile sparende Anordnung.The invention is based on the knowledge that it is precisely axially parallel Use a grid in the sluice wheel, thereby reducing the peripheral speed of the Cell wheel adapted entry direction must be selected. Choosing the peripheral speed the rotary valve and makes it equal to the circumferential component of the exit speed of the conveyed air from the last rotating compressor stage, one obtains a simple arrangement that saves many components.

Es fallen fort der ein- oder mehrstufige Austrittsleitapparat des Verdichters, der Eintrittsleitapparat der Schleuse unter der Bedingung, daß auch der Brennkammerkopf die gleiche Richtung wie der Gebläseaustritt hat, und schließlich erhält man die einfachste Bauweise der Zellenradschleuse.The single-stage or multi-stage outlet ducts are no longer required Compressor, the inlet nozzle of the lock on the condition that also the combustion chamber head the same direction as the Blower outlet and finally you get the simplest construction of the rotary valve.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Schleuse zu der letzten Verdichtungsstufe etwa im Verhältnis des Verdichterreaktionsgrades steht. Verdichter und Zellenradschleusebesitzen zweckmäßigetwa gleichen Durchmesser, wodurch das Verhältnis der Drehzahlen gleich dem des Reaktionsgrades ist.According to the invention it is provided that the mean peripheral speed the lock to the last compression stage approximately in the ratio of the compressor reaction rate stands. Compressor and rotary valve suitably have about the same diameter, whereby the ratio of the speeds is equal to that of the degree of reaction.

Weiter wird vorgeschlagen, zwischen dem Verdichter bzw. der Turbine einerseits und dem Zellenrad andererseits ein Untersetzungsgetriebe einzuschalten. Das Zellenrad ist zu diesem Zweck einerseits auf der Verbindungswelle zwischen der Turbine und. dem Verdichter und andererseits im Gehäuse gelagert. Das Getriebe ist vorteilhaft als Planetengetriebe ausgebildet.It is also proposed between the compressor or the turbine turn on on the one hand and the cellular wheel on the other hand a reduction gear. The cell wheel is for this purpose on the one hand on the connecting shaft between the Turbine and. the compressor and on the other hand stored in the housing. The gear is advantageously designed as a planetary gear.

Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, um die für die hinter der Schleuse liegende Brennkammer nötwendige Drucksteigerung zur Deckung der Umwälzverluste auszugleichen, im Brennkammereintritt ein Leitgitter anzuordnen, welches die Umfangskomponente der Geschwindigkeit des Gasstromes in Druck umsetzt. Damit auch die aus der Brennkammer austretenden Gase stoßfrei in die Zellenradschleuse eintreten können, ist die Brennkammer so ausgebildet, daß sie auf der Eintrittsseite parallel zur Strömungsrichtung aus dem Gebläse zur Schleuse hin geführt wird. Zweckmäßig wird auch der Teil der Heißgase, der zur Turbine geführt wird, ohne Umlenkung aus der Schleuse zur Turbine geführt, wodurch ein Eintrittsleitgitter zur Turbine gespart wird. Der Gaskanal zwischen Schleuse und Turbinenlaufgitter besitzt demzufolge die gleiche Strömungsrichtung wie der Brennkammeraustritt zur Schleuse. Durch die Schräglage der Brennkammer in ihrem Austrittsteil wird gleichzeitig der Verdrängerkörper hinter dem Gebläse in die Gebläseaustrittsrichtung gelegt.In the context of the invention can be provided to the for the rear the combustion chamber located in the sluice, necessary pressure increase to cover the circulation losses compensate, to arrange a guide grille in the combustion chamber inlet, which the peripheral component converts the speed of the gas flow into pressure. So that from the combustion chamber too escaping gases can enter the rotary valve without bumps, is the combustion chamber designed so that it is parallel to the direction of flow on the inlet side the blower is guided towards the lock. The part of the hot gases is also expedient which is led to the turbine, led without diversion from the lock to the turbine, which saves an inlet guide grille to the turbine. The gas duct between The sluice and turbine runner therefore have the same direction of flow like the combustion chamber outlet to the lock. Due to the inclined position of the combustion chamber in At the same time, the displacer behind the fan is in its outlet part the blower outlet direction is placed.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine schematische Darstellung der Verdichterendstufe und des geraden Schleusengitters, Abb.2 die schematische Darstellung des Getriebes für den Schleusenradantrieb, -Abb. 3 einen Längsschnitt durch ein Triebwerk mit einem Planetengetriebe als Schlensenradantrieb, Abb. q. eine Anordnung der Brennkammer zum Schleusenrad und zur Turbine, etwa als Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 3.In the drawing, the subject matter of the invention is in some exemplary embodiments shown, namely Fig. i shows a schematic representation of the compressor output stage and the straight lock grid, Fig. 2 shows the schematic representation of the gearbox for the lock wheel drive, -Fig. 3 shows a longitudinal section through an engine a planetary gear as a Schlensen wheel drive, Fig. q. an arrangement of the combustion chamber to the lock wheel and the turbine, for example as a section along line IV-IV in Fig. 3.

Das letzte feststehende Gitter a und das laufende Gitter b eines Verdichters sind in der Abb. i zusammen mit einem Zellenrad c mit geraden Schaufeln dargestellt. Hinter der Schleuse c ist ein Leitgitter d angeordnet. Der Reaktionsgrad des Verdichters beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 1/2. Das Schleusengitter c wird mit der halbenUmfangsgeschwindigkeitu2 der Laufgittergeschwindigkeitui betrieben.The last fixed grid a and the running grid b of a compressor are shown in Fig. i together with a cellular wheel c with straight blades. A guide grille d is arranged behind the lock c. The degree of reaction of the compressor is about 1/2 in the exemplary embodiment. The lock grating c is driven at half the circumferential speed u2 the playpen speedui operated.

Bei dem geraden Schleusengitter c wird somit ein absolut stoßfreier Eintritt erzielt. Zum Ausgleich der Umwälzverluste und Erzielung der notwendigen Drucksteigerung wird in dem Leitgitter d die Umfangskomponente der Geschwindigkeit des Gasstromes in Druck umgesetzt.In the case of the straight lock gate c, an absolutely shock-free one is thus achieved Entry achieved. To compensate for the circulation losses and achieve the necessary The increase in pressure becomes the circumferential component of the speed in the guide grille d of the gas stream converted into pressure.

Die Anordnung der Schleuse c mit geradem Gitter bedingt das Getriebe e, .das bei etwa gleichem, wirksamem Durchmesser des Gebläses f und der Schleuse c so bemessen ist, daß die Schleusendrehzahl annähernd im Verhältnis des Verdichterreaktionsgrades zur Verdichterdrehzahl steht. Bei der in Abb.2 dargestellten Anordnung treibt die Turbine g über die Welle h den Verdichter f, während über das Getriebe e die Schleuse c angetrieben wird.The arrangement of the lock c with a straight lattice causes the gearbox e, which, with approximately the same effective diameter of the fan f and the lock c, is dimensioned so that the lock speed is approximately in the ratio of the compressor reaction rate to the compressor speed. In the arrangement shown in Fig. 2, the turbine g drives the compressor f via the shaft h , while the lock c is driven via the gearbox e.

Der Antrieb der Schleuse c kann auch über ein Planetengetriebe i erfolgen. Das Schleusenrad c ist zu diesem Zweck einerseits auf der Welle da und andererseits im Gehäuse k gelagert. Die Drehzahl der Schleuse c v@=srd mit Hilfe des Planetengetriebes i auf den .gewünschten Wert gebracht. Das Austreten der Gase aus der Brennkammer m in die Schleuse c erfolgt nach der Erfindung stoßfrei, da die Brennkammer m so ausgebildet ist, daß sie an ihrer Austrittsseiten parallel zur Strömungsrichtung aus dem Gebläse zur Schleuse geführt ist. Der Teil der Heißgase, der der Turbine zugeführt werden soll, wird ohne Umlenkung aus der Schleuse c herausgeführt, weshalb der Kanal o zwischen Schleusenrad und Turbine g in gleicher Strömungsrichtung wie der Brennkammeraustritt n verläuft. Durch diese Anordnung wird ein Eintrittsleitgitter zur Turbine g erspart.The lock c can also be driven via a planetary gear i. For this purpose, the lock wheel c is mounted on the one hand on the shaft da and on the other hand in the housing k. The speed of the lock cv @ = srd brought to the desired value with the help of the planetary gear i. The exit of the gases from the combustion chamber m into the lock c takes place smoothly according to the invention, since the combustion chamber m is designed so that it is guided on its exit side parallel to the direction of flow from the fan to the lock. The part of the hot gases that is to be fed to the turbine is led out of the lock c without deflection, which is why the channel o between the lock wheel and turbine g runs in the same flow direction as the combustion chamber outlet n. This arrangement saves an inlet guide grille to the turbine g.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas turbine engine or jet engine with thermal compression partly caused by isochoric heating Use of a rotary valve with a mechanically driven compressor with full or partial reaction in the last stage before the rotary valve is arranged, characterized in that the mean peripheral speed the lock and the last compressor stage approximately in the ratio of the compressor reaction rate to stand by each other.

2. Engine according to claim i, characterized in that the Lock wheel is provided with straight axially parallel blade grids.

3rd engine according to claims i and 2, characterized in that the compressor and lock have approximately the same diameter and the ratio of the speeds is the same that of the degree of reaction. q ..

Engine according to claim i, characterized in that that the sluice wheel (c) via a reduction gear from the compressor, the turbine or a connecting shaft is driven, while the turbine runs the compressor directly drives.

5. Engine according to claims i and 2, characterized in that that the gear is designed as a planetary gear (i).

6. Engine after the Claims i to 3, characterized in that the lock wheel (c) on the one hand on the connecting shaft between turbine (g) and compressor (f) and on the other hand is stored in the housing (h).

7. Engine according to claims i to q., Characterized characterized in that a guide grille (d) is arranged in the combustion chamber inlet which converts the circumferential component of the speed of the gas flow into pressure. B. Engine according to claims i to 5, characterized in that the combustion chamber outlet (n) to the lock (c) is provided parallel to the direction of flow from the fan. G. Engine according to Claims 1 to 6, characterized in that the gas duct (o) between sluice (c) and turbine running grate (g) in the same direction of flow how the combustion chamber outlet (n) runs to the lock (c). Referred publications: Swiss patent specification no. Azg 28o