DE956824C

DE956824C - Schmieroelanlage fuer Gasturbinen und Strahltriebwerke von Flugzeugen

Info

Publication number: DE956824C
Application number: DER15311A
Authority: DE
Inventors: Henry Cook
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1953-11-06
Filing date: 1954-10-28
Publication date: 1957-01-24

Description

Schmierölanlage für Gasturbinen und Strahltriebwerke von Flugzeugen Es sind für Gasturbinen und Turbinenstrahltriebwerke von Flugzeugen mit hoher Geschwindigkeit Schmierölanlagen bekannt, bei welchen das Schmieröl mittels Wasserverdampfung in einem Wärmeaustauscher gekühlt wird.
Die Erfindung besteht darin, daß außex dem Wärmeaustauscher, dem das Wasser in solcher Menge zugeführt wird, daß ein Teil desselben oder das, gesamte Wasser unter Kühlung des Öles.verdampft, ein zweiter Wärmeaustauscher, in welchem das Öl in Wärmeaustausch mit einer anderen Flüssigkeit als Wasser tritt, sowie Mittel zum wahlweisen Absperren des Ölstromes durch einen dieser Wärmeaustauscher vorgesehen sind. Luftfahrzeuge mit Strahlantrieb bewegen sich in einem sehr weiten Geschwindigkeitsbereich. Die Temperatur der eintretenden Luft ist infolge der durch hohe Geschwindigkeiten erzeugten Kompression sehr hoch. Bei diesen Geschwindigkeiten ist es schwierig, eine angemessene Ölkühlung durch Brennstoff ohne übermäßiges Ansteigen der Brennstofftemperatur zu erreichen; das übermäßige Ansteigen der Brennstofftemperatur ist unerwünscht, weil es Verdampfung verursacht. Ferner ist es mit Schwierigkeiten verbunden, das Öl mittels eines Luftkühlers zu kühlen, wenn sich dieser Luftkühler gewichts- und raummäßig in erträglichen Grenzen halten soll, weil die Temperaturdifferenz des Öles und der Luft klein ist oder die Lufttemperatur sogar höher liegen kann als die annehmbare Öltemperatur.
Diese Mängel werden erfindungsgemäß behoben Denn bei den sehr hohen Geschwindigkeiten wird die latente Wärme des Wassers zur Ölkühlung benutzt, und die Abmessungen der Wasserkühlanlage können in erträglichen Grenzen gehalten werden, besonders wenn die hohe Einlaßtemperatur nur für verhältnismäßig kurze Zeitspannen auftritt. Während der übrigen Flugzeit wird das Öl durch eine mittels gekühlten Brennstoffs oder gekühlter Luft betriebene Kühlanlage gekühlt. Die Schmierölkühlung mittels Wasserverdampfung, mittels Luft und mittels Brennstoff ist je einzeln für sich bekannt. -Diese Kühlarten für Schmieröl sind je einzeln für sich nicht Gegenstand der Erfindung. Die Erfindung besteht vielmehr nur in der Anwendung von zwei dieser bekannten Kühlarten.
Der erste Wärmeaustauscher und der zweite Wärmeaustauscher liegen in der Anlage parallel; zur wahlweisen Beschickung des einen oder anderen Wärmeaustauschers mit Öl und zur Umleitung des Brennstoffs durch den zweiten Wärmeaustauscher sind Regelventile vorgesehen, welche derart miteinander gekuppelt sind, daß, - während Öl durch den zweiten Wärmeaustauscher strömt, der Brennstoff über diesen umgelenkt wird. Als Kühlmittel für den zweiten Wärmeaustauscher dient zweckmäßig Luft.
Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung und stellen dar in Fig. i eine Flugzeuggasturbine mit Schmieranlage, Fig. 2 den Schnitt nach Linie 2-2 zu Fig. i, Fig. 3 und 4 Abänderungen der Ausführungsform von Fig. i.
Gemäß den Fig. i und 2 handelt es sich um ein Turbinenstrahltriebwerk in einem Stromlinienkörper io, der Teil einer Flugzeugtragfläche, eines Flugzeugrumpfes oder irgendeines anderen Gliedes der Flugzeugzelle, beispielsweise einer Triebwerksgondel ist.
Das Triebwerk umfaßt einen Kompressor -i i mit Lufteinlaß 13, einen Verbrennungsraum 12, die Turbine 14 und einen Auspuffteil 15, der zu dem Strahlrohr 16 führt.
Ferner umfaßt das Triebwerk eine Schmieranlage, die normalerweise im Innern der Flugzeugzelle liegt, der Übersichtlichkeit halber jedoch außerhalb des Stromlinienkörpers io dargestellt ist. Diese Schmieranlage besteht aus einer Ölpumpe 18, welche heißes Öl aus dem Triebwerk abzieht und einem Rohr ig mit Zweiwegeventil 30 zuführt. In einer Stellung des letzteren fließt das heiße Öl zu einem Röhrenwärmeaustauscher 2o. Von letzterem fließt das Öl durch ein Rohr 21 zurück zum Triebwerk.
Das Kühlmittel für den Wärmeaustauscher 2o ist Wasser. Das Wasser wird einem Vorratsbehälter 17 durch eine Pumpe 22 entnommen und dem Wärmeaustauscher 2o über eine Drossel 23 zugeführt, die veränderlich ist. Ein Rückschlagventil 24 einer Umleitung 25 zur Pumpe 22 verhindert übermäßigen Druckanstieg in der Ableitung der Pumpe. Die Wassermenge wird durch die Drossel so geregelt, daß das Wasser in dem Wärmeaustauscher 2o verdampft und der Dampf über ein Rohr 26 und eine Düse 27 in die Atmosphäre oder, wenn der Druck hoch genug ist, in die Verbrennungskammer 12 über ein Rohr 28 (Fig. 3) oder in den Auspuffteil 15 über ein Rohr 29 (Fig. 4) abgeführt wird.
In der zweiten Stellung des ZweiNvegeventils 30 fließt das Öl über ein Zweigrohr 31 zu einem Ölkühler 32, in welchem Brennstoff als Kühlmittel dient. Von dem Kühler 32 fließt das Öl über eine Leitung 33 in die Leitung 21.
Die Brennstoffversorgungsanlage ist in derFigur schematisch dargestellt. Sie umfaßt einen Tank 34, eine Brennstoffpumpe 35, ein Drosselventil 36 und Brenner 37. Der.Brennstoff wird in den Kühlei- 32 durch Schlangenrohre 38 geführt, deren Enden mit der Austrittsseite 39 der Pumpe 35 unter Regelung eines Ventils 40 verbunden sind. Das Ventil 4o kann, wie angedeutet, mit dem Ventil 30 gekuppelt sein, derart, daß die Leitung 38 mit der Leitung 39 in Verbindung steht, wenn sich das Ventil 30 in der Stellung befindet, in welcher Öl an die Leitung 31 abgegeben wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schmierölanlage für Gasturbinen und Turbinenstrahltriebwerke von Flugzeugen mit hoher Geschwindigkeit, bei welcher das Schmieröl mittels Wasserverdampfung in einem Wärmeaustauscher gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Wärmeaustauscher, dem das Wasser in solcher Menge zugeführt wird, daß ein Teil desselben oder das gesamte Wasser unter Kühlung des Öles verdampft, ein zweiter Wärmeaustauscher, in welchem das Öl in Wärmeaustausch mit einer anderen Flüssigkeit als Wasser tritt, sowie Mittel zum wahlweisen Absperren des Ölstromes durch einen dieser Wärmeaustauscher vorgesehen sind.
2. Schmierölanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmeaustauscher (2o) und der zweite Wärmeaustauscher (32) parallel in der Anlage liegen, und daß ein Regelventil (30) zur wahlweisen Beschickung des einen oder anderen Wärmeaustauschers mit Öl, und ein zweites Ventil (40) zur Umleitung des Brennstoffes durch den zweiten Wärmeaustauscher vorgesehen sind, wobei diese Ventile derart miteinander gekuppelt sind, daß, wenn das Öl durch den zweiten Wärmeaustauscher strömt, der Brennstoff über diesen umgelenkt wird.
3. Schmierölanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel für den zweiten Wärmeaustauscher Luft dient.
4. Schmierölanlage nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des ersten Wärmeaustauschers mit Wasser von einem Vorratsbehälter über eine Pumpe erfolgt, und daB in der Verbindungsleitung zwischen der Pumpe und dem Wärmeaustauscher ein Drosselorgan zur Regelung der diesem Wärmeaustauscher zugeführten Wassermenge liegt.
5. Schmierölanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung des Dampfes in das Triebwerk ohne Kondensation erfolgt.
6. Schmierölanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung des Dampfes in die Verbrennungskammer des Triebwerkes erfolgt.
7. Schmierölanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung des Dampfes in den Auspuff des Triebwerkes erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 876 622, 829 826, 738 297; schweizerische Patentschrift Nr.214q.63; britische Patentschrift Nr. 659 569.