SE458544B - Luftstyrorgan i en gasturbinmotor - Google Patents

Description

2 458 544 hövs måhända ej. Eftersom varje kylsystem kommer att ha någon funktionsolägenhet förbunden med användning därav, är det av intresse att aktivera kylningen, bara när så erfordras. Sålunda är det önskvärt med organ för att automatiskt variera mängden kylluft till navområdet för sådana blad.

Det är ett föremål för föreliggande uppfinning att ange ett förbättrat luftstyrorgan.

I enlighet med föreliggande uppfinning beskrivs luftstyrorgan för använd- en gasturbinmotor med en roterbar kropp med vingprofil, som har variabel inställning, och med organ för att variera vingprofilens inställning.

Luftstyrorganet innefattar en plattform, som är fast fäst vid en radiellt sett inre ände av vingprofilen. Plattformen är i allmänhet belägen på en roterbar ringformig yta, vars yta definierar ytttre och inre utrymmen. I ett första läge överensstämmer en kantdel av plattformen väsentligen med ytan. I ett andra läge är kantdelen radiellt förskjuten utåt från ytan, varigenom fluidförbindelse möjliggörs mellan de yttre och inre utrymmena.

Uppfinningen skall nu beskrivas i samband med de bifogade ritningarna, 1 vilka ning i Fig. 1 är en vy av en turboproppmotor av “påskjutstyp“ och visar en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 2 är en perspektivvy av en roterande gondol och blad, som visas i fig. 1, varvid bladen är inställda med stark stigning.

Fig. 3 är en vy av navområdet av ett blad visat i fig. 2.

Fig. 4 är en perspektivvy liknande den som visas i fig. 2 med bladen inställda med liten stigning.

Fig. 5 är en vy av navområdet av ett blad visat i fig. 4.

Denna uppfinning kan användas i varje gasturbinmotor med en roterbar kropp med vingprofil som har variabel stigning, där det är önskvärt att styra luftflödet genom en roterbar ringformig yta, i förhållande till vilken vingpro- filen inställs. Såsom exempel skall uppfinningen beskrivas för ett propellerblad på en roterande gondol.

En turbopropmotor av "påskjutstyp" visas i fig. 1. Utföringsformen visar motroterande propellerblad 12 och 14 inställda i förhållande till motroterande ytor eller gondoler 16 resp 18 och förbundna med motroterande turbiner 22 och 24. Det kommer att stå klart från följande diskussion, att föreliggande uppfin- ning likaledes hänför sig till gasturbinmotorer med ett enkelt steg av fram- drivningsblad. Den motroterande utformningen beskrivs endast som exempel. 458 544 " Motorn 10 innefattar en gasgenerator 20, som åstadkommer att förbrän- ningsgaser alstras, vilka bringar de motroterande turbinerna 22 och 24 att rotera. Varje turbin 22 och 24 är förbunden med roterbara ringformiga ytor 16 resp 18. 1 Varje blad 12 och 14 har organ för att variera sin stigning för att förbättra motorns prestanda under alla driftsfaser. Fig. 2 och 3 visar mer de- taljerat luftstyrorgan med bladen 12 inställda i en stigning för stationära driftsförhållanden för motorn 10. En väsentligen skivformad plattform 26 är fast fäst vid bladet 12 med hjälp av bladskaftet 28, vilken plattform bildar en del eller ett område av ytorna 16 och 18. När bladet 12 sålunda ändrar stigning genom vridning kring en radiell axel 50, rör sig också plattformen. Organ 30 för att variera en roterbar bärytas stigning är välkända inom tekniken. T ex är mekaniska, hydrauliska, pneumatiska eller elektriska organ tillgängliga för att förse bladets 12 navstruktur 32 med vridmoment för att åstadkoma den nödvändiga påverkningskraften.

Fig. 2 och 3 visar, att plattformen väsentligen är belägen på den roter- bara ringformiga ytan 16. Ytan 16 tillsammans med plattformen 26 definierar yttre och inre utrymmen 34 och 36. Temperaturen i utrymmet 36 är i allmänhet hög beroende på dess närhet till turbinen 22. Temperaturen i området 36 kommer att variera beroende på motorns 10 driftstillstånd. T ex fungerar turbinen 22 vid en högre temperatur under startförhållanden än under stationära förhållanden.

I motsats till de relativt höga temperaturerna i utrymmet 36 har utrymmet 34 i allmänhet omgivningens mycket lägre temperatur.

Luftstyrorganet enligt föreliggande uppfinning avger varierande mängder kylluft till navstrukturen 32 beroende på bladets 12 stigningsinställning.

Såsom visas i fig. 2 och 3, har plattformen 26 ett väsentligen cirkulärt tvär- snitt, när den betraktas radiellt, och den inställs i förhållande till den roterbara ringformiga ytan 16. I det första läget överensstämer plattformen 26 väsentligen till formen med ytan 16. Sålunda följer i omkretsriktningen ytan vid plattformens 26 omkrets väsentligen ytans 16 kontur. I utföringsformen visad i fig. 2 är ytan 16 väsentligen cylindrisk. Emellertid avser uppfinningen likaväl koniska samt icke linjärt sluttande ytor.

Fig. 4 och 5 visar luftstyrorganet enligt fig. 2 och 3 med plattformen 26 vriden, så att en förändring i bladets 12 stigning fås och så att kantdelen 38 av formen 26 skjuter ut. Som är tydligt från geometrin, förskjuts kantområdet 38 radiellt utåt från ytan 16, vilket definierar en öppning 40 däremellan. 1 458 544 "4 ' « Üppningen 40 medger därigenom en fluidförbindelse mellan det yttre utrymmet 34 och det inre utrymmet 36. Detta medger att kylluft 41 inträder 1 utrymmet 35 och kyler navstrukturen 32.

Under stationär drift av motorn 10, såsom under förhållanden med konstant fart, kommer bladets 12 stigning att vara sådan, att plattformen 26 och kantdelen 38 väsentligen överensstämmer i form med ytan 16. Under drift av motorn med högre effekt kommer bladet 12 att vara inställt med en lägre stigning, såsom visas i fig. 4, varigenom kantdelen 38 skjuter ut och öppningen 40 åstadkoms. Medan öppningen 40 sålunda är väsentligen stängd under stationära driftsvillkor, är ökad kylluft tillgänglig för de perioder, när motorns högsta driftstemperatur förekommer.

Gondolen 16 roterar i riktningen angiven av pilen 42. Sålunda visas riktningen av luftflödet i förhållande till gondolen 6 beroende på gondolens 16 rotation av pilen 44. Riktningen av luft över gondolen 16 beroende på motorns 10 framåtrörelse är i allmänhet axiell akterut såsom visas av pilen 43. Luftens relativa rörelse i förhållande till plattformen 26 visas av pilen 46, vektor- summan av pilarna 43 och 44. Det bör stå klart av det föregående, att öppningen 40 är väsentligen framåtriktad i förhållande till luftens riktning 46. Denna orientering ger en ökning i tillgängligt kylluftstryck, vilket bidrar till ökade luftflödeshastigheter för navkylningen. '5- Det står klart för fackmannen, att föreliggande uppfinning inte är begränsad till de speciella utföringsformer här beskrivna och illustrerade. Ej heller är uppfinningen begränsad till luftstyrorgan för framdrivningsblad av propeller- eller fläkttyp. I stället avser uppfinningen likaväl luftst yrorgan för varje roterbar bäryta med variabel stigning. ' Det i nses, att måtten och proportionerna och strukturförhållandena vi- sade i ritningarna endast är visade såsom exempel och att dessa illustra- tioner inte skall tas som de verkliga måtten eller proportionerna eller struk- turförhållandena använda i luftstyrorganet enligt föreliggande uppfinning.

Många modifikationer, variationer och fullständiga eller delvisa ekviva- lenta utföranden kan företas utan att man avlägsnar sig från uppfinningen, såsom denna endast begränsas av de bifogade kraven.

Claims (5)

'i 5 458 544 Patentkrav

1. Luftstyrorgan i en gasturbinmotor (10) med ett roterbart framdrivningsblad (12, 14) med variabel stigning innefattande organ för att variera bladets (12, 14) stigning, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar en plattform (26) fast fäst vid en radiellt sett inre ände av bladet (12,14), varvid plattformen (26) är väsentligen placerad i en första öppning i en roterbar ringformig yta (16,18) och plattformen (26) och denna yta (16,18) definierar yttre (34) och inre (36) utrymmen, så att i ett första läge, som motsvarar en bladstigning för stationär drift med konstant fart av motorn (10), en kantdel (38) av plattformen (26) väsentligen överensstämmer i form med ytan (16,18) och i ett andra läge, som motsvarar en bladstigning för drift av motorn (10) med högre effekt, såsom vid start, kantdelen (38) är radiellt förskjuten utåt från ytan (16,18), varigenom medges fluidförbindelse mellan de yttre (34) och inre (36) utrymmena.

2. Luftstyrorgan enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kantdelen (38) och ytan (16,l8) definierar en andra öppning (40) mellan sig, vilken är väsentligen stängd i det första läget och öppen i det andra läget.

3. Luftstyrorgan enligt ett av krav 1 - 2, k ä n n e t e c_k n a t av att i det första läget hela plattformen (26) väsentligen överensstämmer i form med ytan (16,18) och i det andra läget.

4. Luftstyrorgan enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att framdriv- ningsbladet (12, 14) är en kropp med vingprofil.

5. Luftstyrorgan enligt ett av krav 1 - 4, k ä n n e t e c k n a t av att öppningen (40) i det andra läget är väsentligen framåtriktad i förhållande till luftens relativa rörelse.