CH263382A - Gasturbinen-Antriebsaggregat. - Google Patents

Description

      Gasturbinen-Antriebsaggregat.       Die Erfindung betrifft ein     Gasturbinen-          Antriebsaggregat    mit     einem    Kompressor und  einer koaxial zu diesem angeordneten Tur  bine, welche axial voneinander distanziert sind  und deren Läufer durch eine Welle zu einem  Rotor verbunden sind, und mit einer Ver  brennungsvorrichtung, welche zwischen     Kom-          pressor    und Turbine angeordnet ist und in  Ringform die Welle umgibt und durch welche  hindurch Antriebsfluidum vom Kompressor  zur Turbine gefördert wird.  



  Bei derartigen     Gasturbinen-Antriebsaggre-          gaten    hat das Gehäuse des Kompressors dem  Innendruck standzuhalten, ohne dass es dabei  zu schwer ausgeführt sein soll. Ausserdem ist  es lokalen Temperaturbeanspruchungen aus  gesetzt, gegenüber welchen es sich ebenfalls  möglichst steif verhalten soll.  



  Bei dem     Gasturbinen-Antriebsaggregat    ge  mäss der     Erfindung    ist die stromabwärts  gelegene Wandung des     Kompressorgehäuses     durch Versteifungswände zu einem ringför  migen, die Welle     umgebenden    Kasten ergänzt,  mit welchem das eine Ende eines rohr  förmigen, ebenfalls die Welle umschliessenden  Gliedes starr verbunden ist, dessen anderes  Ende mit dem Turbinengehäuse zusammen  gebaut ist, um das Kompressor- und das Tur  binengehäuse gegeneinander zu versteifen.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel des     Erfindungsgegen-          standes    dargestellt. Die Zeichnung zeigt im  Längsschnitt die Hälfte eines Gasturbinen-         Düsen-Antriebsaggregates    für Flugzeuge, wo  bei nur so viel     gezeigt.    ist, als für das Ver  ständnis der Erfindung notwendig     erscheint.     



  Das Aggregat weist einen Kompressor auf,  der einen axial durchströmten, mehrstufigen  Teil 1 und eine     Zentrifugal-Endstufe    2 be  sitzt, deren Läuferteile in einem gemein  samen, von einer Wandung 3 gebildeten Ge  häuse untergebracht sind, wobei der     Axialteil     <U>gegen</U> die     Zentrifugalstufe    zu konvergiert,  ferner eine Verbrennungsvorrichtung mit  einem     ringförmigen    Gehäuse für Luft, das  durch innere und äussere     rohrförmige    Blech  wandungen 4 bzw.

   5 gebildet ist und einen  Kranz von Flammrohren 6 einschliesst, sowie  eine Turbine 7, welche in einen Antriebs  düsen-Kanal 8     auspufft    und deren Läufer  durch die Welle 9 mit dem Läufer des Kom  pressors zu einem Rotor verbunden ist. Dabei  liefert der Kompressor Luft sowohl in als  auch rings um die     Flammrohre    6; aber die       'Verbrennung    des Brennstoffes, welcher Bren  nern 10 zugeführt wird, findet nur inner  halb der Flammrohre 6 statt.  



  Die hintere     Gehäusewandung    11 der Zen  trifugalstufe 2 erstreckt sich vom     Kompres-          sor-Diffusor    einwärts nach der Welle 9,  welche sie umgibt. Diese     Wandung    ist im  zentralen Teil durch einen axial sich     erstrek-          kenden        Kegelstumpfmantel    12 versteift, der  mit einem radial sich erstreckenden ring  förmigen Teil 13 verbunden ist; beide Teile           zusammen    bilden ein geschlossenes     Gehäuse     für das Lager der Welle 9.

   Die     Wandung    11  ist weiter     aussen    durch     Kegelstumpfmäntel    14       und    15 versteift, welche die Wandung 11 da  durch zu einem ringförmigen Kasten um die  Welle 9 ergänzen, dass sie zusammen einen  im Querschnitt     V-förmigen    Ring bilden, des  sen Schenkel auf der     Wandung    11 aufsitzen  und der an der abstehenden Kante mit der  Wandung 4 des     Luftgehäuses    verbunden ist.  



  Die ringförmige Wandung 4 ist am einen  Ende mit dem     Versteifungskasten    des     Kom-          pressorgehäuses    und am andern Ende über  einen in gleicher Weise ausgebildeten ring  förmigen     Versteifungskasten    mit dem Tur  binengehäuse verbunden, um diese Gehäuse  gegeneinander zu versteifen, wobei auch die  ser zweite     Versteifungskasten    die Welle 9 um  gibt.

   Da im dargestellten Fall der Axial  teil des     Kompressors    verhältnismässig     lang,     ist, so ist die dem Eintritt zugekehrte, vordere       Gehäusewandung    3 des Kompressors     zusätz-          lich    zwischen dein radialen     und    dem axialen  Teil     versteift    durch einen     Kegelstumpfmantel     16. Es können aber auch Einzelrippen vor  gesehen     sein.     



  Der durch die Wandung 4     begrenzte     Raum wird unter Druck gehalten durch  Luft, welche durch eine     Leitung    17 von einer  geeigneten Stelle des Aggregates her zuge  leitet     wird,    um den äussern Druck von diesem  Raum her zu kompensieren. Dieser Druck  wird höher gehalten als derjenige, welcher  auf der dem Kompressor zugekehrten Seite  der Wandung 11 besteht, so dass ständig       Leckluft    durch das Lager nach dem Kom  pressor strömt, wobei     Abdichtungsstellen    18       vorgesehen    sind, um die Luftströmung auf  ein     gewünschtes    Mass zu halten.

   Ausserdem  bestehen offene Verbindungen zwischen dem  von der     Wandung    4 begrenzten Raum, dem  das Lager     einschliessenden    Gehäuse sowie dein  von der     Wandung    11 und den Mänteln 14, 15  gebildeten Kasten. Auf diese Weise kann eine  hohe Gleichförmigkeit der Temperatur der       Gehäusewandung    11 und der verschiedenen  daran angeschlossenen Versteifungswände er  zielt werden, während die Strömung der Luft    durch das Lager zur Unterstützung der       Schmierung    verwendet werden kann.

   Der  Innendruck trägt auch     zur    mechanischen  Festigkeit der Konstruktion als     Ganzes    bei,  indem gefährliche Druckunterschiede, welche  auf ein Eindrücken hohler Konstruktionen  tendieren, vermieden sind.  



  Die äussere Wandung 5 des Luftgehäuses  erstreckt sich von dem äussersten Teil der       Zentrifugalstufe    rückwärts zur Turbine und  bildet eine zweite Verbindung zwischen Kom  pressor und Turbine, mit dem Resultat, dass  eine äusserst steife und     robuste    Konstruktion  des Aggregates als Ganzes erhalten wird,  welche sehr     widerstandsfähig    gegen     Biege-          und        Torsionsbeanspriuchungen    ist und grosse       Temperaturunterschiede    erlaubt, wie sie bei  spielsweise auftreten,

   wenn das Aggregat wäh  rend längerer Zeit laufen gelassen und dann  plötzlich abgestellt wird und in letzterem  Zustand eine grosse Menge von sehr kalter       Luft    durch dasselbe strömt.  



  Obgleich vorteilhaft ist, den durch die       Wandung    4 begrenzten Raum um die Welle  unter einem höheren Druck zu halten als die  letzte (Zentrifugal-) Stufe des Kompressors,  so dass     Leckluft    in letztere strömt, wäre es  auch möglich, die Druckverhältnisse umzu  kehren und die     Leckluft    aus der Läuferkam  mer des     Zentrifugalkompressors    in den Raum  um die Welle und in die den verschiedenen  Versteifungswänden angrenzenden Räume  strömen zu lassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinen-Antriebsaggregat mit einem Kompressor und einer koaxial zu diesem an geordneten Turbine, welche axial voneinander distanziert sind und deren Läufer durch eine Welle zu einem Rotor verbunden sind, und mit einer Verbrennungsvorrichtung, welche zwischen Kompressor und Turbine angeord net ist und in Ringform die Welle umgibt und durch welche hindurch Antriebsfluidum vom Kompressor zur Turbine gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die strom abwärts gelegene Wandung des Kompressor gehäuses durch Versteifungswände zu einem ringförmigen, die Rotorwelle umgebenen Ka sten ergänzt ist,

   mit welchem das eine Ende eines rohrförmigen, ebenfalls diese Zelle, umschliessenden Gliedes starr verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem Turbinen gehäuse zusammengebaut ist, um das Kom pressor- und das Turbinengehäuse gegenein ander zu versteifen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Gasturbinen-Antriebsaggregat nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Glied mit dem Turbinen gehäuse ebenfalls über einen ringförmigen, die Welle umgebenden Versteifungskasten verbunden ist.

   2. Gasturbinen-Antriebsaggregat nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet.. dass beide Versteifungskästen durch einen im Schnitt V-förmigen Ring ge bildet werden, dessen Schenkel auf der Wan dung des Kompressorgehäuses bzw. des Tur binengehäuses aufsitzen und deren abstehende Kante mit dem rohrförmigen Glied verbun den ist. 3.

   Gasturbinen-Antriebsaggregat nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor ein mehrstufiger Kompressor mit einem Zentrifugalteil als Endstufe ist und dass zusätzlich zu den Versteifungswän- den auf der seinem Einlass abgekehrten Seite eine weitere Versteifungswand auf der diesem zugekehrten Seite zwischen dem Gehäuseteil der Endstufe und dem Gehäuseteil der voran gehenden Kompressorstufen vorgesehen ist. 4. Gasturbinen-Antriebsaggregat nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Versteifungswände vorgesehen sind, welche Lagerstellen für die Rotorwelle bilden.

   5. Gasturbinen-Antriebsaggregat nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass i Mittel vorgesehen sind, um die Luft inner halb eines von Versteifungswänden begrenz ten Raumes unter Druck zu halten. 6. Gasturbinen-Antriebsaggregat nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel die Luft in nerhalb von solchen Versteifungswänden un ter Druck halten, welche Lagerstellen für die Rotorwelle bilden.

   7. Gasturbinen-Antriebsaggregat nach Pa tentanspruch und Unteransprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von den die Lagerstellen bildenden Versteifungswänden eingeschlossene Raum mit dem Innern des Kompressorgehäitses über ein Lager kom muniziert, um in diesem eine Strömung von Kühlluft zu erwirken.