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CH271479A - Gasturbinen-Kraftanlage. - Google Patents

Gasturbinen-Kraftanlage.

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Publication number
CH271479A
CH271479A CH271479DA CH271479A CH 271479 A CH271479 A CH 271479A CH 271479D A CH271479D A CH 271479DA CH 271479 A CH271479 A CH 271479A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
guide vane
compressor
rotor
power plant
turbine
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Power Jets Research De Limited
Original Assignee
Power Jets Res & Dev Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Power Jets Res & Dev Ltd filed Critical Power Jets Res & Dev Ltd
Publication of CH271479A publication Critical patent/CH271479A/de

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/072Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with counter-rotating, e.g. fan rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/06Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages
    • F02C3/067Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages having counter-rotating rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
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    • F02K3/065Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front and aft fans

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description


      Gasturbinen-Kraftanlage.       Diese     Erfindun-    bezieht sieh auf eine       Gasturbinen-Kraftanlage,    bei welcher Arbeits  fluidum von einem     Axialkompressor    in eine       Erhitzungseinriehtung    und dann     züi    einer       Axialturbine    gefördert wird, welche Turbine  den Kompressor antreibt, wobei die Kraft  anlage Mittel für die Abgabe von Nutzlei  stung an einen     Nutzleistang        empfänger    auf  <B>s</B>     zn     weist.

    Bei solchen     Anlaaeil    ist die erforderliche  Drehzahl des Kompressors und seiner An  triebsturbine im allgemeinen höher als die  jenige des     Nutzleistungsempfängers,    wie z. B.  einer Sehraube für Luftfahrzeuge Lind  Schiffe, aber     aueh    eines Generators für sta  tionäre     Kraftanlagen.     



  Ein Ziel der vorliegenden Erfindung be  steht darin, Mittel vorzusehen, wodurch die       Nutzleistun-    einer     solehen        Gasturbiner>Kraft-          anla""e    mit einer bedeutend     niedri,Yeren        Dr eh-          zahl    als die des Kompressors     -tind'seiner    An  triebsturbine     übertra    'gen werden kann. Die  Anwendung von weiteren, hinter der Antriebs  turbine des     Konipressors    angeordneten Tur  binen sowie die Anwendung von Getrieben  mit grossen) Übersetzungsverhältnis lassen  sieh dadurch vermeiden.

   Gemäss der vorlie  genden Erfindung ist eine     Gasturbinen-          Kraftanlage,    bei welcher Arbeitsfluidum von  einem     Axialkompressor    in eine     Erhitzungs-          einriehtun,-    und dann zu einer     Axialturbine     gefördert wird, deren wenigstens einen Lauf-         sehaufelkranz    aufweisender Rotor mit dem       weni-stens    einen     Laufschaufelkranz        aufwei-          C     senden     Kompressorrotor    gekuppelt ist, da  durch gekennzeichnet,

       dass    der Kompressor  einen     weni-stens    einen     Leitsehaufelkranz    auf  weisenden     Leitschauf        elrotor    besitzt, welcher  unabhängig von den miteinander gekuppelten       Laufschaufelrotoren    drehbar und dazu be  stimmt ist, mit einer kleineren Drehzahl als  die     Laufsehaufelrotoren    zu laufen und Nutz  leistung abzugeben.  



  Es wurde bereits vorgeschlagen, in einer       Axialturbine    gegenläufige Rotoren vorzu  sehen, wobei einer dieser Rotoren den Kom  pressor, durch     welehen    die Luft der Anlage  zugeführt wird, antreibt und der andere die  Nutzleistung abgibt. Es wurde auch bereits  vorgeschlagen, bei einen durch eine     Axial-          turbine    angetriebenen     Zentrifugalkompressor     aufweisenden     Kraftanlagen    die     Wellennutz-          leistun,-    über ein sich drehendes, den     Kom-          pressorrotor    umgebendes Gehäuse zu über  tragen.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich  jedoch     mir    auf solche Anlagen, in welchen  der Kompressor ein     Axialkompressor    ist.     Der     Vorteil eines     Ianasamlaufenden        Leitsehaufel-          rotors    in     bezug    auf die miteinander     gekup-          pelten        Laufsehaufelrotoren    kann aus fol  gendem ersehen werden:

    Unter Annahme von gleichen     Drallkom-          ponenten    des Arbeitsfluidums am     Einlass    und           AuslaR)    eines Kompressors oder einer Tur  bine     muss    das     auf        die         Laufschaufelung     wir-         kende    Drehmoment gleich dem     auf    die      Leit-          schaufelung     wirkenden sein.

   Mithin ist  
EMI0002.0010     
    <I>wo<B>NS</B></I>     und        AlR    die Drehzahlen des     Leit-          schaufelrotors        -bzw.    des     Laufschaufelrotors     sind.  



  Bei einer typischen     Verbrennungs-Tur-          binenanlage,    welche 4000     Brems-Pferdestär-          ken    erzeugt, wobei die Turbine<B>10 000 PS</B> er  zeugt und der Kompressor<B>6000 PS</B> auf  nimmt, ergibt sich  
EMI0002.0021     
    sofern die Nutzleistung am     Kompressor-Leit-          sehaufelrotor    abgenommen     wird-          2     
EMI0002.0026     
    sofern die Nutzleistung am     Turbinen-Leit-          schaufelrotor    abgenommen wird;

    
EMI0002.0029     
    sofern die Nutzleistung zur Hälfte am Kom  pressor- und zur Hälfte am     Turbinen-Leit-          schaufelrotor    abgenommen wird.  



  Im letzten Fall ist vorausgesetzt,     dass    die       Leitschaufelrotoren    von Kompressor     und    Tur  bine mit der gleichen Drehzahl laufen -und  gleiche Leistung abgeben.  



  Wenn ungleiche Leistungen von dem Tur  binen- und vom     Kompressor-Leitschaufelrotor     aufgenommen werden, welche sich dann mit  verschiedenen Drehzahlen drehen, gilt fol  gende allgemeinere Beziehung, worin be       deutet-          P   <B>=</B>die durch die Turbine erzeugte Ge  samtleistung,       Pe        =    die durch den Kompressor abge  nommene Leistung,  <I>R</I><B>=</B> das Verhältnis der von dem     Kom-          pressorleitschaufelrotor    abgenommenen Lei  stung zu der von den     Turbinenleitschaufel-          rotor   <U>abgenommenen</U> Leistung,

           Nr   <B>=</B> Drehzahl der     gek-Lippelten        Turbinen-          und        Kompressorlaufschaufelrotoren,          Ncs   <B>=</B> Drehzahl des     Kompressorleitschau-          felrotors,          Nts   <B>=</B> Drehzahl des     Turbinenleitsehaufel-          rotors,

       
EMI0002.0055     
    Daher ist es durch Benutzung des     Koni-          pressorleitschaufelrotors    oder des     Turbinen-          leitschaufelrotors    oder beider Rotoren für  Leistungsabnahme möglich, eine beträchtliche  Herabsetzung der Drehzahl zu erhalten, so       dass    es nicht nötig sein wird, ein Reduktions  getriebe vorzusehen.  



  Der     Leitschaufelrotor    eines Kompressors  dreht sich in der gleichen Richtung wie der       Laufschaufelrotor,    während sich der     Leit-          schaufelrotor    einer Turbine in entgegen  gesetzter Richtung zum     Laufschaufelrotor          drelit.    Wenn somit beide     Leitsehaufelrotoren     zur Leistungsabgabe benutzt werden,     muss    die  Leistung von den sich in entgegengesetzten  Richtungen drehenden Rotoren abgenommen  werden oder die gegenläufig sieh drehenden       Leitschaufelrotoren    können miteinander in  Getriebeverbindung stehen und die Leistung  kann vom Getriebe abgenommen werden.  



       Auslührungsbek;piele    des Erfindungsgegen  standes sind auf der beiliegenden Zeichnung  dargestellt.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt in Ansieht mit halbem     Axial-          schnitt    eine     Verbrennungsturbinen-Kraftan-          lage    für Luftfahrzeuge, mit     Strahlvortriebs-          mitteln    und     Zugluftsehraube.     



       Fig.    2 ist eine der     Fig.   <B>1</B> entsprechende An  sieht einer andern     Ausführungsform    der Er  findung bei einer     Luftfahrzeug-Kraftanlage,     bei welcher an Stelle eines Propellers zwei in i  einem Kanal hintereinander angeordnete       Schubverstärkungsgebläse    benutzt werden.           Fig.   <B>3</B> ist eine     Sehiiittansieht    einer     Ver-          brennungsturbinenanlage,    bei der die ganze  Nutzleistung als Wellenleistung zur Verfü  gung steht, geeignet als Antriebsanlage für  Lokomotiven, Wasserfahrzeuge oder Strom  erzeuger oder für Luftfahrzeuge mit nur  Propellerantrieb.  



       Fig.    4 ist ein Querschnitt nach der Linie       IV-IV    der     Fig.   <B>3.</B>  



  Bei der     Ausführungsforin    nach     Illig.   <B>1</B> ist  die     Kraftanla-e    in eine     Luftfahr7e-uiogoildel     <B>7</B>     ZD     eingeschlossen, deren Aussenhaut bei<B>10</B> ge  zeigt ist.

   Die Kraftanlage     umfasst    ein Ge  häuse<B>11,</B> eine Welle 14, welche     Kompressor-          Laufräder   <B>15</B> mit     Laufsehaufeln   <B>16</B> trägt,  einen     Kompressor-Leitsehaufelrotor    21,<B>17,</B>  <B>18, 19,</B> eine Verbrennungskammer<B>27,</B> ein  Turbinengehäuse<B>29, 31,</B> einen Turbinenrotor  <B>32, 33,</B> welcher die Welle 14 antreibt, einen  ringförmigen Auspuffkanal 34,<B>35</B> und eine       Strahlreaktionsdüse   <B>37.</B>  



  Das Gehäuse<B>11</B> stützt die Welle 14 in La  gern 12,<B>13</B> ab. An sein hinteres Ende ist ein       rippenförmiger    Teil des innern Gliedes<B>29</B>  des Turbinengehäuses befestigt. Der     ange-          C        el          triebene        Kompressorlaufsehaufelrotor    weist  eine Anzahl Räder<B>15</B> a     Lif,    die auf die Welle 14       aufgekeilt    sind und von welchen jede einen  Kranz von     Kompressorlaufsehaufeln   <B>16</B> be  sitzt, die mit Leitschaufeln<B>17, 18</B> des     Kom-          pressors    zusammenwirken.

   Die letzteren sind  auf der Innenseite des     Leitsehaufelträgers    21  befestigt und die innern Enden des     Leit-          schaufelkranzes   <B>18</B> sind an den Planschen  einer Zwischenwand<B>19</B> befestigt, welche dreh  bar auf der Welle 14 durch ein Lager 20 ab  gestützt ist. Das hintere Ende des     Leit-          schaufelträgers    21 ist durch radiale Lager<B>23</B>  abgestützt, die in     eineni.    Lagergehäuse<B>25</B> an  geordnet sind, welches auch Drucklager 24  enthält, welche gegen einen am Träger 21 vor  gesehenen     Druekring    anliegen.  



  Das     Lagergehätise   <B>25</B> ist mit, dein Ge  häuse<B>11</B> durch radiale Rippen<B>26</B> verbunden,  welche auch als     Leitflügel    am     Auslass    des       Kompressordurehströnikanals    dienen, der  durch den     Leitsehatifelträger    21     und    die  Ränder der Räder<B>15</B> und der Zwischenwand    <B>19</B> begrenzt ist; um die innere Begrenzung  des Kanals zu vervollständigen, sind die  innern Enden der Schaufeln<B>17</B> mit Deck  ringen 17a versehen.  



  Nachdem die Luft     ini    Kompressor     koni-          primiert    und zwischen den Rippen<B>26</B> hin  durchgegangen ist, wird sie     züi    einer Anzahl  in einem Kreis verteilt angeordneter Verbren  nungskammern<B>27</B> geführt,     welehe        Brenn-          stoffeinspritzdüsen   <B>28</B> enthalten, wobei die  Verbrennungsprodukte in einen     Turbinen-          ringkanal    gelangen, der durch ein äusseres  Turbinengehäuse<B>31</B> und das innere Gehäuse  glied<B>29</B> bestimmt ist. Die zwei letzterwähnten  Glieder sind durch radiale Rippen<B>30</B> ver  bunden, welche auch die Leitschaufeln der  Turbine bilden.

   Die letztere weist ein Lauf  rad<B>32</B> auf, das auf die Welle 14     aufgekeilt     ist und einen Kranz von     Turbinenlaufschau-          feln   <B>33</B> trägt.  



  Die Turbinenabgase gelangen in einen       ringförmigen    Auspuffkanal, der durch eine  äussere Kanalwand<B>35</B> und eine innere Kanal  wand begrenzt ist, die durch den Mantel  eines     konisehen    Ansatzes 34 gebildet wird,  welcher von der äussern Kanalwand<B>35</B> durch  radiale Rippen<B>36</B> abgestützt ist. Der ringför  mige Auspuffkanal endigt in einer Strahl  düse<B>37.</B>  



  Es ist ersichtlich,     dass    das     Kompressor-          Leitschaufelgebilde    nicht ortsfest, sondern  drehbar ist und somit ein     Leitsehaufelrotor     vorhanden ist, der koaxial zu dem durch die  Turbine angetriebenen Kompressor<B>-</B>     Lauf-          sehaufelrotor    gelagert ist.

   Im Betrieb wird  der     Kompressorleitschaufelrotor    in der glei  chen Richtung wie der     Kompressor-Lauf-          schaufelrotor   <B>15, 16</B> gedreht und gibt Lei  stung ab, wobei die Drehzahl und die abge  gebene, Leistung des     Kompressor-Leitseliaufel-          rotors    in dem früher erläuterten Verhältnis       züi    derjenigen des     Konipressor-Laufsehaufel-          rotors    stehen.  



  Bei diesem Beispiel wird die durch den       Kompressor-Leitseliaufelrotor    gelieferte Lei  stung für den Antrieb eines Zugpropellers '22  benutzt, welcher unmittelbar auf dem dreh  baren     Leitschaufelträger    21 angeordnet ist.      Das letztere Glied stützt auch eine     ringför-          inige        Nabenhaube    10a ab, deren äusserer Teil  eine Fortsetzung der     Gondelaussenhaut   <B>10</B>  darstellt und deren innerer Teil die äussere  Begrenzung des ringförmigen Einlasses zum  Kompressor bestimmt, dessen innere Begren  zung durch einen     Haubenansatzkörper   <B>38</B> be  stimmt wird,

   welcher am vordersten angetrie  benen     Kompressorlaufrad   <B>15</B> angeordnet ist.  



  Falls gewünscht, können die in einem  Kreis verteilt angeordneten Verbrennungs  kammern<B>N</B> durch eine einzige ringförmige  Verbrennungskammer ersetzt sein.  



  Die in     Fig.    2 gezeigte     Ausführungsform     ähnelt der in     Fig.   <B>1</B> gezeigten, wobei entspre  chende Teile durch dieselben Überweisungs  zahlen bezeichnet sind und der Index X an  gehängt ist, wenn die entsprechenden Teile  irgendwelche wesentlichen Unterschiede ha  ben.  



  Bei diesem Beispiel ist die     Leitsehaufe-          lung    am Niederdruckende des     Kompressars     stillstehend, während diejenige am Hoch  druckende drehbar ist. Die     Leitschaufeln    des       Niederdruckteils    des Kompressors sind an der  Innenseite eines     Stator-Gehäuseteils    51x befe  stigt, welches mit ihm aus einem Stück be  stehende, radiale Rippen lind ein ringför  miges, einen Teil der innern Begrenzung des  zusätzlichen     Gebläsekanals    bildendes Element  aufweist. Dieser Gehäuseteil 51x ist durch ra  diale Rippen<B>52</B> mit der vordern Stirnwand  <B>53</B> verbunden.  



  Die innern Enden des letzten stillste  henden     Leitschaufelkranzes    (am Gehäuseteil  51x befestigt) sind an einer     Zwisehenwand     <B>69</B> befestigt, welche     auf    der Welle 14 mittels  eines Lagers<B>70</B> abgestützt ist, wodurch für  das hintere Ende des Gehäuseteils 51x eine  Stütze vorgesehen ist.  



  Das hintere Ende des     Kompressorstator-          gehäLises    ist durch einen Gehäusering 25x ge  bildet, der durch radiale Rippen 26x, die  auch als     Auslassleitflügel    für den Kompressor  dienen, mit dem Gehäuse 11x verbunden ist  und dessen innere Wand die äussere     Begren-          zLing    des vom Kompressor zur Verbrennungs  kammer führenden Übergangskanals und des-         sen    äussere Wand einen Teil der innern Be  grenzung des     rin-,förmigen        Hilfsgebläsekanals     bildet.  



  Zwischen den Teilen 51x und 25x ist  der     Kompressor-Leitschaufelrotor    angeordnet.  Dieser weist die von der Welle 14 mittels La  ger<B>68</B> drehbar getragenen Leiträder<B>67,</B> eine  mit einer Hülse versehene Stirnwand<B>77,</B>       Leitschaufelkränze   <B>17</B> und einen drehbaren       Leitsehaufelträger   <B>66</B> von     kastenförmigem     Querschnitt. Die Hülse der Stirnwand<B>77</B> ist  mittels Lager<B>78, 79</B> auf dem vordern. Ende  einer Lagerbüchse 48x abgestützt, welche auf  der Innenseite Lager<B>80, 81</B> zum Abstützen  der Welle 14 besitzt.  



  Die Ränder der Räder<B>67</B> und der mit  einer Hülse versehenen Stirnwand<B>77</B> sind  durch die     Leitschaufelkränze   <B>17</B> mit der  Innenseite des Trägers<B>66</B> verbunden, dessen  Aussenseite zwei     Gebläseschaufelkränze   <B>71, 72</B>  trägt, die die     Laufsehaufelndes    in einem Ka  nal angeordneten Hilfsgebläses bilden.

       Zwi-          sehen    den Kränzen<B>71, 72</B> der     Laufsehaufeln     liegt ein Kranz<B>73</B> von     Statorsehaufeln,        wel-          ehe    von einem äussern Gehäusemantel 74 ein  wärts vorstehen, der einen Teil der äussern  Begrenzung des ringförmigen     Hilfsgebläse-          kanals    bildet.

   Der äussere Gehäusemantel 74  ist mit den     Kompressor-Gehäuseteilen   <I>51x,</I>  25x durch radiale Rippen<B>75</B>     bzw.   <B>76</B> ver  bunden, welche auch     Einlass-    und     Auslass-          Leitflügel    für das Hilfsgebläse<B>71, 72, 73</B>  bilden.  



  Die Verbrennungskammern in dieser       Fig.    2 sind mit doppelten     Flammenrohren    ver  sehen, welche die Kammern in     Längsricht-Liiig     in zwei Teile unterteilen, in welchen     Doppel-          brennnstoffeinspritzdüsen   <B>28</B> angeordnet sind.  



  Der     ringförmige        Einlass    des Turbinen  kanals, in welchen die Gase von den     Verbren-          nunaskammern    eintreten, ist durch ein äusse  res Glied 31x, radiale Rippen     30x    und ein  inneres Ringglied 29x gebildet, welches durch  das hintere Ende, des Gehäuses 11x festgelegt  ist.  



  Bei diesem Beispiel ist das     Turbineilleit,-          schaufelgebilde    nicht feststehend, sondern  drehbar gelagert; der Turbinen-Leitschaufel-           rotor    weist einen     Leitschaufelträger   <B>60</B> auf,  der einwärts vorstehende     Leitsehaufeln    41, 44  trägt, deren innere Enden an den Rändern  von Wänden 42     bzw.    45 befestigt sind,     von     welchen die letztere eine mit ihr aus einem  Stück bestehende     Büehse    besitzt, die     ein     Lagergehäuse bildet.

   Bei diesem Beispiel be  sitzt der den     Kompressorrotor    antreibende  Turbinenrotor zwei Laufräder<B>32</B>     bzw.   <B>32b,</B>  die     Laufsehaufelkränze    33a,<B>33b</B> tragen, wobei  beide Räder     dureh        dureh,(),ehende    Bolzen am  Ende der Welle 14 befestigt sind.  



  Zwischen den     Laufrüdern    32a,     32b    ist ein  Lager 43 angeordnet, welches die     Leitsehau-          felwand    42 drehbar abstützt. Die     Hauptlamger-          abstützung    des     Leitsehaufelrotors    erfolgt  durch das hintere Ende der     Laoerbüehse    48x,  die in dem Gehäuse 11x     abaestützt    ist     und     äussere Lager 46, 47 trägt, auf welchen die  Büchse der Wand 45     drebbar    abgestützt ist;  die     Lagerbüehse    48x trägt auch mittels Innen  lagern 49,<B>50</B> das hintere Ende der Welle 14.

    Die Benützung einer solchen     LagerblIehse     48x setzt die Geschwindigkeiten der Haupt  lager     wesentlieb    herab,     ini.    Vergleich mit einer  Anordnung, bei     weleher    die Lager     unmittel-          n    kn  bar zwischen der Hauptwelle 14 und dem  Turbinen<B>-</B>     Leitsehaufelrotor    eingefügt sind.  Vorteilhaft ist die     1,#i-#),erbüebse        48x    nicht aus  einem Stück mit dein Gehäuse 11x gebildet,  sondern in dieses     eingepasst    und eingekeilt.  



  Die Abgase der Turbine werden in einen  Auspuffkanal geleitet, der     dureh    die Glieder  34,<B>35</B> bestimmt ist, die in einer Strahldüse  (nicht gezeigt) endigen.  



  Der     Sehub    dieser Düse wird durch einen  Luftstrom unterstützt, der durch das Gebläse  <B>71, 72</B> und durch ein im gleichen Kanal und  in Reihe mit ihm angeordnetes Hilfsgebläse  <B>61, 63</B> geliefert wird, das unmittelbar     dureli     den     Turbinen-Leitschaufelrotor        anuetrieben     wird.

   Dieses     Ililfsgebläse   <B>61, 63</B> ist wie folgt  gebildet: Der drehbare     Leitsehaufelträger   <B>60</B>  der Turbine weist zusätzlich zum innern, die  äussere Begrenzung des Turbinenkanals be  stimmenden Ring ein äusseres Ringelement  auf, das einen Teil der innern     Be-renzung     eines äussern Ringkanals bestimmt, in wel-         chem    das Hilfsgebläse arbeitet.

   Diese innere  Begrenzung ist auf jeder Seite des     Leit-          sehaufelträ(        gers   <B>60</B>     dureh    einen stillstehenden       Eino-   <B>59</B> am hintern Ende und ein stillste  hendes, einen Teil des stillstehenden     Tur-          binengehäusegliedes    31x bildendes Ringele  ment am vordern Ende fortgesetzt.

   Die äussere  Begrenzung des     Gebläsekanals    ist durch ein  aufgesetztes Gehäuse<B>57</B> gebildet, das vorn  und hinten mit den Gliedern 31x und<B>59</B>  durch radiale Rippen<B>56</B>     bzw.   <B>58</B> verbunden  ist, welche auch als     Einlass-    und     Auslass-Leit-          flügel    für das Hilfsgebläse wirken;

   das     let7-          tere    weist zwei     Laufsehaufelkränze   <B>61,</B>     wel-          ehe    an dem     Turbinenleitsehaufelträger   <B>60</B> be  festigt sind, und einen einzelnen Kranz von       Statorsehaufeln   <B>63</B>     auf,    welche an dem äussern       Gehäusefflied   <B>57</B> befestigt sind.  



  Die innern Enden der     Statorsehaufeln   <B>63</B>  sind, wie in der Zeichnung gezeigt ist, durch  einen     Abdeekrin-,    miteinander verbunden,       I          weleher    in einer im äussern     Ringelernent,    des  e       Turbinen-Leitsehaufelträgers   <B>60 -</B> bildeten       -mit    liegt.  



  Die äussern     und    innern Begrenzungen der  beiden     Hilfsgebläsekanäle    sind vorn und hin  ten durch Verkleidungen<B>39,</B> 40     bzw.   <B>65,</B> 64  und dazwischen durch Verkleidungen 82,<B>83</B>  fortgesetzt.

   Der durch die Verkleidungen<B>65,</B>  64 bestimmte Leitkanal führt rückwärts     Yii     einer ringförmigen Strahldüse, welche die       Stralildüse    für die Auspuffgase der Turbine       unngibt;    die vordern Enden der     Verkleidun-          "en   <B>39,</B> 40 bestimmen einen     Lufteinlass    für  den     Hilfsgebläsekanal,    dessen     Einlass    in der       gleiehen    Ebene wie der     Lufteinlass    des     Kom-          pressors    liegt,

   der     dureh    die innere Wand       40a    der Verkleidung 40 Lind eine     buekelför-          mi--e        Verkleidun-   <B>38</B> bestimmt ist, die an  der vordern Stirnwand<B>53</B> angeordnet ist.  



  Die äussere Begrenzungswand<B>39</B> des ring  förmigen     Hilfsgebläsekanals    ist am     Einlass     durch die Aussenhaut<B>10</B> der Gondel     fort-          -(yesetzt.     



  Die in     Fig.   <B>3</B>     -und    4 gezeigte Kraftanlage  ist so ausgebildet,     dass    die ganze Leistung der  Kraftanlage als Wellenleistung zur Verfü  gung steht.      Das     Statorgehäuse    der Anlage besteht aus  drei Teilen, einem     Kompressorgehä-Lise   <B>51,</B>  einem Turbinengehäuse<B>31</B>     und    einem     Zwi-          seliengehäuseglied   <B>11.</B> Das äussere Ende des       Kompressorgehäuses   <B>51</B> ist durch eine Stirn  wand<B>53</B> abgestützt, welche mit diesem Ende  durch radiale Rippen<B>52</B> verbunden ist;

   das  äussere Ende des Turbinengehäuses<B>31</B> ist  durch eine Stirnwand<B>86</B> abgestützt, welche  mit diesem Ende durch radiale Rippen<B>85</B>  verbunden ist. Radiale Rippen<B>26</B>     bzw.   <B>30</B>  verbinden das     Zwisehengehäuseglied   <B>11</B> mit  den innern Enden der Gehäuse<B>51, 31.</B>  



       Zwiselienden    Gehäusen<B>51, 31</B> liegt eine  Verbrennungskammer<B>27,</B> welche     Brennstoff-          einspritzdüsen   <B>28</B> enthält.  



  Auf die Welle 14 sind     Stirnwünde   <B>88, 89</B>       aufgekeilt,    die eine durch den     Turbinenlauf-          schaufelrotor    angetriebene     Kompressorrotor-          trommel   <B>87</B> abstützen, welche eine Anzahl von       Kompressor-Laufsehaufelkränzen   <B>16</B> trägt.  Auf die Welle 14 ist auch ein Turbinen  laufrad<B>32</B>     aufgekeilt,    das zwei Kränze von       Turbinenlauischauf        eln    trägt.  



  Das     Leitschaufelgebilde    des Kompressors  ist drehbar. Der     Kompressor-Leitschaufelrotor     weist einen     Leitschaufelträger   <B>66</B> auf, welcher  einwärts vorstehende     Leitschaufelkränze   <B>17,</B>  <B>18</B> trägt, die mit den     Laufsehaufelkränzen   <B>16</B>  zusammenwirken. Das     Leitschaufelgebilde     weist am äussern Ende auch eine Stützstirn  wand<B>67</B> und am innern Ende eine Stütz  stirnwand<B>77</B> auf, wobei die Glieder<B>67, 77</B>  mit dem Träger<B>66</B> durch die äussersten  Kränze<B>18</B> der     Leitschaufelung    verbunden  sind.  



  Die Stirnwand<B>67</B> stützt die Welle 14 in  einem Lager<B>68</B> ab und ist mit einer hohlen       Leistungsabnahmewelle   <B>96</B> aus einem Stück  gebildet oder daran befestigt, welche Welle  <B>96</B> -zur Welle 14 koaxial ist und ihrerseits  durch die Stirnwand<B>53</B> in Lagern 54 abge  stützt ist; Lager<B>90</B> sind auch zwischen den       Nabenteil    der Stirnwand<B>77</B> und dem Ge  häuseglied<B>11</B> eingefügt.  



  Das     Turbinen-Leitschaufelgebilde    ist auch  drehbar; der     Turbinen-Leitschaufelrotor    weist    einen     Leitschazdelträger   <B>60</B> auf, welcher  Kränze, von einwärts vorstehenden     Turbinen-          leitschaufehi    44, 84, 41 besitzt.

   Der     Leit-          schaufelkranz    84 liegt zwischen zwei Kränzen  von     Turbinen-Laufschaufeln   <B>33,</B> das     Leit-          schaufelgebilde    weist ferner einen drehbaren  Teil 45 mit zwei aus einem     Stiiek    bestehenden  Stirnwänden und eine,     Stirnwand    42     auf,     welche mit dem     Leitschaufelträger   <B>60</B> durch  die Kränze 44, 41 von     Leitschaufeln    ver  bunden sind.  



  Die Stirnwand 42 besteht aus einem     Stüek     mit einer hohlen     Leistungsabgabewelle   <B>97,</B>  welche durch eine Stirnwand<B>86</B> in einem La  ger 43 abgestützt ist und der Teil 45 ist  durch Lager 46, 47 auf der Welle 14 abge  stützt.  



  Der     Leitschaufelrotor    des Kompressors  und derjenige der Turbine sind mittels eines       Planeteii-Stirnrädergetriebes    miteinander     Vera          bunden,    das ein auf dem Ende des     Naben-          teils    des Gliedes<B>77</B> gebildetes Sonnenrad<B>95,</B>  eine Anzahl drehbar auf einer einwärts ge  richteten     Verlängerungdes    Gehäusegliedes<B>11</B>  abgestützte, Planetenräder 94 und einen       liinenzahnkranz   <B>93</B> aufweist, der an einer  Verlängerung der innern     Stirnwand    des  Teils 45 ausgebildet ist.  



  Da der durch das Glied<B>11</B> gebildete       Planetenradträger    fest ist, sind die     Turbinen-          und    die     Kompressor-Leitsehatifelrotoren        ge-          zw-Lingen,    sieh gegenläufig zu drehen und ihre  Drehzahlen müssen ein- konstantes Verhältnis  zueinander aufweisen.  



  Bei der dargestellten Anordnung, bei wel  cher das Sonnenrad durch den     Kompressor-          Leitschaufelrotor    und der     Innenzahnkranz     durch den     Turbinen-Leitsehaufelrotor    getra  gen wird, wird der letztere gezwungen, sieh  mit einer kleineren Drehzahl zu drehen als  der     Kompressor-Leitschaufelrotor    und daher  ist die Drehzahl der Welle<B>97</B> kleiner als die  jenige der Welle<B>96.</B> Die Drehzahlen dieser  Wellen können so gewählt werden,     dass    sie  einander sehr nahe kommen, indem der  Durchmesser der Planetenräder 94 soweit  als möglich herabgesetzt wird;

   dies ist  erwünscht, wenn es erforderlich ist, so nahe      als     mö-lieh    -]eiche Leistungsabgaben von den  Wellen<B>96, 97</B> zu erhalten, da, wie vorstehend  erläutert, die Leistungsabgaben der     Leit-          schaufelrotoren    proportional ihren Dreh  zahlen sind.  



  Wenn es erforderlich ist, genau gleiche  Leistungsabgaben und Drehzahlen der Wellen  <B>96, 97</B>     züi    erhalten, ist es notwendig, das dar  gestellte     Stirnräder-Planetengetriebe    durch  ein     Keaelräder-Illanetengetriebe    oder ein       Stirnräder-Planetengetriebe    mit zwei Sonnen  rädern oder zwei     Innenzahnkrän7en        und        ineh-          reren        Plahetenrädern    zu ersetzen, wobei alle  diese alternativen     C1etriebe    weniger kompakt  sind als das dargestellte Getriebe.  



  Beider Ausführungsform der     Fi.-.   <B>3</B> und 4  ist die stillstehende     Zwisehenlagerbüchse        zwi-          sehen    der Hauptwelle     ini(l.    den     Leitsebaufel-          rotoren    weggelassen.  



  Die in     Fig.   <B>3</B> und 4 gezeigte     Kraftanlage     besitzt einen     Lufteinlasskanal,   <B>98,</B> der     zum          Kompressoreinlass    führt; ein Auspuffkanal<B>99</B>  leitet die     Auspuff,-ase    vom     Turbinenauslass    ab.  



  Da bei diesem Beispiel vorgesehen ist,     (lass     die ganze Leistung- als Wellenleistung an die  Wellen<B>96, 97</B> abgegeben wird, ist nichts vor  gesehen, um eine     Sehubwirkung    von den Aus  puffgasen zu erhalten. Die Turbine ist dem  nach so ausgelegt,     (lass    die     aus    der     Verbren-          nung%kainmei-    ausströmenden Gase in der  Turbine     praktiseh    bis     ztiin        Aussendruek    ex  pandiert werden.  



  Die an     den    Wellen<B>96, 97</B> zur Verfügung  stehende     Leistan-    kann für irgendwelche  Antriebszwecke ausgenützt werden,<B>je</B> nach  <B>Z,</B>       deni    Zweck,     ffir    welchen die Kraftanlage ein  gerichtet ist.

Claims (1)

  1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Clasturbinen-Kraftanlage, bei welcher Ar beitsfluidum von einein Axialkompressor in eine Erhitziiii"seini-ielitun-- -Lind dann zu einer Axialturbine gefördert wird, deren wenig stens einen Laufsehaufelkranz aufweisender Rotor init dem wenigstens einen Lauf' sehaufelkranz aufweisenden Kompressorrotor gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kompressor einen wenigstens einen Leit- C sehaufelkranz aufweisenden Leitsehaufelrotor besitzt, welcher unabhängig von den mitein ander gekuppelten Laufsehaufelrotoren dreh bar und dazu bestimmt ist, mit einer klei neren Drehzahl als die Laufschaufelrotoren zu laufen und Nutzleistunc abzuYeben. n r' <B>UNTERANSPRÜCHE:
    </B> <B>1.</B> Gasturbinen-Kraftanlage nach Patent- anspruell, dadurch gekennzeichnet, dass <B>je</B> ein Leitschaufelrotor im Kompressor und in der Turbine vorgesehen ist.
    2. Gasturbinen-Kraftanlaue nach Patent- ansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die, ggekuppelten Laufschaufelrotoren radial aus wärts sieh erstreckende Schaufeln aufweisen Lind dass der Leitschaufelrotor radial ein- wHrts sieh erstreckende Schaufeln besitzt.
    <B>3.</B> Gasturbinen-Kraftanlage nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens eine der Turbo-Masehinen von Mehr- stufen-Bauart ist und dass der Leitschaufel- rotor mehrere Leitschaufelkränze besitzt.
    4. Gasturbinen-Kraftanlage nach Patent- ansprueh, die als Luftfahrzeug-Antriebs- masehine ausgebildet ist, dadurch gekenn zeichnet, dass ein sieh drehendes Luftfahrzeu,- Vortriebseleinent unmittelbar von dem Leit- sehaufelrotor getragen und von ihm ange trieben wird.
    <B>5.</B> CTasturbineii-Kraftanlage naeh Patent- -,priieh und _U 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Kompressor und die Turbine koaxial hintereinander anneordnet sind.
    <B>6.</B> CTasturbinen-Kraftanlage nach Patent- ansprueh und Unteransprüchen 4 und<B>5,</B> da durch gekennzeichnet, dass das sich drehende Luftfahrzeug <B>-</B> Vortriebseleinent eine<B>Zug-</B> schraube ist, die vom Kompressor-Leitsehau- felrotor getragen und angetrieben wird.
    <B>7.</B> Cfasturbinen-Kraftanlage nach Patent- anspruell und Unteransprüchei) 4 und<B>5,</B> da durch gekennzeichnet, dass das sieh drehende Luftfahrzeug-Vortriebselement ein in einem Kanal arbeitendes Gebläse ist, dessen Lauf- sehaufelung von einem Leitschaufelrotor ge tragen wird und in einem aussen begrenzten ringförmigen Kanal liegt, der koaxial ausser halb des Strömungskanals angeordnet ist,
    in welchem die Leitschauf elLing des Leitsehau- felrotors liegt. <B>8.</B> Gasturbinen-Kraftanlage nach Patent anspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch ge- kennzeichnet, dass der Leitschaufelrotor des Kompressors und derjenige der Turbine so miteinander gekuppelt sind, dass das Verhält nis ihrer Drehzahlen konstant ist.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE963203C (de) * 1952-05-06 1957-05-02 Alfred Buechi Propellerturbinentriebwerk
DE1043722B (de) * 1954-01-16 1958-11-13 Oskar August Schaetzle Dipl In Dreiwellenstrahltriebwerk mit biegungssteifen UEbertragungsgliedern
DE1043721B (de) * 1955-10-05 1958-11-13 Power Jets Res & Dev Ltd Strahltriebwerk
DE1052821B (de) * 1955-01-25 1959-03-12 Georges Caillette Einrichtung zum Kompensieren der Kreiselmomente von Gasturbinen, insbesondere bei Luftfahrzeugen
DE1084981B (de) * 1957-01-25 1960-07-07 Konink Luchtvaart Mij N V Flugzeugtriebwerk
DE1236867B (de) * 1960-09-13 1967-03-16 Rolls Royce Geblaese fuer eine Triebwerksanlage in Flugzeugen
DE1242415B (de) * 1960-09-29 1967-06-15 Rolls Royce Gasturbinenstrahltriebwerk
DE1264871B (de) * 1964-02-21 1968-03-28 Rolls Royce Gasturbinenstrahltriebwerk
DE102007013826A1 (de) * 2007-03-22 2008-09-25 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Axiallager mit einem radial inneren und einem radial äußeren Wälzlager
EP2085586A3 (de) * 2008-01-25 2012-11-21 United Technologies Corporation Niederdruckturbine und entsprechendes Gasturbinentriebwerk

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE963203C (de) * 1952-05-06 1957-05-02 Alfred Buechi Propellerturbinentriebwerk
DE1043722B (de) * 1954-01-16 1958-11-13 Oskar August Schaetzle Dipl In Dreiwellenstrahltriebwerk mit biegungssteifen UEbertragungsgliedern
DE1052821B (de) * 1955-01-25 1959-03-12 Georges Caillette Einrichtung zum Kompensieren der Kreiselmomente von Gasturbinen, insbesondere bei Luftfahrzeugen
DE1043721B (de) * 1955-10-05 1958-11-13 Power Jets Res & Dev Ltd Strahltriebwerk
DE1084981B (de) * 1957-01-25 1960-07-07 Konink Luchtvaart Mij N V Flugzeugtriebwerk
DE1236867B (de) * 1960-09-13 1967-03-16 Rolls Royce Geblaese fuer eine Triebwerksanlage in Flugzeugen
DE1242415B (de) * 1960-09-29 1967-06-15 Rolls Royce Gasturbinenstrahltriebwerk
DE1264871B (de) * 1964-02-21 1968-03-28 Rolls Royce Gasturbinenstrahltriebwerk
DE102007013826A1 (de) * 2007-03-22 2008-09-25 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Axiallager mit einem radial inneren und einem radial äußeren Wälzlager
EP2085586A3 (de) * 2008-01-25 2012-11-21 United Technologies Corporation Niederdruckturbine und entsprechendes Gasturbinentriebwerk

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