DE818277C

DE818277C - Internal combustion turbine for jet propulsion

Info

Publication number: DE818277C
Application number: DEP34052A
Authority: DE
Inventors: David Rhys Evans; Fritz Albert Max Heppner
Original assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Current assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Priority date: 1942-06-17
Filing date: 1949-02-15
Publication date: 1951-10-25

Description

Brennkraftturbine für Strahlantrieb Gegenstand der Erfindung ist eine Brennkraftturbine für Strahlantriebe. Die Erfindung bezweckt die Erhöhung des Wirkungsgrades solcher Anlagen.Internal combustion turbine for jet propulsion The invention relates to a Internal combustion turbine for jet propulsion. The invention aims to increase the efficiency such systems.

Erfindungsgemäß besitzt die neue Turbine eine Hülse (d. i. ein Ringkörper), die auf ihrer Innenseite einige der Turbinenschaufeln trägt und gegenläufig zu einem Teil der Verdichterschaufeln (innerhalb .der Hülse) bzw. gegenläufig zu anderen Turbinenschaufeln (innerhalb der Hülse) umläuft. An ihrer Außenseite treibt die Hülse Schaufeln für die Schuberhöhung des Strahles gegen fest stehende, demselben Zweck dienende Schaufeln unter Reaktion von fest stehenden Schaufeln an, die unmittelbar oder mittelbar mit den Turbinenschaufeln der Hülse zusammenarbeiten.According to the invention, the new turbine has a sleeve (i.e. an annular body), which carries some of the turbine blades on its inside and runs in the opposite direction to one Part of the compressor blades (inside the sleeve) or in the opposite direction to others Turbine blades (inside the sleeve) rotates. It is floating on the outside Sleeve blades for increasing the thrust of the jet against the fixed, same Purpose-serving blades reacting to fixed blades, which immediately or cooperate indirectly with the turbine blades of the sleeve.

Die Erfindung ist beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt. Fig. i ist ein schematischer Längsteilschnitt durch eine Brennkraftturbine für Strahlantrieb nach der Erfindung.The invention is illustrated for example in the drawings. Fig. i is a schematic partial longitudinal section through an internal combustion turbine for jet propulsion according to the invention.

Fig. 2 ist eine Teilansicht der Diffusorschaufeln in Fig. i.FIG. 2 is a partial view of the diffuser vanes in FIG.

Fig.3 ist ein Teilschnitt im wesentlichen nach der Linie III-III in Fig. i.Fig.3 is a partial section essentially along the line III-III in Fig. I.

Die Fig. ¢ bis 10 sind schematische Schnitte durch andere Ausführungsformen von Brennkraftturbinen für Strahlantrieb nach der Erfindung.FIGS. 1 to 10 are schematic sections through other embodiments of internal combustion turbines for jet propulsion according to the invention.

Fig. 7 a zeigt die Anordnung der Turbinenschaufeln nach Fig. 7 in der Abwicklung.FIG. 7 a shows the arrangement of the turbine blades according to FIG. 7 in the settlement.

Bei der Anordnung nach Fig. 1, , 2 und 3 schließt ein fest stehendes Gehäuse i i die Anlage ein. Die umlaufende Hauptwelle 12 trägt einen Schaufelkranz 13 sowie die Schaufelkränze 14 der dritten Stufe des Verdichters. Mit letzteren arbeiten äußere Schaufelkränze 15 der dritten Verdichterstufe zusammen, die an der Innenseite einer umlaufenden Hülse 16 befestigt sind. An einem Ende der Innenseite von dieser befinden sich weitere Turbinenschaufelkränze 17, 18 sowie am anderen Ende Schaufelkränze i9 der zweiten Verdichterstufe. Die Schaufelkränze ig arbeiten mit Schaufelkränzen 21 an der Außenseite eines Läufers 22 zusammen, de? bei 23 auf der Hauptwelle i2 drehbar gelagert ist und mit dieser im gleichen Drehsinn, jedoch,langsamer umläuft. Das Läufergehäuse 22 bildet gleichzeitig die äußere Hülse 24 der ersten Verdichterstufe, die Schaufelkränze 25 trägt, welche mit Schaufelkränzen 26 zusammenarbeiten, die mit der Hauptwelle 12 mit gleicher Drehzahl umlaufen.In the arrangement according to FIGS. 1, 2 and 3, a stationary housing ii includes the system. The rotating main shaft 12 carries a blade ring 13 and the blade rings 14 of the third stage of the compressor. Outer blade rings 15 of the third compressor stage, which are fastened to the inside of a circumferential sleeve 16, work together with the latter. At one end of the inside of this there are further turbine blade rings 17, 18 and at the other end blade rings 19 of the second compressor stage. The blade rings ig work together with blade rings 21 on the outside of a rotor 22, de? is rotatably mounted at 23 on the main shaft i2 and rotates with this in the same direction of rotation, but more slowly. The rotor housing 22 at the same time forms the outer sleeve 24 of the first compressor stage, which carries blade rings 25 which work together with blade rings 26 which rotate with the main shaft 12 at the same speed.

In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel dienen zur Erhöhung der Schubwirkung des Strahles Schaufelkränze 28 an der Außenseite der umlaufenden Hülse 16, die mit Schaufelkränzen 29 am feststehenden Gehäuse i i zusammenarbeiten. Das Reaktionsmoment, das auf das Gehäuse i i durch die Vorrichtung 28, 29 ausgeübt wird, kann durch zweckentsprechende Art des Strahlautritts aus dem Turbinentriebwerk aufgenommen werden. Zu diesem Zweck wird am fest stehenden Gehäuse ii ein Diffusor 3 1 (Fig. 2) mit schrägen Austrittsöffnungen 32 für den Turbinenaustrittsstrahl angeordnet.In the illustrated embodiment, blade rings 28 on the outside of the circumferential sleeve 16, which work together with blade rings 29 on the stationary housing ii, serve to increase the thrust effect of the jet. The reaction torque that is exerted on the housing ii by the device 28, 29 can be absorbed by the appropriate type of jet entry from the turbine engine. For this purpose, a diffuser 3 1 (FIG. 2) with inclined outlet openings 32 for the turbine outlet jet is arranged on the stationary housing ii.

Beim Anlassen ist es zweckmäßig, die umlaufende Hülse 16 festzuhalten. Dazu kann beispielsweise ein Sperrzahn 34 an der Hülse dienen, der mit einer Sperrklinke 35 zusammenarbeitet. Die Klinke 35 ist mit einer Membran 36 verbunden, auf die der Druck der Vorrichtung zur Schuberhöhung 28, 29 entgegen dem Druck einer Feder 37 wirkt. Unter dem Druck dieser Feder steht die Klinke 35 infolgedessen zu Beginn, d. h. beim Anlassen mit dem Sperrzahn 34 im Eingriff und verhindert ein Drehen der Hülse 16. Sobald aber die Verbrennung und die Antriebswirkung der Turbine einsetzen, beginnt die Hülse 16 sich in der anderen Richtung zu drehen; der durch die Vorrichtung zur Schuberhöhung 28, 29 erzeugte und auf die Membran 36 wirkende Druck wird die Sperrklinke 35 in ihre Ruhestellung bringen. Die Kammer 38 hinter der Membran besitzt eine Drosselöffnung 39, damit sich die Rückkehrbewegung der Membran unter der Wirkung der Feder 37 langsam vollzieht, sowie Rückschlagventile 41, die eine schnelle Bewegung der Membran nach außen gestatten.When starting it is useful to hold the circumferential sleeve 16. For this purpose, a locking tooth 34 on the sleeve can be used, for example, with a locking pawl 35 cooperates. The pawl 35 is connected to a membrane 36 on which the Pressure of the device for increasing thrust 28, 29 against the pressure of a spring 37 works. As a result, the pawl 35 is under the pressure of this spring at the beginning, d. H. when starting with the ratchet 34 in engagement and prevents rotation of the Sleeve 16. However, as soon as the combustion and the drive effect of the turbine begin, the sleeve 16 begins to rotate in the other direction; that by the device to increase thrust 28, 29 and acting on the membrane 36 pressure is the Bring the pawl 35 into its rest position. The chamber 38 behind the membrane has a throttle opening 39 to allow the return movement of the diaphragm under the action the spring 37 takes place slowly, and check valves 41, which move quickly allow the membrane to the outside.

Der hochgespannte Zündstrom wird über den Zwischenraum zwischen dem fest stehenden Gehäuse i i und dem Teil 42 der Hülse 16, der die Brennkammer 43 umgibt, zweckmäßig mit Hilfe einer Funkenstrecke hinweggeführt, um die Notwendigkeit von Gleitringen zu vermeiden. Eine solche Funkenstrecke ist bei 44 angedeutet; die Teile der Funkenstrecke sind an solchen Stellen des Umfanges der Turbine gegenüber dem Sperrzahn 34 angeordnet, daß sie miteinander ausgerichtet sind, wenn sich die Hülse 16 in ihrer Arretierungsstellung befindet.The high voltage ignition current is over the space between the stationary housing i i and the part 42 of the sleeve 16, which the combustion chamber 43 surrounds, expediently led away with the help of a spark gap to the need to avoid sliding rings. Such a spark gap is indicated at 44; the Parts of the spark gap are opposite the turbine circumference at such points the ratchet 34 arranged that they are aligned with each other when the Sleeve 16 is in its locking position.

In der ersten Stufe 25, 26 der äußeren Verdichterhülse 24 befindet sich ein unter Zentrifugalwirkung ansprechendes Ventil46, das durch eine Feder in der gezeichneten Offnungsstellung gehalten wird. Beim Anlassen strömt deshalb ein Teil des in der ersten Stufe 25, 26 erzeugten Druckes durch die Ventilöffnung 47 ab und verringert dadurch die Neigung dieser ersten Stufe stehenzubleiben. Weiterhin bewirkt die Verlangsamung der Schaufeln 2i, die gemeinsam mit der Hülse 24 umlaufen, eine Herabsetzung der relativen Geschwindigkeit der Schaufeln i9 gegenüber den Schaufeln 21, so daß damit auch die Neigung der zweiten Stufe zum Stehenbleiben verringert wird. (Es ist unwahrscheinlich, daß in der dritten Stufe 14, 15 des Verdichters ein Stehenbleiben vorkommt, da dieser Verdichterteil einen kleineren Querschnitt aufweist.) Sobald eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht ist, schließt sich das Ventil 46.In the first stage 25, 26 of the outer compressor sleeve 24 there is a valve 46 which responds under centrifugal action and which is held in the open position shown by a spring. When starting, therefore, part of the pressure generated in the first stage 25, 26 flows off through the valve opening 47 and thereby reduces the tendency of this first stage to stand still. Furthermore, the slowing down of the blades 2i, which rotate together with the sleeve 24, causes a reduction in the relative speed of the blades i9 with respect to the blades 21, so that the tendency of the second stage to stop is also reduced. (It is unlikely that the third stage 14, 15 of the compressor will stall because this part of the compressor has a smaller cross-section.) As soon as a certain speed is reached, the valve 46 closes.

Bei der Bauart nach Fig. i bis 3 läuft also die Hülse 16 im Gegensinn zur Drehrichtung der Verdichterschaufeln 14, die von der Hülse 16 umschlossen werden.In the design according to FIGS. I to 3, the sleeve 16 runs in the opposite direction to the direction of rotation of the compressor blades 14, which are enclosed by the sleeve 16.

In den Fig. 4 bis io tragen entsprechende Teile soweit wie möglich die gleichen Bezugszeichen. In allen Figuren laufen die Turbinenschaufeln an der Innenseite der Hülse gegenläufig zu anderen Turbinenschaufeln, die innerhalb der Hülse umlaufen.In FIGS. 4 to 10, corresponding parts wear as far as possible the same reference numerals. In all figures the turbine blades run on the Inside of the sleeve in opposite directions to other turbine blades that are inside the Rotate the sleeve.

Bei der Bauart nach Fig.4 sind auf der feststehenden Welle 5o Läufer 51, 52 und 53 eines mehrstufigen Verdichters gelagert. Die mit den umlaufenden Verdichterschaufeln zusammenarbeitenden fest stehenden Schaufelkränze sind der Einfachheit halber aus der Zeichnung fortgelassen. Die genannten Läufer sind mit den zugehörigen Turbinenteilen 54, 55 und 56 mechanisch gekuppelt. Die drei Turbinenteile arbeiten mit Schaufeln 57 an einer gegenläufig umlaufenden Hülse 58 der Turbine zusammen, die an ihrer Außenseite Schaufeln 59 zur Schuberhöhung trägt, die mit fest stehenden Schaufeln 6o zusammenarbeiten.In the design according to Fig. 4 there are 5o runners on the stationary shaft 51, 52 and 53 of a multi-stage compressor stored. The ones with the rotating compressor blades cooperating fixed blade rings are made for the sake of simplicity omitted from drawing. The mentioned runners are with the associated turbine parts 54, 55 and 56 mechanically coupled. The three turbine parts work with blades 57 on a counter-rotating sleeve 58 of the turbine together, which on their Outside blades 59 to increase thrust contributes to the fixed blades 6o work together.

Die Strömungsrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Sie ist in der ersten und zweiten Verdichterstufe gleichgerichtet und verläuft in der dritten Verdichterstufe entgegengesetzt. Nach dieser kehrt sich die Strömungsrichtung wieder um und führt durch die Brennkammer 62, die in diesem Fall aus einer Anzahl einzelnes- Kammern besteht, die im Kreis um die Hauptachse der An-Jage herum angeordnet sind. Aus der Brennkammer treten die Gase in gleicher Strömungsrichtung in die Turbine über.The direction of flow is indicated by arrows. She is in the first and second compressor stage rectified and runs in the third compressor stage opposite. After this, the direction of flow reverses again and leads through the combustion chamber 62, which in this case consists of a number of individual chambers which are arranged in a circle around the main axis of the An-Jage. From the Combustion chamber, the gases pass into the turbine in the same direction of flow.

Wie ohne weiteres ersichtlich ist, vereinigen sich die Austrittsgase aus der Turbine mit denen der Schuberhöhungsvorrichtung und bilden mit ihnen gemeinsam den Antriebsstrahl, wie dies durch Pfeile angedeutet ist.As is readily apparent, the exit gases combine from the turbine with those of the thrust increasing device and form together with them the drive jet, as indicated by arrows.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Läufer 54 52 und 53 der drei Verdichterstufen auf einer fest stehenden Hauptwelle 5o gelagert, und auch hier sind wieder die fest stehenden Verdichterschaufeln aus der Darstellung fortgelassen. Die Läufer des Verdichters sind mechanisch mit den Turbinenstufen 54, 55 und 56 gekuppelt, die mit Schaufelkränzen 57 an einer gegenläufigen Hülse 58 zusammenarbeiten. Die Hülse 58 trägt an ihrer Außenseite Schaufelkränze 59 zur Schuberhöhung, die mit fest stehenden Schaufelkränzen 6o zu diesem Zweck zusammenarbeiten.Also in the embodiment according to FIG. 5, the rotors 54 are 52 and 53 of the three compressor stages mounted on a stationary main shaft 5o, and Here, too, the stationary compressor blades are again from the illustration omitted. the The compressor rotors are mechanically connected to the Turbine stages 54, 55 and 56 coupled with blade rings 57 on a counter-rotating Collar 58 work together. The sleeve 58 carries blade rings on its outside 59 to increase the thrust, those with fixed blade rings 6o for this purpose work together.

Ein Teil der von der Schuberhöhungsvorrichtung verdichteten Luft wird der ersten Verdichterstufe und von hier der zweiten und dritten zugeführt, wie es durch Pfeile angedeutet ist. Die Verbrennung wird in der Brennkammer 62 am Schwanzende der Anlage durchgeführt. Die Brenngase gelangen dann unter Umkehrung der Strömungsrichtung, wie es durch Pfeile angedeutet ist, zur Einlaßseite der Turbine, deren Auspuffgase zusammen mit dem übrigen Teil der in der Schuberhöhungsvorrichtung verdichteten Luft den Antriebsstrahl der Turbinenanlage bilden.Some of the air compressed by the throttle device is fed to the first compressor stage and from here to the second and third as it is is indicated by arrows. The combustion takes place in the combustion chamber 62 at the tail end of the system. The combustion gases then arrive reversing the direction of flow, as indicated by arrows, to the inlet side of the turbine, its exhaust gases together with the rest of the compacted in the throttle device Air form the drive jet of the turbine system.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig.6 ist eine Anzahl von Verdichterläufern, von denen drei mit 5r, 52 und 53 bezeichnet sind, auf der fest stehenden Hauptwelle 50 gelagert. Diese Läufer sind mit Turbinenteilen 54, 55 und 56 gekuppelt, die mit gegenläufigen Turbinenschaufelkränzen 57 an einer Hülse 58 zusammenarbeiten. Die Hülse 58 trägt an ihrer Außenseite Schaufelkränze 59 zur Schuberhöhung, die mit fest stehenden Schaufelkränzen 6o zusammenarbeiten. Fest stehende Verdichterschaufeln 64 sitzen auf der Welle 5o.In the embodiment according to FIG. 6, too, a number of compressor rotors, three of which are denoted by 5r, 52 and 53, are mounted on the stationary main shaft 50. These rotors are coupled to turbine parts 54, 55 and 56 which work together with turbine blade rings 57 rotating in opposite directions on a sleeve 58. The sleeve 58 carries blade rings 59 on its outside to increase the thrust, which work together with stationary blade rings 6o. Fixed compressor blades 64 sit on the shaft 5o.

Bei dieser Bauart tritt die Verdichterluft bei 66 zu. Nach Durchströmung des Verdichters kehrt sie ihre Strömungsrichtung in der Brennkammer 62 um und wird dann der Turbine zugeleitet.In this design, the compressor air enters at 66. After flow of the compressor, it reverses its direction of flow in the combustion chamber 62 and becomes then fed to the turbine.

Die aus der Turbine austretenden Gase strömen durch fest stehende Eintrittsschaufeln 68 der Schuberhöhungsvorrichtung, die hohl sind. Schließlich mischen sich die Austrittsgase der Turbine, wie durch Pfeile angedeutet, mit dem Luftstrom aus der Schuberhöhungsvorrichtung zur Bildung des Schubstrahles.The gases emerging from the turbine flow through stationary ones Inlet vanes 68 of the throttle device which are hollow. In the end the turbine outlet gases mix, as indicated by the arrows, with the Air flow from the thrust increasing device to form the thrust jet.

Die Bauart nach Fig. 7 ist der nach Fig. 6 sehr ähnlich, doch ist zusätzlich zur Gegenläufigkeit der Hülse 58 noch eine Gegenläufigkeit zwischen den benachbarten kombinierten Turbinen- und Verdichterschaufelkränzen vorgesehen. Die Beschaufelung und Drehrichtungen sind in Fig. 7 a dargestellt.The construction of FIG. 7 is very similar to that of FIG. 6, but is in addition to the opposite direction of the sleeve 58, there is also an opposite direction between the adjacent combined turbine and compressor blade rings provided. the Blading and directions of rotation are shown in Fig. 7a.

Man sieht, daß Teile des Verdichters, z. B. 51, 52, 53, die mit Turbinenteilen 54, 55 und 56 gekuppelt sind, sämtlich in einer Richtung umlaufen und auf der fest stehenden Welle 50 gelagert sind. Mit den Turbinenteilen arbeiten Schaufeln 57 an einer gegensinnig umlaufenden Hülse 58 zusammen. Die Hülse 58 trägt außen die Schaufelkränze 59, die mit den fest stehenden Schaufelkränzen 6o der Schuberhöhungsvorrichtung zusammenarbeiten. Außerdem sind fest stehende Turbinenschaufelkränze 70 und weitere Turbinenschaufelkränze, wie z. 13. 71. 72 und 73, vorgesehen, die mit Verdichterteilen, wie z. B. 74, 75 und 76, gekuppelt sind und in der gleichen Richtung umlaufen @vie die Hülse 58. Die vom Kompressor angesaugte Luft tritt bei 66 ein, kehrt ihre Strömungsrichtung in der Brennkammer 62 am Schwanzende der Anlage um und tritt dann in die Turbine. Die Austrittsgase aus dieser strömen ebenfalls wieder durch die fest stehenden hohlen Einlaßschaufeln 68 der Schuberhöhungsvorrichtung, wie es durch Pfeile angedeutet ist, und mischen sich mit dem Luftstrom der Schuberhöhungsvorrichtung zur Bildung des Schuhstrahles.It can be seen that parts of the compressor, e.g. B. 51, 52, 53, which are coupled to turbine parts 54, 55 and 56, all rotate in one direction and are mounted on the stationary shaft 50 . Blades 57 work together with the turbine parts on a sleeve 58 rotating in opposite directions. The sleeve 58 carries the blade rings 59 on the outside, which work together with the stationary blade rings 6o of the thrust increasing device. In addition, stationary turbine blade rings 70 and other turbine blade rings, such as. 13, 71, 72 and 73, provided with compressor parts such. B. 74, 75 and 76, are coupled and rotate in the same direction @vie the sleeve 58. The air drawn in by the compressor enters at 66, reverses its flow direction in the combustion chamber 62 at the tail end of the system and then enters the turbine . The outlet gases from this likewise flow again through the stationary hollow inlet vanes 68 of the thrust increasing device, as indicated by arrows, and mix with the air flow of the thrust increasing device to form the shoe jet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind die Läuferteile 51, 52, 53 des Verdichters wieder auf einer fest stehenden Welle 50 gelagert und mit Turbinenteilen 54, 55 und 56 verbunden, die mit Turbinenschaufelkränzen 57 an einer kurzen Hülse 58° zusammenarbeiten, die ihrerseits die umlaufenden Schaufeln 59 für die Schuberhöhungsvorrichtung antreibt, die mit fest stehenden Schaufeln 6o zusammenarbeitet. Bei dieser Ausführungsform ist ein Turbinenschaufelkranz 57 fest mit dem Schaufelkranz 78 des Verdichters verbunden, der auf der Welle 5o gelagert ist und gegensinnig zu den Verdichterteilen 51, 52 und 53 umläuft. Die fest stehenden Verdichterschaufeln sind mit 64 bezeichnet.In the embodiment of FIG. 8, the rotor parts 51, 52, 53 of the compressor are again mounted on a stationary shaft 50 and connected to turbine parts 54, 55 and 56, which work together with turbine blade rings 57 on a short sleeve 58 °, which in turn the drives rotating blades 59 for the thrust increasing device, which cooperates with stationary blades 6o. In this embodiment, a turbine blade ring 57 is firmly connected to the blade ring 78 of the compressor, which is mounted on the shaft 50 and rotates in the opposite direction to the compressor parts 51, 52 and 53. The stationary compressor blades are denoted by 64.

Die. Luft für den Verdichter tritt bei 66 ein und kehrt ihre Strömungsrichtung in der Verbrennungskammer 62 am Schwanzende der Anlage um, bevor sie in die Turbine tritt. Die aus dieser einströmenden Gase kehren ebenfalls ihre Strömungsrichtung um und mischen sich mit dem Luftstrom der Schuberhöhungsvorrichtung zur Bildung des Schubstrahles.The. Air for the compressor enters at 66 and reverses its direction of flow in the combustion chamber 62 at the tail end of the plant before going into the turbine occurs. The gases flowing in from this also reverse their direction of flow around and mix with the airflow from the booster device to form of the thrust jet.

Im wesentlichen eine gleiche Einrichtung zeigt Fig. 9. Hier sind jedoch zwei Kränze 57 gegensinnig umlaufender Turbinenschaufeln vorgesehen, die mit zwei zugehörigen Verdichterschaufelkränzen 78 gekuppelt sind. Weiterhin werden bei dieser Ausführungsform die Austrittsgase der Turbine zuerst durch die fest stehenden hohlen Eintrittsschaufeln 68, zum Schluß durch die fest stehenden Austrittsschaufeln 8o der Schuberhöhungsvorrichtung geleitet, um schließlich gemeinsam mit dem Luftstrom der letzteren den Schubstrahl zu bilden. Dadurch werden die Temperaturen der Verdichtungsluft der Schuberhöhungsvorrichtung und der Turbinenauspuffgase gegenseitig angeglichen und die Schallgeschwindigkeitsgrenze der Mischung in der Düse heraufgesetzt. Die Drücke der beiden Strömungsmedien sollten bei ihrer Mischung etwa gleich groß sein, um Stoßwirkungen zu vermeiden; geringe Geschwindigkeitsunterschiede verursachen nur zu vernachlässigende Verluste und können in vielen Fällen sogar erwünscht sein. Die Schaufeln der Schuberhöhungsvorrichtung sollen steil sein bei negativer Beaufschlagung für die berechnete Geschwindigkeit, um beim Steigen ein zufriedenstellendes Arbeiten sicherzustellen.Essentially the same device is shown in FIG. 9. However, here are two rings 57 oppositely rotating turbine blades provided with two associated compressor blade rings 78 are coupled. Furthermore, this Embodiment the exit gases of the turbine first through the stationary hollow Inlet blades 68, finally through the stationary outlet blades 8o the throttle device to eventually join the air flow the latter to form the thrust jet. This increases the temperatures of the compression air the thrust booster and the turbine exhaust gases mutually aligned and the sound velocity limit of the mixture in the nozzle increased. the The pressures of the two flow media should be about the same when they are mixed, to avoid shock effects; cause slight differences in speed only negligible losses and can even be desirable in many cases. The blades of the thrust increasing device should be steep when exposed to negative pressure for the calculated speed to work satisfactorily when climbing to ensure.

Die Anordnung nach Fig. 9 wird von allen hier besprochenen bisher für die beste gehalten. Die Anlage baut kurz und besitzt bei leichtem Gewicht gedrängte Bauart, bei der im wesentlichen kein Raum unausgenutzt bleibt. Sie bietet gute Möglichkeiten für den Antrieb der Hilfsgeräte, die Turbine ist kurz und besitzt einen guten Wirkungsgrad, und es werden nur wenige Labyrinthdichtungen benötigt. Die Beanspruchungen liegen günstig, und es wird eine ausgezeichnete Mischung der Austrittsgase der Turbine mit der Verdichtungsluft der Schuberhöhungsvorrichtung erzielt.The arrangement of FIG. 9 has been discussed so far by everyone here thought to be the best. The system is short and has a compact structure with a light weight Design in which essentially no space is left unused. It offers good opportunities for the drive of the auxiliary equipment, the turbine is short and has a good degree of efficiency, and only a few labyrinth seals are required. The stresses lie cheap, and there will be excellent mixing of the turbine exhaust gases achieved with the compression air of the thrust increasing device.

Die allgemeine Theorie der Mehrfachverbundmaschinen fordert, daß der größte Teil der Nutzarbeit mechanisch entnommen wird, d. h., daß der Hauptteil der Vortriebsarbeit bei Strahlantriebsanlagen durch eine Schubstrahlverstärkungsanlage geliefert wird. In einer solchen wird die zutretende Luft verlangsamt und ihr Druck durch Stoßwirkung erhöht. Nach einer Verdichtung in der Schuberhöhungsvorrichtung dehnt sich die Luft in der Strahldüse wieder aus. Wenn ein Flugzeug mit einer solchen Antriebsanlage aber steigt, ist die Stoßwirkung zu vernachlässigen und das Druckverhältnis über alles in der Schuberhöhungsvorrichtung fällt beträchtlich, so daß der Strahldurchmesser dazu neigt, zu schmal zu werden. Dieses Ergebnis wäre noch ungünstiger, wenn es sich um einen Überschallstrahl in einer divergierenden Düse handeln würde, weil der Strahl dann auf den kleinsten Querschnitt der Düse verkleinert würde und keine Ausdehnung in dem sich verbreiterten Düsenteil stattfinden könnte, da infolge des Fehlens einer Stoßwirkung das Druckverhältnis über alles in der Schuberhöhungsvorrichtung gefallen sein würde. Wo jedoch Schallgeschwindigkeit die Grenze für die Strahlgeschwindigkeit einer Anlage mit Schuberhöhung bildet und sowohl die Notwendigkeit des Steigens als auch die Möglichkeit einer Leistungsregelüng in Betracht gezogen werden, ist eine verhältnismäßig große Strahlgeschwindigkeit erwünscht, um der Luft in der Schuberhöhungsvorrichtung den größten Betrag einer Beschleunigung über alles zu erteilen und dadurch einen zu großen Prozentsatz von Einströmverlusten zu vermeiden. Wie jedoch festgestellt wurde, wird durch Mischung der heißen Gase aus der Turbine mit der Luft der Schuberhöhungsvorrichtung die Schallgeschwindigkeitsgrenze in der Düse erhöht.The general theory of multiple compound machines requires that the Most of the useful work is removed mechanically, d. that is, the main part of the Propulsion work for jet propulsion systems by means of a thrust jet reinforcement system is delivered. In such a system, the incoming air is slowed down and its pressure is slowed down increased by impact. After compaction in the thrust increasing device the air in the jet nozzle expands again. If an airplane with one of these However, if the drive system increases, the impact effect and the pressure ratio are negligible over everything in the throttle device falls considerably, so that the beam diameter tends to get too narrow. This result would be even worse if it were would be a supersonic jet in a diverging nozzle because the jet would then be reduced to the smallest cross section of the nozzle and none Expansion in the widened nozzle part could take place as a result of the In the absence of shock, the overall pressure ratio in the thrust booster would have fallen. However, where the speed of sound is the limit for the jet speed a system with increased thrust and both the need for climbing as well as the possibility of a power regulation should be considered a relatively high jet velocity is desired to expel the air in the thrust booster to give the greatest amount of acceleration over everything and thereby one to avoid too large a percentage of face losses. However, as stated is made by mixing the hot gases from the turbine with the air from the throttle device the sound velocity limit in the nozzle increased.

Diese Verhältnisse erfordern eine große langsam laufende Schuberhöhungsvorrichtung. Indem man diese von einer gegensinnig umlaufenden Turbinenhülse, z. B. 58 oder 58°, antreibt, kann die Turbine eine hohe Relativgeschwindigkeit ohne übermäßige Beanspruchungen erhalten. Das notwendige Reaktiönsmoment wird zweckmäßig durch die Reaktion des gesamten Verdichters geliefert; für ein sehr hohes Verdichtungsverhältnis reicht dies gerade aus. Für die Entwurfsberechnung ist dies sehr günstig, wenn die Bedingung des Nichtstehenbleibens einer regelbaren Verbundmaschine erfüllt werden soll. Im allgemeinen scheinen die Schallgeschwindigkeit und die Leistungsbedingungen eine befriedigende Anwendung von Maschinen von kleinem Durchmesser wegen der Beschränkung auf Massenströmung auszuschließen.These conditions require a large, slow running throttle booster. By moving this from an oppositely rotating turbine sleeve, e.g. B. 58 or 58 °, drives, the turbine can achieve a high relative speed without excessive stress obtain. The necessary reaction moment is expediently determined by the reaction of the complete compressor delivered; is enough for a very high compression ratio this straight out. This is very favorable for the design calculation if the condition the non-stopping of a controllable compound machine is to be fulfilled. in the in general, the speed of sound and the performance conditions seem to be one satisfactory application of small diameter machines because of the limitation to exclude mass flow.

Es ist deswegen wichtig, die Länge über alles kurz zu halten, und das ist wichtiger als eine Verringerung des Durchmessers der Anlage. Hinsichtlich des Widerstandsverhaltens ist darauf hinzuweisen, daß es sich bei dem gesamten Widerstand ausschließlich um Reihungswiderstand handelt und daß sich kein Formwiderstand entwickeln kann.It is therefore important to keep the length short, and this is more important than reducing the diameter of the plant. Regarding of the resistance behavior, it should be pointed out that it is the total resistance it is all about series resistance and that no form resistance develops can.

Die Bauart nach Fig. to veranschaulicht eine Mitteldruckmaschine mit einen einzigen Läufer und Schuberhöhung. Die umlaufenden X"erdichterschaufelkränze werden von einem Innenläufer 86 getragen, der fest mit den Turbinenschaufelkränzen 87 verbunden ist, die mit Turbinenschaufelkränzen 57 an der Innenseite einer kurzen, gegensinnig umlaufenden Hülse 58° zusammenarbeiten, die die umlaufenden Schaufeln 59 für die Schuberhöhung trägt. Sowohl der innere Läuferteil als auch die Hülse sind auf einer fest stehenden Welle 5o gelagert. Der Teil 6,4 trägt die fest stehenden Verdichterschaufelkränze. 78 ist ein gegensinnig umlaufender Kranz von Verdichterschaufeln. Die Luft tritt bei 66 ein, wird nach Durchströmung des Verdichters in der Brennkammer 62 am Schwanzende der Anlage in ihrer Strömungsrichtung umgedreht und dann der Turbine zugeleitet. Die Austrittsgase der Turbine strömen durch hohle fest stehende Einlaßschaufeln 68 und Auslaßschaufeln 8o der Schubvergrößerungsvorrichtung, wie es für Fig.9 beschrieben wurde, und mischen sich dann mit dem Luftstrom der Schuberhöhungsvorrichtung zur Bildung des Schubstrahles.The design according to Fig. To illustrates a medium pressure machine with a single runner and thrust increase. The rotating X "sealer blade rings are carried by an inner rotor 86, which is fixed to the turbine blade rings 87 is connected, which with turbine blade rings 57 on the inside of a short, counter-rotating sleeve 58 ° work together, which the rotating blades 59 for the increased thrust. Both the inner rotor part and the sleeve are mounted on a stationary shaft 5o. The part 6.4 carries the fixed Compressor blade rings. 78 is a ring of compressor blades rotating in opposite directions. The air enters at 66, is after flowing through the compressor in the combustion chamber 62 reversed at the tail end of the system in its flow direction and then the turbine forwarded. The turbine exit gases flow through hollow fixed inlet vanes 68 and outlet blades 8o of the thrust magnifying device, as described for FIG and then mix with the airflow from the booster device Formation of the thrust jet.

Claims

PATENT CLAIM: Internal combustion turbine system for jet propulsion, characterized in that a sleeve carries part of the turbine blades on its inside, revolving in the opposite direction to a part of the compressor blades (inside the sleeve) or to other turbine blades (inside the sleeve) and with blades attached to the outside Thrust increase against stationary blades by reaction on stationary SchauOn drives that work directly or indirectly with the turbine blades carried by the sleeve.