CH685254A5 - Verfahren zum Umändern eines Luftfahrzeug-Turbofan-Triebwerks und umgeändertes Luftfahrzeug-Triebwerk. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Anspruch 1 und ein Triebwerk gemäss Anspruch 8.

Gasturbinentriebwerke werden für eine Vielzahl von Zwecken, einschliesslich elektrischer Nutzung und industriellen Triebwerk-Anwendungen, verwendet. Diese Gasturbinentriebwerke umfassen typischerweise zwei Grundkonfigurationen. Eine als Einzel-Welle-System bezeichnete Konfiguration verwendet einen einzelnen Verdichter, welcher direkt mit einer Einzelturbine gekoppelt ist und bei welcher die Turbine oder der Verdichter direkt mit einer Arbeitsmaschine, im folgenden Last genannt, verbunden ist. Alternativ dazu verwenden andere Systeme eine freie Antriebsturbine, welche abstrom-seitig des Ausgangs einer Turbine angeordnet ist und aerodynamisch daran gekoppelt ist. Diese eine Antriebsturbine verwendenden Systeme können entweder einen Einzelverdichter, welcher mit einer Einzelturbine verbunden ist, oder Mehrfachverdichter, so wie ein Niederdruckverdichter, welcher mit einer Niederdruckturbine und mit einem mit einer Hochdruckturbine verbundenen Hochdruckverdichter verbunden ist, umfassen. Jedoch arbeitet in Systemen, welche eine Antriebsturbine verwenden, die Antriebsturbine unabhängig und rotiert diese frei von der Turbine, welche mit dem Verdichter verbunden ist. Jede von diesen beiden Konfigurationen hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Zum Beispiel ist es für verschiedene Anwendungen, so wie bei Anwendungen für die Schiffahrt, wünschenswert, ein hohes Verzögerungs-Drehmoment zu haben, derart dass wenn das System mit einer nicht drehenden Last verbunden wird, ein hohes Verzögerungs-Drehmoment aufgebracht werden kann. Ein hohes Verzögerungs-Drehmoment kann mit Systemen erreicht werden, welche eine Antriebsturbine umfassen, da das Triebwerk unabhängig von der Antriebsturbine arbeiten kann und deshalb ein hohes Drehmoment über die Antriebsturbine zu der Last übertragen werden kann, selbst wenn die Antriebsturbine still steht. Im Unterschied dazu haben Einzel-Weile-Systeme kein Verzögerungs-Drehmo-ment, da die Last direkt mit der Turbine und dem Verdichter verbunden ist. Deshalb werden, wenn sich die Last nicht dreht, der Verdichter und die Turbine auch nicht drehen und kann keine Leistung auf die Last übertragen werden. In diesen Systemen werden grosse Motoren zum Starten benötigt, um die Verdichterturbinen zu drehen und zu laden, und um das Triebwerk zu starten. Jedoch hat das Einzel-Welle-System gegenüber Systemen mit einer freien Antriebsturbine Vorteile, so wie die bei Erhöhung der Umgebungstemperatur erhöhte Leistung. Es ist allgemein bekannt, dass, wenn die Last ein Generator ist, Systeme mit einer Antriebsturbine einen grösseren Ausgangsleistungsabfall erleiden als Einzel-Welle-Systeme, bei welchen der Rotor des Generators und damit der Verdichter und die Turbine mit relativ konstanter Geschwindigkeit dreht. Einzel-Weile-Systeme sind auch vorteilhaft bezüglich plötzlicher Verminderung in der Grösse der Last. In einem Einzel-Welle-System bleibt, wenn die Last entweder elektrisch oder mechanisch von der Turbine entkoppelt wird, die Turbine mit dem Verdichter verbunden und führt deshalb zu einem gewissen Überdreh-Schutz. Jedoch ist in Antriebsturbinensystemen, wenn die Last entkoppelt wird, die Antriebsturbine nicht mit irgendeiner andern Komponente verbunden, welche deren Überdrehung begrenzen könnte, so wie ein Verdichter, und ist deshalb die Antriebsturbine viel eher hohen Überdrehungen ausgesetzt, welche zu Beschädigungen der Antriebsturbine und des gesamten Triebwerks führen können, wenn kritische Belastungen in der Antriebsturbine auftreten.

Andere Erwägungen in der Entwicklung und der Auswahl eines Gasturbinenmotors betreffen Kosten, Betriebssicherheit und die Summe an Erfahrungen, welche jedes System mit Gasturbinentriebwerken in sich birgt. Viele industrielle Triebwerke benutzten Motoren, welche von Flugmotoren abgeleitet sind, weshalb diese industriellen Motoren von den vielen Flugmotoren-Erfahrungen und -Technologien profitieren. Zusätzlich führt die Verwendung von von Luftfahrzeugen abgeleiteten Motoren zu relativ leichtgewichtigen Motoren, welche in einigen Anwendungen besonders wertvoll sind. Diese von Luftfahrzeug-Motoren abgeleiteten Systeme umfassen die Verwendung von Antriebsturbinen, welche einerseits ihre Vorteile haben, andererseits auch mit ihren entsprechenden Nachteilen, wie mit den erhöhten Kosten zum Speisen einer zusätzlichen Antriebsturbine, verbunden sind. Weiter werden diese Antriebsturbinen nicht typischerweise in Flugmotoren verwendet, von denen diese industriellen Motoren abgeleitet sind, und bedürfen deshalb zusätzlicher Konstruktions- und Systemmodifikationen. Diese verbesserten Luftfahrzeug-Gasturbinenmotoren verwenden oft Mehrfachverdichter mit einem über eine hohle Welle an einer Hochdruckturbine befestigten Hochdruckverdichter und einen über eine Welle, welche sich durch die hohle Hochdruckwelle erstreckt, an einer Niederdruckturbine befestigten Niederdruckverdichter. In vielen Anwendungen kann es wünschenswert sein, die Welle, welche die Last antreibt, anstromseitig des Verdichters angeordnet zu haben. Zum Beispiel können abstromseitig des Motors Dampfkessel angeordnet sein, um Dampf zum Einspritzen in den Motor zu erzeugen. Jedoch erzeugt die ebenfalls abstromseitig der Antriebsturbine angeordnete Last unerwünschte Änderungen des Strömungskanals, welche notwendig sind, um den Luftstrom zum Beheizen des Dampfkessels zu benutzen. Unglücklicherweise ist es unmöglich in diesen verbesserten Gasturbinenkonstruktionen mit Mehrfach-Wellen, eine zusätzliche Welle einzubringen, welche von der Antriebsturbine durch den Motor reicht, derart dass die Welle mit einer anstromseitig des Verdichters liegenden Last verbunden werden kann. Zusätzlich erfordern die von Luftfahrzeugen abgeleiteten Motoren typischerweise Modifikationen in der Turbine, um diese an Änderungen des Luftstroms anzupassen und andere Änderungen, welche oft Düsenraumänderungen und Modifikationen in der Anzahl von Verdichterstufen ein-schliessen. Wann immer Änderungen oder Modifikationen von der bestehenden Flugmotor-Konstruktion erfoderlich sind, erfordert dies Kon-

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struktions- und Herstellungs-Änderungen, welche zu erhöhten Ausgaben führen und zusätzlich in Verbindung mit der Verwendung von Konstruktionen, welche nicht direkt von der im entsprechenden Flugmotor enthaltenen Betriebssicherheit, Prüfung und der Erfahrung profitiert haben, zu Betriebssicherheits-Betrachtungen führen.

Deshalb wäre es wünschenswert, ein System zu haben, welches die Nachteile der Einzel-Welle- und der Antriebsturbinen-Konfiguration vermeidet, während viele von der entsprechenden Vorteile beibehalten bleiben. Weiterhin wäre es wünschenswert ein System zu haben, welches die erforderlichen Modifikationen an der bestehenden Flugmotoren-Technologie minimaiisiert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2A und 2B sind Querschnitte eines Luftfahr-zeug-Gasturbinentriebwerk.

Fig. 3A und 3B sind Querschnitte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer in Serie verbundener «Doppel-Ender»-Triebwerkkonfi-guration, in welcher die vorliegende Erfindung verwendet wird.

Ein Triebwerk umfassend einen ersten Verdichter zur Erzeugung einer abströmenden axialen Strömung, einem abstromseitig vom ersten Verdichter angeordneten zweiten Verdichter und eine abstromseitig des zweiten Verdichters angeordnete Brennkammer. Eine erste Turbine ist abstromseitig der Brennkammer angeordnet und die Erstturbine mit dem zweiten Verdichter über eine erste Welle treibend verbunden. Eine zweite Turbine ist abstromseitig der ersten Turbine angeordnet und die zweite Turbine ist mit dem ersten Verdichter über eine zweite Welle treibend verbunden. Das Triebwerk ist mit einer Last verbunden, welche in erster Linie drehend sowie einem axialen Schub des ausströmenden Gases entgegenwirkend ist und die Last ist an die zweite Welle gekoppelt.

Die Erfindung umfasst auch ein Triebwerk für eine nicht-aeronautische Anwendung mit einem ersten Verdichter zur Erzeugung einer abströmenden axialen Strömung, einem zweiten abstromseitig des ersten Verdichters angeordneten Verdichter und mit einer abstromseitig des zweiten Verdichters angeordneten Brennkammer. Eine erste Turbine ist abstromseitig der Brennkammer angeordnet und welche erste Turbine über eine erste Welle mit dem zweiten Verdichter antreibend verbunden ist. Eine zweite Turbine ist abstromseitig der ersten Turbine angeordnet und welche zweite Turbine über eine zweite Welle mit dem ersten Verdichter antreibend verbunden ist. Das Triebwerk weist Mittel auf, um eine Last an die zweite Welle anzukoppeln.

Im weiteren beinhaltet die Erfindung ein Verfahren, um einem Luftfahrzeug-Turbofan-Motor mit einem Fan und einem zum Fan benachbarten Verdichter zur Erzeugung einer abströmenden Strömung in eine nicht-aeronautische Anwendung umzubauen, welche die Schritte des Entfernens eines Fans von einer Welle der Maschine und des

Befestigens einer Verbindung zum Befestigen einer Last an der Welle, an welcher der Fan entfernt ist, umfasst.

In Fig. 1 umfasst ein Triebwerk 10 der vorliegenden Erfindung ein Triebwerk für eine nicht-aeronautische Anwendung mit einem ersten Verdichter 20 zum Erzeugen einer abströmenden axialen Strömung und einem abstromseitig des ersten Verdichters 20 angeordneten zweiten Verdichter 22. Ein Brenner 24 liegt abstromseitig des Verdichters 22 und eine erste Turbine 28 liegt abstromseitig des Brenners 24 und ist mit dem zweiten Verdichter 22 über eine erste Welle 32 treibend verbunden und eine zweite Turbine 36 ist abstromseitig der ersten Turbine 28 angeordnet und die zweite Turbine ist treibend mit dem ersten Verdichter 20 über eine zweite Welle 40 verbunden. Das Triebwerk weist Mittel 44 auf, um eine Last an die zweite Welle 40 anzukoppeln. Vorzugsweise ist die Last, welche an die zweite Welle 40 angekoppelt ist, in erster Linie drehend sowie einem axialen Schub des ausströmenden Gases entgegenwirkend.

Der erste und zweite Verdichter 20 resp. 22, der Brenner 24, die erste und zweite Turbine 28 resp. 36 und die erste und zweite Welle 32 resp. 40 werden vorzugsweise von einem Flugmotor gebildet, so wie ein CF6-80C2-Motor, wie er von der General Electric Company hergestellt wird und wie er in den Fig. 2A und 2B abgebildet ist, in welchen der Flugmotor 200 einen Fan 218 aufweist, welcher eine abströmende axiale Strömung erzeugt, einen ersten Verdichter 220 abstromseitig des Fans 218 angeordnet ist, ein zweiter Verdichter 222 abstromseitig des ersten Verdichters 220 angeordnet ist, ein Brenner 224 abstromseitig des zweiten Verdichters 222 angeordnet ist, eine erste Turbine 228 abstromseitig des Brenners 224 angeordnet ist und mit dem zweiten Verdichter 222 über eine erste Welle 232 treibend verbunden ist, eine zweite Turbine 236 abstromseitig der ersten Turbine 228 angeordnet ist und mit sowohl dem ersten Verdichter 220 als auch dem Fan 218 über eine zweite Welle 240 treibend verbunden ist. Typischerweise ist der erste Verdichter 220 mit einem Ende des ersten Verdichters 220 über den Fan 218 an die zweite Welle 240 gekoppelt. Im allgemeinen ist abstromseitig der zweiten Turbine 236 ein zylindrisches rückwärtiges Gehäuse 260, welches typischerweise Entwirblerstreben aufweist, an welchen typischerweise eine Gasturbinendüse befestigt ist, wie es auf diesem Gebiet wohlbekannt ist. Das rückwärtige Gehäuse 260 schwingt sich zum axialen Zentrum des abstromseitig der zweiten Turbine liegenden Motors.

In Fig. 3A und 3B ist ein modifizierter Gasturbinenmotor dargestellt, worin die Referenzzeichen denjenigen zu den entsprechenden Elementen aus Fig. 2A und 2B entsprechen. Es versteht sich, dass sich vorzugsweise jegliche am Motor vorgenommenen Modifikationen entweder anstromseitig des ersten Verdichters 220 oder abstromseitig der zweiten Turbine 236 befinden, um damit minimale Änderungen am Flugtriebwerk zu verursachen. Jedoch kann es wünschenswert sein, die vorhandenen Schaufeln im ersten Verdichter 220 mit Alternativschaufeln

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auszuwechseln, um die an Änderungen der Luft-stromcharakteristik anzupassende Effizienz zu ma-ximieren. Vorzugsweise wird nur die Fiügelform modifiziert und alle anderen Komponenten des Verdichters, so wie Schaufelbefestigung und Verriegelungsmittel oder der aktuelle Strömungsverlauf bleiben unverändert. Anstromseitig des ersten Verdichters 220 wird der Fan 218 abgenommen und wird typischerweise eine Scheibe 310 zwischen der zweiten Welle 240 und dem ersten Verdichter 220 eingesetzt, um eine Stütze und einen Antrieb für den ersten Verdichter 220 zu schaffen. Vorzugsweise wird ein Ausgleichskolben 320 anstromseitig des ersten Verdichters 220 angebracht, welcher typischerweise durch ein erstes Bauteil 322 gebildet wird, welches mit einem Einlaufgehäuse 340 verbunden ist und welches erste Bauteil sich zu der, eine dazwischen angeordnete Dichtung aufweisenden, zweiten Welle 240 erstreckt. Es kann wünschenswert sein, das erste Bauteil so zu formen, um ein Zweifach-Dichtungs- und -Belüftungs-Kavitä-ten-System zu bilden, in weichem sich eine erste Seitenwand vom Einlaufgehäuse 340 zu einer ersten, der zweiten Welle 240 gegenüberliegenden Dichtung erstreckt, und eine zweite von der ersten Seitenwand beabstandete Seitenwand sich von dem Einlaufgehäuse zu einer zweiten Dichtung erstreckt, welche der zweiten Welle 240 gegenüber angeordnet ist und dabei dazwischen eine Öffnung bildet, welche mit von dem Motor wegführenden Röhren verbunden sein kann. Alternativ kann das erste Bauteil 322 unter Verwendung einer Dreifach-Dichtung, welche zwei Kavitäten bildet, geformt sein. Die erste Kavität ist dann eine Belüftungskavi-tät und die zweite Kavität ist an eine Tief-Temperatur- und Niedrigdruck-Luftzufuhr gekoppelt. Der Ausgleichskolben 320 hat typischerweise auch ein mit der zweiten Welle 240 verbundenes zweites Bauteil 324, und welches anstromseitig des ersten Bauteils 322 angeordnet ist und sich zu diesem erstreckt und derart angeordnet ist, um eine Kavität 326 zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 322 resp. 324 zu bilden. Typischenweise wird Luft einer Entlüfterdüse 330 des zweiten Verdichters über Rohrführungen 332 in die Kavität geleitet, welche Luft eine Anstromkraft auf die zweite Welle 240 ausübt, um das Fehlen des Fans 218 auszugleichen. Ein Flansch 380 ist ebenfalls mit der zweiten Welle 240 verbunden, um als Mittel zum Ankoppeln einer Last an die zweite Welle 240 zu dienen. Es versteht sich, dass der Ausgleichkolben 320 oder die Mittel zum Ankoppeln einer Last an die Welle auch hinter der Zweitturbine 236 angeordnet sein können, obwohl es, um höhere Temperaturverhältnisse zu vermeiden typischerweise wünschenswert ist, diese Komponenten vor dem ersten Verdichter 220 anzuordnen. Vor dem ersten Verdichter 220 ist auch eine variable Einlaufleitschaufel 370 angeordnet, um den Luftstrom dadurch zu regeln und anstromseitig der Leitschaufel 370 liegt ein Einlaufgehäuse 340 für die Luftaufnahme des Verdichters 220.

Die Modifikationen hinter der zweiten Turbine sind ebenso typischerweise minimal, vorzugsweise ist das rückwärtige Gehäuse 260 typischerweise durch ein modifiziertes rückwärtiges Gehäuse 360, mit einem Durchmesser, welcher sich entweder ver-grössert oder abstromseitig der Turbine einen ungefähr konstant bleibenden Durchmesser hat, ersetzt.

Es versteht sich, dass der Turbofanflugmotor während der Konstruktionsphase bei der Gestaltung des nicht-aeronautischen Antriebs modifiziert wird. Deshalb bestimmt typischerweise das Kontruktions-verfahren die Abnahme des Fans und die anderen an dem Flugmotor notwendigen Änderungen und während dem tatsächlichen Zusammenbau des nicht-aeronautischen Motors, wird der Motor in Übereinstimmung mit den Plänen, welche bereits die Umwandlungsmodifikationen enthalten, zusammengesetzt werden.

Im Betrieb tritt Luft durch das Einlaufgehäuse 340 ein und strömt durch die Einlaufleitschaufel 370 zum ersten Verdichter 220 und fliesst stromabwärts durch den zweiten Verdichter 222. Die Luft wird dann vom Brenner 224 erhitzt, welche dann die erste und zweite Turbine 228 resp. 236 antreibt. Die Turbinen treiben die erste und zweite Welle 232 resp. 240 an. Die erste Welle 232 treibt den zweiten Verdichter 222 an und die zweite Welle 240 treibt den ersten Verdichter 220 und die Last, welche am Flansch 380 angekoppelt ist an. Typischerweise ist die Last in erster Linie drehend sowie einem axialen Schub des abströmenden Gases entgegenwirkend. Zum Beispiel kann die Last ein Generator, ein Kompressor für eine industrielle Anwendung oder eine mit einem Getriebe gekoppelte Welle, wie bei Antrieben für die Schiffahrt, sein. Damit kann Leistung, welche typischerweise verwendet wird, um vorbeistreichende Luft in einen Turbofanmotor zu treiben direkt verwendet werden, um andere als Fan- oder Propeller-Anwendungen anzutreiben. Des weiteren, da mit der Technologie auch die Effizienz des Turbofans zunimmt, werden diese Effizienzzunahmen direkt und leicht in nicht-aero-nautische Anwendungen übertragen, insbesondere wenn höhere Durchflussströme verwendet werden, um diese Effizienz zu erhalten. Zusätzliche Leistung wird ebenfalls erreicht durch das Ersetzen des rückwärtigen Gehäuses 260 durch ein modifiziertes rückwärtiges Gehäuse 360, dessen Durchmesser entweder zunimmt oder abstromseitig der Turbine ungefähr konstant bleibt. In Flugmotoren schwingt sich die äussere Strömungskanaltrennwand des rückwärtigen Gehäuses einwärts zum Zentrum des Motors, um Geschwindigkeitsverminderungen zu kompensieren, welche von den Entwirblerstreben herrühren. Jedoch gibt es bei Anwendungen in der Schiffahrt oder industriellen Anwendungen keinen Grund, irgendwelche Geschwindigkeitsverminderungen zu kompensieren und in diesen Anwendungen wird typischerweise ein Diffusor verwendet, um die Geschwindigkeit zu verminderen und um damit eine erhöhte Ausgangsleistung bei einem grösseren Druckabfall über der Turbine, zu erhalten, wobei das modifizierte rückwärtige Gehäuse 360 diese Geschwindigkeitsverminderung erzeugt.

Der Ausgleichkolben 320 kompensiert die axialen stromabwärts gerichteten Kräfte, welche auftreten, wenn der Fan 218 von der zweiten Welle 240 entfernt ist. Der Ausgleichkolben (320) kann auch

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technische Massnahmen umfassen, um die Einspritzung von warmer Luft in den Motorenströmungskanal zu vermeiden, welche von vom Ausgleichkolben verdichteter Luft stammt und durch die innere Dichtung leckt. Zum Beispiel kann in einer Doppel-Dich-tung, mit einem Belüftungs-Kavitäten-System, warme Luft, welche in die Kavität einströmt, ausserhalb des Motorenströmungskanals fliessen. Alternativ dazu kann in einem Dreifach-Dichtungs- und Belüftungs-Kavitäten-System warme Luft ausserhalb des Motorenströmungskanals strömen, kann Niederdruckluft kühlen, kann in die zweite Kavität eintreten, um die Temperatur von irgendwelcher in den Motorenströmungskanal einfliessender Luft weiter zu vermindern.

Das Triebwerk der vorliegenden Erfindung, «mit «Direkt-Antrieb und unabhängigem Kern», schafft gegenüber anderen industriellen Motoren und Motoren für die Schiffahrt zahlreiche Vorteile. Zum Beispiel kann die vorliegende Konstruktion, im Vergleich mit Einfach-Wellen-Systemen, welche ein Verzögerungsdrehmoment von Null haben, ein ansehnliches Drehmoment aufweisen, da der zweite Verdichter 222 und die erste Turbine 228 und Welle 232 unabhängig von der zweiten Welle 240, mit welcher die Last verbunden ist, rotieren, und damit erlaubt, dass ein Drehmoment auf die Last übertragen werden kann. Das Triebwerk ist auch brauchbar, da es oft wünschenswert ist, den Maschinenmotor bei sehr tiefen Geschwindigkeiten sich selbst abkühlen zu lassen und dies wird mit der vorliegenden Erfindung leicht erreicht, da ein Verdichter und die Turbine unabhängig von der Last rotieren können, obwohl es in Einfach-Wellen-Systemen eine grosse Leistung erfordern kann, um die Last zu treiben. Im weiteren ist es wahrscheinlich, dass in Systemen, in welchen die Last ein Generator ist, die vorliegende Erfindung in dem Mass, in dem die Umgebungstemperatur erhöht wird, gegenüber Nutz-Leistungsturbinensystemen verbesserte Ausgangsleistungen schaffen wird. Im vorliegenden System wird eine Generatorlast über die zweite Weile an den ersten Verdichter gekoppelt und der Generator wird deshalb in dem ersten Verdichter das Einlaufen eines relativ konstanten Luftflusses in den Motor erzeugen, was die unerwünschten Wirkungen der Erhöhung der Umgebungstemperatur vermindern sollte. Zusätzlich schafft die vorliegende Erfindung ebenso eine Art Überdreh-Schutz, wenn die Last von der Welle entkoppelt wird, da die zweite Turbine 236 ebenfalls an den ersten Verdichter 220 angekoppelt ist, was dazu dient die Überdrehung zu begrenzen. Das vorliegende System schafft ebenfalls ein System, welches neu entwickelte Gasturbinenkonstruktionen verwendet und schafft auch ein System, in welchem die Last anstromseitig des Verdichters befestigt sein kann und vermeidet damit erforderliche Modifikationen an der Ausrichtung des Luftstroms, was von einem System verursacht werden kann, in welchem die Last abstromseitig liegt. Weiterhin kann das System auch derart verwendet werden, dass die Last abstromseitig der Turbine angeordnet sein kann, was in besonderen Anwendungen wünschenswert sein kann, so wie für einen maritimen Antrieb. Diese Möglichkeit, die Last entweder anstromseitig der Verdichter oder abstromseitig der Turbine zu befestigen, schafft die Fähigkeit, die Gasturbinen in einem angepassten System zu verwenden, so wie bei der Verwendung in einem in Serie verbundenen «Doppel-Ender»-Gene-ratorsystem 410, in welchem, wie in Fig. 4 gezeigt, ein erstes Triebwerk 420 mit einem abstromseitig der Turbinen des ersten Triebwerks 420 liegenden Generator 430 verbunden ist und der Generator auch anstromseitg des Verdichters mit einem zweiten Triebwerk 440 gekoppelt ist. Früher waren identische Triebwerke auf jeder Seite des Generators angeordnet und die Nutz-Leistungsturbinen waren fest mit dem Generator verbunden. Die Verwendung von Leistungsturbinen erfordert, dass eine der Leistungsturbinen in der umgekehrten Richtung als die andere Leistungsturbine rotiert. Diese umgekehrte Rotation erfordert deshalb Modifikationen in der Konstruktion und der Bearbeitung von einer der Leistungsturbinen und Modifikationen, welche deshalb zu erhöhten Kosten führen. In dem vorliegenden System jedoch kann der gleiche Motor verwendet werden, mit den Unterschieden, welche primär nur in der vorderen und rückwärtigen Befestigung zum Generator vorhanden sind. Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft in seiner Fähigkeit, eine maximale Anzahl laufend erhältlicher Flugmotorkonstruktionen mit einer minimalen Anzahl an Änderungen verwenden zu können. Durch das er-findungsgemässe Minimalisieren der Änderungen an einem Flugtriebwerk werden Änderungen am Strömungskanal minimalisiert und der maximale Profit aus der Erfahrung zur Betriebssicherheit und aus bewährten technologischen Konstruktionen kann verwendet werden. Im weiteren minimalisiert dies zusätzlich mit entsprechenden Kosten verbundene Konstruktionsmodifikationen, welche notwendigerweise mit diesen Änderungen verbunden sind. Zusätzlich schafft diese Konstruktion ebenso signifikante Kostenverbesserungen.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Umändern eines Luftfahrzeug-Turbofan-Triebwerks (200) für eine nicht-aeronauti-sche Anwendung, welches Luftfahrzeugtriebwerk einen Fan (218), abstromseitig des Fans einen ersten Verdichter (220), abstromseitig des ersten Verdichters einen zweiten Verdichter (222), abstromseitig des zweiten Verdichters eine Brennkammer (224), eine erste Turbine (228), welche über eine erste Welle (232) an den zweiten Verdichter (222) angekoppelt ist, und eine abstromseitig der ersten Turbine (228) liegende zweite Turbine (236), welche über eine zweite Welle (240) an den ersten Verdichter (220) und den Fan (218) gekoppelt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: entfernen des Fan (218) von der zweiten Welle (240); befestigen eines ersten Mittels (380) zum Ankoppeln einer Last an die zweite Welle (240); und befestigen eines zweiten Mittels (320) zum Ausgleichen der durch das Fehlen des Fans verursachten Kräfte auf diese zweite Welle (240), um das Fehlen des Fans zu kompensieren.

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   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Befestigens des ersten Mittels weiter gekennzeichnet ist durch das Anbringen eines Flansches (380) an die zweite Welle des ersten Verdichters (220).

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Befestigens des zweiten Mittels weiter gekennzeichnet ist durch das Ankoppeln eines Ausgleichkolbens (320), um das Fehlen des Fans (218) zu kompensieren.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (320) stromaufwärts des ersten Verdichters (220) positioniert wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Positionieren einer verstellbaren Einlaufleitschaufel (370) stromaufwärts des ersten Verdichters (220), um den durchströmenden Luftstrom zu regeln.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbofan-Triebwerk (200) stromabwärts der zweiten Turbine (236) ein als rückwärtiges Gehäuse bezeichnetes Gehäuse (260) aufweist, dessen Durchmesser sich stromabwärts der zweiten Turbine verkleinert und welches Verfahren weiter gekennzeichnet ist durch das Ersetzen des rückwärtigen Gehäuses (260) durch ein modifiziertes rückwärtiges Gehäuse (360) mit einem Durchmesser, welcher sich abstromseitig der zweiten Turbine (236) vergrössert.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbofan-Triebwerk (200) stromabwärts der zweiten Turbine (236) ein rückwärtiges Gehäuse (260) aufweist, dessen Durchmesser sich stromabwärts von der zweiten Turbine verkleinert und welches Verfahren weiter gekennzeichnet ist durch das Ersetzen des rückwärtigen Gehäuses (260) durch ein modifiziertes rückwärtiges Gehäuse (360) mit einem ungefähr konstanten Durchmesser.

   8. Ein umgeändertes Luftfahrzeug-Triebwerk (200) für nicht aeronautische Anwendungen, umfassend einen ersten Verdichter (220) zur Erzeugung einer abströmenden axialen Strömung; einen stromabwärts des ersten Verdichters angeordneten zweiten Verdichter (222); eine stromabwärts des zweiten Verdichters (222) angeordnete Brennkammer (224); eine erste Turbine (228), welche stromabwärts der Brennkammer (224) angeordnet ist und über eine erste Welle (232) mit dem zweiten Verdichter (222) treibend verbunden ist; eine zweite Turbine (236), welche stromabwärts der ersten Turbine angeordnet ist und über eine zweite Welle (240) mit dem ersten Verdichter (220) treibend verbunden ist; eine Last (430), welche mit der zweiten Turbine (236) gekoppelt ist, gekennzeichnet durch einen Ausgleichskolben (320), welcher zustromsei-tig des ersten Verdichters (220) angeordnet ist und mit der zweiten Welle (240) verbunden ist, um das Fehlen des Fans (218) zu kompensieren; eine verstellbare Einlauf-Leitschaufel (370) um den Eintritts-Luftstrom des ersten Verdichters (220) zu kontrollieren; und ein, sich von der zweiten Turbine (236) stromabwärts erstreckendes, rückwärtiges Gehäuse (360) mit einem konstanten oder stromabwärts zunehmenden Durchmesser.

   9. Triebwerk nach Anspruch 8 bei welchem an die zweite Welle (240) eine Last (430) an jedem der beiden Enden dieser Welle (240) angekoppelt werden kann.

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