DE1601633A1

DE1601633A1 - Gasturbinenstrahltriebwerk

Info

Publication number: DE1601633A1
Application number: DE19671601633
Authority: DE
Inventors: May Gordon Cyril; Moreton Albert James
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1966-05-04
Filing date: 1967-04-25
Publication date: 1970-07-23
Also published as: DE1601633B2; GB1090173A; US3453825A

Description

25, April 1967

1601833

....■■. ".>- 2
Kauiinseirir:8,Tel.24O275

EOLLS-ROICE LIMITED Derby, Derbyshire, Grossbritannien

Gasturbinenstrahltriebwerk

Die Erfindung betrifft ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einer Rotorseheibe, welche Über eine erste Leitung mit Luft beliefert wird und eine mittige Bohrung mit einem Kanal hat, der mit der ersten Leitung in Verbindung steht, sowie einen zweiten, vom ersten unab— hähgigen Kanal, der einen Xe.il einer zweiten Leitung bildet, welche

. anderen .
Luft an einen vej^iSLtnienäeeig. kSklej^en- Teil des Triebwerks anliefert.

Die fiotorscheibe kann mit einem zylindrischen Schild ausgestattet sein* das sich durch die Scheibenbohrung erstreckt, wobei der erste Kanal zwischen dem Schild und der Scheibe und der zweite Kanal durch den Innenraum des^childs gebildet werden.

Der erste Kanal kann luft an eine OberflaOhe der Eotorscheibe anliefern, wobei die erste Leitung so mit dem ersten Kanal kommuniziert, da«

003830/Oi* 1 -2-

sie daraus die Luft empfangt, welche radial über diese Oberflache geströmt ist, um so das Temperaturgefalle über der Scheibe zu verringern.

Das Schild kann sich entlang der anderen Oberfläche der Scheibe erstrecken» sodass die durch den ersten Kanal durchfliessende Luft dann radial nach aussen über diese andere Oberflache der Scheibe strömt.

Luft kann aus dem anderen Kanal abgezapft werden und zun Beheizen von Oberflachen des stromaufwaVtigen Sides des Triebwerks angeliefert werden, wo sich beim Betrieb Eis bilden kann.

Die Rotorscheibe kann die Rotorscheibe einer HochdrueHjurbine sein,

wobei die angelieferte Luft vom Hochdruckverdichter abgenommen wird, genannte andere

und wobei der veshSltnieiaäseig JcÜhlese Teil des Triebwerks der Botor einer Niederdrucktürbine ist und die hier angelieferte Luft von einem Niederdruckverdichter abgezapft wird.

Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfinding gehen aus der folgenden, beispielsweisen Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung hervor, welche einen teilweisen Querschnitt eines Teils eines erfindungs— geraässen Gasturbinenstrahltriebwerks darstellt.

Ein Nebenstroia-Gasturbinenstrahltriebwerk 1 hat ein lusseres Gehäuse 2 mit einem darin angeordneten Niederdruckverdichter 3- Das Triebwerk 1 hat eine Nebenstromleitung 4, die einen Teil der vom !Jiederdruckverdichter erzeugten Druckluft aufnimmt und zwischen dem ausseren Gehäuse 2 und einem inneren Gehäuse 5 gebildet ist. Innerhalb des inneren Gehäuses 5 und steomabwarts des Niederdruckverdichters 3 befinden sich, in Strömungsrichtung, ein Hochdruckverdichter 6» eine Verbrennungsanlage ?, ein Hochdruckturbine S und eine Miederdruckturbine 9·

00983070641 ~³~

Die Hochdruckturbine 8 hat eine Turbinenscheibe-'1O; die auf einer auch den Hochdruckverdichter 6 tragenden Welle 11 angeordnet ist.

Die Niederdruckturbine 9 hat eine Turbinenscheibe 12, die mittels eines nicht dargestellten■;Aufbaue auf einer Welle 13 angeordnet ist, die konzentrisch in der Kelle 11 gelagert ist und den Niedefdruckverdichter 3 tragt·

Die Verbrennungsanlage 7 sitzt zwischen dem GehSuse 5 und einem Gehäuse 14, welches konzentrisch darin angeordnet ist und radial ausserhalb der Welle 11 liegt. '.Zwischen dem Gehäuse 14 und der Welle 11 liegt ein Hingrauci, welcher eine Kühlluftleitung 15 bildet; diese Leitung 15 kommuniziärt mit dem stroraabwSrtigen Ende des Hochdruckverdichters 6 und nimmt daraus Kühlluft auf. .

Die Welle 11 ist von der Welle 13 durch einen Ringraum getrennt, der einen Teil einer Kühlluftleitung l6 bildet; diese ,-Kühlluftleitung 16 kommuniziert üljer nicht dargestellte Mittel mit dem Hiederdruck— verdichter 3» um aus diesem'Kühlluft aufzunehmen.

Es ist zu ersehen, dass die Kühlluftströme,,welche durch die Leitung 15 und 16 strömen, dadurch, dass sie vom Hochdruckverdichter 6, bzw. vom Kiederdruckverdichter 3 abgezapft werden, verhaltnismSssig warm bzw. verhaltnismassig kühl sind.

Die Kuhlluft aus der Leitung 15 ist gegen die stromaufwartige Oberflache der Turbinenscheibe 10: gerichtet und kühlt dieselbe. Eän Teil der Luft strömt dann, wie durch die Pfeile 17 angedeutet ist, radial nach aussen über diese Scheibe 10 und von hier in die ringfSrraige HauptStrömungsleitung 1S des Triebwerks.

009830/0641 "^-

Der Rest der Luft aus der Leitung 15 strömt radial in der Richtung der Pfeile 23 na'ch innen durch einen Kanal 19 zwischen der Turbinenscheibe 10 und einem Schild 20, das auf der Scheibe sitzt; der Kanal 19 geht durch die mittige Bohrung 24 der Turbinenscheibe 10 hindurch. Der Kanal 19 erstreckt sich entlang der stromabwärtigen Oberfläche der Turbinenscheibe 10, sodass die durch die Bohrung 24 durchfliessende Luft dann radial nach aussen ttoer diese stromabwartige Oberfläche der Scheibe 10 strömt und in die ringförmige Hauptstromungsleitung 18 des Triebwerks stromabwärts der Turbine 8 eintritt.

Die Luft aus der Leitung 15» die vom stromabwärtigen Ende des Hochcdruckverdichters abgenommen wird, ist warmer als die Bohrung 24 der Scheibe 10.

Die Anordnung der Schilds 20 und die Luftströmung aus der Leitung hindurch ermöglicht es daher, die Borhung 24 auf die Temperatur zu erwarmen, welche sich jener Temperatur nähert, welche am Rand der Scheibe 10 herrscht, wobei diese Randtemperatur dadurch bestimmt wird, dass der Rand an den Schaufeln der Turbine 8 befestigt ist, die sich im heissen Gasstrom des Triebwerks befinden. Diese Anordnung setzt daher das Temperaturgefalle herab, das über der Scheibe 10 besteht, und damit auch die Viarmespannungen in der Scheibe 10. Wenn diese Anordnung nicht vorhanden ware, konnten diese Wartnespannungeri Werte erreichen, die sich der Festigkeitsgrenze des Werkstoffs nähern, aus dem die Scheibe 10 gefertigt ist.

Das Schild 20 bildet auch die Grenze einer Leitung 21, die mit der Leitung 16 in Verbindung steht, um aus dieser Kühlluft aufzunehmen.

0098 3-0/0641

160T633

Die Leitung 21 liefert Kühlluft vom Niederdruckverdichter 3 nur
an di© stromaufwartige Oberfläche der Turbinenscheibe 12 der Niederdruckturbine 9 an. WLe durch die Pfeile 22 angedeutet, strömt ein Teil dieser Kuhlluft radial Über die Turbinenscheibe 12 nach aussen und von hier in die ringförmige Hauptstromungsleitung 18 des Triebwerks.

Ein weiterer Teil der Kühlluft strömt durch die Leitung 21 und wird durch Locher 2j? in der Welle 13 aus dieser abgezogen. Diese Kühlluft strömt dann durch das Innere der Welle 13 nach vorn, um Oberflächen (z.B. die eines Nasenkonus) am stromaufwärtigen Endedes Triebwerks zu erwarmen, wo sich beim Betrieb Eis bilden kann."

Es liegt auf der Hand, dass die Erfindung, gleichermassen auch für
die Hotorscheiben von Verdichtern angewendet werden kann·

-6-

ÖQ3830/06

Claims

PATEHfAK SPRÜCHE

1.)Gasturbinenstrahltriebwerk alt einer Rotorscheibe, welche Sber eine erste Leitung mit Luft beliefert wird und eine mittige Bohrung nit einem Kanal hat, der mit der ersten Leitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (24) einen zweiten, Tom ersten unabhängigen Kanal (21) hat, der einen Teil einer weiten

, , anderen _

Leitung (16) bildet, welche Luft an einen wsbSLtelenSsclg Jcuhlen-

Teil (9) des Trivberks anliefert.

2. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet· das» die ftotorscheibfc mit einem zylindrischen Schild (2G) ausgestattet ist, das sich durch die Scheibenbohrung erstreckt« wobei der erste Kanal zwischen dem Schild und der Scheibe und der zweite Kanal durch den Innenraum de· Schild gebildet wird.

3. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal (15) Luft an die OberflSche der Rotorscheibe (10) anliefert, wobei die erste Leitung (19) so mit dem ersten Kanal kommuniziert, dass «ie daraus Luft empfingt, welche radial über diese Oberfläche gcatrSmt ist, ua so das Tenperaturgefalle Eber der Scheibe zu rerringern.

4* Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Schild entlang der andern Oberflache der Scheibe (10) erstreckt, sodass die durch den ersten Kanal fliessende Luft dann radial nach aussen über die andere Oberflache der Seheibe strömt.

009830/06 4 1 "" BAD

5« Qaeturblnenetrahltrlelmeik nach einen der vorr !gehenden Ansprüche, dadurch kaeiohBet, dass Luft au· de« andern Kanal (16) abgecapft wird und son Behelien ion Oberflächen des «tromauftiSrtigen Ende· des Trlebruerke nngeliefert wird, wo sieh bei Betrieb ELt bilden kann« ■ - .- ■ ■ Λ-. " ■ '■ . - - - - / V-" ' ~ : ~

6. ßaeturbinen8trahl.tr£.ebwexfc naoh einem der vorangehenden Aneprflche, dadurcheekerniseichnet* das· die Bötoraeheibe (8) dieRotorecheibe einer lioehdrockterbine iet, wobei die angelieferte Luft το« Itech-

. dradcverdichter (6| abgenoMtn wird aod wobei der S^t

kahlere- fell du Triebwerk« der Rotor (9) einer Hiederdruekturbine ist und die hier aagelieferte Loft ton einem niedere) ruokverdiehte r (3) abgetapft «ixd. -

BAD

ßO 9830/064T

Leerseite