DE2437990A1 - Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Gasturbinentriebwerk

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DE2437990A1
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Rory Somerset De Chair
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    • 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
    • F02C3/14Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • F02C3/16Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor or in an other rotating part of the plant

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Gas turbinentriebwerk Die Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk mit einem, einen Lufteinlaß und einen Abgasauslaß aufweisenden Gehäuse, weiter mit einem darin angeordneten Rambine-Rotor mit einer Vielzahl von Schaufeln, auf welchem eine Verdichtungszone, eine daran anschließende Brennzone und eine an diese anschließende Expansionszone gebildet ist, ferner mit einer Einrichtung zur Kraftstoffeinspritzung in die Brennzone und mit mindestens einem einlaßseitig mit Bezug auf den Rambine-Rotor angeordneten Verdichterrotor mit mindestens einem Schaufelkranz, dessen Schaufeln so geformt sind, daß sie der geförderten Luft eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Verdichterrotordrehung mitteilen.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung einen Gasgenerator, der als inneres Triebwerk eines Bypass-Gasturbinentriebwerks geeignet ist.
  • Es sind bisher Gasturbinentriebwerke bekannt geworden, bei denen Verdichtung, Verbrennung und Expansion auf dem gleichen Rotor stattfinden.
  • Es gibt auf dem Gebiet der Gasturbinentriebwerke noch keinen anerkannten allgemeinen Fachausdruck zur Kennzeichnung der Kategorie von Rotoren, auf denen Verdichtung, Verbrennung und Expansion stattfinden. Es wird deshalb vorgeschlagen, zur Bezeichnung aller unter diese Kategorie fallender existierender und denkbarer Rotorbauarten den Ausdruck "Rambine-Rotor" zu verwenden. Das zusätzliche Merkmal eines Rambine-Rotors ist, daß er eine Verdichtungs-und Expansionsbeschaufelung trägt und daß zwischen dem Verdichtungsteil und dem Expansionsteil eine Verbrennung stattfindet. In der folgenden Beschreibung und den anliegenden Patentansprüchen ist folglich der Ausdruck "Rambine-Rotor" in diesem Sinne zu verstehen Nachstehend sei ein einfacher Fall eines Rambine-Rotors betrachtet, bei welchem keine Einlaßleitschaufeln vorgesehen sind. Strömt Luft mit einer Geschwindigkeit c in den Rotor ein und haben die Schaufeln eine Umfangsgeschwindigkeit u, so ergibt sich, wenn man ein Geschwindigkeitsdreieck mit zwei jeweils Größe und Richtung der Geschwindigkeiten c und u darstellenden Seiten konstruiert, durch die dritte Seite des Dreiecks die Luftgeschwindigkeit wein relativ zum Rotor, d.h. wein = c - u0 Ist die relative Lufteinlaufgeschwindigkeit wein supersonisch, so wird der Luftstrom im Einlaßdiffusor auf relativ zum Rotor subsonische Geschwindigkeit gebracht Danach wird die Luft verdichtet, In den verdichteten Luftstrom wird Kraftstoff eingespritzt und das Kraftstoff/Luft-Gemisch verbrennt in der Brennzone. In den zwischen den Schaufeln der Expansionsbeschaufelung gebildeten Aus daß kanälen expandieren die Abgase und treten mit relativ zum Rotor supersonischer Geschwindigkeit waus aus.
  • Bei derartigen Rotoren tritt jedoch ein Problem auf, wenn man die Verbrennungsbedingungen betrachtete Die zum Ablauf der Verbrennung erforderliche Zeit wird mit größerwerdender Verdichtung des Luftstromes kleiner und der auf dem Rotor für die Verbrennung erforderliche axiale Raum ist eine Funktion des Produktes aus der für den Verbrennungsablauf erforderlichen Zeit und der Geschwindigkeit des verdichteten Luftstromes0 Die Geschwindigkeit des verdichteten Luftstroms muß beim Beginn des Verbrennungsvorgangs in jedem Fall verhältnismäßig klein gehalten werden, da sonst die Kraftstoffmenge, die in der Brennzone verbrannt werden kann, bevor die Strömung gedrosselt wird, stark begrenzt ist. Es leuchtet daher ein, daß zum Erreichen eines verhältnismäßig kurzen Brennraums ein möglichst hoher Druck stromab der Lufteinlaßkanäle herrschen sollten Bei Triebwerken für Flugzeuge sind geringe Größe und geringes Gewicht sehr erwünscht und zur Erzielung eines ausreichenden Druckes im verdichteten Luftstrom vor der Verbrennung ist ein Gesamtdruckverhältnis von etwa 35 : 1 erforderlich.
  • Damit so hohe Druckverhältnisse wie beispielsweise 35 : 1 bei bekannten Rotoren erhältlich sind, müßten diese Rotoren mit sehr hohen Drehzahlen umlaufen und folglich wird das Problem der sehr hohen Rotortemperaturen noch durch die starken Beanspruchungen durch die Fliehkräfte vergrößert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasturbinentriebwerk der eingangs dargelegten Art so auszubilden, daß bei gleichzeitiger wesentlicher Verminderung der auf den Rotor wirkenden fliehkraftbedingten Beanspruchungen hohe Druckverhältnisse erzielbar sind.
  • Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein solches Gasturbinentriebwerk gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vergrößerung der Wirbelgeschwindigkeit der einströmenden Luft bezüglich des Rambine-Rotors der Verdichterrotor gegensinnig mit Bezug auf den Rambine-Rotor umläuft, Der bezüglich des Rambine-Rotors gegenläufige Verdichterrotor erzeugt also eine Wirbelgeschwindigkeit in dem relativ zum Rambine-Rotor supersonischen Luftstrom, Die Verdichtungszone bringt den supersonischen Luftstrom auf eine subsonische Geschwindigkeit. Der supersonische Diffusionsvorgang endigt dabei in einer verhältnismäßig schwachen normalen Stoßwelle und auf dem Rambine-Rotor ist stromab dieser Stoßwelle und stromauf der Verbrennungszone eine divergente Strömungszone vorgesehen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung bilden Gegenstand der Unteransprüche.
  • Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen vereinfachten Axialschnitt durch ein Triebwerk nach der Erfindung, Fig. 2 eine abgewickelte Darstellung des Rotors des in Fig. 1 dargestellten Triebwerks die Fig, 3A und 3B Geschwindigkeitsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Triebwerks, Fig. 4 einen vereinfachten Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 eine abgewickelte Darstellung der Rotoren des Triebwerks nach Fig. 4, die Fig. 6A bis 6F Geschwindigkeitsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform, Fig. 7 die Querschnittsform der Rotorschaufeln bei einer weiteren Aus führungsform der Erfindung, die Fig. 8A bis 8D Axialschnitte durch weitere alternative Rotorausführungsformen, Fig. 9 einen Abwicklungsschnitt durch den Rotor der in den Fig. 8A bis 8D gezeigten Ausführungsformen der Erfindung, Fig. 10 einen Ausschnitt einer Gehäuseinnenfläche eines erfindungsgemäßen Triebwerks, wobei Düsen einer Anlasseinrichtung für das Triebwerk dargestellt sind, Fig. 11 einen Axialschnitt durch eine der in Fig. 10 sichtbaren Düsen, Fig. 12 einen Axialschnitt durch eine abgewandelte Düse einer Anlassvorrichtung, Fig0 13 einen schematischen Axialschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Triebwerk, bei welchem ein Rotor Hilfseinrichtungen antreibt, Fig. 14 eine schematische Darstellung, aus welcher die Steuerung eines erfindungsgemäßen Triebwerks hervorgeht, Fig. 15 eine Rotorabwicklung einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung, und die Fig. 16A bis 16F Geschwindigkeitsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 15 dargestellten Anordnung.
  • In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt, gemäß welcher ein Rambine-Rotor 1, auf welchem Verdichtung, Verbrennung und Expansion stattfinden, drehbar in einem Gehäuse 2 gelagert ist Stromauf des Rambine-Rotors befindet sich ein Verdichter 6, der über eine Welle 8 in Trieb verbindung mit einer stromab des Rambine-Rotors gelegenen Turbine 7 steht; Der Rambine-Rotor 1 ist in auf der Welle 7 angeordneten Lagern 9 und 10 gelagert und die Welle 7 ist ihrerseits in Lagern 11 und 12 gelagert, welche mittels nicht dargestellter Streben im Gehäuse 2 befestigt sind.
  • Der Rambine-Rotor 1 trägt eine Vielzahl von Radialschaufeln 5, wobei jeweils benachbarte Schaufeln zwischen sich einen Einlaßkanal i, einen daran anschließenden Brennraum c und einen sich an diesen anschließenden Aus daß kanal e bilden. Die Einlaßkanäle i sind so ausgebildet, daß sie supersonische Diffusoren zur Verdichtung der Luft bilden, und die Auslaßkanäle e dienen der Entspannung der Abgase aus den Brennräumen c.
  • Der Verdichterrotor 6 und der Turbinenrotor 7 tragen jeweils eine Vielzahl von Radialschaufeln 3 bzw. 4, die zueinander entgegengesetzt gewölbt sind. Der vom Rambine-Rotor 1 kommende Abgasstrom treibt den Turbinenrotor 7 gegensinnig zum Rambine-Rotor, so daß auch der Verdichterrotor 6 gegenläufig mit Bezug auf den Rambine-Rotor 1 gedreht wird, Die Schaufeln 3 des Verdichterrotors 6 sind so gewölbt, daß sie der verdichteten Luft eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung ihres Umlaufs mitteilen.
  • Ein teilweise vom Gehäuse 2 gebildeter Kanal 18 stellt einen Lufteinlaß am stromaufseitigen Gehäuse ende daro Im Kanaleinlaß sind Einrichtungen zur Kraftstoffeinleitung, beispielsweise Kraftstoffeinspritzringe 16, vorgesehen, aus denen Kraftstoff durch Düsen 40 eingespritzt wird.
  • Alternativ dazu kann eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung Anwendung finden, bei welcher in an sich bekannter Weise Krafts toffaus trittsöffnungen in den Seitenflächen der Schaufeln 5 vorgesehen sind.
  • Die Betriebsweise des in den Fige 1 und 2 dargestellten Triebwerks wird nachstehend anhand der Geschwindigkeitsdiagramme in den Fig. 3A und 3B beschrieben. Ein Kraftstoff/Luft-Gemisch tritt in die Schaufelzwischenräume des Verdichterrotors 6 ein und wird teilweise verdichtet, bevor es wieder aus den Schaufelzwischenräumen aus tritt* Die gewölbten Schaufeln 3 teilen dem Gemisch eine Geschwindigkeitskomponente in Drehrichtung des Verdichterrotors 6, deh. in Richtung des Schaufelumlaufs, mito Das Gemisch tritt folglich mit der Absolutgeschwindigkeit c2 aus dem Verdichterrotor 6 aus, welche größer als die Umlaufgeschwindigkeit der Schaufeln 3 ist. Dies ist in dem Diagramm nach Fig. 3A dargestellt, in welchem w2aus die Relativgeschwindigkeit am Verdichterauslaß, u2 die Geschwindigkeit de7r Schaufeln 3 und c2 die Absolutgeschwindigkeit der Strömung am Verdichterrotorausgang ist.
  • Aus dem zweiten, in Fig. 3B dargestellten Diagramm geht hervor, daß es der Verdichterrotor 6 ermöglicht, daß der Rambine-Rotor 1 mit einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit uR umlaufen kann und trotzdem noch die gleiche relative Einlaufgeschwindigkeit Wein beibehalten wird.
  • Die Geschwindigkeit Wein ist die relative Konstruktionseinlaufgeschwindigkeit für den Rambine-Rotor und es ist vorgesehen, daß wein im Bereich der zweifachen bis dreifachen Schallgeschwindigkeit am Rambine-Rotor-Eintritt liegt.
  • Da das Kraftstoff/Luft-Gemisch durch den Verdichterrotor 6 verdichtet wird, ist in den Einlaßkanälen i des Rambine-Rotors 1 nur eine geringere Verdichtung erforderlich. Der Verdichterrotor 6 hat jedoch hauptsächlich die Aufgabe, eine höhere Wirbelgeschwindigkeit zu erzeugen, und der Druckanstieg über dem Verdichterrotor ist als sekundärer Vorteil zu betrachten. Ist die Konstruktionsdruckgewinnung der Verdichtungszone des Rambine-Rotors sehr hoch, so ist an der Austrittsseite des Verdichterrotors 6 eine entsprechend hohe Wirbelgeschwindigkeit erforderliche Der Verdichterrotor muß also mit sehr hoher Drehzahl umlaufen und seine relative Einlaß-Machzahl könnte, vom Gesichtspunkt der Schaufelaerodynamik her gesehen, übermäßig groß sein. Zur Verminderung dieser hohen relativen Einlaß-Mach zahl am Verdichterrotor bei Beibehaltung einer relativ hohen Einlaß-Mach zahl an der Eintrittsseite des Rambine-Rotors ist die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform zu bevorzugen.
  • In den Fig. 4 und 5 sind jeweils den Komponenten der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform entsprechende Komponenten mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, ist bei dieser Ausführungsform ein zusätzlicher turbinengetriebener Verdichterrotor 14 vorgesehen, der über eine Welle 13 mit einem zusätzlichen Turbinenrotor 15 gekuppelt ist. Der Verdichterrotor 14 läuft mit gleichem Drehsinn wie der Verdichterrotor 6, jedoch mit niedrigerer Drehzahl um.
  • Dementsprechend wird die Wirbelgeschwindigkeit in zwei Stufen aufgebaut. Die in den Fig. 6A bis 6F dargestellten Diagramme erläutern diesen Vorgang Auf den Verdichterrotor 14, der mit einer Umfangsgeschwindigkeit ul umläuft, trifft ein axialer Luftstrom miteiner Absolutgeschwindigkeit cl auf0 Folglich ergibt sich, vektoriell dargestellt, die relative Einlaufgeschwindigkeit folgendermaßen: c - u1 = klein (Gleichung 1) Infolge ihrer Krümmung setzen die Schaufeln die Geschwindigkeit wlein in die Geschwindigkeit wlaus um und folglich beträgt die Absolutgeschwindigkeit stromab des Verdichterrotors 14: wlaus + ul = c2 (Gleichung 2) Dieser Luftstrom trifft nun auf den Verdichterrotor 6 auf, der mit der Umfangsgeschwindigkeit u2 und im gleichen Drehsinn wie der Verdichterrotor 14 umläuft, so daß sich folgende relative Einlaufgeschwindigkeit ergibt: w2 ein c2 - u2 (Gleichung 3) Infolge der Krümmung der Schaufeln des Verdichterrotors 6 wird die Geschwindigkeit w2 ein in die Geschwindigkeit w2 aus umgewandelt und folglich ergibt sich als Absolutgeschwindigkeit c3 stromab des Verdichterrotors 6 die Summe der relativen Austrittsgeschwindigkeit w2 aus und der Rotorumfangsgeschwindigkeit u2: c3 = w2 aus + u2 (Gleichung 4) Nun gelangt der Luftstrom in den Rambine-Rotor, der gegensinnig mit bezug auf die Verdichterrotoren 14 und 6 umläuft und eine Umfangsgeschwindigkeit uR besitzt Seine relative Einlaufgeschwindigkeit wRein errechnet sich also: c3 - uR = wRein (Gleichung 5) Da uR entgegengesetzt zu ul und u2 gerichtet ist, handelt es sich bei wR ein um eine sehr große relative Einlaufgeschwindigkeit mit einer sehr hohen Wirbelgeschwindigkeit, die gleich der Komponente wRT (Fig. 6E) ist. Aber es ist einzusehen, daß diese sehr hohe Wirbelgeschwindigkeit von einer verhältnismäßig niedrigen Axialgeschwindigkeitskomponente wRA begleitet ist und daß sie aus den Umfangsgeschwindigkeiten ul, u2 und uR der Rotoren 14 bzwe 6 bzw. 1 entstanden ist, die ihrerseits alle verhältnismäßig niedrig sind.
  • Folglich können die Mach zahlen durch die Verdichterrotoren 14 und 6 auf etwa Mach 1,5 gehalten werden, was genügend niedrig zur Vermeidung übermäßiger Schwierigkeiten bei der Schaufelkonstruktion ist. Die Machzahl ergibt sich, indem man die örtliche Geschwindigkeit durch die örtliche Schallgeschwindigkeit teilt, welch letztere sich mit der Quadratwurzel der örtlichen statischen Temperatur ändert.
  • Das Geschwindigkeitsdiagramm für die Austrittsseite des Verdichterrotors 6 ist ähnlich dem in Fig. 3A dargestellten Diagramm.
  • Die Wirkung des Verdichterrotors 14 ist aus Fig. 6F ersichtlich. Die gestrichelten Linien zeigen c2 und w2 ein' die sich ohne Verdichterrotor 14 ergeben, im Vergleich zu den sich mit dem Verdichterrotor 14 ergebenden, mit Volllinien gezeichneten Geschwindigkeiten.
  • bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher stromauf oder in der Nähe des Verdichterrotors Kraftstoff zugeführt wird, sind die Schaufelzwischenräume des Rambine-Rotors im Sinne einer Verminderung der Verbrennungsverluste ausgebildet, Gemäß Fig. 7 sind zwischen zwei Schaufeln 19 und 20 ein Einlaßkanal i, ein Brennraum c und ein Auslaßkanal e gebildet. Die Einlaßkanäle sind für supersonische Verdichtung ausgebildet, so daß der supersonische Verdichtungsvorgang durch eine normale Stoßwelle S beendigt wird. Die Temperatur hinter der Stoßwelle S ist hoch genug, um einen chemischen Zündverzögerungsvorgang einzuleiten, Während dieses Vorgangs treten in dem Kraftstoff/ Luft-Gemisch chemische Reaktionen auf, welche den Aufbau von Radikalen wie beispielsweise OH, 0 und H verursachen.
  • Während dieses Vorgangs wird nur sehr wenig Wärme freigesetzt.
  • Am Ende des Zündverzögerungsvorgangs erreichen diese Radikale schnell eine Spitzenkonzentration , und nach der Zündung nehmen die Radikalkonzentrationen infolge von Rekombinationsreaktionen ab. Während dieses letzten Vorgangs wird am meisten Wärme freigesetzt.
  • Gemäß der Erfindung vergrößert sich der Strömungsquerschnitt der zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle zwischen der Stelle, an welcher die Stoßwelle S auftritt, und einer Stelle D, an welcher der Zündverzögerungsvorgang beendet ist. Mit anderen Worten, der Strömungsquerschnitt der zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle vergrößert sich von der Stelle der Stoßwelle aus über eine der Zündverzögerung entsprechende Distanz0 Dies läßt sich durch eine solche Schaufelkonstruktion erreichen, daß die zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle von einem Punkt aus, der unmittelbar stromauf der am weitesten stromauf gelegenen Stelle liegt, an welcher die Stoßwelle S auftreten kann, bis zu der am weitesten stromab gelegenen Stelle divergieren, an welcher die Zündung innerhalb des Betriebsbereichs des Triebwerks auftreten kann. Diese Anordnung weicht von bekannten Anordnungen ab, bei denen stehende Verpuffungswellen in den zwischen den Schaufeln gebildeten Kanälen vorhanden sind, da diese bekannten Anordnungen keine Strömungsquerschnittsvergrößerung während des Zündverzögerungsvorgangs aufweisen0 Der Vorteil dieser Strömungsquerschnittsvergrößerung während des Zündverzögerungsvorgangs liegt darin, daß für die Wärmeerzeugung eine schwächere Stoßwelle S benützt werden kann. Der Grund dafür wird nachstehend erläutert.
  • Die Wärmemenge, die einer durch einen konstanten Strömungsquerschnitt strömenden Strömung zugeführt werden kann, hängt von der Mach zahl am Beginn der Erwärmung ab.
  • Je niedriger die subsonische Mach zahl ist, desto mehr Wärme kann zugeführt werden, bevor die Strömung gedrosselt wird. Falls keine änderung des Strömungsquerschnitts hinter der Stoßwelle stattfindet, muß beim Beginn der Erwärmung eine niedrige subsonische Mach zahl erreicht werden, indem man die mit hoher supersonischer Mach zahl strömende Strömung derart in die Stoßwelle strömen läßt, daß sich hinter der Stoßwelle eine niedrige subsonische Mach zahl ergibt. Ist eine schwache Stoßwelle verwendet, in welche eine Strömung mit niedriger supersonischer Geschwindigkeit hineinströmt, so ist hinter dieser Stoßwelle eine hohe subsonische Machzahl vorhanden und der Strömungsquerschnitt muß vergrößert sein, damit diese Machzahl vor der Zündung und vor der Wärme erzeugung vermindert wird wenn eine ebensogroße Erwärmung erzielt werden soll wie bei Verwendung einer starken Stoßwelle. Die Verwendung einer schwächeren Stoßwelle hat geringere Stoßwellenverluste zur Folge, Nach dem divergierenden Abschnitt können die zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle einen geraden Abschnitt aufweisen, an welchen sich ein konvergenter Abschnitt und danach ein divergenter Expansionsabschnitt anschließen, wie bei c und e in Fig. 7 dargestellt ist.
  • Wenn Kraftstoff in den in die Einlaßkanäle i einströmenden Luftstrom eingeleitet werden soll, so kann dies durch Bohrungen in den Wandungen der Schaufeln stromab der Stoßwelle S erfolgen. Jedoch muß die Kraftstoffeinspritzstelle ausreichend weit stromauf von der beabsichtigten Zündstelle liegen, damit die oben beschriebene Bildung der Radikale OH, 0 und H möglich ist, wenn Selbstzündung noch erwünscht ist0 Anderenfalls erfolgt die Zündung in einer turbulenten Flamme, die stromab der Kraftstoffeinspritzbohrungen stabilisiert wird.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig0 8A bis 8D dargestellt Figo 9 zeigt einen mit konstantem Radius in Umfangsrichtung durch die Beschaufelung eines Rambine*Rotors 25 gelegten Schnitt und ist für jede der in den Fig. 8A bis 8D gezeigten Ausführungsformen gültig Gemäß Fig. 8A weist der Rambine-Rotor 25 zwei Schaufelkränze 22 und 28 auf, die durch eine ringförmige Kammer A voneinander getrennt sind. Das Triebwerks gehäuse weist feststehende Wandungsteile 29, 26 und 30 auf. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8B ist das Wandungsteil 29 an den Schaufeln 22 befestigt und läuft mit diesem um, während die Wandungsteile 26 und 30 feststehen und nicht mit dem Rambine-Rotor zusammen drehbar sind. Bei dem Triebwerk nach Fig. 8C ist das Wandungsteil 30 an den Schaufeln 28 befestigt und läuft mit diesen zusammen um , während die Wandungsteile 29 und 26 feststehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8D ist das Wandungsteil 29 an den Schaufeln 22 und das Wandungsteil 30 an den Schaufeln 28 befestigt und nur das Wandungsteil 26 ist feststehende Wenn eines oder beide der Wandungsteile 29 und 30 an den jeweils benachbarten Schaufeln befestigt sind und mit diesen umlaufen, sind zwischen dem feststehenden Wandungsteil 26 und dem bzw.
  • den drehbaren Wandungsteilen nicht dargestellte, jedoch an sich bekannte Dichtungen vorgesehene Wie festzustellen ist, ist das Wandungsteil 26 nicht mit dem Rambine-Rotor zusammen drehbar dargestellt; Der Grund hierfür liegt darin, daß die hohen Temperaturen im Brennraum C die äußere Wandung so stark schwächen, daß sie den fliehkraftbedingten Beanspruchungen nicht standhalten kann. Trotzdem ist es denkbar, daß Werkstoffe oder Kühltechniken Anwendung finden, welche es ermöglichen, das Wandungsteil 26 mit dem Rambine-Rotor zusammen umlaufen zu lassen.
  • Grundsätzlich ist die Kammer A durch die von den Hinterkanten der Schaufeln 22 und den Vorderkanten der Schaufeln 28 beschriebenen Rotationsflächen, der Nabe des Rambine-Rotors und von dem feststehenden Wandungsteil 26 begrenzt. Wie aus den Axialschnitten gemäß den Fig, 8A bis 8D ersichtlich ist, divergiert die Kammer A an ihrem stromaufseitigen Ende und konvergiert an ihrem stromabseitigen Ende. Die Schaufeln 22 bilden zwischen sich Einlaßkanäle, die so geformt sind, daß sie eine supersonische Verdichtung der einströmenden Luft verursachen. Diese supersonische Verdichtung endigt in einer normalen Stoßwelle S, Die Einlaßkanäle divergieren stromab der Stoßwelle S zu den Hinterkanten der Schaufeln 22 hin.
  • Zur Brennstoffeinspritzung sind am Rambine-Rotor Einspritzöffnungen vorgesehen, beispielsweise in Form von Düsen 23 an den Hinterkanten der Schaufeln 22 oder in Form von Düsen 24 zwischen den Hinterkanten der Schaufeln und der Stoßwelle S Außerdem kann Kraftstoff durch Einspritzdüsen in der Nabe, deh, am Boden der zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle, oder durch nicht gezeichnete Düsen in den Wandungsteilen 26 oder 29 eingespritzt werden. Kraftstoffeinspritzdüsen an den Hinterkanten der Schaufeln 22 sind besonders vorteilhaft, da dann die Kraftstoffstrahlen die subsonische Zerstreuung (Verzögerung) im letzten Teil der zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle nicht stören Die Wärmefreisetzung findet in der Ringkammer A statt An der Innenseite des Wandungsteils 26 kann ein ringförmiges Blech keilartig angeordnet oder eine Abstufung oder Einkerbung vorgesehen sein, um die Stelle der Zündung zu stabilisieren, Stromab des Ringbleches 27 weist die Ringkammer A einen im wesentlichen gleichförmigen Abschnitt auf, jedoch kann sich der divergente Teil der Ringkammer A auch noch ein kurzes Stück stromab des Ringbleches 27 fortsetzen, Ist die Strömung am Ende der Verbrennung, dh, am Ende des gleichförmigen Abschnitts der Ringkammer A subsonisch, so kann die Kammer A zu den Schaufeln 28 hin konvergieren; Die Schaufeln 28 sind so ausgebildet, daß der Abgasstrom expandiert und so gedreht wird, daß er den Rambine-Rotor mit Ausnahme eines kleinen, zur überwindung mechanischer Verluste und der Reibungsverluste erforderlichen Überschusses mit dem gleichen Drehimpuls verläßt, mit welchem die Strömung eingeströmt ist Der Kraftstoff kann so eingespritzt werden, daß er die Schaufeln 22 und 28 und die Nabe des Rambine-Rotors 25 kühlt, indem er durch an heißen Flächen vorbeilaufende Kanäle im Rambine-Rotor 25 zugeführt wird und diese durch Konvektion kühlt, Die oben beschriebene Ausführungsform kann Anlasseinrichtungen aufweisen, welche eine oder mehrere mit gegenseitigen umfangsmäßigen Abständen im Wandungsteil 26 befindliche Düsen 31 aufweisen, Durch die Düsen 31 gelangen Gasstrahlen in die Ringkammer A, die zu den Schaufeln 28 hin gerichtet sind, Ein Beispiel ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Gemäß Fig, 11 richtet die Düse 21 einen Gasstrahl in Richtung des Pfeiles 32, der radial einwärts und tangential gegen die Axialrichtung (bezüglich der Rotorachse) geneigt sein kann0 Die Düsen werden mit unter hohem Druck stehendem Gas beaufschlagt, das von einem einzigen oder mehreren Gasgeneratoren bezogen werden kann. Diese Gasgeneratoren können mit festem oder flüssigem Brennstoff betrieben werden und jeder Düse 31 kann gemäß Fig, 12 eine eigene kleine Brennkammer 33 zugeordnet sein, welche der betreffenden Düse heißes, unter hohem Druck stehendes Gas zuführt, Die Brennkammer und die Düse können als eine einzige Einheit ausgebildet sein, aber trotzdem kann die Brennkammer noch als an der Düse befestigt betrachtet werden.
  • Die Brennkammern werden mit flüssigem oder festem Brennstoff beschickt, vorzugsweise mit flüssigen Brennstoffen, die mittels Pumpen oder aus Druckbehältern unter Druck durch Röhren eingeleitet werden0 Die Gasstrahlen aus den Düsen 31 reißen einen Teil des im Ringraum befindlichen Haupt-Kraftstoff/Luft-Gemisches mit sich und treffen auf die abströmungsseitigen Schaufeln 28 auf, so daß der Schaufel kranz 28 als Turbine wirkt und den Rambine-Rotor in Drehung versetzt. Die heißen Gasstrahlen aus den Düsen 31 können zur Zündung des durch den Ringraum strömenden Haupt gemisches dienen. Findet die Verbrennung des Hauptgemisches in zufriedenstellender Weise statt und drehen sich die verschiedenen Rotoren des Triebwerks schnell genug, dh, hat das Triebwerk einen Zustand erreicht, in welchem es sich selbst in Gang hält, so kann die Brennstoffzufuhr zu den Brennkammern 33 bzw, zu den die Düsen 31 beaufschlagenden Gasgeneratoren abgestellt werden.
  • Die in den Ringkanal vorstehenden Teile der Düsen 31 bilden Segmente der als Stabilisator dienenden Ringwandung.
  • Demgemäß besteht der Stabilisator an der Innenfläche des Wandungsteils 26 aus Segmenten, die ähnlich dem Ringblech 27 sind, und aus durch die einwärts vorstehenden Teile der Düsen 31 gebildeten Segmenten, Unabhängig davon, welche Form der Zündstabilisator im einzelnen besitzt, können die vorragenden Teile der Anlaßdüsen stets Teile dieses Zündstabilisators bilden* Im allgemeinen ist es nicht zweckmäßig, vom Rambine-Rotor Nutzleistung abzunehmen, sondern er findet vielmehr als Quelle für heißes Hochdruckgas Anwendung. Fig. 13 zeigt jedoch, daß ein mechanischer Antrieb vom Rambine-Rotor 1 abgeleitet werden kann, Figp 13 ist grundsätzlich Fig, 1 ähnlich, jedoch ist hier am Rambine-Rotor ein Kronenrad 40 befestigt, welches mit einem Kegelritzel 41 in Eingriff steht, Das Kegelrad 41 treibt über eine Welle 43 und ein Kegelradgetriebe 44, 45 eine Konstantdrehzahl-Antriebseinheit 42, Diese Antriebseinheit 42 dient dem Antrieb von Hilfseinrichtungen 46 über eine Welle 47.
  • Wie aus Fig, 13 ersichtlich ist, verläuft die Welle 43 durch die Mitte einer Schaufel 48 hindurch, die als Leitschaufel im Turbinenteil des Triebwerks oder als Stütze für ein Rotorlager benützt werden kann0 Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform können die Leitschaufeln 48 um ihre Längsachsen drehbar ausgebildet sein, so daß dadurch eine Steuermöglichkeit für das Triebwerk hergestellt wird, In Fig. 14 ist grundsätzlich das Triebwerk gemäß Fig. 4 dargestellt, wobei jedoch Einrichtungen zur Steuerung des Triebwerks eingezeichnet sind, Es leuchtet ein, daß die Ausgangsleistung eines in ein Flugzeug eingebauten Triebwerks entsprechend dem Flugzustand steuerbar sein muß.
  • Das in Fig, 14 dargestellte Triebwerk ist folglich mit verstellbaren Einlaßleitschaufeln 50, einer Einrichtung 51 zur Steuerung der Kraftstoffzuströmung und einer Verstelldüse 52 versehen, Die Einlaßleitschaufeln 50, die Kraftstoffsteuereinrichtung 51 und die Verstelldüse 52 sind über Steuerleitungen 53 bzw, 54 bzw, 55 mit dem Gashebel 56 verbunden.
  • Es sei nun ein Rotor betrachtet auf welchen keine äußeren Drehmomente einwirken, wie beispielsweise der Rotor gemäß Fig. 2 oder Fig, 5 Da bei 70 eine Querschnittsverengung vorhanden ist, sind die relative Ausgangs-Machzahl MRaUs und der Winkel rxRaus' welchen die Strömung mit dem Rambine-Rotor bildet, fest und werden nicht von den Bedingungen stromauf der Querschnittsverengung beeinflußt Wenn nun die Axialkomponente der Machzahl MRein an der Eintrittsseite des Rambine-Rotors mittels einer später noch beschriebenen Methode konstant gehalten werden kann, so kann mathematisch gezeigt werden, daß sich die Rotorumfangsgeschwindigkeit uR selbst so einstellt, daß die Machzahl MRein relativ zum Rotoreinlaß und der Winkel g Rein der auftreffenden Strömung relativ zum Rambine-Rotor konstant gehalten wird, wenn sie die Wirbelkomponente der auftreffenden Strömung ändert. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, daß das Verhältnis der relativen Stautemperatur am Rotorauslaß zu derjenigen am Rotoreinlaß durch Steuerung des Kraftstoffzustroms konstant gehalten wird. Foglich beschleunigt der Rotor, wenn die absolute inlaß-Wirbelgeschwindigkeit, gleich aus welchem Grund, vermindert wird, und die Kraftstoffzuströmung korrekt eingestellt ist, Um MRein und s Rein konstant zu halten, werden also Steigerungen der Wirbelgeschwindigkeit am Rotoreinlaß durch Steigerungen der Rotorumfangsgeschwindigkeit in der gleichen Richtung kompensiert. Dreht sich der auftreffende Wirbel gegensinnig zum Rotor, was beispielsweise bei der aus dem Verdichterrotor 6 kommenden Strömung der Fall ist, so ergibt eine Zunahme der Absolutgeschwindigkeit dieses Wirbels ein Absinken der Rotorgeschwindigkeit, und umgekehrt. Dreht sich der auftreffende Wirbel gleichsinnig mit dem Rotor, so ergibt eine Zunahme der Absolutgeschwindigkeit des Wirbels einen Anstieg der Rotorgeschwindigkeit, und umgekehrt.
  • Es sei nun das System zwischen dem Einlaß des Verdichterrotors 6 (Fig. 5) und dem Auslaß der Antriebs turbine 7 betrachtet.
  • Da der Rambine-Rotor keine Wirkung auf den Wirbel des Gases hat, und da keine äußeren Drehmomente wirksam sind, ist das betrachtete System ein Nulldrehmoment-System und arbeitet im Hinblick auf die Veränderungen des auftreffenden Wirbels in der für den Rambine-Rotor beschriebenen Weise9 Dieses Mal ist der einströmende Wirbel die Ausgangsströmung des Verdichters 14.
  • Schließlich ist das gesamte System zwischen dem Einlaß des Verdichters 14 und dem Auslaß der Turbine 15 klar ein Nulidrehmoment-System. Unter der Voraussetzung, daß an den Einlässen der verschiedenen Rotoren die Axialkomponenten der Machzahlen jeweils konstant gehalten werden können (wobei sie nicht notwendigerweise für jeden Rotor gleich sein müssen), bleiben folglich die relativen Machzahlen und Winkel an den Eintritts- und Austrittsseiten dieser Rotoren konstant, da der auf den ersten Verdichterrotor auftreffende Wirbel, der ein sich gegensinnig drehender Wirbel sein sollte, durch Steuerung des Anstellwinkels der Einlaßleitschaufeln und der Kraftstoffzuströmung veränderbar ist.
  • Es ist also einzusehen, daß, wenn die Einlaßleitschaufeln 50 aus ihrer Axialstellung in eine Stellung geschwenkt werden, in welcher sie die gegenläufige Drehung des Luftstroms relativ zum ersten Verdichterrotor vergrößern, und wenn die Kraftstoffzufuhr entsprechend vermindert wird (wie noch gezeigt werden wird), so verlangsamen sich die Verdichterrotoren 14 und 6 und die diesen zugeordneten Turbinen, so daß die jeweils zugehörigen relativen Einlaß-Machzahlen konstant gehalten werden Die in Fig. 6 dargestellten Geschwindigkeitsdreiecke, als Machzahlen-Dreiecke betrachtet, zeigen, daß die Verlangsamung der Verdichterrotoren zu einer verminderten absoluten Wirbelgeschwindigkeit am Einlaß des Rambine-Rotors führt, was> wie bereits gezeigt, eine Erhöhung der Rambine-Rotor-Geschwindigkeit erfordert, Kurz zusammengefaßt: Werden die Einlaßleitschaufeln 50 aus ihrer Axialstellung herausgeschwenkt, so nehmen die Drehzahlen der Verdichterrotoren ab und der Rambine-Rotor läuft schnellere Während dieses Vorgangs bleiben bei allen Schaufeln die Konstruktions-Machzahl und der Einströmwinkel erhalten Nachstehend wird gezeigt, daß, wenn die Einlaßleitschaufeln 50 aus ihrer, eine axiale Strömung bedingenden Stellung herausgeschwenkt werden, eine niedrigere Triebwerks leistung erzeugt wird Da die Machzahlen relativ zu den Rotoren konstant bleiben, folgt, daß das Verhältnis der Stautemperatur relativ zum Einlaß des Rambine-Rotors zur statischen Temperatur am Einlaß des ersten Verdichterrotors 14 ebenfalls konstant bleiben muß, Da jedoch die Einlaßleitschaufeln aus der Axialstellung heraus geschwenkt werden, vergrößert sich t die Absolut geschwindigkeit der Luft am Einlaß des ersten Verdichters 14 infolge der Hinzufügung einer Wirbelkomponente, Demgemäß vermindert sich bei konstanten Umgebungsbedingungen die statische Temperatur der Luft. Folglich fällt, wie oben erklärt, die Stautemperatur relativ zum Einlaß des Rambine-Rotors ab. Nun muß, wie weiter oben erklärt, das Verhältnis der Stautemperaturen relativ zum Auslaß und zum Einlaß des Rambine-Rotors konstant bleiben. Wenn also die relative Einlaß-Stautemperatur vermindert wird, so muß auch die relative Auslaß-Stautemperatur abnehmend Dazu ist eine Verminderung des Kraftstoffzustroms erforderlich, Diese Reduzierung des Kraftstoffzustroms ist der erste Grund, weshalb die Triebwerks leistung beim Schwenken der Einlaßleitschaufeln 50 aus ihrer Axialstellung vermindert wird, Der zweite Grund liegt darin, daß beim Schwenken der Einlaßleitschaufeln der Mengenstrom vermindert wird9 Nachstehend wird das Verfahren zur Konstanthaltung der axialen ;4achzahlen mit Bezug auf die Rotoren erläutert Für jeden Arbeitspunkt der beschriebenen Betriebsweise ist der jeweilige Mengenstrom von den Geschwindigkeitsdreiecken eingeschlossen Der erforderliche Mengenstrom kann also für jeden Arbeitspunkt berechnet werden. Um sicherzustellen, daß dieser Mengenstrom auch tatsächlich erreicht wird, kann eine Drosselstelle mit veränderlichem Strömungsquerschnitt wie beispielsweise ein Statorschaufelkranz einer Leistungsturbine oder eine Verstelldüse 52 vorgesehen sein. Der Strömungsquerschnitt wird dann so eingestellt, daß gerade derjenige Mengenstrom hindurchströmt, welcher die axialen Machzahlen im Triebwerk auf den Konstruktionswerten hält Es ist folglich möglich, bei Verwendung der in Fig, 14 dargestellten Ausführungsform das Triebwerk so zu steuern, daß, wenn die Leistung steigt und die Temperatur im umlaufenden Rambine-Rotor zunimmt, die Drehgeschwindigkeit des Rambine-Rotors abfällt, Dies steht vollkommen im Gegensatz zum Verhalten herkömmlicher Gasturbinen, bei denen beim Ansteigen der Temperatur der heißen umlaufenden Teile die Drehzahl und die Beanspruchungen ebenfalls zunehmen.
  • Wie der Fachmann leicht einsehen wird, sind alle Ausführungsformen der Erfindung in ähnlicher Weise mit den gleichen Vorteilen steuerbar, Zusätzlich verbleiben die Schaufelkränze des Triebwerks über einen ganzen Bereich von Leistungseinstellungen auf den Konstruktionswerten, was einen maximalen aerodynamischen Wirkungsgrad in diesem Bereich begünstigt, Der genannte Bereich kann eine Leistungsänderung um den Faktor 2 oder mehr umfassen.
  • Es wird nun auf Fige 15 Bezug genommen, in welcher eine Abwicklung der Beschaufelung einer alternativen Ausführungsform der Erfindung dargestellt isto Diese Beschaufelung ist grundsätzlich derjenigen des in Fig. 4 dargestellten Triebwerks ähnlich, jedoch ist festzustellen, daß zwischen dem Verdichterrotor 6 und dem Rambine-Rotor 1 ein zusätzlicher Hilfsschaufelkranz 61 angeordnet ist, Dieser Hilfsschaurelkranz steht mit Bezug auf das Triebwerksgehäuse fest, jedoch ist seine Funktion grundsätzlich von derjenigen eines Leitschaufelkranzes bei herkömmlichen Gasturbinentriebwerken verschieden, dessen Hauptaufgaben darin liegen, für den, den vorhergehenden Schaufelkranz verlassenden verdichteten Luftstrom als Diffusor zu wirken und die diesem Luftstrom von den vorhergehenden Schaufeln aufgeprägte Wirbelgeschwindigkeitskomponente zu beseitigen, Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hilfsschaufelkranz so ausgebildet daß er dem verdichteten Luftstrom eine zusätzliche Wirbelgeschwindigkeitskomponente verleiht, was anhand der Fig, 16A bis 16F deutlich wird, welche den in den Fig. 6A bis 6E dargestellten Geschwindigkeitsdreiecken ähnlich sind, Insbesondere aus Fig 16E ist ersichtlich, daß der HilSsschaufelkranz der stromab des Rotors 6 vorhandenen absoluten Geschwindigkeit c3 eine Geschwindigkeitskomponente s hinzufügt, so daß stromauf des Rambine-Rotors 1 eine Absolutgeschwindigkeit c4 gegeben ist, Die Absolutgeschwindigkeit c4 weist eine größere Wirbelkomponente als die Absolutgeschwindigkeit c3 auf, so daß die relative Einlaßgeschwindigkeit wRein am Rambine-Rotor 1 größer ist. Unter der Voraussetzung, daß die örtliche Stautemperatur stromab des Hilfsschaufelkranzes ausreichend niedrig gehalten werden kann, kann die relative Einlaß-Machzahl am Rambine-Rotor vergrößert werden, was zu Vorteilen hinsichtlich der Leistung führt, Es ist klar, daß Triebwerke, die bei Volleistung hohe Druckverhältnisse besitzen, auch bei niedrigeren Leistungen ein verhältnismäßig hohes Druckverhältnis aufweisen0 Indem also hohe Druckverhältnisse erzielt werden können, lassen sich nicht nur hohe spezifische Ausgangsleistungen erzielen, sondern auch der Wirkungsgrad des Triebwerks bei niedriger Leistung wird verbessert, beispielsweise im Leerlauf oder im Triebwerks lauf am Boden. Dies führt zu einer vorteilhaften Reduzierung der Kohlenmonoxyd-Emission des Triebwerks bei niedriger Leistung, bei der diese Emission im allgemeinen am stärksten ist.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    19 9 asturbinentriebwerk mit einem, einen Lufteinlaß und einen Abgasauslaß aufweisenden Gehäuse, weiter mit einem darin angeordneten Rambine-Rotor mit einer Vielzahl von Schaufeln, auf welchem eine Verdichtungszone, eine daran anschließende Brennzone und eine an diese anschließende Expansionszone gebildet ist, ferner mit einer Einrichtung zur Kraftstoffeinspritzung in die Brennzone und mit mindestens einem einlaßseitig mit Bezug auf den Rambine-Rotor angeordneten Verdichterrotor mit mindestens einem Schaufelkranz, dessen Schaufeln so geformt sind, daß sie der geförderten Luft eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Verdichterrotordrehung mitteilen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vergrößerung der Wirbelgeschwindigkeit der einströmenden Luft bezüglich des Rambine-Rotors (1) der Verdichterrotor (6) gegensinnig mit Bezug auf den Rambine-Rotor umläuft 2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rambine-Rotor (1) einen einzigen Schaufelkranz aufweist, zwischen dessen Schaufeln jeweils ein Verdichtungskanal (i), ein daran anschließender Brennraum (c) und ein sich daran anschließender Expansionskanal (e) gebildet ist.
    3. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rambine-Rotor zwei mit gegenseitigem Axialabstand angeordnete Schaufelkränze (22, 28) aufweist, in deren axialem Zwischenraum zwischen dem Rambine-Rotor und einer äußeren Wandung (26) eine einen Brennraum (C) enthaltende Ringkammer (A) gebildet ist, und daß die Querschnittsfläche der Ringkammer zwischen den Hinterkanten der Schaufeln des ersten Schaufelkranzes (22) und einer Stelle (D) divergiertt an welch letzterer die Zündung des Kraftstoffs erfolgt.
    4. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß auf der Einlaßseite des Rambine-Rotors (1) eine Mehrzahl von gleichsinnig umlaufenden Verdichterrotoren (14, 6) angeordnet ist, welche die Wirbelgeschwindigkeit der einströmenden Luft relativ zum Rambine-Rotor fortschreitend erhöhen.
    5. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (16, 40) stomauf des Verdichterrotors (6) angeordnet ist und daß die Querschnittsfläche des Brennraums (c) von einer Stelle (S), an welcher eine Stoßwelle auftritt, bis zu einer Stelle (D) zunimmt, an welch letzterer die auftretende Zündverzögerung aufhört, derart, daß die Stoßwelle stabilisiert wird, 6, Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in den Schaufeln des ersten Schaufelkranzes (22) des Rambine-Rotors (25) gebildete Bohrungen (23, 24) aufweist 7. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden, den beiden Schaufelkränzen (22, 28) des Rambine-Rotors (25) benachbarten Abschnitte (29, 30) der radial äußeren Strömungskanalwandung an den Schaufeln des jeweils zugehörigen Scnaufelkranzes befestigt ist und mit diesem zusammen umläuft 8, Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem, die genannte Ringkammer (A) begrenzenden radial äußeren Strömungskanalwandungsabschnitt eine Vielzahl von Düsen (31) angeordnet ist, durch welche der zweite Schaufelkranz (28) des Rambine-Rotors (25) beim Anfahren des Triebwerks mit Gas beaufschlagt wirdç 9, Gasturbinentriebwerk nach-Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Düsen (31) mit einer Brennkammer (33) zur Erzeugung heißen, unter hohem Druck stehenden Gases verbunden ist 10. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (40, 41) zum Antrieb von Hilfseinrichtungen (46) durch den Rambine-Rotor (1) vorgesehen sind, 11, Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf des Rambine-Rotors (1) ein Hilfsschaufelkranz (61) angeordnet ist, dessen Schaufeln am Triebwerksgehäuse (2) befestigt und so geformt sind, daß sie im Zusammenwirken mit dem Verdichterrotor (6) die Wirbelgeschwindigkeit des einströmenden Luftstroms relativ zum Rambine-Rotor vergrößerng 120 Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (56) zur Steuerung der Triebwerksausgangsleistung.
    13. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Vielzahl von stromauf des Verdichterrotors (6) angeordneten Einlaßleitschaufeln (50), weiter ein Ventil (51) zur Regulierung der Kraftstoffzuströmung zum Triebwerk, ferner Mittel (52) zur Verstellung des Triebwerksauslaßquerschnitts und einen Gashebel (56) aufweist, welch letzterer derart mit den genannten Komponenten der Steuereinrichtung verbunden ist, daß er gleichzeitig eine änderung des Anstellwinkels der tinlaßleitschaufeln, eine Regulierung der Kraftstoffzufuhr und eine Änderung der Auslaßquerschnittsfläche des Triebwerks herbeiführt
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