DE2835903A1 - Kuehlluft-kuehler fuer ein gasturbinentriebwerk - Google Patents

Kuehlluft-kuehler fuer ein gasturbinentriebwerk

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DE2835903A1 DE19782835903 DE2835903A DE2835903A1 DE 2835903 A1 DE2835903 A1 DE 2835903A1 DE 19782835903 DE19782835903 DE 19782835903 DE 2835903 A DE2835903 A DE 2835903A DE 2835903 A1 DE2835903 A1 DE 2835903A1
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Description

Kühlluft-Kühler für ein Gasturbinentriebwerk
Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinen und insbesondere auf eine Maßnahme zum wirksamen Reduzieren der Temperatur von Luft, die zum Kühlen von Hochtemperaturturbinen in Gasturbogebläsetriebwerken benutzt wird.
Moderne Flugzeug-Gasturbogebläsetriebwerke arbeiten bei Turbineneinlaß-Lufttemperaturpegeln, die außerhalb der baulichen Temperaturfähigkeiten von Hochtemperaturlegierungen liegen. Dementsprechend müssen im heißen Strompfad des Triebwerks liegende Komponenten und insbesondere Turbinenschaufeln sowie -flügel gekühlt werden, uift ihre bauliche Unversehrtheit sicherzustellen und die Betriebslebensdauer-Erfordernisse zu erfüllen. Es ist bekannt, daß die Gasturbinentriebwerk-Wellenleistung und der spezifische Treibstoffe verbrauch (wobei es sich um den Betrag des TreibstoffVerbrauchs pro Ausgangsleistungseinheit handelt) durch Vergrößern der Turbineneinlaßtemperatur verbessert werden können. Um diese mögliche Leistungsfähigkeitsverbesserung auszunutzen, benutzt die moderne Turbinenkühltechnologie luftgekühlte, hohle Turbinendüsenflügel und -schaufeln, um einen Betrieb bei Gaseinlaßtemperaturen von über 1094° C (2000° F) zu ermöglichen. Allgemein wurde bei diesen Turbinenkühl verfahren Kompressorablaß- oder Zwischenstufen-Abzapfluft als ein Kühlmittel benutzt. Die von diesen Luftkühltechniken'erzielten Vorteile werden jedoch zumindest teilweise durch das Abziehen der notwendigen Kühlluft von dem Antriebszyklus aufgehoben. Es kann abgeschätzt werden, daß der Betrag bzw. die Geschwindigkeit des erforderlichen Kühlluftstroms eine Funktion der Heißgastemperatur ist und mit zunehmender Heißgastemperatur ansteigt. Ferner muß die zum Kühlen benutzte Kompressorabzapfluft den Brenner und eine oder mehrere Turbinenstufen im Bypass umströmen, so daß sich eine zur Menge der benutzten Kühlluft proportionale Leistungsfähigkeitsbeeinträchtigung ergibt. Die von dem Kompressor abgezapfte und als Kühlluft für die Turbinenrotorschaufeln benutzte Luft wurde nämlich durch den Kompressor mit Arbeit bzw. Energie beaufschlagt. Da sie normalerwei-
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se s'. romabwärt s von der Turbinendüse in den Strömungspfad-Gas strom zurüCKgeleitet ./ird, wird jedoch dem Betriebszyklus beim Expandieren durch die Turbine nicht das volle Arbeits- bzw. Energiemaß zurückgeführt. Außerdem führt das Wiedereinführen von Kühlluft in den Heißgasstrom zu einem Verlust bezüglich des Gasstrom-Gesamtdrucks. Dieses ist ein Ergebnis der momentanen Mischverluste, die mit dem Einführen von Kühlluft mit relativ geringem Gesamtdruck in einen Gasstrom mit großem Gesamtdriok verbunden sind. Je größer demnach die Menge der Kühlluft ist, die durch die Turbinenschaufeln geleitet wird, desto größer sind die mit dem Kühlmittel verbundenen Verluste bezüglich des Vorschub-Betriebszyklus. Während somit die Turbinenschaufel]1; ühlung Vorteile hat, ist sie auch mit gewissen Nachteilen verbunden, die von der Menge der zum Kühlen der Turbinenrotorschaufeln benutzten Kühlluft abhängen.
Es ist deshalb davon auszugehen, daß die Triebwerkleistungsfähigkeit vergrößert werden kann, indem die Menge der von der Turbine benötigten Kühlluft reduziert wird. Eine Verminderung des Betrages bzw. der Geschwindigkeit des Kühlluftstroms führt zu einer verbesserten Triebwerksleistungsfähigkeit in Verbindung mit einer entsprechenden Reduzierung des spezifischen TreibstoffVerbrauchs, wobei die tatsächliche Größe der realisierbaren Verminderungen des Kühlluftstrombetrages und des spezifischen Treibstoffverbrauchs eine Funktion der spezifischen Triebwerksanwendung sind.
Ein Verfahren zum Reduzieren der Menge der von der Turbine benötigten Kühlluft besteht darin, die in die heißen Komponenten eintretende Kühlluft zu kühlen. Ein weitverbreitetes Verfahren zum Kühlen der Kühlluft besteht in einer Ausnutzung der Wärmeaufnahmefähigkeit des Triebwerktreibstoffs. Hierbei wird die relativ warme Kühlluft in Wärmeaustauschbeziehung mit dem relativ kalten Triebwerktreibstoff gebracht, um hierdurch die Kühlluft· zu kühlen und den Treibstoff zu erwärmen. Die durch den Treibstoff abgezogene Energie wird wieder in den Vorschub-Betriebszyklus eingeführt, wenn der erwärmte Treibstoff in dem Brenner verbrannt wird, und hierdurch' entsteht ein Gebilde, das gewöhnlich als ein 'regeneratives Triebwerk1 bezeichnet wird. Während verschiedene Studien zeigen, daß Treibstoff-Luft-Wärmeaustauscher den Vorteil einer kleinen Größe und eines geringen Gewichts haben, sind zur Zeit in Flugzeugtrieb-
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werken benutzte Treibstoffe (JP4, JP5) bezüglich ihrer Wärmeaufnahmebzw. -ableitkapazität beschränkt, da die zur Verfügung stehende Kapazität bereits in erheblichem Maße zum Kühlen des Triebwerköls ausgenützt wird. Um eine zusätzliche Wärmeaufnahmekapazität zu erzielen und ein Kühlen der Kühlluft zu ermöglichen, wäre es erforderlich, spezialle Treibstoffe wie JP7 oder JP9 zu benutzen, die zur Zeit nicht in wirtschaftlichen Mengen erhältlich sind. Außerdem bedeutet die Verwendung von Treibstoff in einem Treibstoff-Luft-Wärmeaustauscher eine mögliche Feuergefahr, die für kommerzielle Triebwerkanwendungen nicht annehmbar ist. Es ist deshalb ersichtlich, daß eine andere Technik zum Kühlen der Kühlluft erforderlich ist, um die Kühlmittelstrommenge bzw. -geschwindigkeit zu reduzieren und hierdurch die Gesamtleistungsfähigkeit des Triebwerks zu verbessern.
Dementsprechend besteht die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, für eine Verminderung der Menge der von der Turbine eines Gasturbogebläsetriebwerks benötigten Kühlluft zu sorgen, indem die Temperatur der hindurchgelangenden Luft reduziert wird, um die Gesamtleistungsfähigkeit des Triebwerks zu verbessern.
Kurz gesagt wird die gestellte Aufgabe in einem Plugzeug-Gasturbogebläsetriebwerk erfindungsgemäß durch Vorsehen eines Wärmeaustauschers gelöst, in dem die Turbinenkühlluft und relativ kühlere Luft von dem Gebläsebypasskanal in Wärmeaustauschbeziehung gehalten werden, um hierdurch die Turbinenkühlluft zu kühlen. Die Turbinenkühlluft wird beispielsweise von dem Auslaß des Kompressors abgezapft, und zwar durch an verschiedenen umfangsstellen befindliche Mündungen bzw. Öffnungen in dem Triebwerkgehäuse. Die abgezapfte Kühlluft wird zu dem Wärmeaustauscher geleitet, der einwärts von dem Gebläsebypassabschnitt des Gasturbinentriebwerks angeordnet ist. Die relativ kühle Luft des Gebläsebypasskanals wird an der inneren Wandung des Gebläsekanals in einen Diffusor abgeleitet, wo der dynamische Druck (head) des Gebläsestroms in starkem Maße regeneriert bzw. wiedergewonnen wird. Die Gebläseabzapfluft wird dann in Wärmeaustauschbeziehung mit der relativ wärmeren Kompressorablaß-Abzapfluft durch den Wärmeaustauscher geleitet, wodurch von der Kühlluft Wärme absorbiert wird. Dann wird die Gebläseabzapfluft wieder in den Gebläsebypasskanal zurückgeführt. Die gekühlte Kompressorablaß-Abzapfluft wird dann durch die rückwärtigen Kompressorrahmenstreben
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zu der Jochdruckturbine geleitet und vor dem Kühlen der Hochdruckturbinenkomponenten durch eine Expansionsdüse expandiert. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der zum Leiten der Kühlluft durch die rückwärtigen Kompressorrahmenstreben zur Ve fügung stehende Raum beschränkt ist, können die Kühlstrombeträge bzw. -geschwindigkeiten durch den Wärmeaustauscher reduziert werden, indem die Größe der KühllufL-Temperaturverminderung in dem Wärmeaustauscher direkt proportional zu der Verminderung der Strömungsbeträge bzw. -geschwindigkeiten vergrößert wird. Die sich ergebende überkühlte Kühlluft wird dann mit ungekühlter Kompressorablaß-Abzapfluft vor der Expansionsdüse gemischt, um die zum Kühlen der Turbine notwendige Kühlluft-Temperaturverminderung zu erzielen.
Ein Einbauen dieses Wärmeaustauschers in ein Flugzeug-Gasturbogebläsetriebwerk ermöglicht eine Verminderung der für die Turbinenkühlung erforderlichen Luftmenge, so daß sich eine Verbesserung der Triebwerkleistungsfähigkeit ergibt. Andererseits kann eine Vergrößerung der Schaufellebensdauer durch Aufrechterhalten der ursprünglichen Mengen- bzw. Geschwindigkeitsgröße des Kühlmittelstroms, jedoch durch Reduzieren der Temperatur des Kühlmittels erreicht werden, und zwar mit im wesentlichen keiner weiteren Verschlechterung der Triebwerkleistungsfähigkeit.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten, Ziele und Vorteile derselben ergeben sich in klarer Weise aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zeichnerisch dargestellter Ausführungsformen, die sämtlich nur beispielhaften Charakter haben und die Erfindung in keiner Weise beschränken sollen. Es zeigen: Figur 1 - in einer vereinfachten teilweise geschnittenen Ansicht ein Flugzeug-Gasturbogebläsetriebwerk gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Beziehung zwischen dem Wärmeaustauscher und den verschiedenen anderen Triebwerkskomponenten gezeigt ist,
Figur 2 - in einer vereinfachten Schnittansicht einen Teil des Gasturbogebläsetriebwerks aus Figur 1, wobei eine alternative Ausführungsform des Kühlsystems der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, und
Figur 3 - in einer graphischen Darstellung die Verminderungen der relativen Turbinenkühlstrom-Mengen- bzw. -Geschwindig-
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keitsgroße und des spezifischen Treibstoffverbrauchs als Funktion der Änderung der Kühllufttemperatur für das repräsentative Gasturbogebläsetriebwerk aus Figur 1.
In der Zeichnung/ in der ähnliche Hinweiszahlen einander entsprechende Elemente bezeichnen, wird zunächst auf Figur 1 verwiesen, wo ein allgemein mit 10 bezeichnetes repräsentatives Gasturbogebläsetriebwerk nach der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt ist. Während zwar Turbogebläsetriebwerke in der Technik bekannt sind, verbessert eine kurze Beschreibung der Betriebsweise des Triebwerks ein Verständnis der gegenseitigen Beziehung der verschiedenen Komponenten im Hinblick auf die zu beschreibende Erfindung. Grundsätzlich kann dieses Triebwerk so aufgefaßt werden, daß es ein Kerntriebwerk 12, ein Gebläse 14 mit einer drehbaren Stufe von Gebläseschaufeln 16 (von denen aus Klarheitsgründen nur eine dargestellt ist) und eine Gebläseturbine (nicht dargestellt) stromabwärts von dem Kerntriebwerk in dem allgemein mit 17 bezeichneten Bereich aufweist, wobei die Gebläseturbine mit dem Gebläse 14 durch eine Welle 18 verbunden ist. Das Kerntriebwerk 12 enthält einen Axialstromkompressor 20 mit einem Rotor 22. Gemäß Figur 1 tritt Luft von links in einen Einlaß 24 ein, um anfänglich von den Gebläseschaufeln 16 komprimiert zu werden. Ein erster Teil dieser relativ kühlen verdichteten Luft gelangt in einen Gebläsebypasskanal 26, der zum Teil von dem Kerntriebwerk 12 sowie einer umgebenden Gebläseverkleidung oder einem Rumpf 28 begrenzt wird und für ein Ablassen durch eine Gebläsedüse 30 sorgt. Ein zweiter Teil der verdichteten Luft tritt in einen Kerntriebwerk-Einlaß 32 ein, um durch den Axialstromkompressor 20 weiter verdichtet und zu einem Brenner 34 abgelassen zu werden, wo die verdichtete Luft mit Treibstoff vermischt und verbrannt wird, um hochenerget'ische Verbrennungsgase zu bilden, die eine Kerntriebwerk-Turbine 36 antreiben. Die Turbine 36 ihrerseits treibt den Rotor 22 über eine Welle 38 in der für ein Gasturbinentriebwerk üblichen Weise an. Die heißen Verbrennungsgase gelangen dann unter Antreiben der Gebläseturbine durch dieselbe, die ihrerseits das Gebläse 14 antreibt. Somit wird eine Vorschubkraft durch die Wirkung des Gebläses 14, das Luft von dem Gebläsebypasskanal 26 durch die Gebläsedüse 30 abläßt, und
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durch das Ablassen von Verbrennungsgasen aus einer Kerntriebwerkdüse 40 erzielt, die teilweise von einem Kegel 42 bestimmt wird. Die obige Beschreibung ist typisch für viele heutige Gasturbogebläsetriebwerke und soll die vorliegende Erfindung in keiner Weise beschränken. Wie es aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist, kann die vorliegende Erfindung auf irgendein Gasturbogebläsetriebwerk vom Bypasstyp angewendet werden, und sie ist nicht notwendigerweise auf eine Verwendung mit der hier dargestellten bzw. beschriebenen bestimmten KonfiguratiOii beschränkt. Die vorstehende Beschreibung der Betriebsweise des in Figur 1 dargestellten Triebwerks ist somit nur beispielhaft für eine Anwendungsart.
Es ist bekannt, daß die Wellenleistung und der spezifische Treibstoffverbrauch (das heißt der Betrag des Treibstoffverbrauchs pro Ausgangsleistungseinheit) eines Gasturbinentriebwerks dadurch verbessert werden kann, daß die Temperatur an dem Einlaß zu der Kerntriebwerkturbine 36 (zuweilen als die 'Hochdruckturbine1 bezeichnet) vergrößert wird. Da jedoch moderne Flugzeug-Turbogebläsetriebwerke bei Turbineneinlaß-Lufttemperaturpegeln arbeiten, die außerhalb der baulichen Temperaturfähigkeiten von Hochtemperaturlegierungen liegen, muß die Turbine 36 zum Sicherstellen ihrer baulichen Unversehrtheit gekühlt werden. Es ist somit davon auszugehen, daß zum Kühlen der Turbine ein vergrößerter Prozentsatz an Kühlluft erforderlich ist, wenn die-Temperatur der aus dem Brenner 34 austretenden heißen Abgase vergrößert ist. In herkömmlicher Weise wurde als Kühlmittelquelle für diejTurbine 36 Luft benutzt, die von dem Auslaß des Kompressors 20 abgezweigt und in bekannter Weise zu der sowie durch die Turbine geleitet wurde. Der Kompressorablaß entsprach der logischen Auswahl für den Kühlmittelstrom, da der Druck des Kompressorablaß-Luftstroms (nachfolgend als die 'Kühlluft' bezeichnet) groß genug ist, um die Kühlluft durch den mit dem Turbinengebilde verbundenen gewundenen Pfad zu treiben. Da die Kühlluft durch den Kompressor mit Arbeit bzw. Energie beaufschlagt wurde, wurde jedoch ihr Temperaturpegel vergrössert. Und wenn die Kompressordruckverhältnisse sowie die Flugzeuggeschwindigkeiten vergrößert werden, ergibt sich ein entsprechender Anstieg in der Temperatur der Kühlluft. Dementsprechend ist ein zunehmend höherer Prozentsatz an Kühlluft erforderlich, um die
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Turbine auf annehmbare Temperaturpegel abzukühlen. Wie es zuvor erwähnt wurde, muß diese Kühlluft den Brenner und vielleicht eine oder mehrere Turbinenstufen im Bypass umströmen, bevor sie in den Antriebszyklus zurückgeleitet wird, so daß sich hierdurch anteilig zu der Menge der benutzten Kühlluft ein ungünstiger Einfluß auf die Leistungsfähigkeit ergibt. Es ist somit vorteilhaft, die erforderliche Kühlluftmenge zu reduzieren.
In Figur 3 ist in graphischer Form die Änderung der relativen T'urbinen-Kühlstromgeschwindigkeiten und des spezifischen Treibstoffverbrauchs als Funktion der Änderung der Kühllufttemperatur für ein typisches Gasturbogebläsetriebwerk des in Figur 1 gezeigten Typs dargestellt. Für Darstellungszwecke ist in Figur 3 eine Abschätzung der Kühlluftstrom- und spezifischen Treibstoffverbrauchs-Verminderungen dargestellt,die durch Kühlen der Turbinenschaufelkühlluft einer zweistufigen Kerntriebwerksturbine allgemeinen Aufbaues realisert werden können. Anhand der Figur ist festzustellen, daß bei dieser bestimmten Anwendung eine Reduzierung der Kühllufttemperatur um 250° F bzw. 139° C zu einer 50 % Reduzierung der erforderlichen Betrags- bzw. Geschwindigkeitsgröße des Kuhlluftstroms mit einer entsprechenden Reduzierung des spezifischen TreibstoffVerbrauchs von 1,1 % führt. Es ist aus diesem einfachen Beispiel klar ersichtlich, daß durch Reduzieren der Temperatur der Turbinenkühlluft erhebliche Vorteile erzielt werden können.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Verwendung des relativ kühlen Gebläsebypassstroms als Kühlsystem zum Kühlen der Kühlluft. Aus Figur 1 ist es ersichtlich, daß das Triebwerk mit einem Mittel zum Einfangen eines Teils des relativ kühlen Bypassstroms versehen ist, wie beispielsweise mit einer Ummantelung 44, die einen Teil der Länge des Kerntriebwer.ks 12 innerhalb des Bypasskanals umschreibt, um dazwischen einen Strömungsdurchgang 46 (vielleicht in Form eines Rings) zu bestimmen. In diesem Durchgang ist ein Wärmeaustauscher 54 vorzugsweise vom Querstrom-Rohrtyp angeordnet.
Turbinenkühlluft wird von dem Kompressorablaß über Mündungen 48 in dem Kerntriebwerksgehäuse 50 an verschiedenen Umfangsstellen abgezweigt und durch zumindest einen Kanal 52 zu
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dem Wärmeaustauscher 54 geleitet. Der durch die Ummantelung 44 eingefangene Bypassluftteil tritt in einen Diffusorabschnitt 55 ein, wo der dynamische Druck des eingefangenen Teils in erheblichem Maße regeneriert und durch den Wärmeaustauscher geleitet wird, um dort von der Turbinenkühlluft Wärme aufzunehmen. Dieser Bypassluftstrom wird dann an dem Auslaß 56 des Durchgangs 46 in den Gebläsekanal zurückgeleitet. Die so gekühlte Kühlluft wird über einen Kanal 58 sowie über rückwärtige Kompressor-Rahmenstreben 60 zu der Hochdruckturbine 36 und danach zu einer Expansionsdüse 6 2 eines Typs gemäß dem US-Patent 3 565 545 geleitet. Die gekühlte Kühlluft strömt dann durch einen Durchgang 64 zu der Turbine 36, wo sie zum Durchführen der Kühlfunktion in einer in der Technik bekannten Weise benutzt wird.
Um ein wirksames Zurückführen des erwärmten Bypassstromteils in den Bypasskanal 26 zu ermöglichen, muß sein statischer Druck an den statischen Druck in dem Bypasskanal an der Stelle 56 angepaßt sein, wo der abgezapfte Teil wieder eingeführt wird. Somit muß der gesamte Druckabfall des Abzapfteils einschließlich des Druckabfalls durch den Diffusorabschnitt 55, den Wärmeaustauscher 54 und den Strömungsdurchgang 46 auf einen Wert begrenzt sein, der kleiner als der oder gleich dem Wert des dynamischen Druckes des übrigen Teils des Bypassstroms an der Stelle ist, wo der abgezapfte Teil wieder in den Gebläsekanal eingeführt wird.
Wenn wie im Fall von bestehenden Gasturbogebläsetriebwerken, für die die vorliegende Erfindung bestimmt sein kann, der zum Leiten durch die rückwärtigen Kompressor-Rahmenstreben 60 zur Verfügung stehende Raum beschränkt ist, kann die Konfiguration aus Figur 1 zu derjenigen aus Figur 2 abgewandelt werden, indem der Betrag des durch den Wärmeaustauscher 54 geleiteten Kühlstroms reduziert und die Größe der Kühlluft-Temperaturverminderung direkt proportional zur Verminderung des Strömungsbetrages vergrößert werden. Während diese Ausbildungslösung zu einer Reduzierung der Größe des erforderlichen Kanals 58 führt, ergibt sich allgemein eine gewisse Vergrößerung des Wärmeaustauschergewichts, um die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers zu vergrößern. Bei einer solchen Ausführungsform wird ein warmer Kühllufthilfsstrom von dem Kerntriebwerk über Mündungen 66 und 68 in dem inneren Gehäuseaufbau 70 des Kerntriebwerks
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abgezweigt. Diese ungekühlte zusätzliche Abzapfluft wird mit der aus dem stromabwärts gelegenen Ende 72 des Kanals 58 austretenden gekühlten Kühlluft vor der Expansionsdüse 62 gemischt, um die erwünschte endgültige Kühllufttemperatur zu erzielen. Die sich ergebende Mischung wird dann benutzt, um die heißen Turbinenkomponenten wie in Figur 1 und gemäß bekannter Turbinenkühlprinzipien zu kühlen.
Aus den vorstehenden Beschreibungen wird es somit klar, daß die genannten Ziele der vorliegenden Erfindung bei den aufgezeigten Ausführungsformen erreicht werden und daß ein erfindungsgemäß ausgebildetes Triebwerk bedeutende Leistungsfähigkeitsvorteile gegenüber bekannten Gasturbogebläsetriebwerken hat. Im einzelnen verläßt man sich bei der Kühlung auf das bewährte Prinzip einer Verwendung von Kompressorabzapfluft als Turbinenschaufel-Kühlmittel. Es wurde jedoch die erforderliche Menge der Kompressorabzapfluft beträchtlich vermindert, um hierdurch die Gesamtbetriebsleistungsfähigkeit zu verbessern. Andererseits kann eine Vergrößerung der Schaufellebensdauer durch Aufrechterhalten des ursprünglichen Kühlmittelstrombetrages, jedoch durch Reduzieren der Temperatur des Kühlmittels erreicht werden, und zwar im wesentlichen ohne weitere Verschlechterung der Triebwerkbetriebsleistungsfähigkeit. Ferner ist die vorliegende Erfindung leicht an bestehende Gasturbogebläsetriebwerke anpaßbar, da die Komponenten in dem Triebwerk in einer solchen Weise gestaltet und angeordnet werden können, da sie die Konfiguration oder Ausbildung des in der Nähe befindlichen vorhandenen Aufbaues nicht wesentlich ändern. Ferner handelt es sich bei dem Wärmeaustauscher um einen solchen vom Luft-Luft-Typ, und es besteht eine vollständige Unabhängigkeit von höchst flüchtigen KühlmittelfIuids, die bekannte Turbinenkühlungstechniken charakterisieren.
Dem Fachmann ist es klar, daß im Rahmen der vorliegenden, oben beschriebenen Erfindung gewisse Änderungen vorgenommen werden können. Während sich beispielsweise die vorliegende Erfindung damit befaßt, das Turbinenkühlmittel zu kühlen, indem es in Wärmeaustauschbeziehung mit der reichlichen Gebläsebypassluft-Zufuhr in dem Gasturbogebläsetriebwerk gebracht wird, kann die jeweilige Konfiguration des Wärmeaustauschers viele verschiedene Formen
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annehmen, wobei beispielsweise Wärmeaustauscher vom Einfachdurchgang- oder Mehrfachdurchgang-Typ benutzt werden können. Ferner kann es erwünscht sein, die Kühlluft von dem Kompressor 20 an einer anderen Stelle als dem Kompressorablaß abzuziehen. Außerdem kann die vorliegende Erfindung benutzt werden, um die Kühlluft zu kühlen, die für irgendeine einer Anzahl von Hochtemperatur-Turbinenkomponenten erforderlich ist. Die Erfindung ist nicht auf das Kühlen der für Turbinenschaufeln und -flügel erforderlichen Kühlluft beschränkt. Alle diese und ähnliche Abwandlungen sollen von der vorliegenden Erfindung erfaßt werden.
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Claims (3)

  1. Ansprüche
    \J\y Gasturbinentriebwerk vom Bypasstyp mit einem Gebläse zum Druckbeaufschlagen eines Kühlstroms von Gebläsebypassluft und mit
    einem Kerntriebwerk, das einen Kompressor zum Druckbeaufschlagen eines warmen Kühlluftstroms sowie eine Turbine vom luftgekühlten Typ enthält, gekennzeichnet durch einen Wärmeaustauscher (54) zum Aufnehmen eines Teils der kalten Bypassluft sowie eines Teils der warmen Kühlluft, wobei von dem Kühlluftteil Wärme zu dem Bypassluftteil übertragen wird und hierdurch ein gekühlter Kühlluftstrom entsteht.
  2. 2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet
    durch einen Kanal (26) zum Leiten der Bypassluft um das Kerntriebwerk (12) und durch Mittel (44) zum Einfangen eines Teils der Bypassluft von dem Kanal (26) , wobei die Einfangmittel (44) einen Strömungsdurchgang (46) bestimmen, der einen Diffusorabschnitt (55) zum weitgehenden Rückgewinnen des dynamischen Drucks des Gebläsebypassteils hat, und wobei der Wärmeaustauscher (54) in dem Durchgang (46) stromabwärts von dem
    Diffusorabschnitt (55) angeordnet ist.
  3. 3. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet
    durch Mittel (66, 68) zum Abziehen eines warmen Kühllufthilfs-
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    ORIGINAL INSPECTED
    Stroms von dem Kerntriebwerk (12), wobei dieser warme Hilfsstrom mit dem gekühlten Kühlluftstrom stromaufwärts von der Turbine (?'·) gemischt wird.
    Verfahren zum Kühlen einer Turbine eines Gasturbinentriebwerks mit einem Gebläse zum Druckbeaufschlagen eines Kühlstroms von Gebläsebypassluf_ und mit einem Kerntriebwerkkompressor zum Druckbeaufschlagen eines warmen Kühlluftstroms, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des kalten Gebläsebypassluftstroms abgezweigt wird, daß ein Teil des warmen Kühlluftstroms abgezweigt wird, daß die abgezweigten Teile in Wärmeaustauschbeziehung gebracht werden, um hierdurch den Kühlluftstrom zu kühlen, und daß der gekühlte Kühlluftstrom zu der Turbine geleitet wird.
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    BAD ORIGINAL
DE19782835903 1977-08-18 1978-08-16 Kuehlluft-kuehler fuer ein gasturbinentriebwerk Withdrawn DE2835903A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/825,614 US4254618A (en) 1977-08-18 1977-08-18 Cooling air cooler for a gas turbofan engine

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Publication Number Publication Date
DE2835903A1 true DE2835903A1 (de) 1979-03-01

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ID=25244478

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US4254618A (de)
JP (1) JPS5452216A (de)
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FR (1) FR2400618A1 (de)
IT (1) IT1098088B (de)

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