Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

100800

116 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

100800

  1. 1. československá socIALISTICKÁ REPUBLIKA ina, 46 g, 203 Vydáno 15. září 1961 Vyloženo 15. října 1960 $ p - 1 č. 100800 PATENTNI SPIS č. 1008 Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957 Ing. GERHARD GÜTTER, DRÁŽĎANY (NDR) Dvouproudý turbinový motor Přihlášeno 14. srpna 1959 (Pv 4744-59). Platnost patentu od 14. srpna 1959 ; - Právo přednosti od 23. července 1959 (Německá demokratická republika) Vynález se týká dvouproudého turbinového motoru pro letadla. Celkový tah turbinového vzduchového proudového motoru při letu závisí na vteřinovém průtočném množství vzduchu a na rychlosti výstupního proudu; jakož i na rychlosti letadla. Zvětšením průtočného množství vzduchu se při stejné rychlosti výstupního proudu a letadla zvětší úměrně i tah motoru. Toto zvětšení vteřinového průtočného množství vzduchu vyžaduje však nežádoucí zvětšení konstrukce celého motoru. Tah, popřípadě účinnost pohonu lze však zvětšit i bez těchto závad zmenšením rychlosti výstupního proudu a zvětšením vteřinového průtočného množství. Toho se dosáhne odběrem energie proudu " odpadních plynů uvnitř motoru. Odebraná energie se použije ke zvětšení průtočného množství vzduchu. Tyto výhody má známý dvouproudový turbinový tryskový motor, u něhož se přídavný vzduch odebírá z ovzduší přídavným kompresorem, poháněným mechanicky samostatnou přídavnou turbinou, zařazenou za hlavní turbinou, a přidává se k proudu spalin. Přídavný kompresor je umístěn v kanálu, upraveném kolem přídavné turbiny, a je tvořen jedním stupněm. Na špičkách lopatek přídavné turbiny je upevněn krycí pás, na němž jsou uspořádány lopatky přídavného kompresoru. Vzduch se přidává ke spalinám v tahové trysce nebo na jejím kónci. Přídavný kompresor bývá většinou vytvořen jako nadzvukový. Dále je znám dvouproudový turbinový motor, u něhož je za hlavní 20 turbínou upravena dvoustųpňová protiběžná turbina s kompresorovými lopat kami, upevněnými na lopatkách turbinových.
  2. 2. 50 2 100800 Uspořádání turbiny a kompresoru nad sebou má však různé závady. Přídatné průtočné množství vzduchu nelze zvolit libovolně. Je omezeno maximál nimi hodnotami vnějšího průměru a počtu otáček přídavného kompresoru, určo vanými vysoce namáhaným turbinovým kotoučem. Vzhledem k omezení počtu. otáček může turbina zpracovat pouze poměrně malý tepelný spád. U samostatné nezávislé turbiny nastávají určitá kolísání počtu otáček. Počet otáček je proto třeba vzhledem ke kompresorovým lopatkám, upraveným na lopatkách turbinových, stanovit tak nízký, aby při zvětšení počtu otáček nebylo překročeno přípustné namáhání turbinového kotouče a kompresorových lopatek odstředivou silou. Při uspořádání turbinových a kompresorových lopatek nad sebou nastává mezi nimi přechod tepla, čímž se zhorší účinnost kompresoru. Další snížení účinnosti kompresoru je způsobeno potížemi při utěsnění mezi kanálem pro spaliny a kanálem pro přídavný vzduch na místě, přerušeném nad sebou uspořádanými turbinovými a kompresorovými lopatkami. Krycí pás, uspořádaný na vrcholech turbinových lopatek, má sice labyrinty na místě přivráceném k mezistěně, úplného utěsnění však nelze v praxi dosáhnout, takže spaliny s vyšším tlakem mohou vniknout do podtlakové strany kompresoru. Kromě toho je uložení samostatné turbiny s kompresorovými lopatkami uspořádanými na turbinových lopatkách složité, ježto podpěry ložisek musí být. vedeny horkým kanálem na spaliny. Vytvoříli se přídavný kompresor k dosažení velkého průtočného množství vzduchu jako nadzvukový, je zapotřebí zdlouhavého návrhu a vyzkoušení. Kromě toho musí být lopatky z tenkých profilů zhotoveny z nesnadno obrábitelné za tepla pevně oceli a při provozu s částečným zatížením je účinnost malá. Vzhledem k nad sebou uspořádaným turbinovým a. kompresorovým lopatkám musí být radiální vůle mezi kompresorovými lopatkami a kompresorovou skříní upravena vzhledem ke zvětšenému působení odstředivé síly velká, což má nepříznivý vliv na účinnost. Se zmenšením rychlosti výstupního proudu nastávå u známých dvouprou dových turbinových vzduchových proudových motorů kromě zvětšení tahu též zmenšení hluku výstupního proudu. Toto zmenšení však není tak velké, aby při použití letadel s dvouproudými turbinovými motory v hustě obydlených oblastech bylo možno upustit od použití zařízení ke tlumení hluku. Účelem vynálezu je proto vytvoření dvouproudého turbinového motoru, u kterého by byly tyto závady odstraněny a zejména byly poměr průtočných množství, poměr tlaků mezi spalinami a přídavným vzduchem a počet otáček a počet stupňů přídavného kompresoru optimálně zvolitelné ve velkém rozsahu bez omezení, způsobovaných konstrukcí nebo podmíněných pevností materiálu, přičemž by též odpadala zvláštní zařízení k tlumení hluku. Podle vynálezu se toho dosáhne tím, že u dvouproudého turbinového motoru, u něhož se přídavný vzduch odebírá z ovzduší za hlavní turbinou přídavným kompresorem, poháněným
  3. 3. mechanicky nezávislou přídavnou turbinou zařazenou za turbinou hlavní, a přidává do proudu spalin, je přídavný kompresor uspořádán odděleně ve smyslu proudění za přídavnou turbinou na jejím hřídeli, přičemž bezprostředně za přídavnou turbinou je umístěn prstencovitý přídavný sběrný prostor, s nímž jsou spojeny trubky, dosahující až ke skříni přídavného kompresoru a probíhající šikmo směrem ven; mezi těmito trubkami jsou uspořádány šikmo dovnitř probíhající trubky, které vycházejí z prstence k zachycování vzduchu, upraveného na skříni přídavné turbiny a na čelní straně otevřeného, a které vyúsťují do prstencového sběrného prostoru, uspořádaného před přídavným kompresorem. Vzhledem k uspořádání přídavného kompresoru na hřídeli přídavné turbiny není již třeba se ohlížet na přídavné zatížení turbinového kotouče velkou : odstředivou silou. Turbina může proto běžet větším počtem otáček, takže ze spalin lze odebírat více energie a zároveň lze zvětšit přídavné průtočné množPři práci motoru odebírá hlavní kompresor 1 vzduch z ovzduší a přivádí
  4. 4. 100 110 120 130 3 ství vzduchu a tím i celkové vteřinové průtočné množství celého motoru. Radiální vůle přídavné turbiny a přídavného kompresoru mohou zůstat v normálních mezích. Zároveň se dosáhne rozdělením vlastní tahové trysky v jednotlivé trubky a přídavným přiváděním studeného vzduchu zevnitř k proudu spalin tak značného zmenšení hluku, že není již třeba přídavných zařízení ke tlumení hluku ami při použití u letadel, přilétávajících do hustě osídlených oblastí nebo přelétávajících takové oblasti, ježto mezi jednotlivými trubkami prospaliny může prostupovat okolní vzduch a směšovat se rychle se spalinami a. krcmě toho celý proud spalin je přidáváním chladného vzduchu zevnitř rozšiřován, přičemž se s tímto vzduchem rovněž rychle mísí a rychlost proudu se příslušně zmenšuje. - - - Přídavný kompresor může být vytvořen jako podzvukový a může mít více stupňů. Tím je umožněno co nejdalekosáhlejší přizpůsobení komprescru daným poměrům a lopatky mohou být zhotoveny ze snadno obrábitelného lehkého kovu. Přídavná turbina a přídavný kompresor mohou být uloženy letmo na společném hřídeli. Tím odpadají zvláštní podpěry ložisek, které by musely být vedeny horkým spalinovým kanálem. Jako nosiče ložiska lze použít trubkového tělesa, upraveného mezi přídavnou turbinou a přídavným kompresorem soustředně s jejich společným hřídelem, vytvořeného s průměrem plynule se do středu zmenšujícím a na obou koncích opatřeného ložiskem, takže ložiska musí být utěsněna labyrinty nebo podobně a chráněna před tepelným zářením pouze nasvé straně, obrácené k přídavné turbině, popřípadě přídavnému kompresoru. Přímý přechod tepla k ložiskovému nosiči se znemožní, spojíli se trubkové těleso na svém největším průměru pevně s trubkami, vedoucími přídavný vzduch, a na svém konci, obráceném ke kompresoru, pevně s prstencovitým sběrným prostorem, upraveným před přídavným kompresorem, takže odpadají požadavky na tepelnou pevnost ložiskového nosiče. - Zvláštní výhodou vynálezu je okolnost, že přídavnou turbinu a přídavný kompresor lze spolu s křižujícími se trubkami vytvořit jako přístavný agregát, . . takže již stávající turbinové motory určité velikosti lze dodatečně přestavit na dvouproudé turbinové motory. . . Příklad provedení dvouproudého turbinového motoru podle vynálezu je znázorněn schematicky na připojeném výkresu v obr. 1 v podélném řezu, v obr. 2 v dílčím řezu a v obr. 3 v perspektivním pohledu. Dvouproudý turbinový motor podle vynálezu sestává v podstatě z hlavního kompresoru 1, spalovací komory 2, hlavní turbiny 3 jakož i na této hlavní turbině 3 mechanicky nezávislé přídavné turbiny 4 a za ní na jejím hřídeli 5 oddáleně ve smyslu proudění uspořádaného přídavného kompresoru . Tento. přídavný kompresor 6 sestává ze dvou stupňů a a je vytvořen jako pod zvukový. Bezprostředně za přídavnou turbinou 4 je prstencovitý sběrný prostor 7 (obr. 2 a obr. 3), s nímž jsou spojeny šikmo směrem ven probíhající trubky , dosahující až ke skříni 8
  5. 5. přídavného kompresoru . Na skříni 10 přídavné turbiny 4 je upraven prstenec 11 k zachycování vzduchu, na čelní straně otevřený, s nímž jsou spojeny šikmo dovnitř probíhající trubky 12, které leží mezi trubkami a které vyúsťují do prstencovitého sběrného prostoru 13, upraveného před přídavným kompresorem 6 a otevřeného na straně . obrácené ke kompresoru. Přídavná turbina 4 a přídavný kompresor 6 jsou uloženy na hřídeli 5 let mo. Mezi přídavnou turbinou 4 a přídavným kompresorem 6 je soustředně s hřídelem 5 uspořádáno trubkovité těleso 15 s průměrem plynule se z prostředka zmenšujícím, opatřené na obou svých koncích vždy jedním ložiskem 16, 17. Toto trubkovité těleso 15 je na svém největším průměru opatřeno příčkou 18 a spojeno s přírubou 19, upravenou na trubkách 12, vedoucích přídavný vzduch Konec 20 trubkovitého tělesa 15, přivrácený k přídavnému kompresoru , ju. upevněn na prstencovitém sběrném prostoru 13. Těmito oběma upevňovacími místy je trubkovité těleso 15 spojeno silosvorně s chladnými částmi motoru.
  6. 6. 140 150 170 100800 Při práci motoru odebírá hlavní kompresor 1 vzduch z ovzduší a přivádí ho s vyšším tlakem do spalovací komory 2. Do této spalovací komory 2 je vstřikovacími tryskami trvale přiváděno pålivo. Po zapálení směsi paliva a vzduchu proudí horké spaliny hlavní turbinou , spojenou s hlavním kompresorem 1. Poté proudí spaliny přídavnou turbinou , která pohání na svém hřídeli 5 uložený přídavný kompresor . Spaliny pak odcházejí trubkami do ovzduší. Přídavný kompresor 6 odebírá vzduch z ovzduší a přivádí jej opět do ovzduší s větší rýchlostí na konci motoru. . . Přídavná turbina 4 odnímá spalinám energii, takžę jejich rychlost je menší. Vzduchem, odebíraným přídavným kompresorem 6 z ovzduší a opět přiváděným s vyšší rychlostí do ovzduší, se zvětšuje průtočné množství motoru. Zmenšením rychlosti spalin a zvětšením průtočného množství motoru se dosahuje většího tahu. Zároveň nastává zmenšením rychlosti spalin a rozdělením vlastní tahové trysky v jednotlivé trubky , jakož i přídavným přiváděním chladného vzduchu zevnitř do proudu spalin tak velké zmenšení hluku, že již není třeba přídavných zařízení ke tlumení hluku. . . 1. Dvouproudý turbinový motor pro letadla, u něhož se přídavným kompresorem, poháněným mechanicky nezávislou přídavnou turbinou, zařazenou za hlavní turbinou, odebírá z ovzduší přídavný vzduch a přidává se k proudu spalin, vyznačený tím, že přídavný kompresor (6) je upraven oddáleně, ve smyslu proudění za přídavnou turbinou (4) na jejím hřídeli (5), přičemž bezprostředně za přídavnou turbinou (4) je umístěn prstencovitý- sběrný prostor (7), se kterým jsou spojeny šikmo ven vybíhající trubky (9), jež dosahují až na skříň (8) přídavného kompresoru (6) a mezi nimiž jsou uspořádány šikmo dovnitř probíhající trubky (12), které vycházejí z prstence (11) k zachycování vzduchu, otevřeného na své čelní straně a upraveného na skříni (10) přídavné turbiny (4), a které vyúsťují do prstęncovitého sběracího prostoru (13), umístěného před přídavným kompresorem (6). . . . . . . . " 2. Dvouproudý turbinový motor podle bodu 1 vyznačený tím, že přídavný kompresor (6) je vytvořen jako podzvukový, . . . Dvouproudý turbinový motor podle bodů 1 a 2 vyznačený tím, že přídavný kompresor (6), má několik stupňů (6, ). | . Dvouproudý turbinový motor podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že přídavná turbina (4) a přídavný kompresor (6) jsou na společném hřídeli (5) uloženy letmo. . , . Dvouproudý turbinový motor podle bodů 1 až 4 vyznačený tím, že mezi přídavnou türbiniou (4) a přídavným kompresorem (6) je upraveno soustředně na jejich společném hřídeli (5) trubkovité těleso (15), vytvořené s průměrem plynule še zmenšujícím z prostředku a opatřené na obou svých koncích vždy jedním ložiskem (16, 17). - * - . Dvouproudý turbinový motor podle bodu 5 vyznačený tím, že trubkovité těleso (15) je na svém největším průměru spojeno pevně s trubkami (12) vedöucími přídavný
  7. 7. vzduch, a na svém konci (20), přivráceném ke kompresoru, je pevně spojeno s prstencovitým sběracím prostorem (13), upraveným před přídavným kompresorem (6). . . - * Severografia, n. p, závod G3
  8. 8. ----

×