5 叶栅式反推装置运动机构-专利全文pdf-1

1、(19)*DE102011008918A120120719* (10) DE 10 2011 008 918 A1 2012.07.19(12)Offenlegungsschrift(21) Aktenzeichen: 10 2011 008 918.7(22) Anmeldetag: 19.01.2011(43) Offenlegungstag: 19.07.2012(51) Int Cl.:F02K 1/72 (2006.01)Rechercheantrag gem 43 Abs. 1 Satz 1 PatG ist gestellt.Die folgenden Angaben sind

2、den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen(54) Bezeichnung: Fluggasturbinenschubumkehrvorrichtung(57) Zusammenfassung: Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluggasturbinenschubumkehrvorrichtung mit einem Trieb- werk 10, mit einer Triebwerksverkleidung 28, mit mehreren, am Umfangsbereich der

3、Triebwerksverkleidung 28 angeord- neten, in Axialrichtung des Triebwerks 10 verschiebbaren Umlenkelemente 29 sowie mit einem am hinteren Endbe- reich des jeweiligen Umlenkelements 29 schwenkbar ange- ordneten Tr 30, wobei ein Hebelmechanismus 33, 34, 35, 36 an dem Triebwerk 10 sowie an dem jeweilige

4、n Umlenk- element 29 und der dem Umlenkelement 29 zugeordneten Tr 30 angeordnet ist und zur Verschwenkung der Tr 30 bei Verschiebung des Umlenkelements 29 ausgebildet ist.(71) Anmelder:Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG, 15827,Blankenfelde-Mahlow, DE(74) Vertreter:Hoefer & Partner, 81543, Mnchen, D

5、E(72) Erfinder:Todorovic, Predrag, 10437, Berlin, DE(56) Fr die Beurteilung der Patentfhigkeit in Betracht gezogene Druckschriften:DE28 42 915A1DE601 18 140T2DE690 01 731T2DE692 03 677T2DE694 12 436T2DE694 12 755T2DE695 05 899T2DE698 15 961T2US 2009 / 0 301 056A1EP1 852 595A2DE 10 2011 008 918 A1201

6、2.07.19Beschreibung0006 Erfindungsgem ist somit vorgesehen, dass am Umfangsbereich der Triebwerksverkleidung Um- lenkelemente angeordnet sind, welche in Axialrich- tung des Triebwerks verschiebbar sind. An dem in Strmungsrichtung hinteren Endbereich der jeweili- gen Umlenkelemente sind schwenkbare T

7、ren ange- ordnet, die beim Verschieben der Umlenkelemente ber einen Hebelmechanismus bettigt werden.0001 Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluggas- turbinenschubumkehrvorrichtung mit einem Trieb- werk, mit einer Triebwerksverkleidung sowie mit mehreren, am Umfangsbereich angeordneten, lage- vernde

8、rbaren Umlenkelementen.0002 Aus der EP 1 852 595 A2 ist eine Schubum- kehrvorrichtung bekannt, bei welcher in einem Ne- benstromkanal, durch welchen Luft von einem Fan geleitet wird, Umlenkelemente oder Strmungsleit- elemente vorgesehen sind, welche von einer Vor- wrtsschubposition, in welcher die D

9、urchstrmung des Nebenstromkanals ungehindert erfolgen kann, in eine Schubumkehrposition bewegbar sind. Hier- bei ist es erforderlich, den Nebenstromkanal in der Schubumkehrposition im Wesentlichen vollstndig zu schlieen, um die gesamte Nebenstrmung durch die Umlenkelemente oder Strmungsleitelemente

10、zu fhren. Im Hinblick auf die Geometrie des Neben- stromkanals und insbesondere die Geometrie der Verkleidung des Kerntriebwerks ist bei einer im We- sentlichen axialen Verschiebung der Schubumkehr- vorrichtung entweder eine Anpassung der Geometrie des Nebenstromkanals oder kein vollstndiges Ver- sc

11、hlieen des Nebenstromkanals gegeben. Bei ei- ner Anpassung der Geometrie des Nebenstromka- nals, insbesondere der Verkleidung des Kerntrieb- werks, ergeben sich in der Vorwrtsschubposition Nachteile. Bei einem nicht vollstndigen Verschlie- en des Nebenstromkanals in der Schubumkehrposi- tion kann di

12、e Schubumkehrvorrichtung nicht optimal wirken. Somit ist die aus dem Stand der Technik be- kannte Lsung nicht fr alle Anwendungen und alle Triebwerkskonstruktionen optimal einsetzbar.0007 Der erfindungsgem vorgesehene Hebel- mechanismus ist somit am Auenumfang der Umlen- kelemente angeordnet. Er str

13、t somit nicht die Durch- strmung des Nebenstromkanals und ist vor Besch- digungen geschtzt. Weiterhin ergibt sich eine gute Zugangsmglichkeit zu dem Kerntriebwerk. Der He- belmechanismus, welcher den Antrieb fr die Betti- gung (Verschwenkung) der Tren bildet, ist somit bei der erfindungsgemen Lsung

14、in der Verkleidung des Nebenstromkanals angeordnet. Auf diese Wei- se kann bei platzsparender und strmungsgnstiger Ausgestaltung eine Lngsverschiebung der Umlenk- elemente (Kaskadenelemente) eine Verschwenkung der Tren bewirken.0008 In gnstiger Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine S

15、chwenkachse der Tr im Wesentlichen in Umfangsrichtung an dem Umlenk- element ausgebildet ist. Dazu kann dieses bevorzug- terweise Lagerbcke aufweisen, an welchem die je- weiligen Tren schwenkbar gelagert sind.0009 Die Umlenkelemente sind bevorzugterweise an einem Ringelement befestigt, welches bevor

16、zug- terweise in Strmungsrichtung hinten angeordnet ist und den Tren zugewandt ist. Somit ist es mglich, sowohl die Lagerbcke der Tren an dem Ringele- ment zu lagern als auch ein Lager des Hebelmecha- nismus.0003 Die US 2009/0301056 A1 zeigt eine Kon- struktion, bei welcher die Umlenkelemente oder S

17、trmungsleitelemente geradlinig in einem Winkel zur Axialachse des Triebwerks verschoben werden. Auch hierbei ist es erforderlich, die Geometrie der Verkleidung des Kerntriebwerks so zu modifizieren, dass eine vollstndige Strmungsumleitung erfolgen kann. Hierdurch ergeben sich Nachteile hinsichtlich

18、der Leistung im Vorwrtsschubbetrieb.0010 In besonders gnstiger Ausgestaltung der Er- findung ist vorgesehen, dass der Hebelmechanismus einen ersten und einen zweiten Hebel umfasst. Der erste Hebel ist gehusefest drehbar gelagert, d. h., seine Schwenkachse, welche im Wesentlichen radi- al zur Triebwe

19、rksachse angeordnet ist, ist bei Ver- schiebung der Umlenkelemente ortsfest am Gehu- se vorgesehen. Ein Ende des ersten Hebels ist so- mit am Gehuse gelagert, whrend das zweite En- de schwenkbar mit dem zweiten Hebel verbunden ist. Das gegenberliegende Ende des zweiten He- bels ist um eine im Wesent

20、lichen radial angeordne- te Schwenkachse verschwenkbar, welche entweder an dem Ringelement oder an dem Umlenkelement ausgebildet ist. Im Bereich des Lagers des zweiten Hebels ist dieser verlngert ausgebildet und mit ei- nem Zwischenhebel verbunden, welcher wiederum mit einem dritten Hebel in Verbind

21、ung steht. Dieser ist schwenkbar an der Tr gelagert. Eine Axialverschie- bung des Umlenkelements bzw. des Ringelements in Axialrichtung des Triebwerks fhrt somit zwangs-0004 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ei- ne Fluggasturbinenschubumkehrvorrichtung der ein- gangs genannten Art zu schaffe

22、n, welche bei ein- fachem Aufbau und einfacher, kostengnstiger Her- stellbarkeit einen hohen Wirkungsgrad aufweist und fr unterschiedliche Geometrien von Fluggasturbinen einsetzbar ist.0005 Erfindungsgem wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelst, die Unteransprche zeigen w

23、eitere vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindung.2/13DE 10 2011 008 918 A12012.07.19lufig zu einer Relativbewegung des ersten und des zweiten Hebels. Hierdurch wird auch der dritte Hebel verschwenkt und bettigt automatisch die Tren, in- dem er diese verschwenkt.druckturbine 16 bzw. der Zwischendr

24、uckturbine 17gekoppelt sind.0021 Die Turbinenabschnitte 16, 17, 18 weisen hnliche Stufen auf, umfassend eine Anordnung von festen Leitschaufeln 23, die radial nach innen vom Gehuse 21 in den ringfrmigen Strmungskanal durch die Turbinen 16, 17, 18 vorstehen, und eine nachfolgende Anordnung von Turbin

25、enschaufeln 24, die nach auen von einer drehbaren Nabe 27 vor- stehen. Die Kompressortrommel oder Kompressor- scheibe 26 und die darauf angeordneten Schaufeln 22 sowie die Turbinenrotornabe 27 und die darauf an- geordneten Turbinenlaufschaufeln 24 drehen sich im Betrieb um die Triebwerksachse 1.0011

26、 Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfhrungsbeispielen in Verbindung mit der Zeich- nung beschrieben. Dabei zeigt:0012 Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung ei- nes Gasturbinentriebwerks gem der vorliegenden Erfindung,0013 Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemen Au

27、sgestaltung in der Vorwrts- schubposition,0022 Die Fig. 2 und Fig. 4 zeigen jeweils per- spektivische Darstellungen, einmal in der Vorwrts- schubposition (Fig. 2) und in der Schubumkehrposi- tion (Fig. 4). Vergrerte Darstellungen sind in den Fig. 3 und Fig. 5 gezeigt.0014 Fig. 3 eine vergrerte Darst

28、ellung gemFig. 2,0015 Fig. 4 eine perspektivische Darstellung, ana- log Fig. 2, in der Schubumkehrposition,0023 Die Figuren zeigen somit ein Gasturbinen- triebwerk 10 (Kerntriebwerk), dessen Nebenstromka- nal 37 von einer Verkleidung 28 umgeben ist. Unter- halb der Verkleidung 28 (nicht dargestellt)

29、 sind Um- lenkelemente 29 (Strmungsleitelemente), welche im Wesentlichen um den gesamten Umfang ausgebildet sind, so wie dies die Fig. 8 zeigt. Lediglich im Be- reich eines nicht dargestellten Pylons, welcher zur Aufhngung des Gasturbinentriebwerks dient, sind keine derartigen Umlenkelemente vorgese

30、hen.0016 Fig. 5 eine vergrerte Darstellung gemFig. 4 in Analogie zur Fig. 3,0017 Fig. 6 und Fig. 7 schematische Darstellungen in einer Axialschnittansicht in der Vorwrtsschubpo- sition bzw. der Schubumkehrposition, und0018 Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemen Umlenkelemente.00

31、19 Das Gasturbinentriebwerk 10 gem Fig. 1 ist ein Beispiel einer Turbomaschine, bei der die Er- findung Anwendung finden kann. Aus dem Folgen- den wird jedoch klar, dass die Erfindung auch bei an- deren Turbomaschinen verwendet werden kann. Das Triebwerk 10 ist in herkmmlicher Weise ausgebildet und

32、umfasst in Strmungsrichtung hintereinander ei- nen Lufteinlass 11, einen in einem Gehuse umlau- fenden Fan 12, einen Zwischendruckkompressor 13,einen Hochdruckkompressor 14, Brennkammern 15, eine Hochdruckturbine 16, eine Zwischendruckturbi- ne 17 und eine Niederdruckturbine 18 sowie eine Ab- gasdse

33、 19, die smtlich um eine zentrale Triebwerk- sachse 1 angeordnet sind.0024 Die Umlenkelemente weisen zwischen be- nachbarten Umlenkelementen (Kaskadenelemen- ten) Schlitze 38 auf. Weiterhin sind die Umlenkele- mente 29 an ihrer in Strmungsrichtung gesehen hin- teren Seite an einem Ringelement 31 bef

34、estigt. Das Ringelement 31 kann entweder als selbststndiges Bauteil ausgebildet sein oder durch Flansche (sie- he Fig. 8) der einzelnen Umlenkelemente gebildet sein. Das Ringelement 31 erstreckt sich nicht um den gesamten Umfang, da ein Freiraum zur Lage- rung des Triebwerks mittels eines Pylons erf

35、orderlich ist. In Strmungsrichtung hinter dem Ringelement ist eine Vielzahl von Tren 30 vorgesehen, welche je- weils um eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung angeordnete Schwenkachse verschwenkbar sind. In der in Fig. 2 gezeigten Position in der Vorwrts- schubposition des Triebwerks (Flugzustand)

36、erstre- cken sich die Tren 30 im Wesentlichen in Axialrich- tung, whrend sie in der Schubumkehrposition ge- gen das Triebwerksgehuse anliegen. Die Fig. 6 und Fig. 7 verdeutlichen diese Verschiebe- und Schwenk- bewegung der Tren 30. Die Fig. 6 zeigt die Vor- wrtsschubposition, in welcher sich die Tre

37、n 30 par- allel zu der ueren Verkleidung des Nebenstromka- nals 37 erstrecken und somit im Wesentlichen in Axi- alrichtung ausgerichtet sind. Die Fig. 7 zeigt eine in Axialrichtung verschobene und verschwenkte Positi-0020 Der Zwischendruckkompressor13 und derHochdruckkompressor 14 umfassen jeweils m

38、ehre- re Stufen, von denen jede eine in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung fester stationrer Leitschau- feln 20 aufweist, die allgemein als Statorschaufeln bezeichnet werden und die radial nach innen vom Triebwerksgehuse 21 in einem ringfrmigen Str- mungskanal durch die Kompressoren 13, 14 vorste

39、-hen. Die Kompressoren weisen weiter eine Anord- nung von Kompressorlaufschaufeln 22 auf, die radi- al nach auen von einer drehbaren Trommel oder Scheibe 26 vorstehen, die mit Naben 27 der Hoch-3/13DE 10 2011 008 918 A1on, bei welcher die Tren gegen das Triebwerksge- huse 21 anliegen.12012.07.19Bezu

40、gszeichenlisteTriebwerksachseGasturbinen-Triebwerk/Kerntriebwerk Lufteinlassim Gehuse umlaufender Fan Zwischendruckkompressor Hochdruckkompressor Brennkammern Hochdruckturbine Zwischendruckturbine Niederdruckturbine AbgasdseLeitschaufeln Triebwerksgehuse Kompressorlaufschaufeln Leitschaufeln Turbine

41、nschaufelnKompressortrommel oder -scheibe TurbinenrotornabeVerkleidung (nacelle) Umlenkelement/Strmungsleitelement TrRingelement LagerErster Hebel Zweiter Hebel Dritter Hebel Zwischenhebel Nebenstromkanal SchlitzLager Lager Lagerbock0025 Erfindungsgem ist zur Verschwenkung der Tren 30 ein Hebelmecha

42、nismus vorgesehen. Dieser umfasst einen ersten Hebel 33, welcher mittels eines Lagers 39 ortsfest an der Verkleidung 28 gelagert ist. Bei einer Verschiebung der Umlenkelemente 29 n- dert sich somit die Position der Lager 39 nicht.101112131415161718192021222324262728293031323334353637383940410026 Am

43、freien Ende des schwenkbar gelagerten ersten Hebels 33 ist ber ein Lager 40 ein zweiter He- bel 34 gelagert. Der gegenberliegende Endbereich des zweiten Hebels 34 ist mittels eines Lagers 32 an dem Ringelement 31 gelagert. Somit fhrt eine Axi- albewegung des Ringelements 31 bzw. der Umlen- kelemente

44、 29 zu einer Relativbewegung der ersten und zweiten Hebel 33, 34, so wie dies in den Fig. 3 und Fig. 5 im Detail dargestellt ist. Das Lager 39 luft dabei in dem Schlitz 38, so dass eine Bewegung der Umlenkelemente (Kaskadenelemente) nicht gestrt wird.0027 Am freien Ende des zweiten Hebels 34 ist ein

45、 Zwischenhebel 36 gelagert, welcher, abhngig von der speziellen Konstruktion, relativ zu dem zweiten Hebel 34 verschwenkbar sein kann. Der dritte Hebel 35 ist mit einem Zwischenhebel 36 verbunden, der wiederum schwenkbar an einem Lagerbock 41 gela- gert ist, der an der Tr 30 ausgebildet ist.0028 Ein

46、e Axialverschiebung der Umlenkelemen- te (Strmungsleitelemente) 29 fhrt somit sowohl zu einer Axialverschiebung als auch einer Verschwen- kung der Tren 30. Der erste Hebel und der zwei- te Hebel 33, 34 bilden somit einen Scherenmecha- nismus. Dieser bewirkt eine selbstttige Verschwen- kung der Tren

47、bei einer Axialverschiebung der Um- lenkelemente. Somit liegt ein automatischer, selbst- ttiger Mechanismus vor. Es ist somit nicht erforder- lich, zustzliche Antriebsmittel zum Verschwenken der Tren 30 vorzusehen. Es versteht sich, dass der ”Scherenmechanismus” der beiden Hebel 33, 34 in Zusammenwi

48、rkung mit dem dritten Hebel 35 sowie dem Zwischenhebel 36 zu betrachten ist. Das freie, ber das Lager 32 berstehende Ende des zweiten Hebels 34 wirkt somit als Antriebshebel zur Bewe- gung des Zwischenhebels 36 und des dritten Hebels 35, um auf diese Weise die Tren 30 beim bergang von der Vorwrtssch

49、ubposition in die Schubumkehr- position radial nach Innen zu verschwenken bzw. bei einer Rckkehr in die Vorwrtsschubposition die T- ren 30 wieder radial nach auen zurckzuschwen- ken, um dieDurchstrmungdesNebenstromkanals374/13DE 10 2011 008 918 A1ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG2012.07.19Diese L

50、iste der vom Anmelder aufgefhrten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschlielich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA bernimmt keinerlei Haftung fr etwaige Fehler oder Auslassungen.

51、Zitierte Patentliteratur-EP 1852595 A2 0002US 2009/0301056 A1 00035 / 13DE 10 2011 008 918 A1Patentansprche2012.07.191. Fluggasturbinenschubumkehrvorrichtung mit ei- nem Triebwerk (10), mit einer Triebwerksverkleidung (28), mit mehreren, am Umfangsbereich der Trieb- werksverkleidung (28) angeordnete

52、n, in Axialrichtung des Triebwerks (10) verschiebbaren Umlenkelemen- ten (29) sowie mit einem am hinteren Endbereich des jeweiligen Umlenkelements (29) schwenkbar ange- ordneten Tr (30), wobei ein Hebelmechanismus (33, 34, 35, 36) an dem Triebwerk (10) sowie an dem je- weiligen Umlenkelement (29) und der dem Umlenk- element (29) zugeordneten Tr (30) angeordnet ist und zur Verschwenkung der Tr (30) bei Verschie- bung