Verfahren zum Betrieb von Gasturbinenanlagen und Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Bei Maschinenanlagen ist es oft wich tig, die Arbeitsleistung derart zu übertragen, dass zu abnehmenden Drehzahlen steigende Momente gehören. Dieses Problem pflegt man bei Verbrennungsmotoren gewöhnlich mit veränderlichen mechanischen Geschwindig keitsübersetzungen, die zwischen dem Motor und der angetriebenen Last, z. B. der Fahr zeugachse, eingeschaltet sind, oder mit hydraulischen bezw. elektrischen Kraftüber tragungen zu lösen.
In diesem Falle steht das von der Antriebswelle ausgeübte Moment mit gewissen Vernachlässigungen; und innerhalb gewisser Grenzen annähernd im umgekehrten Verhältnis zur Drehzahl derselben. Ausser diesen. Kraftübertragungen kann ein bei sin kender Drehzahl in beträchtlichem Masse bis zu ganz niedrigen Drehzahlen steigendes Moment auch mit Kolbendampfmaschinen hergestellt werden; bei diesen letzteren Lösungen verändert sich aber das Moment nicht einmal annähernd im umgekehrten Ver hältnis der Drehzahl, so dass die übertragene Leistung bei verschiedenen Drehzahlen nicht konstant und bei einer niedrigeren Drehzahl gleichfalls niedriger sein wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Betrieb von Gasturbinenanlagen, die einen Verdichter, eine den Verdichter an treibende Gasturbine und eine von der Ver- dichterturbine mechanisch unabhängige, in der Strömungsrichtung des Arbeitsmittels in Reihe geschaltete Nutzleistungsturbine auf weisen. Der Zweck der Erfindung ist, bei derartigen Gasturbinenanlagen sich mit der Änderung der Betriebsdrehzahl der Nutz leistungsturbine entgegengesetzt ändernde, z. B. bei zunehmenden Drehzahlen abneh mende Momente herzustellen.
Im Falle einer günstigen baulichen Ausführung der Nutz leistungsturbine ermöglicht das Verfahren, innerhalb eines Drehzahlbereiches eine an nähernd konstante Leistung zu entfalten und demgemäss. auch ein Moment zu entwickeln, welches sich in umgekehrtem Verhältnis zur Drehzahl jändert. -Eine, gemäss dem erfin- dungsgemässen Verfahren betriebene Gas turbinenanlage eignet sich besonders zum Antrieb von Fahrzeugen, z.
B. von Eisen-, bahnfahrzeugen, wobei die Nutzleistungstur- bine ohne irgendeine während des Betriebes veränderliche Übersetzung unmittelbar mit den Radachsen gekuppelt werden kann. .
Das gesetzte Z#'.el könnte theoretisch da durch erreicht werden, dass das Gewicht und der Druck des die Nutzleistungsturbine in der Zeiteinheit durchströmenden Arbeit@s- mittels, der Charakteristik und der jeweiligen Drehzahl dieser Turbine entsprechend, bei voller Belastung so eingestellt wird, dass das Antriebsmoment der Nutzleistungsturbine sich in einem den Drehzahländerungen der selben entgegengesetzten Sinne, z. B. auf eine zum Antrieb von Fahrzeugen erwünschte Art ändert.
Am günstigsten wäre eine solche Lösung, bei welcher die Nutzleistungstur- bine, von der Drehzahl derselben unabhän gig, bei annähernd gleichbleibender Dreh zahl des Verdichter-Turbinenaggregates und bei praktisch unveränderter durchströmender Gasmenge einen praktisch unveränderten Druckabfall zu verarbeiten imstande ist, in welchem Falle - von den Änderungen des Wirkungsgrades der Nutz'leistungsturbine abgesehen - die durch die Nutzleistungs- turbine geleistete Arbeit von der Drehzahl praktisch unabhängig sein könnte.
Da eine derartige ideale Lösung nicht und auch nicht für einen hinreichend grossen Drehzahlbereich verwirklicht werden kann, wird dann zum Einhalten eines innerhalb eines festgesetz ten Drehzahlbereiches praktisch konstanten Druckabfalles in der Nutzleistungsturbine ge mäss dem erfindungsgemässen Verfahren bei einer der in Reihe geschalteten Turbinen ein Teil der Arbeitsmittelmenge zum übrigen in der fraglichen Turbine strömenden Teil der Arbeitsmittelmenge auf einem Umgehungs weg parallel geführt.
Das vorliegende Verfahren soll beispiels weise an Hand der beiliegenden Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel einer Einrich tung zum Durchführen des Verfahrens zeigt, erläutert werden. Fig. 1 stellt die schema- tische Schnittzeichnung einer aus einem Ver dichter, Wärmeaustauseher, Verbrennungs- i raum, einer zum Antrieb des Verdichters dienenden Turbine und einer Nutz'leistungs- turbine bestehenden Gasturbinenanlage dar.
Fig. 2 zeigt schematisch den Zusammenhang zwischen dem sich in der Nutzleistungstur- bine einstellenden Druckabfall und der Dreh zahl derselben bei verschiedenen Winkelein stellungen der Schaufeln derselben. Fig. 3 zeigt den abgewickelten Schnitt durch zwei Schaufelkränze der Nutzleistungsturbine, während Fig. 4 den Querschnitt einer für dieselbe Nutzleistungsturbine angewendeten Schaufel veranschaulicht.
Gemäss Fig. 1 sind die in Kränzen ange ordneten rotierenden Schaufeln 4 am in den Lagern 1-1' gelagerten und auf der Welle 3 befestigten Verdichterläufer 2 montiert. Am den Läufer umgebenden Gehäuse. 5 sind die gleichfalls Kränze bildenden ortsfesten Schaufeln 6 befestigt. Die Schaufeln 4 und 6 befinden sich im Arbeitsraum des Verdich ters, welcher einerseits mit dem Eintritts stutzen 7, anderseits mit dem Austrittsstut zen 8, sowie mit den Anzapfkanälen 10, 10' und 10" in Verbindung steht. In den An zapfkanä'len sind Drosselorgane 11, 11', 11" vorgesehen, die auch zur vollständigen Ab sperrung der Kanalquerschnitte geeignet sind.
Mit der Welle 3 ist mittels der Kupp lung 9 die den Turbinenläufer 12 tragende Turbinenwelle 13 gekuppelt, welche in den Lagern 14, 14' gelagert ist und die rotieren den Schaufeln 15 der Turbine trägt. Der, Turbinenläufer ist von dem die ortsfesten Schaufeln 19 tragenden Gehäuse 18 um geben, welches mit dem Eintrittsstutzen 16 und mit dem Austrittsstutzen 17 versehen ist. Mit dem die Schaufeln enthaltenden Ar- beiteraum der Turbine steht die mit dem Drosselorgan 21 versehene Anzapfleitung 20 in Verbindung; auch dieses Drosselorgan 21 ist zum vollständigen Absperren der An zapfleitung geeignet.
Von diesemVerdichter- Turbinenaggregat ist die Nutzleistungstur- bine 22, deren Läufer 23 an der in den Lagern 25, 25' gelagerten Welle 24 befestigt und mittels dieser Welle mit der Last ge kuppelt ist, mechanisch unabhängig. Am Läufer 23 sind die Kränze bildenden rotie renden Schaufeln 26 montiert, während in dem den Läufer umgebenden Ständer 27 die gleichfalls Kränze bildenden ortsfesten Schaufeln 28 untergebracht .sind. Der die Schaufeln umschliessende Arbeitsraum steht mit dem Eintrittsstutzen 29 und mit dem Austrittsstutzen. 30, sowie auch mit den An zapfkanälen 31, 31' in Verbindung.
In die sen letzteren sind Drosselorgane 32, 32' vor gesehen, die auch zum vollständigen Absper ren der Kanalquerschnitte geeignet sind. Zwischen dem Verdichter und der denselben antreibenden Turbine ist der mit einem Brenner 34 ausgerüstete Verbrennungsraum 33 derart untergebracht, dass sich an densel ben einerseits der Austrittsstutzen 8 des Ver dichters und anderseits der Eintrittsstutzen 16 der Turbine anschliessen. Zwischen dem Verdichter und dem Verbrennungsraum ist der Wärmeaustauscher 35 eingebaut, dessen Arbeitsraum 36 zum Durchlassen der vom Verdichter gelieferten Druckluft dient.
Der Niederdruckraum 38 des Wärmeaustauschers steht mit dem Austrittsstutzen 37 der Nutz- Leistungsturbine 22, sowie mit der Auslass-. leitung 39 in Verbindung. An den Austritts stutzen 17 der den Verdichter antreibenden, Turbine schliesst sich die Leitung 40 an, die' mit dem Eintrittsstutzen 29 der Nutz leistungsturbine Verbindung herstellt. An diese Leistung, sowie an den Eintrittsraum der den Verdichter antreibenden Turbine schliesst sich der Kanal 41 an, welcher sich ausserdem auch an die Anzapfleitung 20 an schliesst.
In diesem Kanal 41 befindet sich das Regelergan 42, welches zum vollständi gen Absperren des Kanalquerschnittes geeig net ist. An den Kanal 40 schliesst sich wei ter auch der Kanal 43 an, welcher zwischen dem Kanal 40, dem Austrittsstutzen 37 der Nutzleistungsturbine, sowie den Anzapflei- tungen 31, 31' der Nutzleistungsturbine Ver bindung herstellt. Im Kanal 43 ist das Regelorgan 43' und im Kanal 40 das Regel organ 40' vorgesehen; diese Regelorgane, ähnlich dem in den Austrittsstutzen 37 vor dem Anschluss des Kanals 43 eingebauten Regelorgan 3<B>7</B>, eignen sich zum vollständi gen Absperren der Kanalquerschnitte.
Die Wirkungsweise der bisher beschriebe nen Anlage ist die folgende: Der Verdichter, welcher durch die mit ihm. unmittelbar gekuppelte Turbine ange trieben wird, saugt durch den: Saugstutzen 7 das Arbeitsmittel (zweckmässigerweise Frischluft) an, welches nach Durchströmen der ortsfesten und rotierenden Schaufel kränze des Arbeitsraumes, auf einen höheren Druck verdichtet, den Verdichter durch den Druckstutzen 8 verlässt und in den Wärme austauscher 35 tritt, während der Durch'- strömung des Arbeitsraumes 36 desselben die Wärme der durch den. andern Arbeitsraum des Wärmeaustausehers strömenden ent spannten Gase aufnimmt und demzufolge sich erwärmt.
Aus dem Wärmeaustauscher gelangt das Arbeitsmittel in den Verbren nungsraum 33, wo es sich infolge der Wärme des mit dem Brenner 34 eingeführten und hier verbrannten Brennstoffes noch weiter erwärmt, sodann tritt es durch den. Eintritts- stutzen 16 in die den: Verdichter antreibende Turbine ein, wo es sich zum Teil entspannt und so viel Arbeit an die Welle 13 übergibt, als zur Überwindung der Lagerreibung und zum Antrieb etwaiger Hilfsmaschinen, sowie hauptsächlich zum Antrieb des Verdichters gerade nötig ist.
Das aus der den Verdichter antreibenden Turbine austretende Arbeits mittel gelangt durch den Kanal 40 zum Ein trittsstutzen 29 und strömt durch die Nutz leistungsturbine 22, in welcher es auf die Welle 24 ein Antriebsmoment bezw. Arbeit überträgt. Das Gas gelangt sodann durch den Austrittsstutzen 30 und den Anschluss 37 in den Niederdruck-Arbeitsraum des Wärmeaustauschers 35, wo es seine Wärme während der Durchströmung an das frische Arbeitsmittel überträgt, um schliesslich durch die Auslassleitung 39 ins Freie zu gelangen.
Die beschriebene Arbeitsweise gilt für den Fall, dass die Absperrorgane 11, 11', 11", 42, 21, 43', 32, 32' in vollständig geschlosse- ner Stellung gehalten sind, die Absperr organe 37' und 40' dagegen vollständig offen stehen. In diesem Falle kann bei entsprechen der Ausbildung erreicht werden, dass bei gleichbleibender oder annähernd gleichblei bender Drehzahl des Verdichter-Turbinen- aggregates und ebenfalls konstanter Gas eintrittstemperatur die Nutzleistungsturbine, ihrer Drehzahl entsprechend, verschiedene Momente liefert, deren Wert bei sinkender Drehzahl ansteigt.
Um dies im Idealfall unter Abgabe einer annähernd konstanten Leistung zu erreichen, wäre es notwendig, die Nutzleistungsturbine, trotz ihren ver-, änderlichen Drehzahlen, mit konstantem Druckabfall 4p arbeiten zu lassen und sie zu befähigen, bei ihrer veränderlichen Dreh zahl und bei ihrem konstanten Druckabfall eine konstante Gasmenge zu verarbeiten, welche Gasmenge gerade der durch das Ver- dichter-Turbinenaggregat gelieferten Gas menge, der Druckabfall dagegen demjenigen Druckunterschied entspricht,
welcher nach Abzug des in der den Verdichter antreiben den Turbine eintretenden Druckabfalles aus dem zur Verfügung stehenden ganzen Druck abfall noch übrigbleibt. Natürlich sollte der Wirkungsgrad der Nutzleistungsturbine in den den verschiedenen Drehzahlen entspre chenden Betriebszuständen ständig auf einem so hohen Wert bleiben, da.ss die Anlage auch aus diesem Grunde nicht unwirtschaftlich wird.
Angestellte Versuche haben gezeigt, dass eine gewisse Annäherung an die oben als Idealfall geschilderte Form der Druckabfa'll- drehzahlcharakteristik durch eine besondere Ausbildung der Beschaufelung der Nutz leistungsturbine möglich ist. Die Verhält nisse sind auf Fig. 2 dargestellt, wo die Ordinaten den im Arbeitsraum eintretenden Druckabfall und die Abszissen die Dreh zahlen der Nutzleistungsturbine bedeuten.
Die einzelnen Kurven a-e der Figur be ziehen sich auf verschiedene Schaufelausbil dungen und auf konstante Eintrittsgeschwin digkeiten, welch letzteren im Fahle der ver schiedenen Beschaufelungen nicht notwendi- gerweise dieselben sein müssen; dabei hat die Änderung ihres Wertes selbst im Falle der- i selben Beschaufelung die Änderung der Form und der Lage der zur Beschaufelung gehörigen Kurve zur Folge.
Mit den der Kurve b und besonders der Kurve a entspre chenden Beschaufelungen kann der Idealfall: nicht einmal annähernd erreicht werden, in dem sich mit der Drehzahl der Nutz leistungsturbine auch der darin stattfindende Druckabfall wesentlich ändert. Im Falle der der Kurve c entsprechenden Beschaufelung g sind die Verhältnisse bereits wesentlich bes ser, dass es einen solchenDrehzahlbereich gibt, innerhalb dessen sich der Druckabfall nicht wesentlich ändert.
Noch günstiger sind die Verhältnisse bei einer der Kurve d entspre-, 4 chenden Beschaufelung, indem hier inner halb des Drehzahlbereiches von rao bis n1 die Änderungen des in der Turbine eintretenden Druckabfalles gegenüber einem Mittelwert höchstens 20% betragen> Die Kurve e, für s welche die prozentuale Abweichung des Druckabfalles vom Mittelwert im Drehzahl- Bereich n,-n, wieder bedeutend grösser ist,
entspricht den Bedingungen gleichfalls nicht so gut wie die Kurve d.
Versuchsgemäss kann die der Kurve d entsprechende Druckabfalldrehzahlcharakte- ristik mit einer solchen Beschaufelung er reicht werden, bei welcher die verwendeten Schaufeln im Vergleich zur Wölbung der in i der Dampfturbinenpraxis benutzten Schau feln eine bedeutend sanftere Wölbung auf weisen (vergleiche in Fig. 4 das Verhältnis
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und zwar steht ihre Wölbung derjenigen der in der Flugzeugtechnik angewendeten Flügel profile bedeutend näher als der Wölbung der in der Dampfturbinenpraxis benutzten Schaufeln,
und bei welcher - mit Aus nahme des ersten und des letzten Schaufel kranzes - der auf die in Fig. 3 mit x-x bezeichnete Durchströmungsrichtung bezo gene, zwischen der konkaven Schaufelseite und der Richtung x-x gemessene Anstell- winkel ss der Schaufeln zwischen<B>10'</B> und 45' liegt.
Mit Rücksicht darauf; dass sowohl die ortsfesten als auch die rotierenden Schaufeln in ihrer Längsrichtung (in der radialen Rich tung) verdreht werden können, kann auch der Winkel ss längs der Schaufel veränder- lieh sein, weshalb diese letztere Bedingung so zu verstehen ist, dass@ der Winkel ss minde stens in einem Punkt der Schaufellänge zwi schen die angegebenen Grenzen fallen muss, wobei dieser Punkt von Kranz zu Kranz auch in verschiedenen Entfernungen von der Drehungsachse fliegen kann.
Ist der Wert des Winkels ss zu gross, so bekommt man eine der in Fig. 2 dargestellten Charakteristiken a bezw. b oder c, im entgegengesetzten Falle aber die Charakteristik e.
Im Falle eines richtigen Anstellwinkels und entsprechend geformter Schaufeln wird eine der Kurve d entsprechende Charakteristik dann erhalten, wenn die Durchströmungsgesehwindigkeit der einzelnen Druckstufen der Nutzleistungs.- turbine, bei Vollast oder in der Nähe dersel ben, der auf .dem innern Kreise der Läufer schaufeln der Nutzleistungsturbine gemesse nen Umfangsgeschwindigkeit nahe kommt oder dieselbe übertrifft. Nach Versuchs ergebnissen zeigt der Wirkungsgrad der Nutzleistungsturbine in diesem Falle zwi schen weiten Drehzahlgrenzen auch hinrei chend hohe Werte (65-90 % ).
Mit Rücksicht darauf, dass die Charak teristik d gemäss Fig. 2 der Nutzleistungs- turbine demIdealfalle mit konstantemDruck- abfall noch nicht voll entspricht, werden gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren die Abweichungen der Charakteristik durch Veränderung der durch die Turbine strömen den Arbeitsmittelmenge ausgeglichen.
Solche Eingriffe sind natürlich um so mehr und intensiver notwendig, je mehr die Gestalt der Charakteristik der Nutzleistungsturbine, zu folge einer weniger geeigneten Beschaufe- lung, von d-er Gestalt der Kurve d der Fig. 2 abweicht und z. B. in eine der Kurven c oder sogar b übergeht. Zu diesem Zweck sind die in Fig. 1 ersichtlichen Anzapfungs- bezw. Umgehungsleitungen vorgesehen.
Durch Be tätigung .der Drosselorgane in diesen Leitun gen kann die Menge des durch die Nutz- leistungsturbine oder Teile derselben durch fliessenden Arbeitsmittels geändert werden, wodurch im Sinne des Obengesagten wieder die Lage und Gestalt der Druckabfallcharak- teristik beeinflusst werden.
Ist der in der Nutzleistungsturbine stattfindende Druckab fall grösser als erwünscht, so kann durch teilweises Öffnen der Drosselorgane 32 oder 32' eine so grosse Gasmenge durch die Lei tung 43 aus der Nutzleistungsturbine ausge- Alassen werden, die genügt, den Druckabfall in derselben auf das gewünschte Mass 'hinab-, zudrücken. Durch Anordnung der Anzapf- leitungen an geeigneten Stellen kann erreicht werden, dass der demzufolge eintretende Wir kungsgradverlust sehr gering wird.
Es ist zweckmässig, so vorzugehen, dass die Anzapf- leitungen oder ein Teil derselben bei dein vorgeschriebenen. Druckabfall zumindest zum Teil bereits offen stehen; in diesem Falle kann durch Steigerung der Drosselung der eintretende Druckabfall gesteigert, durch Verminderung der Drosselung dagegen ver mindert werden, wodurch eine Druckrege lung in zwei Richtungen erreicht werden kann.
Es ist möglich, obzwar nicht so vor teilhaft, an Stelle der Anzapfleitungen nur die Umgehungsleitung 43 anzuwenden, deren Drosselungsmass durch das Drosselorgan 43' geändert werden kann. Durch Öffnen des Drosselorganes 43' und damit Vergrösserung des Leitungsquerschnittes umgeht ein Teil .des Arbeitsmittels die Nutzleistungsturbine und vermindert dadurch den sich darin ein stellenden Druckabfall.
Man kann aber auch so vorgehen, dass die Unvollkommenheit der Charakteristik derNutzleistungsturbine nicht an dieser Turbine selbst, sondern teilweise oder vollständig an der den Verdichter an-, treibenden Turbine korrigiert wird. Hiezu dient die Anzapfleitung 20 sowie die Um gehungsleitung 41.
Durch Öffnen des in der Anzapfleitung 20 angebrachten Drosselven tils 21 wird ein Teil des die Hochdruckstufen cler den Verdichter antreibenden Turbine durchströmenden Arbeitsmittels unter Um gehung der Niederdruckstufen derselben un mittelbar in den zur Nutzleistungsturbine führenden Kanal 40 ausgelassen, und in die ser Weise kann der auf die den Verdichter antreibende Turbine entfallende Teil des Druckabfalles, im Vergleich zum sich in der Nutzleistungsturbine einstellenden Druckab fall, vermindert, durch Steigerung der Dros selung dagegen erhöht werden. Einen glei chen Einfluss hat auch die Betätigung des Drosselventils 42 in der Umgehungsleitung, 41.
Mit diesen Mitteln ist es möglich, an der Welle der Nutzleistungsturbine ein sich dem Sinne der Änderung der Drehzahl entgegen gesetzt änderndes Moment selbst dann zu er halten, wenn die Charakteristik dieser Tur bine nicht besonders entsprechend ist, son dern, wie z. B. die Kurven a bezw. b der F'ig. 2 zeigen, einen weniger vorteilhaften Charakter aufweist.
Der durch die Nutz leistungsturbine aufgenommene Druckabfall würde dann bei abnehmender Drehzahl und konstantem durchströmendem Gewicht zu nehmen; nachdem aber das Verdichter-Tur-, binenaggregat nicht imstande ist, diesen ge steigerten Druck zu liefern, wird in Erman gelung sonstiger Regelung auch die Dreh zahl dieses letzteren Aggregates fallen. Hier durch vermindert sich jedoch das in die Nutz leistungsturbine eintretende Gasgewicht und somit auch der durch diese verarbeitete Druck, und schliesslich stellt sich die Dreh zahl des Verdichter-Turbinenaggregates auf einen gewissen niedrigeren Wert ein. In-.
zwischen, da auch die durch den Verdichter, gelieferte Luftmenge nicht konstant bleibt bezw. sich im Endergebnis auf einen vom Ausgangswert abweichenden neuen Wert ein stellt, wird sich aber auch die in Rede stehende Druckabfalldrehzahlcharakteristih ändern, und zwar so, dass ihre Form der Kurve d der Fig. 2 näher kommt. Dabei wird natürlich die Hauptforderung befrie digt, dass nach Erreichung dieses neuen Zu standes das Moment der Nutzleistungsturbine, - mit Rücksicht auf die Verminderung ihrer Drehzahl - grösser ist. als das Ausgangs moment.
Mit Rücksicht auf .diese Bedingung wird natürlich nicht jede beliebige Turbine mit einer beliebigen Schaufeleinstellung bezw. i Charakteristik entsprechen; und auf Grund der Kurven der Fig:
2 ist es verständlich, dass im Falle der Drehzahlverminderung der Nutzleistungsturbine die derartige Einstel lung ihres Momentes um so leichter und zweckmässiger möglich ist, je weniger die Winkeleinstellung von den im obigen ange gebenen Winkelwerten bezw. die Charak teristik der Besehaufelung von der im Be- triebsdrehzahlbereich einen Kurvenabschnitt, mit konstantem Druckabfall aufweisenden Idealcharakteristik abweicht, während bei einer grösseren Abweichung ein Grenzfall eintritt,
bei welchem bezw. über welchen hinaus die Änderung des Momentes nicht mehr entsprechend ist. Ähnliche Überlegun gen gelten auch für den Fall der der Kurve e .der Fig. 2 entsprechenden Charakteristik.
Die Regelventile 11, 11'; 11" des Ver-1 dichters bieten die Möglichkeit zum Betrieb der Gasturbinenanlage unter Teilbelastung, besonders wenn die Drehzahl des Verdichter- Turbinenaggregates bei abnehmender Be lastung überhaupt nicht oder nicht in dem durch die Belastungsabnahme verlangten Masse verringert werden soll.
In diesem Falle werden die Drosselorgane oder einige der selben geöffnet, wodurch ein Teil der in den Verdichter eingetretenen Luft aus dem Ver dichter wieder ausströmt und somit sowohl den durch den Verdichter hergestellten, Druck als auch die den Verdichter durch-' strömende Gasmenge herabsetzt, was die Verminderung der Leistung zur Folge hat.
Falls das Verdichter-Turbinenaggregat in Drehung gehalten und dabei die Nutz leistungsturbine völlig abgestellt werden soll, so ist es zweckmässig, das Drosselventil 43' völlig zu öffnen, das Drosselventil 40' da gegen völlig abzusperren. In diesem Falle findet in der Nutzleistungsturbine gar keine Gasströmung statt, so dass diese auch kein Moment zu entwickeln vermag.
Es ist auch möglich, statt des Drosselventils 40' das Drosselventil 37' zu schliessen, oder aber mit Hilfe des einen dieser Drosselventile - so- f ern sie nicht völlig abgesperrt werden die Nutzleistungsturbine abzubremsen.
Die den Verdichter antreibende Turbine und die Nutzileistungsturbine sind hinsicht lich der Strömung des Arbeitsmittels mitein ander in Reihe geschaltet. Die Nutzleistungs- turbine kann auch als Hochdruckturbine vor der den Verdichter antreibenden Turbine, oder, gemäss Fig. 1, als Niederdruckturbine hinter der den Verdichter antreibenden Tur bine angeordnet werden. Es ist auch mög lich, die Nutzleistungsturbine in mehreren Einheiten zu bauen und diese Einheiten in Parallel- oder in Hintereinanderschaltung zu verwenden.
Es können auch mehrere Ver dichter, oder mehrere zum Antrieb von Ver dichtern dienende Turbinen in bezug aufein ander parallel oder in Reihe geschaltet wer den. Die Anlage kann auch mit zwischen mehreren Abschnitten; der Verdichtung an gewendeter Kühlung oder mit zwischen den in. Reihe geschalteten Turbinen angewendeter Zwischenheizung husgebildet werden. Fer ner kann die Anlage, besonders bei Ausfüh rungen, wo an Raum und Gewicht gespart werden soll, auch so ausgebildet werden, dass gar kein Wärmeaustauscher verwendet wird.
Der Verbrennungsraum kann mit einer Ver brennungseinrichtung beliebiger Type ver sehen werden; er kann mit festem, staubför- migem, flüssigem bezw. gasartigem Brenn stoff gespeist werden, wobei der Verbren nungsraum und die Speisevorrichtung natür lich der Eigenart des Brennstoffes entspre chen müssen, und die Speisevorrichtung kann unmittelbar von der Turbine oder von einem fremden Antriebsorgan angetrieben werden.
Mit Rücksicht darauf, dass es besonders bei Fahrzeugen sehr vorteilhaft und er wünseht ist, bei Stillstand des Fahrzeuges über ein entsprechendes Anf ahrmoment zu verfügen, wird man bei der Ausbildung der Beschaufelung auch diesen Umstand beach ten.
Eine zu eteile Einstellung der Schaufeln (kleiner Wert des Winkels .ss) verursacht bei niedrigen Drehzahlen gemäss Kurve e der Fig. 2 die: Abnahme der Charakteristik,<B>wo-</B> durch wiederum das Anfahrmoment vermin dert wird. Deswegen. ist es zweckmässig, den Anstellwinkel der Beschaufelung so zu be stimmen, dass das Anfahrmoment der Anlage nicht kleiner ist als, das Drehmoment, wel ches - z.
B. im Falle einer Lokomotive zur etwa 30-45 % der magima;len Betriebs drehzahl betragenden niedrigsten Betriebs drehzahl (no) gehört. Es ist sehr vorteilhaft,, die Nutzleistungsturbine als eine Überdruck turbine auszubilden, und zwar zweckmässi- gerweise so, dass der Druckabfall in den orts festen und in den rotierenden Schaufelkrän zen annähernd von der gleichen Grösse ist.
Bei nicht mit Überdruck arbeitenden Tur binen werden nämlich die ortsfesten Schau felkränze in den Fällen geringer Umfangsge schwindigkeiten als Verdichter gegen die in den rotierenden Schaufelkränzen eintretenden Druckabfälle arbeiten.; aus diesem Grunde ist der Wirkungsgrad derartiger Anlagen bei unter dem normalen Wert bleibenden Um fangsgeschwindigkeiten wesentlich ungünsti ger als bei Überdruckturbinen, die gerade deshalb auch :ein grösseres Moment liefern. Diese Verhältnisse gelten ganz besonders im Falle der Anwendung von Beschaufelungen der oben beschriebenen Type.