Gasturbinenanlage. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Gasturbinenanlage.
Erfindungsgemäss besitzt, die,Gasturbinen- anlage zwei unabhängig voneinander rotie rende, radial von aussen beaufschlagte Tur binen. Diese Turbinen sind in Serie angeord net, und die Turbinenwellenachsen liegen we nigstens annähernd rechtwinklig zueinander.
Bei entsprechender Anordnung lässt sich dadurch eine kompakte Konstruktion einer solchen Anlage erzielen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs- negenstandes ist in der beiliegenden Zeich nung dargestellt.
Fig. 1 stellt eine Vorderansicht einer Gas turbinenanlage gemäss der Erfindung dar. Fig. ? ist ein senkrechter Schnitt, der vor allem den Kompressor und seine Antriebs turbine zeigt.
Fig. 3 zeigt. eine Seitenansicht der Anlage, teilweise im Schnitt durch die Arbeitsturbine. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1.
Die in der Zeichnung dargestellte Gastur binenanlage ist insbesondere für den Antrieb von Strassenfahrzeugen geeignet. Die Anlage besitzt einen Zentrifugalkompressor A, welcher von einer auf derselben Welle sitzenden Tur bine B angetrieben wird und in Serie zur Tur bine<I>B</I> eine von der Turbine<I>B</I> unabhängig rotierende Arbeitsturbine C, die auf einer Welle sitzt, welche rechtwinklig zur gemein- sauren Welle des Kompressors und seiner An triebsturbine liegt, ohne dass die Achsen der Wellen sieh schneiden. Das komprimierte Ar beitsfluidum wird in einem Wärmeaustauscher D mittels der Turbinenabgabe vorgewärmt.
Eine weitere Erwärmung des Arbeitsfluidums erfolgt durch Verbrennen von Brennstoff in einer Brennkammer E, welche im Strömungs weg des Arbeitsfluidums zwischen dem Wärmeaustauscher D und der Kompressor- Antriebsturbine liegt. Die Anlage kann in irgendeiner Lage montiert werden; aber eine beim Einbau der Anlage in ein Strassenfahr zeug besonders zweckmässige Anordnung ist jene, bei welcher die genannte gemeinsame Welle des Kompressors und seiner Antriebs turbine vertikal und die Welle der Arbeits turbine horizontal, zum Beispiel in der Längs richtung des Fahrgestelles verläuft.
Gemäss den Fig. 1 bis 4 saugt das Laufrad 1 des einseitig beaufschlagten Zentrifugal- kompressors A Luft durch eine Zentralöff nung \Z (Fug. 3) an und fördert sie in einen schaufelfreien Diffusorraum 3, dessen radiale Abmessung der erwünschten flachen Kom- pressorcharakteristik angepasst ist.
Vom Diffu- sorraum 3 gelangt die komprimierte Luft in ein Spiralgehäuse 4, an welches eine Leitung ä angeschlossen ist, die zum Wärmeaustai@scher D führt, wo die komprimierte Luft Wärme von den Turbinenabgasen aufnimmt.. Die komprimierte Luft v erlässt den Wärmeaustau- scher durch den Auslass 6 und gelangt in die Verbrennungseinrichtung, welche eine einzige Brennkammer E besitzt, welcher Brennstoff durch eine Leitung 7 (Fig.1) zu geführt wird.
Die Brennstoff-Zufuhreinrich- tung ist von der Überlaufbauart, wobei die T'berlaufleitung mit 8 bezeichnet ist. Mit 9 ist eine Zündeinrichtung bezeichnet, die zur Einleitung der Verbrennung in der Kammer E dient.
Aus der Brennkammer gelangen die heissen komprimierten Gase durch eine Lei tung 10 (Fig.3) in ein Spiralgehäuse 11 und von hier zu einem Kranz von verstellbaren Einlass-Leitschaufeln der radial von aussen beaufschlagten Kompressor-AntriebsturbineB. Der Einlass-Leitschaufelkranz besitzt Schau feln 12 (Fug. 4), welche miteinander drehver- v erstellbar sind.
Der Rotor 15 der Turbine 73 umfasst eine Scheibe mit Schaufeln 16 und eine Welle 18, auf welcher auch das Kom- pressorlaufrad 1 montiert ist. Das Arbeits fluidum verlässt die Turbine durch eine zen trale Auslassöffnung 17.
Durch die Auslassöffnung 17 gelangen die von der Turbine B ausgestossenen Gase in ein Spiralgehäuse 19, welches dem Einlass-Leit- schaufelkranz der Arbeitsturbine C vorge schaltet ist, die ebenso wie die Turbine B ra dial von aussen beaufschlagt ist. Der Einlass- Leitschaufelkranz der Turbine C besitzt dreh verstellbare Schaufeln 20.
Vom Einlass-Leit- sehaufelkranz gelangen die Gase in die durch Schaufeln 21 (Fig.3) des an der Welle 23 montierten Laufrades 22 der Turbine C be grenzten Schaufelkanäle. Die Gase verlassen die Arbeitsturbine C durch den axialen Aus lass 24 und gelangen in den Wärmeaustau- scher D, von wo sie durch das Rohr 25 (Fug. 1) ausgestossen werden. In dein beschriebenen,.
Fall hat die Anordnung der Welle 23, welche im rechten Winkel zur Welle 18 verläuft, ohne dass sich die Achsen schneiden, den Vor teil, dass die Zufuhrleitung zum Spiralgehäuse 19 kurz und annähernd geradlinig gehalten , werden kann. Die Wellenleistung der Anlage wird von der Welle 23 aus über ein Reduk tionsgetriebe 26 (Fig. 3), das in dem Gehäuse 27, 28 untergebracht ist, abgenommen.
Es ist klar, dass die im rechten Winkel ; zueinander stehenden Wellen der Turbinen der Anlage auch mit sieh schneidenden Wel lenachsen angeordnet sein können. In einem solehen Fall könnte ein kurzer, geradliniger Durchlass von der Auslassöffnung 17 der ersten ; Turbine in einen ringförmigen Einlass der zweiten Turbine führen.
Gas turbine plant. The present invention relates to a gas turbine system.
According to the invention, the gas turbine system has two independently rotating turbines which are acted upon radially from the outside. These turbines are arranged in series and the turbine shaft axes are at least approximately at right angles to one another.
With an appropriate arrangement, a compact construction of such a system can be achieved.
An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the accompanying drawing.
Fig. 1 shows a front view of a gas turbine system according to the invention. is a vertical section mainly showing the compressor and its drive turbine.
Fig. 3 shows. a side view of the plant, partly in section through the power turbine. FIG. 4 is a section along the line V-V in FIG. 1.
The gas turbine plant shown in the drawing is particularly suitable for driving road vehicles. The system has a centrifugal compressor A, which is driven by a turbine B seated on the same shaft and, in series with the turbine <I> B </I>, a power turbine C rotating independently of the turbine <I> B </I>, which sits on a shaft which is at right angles to the common acid shaft of the compressor and its drive turbine without the axes of the shafts intersecting. The compressed working fluid is preheated in a heat exchanger D by means of the turbine discharge.
The working fluid is further heated by burning fuel in a combustion chamber E, which is located in the flow path of the working fluid between the heat exchanger D and the compressor drive turbine. The system can be installed in any position; But a particularly useful arrangement when installing the system in a road vehicle is that in which the said common shaft of the compressor and its drive turbine runs vertically and the shaft of the working turbine runs horizontally, for example in the longitudinal direction of the chassis.
According to FIGS. 1 to 4, the impeller 1 of the centrifugal compressor A, which is acted upon on one side, sucks in air through a central opening \ Z (Fig. 3) and conveys it into a blade-free diffuser chamber 3, the radial dimension of which is adapted to the desired flat compressor characteristics is.
The compressed air passes from the diffuser chamber 3 into a spiral housing 4 to which a line ä is connected, which leads to the heat exchanger D, where the compressed air absorbs heat from the turbine exhaust gases. The compressed air leaves the heat exchanger through the outlet 6 and reaches the combustion device, which has a single combustion chamber E, which fuel is fed through a line 7 (FIG. 1).
The fuel supply device is of the overflow type, the overflow line being denoted by 8. An ignition device, which is used to initiate combustion in chamber E, is designated by 9.
From the combustion chamber, the hot compressed gases pass through a line 10 (FIG. 3) into a spiral housing 11 and from here to a ring of adjustable inlet guide vanes of the compressor drive turbine B, which is acted upon radially from the outside. The inlet guide vane ring has blades 12 (Fig. 4) which can be rotated with one another.
The rotor 15 of the turbine 73 comprises a disk with blades 16 and a shaft 18 on which the compressor impeller 1 is also mounted. The working fluid leaves the turbine through a central outlet opening 17.
The gases emitted by the turbine B pass through the outlet opening 17 into a spiral housing 19 which is connected upstream of the inlet guide vane ring of the power turbine C, which, like the turbine B, is acted upon radially from the outside. The inlet guide vane ring of the turbine C has blades 20 that can be adjusted in rotation.
From the inlet guide vane ring, the gases pass into the blade channels delimited by blades 21 (FIG. 3) of the impeller 22 of the turbine C mounted on the shaft 23. The gases leave the power turbine C through the axial outlet 24 and reach the heat exchanger D, from where they are expelled through the pipe 25 (Fig. 1). In your described ,.
Case, the arrangement of the shaft 23, which extends at right angles to the shaft 18 without the axes intersecting, has the advantage that the supply line to the volute casing 19 can be kept short and approximately straight. The shaft power of the system is taken from the shaft 23 via a reduc tion gear 26 (Fig. 3), which is housed in the housing 27, 28.
It is clear that those at right angles; mutually standing waves of the turbines of the system can also be arranged lenachsen with see cutting Wel. In such a case, a short, straight passage from the outlet opening 17 of the first; Lead the turbine into an annular inlet of the second turbine.