CH297552A - Gas turbine plant. - Google Patents

Gas turbine plant.

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CH297552A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0215Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  

  Gasturbinenanlage.    Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist eine Gasturbinenanlage mit einem     Axial-          triinmungskompressor.     



  Es ist üblich, zu besonderen Zwecken, z. B.  zur Verhinderung oder Verzögerung von Eis  bildung an Teilen eines Flugzeuges, welchem  die Anlage als Triebwerk dient, Luft aus dem  Kompressor der Anlage abzuzapfen. Die vor  liegende Erfindung bezweckt nun Mittel zu  schaffen, mittels welchen Luft aus dem     Ar-          heitsfluidumkanal    der Anlage abgezapft wer  den kann und welche das Aufrechterhalten  einer gewünschten Luftströmung innerhalb  der Anlage gestatten.  



  Die Gasturbinenanlage gemäss vorliegen  der Erfindung, die einen Axialströmungs  kompressor aufweist, besitzt am Kompressor  auslass eine innere und eine äussere Kanalbe  grenzungswand, welche Wände durch eine  Mehrzahl von hohlen strebenförmigen Glie  dern miteinander verbunden sind. Durch  diese Glieder ist der Arbeitskanal zwischen  den genannten Wänden in eine Mehrzahl von  axialen Durchlässen unterteilt, wovon jeder       zum    Teil durch ein Stück der genannten  innern Wand, zum Teil durch ein Stück der  äussern Wund und zum Teil durch zwei auf  einanderfolgende strebenförmige Glieder be  grenzt ist.

   Die erfindungsgemässe Anlage ist  nun dadurch gekennzeichnet, dass zwei auf  einanderfolgende, strebenförmige Glieder mit  Öffnungen versehen sind, welche gegenüber    der Symmetrieebene des zwischen den beiden  Gliedern liegenden Durchlasses annähernd  symmetrisch angeordnet sind und den Durch  tritt von Luft aus demn Arbeitskanal in das  Innere der beiden strebenförmigen Glieder  gestatten. Ferner     sind    an das Innere einzel  ner Glieder Auslässe angeschlossen. Bei einem  bevorzugten Ausführungsbeispiel des Erfin  dungsgegenstandes ist eine zu der innern und  der äussern Kanalbegrenzungswand koaxiale  Wund vorgesehen, welche     zusammen    mit  einer der Kanalbegrenzungswände einen ring  förmigen Sammelraum bildet.

   Diesen     Sam-          melraunm    kann zur Schaffung verschiedener,  einzelner     Luftanzapfka.mmern    durch in Um  fangsrichtung mit Abstand voneinander ange  ordnete Wände oder durch in Umfangsrich  tung sich     erstreckende        -Wände    in einzelne Ab  schnitte unterteilt sein.

       Ebenso    kann der  Hohlraum der     Strebenglieder    durch Trenn  wände in mehrere Kammern aufgeteilt sein,  wobei die Anordnung so sein kann, dass  einige der     strebenförmigen    Glieder     Luftan-          zapföffnungen    aufweisen, welche in Kam  mern stromaufwärts der Trennwand münden,  während andere Glieder     Luftanzapföffnun-          gen        aufweisen,    die in Kammern stromabwärts  der Trennwand münden.  



  In der beiliegenden Zeichnung sind zwei  Ausführungsbeispiele einer als Flugzeugtrieb  werk ausgebildeten, erfindungsgemässen Gas  turbinenanlage mit     Xxialströmungskompres-          sor    dargestellt. Es zeigt:      Fig. 1 einen Axialschnitt durch das erste  Beispiel,  Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2  in Fig. 1,  Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3  in Fig. 2,  Fig. 4 einen Schnitt gemäss Fig. 1 durch  das zweite Beispiel,  Fig. 5 und 6 Einzelheiten im Schnitt nach  der Linie 5-5 in Fig. 4,  Fig. 7 und 8 schematische Schnitte in klei  nerem Massstab durch das Beispiel gemäss  Fig. 4, wobei die Schnitte in zwei mit axialem  Abstand voneinander liegenden Ebenen recht  winklig zur Maschinenachse gelegt sind, und  Fig. 9 die Abwicklung eines Schnittes  nach der Linie 9-9 in Fig. 7.  



  In einer Gasturbinenanlage wird das Ar  beitsfluidum im Kompressor     komprimiert        und     einer Verbrennungseinrichtung zugeführt, in  welcher Brennstoff verbrannt wird, worauf  die Verbrennungsgase einer Turbine     uzuge-          führt    werden, welche mit, dem Kompressor  durch eine WV elle antriebsverbunden ist. Die  Abgase der Turbine gelangen durch eine  Schubdüse in die Atmosphäre, oder durch die  genannte oder eine weitere Turbine wird den  Verbrennungsgasen über die zum Kompres  sorantrieb erforderliche Leitung hinaus Lei  stung entnommen, unm z B. einen Propeller  oder eine Welle zur Abgabe äusserer Leistung  anzutreiben.  



  Beim ersten Ausführungsbeispiel besitzt  der Kompressor, von welchem in den Fig. 1  bis 3 mur das Auslassende dargestellt ist,  einen Rotor und einen Stator. Der Rotor be  sitzt eine Trommel oder mehrere Scheiben 10,  an deren Umfang Kränze von Laufschaufeln  11 angeordnet sind. Der Stator wird durch  ein Statorgehäuse 12 gebildet, welches die  Laufschaufelkränze umschliesst und nach  innen ragende Leitschaufeln 13 aufweist. Die  Laufschaufelkränze und Leitschaufelkränze  folgen sieh     abwechslungsweise    über die Länge  des Kompressors. Üblicherweise ist das Sta  torgehäuse 12 in einer Axialebene geteilt. Der  Rotor 10, 11 begrenzt zusammen mit dem  Stator 12, 13 einen ringförmigen Kanal, in    welchem das Arbeitsfluidum durch die Wir  kung der Schaufeln beim Betrieb der Anlage  komprimiert wird.

   Am Statorgehäuse 12 ist  ein Diffusorgehäuse 14 befestigt. Dieses Dif  fusorgehäuse 14 besitzt eine innere Wand 15  und eine äussere Wand 16, welche Wände  durch eine Mehrzahl von radialen Streben 17  miteinander verbunden sind. Die beiden  Wände 16, 17 begrenzen einen Ringkanal,  dessen Einlassende mit dem Auslassende des  Kompressorringkanals in Flucht ist. Zwischen  dem Einlassendteil der innern Wand 15 und  der Rotorendscheibe 10 ist eine Labyrinth  dichtung vorgesehen, um an der Verbindungs  stelle der beiden genannten Kanäle ein Ent  weichen von komprimierter Luft zu erschwe  ren. Die stromaufwärtsliegenden Kanten der  radialen Streben 17 liegen stromabwärts des  Einlassteils des Diffusorgelhäuses 14.

   Die Stre  ben 17 sind sowohl mit der innern als auch  mit der äussern Wand 15 bzw. 16 aus einem  Stück und unterteilen den Ringkanal, der  zwischen den Wänden 15, 16 gebildet ist, in  eine Anzahl von in Umfangsrichtung mit Ab  stand voneinander liegenden, axial gerichteten  Durchlässen 20 (Fig. 3j. Der Querschnitt der  Durchlässe 20 nimmt in Strömungsrichtung  2u.  



  Die Verbrennungseinrichtung der Gastur  binenanlage kann bekannter Bauart sein und  besitzt im vorliegenden Fall eine ringförmige  Brennkammer, welche durch innere und  äussere     Litftgeliäusewände        \_'1,    22 gebildet  wird; diese     Wände    umschliessen eine nicht  gezeichnete Welle, welche     den        Kompressor-          rot.or    mit einer     Turbine    der Anlage verbin  det.

   Innerhalb des durch die Luftgehäuse  wände 21, 22 gebildeten Ringraumes sind       mehrere        Flammrohre    2 3     (Fit-.    3) an     geordnet.     Anderseits könnte die     Verbrennun,)-seinrich-          tung    auch eine durch eine innere und eine  äussere Wand gebildete,     rin-förnii-e    Brenn  kammer aufweisen, welche Wände die Ver  bindungswelle     ztv        ischen        Kompressorrotor    und  Turbine umschliessen, wobei in dem zwischen  den genannten Wänden gebildeten Ringraum  ein ringförmiges, koaxiales     Flammrohr    ange  ordnet ist.

   Es können auch mehrere     separate         Brennkammern vorgesehen sein, welche je ein  rohrförmiges Luftgehäuse und ein koaxial in  diesem     Gehäuse    angeordnetes Flammrohr auf  weisen.  



  Bei einer Gasturbinenanlage, deren Ver  brennungseinrichtung gemäss einer der ersten  beiden der genannten Varianten ausgebildet  ist, sind, wie beim gezeichneten Beispiel, die  innere und die äussere Wand 15 bzw. 16 des  Diffusorgehäuses 14 mittels Bolzen an der  innern bzw. äussern Luftgehäusewand 21 bzw.  22 befestigt. Beim gezeichneten Beispiel sind  die Einlassenden der rings um die Achse an  geordneten Flammrohre 23 mit den axialen  Durchlässen 20 des Diffusorgehäuses 14 in  Flucht. Für jedes Flammrohr 23 ist eine  Brennstoffeinspritzvorrichtung 24 vorgesehen.

    Wenn dagegen ein einziges, ringförmiges  Flammrohr vorgesehen ist, werden die zuge  hörigen Brennstoffeinspritzvorrichtungen     ent-          spreebend    der Lage der     Durchlässe    20 ange  ordnet; so können dann je zwei radiale Stre  ben eine Brennstoffeinspritzv orriehtung tra  gen. Bei dieser Ausbildung der     Verbrennungs-          einricbtung    enden die Streben 17 zweckmässig  unmittelbar stromaufwärts des stromabwärts  liegenden Endes des Diffusorgehäuses 14, so  dass der Auslass des Diffusorgehäuses einen  geschlossenen Ring bildet.  



  Bei einer Gasturbinenanlage, deren Ver  brennungseinrichtung gemäss der vorange  hend genannten, dritten Variante ausgebildet  ist, ist das Diffusorgehäuse, wie leicht einzu  sehen ist, an seinem Auslassende mit einer  Mehrzahl von Zweigleitungen versehen, deren  Anzahl der vorhandenen Anzahl     Brennkam-          mern    entspricht, wobei jede Zweigleitung die  axiale Verlängerung eines Durchlasses 20     bil-          rdet.    Jede Radialstrebe, die einer der Streben  17 des gezeichneten Beispiels entspricht, bil  det so die eine Seitenwand zweier nebenein  anderliegender Zweigleitungen, wobei die  innere und die äussere Wandung der Zweig  leitung durch Verlängerungen der innern  und der äussern Wand des Diffusorgehäuses  gebildet werden.

   Zweckmässig ändert der  Querschnitt einer Zweigleitung von einem  ringförmigen Abschnitt an ihrem stromauf      wärtsliegenden Ende bis zu einem Abschnitt  mit Kreisquerschnitt an ihrem stromabwärts  liegenden Ende, wobei der Auslass der     Zweig-          leitulng    mit dem Einlass des zugehörigen  Luftgehäuses übereinstimmt.  



  Im folgenden sollen die Mittel beschrieben  werden, welche ein Abzapfen von kompri  mierter Luft aus dem Arbeitsfluidumkanal  der Anlage gestatten.  



  Beim Beispiel gemäss den Fig. 1 bis 3 ist  jede der Streben 17 als Hohlkörper ausgebil  det, der in seinen Wänden ein Paar Öffnun  gen 25 aufweist. In jeder in Umfangsrichtung  blickenden Wand einer Strebe ist     annähernd     an der Stelle des dicksten Querschnittes der  Strebe eine der genannten Öffnungen 25 vor  gesehen.

   Somit strömt Luft, die im Kompres  sor verdichtet wurde, aus jedem der axialen,  durch eine Strebe 17 getrennten Durchlässe  20     in,    diese Strebe, oder mit andern     Worten,          aus    jedem     Durchlass    20 strömt Luft durch  zwei Öffnungen 25 in die Streben 17, von  welchen     Öffnungen    eine in jeder der beiden,  einen     Durchlass    20 von den anschliessenden  Durchlässen 20 trennenden Streben 17 vorge  sehen ist.  



  Durch ein Paar von mit axialem Abstand.  voneinander angeordneten und von der In  nenfläche der innern Wand 15 des     Diffusor-          gehäuses    14 wegragenden Flanschen 26, 27  und eine Wand 28, welche am Flansch 26       befestigt    und gegen einen axial gerichteten  Teil des andern Flansches 27 abgedichtet ist,  ist ein ringförmiger Sammelraum 29 gebildet.  Die radial innern Enden jeder Strebe 17  stehen mit dem Sammelraum 29 in Verbin  dung, so dass die aus den Durchlässen 20  durch die Öffnungen 25 in die     Hohlstreben     17 einströmende Luft in den Sammelraum 29  gelangt.

   Eine der Streben 17 (die in     Fig.    1  dargestellte) mündet. mit ihrem radial äussern  Ende in eine     Auslassöffnung    31, deren Um  fang durch eine     Anschlussfläche    30 begrenzt  ist, welche an der Aussenfläche der äussern  Ringwand 16 gebildet ist.  



  An der     Anschlussfläche    30 ist eine mit  der A.uslassöffnung 31     übereinstimmende          Auslassleitung    32 befestigt, so dass kompri-      mierte Luft aus dem Samnmelrohr 29 durch  die Auslassleitung 32 an die jeweilige     Ver-          brauelhsstelle    geleitet werden kann.  



  Der Hohlraum einer Strebe 17 kann in  mehrere Kammern unterteilt sein, wie dies  beispielsweise rechts in Fig. 3 gezeigt ist.  Jene Kammern, durch welche keine Luft ab  gezapft wird, können z. B. für den Durch  tritt von Antriebswellen für Zusatzgeräte  verwendet werden.  



  Bekanntlich sollte die Geschwindigkeits  verteilung in der Luft am Eintritt der Ver  brennungseinrichtung so gleichförmig wie  möglich sein und unabhängig von Änderun  gen der Betriebsverhältnisse auch so bleiben.  Die beschriebene Ausbildung erfüllt diese Be  dingung, da die für Hilfszwecke abgezapfte  Luftmenge in weiten Grenzen verändert wer  den kann, ohne die Geschwindigkeitsvertei  lung in der in die     Verbrennungseinrichtung     einströmenden Luft zu stören.  



  Wie vorangehend erwähnt, kann die abge  zapfte Luft durch zwei oder mehrere mit den  Streben 17 in Verbindung stehende Auslässe  abgeführt werden.  



  Beim Beispiel gemäss den Fig. 4 bis 9  kann an mehr als einer Stelle Luft abgezapft  werden. Das Diffusorgehäuse 14 besitzt, wie  bei der vorangehend beschriebenen Anlage,  eine innere und eine äussere Wand 45 bzw.  46, welche Wände einen Ringkanal für die  komprimierte Luft begrenzen. Dieser Kanal  ist durch eine Anzahl hohler Streben 47ca,  47b, 47c, 47d, 47e, 47f, 47g, 47h in acht  Durchlässe 20 aufgeteilt.  



       Das    Innere einer jeden Strebe ist durch  eine Trennwand 50 (Fig. 4, 5, 6 und 9) in  zwei Kammern 48 und 49 unterteilt. Diese  Kammern 48 und 49 stehen mit einer ringför  migen Sammelkammer 51 bzw. 52 in Verbin  dung, welche Kammern zwischen der den  Arbeitsfluidunkanal begrenzenden Wand 45  und einer weiteren Wand 53 geschaffen sind.  Die Wand 53 ist mit dem Diffusorgehäuse 14  aus einem Stück. Die Sammelkammern 51, 52  sind durch einen radialen Steg 53a vonein  ander getrennt, der sich in Umfangsrichtung  um das Diffusorgehäuse erstreckt, und zwar    in gleicher Axiallage wie die Trennwand 50,  zwischen den Wänden 45 und 52.  



  Die in Umnfangsriechtung blickenden Wände  der Streben 17 besitzen Schlitze, durch welche  komprimierte Luft in die Kammern 48, 49  gelangen kann. So sind einige der Streben,  z. B. die Streben 47b, 47e, 47d, 47f, 47tg, 47h,  wie in Fig. 6 gezeigt, mit Schlitzen 54 ver  sehen, welche unmittelbar stromaufwärts der  Trennwand 50 angeordnet sind, so dass Luft  über die Kammer 48 in die Sanmmelkanmner  51 strömen kann. Die restlichen Streben 47a  und 47e besitzen Schlitze 55 (Fig. 5), die  unmittelbar     stromabwärts    der entsprechenden  Trennwand 50 angeordnet sind, so dass Luft  über die Kammer 49 in die Sammelkammer  52 gelangen kann.  



  Beim dargestellten Beispiel wird die Luft  den Sammelkammern 51, 52 entweder durch  Auslässe in den äussern Bnlden der Kammer  48 bzw. 49 entnommen, in welche Kammer  kein Schlitz 54 bzw. 55 mündet, oder dann  durch Auslässe, die in einer minit einem Schlitz       versehenen    Kammer vorgesehen sind.  



  So ist z. B. imn Falle cder Strebe 47c ein  Auslass 57 in der Kammer 4,8 vorgesehen,  durch welchen Auslass Luft aus der     Sanmmel-          kammer    51 strömt, während im Falle der  Strebe 47c (Fig. 8, 9) Luft aus der     Sanmmel-          kannner    49 entnommen wird.  



  Wenn erforderlich, kann eine ringförmige  Samnmelkamnmer in eine Anzahl Aufnahme  räume unterteilt sein, welche die Zufuhr von  Luft aus dem Diffusorgehäuse durch mehr  als zwei separate Zuleitungen ermöglichen.  Wie beispielsweise in den Fig. 7 und 9 ge  zeigt, ist die stromaufwärtsliegende Sammel  kammer 51 durch axiale Trennwände 58 in       mehrere        Kaniinerabsclinitte    unterteilt.

   Ein  Abschnitt stellt mit der     Kaninier    48 der  Strebe     471)    in Verbindung, welche ihren Aus  lass 57 ebenfalls am äussern Ende der     Kam-          iner    48 besitzt; ein zweiter Abschnitt steht  mit den     Kammern    48 der Streben     -17a,        47h     in Verbindung, wobei die Kammer 48 der  Strebe     471z    den     Lufteinlass        bildet,    während  der     Luftauslass    5 7 in der Strebe     471c        vorge-          sehen    ist,

   und ein dritter Abschnitt erhält      Luft aus den Kammern 48 der Streben 47c,  47d, 47f und 47g, während die Luft durch  die Kammer 48 der Strebe 47e abströmt,  welche in einen Anslass 57 mündet.  



  Das Diffusorgehäuse, das die Wände 45;  46 aufweist, kann als Gussstück ausgebildet  sein, wobei die Kammern 48, 49 durch Kerne  erzeugt werden. Diese Kerne können. in Öff  nungen der Begrenzungswände der Kammern  48, 49 abgestützt werden, welche Öffnungen  durch Kernstücke 59 (Fug. 4 und 5) geschlos  sen werden. Die Öffnungen können für den  Durchtritt einer Hilfswelle bestimmt. sein, die  durelh das Diffusorgehäuse hindurch ins In  nere der Maschine ragt. Es versteht sich, dass  vorliegende Erfindung nicht auf die beschrie  benen Beispiele beschränkt ist. So kann z. B.  eine Strebe eine einzige Anzapföffnung in  ihrer Vorderkante aufweisen, vorausgesetzt,  dass die Öffnungen der Streben bezüglich  der axial gerichteten Durchlässe 20 annä  hernd symmetrisch angeordnet sind.

   In  diesem Fall kann es zweckmässig sein, auch  an der Hinterkante der Strebe eine     Öffnung     vorzusehen, durch welche komprimierte Luft       entweichen    kann, um eine     gewünschte        Luft-          st    römungseharakteristik aufrechterhalten zu  können.  



  Bei einem weiteren     Ausführungsbeispiel     der erfindungsgemässen Anlage besitzt jede  strebe     zwei    Öffnungen, und zwar je eine in  den in Umfangsrichtung blickenden Flächen,  wodurch der Hohlraum jeder Strebe mit den  axial gerichteten     Durchlässen    auf beiden  Seiten der Strebe in Verbindung steht.  



  Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,  bei welchem eine gerade Anzahl von Streben  vorgesehen ist, besitzt jede Strebe nur eine  Öffnung in einer der in Umfangsrichtung  blickenden Flächen. Die Öffnungen der ein  zelnen Streben sind dabei so angeordnet, dass  sie bei aufeinanderfolgendenl Streben in ent  gegengesetzt zueinander blickenden Flächen  angeordnet sind. Bei     dieser    Ausbildung mün  den in jeden zweiten     Durehlass    ein Paar von  Öffnungen, wovon je eine in jeder der  beiden, diesen     Durchlass    von den nächstfol  genden Durchlässen trennenden     Streben    vor-    gesehen ist.

   Die     Begrenzungswände        dieser     anschliessenden     Durchlässe    besitzen dagegen  keine Verbindungsöffnung mit dem Streben  innern.  



  Die in den Hohlraum der Streben mün  denden Öffnungen können von verschiedener  Grösse sein, vorausgesetzt, dass die beiden  Öffnungen, die in einander gegenüberliegen  den Begrenzungswänden eines     Durchlasses     vorgesehen sind, den gleichen Durchmesser  aufweisen.



  Gas turbine plant. The subject matter of the present invention is a gas turbine system with an axial triinmungskompressor.



  It is common for special purposes, e.g. B. to prevent or delay ice formation on parts of an aircraft, which the system serves as an engine to tap air from the compressor of the system. The present invention aims to create means by means of which air can be tapped from the working fluid duct of the system and which allow a desired air flow to be maintained within the system.



  The gas turbine plant according to the present invention, which has an axial flow compressor, has an inner and an outer Kanalbe boundary wall at the compressor outlet, which walls are connected to one another by a plurality of hollow strut-shaped members. Through these members, the working channel between said walls is divided into a plurality of axial passages, each of which is limited in part by a piece of said inner wall, in part by a piece of the outer wound and in part by two successive strut-shaped members .

   The system according to the invention is now characterized in that two successive, strut-shaped members are provided with openings which are arranged approximately symmetrically with respect to the plane of symmetry of the passage lying between the two members and the passage of air from the working channel into the interior of the two strut-shaped Allow limbs. Furthermore, outlets are connected to the interior of individual members. In a preferred embodiment of the subject matter of the invention, a wound is provided which is coaxial with the inner and outer duct delimitation walls and forms an annular collecting space together with one of the duct delimitation walls.

   This collecting space can be divided into individual sections by walls that are spaced apart in the circumferential direction or by walls that extend in the circumferential direction in order to create different, individual Luftanzapfka.mmern.

       Likewise, the cavity of the strut members can be divided into several chambers by partition walls, whereby the arrangement may be such that some of the strut-shaped members have air tap openings which open into chambers upstream of the partition wall, while other members have air tap openings open into chambers downstream of the partition.



  In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of a gas turbine system according to the invention, designed as an aircraft engine, with an axial flow compressor are shown. It shows: FIG. 1 an axial section through the first example, FIG. 2 a section along line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 a section along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 a section 1 through the second example, Fig. 5 and 6 details in section along the line 5-5 in Fig. 4, Fig. 7 and 8 schematic sections on a smaller scale through the example of FIG. 4, the sections are placed in two axially spaced planes at right angles to the machine axis, and FIG. 9 shows the development of a section along the line 9-9 in FIG. 7.



  In a gas turbine plant, the working fluid is compressed in the compressor and fed to a combustion device in which fuel is burned, whereupon the combustion gases are fed to a turbine which is drive-connected to the compressor through a VV elle. The exhaust gases from the turbine enter the atmosphere through a thrust nozzle, or through the mentioned turbine or another turbine, power is taken from the combustion gases via the line required for the compressor drive, in order to drive a propeller or a shaft to deliver external power, for example.



  In the first exemplary embodiment, the compressor, of which the outlet end is shown in FIGS. 1 to 3, has a rotor and a stator. The rotor be seated a drum or several disks 10, on the circumference of which rims of blades 11 are arranged. The stator is formed by a stator housing 12 which encloses the rotor blade rings and has guide vanes 13 protruding inward. The rotor blade rings and guide vane rings follow alternately over the length of the compressor. Usually the stator housing 12 is divided in an axial plane. The rotor 10, 11, together with the stator 12, 13, defines an annular channel in which the working fluid is compressed by the action of the blades during operation of the system.

   A diffuser housing 14 is attached to the stator housing 12. This diffuser housing 14 has an inner wall 15 and an outer wall 16, which walls are connected to one another by a plurality of radial struts 17. The two walls 16, 17 delimit an annular channel, the inlet end of which is in alignment with the outlet end of the compressor ring channel. A labyrinth seal is provided between the inlet end part of the inner wall 15 and the rotor end disk 10 in order to make it more difficult for compressed air to escape at the connection point of the two named channels. The upstream edges of the radial struts 17 are downstream of the inlet part of the diffuser tube 14 .

   The Stre ben 17 are both with the inner and with the outer wall 15 and 16 in one piece and subdivide the annular channel formed between the walls 15, 16 in a number of in the circumferential direction with Ab stood from each other, axially directed passages 20 (Fig. 3j. The cross section of the passages 20 increases in the flow direction 2u.



  The combustion device of the gas turbine system can be of a known type and, in the present case, has an annular combustion chamber which is formed by inner and outer lighting gel housing walls 1, 22; these walls enclose a shaft, not shown, which connects the compressor rot.or with a turbine of the system.

   Within the annular space formed by the air housing walls 21, 22 several flame tubes 2 3 (Fit-. 3) are arranged on. On the other hand, the combustion device could also have a rin-förnii-e combustion chamber formed by an inner and an outer wall, which walls enclose the connecting shaft between the compressor rotor and turbine, with the one formed between the named walls Annular space is an annular, coaxial flame tube is arranged.

   A plurality of separate combustion chambers can also be provided, each of which has a tubular air housing and a flame tube arranged coaxially in this housing.



  In a gas turbine system, the combustion device of which is designed according to one of the first two of the above-mentioned variants, the inner and outer walls 15 and 16 of the diffuser housing 14 are fastened to the inner and outer air housing walls 21 and 21 by means of bolts, as in the example shown. 22 attached. In the example shown, the inlet ends of the flame tubes 23 arranged around the axis are in alignment with the axial passages 20 of the diffuser housing 14. A fuel injection device 24 is provided for each flame tube 23.

    If, on the other hand, a single, annular flame tube is provided, the associated fuel injection devices are arranged according to the position of the passages 20; so each two radial struts can then carry a fuel injection device. With this design of the combustion device, the struts 17 expediently end immediately upstream of the downstream end of the diffuser housing 14, so that the outlet of the diffuser housing forms a closed ring.



  In a gas turbine system, the combustion device of which is designed according to the third variant mentioned above, the diffuser housing is, as can easily be seen, provided at its outlet end with a plurality of branch lines, the number of which corresponds to the number of combustion chambers present, each Branch line forms the axial extension of a passage 20. Each radial strut, which corresponds to one of the struts 17 in the example shown, forms one side wall of two adjacent branch lines, the inner and outer walls of the branch line being formed by extensions of the inner and outer walls of the diffuser housing.

   The cross section of a branch line expediently changes from an annular section at its upstream end to a section with a circular cross section at its downstream end, the outlet of the branch line coinciding with the inlet of the associated air housing.



  In the following, the means will be described which allow a tapping of compressed air from the working fluid channel of the system.



  In the example according to FIGS. 1 to 3, each of the struts 17 is ausgebil det as a hollow body, which has a pair of openings 25 in its walls. In each wall of a strut looking in the circumferential direction, one of said openings 25 is seen approximately at the point of the thickest cross section of the strut.

   Thus, air that has been compressed in the compressor flows from each of the axial passages 20 separated by a strut 17 into, this strut, or in other words, from each passage 20 air flows through two openings 25 into the struts 17, of which Openings one in each of the two, a passage 20 from the adjoining passages 20 separating struts 17 is easily seen.



  By a pair of axially spaced. An annular collecting space 29 is formed which is arranged from one another and protruding from the inner surface of the inner wall 15 of the diffuser housing 14 and a wall 28 which is fastened to the flange 26 and sealed against an axially directed part of the other flange 27 . The radially inner ends of each strut 17 are in communication with the collecting space 29, so that the air flowing from the passages 20 through the openings 25 into the hollow struts 17 reaches the collecting space 29.

   One of the struts 17 (the one shown in FIG. 1) opens. with its radially outer end into an outlet opening 31, the circumference of which is limited by a connection surface 30 which is formed on the outer surface of the outer annular wall 16.



  An outlet line 32 corresponding to the outlet opening 31 is attached to the connection surface 30, so that compressed air can be conducted from the collecting pipe 29 through the outlet line 32 to the respective brewing point.



  The cavity of a strut 17 can be divided into several chambers, as shown, for example, on the right in FIG. 3. Those chambers through which no air is drawn off can, for. B. be used for the passage of drive shafts for additional equipment.



  As is well known, the speed distribution in the air at the inlet of the combustion device should be as uniform as possible and remain that way regardless of changes in the operating conditions. The training described meets these conditions, since the amount of air drawn off for auxiliary purposes can be changed within wide limits without disturbing the speed distribution in the air flowing into the combustion device.



  As mentioned above, the abge tapped air can be discharged through two or more with the struts 17 connected outlets.



  In the example according to FIGS. 4 to 9, air can be drawn off at more than one point. The diffuser housing 14 has, as in the system described above, an inner and an outer wall 45 and 46, which walls delimit an annular channel for the compressed air. This channel is divided into eight passages 20 by a number of hollow struts 47ca, 47b, 47c, 47d, 47e, 47f, 47g, 47h.



       The interior of each strut is divided into two chambers 48 and 49 by a partition 50 (FIGS. 4, 5, 6 and 9). These chambers 48 and 49 are connected to a ringför shaped collection chamber 51 and 52, respectively, which chambers are created between the wall 45 delimiting the working fluid channel and a further wall 53. The wall 53 is made of one piece with the diffuser housing 14. The collecting chambers 51, 52 are separated from one another by a radial web 53a, which extends in the circumferential direction around the diffuser housing, specifically in the same axial position as the partition 50, between the walls 45 and 52.



  The walls of the struts 17 looking in the circumferential direction have slots through which compressed air can enter the chambers 48, 49. So are some of the struts, e.g. B. the struts 47b, 47e, 47d, 47f, 47tg, 47h, as shown in Fig. 6, see ver with slots 54, which are arranged immediately upstream of the partition 50, so that air flows through the chamber 48 into the Sanmmelkanmner 51 can. The remaining struts 47a and 47e have slots 55 (FIG. 5) which are arranged immediately downstream of the corresponding partition wall 50, so that air can pass through the chamber 49 into the collecting chamber 52.



  In the example shown, the air is taken from the collecting chambers 51, 52 either through outlets in the outer bundles of the chamber 48 or 49, into which chamber no slot 54 or 55 opens, or then through outlets in a chamber provided with a small slot are provided.



  So is z. B. in the case of the strut 47c an outlet 57 is provided in the chamber 4, 8, through which outlet air flows from the collecting chamber 51, while in the case of the strut 47c (FIGS. 8, 9) air from the collecting duct 49 is removed.



  If necessary, an annular collecting chamber can be divided into a number of receiving spaces, which allow the supply of air from the diffuser housing through more than two separate supply lines. As shown, for example, in FIGS. 7 and 9, the upstream collection chamber 51 is divided into several Kaniinerabsclinitte by axial partitions 58.

   One section connects with the rabbit 48 of the strut 471), which also has its outlet 57 at the outer end of the chimney 48; a second section is connected to the chambers 48 of the struts -17a, 47h, the chamber 48 of the strut 471z forming the air inlet, while the air outlet 5 7 is provided in the strut 471c,

   and a third section receives air from the chambers 48 of the struts 47c, 47d, 47f and 47g, while the air flows out through the chamber 48 of the strut 47e, which opens into an inlet 57.



  The diffuser housing that the walls 45; 46, can be formed as a casting, the chambers 48, 49 being generated by cores. These cores can. in Publ openings of the boundary walls of the chambers 48, 49 are supported, which openings are closed by core pieces 59 (Fug. 4 and 5). The openings can be intended for the passage of an auxiliary shaft. which protrudes through the diffuser housing into the interior of the machine. It goes without saying that the present invention is not limited to the examples described. So z. B. have a strut a single tap opening in its leading edge, provided that the openings of the struts with respect to the axially directed passages 20 are approximately symmetrically arranged.

   In this case it can be useful to provide an opening on the rear edge of the strut through which compressed air can escape in order to be able to maintain a desired air flow characteristic.



  In a further embodiment of the system according to the invention, each strut has two openings, one in each of the surfaces looking in the circumferential direction, whereby the cavity of each strut is connected to the axially directed passages on both sides of the strut.



  In a further exemplary embodiment in which an even number of struts is provided, each strut has only one opening in one of the surfaces looking in the circumferential direction. The openings of the individual struts are arranged in such a way that, in the case of successive struts, they are arranged in oppositely facing surfaces. In this design, a pair of openings open into every second passage, one of which is provided in each of the two struts that separate this passage from the next following passages.

   The boundary walls of these adjoining passages, however, have no connection opening with the struts inside.



  The openings opening into the cavity of the struts can be of different sizes, provided that the two openings, which are provided in the boundary walls of a passage opposite one another, have the same diameter.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gasturbinenanlage, mit einem Axialströ- mungskompressor und mit, einer innern und einem äussern Kanalbegrenzungswand am Kompressorauslass, welche Wände durch eine Mehrzahl von hohlen strebenförmigen Glie dern miteinander verbunden sind, durch welche Glieder der Arbeitskanal zwischen den genannten Wänden in eine Mehrzahl von axialen Durchlässen unterteilt ist, wovon jeder zum Teil durch ein Stück der genann ten innern Wand, PATENT CLAIM Gas turbine plant, with an axial flow compressor and with an inner and an outer channel boundary wall at the compressor outlet, which walls are connected to one another by a plurality of hollow strut-shaped members, by which members the working channel between the named walls is divided into a plurality of axial passages is, each of which is partly through a piece of said inner wall, zum Teil durch ein Stück der genannten äussern Wand und zum Teil durch zwei aufeinanderfolgende strebenför- mige Glieder begrenzt ist, dadurch gekenn zeichnet, dass zwei aufeinanderfolgende stre- benförmige Glieder mit Öffnungen versehen sind, welche gegenüber der Symmetrieebene des zwischen den beiden Gliedern liegenden Durchlasses annähernd symmetrisch ange ordnet sind und den Durchtritt von Luft aus dem Arbeitskanal in das Innere der beiden strebenförmigen Glieder gestatten, und dass an das Innere einzelner Glieder Auslässe angeschlossen sind. bounded partly by a piece of said outer wall and partly by two successive strut-shaped members, characterized in that two successive strut-shaped members are provided with openings which are approximately opposite the plane of symmetry of the passage lying between the two members are arranged symmetrically and allow the passage of air from the working channel into the interior of the two strut-shaped members, and that outlets are connected to the interior of individual members. UNTERANSPRÜCHE Gasturbinenanlage nach Patentan- sprueh, gekennzeichnet durch eine weitere, ausserhalb des genannten Kanals und koaxial mit dessen-innerer und äusserer Begrenzungs wand angeordnete Wand, die zusammen mit einer der Kanalbegrenzungswände einen ringförmigen Sammelraum begrenzt, der mit den Hohlräumen der strebenförmigen Glieder in Verbindung steht und zur Aufnahme von abgezapfter Luft aus den letzteren bestimmt ist. 2. SUBClaims Gas turbine plant according to patent claim, characterized by a further wall arranged outside of said channel and coaxially with its inner and outer boundary wall, which together with one of the channel boundary walls defines an annular collecting space which is connected to the cavities of the strut-shaped members and is intended to receive drawn air from the latter. 2. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte weitere Wand mittels Bolzen an einem Flansch befestigt ist, der radial einwärts von der innern Kanalbegrenzungswand ragt, und welche Wand mit einem zweiten, mit axialem Abstand vom ersten angeordneten und radial einwärts von der innern Kanalbegrenzungs- wand ragenden Flanseh in Dichtungseingriff steht. 3. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere und die innere Kanalbegrenzungswand, die strebenförmigen Glieder und die genannte weitere Wand alle aus einem Stück gebildet sind. 4. Gas turbine plant according to dependent claim 1, characterized in that said further wall is fastened by means of bolts to a flange which protrudes radially inward from the inner duct delimitation wall, and which wall with a second, axially spaced from the first and radially inward from the inner duct delimitation - Wall protruding flange is in sealing engagement. 3. Gas turbine plant according to dependent claim 1, characterized in that the outer and the inner channel delimitation wall, the strut-shaped members and said further wall are all formed in one piece. 4th Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Sammel- raum eine Mehrzahl von separaten Sammel- kammern für abgezapfte Luft vorgesehen ist. 5. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume der strebenförmigen Glieder durch Trennwände je in eine Anzahl Kam mern aufgeteilt sind. 6. Gas turbine plant according to dependent claim 1, characterized in that a plurality of separate collecting chambers for tapped air is provided in the collecting space. 5. Gas turbine system according to patent claim, characterized in that the cavities of the strut-shaped members are divided into a number of chambers by partition walls. 6th Gasturbinenanlage nach Unteranspruclh 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl räume der strebenförmigen Glieder durelh Trennwände je in eine stromaufwärtsliegende und eine stromabwärtsliegende Kammer un terteilt sind, wobei ein Teil der Glieder strom aufwärts ihrer Trennwand und andere Glie der stromabwärts ihrer Trennwand Luftan zapföffnungen aufweisen, während der ring förmige Sammelraum in wenigstens zwei separate Kammern unterteilt ist. 7. Gas turbine plant according to Unteranspruclh 1, characterized in that the cavities of the strut-shaped members by partition walls are each divided into an upstream and a downstream chamber, with some of the members upstream of their partition and other members downstream of their partition having air tap openings while the ring-shaped collecting space is divided into at least two separate chambers. 7th Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sanmmel- raum durch einen sieh in Umfangsrichtung erstreckenden Steg in zwei Kammern unter teilt ist, welcher Steg von der genannten wei teren Wand gegen die nächstliegende Kanal- begrenzungswand ragt, und zwar an der glei chen axialen Stelle wie die Trennwände, welche die Hohlräume der strebenförmigen Glieder in getrennte Kammern unterteilen. B. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammel raum durch axial gerichtete Stege in mehrere Abschnitte unterteilt ist, welche Stege radial von der genannten weiteren Wand gegen die zunächstliegende Kanalbegrenzungswand ragen. 9. Gas turbine plant according to dependent claim 6, characterized in that the Sanmmel space is divided into two chambers by a web extending in the circumferential direction, which web protrudes from said further wall against the closest duct delimiting wall, namely on the same axial one Place like the partitions, which divide the cavities of the brace-shaped members into separate chambers. B. gas turbine plant according to dependent claim 7, characterized in that the collecting space is divided into several sections by axially directed webs, which webs protrude radially from said further wall against the adjacent duct boundary wall. 9. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslass anschlüsse in eine Kammer im Hohlraum eines strebenförmigen Gliedes münden, und zwar auf der vom zugeordneten Sammelraum abgekehrten Seite. 10. Gasturbinenanlage nach Unteran spruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die letztgenannte Kammer auf jener Seite der Trennwand liegt, die von den Luftanzapf stellen des genannten strebenförmigen Glie des abgekehrt ist. 11. Gasturbinenanlage nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassansehluss durch den Hohlraum eines strebenförmigen Gliedes mit dem Sammel- rauen in Verbindung steht. l2. Gas turbine plant according to dependent claim 6, characterized in that the outlet connections open into a chamber in the cavity of a strut-shaped member, specifically on the side facing away from the associated plenum. 10. Gas turbine plant according to claim 9, characterized in that the last-mentioned chamber is located on that side of the partition wall which is turned away from the air taps of said strut-shaped Glie. 11. Gas turbine plant according to claim 1, characterized in that the outlet connection is connected to the collecting duct through the cavity of a strut-shaped member. l2. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide der in Umfangsrichtung blickenden Flächen jedes strebenförmigen Gliedes je eine Öff- nung aufweisen. 13. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Anzahl von strebenförmigen Gliedern vorgesehen ist, von welchen jedes in einer seiner in Umfangsriehtunr blickenden Flä chen eine Öffnung aufweist, welche Öffnun- gen so angeordnet sind, Gas turbine plant according to patent claim, characterized in that both of the surfaces of each strut-shaped member looking in the circumferential direction each have an opening. 13. Gas turbine plant according to patent claim, characterized in that an even number of strut-shaped members is provided, each of which has an opening in one of its surfaces looking in the circumferential direction, which openings are arranged so class sie an einander gegenüberliegenden Flächen zweier benaeb- barter strebenföi#niiger Glieder vorgesehen sind. class they are provided on opposite surfaces of two adjacent strut-shaped links.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1043721B (en) * 1955-10-05 1958-11-13 Power Jets Res & Dev Ltd Jet engine

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