CH328560A - Gas turbine plant - Google Patents

Gas turbine plant

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CH328560A
CH328560A CH328560DA CH328560A CH 328560 A CH328560 A CH 328560A CH 328560D A CH328560D A CH 328560DA CH 328560 A CH328560 A CH 328560A
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CH
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liquid
air
temperature
gas turbine
cooling air
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Cook Henry
Abbey Darley
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Rolls Royce
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    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
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Description

  

      Gasturbinenarilage       Das vorliegende Patent betrifft eine Gas  turbinenanlage, die z. B. als Triebwerk eines  mit Überschallgeschwindigkeit fliegenden  Flugzeuges ausgebildet     seilt    kann.  



  Bei     Gasturbinenanlagen    und     il    mit Gas  turbinentriebwerken ausgerüsteten Flug  zeugen ist es üblich,     _der    umgebenden     At-          niosphäre    entnommene Luft zum Kühlen der  Anlage bzw.

   des Triebwerks oder     Teilen    da  von zu verwenden,     insbesondere    zur Kühlung  von Lagern und     diesen    zugeordneten Ele  menten oder von     Zusatzgeräten    der     Anlage     wie     Hochdruck-Luftkompressoren    und       Schmierölkühlern.    Die dazu verwendete Luft  kann vorerst in     einem        Kompressorsystem    der  Anlage     komprimiert    oder in gewissen Fällen       direkt    aus der Atmosphäre einem Hilfs  aggregat der Anlage, z.

   B.     einem    Hochdruck  luftkompressor oder einem     Ölkühler,    zu  geführt werden.  



  Wenn es sich um     ein        Hochgeschwindig-          keitsflugzeug    handelt, dessen Fluggeschwin  digkeit z. B.     die        Schallgeschwindigkeit    weit  übersteigt, steigt die     Temperatur    der in die  Allage     eintretenden    Luft relativ stark;

   wenn  dann diese Luft im     Kompressorsysteln    der  Anlage noch komprimiert     wird,    tritt eine  weitere Temperatursteigerung     ein.    Dabei ist  es     möglich,    dass die Temperatur der Luft so  hoch     wird,    dass diese Luft     nicht    mehr als  Kühlluft verwendbar ist. Auch wenn die in  die Anlage eintretende Luft nicht z. B. im    Kompressor der Anlage komprimiert wird,  kann die zufolge der Fluggeschwindigkeit  auftretende Temperatursteigerung der Luft  so gross sein, dass diese Luft nicht mehr zu  Kühlzwecken verwendbar ist.  



  Erfindungsgemäss sind nun bei einer Gas  turbinenanlage Mittel vorgesehen zur Ein  führung einer Flüssigkeit in eilen     Kühlluft-          strom    und Steuermittel     zur    Auslösung der  Flüssigkeitseinspritzung     in    den     Kühlluft-          strom,    wenn die Lufttemperatur grösser ist  als die Temperatur, bei welcher die Flüssig  keit bei dem im     Kühlluftstrom    herrschenden  Druck verdampft, um den Kühlluftstrom  durch Verdampfen der Flüssigkeit zu     kühlen.     Die     Kühlung    des Luftstromes kann durch  Erhitzen des Dampfes noch verbessert wer  den.

   Zweckmässig     wird    als     einzuführende     Flüssigkeit Wasser verwendet.  



  Einige Ausführungsbeispiele der erfin  dungsgemässen     Gasturbinenanlage        sind        in    der       beiliegenden    Zeichnung dargestellt. In .der  Zeichnung zeigt       Fig.    1,<B>zum</B> Teil weggebrochen, ein erstes  Beispiel einer     Gasturbinenanlage    mit Kühl  einrichtung,       Fig.    2 in grösserem Massstab die Kühl  einrichtung der Anlage nach     Fig.    1 und       Fig.3    ein zweites Beispiel einer Gas  turbinenanlage mit Kühleinrichtung.  



  Die in den     Fig.    1 und 2 gezeigte Anlage  ist als Triebwerk eines Flugzeuges mit Über-           schallgeschwindigkeit    ausgebildet. Die An  lage besitzt einen Kompressor 10 zur Auf  nahme von Luft aus der Atmosphäre und zum  Komprimieren dieser Luft,     eine    Verbren  nungseinrichtung 11, welcher die kompri  mierte Luft aus dem Kompressor sowie  mittels     Injektoren    12 Brennstoff zugeführt  wird,     eine    Turbine 13, welche durch die Ver  brennungsgase aus der Verbrennungseinrich  tung 12 angetrieben     wird,    und eine Abgas  leitung 14, durch welche die Abgase aus der       Turbine    in die Atmosphäre ausgestossen  werden.  



  Der Kompressor 10 besitzt ein     Stator-          gehäuse    15, das eine Mehrzahl von Kränzen  von     Statorschaufeln    16 trägt, sowie ein     nasen-          förmiges    Lagergehäuse 17, das     koaxial    in  einem erweiterten     Gehäuseteil    am     Einlassende     des     Statorgehäuses    angeordnet ist. Das Lager  gehäuse 17 ist mittels einer Mehrzahl von  Streben<B>18</B> am     Statorgehäuse    15 abgestützt.  Der Kompressor 10 besitzt ferner einen Rotor,  der eine hohle Zentralwelle 19 aufweist.

   Das  vordere, dem     Kompressoreinlass    zugekehrte  Ende der Hohlwelle 19 ist in einem Lager 20  gelagert, das im Lagergehäuse 17 angeordnet  ist.     Ferner    besitzt der     Kompressorrotor    eine  Mehrzahl von     beschaufelten        Rotorscheiben     21. Jede     Rotorscheibe    21 trägt an     ihrem    Um  fang     einen        Kranz    von Laufschaufeln 22.

   Die  Hohlwelle 11 erstreckt sich     hinter    dem Kom  pressor zentral durch die Verbrennungsein  richtung 11 hindurch und trägt an ihrem       hintern        Endteil    den Rotor 23 der Turbine  <B>13;</B> letztere dient dem Antrieb des     Kom-          pressors    10. Der hintere Teil der Welle 19 ist  in zwei mit     axialem    Abstand voneinander an  geordneten Lagern 24 und 25 gelagert. Das  Lager 24     befindet    sich im Bereich des     Kom-          pressorauslasses,        während    das Lager 25 sich  im Bereich des Rotors 23 der Turbine 13 be  findet.  



  Es ist zu     bemerken,    dass beim Betrieb der  Anlage die Lager     :24    und 25 gekühlt werden  müssen, da sie im Bereich heisser Maschinen  teile angeordnet sind. Zu diesem Zweck     wird     über die Gehäuse 26 und 27 der Lager 24 bzw.  25 ein Kühlluftstrom geleitet. Die zur Küh-         lung    des Lagers 24 verwendete Luft wird       einer    mittleren Stufe des Kompressors 10:  entnommen, während die zur     Kühlung    des  Lagers 25 verwendete Luft der Verbrennungs  einrichtung 11 entnommen wird.  



  Die     Luftentnahmemittel    für die zur Küh  lung des Lagers 24 bestimmte Luft besitzen  Öffnungen 23 am Umfang des Kompressor  rotors, die so angeordnet sind, dass Luft in  den zwischen zwei     Rotorscheiben    21 gebilde  ten Raum     eindringen    kann;

   ferner besitzen  die genannten Mittel     Öffnungen    29 in der  Welle 19, durch welche Luft aus dem ge  nannten Raum in den Hohlraum der Welle 19       eindringen    kann, sowie Öffnungen 30, eben  falls in der Welle 19, durch welche die Luft  aus dem     Innenraum    der Welle 19 in     eine     Kammer 40 strömen kann, welche unmittel  bar stromaufwärts des Lagers 24 im     Stator-          gehäuse    gebildet ist. Die die Kammer 40  durchströmende Luft wird durch eine fest  stehende Wand 31 über das Lagergehäuse 26  geführt und gelangt anschliessend in einen  Raum 32, der     zwischen    der Welle 19 und der  Verbrennungseinrichtung 11 geschaffen ist.

    Aus diesem Raum 32 strömt die Luft durch  hohle Leitschaufeln 33 der Turbine 13 hin  durch in die Atmosphäre.  



  Die Entnahmemittel für die zur Kühlung  des Lagers 25 bestimmte, aus der Verbren  nungseinrichtung abgezapfte Luft besitzen  eine oder mehrere Leitungen 34. Diese Lei  tung 34 ist an     einen    Raum 36     angeschlossen,     der in der Verbrennungseinrichtung<B>11</B> zwi  schen einem Flammrohr 37,     üi    welchem die       Verbrennung    stattfindet, und einem Luft  gehäuse<B>38</B> liegt, welches das     Flammrohr    37  mit radialem Abstand von diesem umgibt.  Die Leitung 34 führt in einen das Lager  gehäuse<B>27</B> des Lagers<B>2</B>5     umgebenden    Raum  35.

   Ein     Teil    der in die Verbrennungseinrich  tung 11 der Anlage einströmenden Luft  strömt     direkt    in das Flammrohr 37, während  der Rest der einströmenden Luft ausserhalb  des Flammrohres 37 in den Raum 36 gelangt.  Die in den Raum 35 gelangende Luft wird  mittels einer Wand 39, welche den Raum 35  begrenzt,     über    das Lagergehäuse     :

  27    geleitet      und strömt     dann    auswärts über     die    strom  aufwärts gerichtete Fläche der     Turbinen-          C)    23 zurück in den     Arbeitsmittel-          kana.l    der Turbine 13.'  In gewissen Fällen     ist    die Temperatur der       Iiühlltift    zu hoch, um eine wirksame Kühlung  der Lager 24 und 25     herbeiführen    zu können.  Dies kann z.

   B. dann der Fall sein, wenn das  Flugzeug, welchem die     Anlage    als Triebwerk  dient, mit sehr hoher Geschwindigkeit fliegt,  so dass die in den Kompressor 10 eintretende  Luft durch     Stauwirkung    stark erhitzt wird.  Es sind deshalb Mittel vorgesehen, welche  die Tief     haltung    der     Kühllufttemperatur    auf  einem gewünschten Wert ermöglichen.  



  In     Fig.    2 sind solche     Mittel    beispielsweise  näher dargestellt. In     eitler        Wand    einer jeden  Kammer 40 und 35 ist eine     Flüssigkeits-          zerstäuberdüse    41 angeordnet. Diesen Düsen  wird Flüssigkeit, z. B. Wasser, durch     Zuführ-          leitungen    42 zugeführt, deren stromaufwärts  liegende Enden je an eine Flüssigkeitspumpe       .13    angeschlossen sind. Beim gezeichneten  Beispiel sind diese Pumpen der     Einfachheit     halber als     Zentrifugalpumpen    dargestellt.

    Diese     Pumpen    sind mit ihrem Einlass an einen       Flüssigkeitstank-44    angeschlossen.  



  Wenn Flüssigkeit in Form eines Sprüh  strahls in die Kammern 40 und 35 strömt,  wird die in diese Kammern eintretende Luft  zufolge des     Verdampfens    der Flüssigkeit ge  kühlt.  



  Beim gezeichneten Beispiel wird die Flüs  sigkeitszufuhr zu den Düsen 41 so gesteuert,  dass die Zufuhr beginnt,     -wenn    die Temperatur  der Kühlluft einen vorbestimmten Wert       übersteigt.    Die Flüssigkeitszufuhr nimmt in  der Folge zu, wenn die Temperatur zu steigen  sticht.  



  Die Pumpe 43 wird über ein Getriebe 45  durch     einen    Elektromotor 46 angetrieben,  der an eine Batterie 47 angeschlossen ist.  In dein die Batterie enthaltenden Stromkreis  des Motors 46     ist        ein    Schalter 49 vorgesehen,  der durch eine     Temperaturansprechvorrich-          tung    betätigt wird. Die     Temperaturansprech-          v        orrichtung    besitzt beim gezeichneten Bei-    spiel einen Behälter 50, der in der zugeord  neten Kammer 40 bzw. 35 im Strömungsweg  des Kühlluftstromes und stromabwärts der  zugeordneten Einspritzdüse 41 angeordnet  ist.

   Der Behälter 50 ist mittels eines Kapillar  rohres 51 an einen Balg 52 angeschlossen. Der  Behälter 50, das     Kapillarrohr    51 und der Balg  52 sind mit einer Flüssigkeit, z. B.     Paraffinöl,     gefüllt. Wenn die Temperatur der über den  Behälter 50 strömenden Luft zunimmt, dehnt  sich die Flüssigkeit in diesem Behälter aus,  wodurch sich der Balg 52 ausdehnt. Wenn die  Temperatur, welcher der Behälter ausgesetzt  ist, einen vorbestimmten Wert erreicht,  schliesst eine Stange 53, welche am Balg 52  befestigt ist, den Schalter 49. Demzufolge  wird der Motor 46 in Betrieb gesetzt, der  seinerseits die Pumpe 43 antreibt. Die ge  nannte Stange 53 trägt ein     Ventilelement    54,  das mit einer Öffnung 55 zusammenwirkt.

    Die Öffnung 55 befindet sich in     eileer    Wand,  welche zwei Kammern 56, 57     voneinander     trennt und in einem Gehäuse<B>58</B> angeordnet  ist. Die Anordnung ist derart, dass sich das  Ventilelement 54 seinem Sitz rund um die       Öffnung    55 nähert, wenn die Temperatur,  welcher der Behälter 50 ausgesetzt ist, steigt.

    Die Kammer 57 ist durch eine Leitung 59 mit  der     Flüssigkeitszuführleitung    42 verbunden,  während die Kammer 56 durch eine Leitung  60 mit dem Ansaugrohr 61 der zugeordneten  Pumpe 43 verbunden     ist.    Wenn in der Folge  das Ventilelement 54 von seinem Sitz ab  gehoben ist, gelangt ein gewisser Teil der von  der Pumpe 43 geförderten Flüssigkeit wieder  zur Pumpe zurück; dieser zur Pumpe zurück  geführte Flüssigkeitsanteil nimmt mit zu  nehmender Temperatur, welcher der Behälter  50 ausgesetzt ist, ab.  



  Die getrennten Zufuhr- und Steuermittel  zur Zufuhr von Kühlflüssigkeit zu den beiden  Kammern 40 und 25 sind aus Gründen des  sparsamen Verbrauchs an Kühlflüssigkeit  vorgesehen; es versteht sich, dass auch ein  gemeinsames, einziges Zufuhr- und Steuer  system vorgesehen sein     könnte.     



  In     Fig.3    ist ein Beispiel einer Kühl  einrichtung gezeigt, die zum Kühlen von im      Schmiersystem einer     Flugzeug-Gasturbinen-          anlage    62 zirkulierendem Schmieröl dient.  



  Das gezeichnete Schmiersystem besitzt       einen    Vorratstank 63, aus welchem über eine  Leitung 64     mittels        einer    Pumpe 65 durch  eine Leitung 66     Schmieröl    in einen     Ölkühler     gefördert     wird.    Der     Ölkühler    besitzt eine  Rohrschlange 67, welche in einer Luftleitung  68 angeordnet ist.

   Die Luftleitung besitzt       einen    in     Flugrichtung    weisenden     Lufteinlass     68a und     eilten        Auslass,    so dass während des  Fluges des Flugzeuges, welchem     die    Anlage 62       als    Triebwerk dient, Kühlluft über die Rohr  schlange 67 strömt und das in     ihr    befindliche  Öl kühlt. Das Öl gelangt aus der     Rohrschlange     67     in    eine Mehrzahl von     Verteilleitungen    69.  Jede dieser     Verteilleitungen    führt zu einem       ihr    zugeordneten Lager.

   So. führt z. B. eine       Verteilleitung    69 zu einem Gehäuse 70 des  Frontlagers 71 der     Anlage.     



  Das Schmiersystem der Anlage besitzt  ferner     einzelne        Sammelleitungen    72, die von  den entsprechenden Lagergehäusen, z. B. dem  Gehäuse 70, zur     Einlassseite    einer     Ölsaug-          pumpe    73 führen. Das gesammelte Öl     wird     von der Pumpe durch     eine    Leitung 74 zurück  in den Öltank 63 gefördert. Beide Pumpen 63  und 73     sind    beim     gezeichneten    Beispiel       maschinengetriebene    Pumpen; die zugeord  neten Antriebselemente sind mit 7 5 bezeich  net.  



  Wenn die Temperatur der über die Rohr  schlange 67     strömenden    Luft zufolge eines  Staueffektes während des Fluges     unzulässig     hoch wird, wird eine Flüssigkeit, z. B. Wasser,  an einer Stelle stromaufwärts der Rohr  schlange 67     in    die     hz    der Leitung 68 strömende  Luft eingespritzt. Durch Verdampfen dieser  Flüssigkeit wird die Luft     n1    der Folge gekühlt.

    Die Kühlflüssigkeit wird mittels     einer        Zer-          stäuberdüse    76 in die Leitung 68     eilgespritzt.     Die Düse 76     wird    durch ein     ähnliches    Zufuhr  system gespeist, wie es für die Düsen 41 be  schrieben wurde und das ebenfalls     eine        Tein-          peraturansprechvorrichtung    der     vorbeschrie-          benen    Art besitzt.  



  Bei den beschriebenen Kühleinrichtungen  kann die Kühlluft auch zur Kühlung anderer    Teile der Anlage herangezogen werden. So  kann z. B. beim Beispiel nach den     Fig.    1 und 2  die Kühlluft zur     Kühlung    von     Turbinenteilen,     z. B. der     Laufschaufeln    der Turbine, benützt  werden.  



  Anstatt mittels eines Motors können die  Pumpen 43 auch durch die     Anlage    selbst     an-          treibbar        sein..     



  Im vorangehenden wurden speziell Kühl  einrichtungen von     Flugzeug-Gasturbinen-          anlagen    beschrieben. Es ist zu bemerken, dass  in gewissen Fällen     infolge    Verwendung von  Kompressoren     mit    hohem Druckverhältnis     in          Gasturbinenanlagen,    z.

   B.     in    solchen, die als       Schiffstriebwerke    ausgebildet sind,     Kühlluft     von hohem Druck erforderlich ist.     Wird    in       diesem    Fall die Kühlluft dem Kompressor  entnommen, so macht die zufolge der Kom  pression der Luft auftretende Erhitzung der  Luft eine Kühlung derselben erforderlich,  bevor     diese    Luft zu     Kühlzwecken    verwendbar  ist.

   Auch hier können somit Einrichtungen  der     beschriebenen    Art vorgesehen sein, in  welchen der Kühlluft Wasser oder eine andere  Flüssigkeit eingespritzt wird, welche bei     ihrer     Verdampfung die Luft     kühlt    und diese so zu  Kühlzwecken verwendbar macht.



      Gas turbine system The present patent relates to a gas turbine system which z. B. can be designed as an engine of an aircraft flying at supersonic speed.



  In the case of gas turbine systems and aircraft equipped with gas turbine engines, it is customary to use air taken from the surrounding atmosphere to cool the system or

   of the engine or parts of it to be used, in particular for cooling bearings and these associated elements or additional devices of the system such as high-pressure air compressors and lubricating oil coolers. The air used for this purpose can initially be compressed in a compressor system of the plant or, in certain cases, directly from the atmosphere to an auxiliary unit of the plant, e.g.

   B. a high pressure air compressor or an oil cooler to be performed.



  If it is a high-speed aircraft whose Fluggeschwin speed z. B. exceeds the speed of sound by far, the temperature of the air entering the universe rises relatively sharply;

   If this air is then still compressed in the compressor system of the system, a further increase in temperature occurs. It is possible that the temperature of the air becomes so high that this air can no longer be used as cooling air. Even if the air entering the system is not z. B. is compressed in the compressor of the system, the temperature increase of the air occurring as a result of the flight speed can be so great that this air can no longer be used for cooling purposes.



  According to the invention, means are now provided in a gas turbine system for introducing a liquid into a rapid flow of cooling air and control means for triggering the liquid injection into the flow of cooling air when the air temperature is greater than the temperature at which the liquid is present in the flow of cooling air Pressure evaporates to cool the flow of cooling air by evaporating the liquid. The cooling of the air flow can be improved by heating the steam.

   Water is expediently used as the liquid to be introduced.



  Some embodiments of the gas turbine system according to the invention are shown in the accompanying drawings. In the drawing, FIG. 1 shows, partially broken away, a first example of a gas turbine system with cooling device, FIG. 2 shows the cooling device of the system according to FIG. 1 on a larger scale, and FIG. 3 shows a second Example of a gas turbine system with cooling device.



  The system shown in FIGS. 1 and 2 is designed as an engine of an aircraft with supersonic speed. The system has a compressor 10 for taking on air from the atmosphere and for compressing this air, a combustion device 11, which is supplied with the compressed air from the compressor and fuel by means of injectors 12, a turbine 13, which is controlled by the Ver combustion gases from the combustion device 12 is driven, and an exhaust line 14 through which the exhaust gases from the turbine are expelled into the atmosphere.



  The compressor 10 has a stator housing 15, which carries a plurality of rings of stator blades 16, and a nose-shaped bearing housing 17, which is arranged coaxially in an enlarged housing part at the inlet end of the stator housing. The bearing housing 17 is supported on the stator housing 15 by means of a plurality of struts 18. The compressor 10 also has a rotor which has a hollow central shaft 19.

   The front end of the hollow shaft 19 facing the compressor inlet is mounted in a bearing 20 which is arranged in the bearing housing 17. Furthermore, the compressor rotor has a plurality of bladed rotor disks 21. Each rotor disk 21 carries a ring of rotor blades 22 on its periphery.

   The hollow shaft 11 extends behind the compressor centrally through the combustion device 11 and carries the rotor 23 of the turbine on its rear end part; the latter is used to drive the compressor 10. The rear part of the Shaft 19 is supported in two axially spaced apart bearings 24 and 25. The bearing 24 is located in the area of the compressor outlet, while the bearing 25 is located in the area of the rotor 23 of the turbine 13.



  It should be noted that the bearings: 24 and 25 must be cooled when the system is in operation, as they are located in the area of hot machine parts. For this purpose, a flow of cooling air is passed through the housings 26 and 27 of the bearings 24 and 25, respectively. The air used to cool the bearing 24 is taken from a middle stage of the compressor 10, while the air used to cool the bearing 25 is taken from the combustion device 11.



  The air extraction means for the air intended for Küh development of the bearing 24 have openings 23 on the circumference of the compressor rotor, which are arranged so that air can penetrate into the space formed between two rotor disks 21;

   Furthermore, said means have openings 29 in the shaft 19, through which air from the named space can penetrate into the cavity of the shaft 19, and openings 30, also if in the shaft 19, through which the air from the interior of the shaft 19 can flow into a chamber 40 which is formed directly upstream of the bearing 24 in the stator housing. The air flowing through the chamber 40 is guided through a stationary wall 31 over the bearing housing 26 and then enters a space 32 which is created between the shaft 19 and the combustion device 11.

    The air flows from this space 32 through hollow guide vanes 33 of the turbine 13 into the atmosphere.



  The extraction means for the air drawn from the combustion device intended for cooling the bearing 25 have one or more lines 34. This line 34 is connected to a space 36 which is located in the combustion device 11 between a Flame tube 37, in which the combustion takes place, and an air housing <B> 38 </B>, which surrounds the flame tube 37 at a radial distance therefrom. The line 34 leads into a space 35 surrounding the bearing housing <B> 27 </B> of the bearing <B> 2 </B> 5.

   Part of the air flowing into the combustion device 11 of the system flows directly into the flame tube 37, while the rest of the inflowing air passes outside the flame tube 37 into the space 36. The air reaching the room 35 is by means of a wall 39, which delimits the room 35, over the bearing housing:

  27 and then flows outwards over the upstream surface of the turbine C) 23 back into the Arbeitsmittel- kana.l of the turbine 13. ' In certain cases the temperature of the cooling valve is too high to be able to bring about effective cooling of the bearings 24 and 25. This can e.g.

   B. be the case when the aircraft, which the system is used as an engine, flies at very high speed, so that the air entering the compressor 10 is strongly heated by the damming effect. Means are therefore provided which allow the cooling air temperature to be kept low at a desired value.



  Such means are shown in greater detail in FIG. 2, for example. A liquid atomizer nozzle 41 is arranged in the void wall of each chamber 40 and 35. Liquid, e.g. B. water, fed through feed lines 42, the upstream ends of which are each connected to a liquid pump .13. In the example shown, these pumps are shown as centrifugal pumps for the sake of simplicity.

    The inlet of these pumps is connected to a liquid tank 44.



  When liquid in the form of a spray jet flows into the chambers 40 and 35, the air entering these chambers is cooled ge due to the evaporation of the liquid.



  In the example shown, the liquid supply to the nozzles 41 is controlled so that the supply starts when the temperature of the cooling air exceeds a predetermined value. The fluid intake increases as the temperature rises.



  The pump 43 is driven via a transmission 45 by an electric motor 46 which is connected to a battery 47. In the circuit of the motor 46 containing the battery, a switch 49 is provided which is actuated by a temperature response device. In the example shown, the temperature response device has a container 50 which is arranged in the associated chamber 40 or 35 in the flow path of the cooling air flow and downstream of the associated injection nozzle 41.

   The container 50 is connected to a bellows 52 by means of a capillary tube 51. The container 50, the capillary tube 51 and the bellows 52 are filled with a liquid, e.g. B. paraffin oil filled. As the temperature of the air flowing over the container 50 increases, the liquid in that container expands, causing the bellows 52 to expand. When the temperature to which the container is exposed reaches a predetermined value, a rod 53, which is fastened to the bellows 52, closes the switch 49. As a result, the motor 46 is activated, which in turn drives the pump 43. The ge called rod 53 carries a valve element 54 which cooperates with an opening 55.

    The opening 55 is located in a wall which separates two chambers 56, 57 from one another and is arranged in a housing 58. The arrangement is such that the valve element 54 approaches its seat around the opening 55 as the temperature to which the container 50 is exposed increases.

    The chamber 57 is connected by a line 59 to the liquid supply line 42, while the chamber 56 is connected by a line 60 to the suction pipe 61 of the associated pump 43. When the valve element 54 is subsequently lifted from its seat, a certain part of the liquid delivered by the pump 43 returns to the pump; this liquid portion returned to the pump decreases as the temperature to which the container 50 is exposed increases.



  The separate supply and control means for supplying cooling liquid to the two chambers 40 and 25 are provided for reasons of economical consumption of cooling liquid; it goes without saying that a common, single feed and control system could also be provided.



  In FIG. 3, an example of a cooling device is shown which is used to cool lubricating oil circulating in the lubrication system of an aircraft gas turbine plant 62.



  The lubrication system shown has a storage tank 63 from which lubricating oil is conveyed via a line 64 by means of a pump 65 through a line 66 into an oil cooler. The oil cooler has a pipe coil 67 which is arranged in an air line 68.

   The air line has an air inlet 68a pointing in the direction of flight and a hurried outlet, so that during the flight of the aircraft, for which the system 62 serves as an engine, cooling air flows through the coil 67 and cools the oil in it. The oil passes from the pipe coil 67 into a plurality of distribution lines 69. Each of these distribution lines leads to a store assigned to it.

   So. z. B. a distribution line 69 to a housing 70 of the front bearing 71 of the system.



  The lubrication system of the plant also has individual manifolds 72 which are connected to the corresponding bearing housings, e.g. B. the housing 70, lead to the inlet side of an oil suction pump 73. The collected oil is pumped back into the oil tank 63 through a line 74. Both pumps 63 and 73 are machine-driven pumps in the example shown; the zugeord designated drive elements are denoted by 7 5.



  If the temperature of the air flowing over the pipe snake 67 due to a jam effect during the flight becomes inadmissibly high, a liquid, e.g. B. water, at a point upstream of the pipe coil 67 is injected into the hz of the line 68 air flowing. By evaporating this liquid, the air n1 is subsequently cooled.

    The cooling liquid is quickly sprayed into the line 68 by means of an atomizer nozzle 76. The nozzle 76 is fed by a supply system similar to that described for the nozzles 41 and which also has a temperature response device of the type described above.



  In the case of the cooling devices described, the cooling air can also be used to cool other parts of the system. So z. B. in the example of FIGS. 1 and 2, the cooling air for cooling turbine parts, for. B. the blades of the turbine are used.



  Instead of a motor, the pumps 43 can also be driven by the system itself.



  Cooling devices for aircraft gas turbine systems were specifically described above. It should be noted that in certain cases, as a result of the use of high pressure ratio compressors in gas turbine systems, e.g.

   B. in those designed as marine engines, cooling air of high pressure is required. If, in this case, the cooling air is taken from the compressor, the heating of the air that occurs as a result of the compression of the air makes it necessary to cool it before this air can be used for cooling purposes.

   Here, too, devices of the type described can be provided in which water or another liquid is injected into the cooling air, which cools the air when it evaporates and thus makes it usable for cooling purposes.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gasturbinenanlage, gekennzeichnet durch Mittel zur Einführung einer Flüssigkeit in einen Kühlluftstrom und durch Steuermittel zur Auslösung der Flüssigkeitseinspritzung in den Kühlluftstrom, wenn die Lufttempera tur grösser ist als die Temperatur, bei welcher die Flüssigkeit bei dem im Kühlhiftstrom herrschenden Druck verdampft, um den Kühlluftstrom durch Verdampfen derFlüssig- keit zu kühlen. PATENT CLAIM Gas turbine system, characterized by means for introducing a liquid into a cooling air flow and by control means for triggering the liquid injection into the cooling air flow when the air temperature is greater than the temperature at which the liquid evaporates at the pressure prevailing in the cooling air flow to pass the cooling air flow Evaporate the liquid to cool. UNTERANSPRÜCHE 1. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel eine Teniperaturanssprechvor- richtung aufweisen, welche auf die an einer Stelle stromaufwärts des zu kühlenden Teils der Anlage herrschende Lufttemperatur an spricht, sowie eine vorrichtung, welche durch die Temperatur ansprechvorrichtung betätigt wird, wenn die Temperatur der Kühlluft den vorbestimmten Wert übersteigt. SUBClaims 1. Gas turbine plant according to patent claim, characterized in that the control means have a multi-temperature response device which responds to the air temperature prevailing at a point upstream of the part of the plant to be cooled, and a device which is actuated by the temperature response device, when the temperature of the cooling air exceeds the predetermined value. 2. Gasturbinenanlage nachUnteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssig keitszufuhr-Steuervorrichtung eine motor getriebene Flüssigkeitsförderpumpe und ei nen Schalter zur Steuerung des Antriebs motors der Pumpe aufweist, derart, dass der Schalter geschlossen wird, wenn die Kühl lufttemperatur den vorbestimmten Wert übersteigt und dadurch die Flüssigkeits- förderpumpe_ mittels des Motors in Betrieb gesetzt wird. 2. Gas turbine system according to claim 1, characterized in that the liquid feed control device has a motor-driven liquid feed pump and a switch for controlling the drive motor of the pump, such that the switch is closed when the cooling air temperature exceeds the predetermined value and thereby the liquid feed pump is put into operation by means of the motor. 3. Gasturbinenanlage nachUnteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssig keitszufuhr-Steuervorrichtung ein Ventil zur Steuerung der in den Luftstrom eingespritz ten Flüssigkeitsmenge aufweist, derart, dass die Flüssigkeitszufuhr steigt, wenn die Tem peratur der Kühlluft über den vorbestimmten Wert steigt. 4. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Wasser ist. 3. Gas turbine plant according to claim 1, characterized in that the liquid supply control device has a valve for controlling the amount of liquid injected into the air stream, such that the liquid supply increases when the temperature of the cooling air rises above the predetermined value. 4. Gas turbine system according to patent claim, characterized in that the liquid is water.
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GB35115/53A GB759390A (en) 1953-12-17 1953-12-17 Improvements in or relating to moulding pneumatic tyres
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3722212A (en) * 1971-03-04 1973-03-27 Avco Corp Gas turbine engine lubrication system

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