DE1126193B

DE1126193B - Gasturbine, insbesondere Kleingasturbine mit Radialverdichter und Radialturbine

Info

Publication number: DE1126193B
Application number: DEB55088A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Deinhardt; Karl Muessig; Dipl-Ing Karl Prestel
Original assignee: BMW Triebwerkbau GmbH
Current assignee: BMW Triebwerkbau GmbH
Priority date: 1959-10-07
Filing date: 1959-10-07
Publication date: 1962-03-22
Also published as: GB947873A; US3115011A

Description

Gasturbine, insbesondere Kleingasturbine mit Radialverdichter und Radialturbine Die Erfindung betrifft eine Gasturbine, insbesondere Kleingasturbine, mit einer zwischen den Läufern einer Radialturbine und eines Radialverdichters angeordneten Zerstäuberscheibe für den Brennstoff und mit einer Ringbrennkammer, die sich bis über den Außendurchmesser der Läufer hinaus erstreckt und einen Umkehrabschnitt aufweist, der die Brenngase dem Turbinenläufer zuführt.
Es ist bereits eine Kleingasturbine bekannt, deren Radialverdichter- und Radialturbinenläufer Rücken an Rücken angeordnet sind, zwischen denen eine Zerstäuberscheibe für den Brennstoff mitumläuft und deren Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Verdichter- und Turbinenläufer. Vom Außendurchmesser der Zerstäuberscheibe ausgehend schließt sich eine im Querschnitt kreisförmig sich erweiternde Ringbrennkammer an, an die sich wiederum ein Umkehrabschnitt für die Zuführung der heißen Brenngase zu dem Turbinenleitapparat anschließt. Im Bereich des mittleren und äußeren Durchmessers der Ringbrennkammer sind Schlitze in der Brennkammerwandung angeordnet, durch die die Verbrennungsluft in die Brennkammer eintritt und hier Sekundärwirbel erzeugt, die die Vermischung des über die Zerstäuberscheibe eingebrachten Brennstoffes mit der Luft bewirken.
Hierbei müssen die einzelnen Brennkammerabschnitte jeweils eine bestimmte Mindestlänge aufweisen, um die Funktion der Brennkammer zu gewährleisten. So muß beispielsweise der Primärabschnitt eine bestimmte Mindestlänge aufweisen, um das Abwandern der Flamme zu verhindern, während die Länge des Sekundärabschnittes durch die Ausbrennlänge des Brennstoffes bestimmt ist.
Bei der bekannten Bauart addieren sich diese Größen und ergeben einen Außendurchmesser des Gerätes, der insbesondere bei kleinen, tragbaren Geräten äußerst nachteilig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, und sie schlägt deshalb vor, daß die Ringbrennkammer als eine Ringscheibenbrennkammer ausgebildet ist, deren Primärteil im wesentlichen zwischen den Läufern der Radialturbine und des Radialverdichters liegt.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Brennkammer wird eine Gasturbine in Radialbauart in einer gedrungenen, möglichst raumsparenden Bauweise geschaffen, wobei - ohne ausladenden Bauraum im Durchmesser und in axialer Ausdehnung zu beanspruchen - ein großer Brennweg zur Verfügung steht, so daß die Forderungen des modernen Gasturbinenbaues in bezug auf Gasführung, Flammenhalterung, Ausbrennlänge des Brennstoffes usw. in jeder Weise vorteilhaft erfüllt sind.
Weiter schlägt die Erfindung vor, daß der Außendurchmesser der Brennstoff-Zerstäuberscheibe größer ist als der Innendurchmesser der Einmündung der verdichteten Luft in die Ringscheibenbrennkammer.
In Ausgestaltung der Erfindung sind als Traggerüst für die Ringscheibenbrennkammer zwei feststehende, tellerförmige Scheiben mit Abdichtungen beiderseits der Brennstoff-Zerstäuberscheibe vorhanden, die im feststehenden Gehäuseteil zentriert sind und an denen die Brennkammerwände nachgiebig befestigt sind, um die Rückwirkung unvermeidlicher Wärmespannungen auf das Laufspiel der Dichtstellen zu vermeiden.
Der Sekundärabschnitt der Ringscheibenbrennkammer, zusammen mit ihrem Umkehrabschnitt, besteht erfindungsgemäß im wesentlichen aus einer Schale und einem Teller. die im Umkehrabschnitt von einer weiteren Schale überbrückt werden.
Ferner schlägt die Erfindung vor, daß die Abdichtungen der feststehenden, tellerförmigen Scheiben an ihren inneren Durchmessern vorzugsweise aus nichtmetallischem Werkstoff sind und daß an ihnen Labyrinthstege der mitumlaufenden Brennstoff-Zerstäuberscheibe anlaufen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Verdichterläufer I und der Turbinenläufer 2 sind mit ihren Rückseiten zueinander unter Zwischenschaltung einer mitumlaufenden Brenastoff-Zerstäuberscheibe 3 angeordnet und mittels einerAnkerschraube 4 miteinander verschraubt. Im Gehäuseteil 5 ist über den Verdichterleitapparat 6 eine feststehende, tellerförmige Tragscheibe 7 zentriert, die an ihrem inneren Durchmesser eine vorzugsweise aus nichtmetallischem Werkstoff bestehende Abdichtung 8 trägt, an der die Labyrinthstege 10 der Brennstoff-Zerstäuberscheibe 3 dichtend anlaufen. Eine zweite feststehende Tragscheibe 9 mit derselben Abdichtung 8 ist über den Turbinenleitapparat 11 und über den Gehäuseteil 12 zentriert. Die als Ringscheibenbrennkammer mit radialer, auswärts gerichteter Durchströmung ausgebildete Brennkammer ist in den Punkten 13 und 14 nachgiebig an den Tragscheiben 7 und 9 befestigt, so daß Verwerfungen der Kammer infolge Wärmespannungen ohne Rückwirkung auf den rotierenden Teil, insbesondere auf die Abdichtung des Brennkammereintritts bleiben. Die Ringscheibenbrennkammer ist ferner so ausgebildet, daß ihr Primärabschnitt 15 im wesentlichen innerhalb des von den Läufern eingeschlossenen Raumes angeordnet ist, wobei der Primärlufteintritt 16 beiderseits der Brennstoff Zerstäuberscheibe 3 in Achsnähe liegt.
Der Sekundärabschnitt mit dem Umkehrabschnitt 19 der Brennkammer ist im wesentlichen aus zwei Schalen 17 und 20 und einem tellerförmigen Teil 18 aufgebaut, wobei Schale 17 und Teller 18 den Sekundärabschnitt bilden und der Turbinenleitapparat von der Umkehrschale 20 und dem Teller 18 eingeschlossen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gasturbine, insbesondere Kleingasturbine, mit einer zwischen den Läufern einer Radialturbine und eines Radialverdichters angeordneten Zerstäuberscheibe für den Brennstoff und mit einer Ringbrennkammer, die sich bis über den Außendurchmesser der Läufer hinaus erstreckt und einen Umkehrabschnitt aufweist, der die Brenngase dem Turbinenläufer zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbrennkammer als eine Ringscheibenbrennkammer ausgebildet ist, deren Primärteil (15) im wesentlichen zwischen den Läufern (1 und 2) der Radialturbine und des Radialverdichters liegt.
2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Traggerüst für die Ringscheibenbrennkammer zwei feststehende, tellerförmige Scheiben (7 und 9) mit Abdichtungen (8) beiderseits der Brennstoff-Zerstäuberscheibe (3) vorhanden sind, die im feststehenden Gehäuseteil zentriert sind . und an denen die Brennkammerwände (17, 18) nachgiebig befestigt sind.
3. Gasturbine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärabschnitt der Ringscheibenbrennkammer zusammen mit ihrem Umkehrabschnitt (19) im wesentlichen aus einer Schale (17) und einem Teller (18) besteht, die im Umkehrabschnitt (19) von einer weiteren Schale (20) überbrückt werden.
4. Gasturbine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen (8) der feststehenden, .tellerförmigen Scheiben (7 und 9) an ihren inneren Durchmessern vorzugsweise aus nichtmetallischem Werkstoff sind und daß an ihnen Labyrinthstege (10) der mitumlaufenden Brennstoff Zerstäuberscheibe (3) anlaufen.
5. Gasturbine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Brennstoff-Zerstäuberscheibe (3) größer ist als der Innendurchmesser der Einmündung der verdichteten Luft in die Ringscheibenbrennkammer. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1151402.