DE1127150B

DE1127150B - Gas turbine plant

Info

Publication number: DE1127150B
Application number: DEK32038A
Authority: DE
Inventors: Sven-Olof Kronogard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-05-24
Filing date: 1957-05-24
Publication date: 1962-04-05

Description

Gasturbinenanlage Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage mit einer vereinigten Nutzleistungs- und Verdichterturbine, in welcher die Turbine, der Verdichter und die Abtriebswelle mit je einem Element eines Differentialgetriebes, beispielsweise mit dem Sonnenrad, Außenrad bzw. Planetenradträgers eines Planetengetriebes, verbunden ist, und mit einer Reibungsbremse zur Bremsung der Welle der Turbine oder einer Stufe derselben.Gas turbine plant The invention relates to a gas turbine plant a combined power and compressor turbine, in which the turbine, the compressor and the output shaft each with one element of a differential gear, for example with the sun gear, outer gear or planet carrier of a planetary gear, is connected, and with a friction brake for braking the shaft of the turbine or one level of the same.

Zwischen Kolbenmotoren und Gasturbinen besteht vor allem der Unterschied, daß die Turbinenanlage nicht ohne weiteres als Motorbremse in derselben Weise wie ein Kolbenmotor wirken kann, was besonders beim Antrieb von Fahrzeugen von Bedeutung ist. Bei einer Turbinenanlage kann die Bremsung nur dadurch bewirkt werden, daß z. B. die Turbine gebremst wird, so daß das anzuhaltende Fahrzeug über das Differentialgetriebe den Verdichter treiben muß. Die Bewegungsenergie des schnell umlaufenden Turbinenrades ist dabei so groß, daß die Abbremsung dieses Rades durch eine Reibungsbremse nicht zweckmäßig ist. Gemäß der Erfindung ist deshalb die Reibungsbremse mit einer hydrodynamischen Bremse kombiniert. Die Bewegungsenergie des Turbinenrades ist somit von der hydrodynamischen Bremse absorbiert, während die Reibungsbremse hauptsächlich zum Festhalten des stillstehenden Turbinenrades dient und deshalb nur geringem Verschleiß ausgesetzt ist. Das Bremsen erfolgt sehr weich und angenehm und schont den Motor und das Fahrzeug.The main difference between piston engines and gas turbines is that that the turbine system does not readily act as an engine brake in the same way as a piston engine can act, which is particularly important when driving vehicles is. In the case of a turbine system, braking can only be effected in that z. B. the turbine is braked so that the vehicle to be stopped via the differential gear must drive the compressor. The kinetic energy of the rapidly rotating turbine wheel is so great that the braking of this wheel by a friction brake is not possible is appropriate. According to the invention is therefore the friction brake with a hydrodynamic Combined brake. The kinetic energy of the turbine wheel is thus of the hydrodynamic Brake absorbs, while the friction brake is mainly used to hold the stationary Turbine wheel is used and is therefore only exposed to low wear. The braking takes place very softly and comfortably and protects the engine and the vehicle.

Bei einem bekannten Wechselgetriebe mit einem Strömungswandler, dessen Turbinenrad mechanisch durch eine Reibungsbremse abgebremst werden kann, wirkt keine weitere Bremse unmittelbar auf das Turbinenrad ein. Hierdurch wird keine kombinierte Bremswirkung auf das Turbinenrad infolge des gleichzeitigen Arbeitens einer Reibungs- und einer Flüssigkeitsbremse ausgeübt.In a known change gear with a flow converter, the Turbine wheel can be braked mechanically by a friction brake, has no effect another brake directly on the turbine wheel. This does not result in a combined Braking effect on the turbine wheel as a result of the simultaneous operation of a friction and a fluid brake exerted.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch drei verschiedene Typen von Gasturbinenanlagen, die gemäß der Erfindung sowohl mit einer Reibungsbremse als auch mit einer hydrodynamischen Bremse ausgestattet sind.In the following, the invention is explained in more detail with reference to the drawing explained. Fig. 1 to 3 show schematically three different types of gas turbine systems, according to the invention with both a friction brake and a hydrodynamic one Brake are equipped.

Fig. 1 zeigt eine Anlage, in der die Turbine als zweistufige Axialturbine 1 ausgebildet ist, die mit dem Planetenradhalter 2 eines Planetengetriebes verbunden ist. Das Sonnenrad 3 des Getriebes ist mit der Antriebswelle 4 verbunden, während das Ringrad 5 an den Radialverdichter 6 angeschlossen ist. Der Planetenradhalter 2 trägt eine Bremstromme17, für welche ein Bremsband 8 vorgesehen ist. Die Welle 9 der Turbine 1 trägt den einen Teil 10 einer hydrodynamischen Bremse, deren anderer Teil 11 gegen die feste Brennkammer 12 abgestützt ist.Fig. 1 shows a system in which the turbine is a two-stage axial turbine 1 is formed, which is connected to the planetary gear holder 2 of a planetary gear is. The sun gear 3 of the transmission is connected to the drive shaft 4 while the ring gear 5 is connected to the radial compressor 6. The planet gear holder 2 carries a Bremstromme17, for which a brake band 8 is provided. The wave 9 of the turbine 1 carries one part 10 of a hydrodynamic brake, the other Part 11 is supported against the fixed combustion chamber 12.

Beim Anlassen stehen die Abtriebswelle 4 und das Sonnenrad 3 still, während die Turbine 1 den Planetenradhalter 2 antreibt, wobei auch der Verdichter angetrieben wird, und zwar mit einer Drehzahl, die größer ist als die der Turbine. Das von der Turbine 1 auf den Planetenradhalter 2 übertragene Drehmoment wird im Planetengetriebe so aufgeteilt, daß etwa zwei Drittel zum Verdichter 6 gehen und etwa ein Drittel an die Arbeitswelle 4 abgegeben wird. In dem Maße wie die Abtriebswelle unter der Einwirkung dieses Moments sich zu drehen anfängt, erhöht sich die Drehzahl der Turbine. Infolge der Drehmomentkennlinie der Turbine (zunehmendes Turbinenmoment bei sinkender Turbinendrehzahl) hat die zunehmende Drehzahl der Abtriebswelle eine Erhöhung der Turbinendrehzahl und eine Verminderung des Turbinenmoments zur Folge, wodurch die Drehzahl des Verdichters geringer wird.When starting the output shaft 4 and the sun gear 3 stand still, while the turbine 1 drives the planetary gear holder 2, and so does the compressor is driven, at a speed that is greater than that of the turbine. The torque transmitted from the turbine 1 to the planetary gear holder 2 is in the Planetary gear divided so that about two thirds go to the compressor 6 and about a third is delivered to the output shaft 4. To the same extent as the output shaft starts to rotate under the action of this moment, the speed increases the turbine. As a result of the turbine torque curve (increasing turbine torque with falling turbine speed) the increasing speed of the output shaft has a Increase in the turbine speed and a reduction in the turbine torque as a result, whereby the speed of the compressor is lower.

Bei einer Bremsung wird die Brennstoffzufuhr gedrosselt und die hydrodynamische Bremse 10, 11 eingeschaltet. Die Bewegungsenergie der schnell laufenden Turbine 1 wird von der Bremse 10, 11 absorbiert, und wenn das Fahrzeug im wesentlichen zum Stillstand gekommen ist, wird die Reibungsbremse 8 festgezogen. Die Reibungsbremse 8 braucht somit nur für das Drehmoment bemessen zu werden, das die feststehende Turbine ausübt.When braking, the fuel supply is throttled and the hydrodynamic one Brake 10, 11 switched on. The kinetic energy of the high-speed turbine 1 is absorbed by the brake 10, 11, and when the vehicle is substantially to Has come to a standstill, the friction brake 8 is tightened. The friction brake 8 therefore only needs to be dimensioned for the torque that the fixed Turbine wields.

Fig. 2 zeigt eine Anlage, bei der der Turbine 1 ein gegenläufiges Turbinen- oder Leitschaufelrad 13 vorgeschaltet ist. Die Hauptturbine 1 ist mit der Abtriebswelle 4 verbunden, die auch den Planetenradhalter trägt. In diesem Falle gibt es zwei Gruppen von Planetenrädern, die in demselben Halter gelagert sind und miteinander im Eingriff stehen. Die Reibungsbremse 8 und die hydrodynamische Bremse 10, 11 sind mit der gegenläufigen Turbine 13 verbunden.2 shows a system in which the turbine 1 is preceded by a counter-rotating turbine or guide vane wheel 13. The main turbine 1 is connected to the output shaft 4, which also carries the planet gear holder. In this case there are two groups of planet gears which are mounted in the same holder and mesh with one another. The friction brake 8 and the hydrodynamic brake 10, 11 are connected to the turbine 13 rotating in opposite directions.

Die Anlage gemäß Fig. 3 stimmt mit der Anlage gemäß Fig. 2 im wesentlichen überein. Jedoch ist der Teil 11 der hydrodynamischen Bremse nicht fest mit der Brennkammer 12 verbunden, sondern mit einer Bremstrommel versehen, die mittels eines Bremsbandes 14 festhaltbar ist.The system according to FIG. 3 is essentially the same as the system according to FIG. However, the part 11 of the hydrodynamic brake is not permanently connected to the combustion chamber 12, but is provided with a brake drum which can be held in place by means of a brake band 14 .

Bei sämtlichen Anlagen wird zur Bremsung des Fahrzeuges die Turbine oder ein. Turbinenteil festgebremst, wobei dann die Antriebswelle den Verdichter 6 antreibt, und die dazu erforderliche Leistung zum Bremsen ausgenutzt wird.In all systems, the turbine is used to brake the vehicle or a. Turbine part braked, in which case the drive shaft drives the compressor 6 drives, and the power required for this is used for braking.

Claims

PATENT CLAIM: Gas turbine system with a combined useful power and compressor turbine, in which the turbine, the compressor and the output shaft each with one element of a differential gear, for example with the sun gear, Outer gear or planet carrier of a planetary gear is connected, and with a friction brake for braking the shaft of the turbine or a stage of the same, characterized in that the friction brake with a hydrodynamic brake is combined. Publications considered: German Patent No. 964 551; German Auslegeschrift No. 1003 049; Swiss patent no. 210 657; French patents nos. 1121235, 1113 920, 1 01.5 629; British U.S. Patent No. 582,620; U.S. Patent Nos. 2,770,943, 1401668.