DE1426265A1

DE1426265A1 - Gas turbine plant

Info

Publication number: DE1426265A1
Application number: DE19621426265
Authority: DE
Inventors: Kronogard Dipl-Ing Sven-Olof
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1962-03-12
Filing date: 1962-03-12
Publication date: 1968-12-19
Also published as: NL139032B; DE1426265B2; NL6409892A

Description

Gasturbinenanlage Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage, die*aus einem Gaserzeuger und einer Nutzleistungsturbine beloteht, die vom Gaserzeuger unabhängig ist, also aus __ einer sog. Freiturbine besteht. Die Anlage nach der Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, dass die Turbine einen Ireitschaufelkranz hat, der drehbar gelagert und mit der Nutzleistungsturbine mittels einer üebertragungsvorrichtung verbunden ist, die zwecks Erzielung von mindestens zwei verschiedenen Betriebszuständen der Turbine verstellbar ist. Durch diese Anordnung ergibt ®ich eine für mehrere Zwecke, besonders fahr-bare Anlagenil geeignete Zugkraftkennlinie und ein im Vergleich mit bekannten Bauarten höheren Wirkungsgrad und somit ein geringerer Kraftstoffverbrauch. Gemäss einer weiteren Entwicklung der Erfindung enthält die Uebertragungsvorrichtung ein gestuftes Uebersetzungsgetriebe, sodass die Turbine unter verschiedenen Betriebsverhältnissen arbeiten kann, wobei der Leitschaufelkranz beispielsweise zwei verschiedene Bewegungsphasen im Verhältnis zur Turbine mit Gegenlauf oder Gleichlauf erhält und ausserdem sperrbar ist.Gas turbine system The invention relates to a gas turbine system which consists of a gas generator and a power turbine which is independent of the gas generator, that is to say consists of a so-called free turbine. The system according to the invention is essentially characterized in that the turbine has a rotor blade ring which is rotatably mounted and connected to the power turbine by means of a transmission device which can be adjusted to achieve at least two different operating states of the turbine. This arrangement gives ®ich suitable for multiple purposes, especially driving at face Anlagenil traction characteristics and compared with known constructions higher efficiency and therefore lower fuel consumption. According to a further development of the invention, the transmission device contains a stepped reduction gear so that the turbine can work under different operating conditions, the guide vane ring receiving, for example, two different movement phases in relation to the turbine with counter-rotation or synchronism and also being lockable.

Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf Gasturbinenanlagen, in denen der Gaserzeuger aus einem Kompressor, einer Brennkammer und einer Kompressorturbine besteht, ist aber auch im Zusammenhang mit anderen Gaserzeugern verwendbar, beispielsweise mit Gaserzeugern der Freikolbenart. Für fahrbare Zwecke ist jedoch ein Gaserzeuger der erstgenannten Art vorzuziehen, da ein solcher ein geringes Gewicht und kleine Abmessungen hat.The invention relates primarily to gas turbine systems, in which the gas generator consists of a compressor, a combustion chamber and a compressor turbine exists, but can also be used in connection with other gas generators, for example with gas generators of the free piston type. For mobile purposes, however, is a gas generator preferable to the former because it is light in weight and small in size Dimensions.

Die Erfindung ist nachstehend unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, die verschiedene Ausführungsbeispiele darstellen. Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt eine nach der Erfindung ausgebildete Gasturbinenanlage._ Fig. 2 und 3 zeigen Diagramme über den Verlauf des Wirkungsgrades und der Zugkraft in Abhängigkeit von ,der Drehzahl. Fig. 4 - 12 zeigen in ähnlicher Weise wie Fig. 1 verschiedene Ausführungsbeispiele von Gasturbinenanlagen und gewisse Abänderungen der dazugehörigen Uebersetzungsgetriebe. Fig. 13 zeigt das Aussehen der Geschwindigkeitsdreiecke einer mit Leitschaufeln versehenen Turbine bei drei verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten der Turbine und Fig. 14 eine da-zugehörige Verlustkurve. Fig. 15 zeigt die Steuerung von erfindungsgemäss verwendeten drehbaren Leitschaufeln. Fig. 16, 17 und 18 zeigen schematisch verschie-dene Aren der selbsttätigen Regelung der Verstellung dieser-Leitschaufeln. Fig. 19 - 21 veranschaulichen die praktische Ausbildung einiger in den übrigen Abbildungen im Prinzip dargestellten Anlagen. The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which illustrate various exemplary embodiments. Fig. 1 shows schematically in section a gas turbine system designed according to the invention._ Fig. 2 and 3 show diagrams of the course of the efficiency and the pulling force as a function of the speed. FIGS. 4-12 show, in a manner similar to FIG. 1, various exemplary embodiments of gas turbine systems and certain modifications of the associated transmission gears. FIG. 13 shows the appearance of the speed triangles of a turbine provided with guide vanes at three different circumferential speeds of the turbine, and FIG. 14 shows an associated loss curve. 15 shows the control of rotatable guide vanes used according to the invention. Fig. 16, 17 and 18 show schematically different dene arene the automatic regulation of the adjustment of the vanes. Fig. 19 - 21 practical training illustrate some plants shown in the other figures in principle.

In der Anlage nach F ig. 1 besteht der Gaserzeuger im wesentlichen aus einem Kompressor K, einer Brennkammer BK sowie einer Turbine KT, die mit dem Kompressor direkt verbunden ist.In the appendix according to Fig. 1 consists essentially of the gas generator from a compressor K, a combustion chamber BK and a turbine KT, which with the Compressor is connected directly.

Die eingesaugte Luft wird im Kompressor verdichtet und mit einem Kraftstoff gemischt, der in der Brennkammer verbrannt wird, worauf das Arbeitsmittel (Gas) die Kompressorturbine durchströmt, in der es einen Teil seiner Energie abgibt, und dann durch die Nutzleistungsturbine geht,. die aus zwei Hauptteilen besteht, und zwar einem Leitrad und einer Turbine. Das Leitrad ist drehbar gelagert,'und mit einem Umkehrgetriebe verbunden, das mit der Nutzleistungsturbine verbunden ist. An das Umkehr--g®triebe,ist auch die Abtriebswelle angeschlossen, die entweder direkt beispielsweise mit der Nutzleistungsturbine gekuppelt sein kann oder, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einem besonderen, mit dem Zahnradgetriebe verbundenen Zahnrad. Das mechanische Uebersetzungsgetriebe ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als Planetengetriebe mit einem festen Planetensteg ausgebildet. Das Leitrad ist dabei über einen Freilauf mit dem kleineren Sonnenrad zweier Antriebssonnenräder verbunden und mit einer Bremsvorrichtung versehen, die in verschiedener Weise ausgebildet sein kann. Die eigentliche Turbine (Nutzleistungsturbine) steht in direkter Verbindung mit dem grösseren der genannten Sonnenräder. Die vom Steg getragenen Planetenräder stehen im Eingriff miteinander und .mit je einem der erwähnten Sonnenräder. Das Planetenrad, welches über das grössere Sonnenrad mit der Turbine in Verbindung steht, ist länger als etwa die doppelte Breite des letztgenannten Sonnenrades.The sucked in air is compressed in the compressor and with a fuel mixed, which is burned in the combustion chamber, whereupon the working medium (gas) flows through the compressor turbine, in which it gives off part of its energy, and then goes through the power turbine. which consists of two main parts, and a stator and a turbine. The stator is rotatably mounted, 'and with connected to a reverse gearbox which is connected to the power turbine. The output shaft is also connected to the reverse gear drive, which is either directly can for example be coupled to the power turbine or, as shown in Fig. 1, with a special gear connected to the gear train. That mechanical transmission gear is in the embodiment of FIG. 1 as a planetary gear designed with a fixed planet bar. The idler is a freewheel connected to the smaller sun gear of two drive sun gears and with a braking device provided, which can be designed in various ways. The actual turbine (Power turbine) is in direct connection with the larger of the named ones Sun gears. The planet gears carried by the web are in mesh with one another and .with one of the mentioned sun gears each. The planetary gear, which has the larger Sun gear connected to the turbine is longer than about twice that Width of the last-mentioned sun gear.

Die andere Art der Planetenräder ist als Stufenrad mit zwei verschiedenen Durchmessern ausgebildet, wobei der Teil mit dem grösseren Durchmesser sowohl mit dem langen Planetenrad als auch mit dem kleineren Sonnenrad im Eingriff steht. Dieses Stufenrad steht ferner über ein Aussenrad (das durch ein Sonnenrad ersetzt werden kann) in Verbindung mit der Abtriebswelle, wobei ein kombiniertes Untersetzungs- und Umkehrgetriebe erhalten wird.The other type of the planet gears is designed as a step wheel with two different diameters, w obei the part with the larger diameter with both the long pinion as is also related to the smaller sun gear engaged. This step gear is also connected to the output shaft via an external gear (which can be replaced by a sun gear), with a combined reduction and reversing gear being obtained.

Die beschriebene Anlage arbeitet in folgender Weise. Das Zeitrad D der Turbine treibt über den Freilauf F das kleinere Sonnenrad ans das mit den Stufenrädern in llirexbi,adung steht, die als Umkehrgetriebe im Verhält- als tot den längen Planetenrädern arbeiten, die über das grössere Bormehrad unmittelbar von der Turbine T ange- trieben rorden. Das leitrad D und die Turbine T wirken soalt zusammen und sind bestrebt, das Stufenrad in ein und derselbdn Richtung anzutreiben. Da das Stufenrad einen, Toll eines Untersetzungsgetriebes bildet, ergibt sieh mit ein und derselben Kombination in einfacher Weise eine einheitliches Uebersetzungsgetriebe, das sowohl als Ugetriebe als auch als Untersetzungsgetriebe arbei- i@et Vird das Leitrad festgehalten, so arbeitet die Vorrichtung vie eine gewöhnliche Gasturbine der Freitur- birnartg wobei der Freilauf zwischen dem kleineren Son- nenrad und dem gesperrten Zeitrad das kleinere Sonnenrad ausschaltet. . Wie eben beschrieben, ermöglicht die Vorrichtung nach Fig. 1 zwei verschiedene Betriebszustände, und zwar GeßenLxuf und Einfachlauf. Die dazugehörigen.Kennlinien eijrd in Pig. 2 und 3 dargestellt, die den Wirkungsgrad bzw. die tugkraft in Abhängigkeit von der Turbinendreh- (aäer der lahrgeschvindigkeit eines Fahrzeugs) zei- ch automatische Umschaltung von Gegenlauf auf 'aahlauf und umgekehrt ergibt sich ein für fahrbare 4nIajen idesler augkraftverlauf und gleichzeitig ein be- trächtlich geringerer Kraftstoffverbrauch im Vergleich mit bekannten Anlagen. Ferner ergibt sich eine sehr einfache und gedrängte Bauart, die besonders in Automo- bilen und damit vergleichbaren leichten Fahrzeugen äusserst wertvoll ist.The system described works in the following way. The time wheel D of the turbine drives the smaller sun wheel to the one with the step wheels via the freewheel F. in ll ir exbi, adung, which acts as a reverse gear in the ratio as dead the long planet gears that work over the larger borehole wheel directly from the turbine T drove up. The stator D and the turbine T act soalt together and strive to turn the step wheel into one and drive the same direction. Since the step wheel one, Toll of a reduction gear, results see with one and the same combination in a simple way a unified transmission gear that both as U gearbox as well as a reduction gear i @ et If the idler is held tight, it works Device like an ordinary free-wheeling gas turbine birnartg whereby the freewheel between the smaller sun inner wheel and the locked time wheel the smaller sun wheel turns off. . As just described, the device enables According to Fig. 1, two different operating states, namely GeßenLxuf and single barrel . The associated . Characteristics eijrd in Pig. 2 and 3 show the efficiency or the tu g force as a function of the turbine rotation ( other than the speed of a vehicle) ch automatic switchover from counter rotation to 'aahlauf and vice versa results in a for mobile 4nIajen idesler eye power curve and at the same time a considerably lower fuel consumption compared to known systems. Furthermore, there is a very simple and concise design, particularly bilen in automotive and similar light vehicles is extremely valuable.

Durch die Anordnung eines zusätzlichen Sonnen-oder Aussenrades im Untersetzungsgetriebe nach Fig. 10 ergibt sich eine vollständige Kraftquelles die allen in Fahrzeugen auftretenden Belastungsschwankungen ge- wachsen ist. Die Anlage bildet dabei eine vollständige daher und zusammenhängende Einheit. Man brauchtfnicht wie bis- her ein besonderes Getriebegehäuse vorzusehen, das im Verhältnis zur eigentlichen Turbine unverhältnismässig grosse Abmessungen hat, sondern das Getriebe lässt sich zu einer leichten und gedrängten Einheit zusammenbauen.The arrangement of an additional sun or outer wheel in the reduction gear according to FIG. grow is. The system forms a complete one therefore and cohesive unit. You don't need to forth to provide a special gear housing which has disproportionately large dimensions in relation to the actual turbine, but the gear can be assembled into a light and compact unit.

Die Bremsvorrichtung für' die gegenläufige Turbine (Leitrad) wird zweckmässig am Kompressoreinlass an- geordnet, und zwar unabhängig davon, ob das Untersetzungsgetriebe am Turbinenauslass oder Kompressorauslass liegt (vergl. aber Fig. i2). Die Bremsvorrichtung kann bei- spielsweise mit Reibungseingriff arbeiten und als L4mellenkupplung, Bandbremse oder Kegelkupplung ausgebildet sein. Die Lamellen bestehen dabei vorzugsweise aus einem gesinterten Baustoff, beispielsweise gesinterter Bronze, wobei die Kupplungsvorrichtung beim Einschalten zweckmässig mit einem kräftigen Ölstrom zwischen den Kupplungslamellen und um diese herum gekohlt wird. Während und unod.ttelbar nach dem eigentlichen Einschaltvorgang wird das Kühlöl in besonders reichlicher Menge zugeführt, und zwar im Zusammenhang mit der Einschaltbewegung des Servokolbens.The braking device for 'the opposite turbine (stator) is suitably arranged arrival at the compressor inlet, regardless of whether the reduction gear is located at the turbine or the compressor outlet (see FIG. However, FIG. 2). The braking device can work with frictional engagement, for example, and be designed as a multi-disc clutch, band brake or cone clutch. The lamellae are preferably made of a sintered building material, for example sintered bronze, the clutch device being suitably carbonized with a powerful flow of oil between and around the clutch lamellae when it is switched on. During and after the actual switch-on process, the cooling oil is supplied in particularly large quantities, specifically in connection with the switch-on movement of the servo piston.

Unter gewissen Verhältnissen kann es sehr günstig sein, die Reibungsbremse mit einer hydrodynamisehen Bremse zu kombinieren, wobei die Reibungsbremse beträchtlich geringere Abmessungen erhält als wenn sie allein verwendet wird, da ihre Leistungsfähigkeit in die-sem Fall nicht unter Berücksichtigung der aufzunehmenden und abzuführenden Wärmemenge bestimmt zu werden braucht. Die erforderliche Bremsleistung wird durch das Drehmoment und vor allem durch die Rotationsenergie des umlaufenden Leitrades und der dazugehörigen Teile bestimmt.Under certain circumstances it can be very beneficial to combine the friction brake with a hydrodynamic brake, the friction brake being considerably smaller than when it is used alone, since in this case its performance is not determined taking into account the amount of heat to be absorbed and dissipated needs to be. The required braking power is determined by the torque and above all by the rotational energy of the rotating stator and the associated parts.

Die hydraulische Bremse ist vorzugsweise als hydrodynamische Kupplung ausgebildet, deren eine Hälfte durch das stillstehende Gehäuse gebildet wird oder mit diesem fest verbunden ist, während die andere Hälfte mit der helle der gegenläufigen Turbine oder mit einer Verlängerung dieser Welle fest verbunden oder kuppelbar ist.The hydraulic brake is preferably designed as a hydrodynamic coupling, one half of which is formed by the stationary housing or is permanently connected to it, while the other half is permanently connected or can be coupled to the light of the counter-rotating turbine or to an extension of this shaft.

Die Bremsung der gegenläufigen Turbine erfolgt nun dadurch, dass die bei Gegenlauf leere hydrodynamische Bremse mit einer geeignet abgestimmten Ölmenge gefüllt wird, welche die Kupplung durch eine besondere Auslasstiffnung oder mehrere Auslasstßffnungen zum Teil verlässt, die gegebenenfalls einen veränderlichen Durchflussquer-- schnitt haben. Auf diese Weise ergibt sich eine wirksame Kühlung ohne Gefahr der@Ueberhitzung des Öls. Sobald die Drehzahl der gegenläufigen Turbine auf einen bestimmten Wert gebremst wurde, wird die Reibungsbremse angezogen und dieZurbine zum Stillstand gebracht. Die Reibungsbremse wird zweckmässig automatisch angezogen, wenn die gegenläufige Turbine eine genügend niedrige, im voraus bestimmte Drehzahl erreicht (siehe Fig. 5 - 8, 11).The counter-rotating turbine is now braked by filling the hydrodynamic brake, which is empty when counter-rotating, with a suitable amount of oil, which partially leaves the coupling through a special outlet opening or several outlet openings, which may have a variable flow cross-section. This results in effective cooling without the risk of the oil overheating. As soon as the speed of the counter-rotating turbine has been braked to a certain value, the friction brake is applied and the turbine is brought to a standstill. The friction brake is expediently automatically applied when the counter-rotating turbine reaches a sufficiently low, predetermined speed (see FIGS. 5-8, 11).

Oben wurden die Kombination nach Fig. 1 und der Drehmoment- und Wirkungsgradverlauf an Hand der Fig. 2 und 3 sowie gewisse Abänderungen beschrieben. An Hand der Fig. 4 - 18 erfolgt nun eine übersichtliche Beschreibung zur weiteren Erläuterung des Erfindungsgedankens.The combination according to FIG. 1 and the torque and efficiency curve with reference to FIGS. 2 and 3 as well as certain modifications were described above. 18 will now be given a clear description for further explanation of the inventive concept - on hand of Fig. 4.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Anlage nach Fig. 1 nur dadurch, dass das Umkehr- und Untersetzungsgetriebe vor dem Kompressor ah- geordnet ist, während es in Fig. 1 hinter der Nutzleistungsturbine liegt. Beide Ausführungsformen sind verwendbar, aber die Anordnung des Uebersetzungsgetriebes am Lufteinlass des Kompressors ermöglicht eine wirksame Luftkühlung, beispielsweise durch Ausbildung des an den Kompressoreinlass angrenzenden Teils des Getriebegehäuses mit Kühlrippen und/oder durch Einbau eines besonderen Ölkühlers, durch den ein grösserer oder geringerer Teil der eingesaugten Luftmenge strömt. Yilla das Umkehrgetriebe hinter der Nutzlei- Otuug»tlWbine liegt, ist eine besondere Isolierung zwi- sahern dieser Turbine und dem Getriebe erforderlich und asueh eine gröesere blaaange zur Kühlung der Zähne und &&gsm * . Fig. 4 zeigt ferner lnzapfschlitze mit dazu- gehörigen Xlapgen SP ass Einlass des Kompressordiffusors und am ..Malase der Kompressorturbine, wodurch u.a. ein en im niedrigen Drehzahlbereich verhindert wird. Die in Fig. 5 dargestellte Anlage unterschei- det sieh von der Anlage nach Fig. 1 dadurch, dass die steehanisehe Bremavorrichtung B mit einer hydrodynami- sehen Bremsvorrichtung VK kombiniert ist, die aus einer e P und einem Stator 3 besteht, die grundsätzlich .in derselben Weise ausgebildet sind wie die entsprechen- den Teile einer hydrodynamischen Kupplung mit stillstehen- der Turbine. Diese hydrodynamische Kupplung, die im nor- malen Betrieb leer ist, wird beim Umschalten von Gegenlauf aufIginfachlauf allmählich mit Öl gefüllt, Wobei die Dreh- zahl der gegenläufigen Turbine auf einen geeigneten niedri- gen Wert herabgesetzt wird, worauf die mechanische Bremse B angesogen wird. Diese Kombination ergibt eine besonders weiche Bremsung und verhindert nahezu vollständig einen Verschleiss der Bremse B, die sehr kleine Abmessungen ha- ben kann. Eine zusätzliche Kupplung Z ergibt eine besonders wertvolle hydrodynamische Zusatzbremse. Der Bremsvorgang erfolgt dabei-in der Weise, dass die Kupplung L wähirend der Füllung der hydrodynamischen Kupplung VK eingerückt wird, wobei die Bremswirkung durch den»Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse VK bestimmt wird. Sowohl der Füllungsgrad als auch die durch die Flüssigkeitskupplung strömende Ölmenge wird zweckmässig durch eine Ventilvorrichtung geregelt, die in Anlagen für Fahrzeuge entweder mit der üblichen Bremse gekugpelt@oder mittels eines besonderen Reglers gesteuert werden kann.The embodiment of Fig. 4 1 only in that the reverse and reduction gear is arranged AH front of the compressor, while it is located in FIG. 1, after the power turbine is different from the system of FIG.. Both embodiments can be used, but the arrangement of the reduction gear at the air inlet of the compressor enables effective air cooling, for example by designing the part of the gear housing adjacent to the compressor inlet with cooling fins and / or by installing a special oil cooler through which a larger or smaller part of the sucked in Amount of air flows. Yilla the reverse gear behind the utility line Otuug »tlWbine is a special insulation between saw this turbine and the gearbox required and asueh a bigger blue one to cool the teeth and && gsm *. Fig. 4 also shows dispensing slots with additional associated Xlapgen SP ass inlet of the compressor diffuser and on ..Malase of the compressor turbine, whereby a en is prevented in the low speed range. The system shown in Fig. 5 differs det see from the system of FIG. 1 by the fact that the Steehanisehe brake device B with a hydrodynamic see braking device VK is combined, which consists of one e P and a stator 3, which basically . are designed in the same way as the corresponding the parts of a hydrodynamic coupling with standstill the turbine. This hydrodynamic coupling, which is normally paint operation is empty, when switching from reverse rotation gradually filled with oil on the Iginfachlauf, whereby the rotary number of counter-rotating turbine to a suitable low gen value is reduced, whereupon the mechanical brake B is sucked in. This combination makes a special one soft braking and almost completely prevents one Wear of brake B, which has very small dimensions can practice. An additional clutch Z results in a particularly valuable hydrodynamic additional brake. The braking process takes place in such a way that the clutch L is engaged while the hydrodynamic clutch VK is being filled, the braking effect being determined by the degree of filling of the hydrodynamic brake VK. Both the filling level and the amount of oil flowing through the fluid coupling are expediently regulated by a valve device which, in systems for vehicles, can be controlled either with the usual brake or by means of a special regulator.

Zur Erzielung einer besonders wirksamen Luftkifhlung wird die Kompressorluft bei hydrodynamischer Bremsung mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung ganz oder zum Teil-durch einen mit der Flüssigkeitsbremse verbundenen Ölkühler geleitet.To achieve particularly effective air cooling, the compressor air completely with hydrodynamic braking by means of a device not shown or partly-passed through an oil cooler connected to the fluid brake.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich von der Anlage nach Fig. 4 nur dadurch, dass eine hydrodynamische Bremse VK zwischen dem Sonnenrad der Nutz-. leistungsturbine und dem Planetensteg angeordnet ist. Diese Bremse kann ganz oder zum Teil entleert-bzw. gefüllt werden, wie dies an Hand der Fig. 5 beschrieben wurde.The embodiment according to FIG. 6 differs from the system 4 only in that a hydrodynamic brake VK between the sun gear the useful. power turbine and the planetary web is arranged. This brake can completely or partially emptied or. be filled, as described with reference to FIG became.

F ig. 7 zeigt eine weitere Abänderung der F ig. wobei eine hydrodynamische Bremse zwischen der gegenläufigenTurbine und dem Planetensteg angebracht ist. Die Virkungswälse ist genau die gleiche wie in Fig. 6. Falls der -P"ilaüf F mittels einer Kupplung sperrbar ist (was auch.-:ftb Fig. 6-gilt), so ergibt sich praktisch die glei- ehe Xannlin.e wie. bei der Anlag, nach Fig. 5. ... Fig. 8 zeigt eine weitere Abänderung der Fig. 42 wobei- der:Stator der hydrodynamischen Bremse wahlweise drehe lun. festhaltbar ist. Auch die Pumpe kann fest- gehalten werden, .wobei die Bremsen L j und L2 derart in. eläer:geueinsamen Kupplung angeordnet sind, dass der Sta- --tcr der-Bremse -gesperrt und eire hydrodynamische Bremsung erhaiten.wird:, Danach wird auch die Pumpe gesperrt, die 'mit.:der. geigenläufigen Turbine verbunden ist. Durch diese än#'wird bezweckt, dass die hydrodynamische Kupp- lung :bereits in der Ausgangslage ganz oder zum Teil mit rge@:t, :sein kann, wodurch eine schnellere Einschal- tung ermöglicht wird, was unter gewissen Verhältnissen wapr@ll ist. t Das,Ausftihrungsbeispiel nach Fig. 9 unterschei- d%t-sich von Fig. 4 dadurch, dass das lange Planetenrad in gingriff ,mit einem Aussenrad steht, das über eine Kupp- lang ..L mit der Welle der gegenläufigen Turbine verbunden Werden kann. Diese Vorrichtung ermöglicht drei verschie- dene Betriebszustände des Leitrades der Nutzleistungstur-, bim,-und zwar Gegenlauf, Stillstand und Gleichlauf, wo- bei der Frel.Iauf F, die Bremse B und die Kupplung L in der genannten Reihenfolge eingeschaltet werden. Diese Anordnung eignet sich für einen besonders grossen Drehzahlbereich (vergl. auch Fig. 13 und 14).Fig. 7 shows a further modification of the FIG. wherein a hydrodynamic brake is mounted between the counter-rotating turbine and the planetary web. the Virkungswälse is exactly the same as in Fig. 6. If the -P "ilaüf F can be locked by means of a clutch (what also .-: ftb Fig. 6-applies), then practically the same results before Xannlin.e like. at the plant, according to Fig. 5. ... Fig. 8 shows a further modification of Fig. 42 where- the: stator of the hydrodynamic brake optional turn lun. can be retained. The pump can also be are held , .wherein the brakes L j and L2 in such a way. eläer: common coupling are arranged that the sta- --tcr the -brake - locked and hydrodynamic braking is received:, Then the pump is also blocked, the 'with the. violin-barreled turbine is connected. Through this The aim is to ensure that the hydrodynamic coupling ment : Already in the starting position completely or partially with rge @: t,: can be, which means faster switch-on tion is made possible , which under certain circumstances wapr @ ll is. t The, exemplary embodiment according to Fig. 9 different d% t-differs from Fig. 4 in that the long planet gear in gear, with an outer wheel that is connected via a coupling long ..L connected to the shaft of the counter-rotating turbine Can be. This device enables three different different operating states of the idler wheel of the useful power door, bim, -that is counter-rotation, standstill and synchronism, where- at the Frel.Iauf F, the brake B and the clutch L in switched on in the specified order. These Arrangement is suitable for a particularly large speed range (see also FIGS. 13 and 14).

Die Anlage nach F ig. 10 unterscheidet sich von den vorher beschriebenen Ausführungsformen dadurch, dass die Kompressorturbine eine Radialtu-rbine mit nach innen gerichteter Strömung ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da eire Radialturbine ein beträchtlich-höheres Druckverhältnis ausnutzen kann als eine Axialturbine. Bei gleichen oder ungefähr gleichen Abmessungen der Kompressorturbine lässt sich dabei ein höherer Enddruck im Kompressor verwenden. Ferner kann man eine sehr kurze Gaserzeugereinheit erhalten, falls der Kompressor und die Kompressorturbine nahe aneinander angeordnet oder als zusammenhängende Einheit ausgebildet werden.The system according to Fig. 10 differs from those previously described Embodiments in that the compressor turbine also has a radial turbine inward flow is. This is particularly advantageous as a radial turbine can utilize a considerably higher pressure ratio than an axial turbine. at the same or approximately the same dimensions of the compressor turbine can be used use a higher final pressure in the compressor. A very short gas generator unit can also be used obtained if the compressor and the compressor turbine are arranged close to each other or be designed as a coherent unit.

Das Uebersetzungsgetriebe (Umkehrgetriebe und Untersetzungsgetriebe der Anlage nach Fig. 10) unterscheidet sich beispielsweise von den Getrieben nach Fig. 1 bis $ durch die Anordnung eines zusätzlichen Sonnenrades und einer Doppelkegelkupplung, wodurch Vorwärtsgang bzw. Rückwärtsgang sowie Neutrallage erhältlich sind. Die Kupplungsvorrichtung wird indessen vorzugsweise so ausgebildet, dass entweder die eine oder die andere Kupplung eingerückt ist, also ohne Neutrallage, wodurch ein Durchgehen der Kompressorturbine und der gegenläufigen Turbine verhindert wird, was sonst bei gelöster Kupplung der Fall sein wurde. . . Falls ein Ausrücken der Kupplung erwünscht ist, kann die hydrodynamische Kupplung zum Ausschalten oder zur Verringerung des Zugmoments verwendet werden. Gegebenenfalls kann eine besondere Bremsvorrichtung hinsugef'Ügt werden. Falls die beiden gezeigten Kegelkupplungen durch Federkraft einrückbar sind, werden die Ab-' triebsxelle und die beiden Turbinen festgehalten, wobei also die Gefahr des Durehgehens beseitigt und gleichzeitig eine Parklage erhalten wird.The transmission gear (reverse gear and reduction gear of the system according to FIG. 10) differs, for example, from the gears according to FIGS. 1 to $ by the arrangement of an additional sun gear and a double cone clutch, whereby forward gear or reverse gear and neutral position are available. The clutch device is, however, preferably designed such that either one or the other clutch is engaged, i.e. without a neutral position, which prevents the compressor turbine and the counter-rotating turbine from going through, which would otherwise be the case when the clutch was released. . . If the clutch is to be disengaged, the hydrodynamic clutch can be used to switch off or reduce the pulling torque. If necessary, a special braking device can be added. If the two cone clutches shown are engageable by spring force, the waste to be 'triebsxelle and held the two turbines, which eliminates the risk of so Durehgehens and obtained a parking location at the same time.

Die Anlage nach Fig. 11 unterscheidet sich von der Anlage nach Fig. 10 lediglich durch die Hinzuf`Ugung einer hydrodymmischen Bremse VK und einer Kupplung L. Im igen stimmt die Wirkungsweise grundsätzlich mit der an Hand der Fig. 5 beschriebenen überein. The plant of Fig. 11 differs from the plant according to Fig. 10 only by the Hinzuf`Ugung a hydrodymmischen VK brake and a clutch L. In the operation of strength agrees in principle with reference to FIG. 5 described match.

Fig. 12 zeigt eine Variante des Beispiels nach Fig. 10, wobei die Bremse B im Anschluss an den Planeten-steg angeordnet ist. Die Wirkungsweise ist genau die- selbe wie die an Hand der Fig. 10 beschriebene.FIG. 12 shows a variant of the example according to FIG. 10, the brake B being arranged in connection with the planetary web . The mode of operation is exactly the same as that described with reference to FIG.

Fig. 13 und 1 4 zeigen im Prinzip die - Wirkungsweise der Anlage nach der Erfindung hinsichtlich des rein strömungstechnischen Verlaufes. UT bezeichnet die üntaxigsgeschwindigkeit der Turbine und UTa die TurbinenglqaohWindigkeitg bei der sich der höchste Wirkungsgrad eij»r»liahen Turbine mit festem Leitrad ergibt. U3 bezeichnet die Unfa ugageschwindigkeit des Leitrades. Mit #g H und C sind verschiedene Betriebszustände mit steigen- der Turbinendrehzahl bezeichnet, wobei die Geschwindigkeitsdreiecke am Einlass der Turbine T für die verschiedenen Betriebszustände dargestellt sind, also für gegenläufiges, stillstehendes und gleichläufiges Laufrad im Vergleich mit vollständig stillstehendem Laufrad.13 and 14 show in principle the - mode of operation of the system according to the invention with regard to the purely fluidic course. UT denotes the maximum speed of the turbine and UTa the smooth turbine speed at which the highest degree of efficiency of a turbine with a fixed stator is obtained. U3 denotes the improper speed of the guide wheel. #G H and C denote different operating states with increasing turbine speed, the speed triangles at the inlet of turbine T being shown for the different operating states, i.e. for counter-rotating, stationary and co-rotating impellers compared with completely stationary impellers.

Fig. 14 zeigt eine charakteristische Verlustkurve einer Turbinenbeschaufelung. fmax* bezeichnet den höchstzulässigen Strömungsverlust und f0 den geringsten Verlustwert der betreffenden Beschaufelung. Die.entsprechenden Strömungswinkel sind mit /31 und '12 bzw /30 bezeichnet.14 shows a characteristic loss curve of turbine blades. fmax * denotes the maximum permissible flow loss and f0 the smallest loss value the relevant blading. The corresponding flow angles are with / 31 and '12 and / 30 respectively.

Aus einem Vergleich der Fig. 13 und 14 ist erkenntlich, dass bei Gegenlauf b.-w. Gleichlauf des Leitrades mit der Nutzleistungsturbine der grösste Verlust fma=. sich zum geringsten Verlust f0 ändern lässt, wobei die Wirkungsgradkurve drei Scheitel aufweist. Bei nur zwei Betriebszuständen, beispielsweise Gegenlauf und Einfachlauf, ergeben sich zwei Scheitel (siehe Fig. 2).From a comparison of FIGS. 13 and 14 it can be seen that in the case of counter-rotation b.-w. The greatest loss is the synchronism of the stator with the power turbine fma =. can be changed to the lowest loss f0, with the efficiency curve three Has vertex. With only two operating states, for example counter-rotation and Single run, there are two vertices (see Fig. 2).

Durch knordnung der Brennkammer tangential längs des Kompressorauslasses bzw. Turbineneinlasses lassen sich der Diffusor des Kompressors und das Leitrad der Kompressorturbine mit radialen und parallelen Wänden ausbilden. Dies ermöglicht die Verwendung von verstellbaren Schaufeln im Kompressorauslass oder Turbinenleitrad oder auch in beiden, wobei im letztgenannten Fall die Diff usorschaufeln des Kompressors und die LeitschÄufeln der Turbine mechanisch gekuppelt werden können.- Werden die Diffusorschaufeln in eine mehr tangentiale Richtung gedreht, so werden auch die Leitschaufeln der Turbine in eine entsprechende Richtung gedreht.By arranging the combustion chamber tangentially along the compressor outlet or turbine inlet, the diffuser of the compressor and the stator of the compressor turbine can be designed with radial and parallel walls. This enables the use of adjustable blades in the compressor outlet or turbine stator or in both, whereby in the latter case the diffuser blades of the compressor and the guide blades of the turbine can be mechanically coupled. If the diffuser blades are rotated in a more tangential direction, the The turbine blades are rotated in a corresponding direction.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass sich bei Teillast andere Strömungswinkel sowohl im Einlass des K#apressorditfusors als auch am Auslass der Kompressor-turbine ergeben als bei Vollgas. Aus diesem Grunde war man früher zu einer Kompromisslösung gezwungen, wobei sich schlechtere Verhältnisse beim Anlass bzw. voller Drehzahl ergaben oder auch musste man den Anlassbereich oder den Bereich.mit voller Drehzahl begünstigen. Durch die beschriebene Anordnung lässt sich dieser Nachteil beseitigen und der Wirkungsgrad sowie der Kraftstoffver-brauch äusserst günstig beeinflussen.In this context it should be noted that at part load different flow angles result both in the inlet of the K # apressorditfusors and at the outlet of the compressor turbine than with full throttle. For this reason it was once forced a compromise solution, with worse conditions on the occasion and gave full speed or you had to promote the event area or the Bereich.mit full speed. The described arrangement, this disadvantage can be eliminated and the efficiency and the fuel consumption extremely favorable influence.

Ferner ermöglicht die Ausbildung mit verstell-baren Schaufeln die Vermeidung des im Aalass- und Leer-laufbereich sehr schwierigen Problems des "Pumpens", das durch schnelle Schwankungen der geförderten Luftmenge zwischen kleinen und grossen Verten hervorgerufen wird, und zwar infolge der Instabilität des Kompressors, die ihrerseits darauf beruht, dass ein Schaufelkranz, vor-zugsweise die Diffusorschaufeln, unter ungünstigen Strömuagsverhältnissen arbeiten. In addition, the design permits with adjustable cash blades avoiding the Aalass- and idling area very difficult problem which is caused by rapid fluctuations of the delivered air volume between small and large Verten of "pumping", due to the instability of the compressor, which in turn is based on the fact that a blade ring, preferably the diffuser blades, work under unfavorable flow conditions.

Die in Fig. 10 dargestellte Nutzleistungsturbine ist eine Radialturbine mit nach aussen gerichteter Strömung, was mit Rücksicht auf die Länge der Anlage -und den Zusammenbau mit dem Getriebegehäuse äusserst vorteilhaft ist. Dieser Aufbau ergibt die denkbar kürzeste Bauart einer Anlage der in Frage stehenden Art. The power turbine shown in FIG. 10 is a radial turbine with an outwardly directed flow, which is extremely advantageous with regard to the length of the system and the assembly with the gear housing. This structure results in the shortest conceivable type of system of the type in question .

Der radiale Auslass der Nutzleistungsturbine eignet sich auch sehr gut zum Zusammenbau eines Wärmesustauschers mit der Gasturbine zu einer zusammenhängenden Einheit. Bei Verwendung eines Wärmesustauschers mit einer drehbaren Scheibe erstreckt sich die Drehachse des Wärmeaustausehers vorzugsweise senkrecht zur Drehachse der Gasturbine. Der umlaufende Teil des Wärmeaustauschers kann dabei rein mechanisch angetrieben werden, und zwar von der Welle des Gaserzeugers über ein Schnecken- oder Kegelradgetriebe.The radial outlet of the power turbine is also very suitable good for assembling a heat exchanger with the gas turbine to form a coherent one Unit. When using a heat exchanger with a rotatable disc extends the axis of rotation of the heat exchanger is preferably perpendicular to the axis of rotation Gas turbine. The circumferential part of the heat exchanger can be purely mechanical driven by the shaft of the gas generator via a screw or bevel gears.

Besondere Vorteile ergibt jedoch ein Druckmittelantrieb. Sehr geeignet dürfte eine Vorrichtung sein, bei der Drucköl vom Druckölsystem der'Turbine oder des automatischen Uebersetzungsgetriebes zum Antrieb eines beispielsweise Zahnrad- oder Flügelmotors verwendet wird, der vorzugsweise mit einem Ritzel versehen ist, das einen längs des Umfangs des umlaufenden Wärmeaustauschers sich erstreckenden Zahnkranz antreibt. Ein solcher Antrieb des Wärmeaustauschers durch ein Druckmittel hat nicht nur eine beträchtliche Vereinfachung der Bauart zur Folge sondern auch die sehr wertvolle Eigenschaft, dass die Drehzahl des Wärmeaustauschers so geändert werden kann, dann sie nicht vollständig mit der Drehzahl des Gaser- »tsers-'Ubereinstimmt, was von entscheidender Bedeutung , M die Irzieltang des bestmöglichen Wirkungsgrades des iUrmasustauschers ist. Zur Aufklärung sei bemerkt, dass ein iNrmsustauacher mässiger Grösse, dessen Drehzahl ge- eignet auf die Belastung und Drehzahl des Gaserzeugers. abgestimmt ist, einen Virkungsgrad von 90 % oder mehr haben kann. .. Wie erwähnt, soll die Drehzahl des Värmeaus- tausohers nicht nur mit Sticksicht auf die Drehzahl des t#aserseugero, sondern auch mit Rücksicht auf die Be- laatungf alao die Temperatur des Gaserzeugers gewählt werden. Dies lässt sich im vorliegenden Fall durch eine Drosselvorrichtung erreichen, die in der Leitung zwischen dem DrucUlsystem der Anlage und dem Ölmotor des Wärmeaus- tauschera angeordnet ist. Auf diese Drosselvorrichtung wirkt dabei ein Öldruck, der sowohl von der Belastung . (Drossellage oder Brennkammertemperatur) als auch von der Drehzahl des Gaserzeugers (also vom Kompressorend- druek oder einem durch einen Fliehkraftregler geregelten Öldruck) abhängig ist, siehe Fig. 18. Fig. 15 zeigt eine Einrichtung, bei der die heitschatteln der Turbine eine radial nach innen gerich- tete Strömung bewirken, wobei die Kanalwände parallel und radial und die Schaufeln um axiale Bolzen drehbar sind. Die Schaufeln stehen über Mitnehmerbolzen auf der einen Seite des Einlasses in Verbindung mit einem Mitnehmerring, der Aussparungen für die Mitnehmerbolzen hat. Der Mitnehmerring ist drehbar gelagert und steht über einen Servozylinder unter dem Einfluss eines von der Kompressordrehzahl abhängigen Druckes p1 und eines von.der Belastung abhängigen Druckes p2. Der Druck p1 kann der Enddruck des Kompressors oder ein davon abhängiger Öldruck sein. Der Druck p2 ist zweckmässig ein von der Drossellage abhängiger Öl- oder Luftdruck.However, a pressure medium drive results in particular advantages. A device in which pressurized oil from the pressurized oil system of the turbine or the automatic transmission gear is used to drive a gear or vane motor, for example, which is preferably provided with a pinion that drives a ring gear extending along the circumference of the rotating heat exchanger, should be very suitable . Such a drive of the heat exchanger by a pressure medium not only results in a considerable simplification of the design but also the very valuable property that the speed of the heat exchanger can be changed in such a way that then they are not completely at the speed of the gas "Tsers-'Agrees, which is crucially important M is the randomness of the best possible efficiency of the i U rmasexauschers is. To clarify, it should be noted that an iNrmsustauacher of moderate size, whose speed suitable for the load and speed of the gas generator. is tuned, an efficiency of 90% or more may have. .. As mentioned, the speed of the Värmeaus- Tausohers not only with a stick view of the speed of the t # aserseugero, but also with regard to the laatungf alao selected the temperature of the gas generator will. In the present case, this can be achieved by a Reach throttling device in the line between the pressure system of the plant and the oil motor of the heat exchangera is arranged. On this throttle device acts thereby an oil pressure, which both from the load . (Throttle position or combustion chamber temperature) as well as of the speed of the gas generator (i.e. from the compressor end pressure or one regulated by a centrifugal governor Oil pressure), see Fig. 18. Fig. 15 shows a device in which the heitschat t eln the turbine a radially inwardly directed cause tete flow, with the channel walls parallel and radial and the blades are rotatable about axial bolts. The blades are on one side via drive pins Side of the inlet in connection with a driving ring that has recesses for the driving pins. The driver ring is rotatably mounted and is under the influence of a pressure p1 dependent on the compressor speed and a pressure p2 dependent on the load via a servo cylinder. The pressure p1 can be the final pressure of the compressor or an oil pressure dependent on it. The pressure p2 is expediently an oil or air pressure dependent on the throttle position.

Fig. 16 zeigt eine Anordnung, bei welcher der Druck p1 von einem Fliehkraftregler bestimmt Wird, der vom Gaserzeuger angetrieben wird. Dieser Druck ist dabei abhängig vom Quadrat der Drehzahl des Gaserzeugers.Fig. 16 shows an arrangement in which the pressure p1 from a centrifugal governor is determined, which is driven by the gas generator. This pressure is dependent from the square of the speed of the gas generator.

Fig. 17 zeigt eine Anordnung, bei welcher der Druck p2 durch ein von der Brennkammertemperatur über eine Bimetallfeder'gesteuertes Ventil so geregelt wird, dass eine ansteigende Brennkammertemperatur eine Erhöhung des Druckes p2 und damit ein Aufdrehen der Schaufeln zur Folge hat. .Fig. 17 shows an arrangement in which the pressure p2 by one of the combustion chamber temperature is regulated by a valve controlled by a bimetallic spring becomes that an increasing combustion chamber temperature an increase in the pressure p2 and so that the blades turn up. .

Fig. 18 zeigt schematisch, wie die Leitschaufeln des Kompressors (und/oder einer nicht dargestellten Turbine) durch eine Servovorrichtung betätigbar sind, wobei das Druckmittel ein Ö1 ist, dessen Druck p1 durch den von der Drehzahl des Kompressors abhängigen Enddruck des Kompressors bestimmt wird, während der Druck p2 durch die Drossellage bestimmt wird, die von der Belastung abhängig ist. 1?-te_:Arttriebsvorrichtuag für den umlaufenden Wärme- austausoher besteht aus einem Ölmotor einfacher Art, bei- Bpielsweiss einem Zahnrad- oder Flügelmotor. Dieser Ö1- ssotor treibt den umlaufenen Värmeaustauscher entweder aber ein Zahnritzel, das in einen Zahnkranz auf der Schei- be des ustauschers eingreift,. oder über eine Vor- richtUni, Vslehe die delle des Ölmotors mit der Welle des üär»aultansohers verbindet. Die Drehzahl des Ölmotors und somit auch des Wärmeaustauschers wird durch die durch den Öisiatcr strömende Ölmenge bestimmt, die beispielsweise dsroh ®in Drosselventil derart geregelt wird, dass die Öl- mengte und damit auch die Umlaufgeschwindigkeit des Wärm- susfira@@se'rs. mit steigender Drehzahl des Gaserzeugers er- höht, uud,.ait erhMter Belastung vermindert wird, was hin- stehtltM des Wirkungsgrades günstig ist. ..@ p'ig. 1 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der in F44. 10 schemtisch dargestellten Anlage. Die Bremse für die a.äufige Turbine (Leitrad) ist hier als lamellen- kupplung umgebildet. Im übrigen bezeichnet K den Kom- .,8,s«9 ET die Kreasorturbine, D die gegenläufige Tarbimp T die ltutaleistnngsturbine, BK die Brennkammer, IV äaw tntrersetznngs- und Umkehrgetriebe, L die Lamellen- tIgi $ sapparate, LD einen Schalldämpfer sowie B si4au Ieitschaure lkranz, D if fusor b zw . Steg. Die Ab- biM.uxg Igsst im übrigen den Aufbau der Anlage deutlich ertosn@u, Fig. 20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das mit der schematischen Skizze nach Fig. 10 B übereinstimmt und bei der die Nutzleistungsturbine und ihr drehbares Leitrad eine Axialturbine bilden. Die vor der gegenläufigen Turbine und nach der einfachläufigen Turbine angeordneten, mit S bezeichneten Teile können als Zeiträder oder als profilierte Stege ausgebildet sein. Durch Austausch des Freilaufs zwischen dem Sonnenrad des hinteren Planetengetriebes und der Welle der gegenläufigen Turbine gegen eine feste Verbindung, beispielsweise eine Mehrkeilverbindung, und durch Weglassung der in Fig. 20 nicht dargestellten Bremse der gegenläufigen Turbine ergibt sich eine kontinuierlich gegenläufige Anlage, was für gewisse industrielle Zwecke geeignet sein kann. Eine Änderung der einen in die andere Bauart lässt sich durch den Austausch einfacher Teile vornehmen, wodurch die Absatzmöglichkeiten der betreffenden Bauart erhöht werden. Die Bezugszeichen sind dieselben wie in Fig. 19.18 shows schematically how the guide vanes of the compressor (and / or a turbine, not shown) can be actuated by a servo device, the pressure medium being an oil whose pressure p1 is determined by the final pressure of the compressor, which is dependent on the speed of the compressor, while the pressure p2 is determined by the throttle position, which depends on the load is. 1? -Te_: Drive device for the circulating heat alternatively consists of a simple type of oil motor, both For example a gear or vane motor. This Ö1- ss o tor drives the circulating heat exchanger either but a pinion that goes into a ring gear on the disk be of the exchanger intervenes. or via a pre rich tUni , Vslehe the dent of the oil engine with the shaft of the üär » aultansohers connects. The speed of the oil motor and thus also the heat exchanger is through the the Öisiatcr determines the amount of oil flowing, for example dsroh ®in throttle valve is regulated in such a way that the oil rm mingled and thus the velocity of Wä susfira @@ se'rs. with increasing speed of the gas generator increases, uud, .a i t increased stress is reduced, which is if the efficiency is favorable. .. @ p'ig. 1 9 shows an embodiment of the in F44. 10 system shown schematically. The brake for the common turbine (stator) is here as a lamellar coupling remodeled. Otherwise, K denotes the com- ., 8, s «9 ET the Kreasorturbine, D the counter-rotating Tarbimp T the lutal power turbine, BK the combustion chamber, IV äaw transmission and reversing gear, L the multi-disc tIgi $ sapparate, LD a silencer as well B si 4 au I eitschaure oil wreath, D if fusor b zw . Web. The Ab- biM.uxg Igsst clearly shows the structure of the system ertosn @ u, FIG. 20 shows a further exemplary embodiment which corresponds to the schematic sketch according to FIG. 10B and in which the power turbine and its rotatable stator form an axial turbine. The parts labeled S arranged in front of the counter-rotating turbine and after the single-rotating turbine can be designed as time wheels or as profiled webs. By exchanging the freewheel between the sun gear of the rear planetary gear and the shaft of the counter-rotating turbine for a fixed connection, for example a multi-wedge connection, and by omitting the brake of the counter-rotating turbine, which is not shown in FIG Purposes may be appropriate. A change from one type to the other can be made by exchanging simple parts, which increases the sales opportunities for the type in question. The reference numerals are the same as in FIG. 19.

Fig. 21 zeigt ein Ausführungsbeispiel der in Fig. 10 schematisch dargestellten Anlage, die mit einem umlaufenden Wärmeaustausaher VV vereinigt ist. Der Strömungsverlauf geht in folgender gleise vor sieht Luft wird durch den als Schalldämpfer ausgebildeten Lufteinlass ID eingesaugt, im Kompressor K und dem daran sich anschliessenden Diffusor.verdichtet, worauf sie mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit die na'Laufende Seheibe des Wärmeaustauschers von aussen nach imaen unter Aufnahme der in dieser Scheibe gespeicherten #bgasme durchströmt. Die somit erwärmte verdichtete Saft strömt in die im Verhältnis zur Spirale der Kom- pressorturbine tangential angeordnete Brennkammer BK, in der weitere Härme durch Verbrennung des durch die-Ein- spritzdüse M eingespritzten Kraftstoffs zugeführt wird. Aus der Brennkammer strömt das Gas radial nach innen durch die Spirale der Kompressorturbine KT, durch die Leitschau- feln der äd»pressorturbine und durch diese Turbine, die den Kompressor g und die Hilfsapparate H antreibt. Das Gas verläset dann die Kompressorturbine mit vermindertem Bnergieinhalt in a=ialer oder ungefähr axialer Richtung und wird durch einen Kanal, dessen-innerer, der Drehachse er j*obsten liegender Teil durch das drehbare %eitrad be- grenzt wird, und durch den Leitschaufelkranz B radial naob aussen geleitet. Das Gas strömt dann durch die Nafisleistungsturbine T sowie den Steg oder Stator 8, Worauf es Über die Diffusorspirale der Nutzleistungstur- bix» in den Värmeaustauscher VV gelangt, in dem es den grössten Teil seiner Wärme abgibt, Worauf es über das 4.bgasrohr ins Freie abströmt. Die Drehachse des Wärme- austausehers liegt senkrecht zur Drehachse des Gaserzeu- gers, wobei die Spiralen der Kompressorturbine und der Ntitzleistungsturbine derart gegeneinander verdreht sind, dass die zwischen dem Wärmeaustauscher und der Gasturbine liegende Schnecke der Kompressorturbine einen kleineren Querschnitt hat, wodurch der lfärmeaustauscher so nahe wie möglich zur Mitte der Gasturbine herangebracht werden kann und ein gedrängter Aufbau ermöglicht wird. Die Spiralen des Kompressors und der Nutzleistungsturbine sind divergierend, während die Spirale der Kompressorturbine seitlich zusammengezogen ist, was zu einer besonders kurzen Gesamtlänge der Anlage beiträgt.FIG. 21 shows an embodiment of the system shown schematically in FIG. 10, which is combined with a circulating heat exchanger VV. The course of the flow is as follows: air is sucked in through the air inlet ID designed as a silencer, compressed in the compressor K and the adjoining diffuser, whereupon it is compressed at a relatively low speed na 'Running view of the heat exchanger from the outside imaen including those stored in this disk #bgasme flows through. The thus heated compacted Juice flows into the compartments in relation to the spiral compressor turbine tangentially arranged combustion chamber BK, in the further heat from burning the spray nozzle M injected fuel is supplied. The gas flows radially inwards from the combustion chamber the spiral of the compressor turbine KT, through the Leitschau fields of the äd »p ressorturbine and through this turbine, the the compressor g and the auxiliary equipment H drives. That Gas then leaves the compressor turbine at a reduced rate Bnergiein h old in a = ialer or approximately axial direction and becomes through a channel, its-inner, the axis of rotation the youngest lying part can be moved by the rotatable is bounded, and by the guide vane ring B radially naob externally directed. The gas then flows through the Nafis power turbine T and the web or stator 8, What about the diffuser spiral of the useful power door bix »enters the heat exchanger VV, in which there is the gives off most of its heat, what it about that 4. the exhaust pipe flows out into the open. The axis of rotation of the heat exchanger is perpendicular to the axis of rotation of the gas generator gers, with the scrolls of the compressor turbine and the Power turbines are rotated against each other in such a way that that between the heat exchanger and the gas turbine The horizontal screw of the compressor turbine has a smaller cross section, so that the heat exchanger can be brought as close as possible to the center of the gas turbine and a compact structure is made possible. The scrolls of the compressor and the power turbine are divergent, while the scroll of the compressor turbine is drawn together laterally, which contributes to a particularly short overall length of the system.

Der Wärmeaustauscher wird hier in der Weise durchströmt, dass die verhältnismässig kalte Kompressorluft von der Aussenseite des Wärmeaustauschers her geleitet wird, während die erwärmte Kompressorluft auf der Innenseite strömt. Der Weg der Abgase ist umgekehrt, da die warmen Abgase von der Innenseite durch den Wärmeaustauscher nach aussen strömen, wobei nur die abgekühlten Abgase auf der Aussenseite strömen. Dieser Verlauf ist mit Rücksicht auf den verminderten Bedarf der Isolierung von warmen Teilen vorzuziehen, da die warmen Abgase und die erwärmte Kompressorluft sich auf der Innenseite des Wärmeaustauschers befinden' während die gekühlten Abgase und die verhältnismässig kalte Kompressorluft auf der Aussenseite strömen. Falls aus baulichen oder anderen Gründen erwünscht, kann jedoch dieser Strömungsverlauf umgekehrt sein.The heat exchanger is flowed through here in such a way that the relatively cold compressor air is passed from the outside of the heat exchanger, while the heated compressor air flows on the inside. The path of the exhaust gases is reversed, since the warm exhaust gases flow from the inside through the heat exchanger to the outside, with only the cooled exhaust gases flowing on the outside. This course is preferable in view of the reduced need for insulation of warm parts, since the warm exhaust gases and the heated compressor air are located on the inside of the heat exchanger, while the cooled exhaust gases and the relatively cold compressor air flow on the outside. However, if this is desired for structural or other reasons, this flow course can be reversed.

Die beschriebenen Vorrichtungen tragen zur Beseitigung gewisser, bei Gasturbinen auftretender Nachteile bei? >vie @'köstapielige Konstruktion, schlechter Wirkungs- grad@ngele Bremsmöglichkeit mit dem Motor usw., die bisher dei Entwicklung der Gasturbine entgegenstanden und ihre Anwendung für den Fahrbetrieb im allgemeinen und den Antrieb von Kraftfahrzeugen im besonderen ver- hinderten. The devices described help eliminate certain disadvantages that occur in gas turbines at ? > vie @ 'delicious construction, poor effect grad @ ngele braking option with the engine, etc., the hitherto opposed the development of the gas turbine and their application to driving operations in general and the drive of motor vehicles in particular prevented.

Claims

Patent claims 1. Gas turbine system, consisting of a gas generator and a power turbine, characterized in that the turbine has a guide vane ring which is rotatably mounted and connected to the power turbine by means of a transmission device which, in order to achieve at least two different operating states of the Turbine is adjustable.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the transmission device contains devices which lock the guide vane ring or allow it to rotate in the same direction and / or in the opposite direction in relation to the turbine. 3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission device contains a variable transmission gear. Plant according to claim 3, characterized in that the transmission gear is designed so that it enables two different phases of movement of the guide vane ring in relation to the turbine with counter-rotation or synchronism and that the guide vane ring can be locked. System according to claim 3, characterized draws that the transmission gear is continuous is changeable , so that the guide vane ring both opposite to the turbine direction as well as in the the same & iohtung and stopped in borderline cases can be. 6. Plant make claims 1 and 3, thereby gekennzoiahnet that the transmission gear consists of a Gear transmission consists, for example, of a plane texx gear since fixed or lockable planetary web. System according to claim 6, characterized it shows that the gearbox contains two sun gears, one of which with the wave of the revolving guide rades and the other is connected to the turbine shaft, and that there are at least two planet gears in the planet carrier are firmly mounted, both with each other and with eimm dex sun gears are in mesh. $. System according to claim 7, characterized. the two sun gears then have different diameters Sea haberx and that the one with the larger sun wheel in the $ in; gr.! f send planetary gear is extended so that it is in mesh with the other planetary gear, which is xserroeita x.fi because the smaller sun gear is in mesh. 9 # system according to claims 1 - S "thereby geksanseiohnett that the transmission device a

Contains freewheel, which enables a power transmission from the guide vane ring to the turbine in the opposite direction as well as switching off the power transmission when the guide vane ring is stationary or running in the same direction. 10. Plant according to claim 9, characterized in that the freewheel is mounted between the guide vane ring and an associated sun gear of a planetary gear. 11. Installation according to claim 9 and 10, characterized in that the freewheel is combined with a clutch which enables the freewheel to be blocked and thus a power transmission in both directions. 12. Plant according to claim 11, characterized in that the clutch is a friction and / or hydrodynamic clutch. 13. Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vane ring with. a brake is provided. -14. System according to claim 13, characterized in that the brake is a pressure medium-controlled friction brake .. 15. System according to speeches 13 and 14, characterized in that, in addition to the friction brake, a hgdynainisahe brake is provided, the fixed part of which with a stationary housing part and its pump with the 'iM11a of the guide vane ring and with the rotatable part. the mechanical brake is connected. .1b. Installation according to claim 15, characterized in that the fixed part of the hydrodynamic brake can be released from the stationary housing. 17. Plant according to .Anspruch 8, characterized in that the planetary gear related to the smaller sun gear in engagement two parts Durchmassers.hat different, wherein the larger part communicating with the other PlanetenWCad engages the smaller portion of an external gear or a sun gear with the output shaft is connected. 18. Plant according to claim 17, characterized gekennseibÜnete that in addition to the end connected to the output shaft; an additional stationary with the -long planet gears engaging external gear is provided external gear or sun gear which is coupled by means of a coupling to the shaft of Leitsehaufelkranaes, the case in rotates in the same direction as the turbine. 19. System according to claims 17 and 18, characterized in that the smaller part of the stepped planetary gears is in engagement with both an outer gear and a sun gear, with either the outer gear or the sun gear being able to be coupled to the output shaft by means of clutches, corresponding to forward gear or reverse gear. 20. Plant -according to claim 19, characterized in that the clutches for forward gear and reverse gear can be engaged by spring force and disengaged by pressurized servomotors, in such a way that when the output shaft is at a standstill and the gas generator is idling, both clutches are engaged at the same time, while at the beginning rotation of the exhaust drive shaft and / or actuation of the fuel control only one of the clutches is engaged according to the setting of a shift lever. 21. Plant according to claim 19, characterized in that the clutches can be engaged by servomotors charged with pressure medium and disengaged by spring forces in such a way that when the drive gear is set and the output shaft is at a standstill and the gas generator is idling, both clutches are engaged at the same time to prevent creeping after braking or in To prevent standstill, while on the other hand one of the clutches is disengaged when the fuel control is actuated or when the output shaft is running, so that the set drive gear is switched on. 22. Plant according to claim 21, characterized marked » Iwithout that the gearshift lever is in a normal position is adjustable ! in which both clutches always nodded and around. a, passage of the turbine and the guide vane to prevent cranes. 23 system according to claims 13-16t at which the gas generator consists of a compressor, a Bre rb " sae e r and a compressor turbine, that characterized in that both the mechanical and also the hydrodynamic brake on the compressor inlet are arranged and that das.die brakes enclosing Housing on its other adjoining the compressor inlet wall ad. t 1I ribs is provided. 24. Plant according to claim 23, characterized marked aeloblett that the gearbox housing is designed as an det istg where the sucked in compressor air serves to in üobrrsebsgetriebo and in the hydrodynamic bromine »To cool oil used as a medium. .; Installation according to claim 24, characterized dtrob, $ iitotmgeng that when the hydrodynamic M ,, i b »e Ö1 through the = put into circulation here, where d «Bkauistieg in the pump of the hydrodynamic Hxe me: M i1 run of the oil through the cooler used up tf.

26. Änlage according to claim 23, characterized in that the transmission gear is arranged at the compressor inlet, in the same space as the brakes. 27. Plant according to one of the preceding claims, wherein the gas generator consists of a compressor, a combustion chamber and a compressor turbine, characterized in that the compressor is a radial compressor and has a radial diffuser with a blade ring, which lies between radial and parallel duct walls. 28 .. plant consists of any Proverbs, wherein the gas generator of a compressor, a combustor and a compressor turbine, characterized in that the compressor turbine radial operates with inwardly directed inflow and axially or substantially axially directed outflow, with a fixed integral blade ring in a part in front of the turbine inlet with radial and parallel ducts. walls is attached. -29. Installation according to Claims 27 and 28, characterized in that the diffuser blades of the compressor and / or the guide blades of the compressor turbine are rotatably mounted. 30. Plant according to claim 29, characterized in that the blades are rotatable such that der 3; asgrlAkel . = d is the inlet cross-section of the diffuser eole * ln tad, der_ outlet angle and outlet cross-section the M eltechauteln with increasing speed of the gas generator aggregate smaller and with increased load, i.e. the higher the fuel supply. 31, system according to one of the preceding claims, thereby marked that the gas generator with a rotating Heat exchanger is combined, the turbine exhaust gases flow through the heat exchanger and dissipate heat in it. which are then transferred from the consumer to the gas generator air is absorbed. 32. Plant according to claim 31, characterized marked characterized in that the heat exchanger in countercurrent arbei- fiet ,. d: i.e. 'of the exhaust gases and the air in opposite teb, directions is flowed through . . 33. Appendix according to claims 31 and 32, there- durah-gekerins® shows that the heat exchanger has an has running disc. 34: installation according to claim 33, characterized marked shows that the heat exchanger disc of elnon Druekulttelmotor is driven, whereby the pressure medium is, for example, compressed air or pressure oil. 35. '' System according to claim 34, characterized seiahnett'da * s the shaft of the hydraulic motor is a tooth

pinion which is in engagement with a ring gear fixedly connected to the disc. 36. System according to claims 31-35, characterized in that pressure oil from the pressure oil system of the system is used as the pressure medium, the amount of oil going to the pressure medium motor and thus also the speed of the motor and the rotating heat exchanger disk can be regulated by a throttle device. -37. System according to claim 36, characterized in that the throttle device is designed in such a way that the amount of oil flowing through is increased with increasing speed of the gas generator and decreased with increasing load.