DE1426265B2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, 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
- F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
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Description
Wirkungsgrad innerhalb eines weiten Drehzahlbereichs, so daß sich das mechanische Zusatzgetriebe erübrigt oder zumindest stark vereinfachen läßt.Efficiency within a wide speed range, so that the mechanical additional gear superfluous or at least greatly simplified.
Zum weiteren Verständnis der Erfindung dient die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit den Figuren.The following description of an exemplary embodiment in FIG Connection with the figures.
F i g. 1 ist ein schematischer Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Gasturbinenanlage, bei dem nurF i g. 1 is a schematic longitudinal section of a Gas turbine plant according to the invention, in which only
F i g. 2 zeigt die Geschwindigkeitsdiagramme für den Austritt des Leitrades entsprechend verschiedenen Betriebszuständen;F i g. 2 shows the speed diagrams for the outlet of the stator according to various Operating states;
Fig. 3 stellt eine dazugehörige Verlustkurve dar.Fig. 3 shows an associated loss curve.
Die in Fig. 1 dargestellte Gasturbinenanlage besitzt einen Verdichter K, eine Brennkammer BK und eine Verdichterturbine KT, welche zusammen den Gaserzeuger der Anlage bilden. Das die Turbine KT The gas turbine system shown in Fig. 1 has a compressor K, a combustion chamber BK and a compressor turbine KT, which together form the gas generator of the system. That the turbine KT
dichter, Verdichterturbine und gegebenenfalls Nutz- io momentübersetzung zu erhalten. Die einstellbaren
leistungsturbine oder Teile derselben durch Differen- drei Betriebszustände ergeben zudem einen hohen
tialgetriebe, Freilaufkupplungen u. dgl. miteinander
in Verbindung stehen bzw. zu bringen sind. Insbesondere ist bereits eine Gasturbinenanlage bekanntgeworden,
die außer einer Verdichterturbine eine 15
Nutzleistungsturbine mit gegenläufig drehbaren Leiturid
Laufschaufelkränzen besitzt, die miteinander
über ein Additionsgetriebe verbunden sind, von dem
die Nutzleistung abgeleitet wird. Vorzugsweise besteht dieses Additionsgetriebe in einem Planeten- 20 die oberhalb der Mittelachse liegende Hälfte dargetriebe,
dessen Sonnenrad bzw. Außenzahnkranz gestellt ist; mit den beiden Schaufelkränzen und dessen die Planetenräder
tragender Steg mit der Abtriebswelle verbunden ist. Der eine oder der andere der beiden
Schaufelkränze kann dabei gebremst werden. Diese 25
und weitere der bekannten Anlagen erlauben es, die
Drehrichtung der Abtriebswelle zu verändern und/
oder das Anfahrdrehmoment bzw. den Anfahrwirkungsgrad der Turbine zu erhöhen.denser, compressor turbine and possibly useful torque transmission. The adjustable power turbine or parts thereof by means of different three operating states also result in a high tial gear, overrunning clutches and the like with one another
are connected or are to be brought. In particular, a gas turbine system has already become known which, in addition to a compressor turbine, has a 15
Power turbine with counter-rotating Leiturid rotor blade rings, which with each other
are connected via an addition gear, of which
the useful power is derived. This addition gear preferably consists of a planetary gear which is located above the central axis and whose sun gear or external gear rim is provided; is connected to the two blade rings and whose web carrying the planetary gears is connected to the output shaft. One or the other of the two
Bucket rings can be braked. This 25
and more of the known systems allow the
To change the direction of rotation of the output shaft and /
or to increase the starting torque or the starting efficiency of the turbine.
Aufgabe der Erfindung ist es hingegen, über einen 30 verlassende Gas tritt in eine Nutzleistungsturbine mit weiten Drehzahlbereich einen wirtschaftlichen Be- einem drehbaren Leitrad D und einem Laufrad T ein. trieb der Anlage und ein hohes Drehmoment dadurch Das Leitrad D wird von einer Hohlwelle 1 getragen, zu erzielen, daß vor allem die Anströmverhältnisse und das Laufrad T ist auf einer Welle 2 angeordnet, des Laufrades der Nutzleistungsturbine bei praktisch die durch die Hohlwelle 1 geführt ist. Bei dem darallen vorkommenden Drehzahlen desselben günstig 35 gestellten Ausführungsbeispiel ist die Anlage mit gestaltet werden, d. h., daß der Anströmwinkel in Anzapfschlitzen SP zum Abblasen von Luft und Gas relativ engen Grenzen konstant gehalten wird.The object of the invention, on the other hand, is to use a gas that leaves a power turbine with a wide speed range to enter an economical turbine with a rotatable stator D and an impeller T. drove the system and a high torque thereby The stator D is carried by a hollow shaft 1 to achieve that above all the flow conditions and the impeller T is arranged on a shaft 2, the impeller of the power turbine is practically guided through the hollow shaft 1 . In the case of the rotational speeds occurring in the same advantageous embodiment, the system is also designed, that is to say that the angle of incidence in the tapping slots SP for blowing off air and gas is kept constant at relatively narrow limits.
Es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck den
Schaufelwinkel eines ruhenden Leitrades verstellbar
zu machen, doch erfordern solche Turbinen immer 40
noch das übliche verhältnismäßig aufwendige mechanische Zusatzgetriebe, um unter tragbarem Wirkungsgrad
einen verhältnismäßig weiten Drehzahlbereich
an der Abtriebswelle erreichen zu können — von
der Umschaltmöglichkeit für Vorwärts- und Rück- 45 eines Zahnradgetriebes, das weiter zwei Zahnwärtsfahrt
ganz abgesehen. kränze 5 und 6, ein Zwischenrad 7 und ein Zahnrad-It is already known for this purpose
Adjustable blade angle of a stationary stator
to make, but such turbines always require 40
nor the usual, relatively complex mechanical additional gear to achieve a relatively wide speed range with affordable efficiency
to be able to reach at the output shaft - from
the possibility of switching for forward and reverse 45 of a gear drive, quite apart from the further two tooth backward travel. wreaths 5 and 6, an intermediate gear 7 and a gear
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß in- paar 8 besitzt, die auf einem gemeinsamen, festdessen dadurch gelöst, daß insgesamt drei Betriebs- stehenden Steg gelagert sind. Das Zahnradpaar 8 zustände zur Auswahl stehen, bei deren jedem gün- besteht aus zwei fest miteinander verbundenen Zahnstigste Anströmverhältnisse des Turbinenlaufrades 50 rädern 8« und 8b mit unterschiedlichem Durchmesvorliegen. Die erfindungsgemäße Gasturbinenanlage ser, wobei das Zahnrad 8a mit dem größeren Durchist dadurch gekennzeichnet, daß mit der Übertra- messer sowohl mit dem zweiten Ritzel 4 als auch gungseinrichtung bzw. mit dem Leitrad der Nutz- mit dem Zwischenrad 7 kämmt. Das Zwischenrad 7 leistungsturbine ein Freilauf, eine Bremse und eine steht weiterhin mit dem ersten Ritzel 3 im Eingriff Kupplung verbunden sind, welche drei Elemente in 55 und besitzt zu diesem Zweck eine größere Breite. Abhängigkeit von der Drehzahl der mit dem Laufrad Das Zahnrad 8 b kleineren Durchmessers des Zahnder Nutzleistungsturbine starr gekoppelten Abtriebs- radpaares 8 kämmt mit dem Zahnkranz 6, der auf welle so steuerbar sind, daß drei Betriebszuslände der Abtriebswelle 9 der Anlage angeordnet ist. erreicht werden, bei deren erstem entsprechend dem Die Hohlwelle 1 des Leitrades D trägt ferner eineAccording to the invention, the problem posed is achieved in pairs of 8, which are achieved on a common, fixed bridge in that a total of three operationally stationary webs are supported. The gear pair 8 states are available for selection, each of which consists of two permanently connected toothed flow conditions of the turbine runner 50, wheels 8 ″ and 8b with different diameters. The gas turbine system according to the invention, wherein the gear wheel 8a with the larger diameter is characterized in that the utility wheel meshes with the intermediate wheel 7 with the transmission both with the second pinion 4 and the transmission device or with the stator. The intermediate gear 7 power turbine has a freewheel, a brake and a clutch is still connected to the first pinion 3 in engagement, which three elements in 55 and has a greater width for this purpose. Depending on the speed of the gear wheel 8 b smaller diameter of the Zahnder power turbine rigidly coupled output wheel pair 8 meshes with the ring gear 6, which are controllable on the shaft so that three operating states of the output shaft 9 of the system is arranged. can be achieved at the first corresponding to the hollow shaft 1 of the stator D also carries a
niedrigsten Drehzahlbereich der Abtriebswelle das 60 Bremstrommel 10, die mit einem Bremsband B in Leitrad sich gegenläufig zu dem Laufrad dreht, bei der Weise zusammenwirkt, daß durch sie die Hohlderem zweitem entsprechend einem mittleren Dreh- welle 1 festgehalten werden kann. Ferner ist die zahlbereich der Abtriebswelle das Leitrad stillgesetzt Bremstrommel 10 mit einer Reibungskupplung L ist und bei deren drittem entsprechend dem höchsten verbunden, mittels derer die Bremstrommel 10 und Drehzahlbereich der Abtriebswelle das Leitrad von 65 damit die Hohlwelle 1 mit dem mit dem breiten dem Laufrad mit gegenüber diesem verminderter Zwischenrad 7 kämmenden Zahnkranz 5 verbunden Geschwindigkeit gleichsinnig mitgeführt wird. werden kann.The lowest speed range of the output shaft is the brake drum 10, which rotates in the opposite direction to the running wheel with a brake band B in the idler wheel, cooperates in such a way that the hollow of the second corresponding to a central rotating shaft 1 can be held by it. Furthermore, the number range of the output shaft, the idler is stopped, the brake drum 10 is connected to a friction clutch L and its third is connected to the highest, by means of which the brake drum 10 and the speed range of the output shaft, the idler of 65 so that the hollow shaft 1 with the wide one with the impeller compared to this reduced intermediate gear 7 meshing ring gear 5 connected speed is carried along in the same direction. can be.
Zwar verschlechtern sich infolge der Umfangs- Die beschriebene Anordnung findet besondersAlthough deteriorate as a result of the circumferential The arrangement described takes place particularly
ausgerüstet, die unter bestimmten Betriebsbedingungen dazu Verwendung finden, ein »Pumpen« des Verdichters zu vermeiden.equipped, which are used under certain operating conditions to "pump" the To avoid the compressor.
Die Hohlwelle 1 des Leitrades ist über einen Freilauf F mit einem ersten Ritzel 3 und die Welle 2 des Laufrades ist unmittelbar mit einem zweiten Ritzel 4 verbunden, das einen kleineren Durchmesser besitzt als das erste Ritzel 3. Die beiden Ritzel bilden TeileThe hollow shaft 1 of the stator is connected via a freewheel F to a first pinion 3 and the shaft 2 of the impeller is directly connected to a second pinion 4, which has a smaller diameter than the first pinion 3. The two pinions form parts
Claims (7)
grad in gleicher Weise wiederum mit wachsender F i g. 3 gibt eine Verlustkurve für eine Turbinen-Geschwindigkeit ansteigt. beschaufelung entsprechend F i g. 2 an. fmux bezeich-advantageous for driving motor vehicles. The way in which they work is described below as diffuser D the maximum efficiency is achieved. In Fig. 2, under the letters A, B, C are the three different operating states, which are disengaged as the running wheel increases, the brake B and the clutch L disengage 5 speed setting and the idler D and the running wheel Γ rotate given. The speed diagrams correspond in opposite directions, whereby the opposite rotation of the stator and torques of the two shafts 1 and 2 are transmitted to the output shaft 9 via the stationary stator in Figs. 2A and 2B, gear pair 8, while Fig. 2C applies that operating state . Due to the fact that the gears are io, in which the stator is driven in the same direction by the impeller in different diameters with Ha and Sb. If at the same time there is a reduction in the speed, the two wheels turn in accordance with FIG. 2A. During the acceleration in the opposite direction of rotation with a circumference of this operating state, the efficiency grows at a speed that is half as great as the above-increasing speed until a circumferential speed U T * mentioned is reached. How maximum. With a further increase in the speed, the relative speed W r of the gas, on the other hand, begins to decrease. when entering the impeller, perpendicular to the movement, if the maximum efficiency under the direction of movement of the turbine blades. If the speed corresponding to the opposite rotation is B, the stator D is stationary and the impeller T rotates speed is exceeded, the stator D moves through 20 at the peripheral speed U T *. The brake B also intervenes in I η in a braked manner. From now on, the relative speed W T is the power turbine working as a simple one perpendicular to the direction of movement of the blades, wheeled turbine, with the efficiency initially.In the third case, C, the peripheral speed increases again with increasing speed, the impeller T is equal to 2 U T *, while the circumference sum then exceeds a maximum value. Now the speed of the stator D is equal to U 1 - * . In spite of this, the brake B is released and the clutch L is brought into engagement with the high circumferential speed of the impeller, so that the stator D through the gas hits the turbine blades at a right angle due to the impeller T in the same direction as the latter Hg to their direction of movement that is driven. Thus, another operational fact is that the stator reaches the same direction in which the operating device rotates as the impeller of the turbine.
degree in the same way again with increasing F i g. 3 gives a loss curve for a turbine speed increasing. Blading according to FIG. 2 at. f mux denotes
beispielsweise ein an sich bekanntes hydraulisches 40 Aus einem Vergleich der F i g. 2 und 3 geht her-Steuersystem. vor, daß der Verlust seinen geringsten Wert unterFrom the above it can be seen that three different operating states occur, the maximum permissible flow loss and / 0 different operating states, which allow the minimum flow loss of the blading to select the operating state that 35 In the example shown, the loss at the momentary load and Velocity- its lowest value at an entry angle / J 0 brings the highest efficiency with it. For about 90 °, while the loss exceeds the setting of the various operating states of the permissible values at entry angles of less system, automatic means can be provided, as P 1 or more than / ?,
For example, a hydraulic system known per se. From a comparison of FIGS. 2 and 3 goes forward control system. before that the loss is below its lowest value
sehen, so kann sie auch als zusätzliche Fahrzeugbremse Verwendung finden, wenn sich die Anlage in Patentansprüche:
dem dritten Betriebszustand befindet, d. h. wenn die
Kupplung L im Eingriff steht. 1. Gasturbinenanlage mit einem Gaserzeuger,Is such a hydrodynamic brake available?
see, it can also be used as an additional vehicle brake if the system is in claims:
the third operating state, ie when the
Clutch L is engaged. 1. Gas turbine plant with a gas generator,
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK0046160 | 1962-03-12 |
Publications (2)
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DE1426265A1 DE1426265A1 (en) | 1968-12-19 |
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Family
ID=7224102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19621426265 Pending DE1426265A1 (en) | 1962-03-12 | 1962-03-12 | Gas turbine plant |
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NL (1) | NL139032B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005021446B3 (en) * | 2005-05-04 | 2006-06-29 | Technische Universität Dresden | Gas turbine, has guide vane grid rotatably supported around rotational axis of gas turbine, and brake provided for reducing number of revolutions of guide vane grid lesser than ten revolution per minute and engaging at grid |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0148590B1 (en) * | 1984-01-07 | 1989-04-12 | ROLLS-ROYCE plc | Improvements in or relating to gas turbine power plant |
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1962
- 1962-03-12 DE DE19621426265 patent/DE1426265A1/en active Pending
-
1964
- 1964-08-26 NL NL6409892A patent/NL139032B/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005021446B3 (en) * | 2005-05-04 | 2006-06-29 | Technische Universität Dresden | Gas turbine, has guide vane grid rotatably supported around rotational axis of gas turbine, and brake provided for reducing number of revolutions of guide vane grid lesser than ten revolution per minute and engaging at grid |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1426265A1 (en) | 1968-12-19 |
NL139032B (en) | 1973-06-15 |
NL6409892A (en) | 1965-05-03 |
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