DE1426325A1 - Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

• iasturbinentriebwexk

  Die

  u bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk, im

  wesent4iohen bestehend aus mindestens einem Verdichter, min-

  dentem einer Bremer, mindestens einer Verdichteran-

  tr.ebeturbine und gegebenenfalls mindestens einer Nutzlei-

  atungeturbine,, wobei die Brennkammer oder Brennkammern als

  üncehrbxexmern mit einer Plammkammer und einem Außenge-

  bäune. eungebildet Bind, zwischen denen der Eintritt der aus

  den Verdichter kommenden Luft (Yerdichterluft) erfolgt.

  Die Endung geht-zunächst aus von einem Gasturbinentrieb-

  wex der vorerwähnten Art ohne Wärmeaustauscher und ihr liegt

  die Aufgabe zugrunde, Anordnungen zu treffen und Einrichtun-

  get.worzueohlagen, die geeignet sind, ein solches Gasturbi-

  nentrlebwerk ohne großen baulichen Aufwand und unter .Yeracei-

  ämW so.exiger Montagebedingungen mit einfachen Mitteln

  auf Wärmeatntauaohbetrieb umzurüsten. Durch die Erfindung

  sollen also Voraussetzungen dafür geschaffen werden, ein Gae-

  turbinemtriebrrerk, insbesondere mit kleinerer Leistung, je

  uai sein« speziellen Verwendungsfall ohne Änderung seines.

  f rnnäaufbenen entweder mit oder 'ohne Wärmeaustauscher zu.be-

  treib«a. gum ]Wiapiel ist es aus Gründen einer wesentlichen,

  Hrteatf=ea@panie angebracht, ein in einem Fahrzeug einge-

  bauten Q«tnrbinentrie'twerk mit einem Wärmeaustauscher auazu-

  rdpten, wr&bxm$ bei einer Verwendung des gleichen Triebwer-

  ken fUr.®in l'otetromsggregat, das selten und dann nur kurze

  ?alt lbzitty, den Einbau eines teueren Wärmeaustauschere

  vezidehtet »rdan kann.

  Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Gasturbinentriebwerk der eingangs angeführten Gattung gemäß der Erfindung vorgeschlagen, am Br@nnkammereintritt, und zwar noch vor den in der Flammkammer vorgesehenen Einströmöffnungen für die Sekundärluft ein Absperrelement auswechselbar anzuordnen, daß das unmittelbare Überströmen der Luft vom Verdichter in die Brennkammer während des Betriebes des Triebwerkes mit Wärmeaustausch zwischen den Turbinenabgasen und der Verdichterluft verhindert, die dann durch eine nur für den vorerwähnten Betriebsfall installierte Umgehungsleitung strömt, die vor dem Absperrelement abzweigt, über einen Wärmeaustauscher führt und erst nach dem Absperrelement in den Brennkammereintritt mündet. Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Umgehungsleitung überbrückt also bei ;Zärmeaustauschbetrieb die gesperrte unmittelbare Verbindung zwischen dem Verdichtcraustritt und dem Brennkammereintritt.
• In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, als Absperrelement ein am Brennkammeraußengehäuse lösbar befestigtes Absperrrohr vorzusehen, das einen Abdichtring trägt, innerhalb dem ein am vorderen Ende des Treibgaskanales befestigter Bund angeordnet ist, in dem in radialer Richtung federnde Abdichtringe (Kolbenringe) eingesetzt sind. Durch die Erfindung wird nicht nur ohne großen Aufwand an Mitteln bei Wärmeaustauschbetrieb des Gasturbinentriebwerkes eine Absperrung des direkten Weges zwischen dem Verdichteraustritt und dem Brennkammereintritt erreicht, sondern hierdurch auch eine Grundlage geschaffen für die Installierung einer für sich baulich und mechanisch einfach ausgeführten Zeitung zum Umgehen des in Rede stehenden Absperrelementes

  und, zur.: ägardnung eines Wärmesustauschers, d.h. einer UniZe-

  hungeleitung-ohne störanfällige Umschaltorgane zum Steuern

  der eblüsDe auf Seiten des Verdichters und der Brennkam-

  mer,. die _ spnet erforderlich wären. Dagegen stellt das erßin-

  dungegee Abäperrelement ein mechanisch einfaches Bauteil

  dar, das &.urcb.- das Fehlen beweglicher Schaltglieder und

  _. durch, d.e, seine gegenseitige Verschiebbarkeit zwischen der

  . ..heißerem .Ylemmkammer- und. dem kühleren Brennkammeraußengehäu-

  .,se.zu7.ameende Ausführung absolut betriebssicher arbeitet.

  .Minselheiten. der Erfindung gehen. aus der nachfolgenden

  Zeichlumgebeschreibung hervor.

  In. der. Zeichnung, die ein Gasturbinentriebwerk im Mittel-

  iängaechnitt zeigt, ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

  dung dargestellt.

  "]xs. :G turbinentriebwerk besteht in der Hauptsache aus einem

  Yerda.cxrter,l1, einer Umkehrbrennkammer 12 mit eingr Flamm-

  .: er@;'t.3--und .,einem Außengehäuse 14, einer Verdichterantriebo-

  :.tu'i@ge@ i;5 und ,einer Nutzleistungsturbine 16. Zwischen dem

  Y®rcietggtri,tt 11a und dem Brennkammereintritt 17 ist

  eine die Verdichterluft 18 aufnehmende Kammer 19 mit einem

  ,qe)rb"ts@;;%m!#$4g -großem Volumen (Yorvolumen) vorgesehen. Bei

  =$$,te.,ee -Caa .rbinentriebwerkes ohne Wärmeaustauscher

  :.stxöm.ie;::@rdicb.terluft 18 zwischen der Plammkammer 13 und

  d.wa:.-ehäua@.,1¢. (in diesem Betriebsfall ist noch kein

  .,4,bepp.rent"27,-,da$, später noch näher beschrieben wird,

  Primär- und Sekundärluft (durch Öffnungen 37)

  ;: _i.-.den. Innenraum; der, l'lammkammer 13 ein, in die gleichzeitig

  Brennstoff mittels einer Düse 20 eingespritzt wird. Durch Verbrennung entstehen Treibgase 21, die über den Turbineneintritt 22 zunächst durch-die den Verdichter 11 über eine Welle 26 antreibenden Turbinen 15 strömen und anschließend die von der letzteren mechanisch getrennte Nutzleistungstur-. bine 16 beaufschlagen, die ein nicht gezeichnetes Untersetzungsgetriebe antreibt. Die Abgase 24 gelangen im vorliegenden Betriebsfall durch den Turbinenauslaß ins freie.
• Die Umrüstung des Gasturbinentriebwerkes auf Wärmeaustausch.-betrieb geschieht in baulicher und montagemäßiger Hinsicht in einfacher Weise. Zu diesem Zweck wird zwischen dem Brennkammergehäuse 14 und der Plammkammer 13 im Bereich des Brennkammereintritts 17 ein Absperrelement in form eines Absperr-Rohres 27 eingebaut, das einerseits einen radial gerichteten Planach-27a aufweist, mit dem es am zweiteilig ausgebildeten Brennkammeraußengehäuse 14 zwischen zwei flanschen. 14a und 14b desselben (durch Schrauben) lösbar befestigt ist. Andererseits ist am zylindrischen Teil des Absperr-Rohres 27 ein Abdichtring 27b vorgesehen, innerhalb dem ein in Strömungsrichtung der Treibgase 21 am vorderen Ende des Treibgaskanales 29 befestigter Bund 30 angeordnet ist, in dem in radialer Richtung federnde Abdichtringe 31 (Kolbenringe) eingesetzt sind. -Außer dem Absperrelement 27 wird bei Wärmaaustauschbetrieb des Triebwerkes eine Umgehungsleitung 33 installiert, die über einen Wärmeaustauscher 34 führt, der außerdem von. den die Nutzleistungsturbine 16 verlassenden Abgasen 24a, beautschlagt wird, die ihre Wärme an die Verdichterluft 18a abgibt, die nach Einbau des Absperrelementes 27 gezwungen wird,

  Tiber die Umgehungsleitung 33 zu strömen. Für den AnschluB

  derselben Bind an der Kammer 19 und am BrennkammerauBenge-

  hä'ae 14 entsprechende .Anschlüsse 35 und 36 vorgesehen.

Claims (2)

1. PatentansprUche 1.'@`rasturbinentriebwerk, im wesentlichen bestehend aus mindestens einem Verdichter, mindestens einer Brennkammer, mindestens einer Verdichterantriebsturbine und gegebenenfalls mindestens einer Nutzleistungsturbine, wobei die Brennkammer oder Brennkammern als Umkehrbrennkammern mit einer Plammkammer und einem Außengehäuse ausgebildet sind, zwischen denen der Eintritt der aus dem Verdichter kommenden Luft (Verdichte-rluft) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß am Brennkammereintritt (17), und zwar noch vor den in der Flammkammer (13) vorgesehenen Einströmöffnungen (37) für die Sekundärluft ein Absperrelement (27) auswechselbar angeordnet ist, das das unmittelbare Überströmen der Luft (18) vom Verdichter (11,11a) in die Brennkammer (12) während des Betriebes des Triebwerkes mit Wärmeaustausch zwischen den Turbinenabgasen (24a)-und der Verdichterluft (18a) verhindert, die dann durch eine nur für den vorerwähnten Betriebsfall installierte Umgehungsleitung (33) strömt, die vor dem Absperrelement (27) abzweigt, über einen Wärmeaustauscher (34) führt und erst nach dem Absperrelement (27) in den Brennkammereintritt (17) mündet. .
2. 2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement (27) einerseits lösbar am Brennkammeraußengehäuse (14) befestigt ist und andererseits eine Abdichtung trägt oder mit einer am Außenumfang der Flammkammer (13) oder am Außenumfang des an diese anschließenden und zum Turbineneinlauf (22) führenden Treibgaskanales (29) angeordneten Abdichtung (30,31) zusammenarbeitet. .. 3. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Isbsperrelement (27) als ein rohrför- miger Bauteil (Absperr-Rohr) ausgebildet ist, an dem ein ,.@lbdiät..(2`1b) vorgesehen ist, innerhalb dem ein am . . voe8f ;, ide, J.es Treibgaskanales (29) befestigter Bigud . (ß,):geQ.rdnet ist, in dem in radialer Richtung federnde Abdichtrinee (31) einbesetzt sind. . Q.. Gaeturbent,xiebwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- . daß der Bund (30) und der Abdichtring (27b) ., ,den,zw@echen der Flammkammer und dem Treibgaskanal (29) vorges,ehe2,en Wk.rmeausdehnungsspalt (32) überdecken. 5. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch l und 2, dadurch ge- ketzeichnet, daB das Absperr-Rohr (27) zu seiner I#efe- atteiaeam Bre nkammerauB eng ehäus e (14) einen radial ge- i.ch;etee,`lasca, (27a) aufweist, der zwischen zwei am :. geteilt. ausgeführten BrennkainmerauBen;ehäuse (14) vorge- .., .. sehenen.Y'lauschen (14a und 14b) gehalten und mit diesen .. löabar.. verbunden ist. 6... Gastb3.nentr.ebw,erk nach einem oder mehreren der. vorher- gehendeeSpräche, wobei nach dem Verdichter und vor dem, Brennkammereiutritt eine die Verdichterluft aufnehmende Kammer mit einem verhältnismäßig großen Volumen (Vorvolu- .. :_:,v@`rgesehen. ist, die, von Gehäuseteilen. des Triebwer- ken .f,;e')iidet,_ wird,, dadurch gekennzeichnet, daB,, an der vor- (,19),,-und am Brennkammeraußengehäuse (14)t, . : ;. :. aeheu dem. Absperrelement. (27) und dem Kopf .. . des`:'er,ergehäus es .(14)". J e ein Ans chltß (35 . bzx . 3 6 ) _ ., :r dle, U@ggehungaleitung1. (33), angebracht ist.