DE1426382A1 - Gasturbine - Google Patents

Description

Unterlagen für die Offenlegung~^e«hrif±

PATENTANWÄLTE

<.ing. H. NEGENDANK · dipl-ing. H. HAUCK · dipl-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN . . λλλαλ

ι 426382

ZUSTELLUNGSANSCHRIFT; HAMBITHO 36 ■ N KUER WALL 41

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_^_^^^^^^^^_^ MÜNCHEN IO · MOZARTSTH. 23

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v/illiams Research. Corporation tiuor. nbgkdapatent München

Hamburg, go. Mai 1968 Gasturbine

Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinen, insbesondere auf vielstufige Turbinen der Art, die .mit einem Zentrifugallcompressor und einem am vorderen Ende der Einheit angeordneten Getriebe versehen sind.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Gasturbine, bei welcher der Maschinenicopf mit dem Kompressor, dem Brenner und dem Turbinenrad der ersten Stufe in neuartiger Weise gelagert ist, welche die Aufrechterhaltung der Fluchtlage erleichtert und eine grössere AnpassuijB-fähigkeit beim Entwurf der Form der Abgaoführungsleitungen gestattet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Gasturbine dieser Art, bei welcher Mittel Yorgesehen sind, um die Drehzahl der ersten Turbinenstufe in Abhängigkeit von den Belactungsschwankungen in der zweiten otto3?^:der Kraftstufe zu steuern und somit eine übermässige Drehzahl in der ersten Stufe zu verhindern.

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Ausserdera richtet sich die Erfindung auf die Schaffung einer Gasturbine dieser Art, "bei welcher die Yerwendung Ton Bntcklagerri auf der ¥elle der zweiten Stufe in Fortfall kommt, indem neuartige Mittel zum Aufrechterhalten der Axiallage dieser ¥elle eingebaut und somit bauliche Schwierigkeiten umgangen werden, welche bei der Verwendung von Drucklagern für die mit relativ hohen Drehzahlen arbeitende ¥elle der zweiten Stufe auftreten würden, und bei welcher-ein Auseinanderbau dadurch erleichtert wird, dass eine in einem Stück gebildete Untergruppe vorhanden ist, die die Düsenschaufeln der zweiten Stufe sowie die Abdeckungen der !Turbine der ersten und zweiten Stufe umfasst und zusammen mit dem Brenner durch einen einzigen Satz von Bolzen an dem äusseren Turbinengehäuse befestigt ist.

Ferner erstrebt die Erfindung die Schaffung einer Gasturbine dieser Art, die eine neuartige veränderliche Einlassschaufelausbildung in Verbindung mit dem Zentrifugalkompressor aufweist.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen

aus der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen _o

hervor. Es zeigen: cd

PIg. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer Gasturbine in einer allgemein senkrechten Ebene,¹ wobei jedoch gewisse Abschnitte zum Zwecke der Erläuterung aus dieser Ebene herausgerückt und die Untergruppe des veränderlichen Schaufeleinlasses ausgelassen worden ist,

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P-ig·.. 2 einen vergrösserten Teilschnitt eines der Bolzen zur Befestigung des Maschinenkopfes an dem Getriebegehäuse sowie seine zugeordneten Teile,

Fig«. 3 eine Vorderansicht des Kompressoreinlasses im Schnitt zur Darstellung der -veränderlichen Schaufelausbildung nach der Linie 3-3 der Fig. 4, wobei bestimmte Teile im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch den Kompressor nach der Linie 4-4 der Fig. 3 mit fortgelassenen Teilen und

Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3, sowie eine Darstellung von Mitteln zum Festkleben des Einstellringes.

Die dargestellte Ausführungsform der Erfindung umfasst eine vielstufige Gasturbine vom nichtumschalfbaren Typ mit einem Zentrifugalkompressor und einer ringförmigen Brennkammer oder einem Brenner. Das Turbinenrad der ersten Stufe weist eine Welle auf, die sich durch den Brenner zum Kompressor erstreckt. Die Abdeckung für die Turbinenräderder ersten

und zweiten Stufe sind einstückig an der Düsenanordnung co

der zweiten Stufe befestigt, und diese einstückige Einheit ° ist zusammen mit dem Brenner an dem äusseren HascMnenkopf- _o

gehäuse befestigt, und zwar durch einen einzigen Satz σ>

auf dem Umfang verteilter Bolzen. ^m

Vor dem Maschinenkopfgehäuse ist ein Getriebekasten angeordnet, und das Maschinenkopfgehäuse ist nach Art eines Auslegers an diesem befestigt, und zwar durch mehrere auf dem Umfang verteilter Bolzen, die sich axial durch den AbgasSammler hor.'itrccVfrn. ■.:/,} können vorhilitninaiannii· voni.^fr LoI«on

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benutzt werden. Diese Bolzen sind von beträchtlicher Grosse und weisen einen Wärmeschutz sowie auch ein Isoliermaterial auf. In dem Abgassammler sind Rohre gebildet, durch welche sich die Bolzen hindurcherstrecken, und die ringförmigen Bäume zwischen den Rohren und Bolzen sind zur Atmosphäre geöffnet und bilden somit eine weitere Isolierung.

An dem vorderen Ende des Getriebegehäuses ist koaxial mit der Turbine eine Abtriebswelle drehbar gelagert und wird durch Drucklager gestützt. Die Turbinenwelle der zweiten Stufe wird nicht durch Drucklager gestützt, sondern ist durch eine Zwischenwelle, die mit Bezug auf die Abtriebs- und Turbinen— wellen prallel versetzt ist, mit der Abtriebswelle verbunden, wobei auf den Wellen schrägverzahnte Zahnräder angeordnet sind, um die Terbindung herzustellen, so dass die Antriebswelle effektiv die Turbinenwelle der zweiten Stufe gegenüber einer Axialbewegung verstellt.

Eine mit dem Turbinenrad der ersten Stufe verbundene Hohlwelle erstreckt sich durch die ¥elle der zweiten Stufe hindurch und nimmt dazugehörige Antriebsritzel in Schrägverzahnungsanordnung auf. Sin Zahnrad, welches auf der mittleren Welle angeordnet ist und mit ihr durch eine ixeilaufkupplung verbunden ist, kämmt mit den dazugehörigen Wellenritzelii. Die Anordnung ist derart,, dass bei normalen Belastungen und Drehzahlen die Drehzahl der Zwischenwelle relativ zur Welle der ersten Stufe nicht ausreicht, um die Überholkupplung zu veranlassen, dieses Zahnrad anzutreiben, welches als Reglerrückkopplungszahnrad bezeichnet werden kann. Sollte jedoch ·

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die belastung, die auf die Abtriebswelle wirksam ist, in genügendem Masse vermindert werden, dann veranlasst die erhöhte Drehzahl der mittleren Welle das Reglerrückkopplungszahnrad, die Welle der ersten Stufe anzutreiben.

Die Welle der ersten Stufe ist durch ein Getriebe mit einem bekannten Brennstoffregler verbunden, so dass die der Welle der ersten Stufe infolge der Drehzahlerhöhung der Zwischenwelle erteilte erhöhte Drehzahl eine Verminderung der Brennstoffzufuhr verursacht. Auf diese Weise reagiert der Regler schneller auf Belastungswechsel, welche auf die erste Drehzahlstufe einwirken könnten, als es der Fall sein würde, wenn die Anordnung der Überho!kupplung und des Rückkopplungszahnrades nicht vorhanden wäre.

Für den Zentrifugalkompressor ist eine Schaufelunterbaugruppe mit veränderlichem Einlass vorgesehen. Diese Unterbaugruppe umfasst eine feststehende Nabe mit äusserer Hülle, zwischen denen sich eine Anzahl, stuf dem Umfang verteilter Schaufeln erstreckt. Diese Schaufeln sind auf radialen Achsen drehbar und werden durch einen auf dem Umfang einstellbaren Ring gesteuert, der auf der Hülle angeordnet und durch Gestänge und Kurbelarine mit den Schaufeldrahstangen verbunden ist.

In Fig. 1 umfasst die Gasturbine 11 einen Einlasschaufelsatz 12 (in Fig. 1 nicht sichtbar, jedoch in Fig. 4), eine Maschinenkopfun1a?gruppe 15 sowie eine Getriebekastenuntergruppe 14. Der Maschinenkopf 15 umfasst einen Zentrifugal-

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kompressor 15* eine ringförmige Brennkammer oder einen Brenner 16, ein Turbinenrad 17 der ersten Stufe, sowie eine aus der Böse für die zweite Stufe und der Turbinenradabdecloxng bestellende Untergruppe 18. Diese Teile werden alle durch ein Kasehinenkopfgehäuse 19 gelagert.

Das Gehäuse l3 umfasst eine Kompressorverteilerabdeckung 21 an seinem hinteren Ende, die sich von dem Kompressor 15 radial nach, aussen erstreckt und Kühlrippen 22 aufweist. Auf der Torderseite der Abdeckung 21 ist ein Kompressorverteiler und eine Haltung 23 befestigt, die einen Verteilerkanal 24 bildet, welcher sich radial nach aussen und dann axial erstreckt, wie es im oberen Teil der Pig. 1 gezeigt ist". Die Halterung 23 nimmt auch ein lager 25 für eine ¥elle 26 auf, die sich von dem Turbinenrad 17 zum Kompressor 15 erstreckt, sowie eine Öldichtung 27 mit einem Dichtungshalter 2<J. Auf dem Dichtimgshalter 28 ist ein Wärmeschutz 29 angeordnet, der sich zwischen dem Brenner 16 und der Haltung 23 nach aussen erstreckt.

An dem vorderen Ende der Haltung 23 ist ein kuppelartiger Blechgehäuseabschnitt 3o befestigt, der eine den Brenner 16 umgebende Druckluftkammer 31 bildet. lter Brenner besitzt "^iifteinlasskanäle 32 und wird an seinem inneren Abschnitt durch Düsen 33 in der Welle 26 mit Brennstoff versorgt„ wobei die Düsen den Brennstoff von einem axialen Kanal 34 in der Kompressorwelle erhalten.

Der Brenner 16 ist im allgemeinen wulstartig mit einem fcuslassabschnitt 35 ausgebildet, welcher sich nach innen ·

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und dann axial vom Aussenabschnitt forterstreclvt. In dem Brenner sind zusätzliche Lufteinlasskanäle 36 vorgesehen, ■ welche sich durch die Auslassabschnitte 35 hindurcherstrecken.

An dem vorderen Ende des Brenners 16 ist ein Düsenring 37 der ersten Stufe durch eine ringförmige, biegsame Membran und eine äussere Reihe von Bolzen 39 befestigt, sowie durch eine innere Reihe von Bolzen 41, die sich durch einen auf dem Düsenring 37 gebildeten, nach innen gerichteten Plansch

42 hindurcherstreeken. Der Ausgangsabschnitt des Brenners ist zu diesem Zweck verdickt.

Die aus der Düse für die zweite Stufe und der Turbinenradabdeckung bestehende Untergruppe 18 umfasst einen Düsenring

43 für die zweite Stufe, einen Reibungsring 44» welcher den Düsenring 43 umgibt, eine Abdeckung 45 für die erste Turbinenstufe sowie eine Turbinenabdeckung 46 für die zweite Stufe. Diese Elemente sind zur Bildung einer einstückigen Einheit aneinander befestigt, und die Abdeckung 45 besitzt einen Flansch 47t welcher zwischen einem Plansch 48 auf dem Gehäuseabschnitt 19 und einem Plansch 49 auf den Brenner 16 angeordnet ist. Die Planschen 47, 4ö und 49 sind durch eine einzige;..Reihe auf dem Umfang verteilter Bolzen 51 aneinander befestigt. An dem inneren Abschnitt des Düsenringes 43 ist ein Zwischenstufenlagerstern 52 befestigt, und das Gehäuse besitzt einen' zylindrischen Abschnitt 53, der sich von dem Plansch 48 innerhalb der Bolzen 51 nach vorn erstreckt. Der Gehäuseabschnitt 53 besitzt einen relativ schweren, nach

• aussen verlaufenden Plansch j4, der benutzt wird, um dieilaGchineiii;opfuntorgruppc Xj an der Getric:bel:astcnuntcr- _™,,«,_β 609809/0065 ' bad

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gruppe 14 zu befestigen.

An dem -vorderen Ende des Gehauseabschnifctes 53 ist ausserdeai ein verhältnismässig leichter nach innen und naeh hinten gerichteter Plansch 55 gebildet, weiche!» eine Abgaskanaluntergruppe 56 lagert. Diese Untergruppe ist von solcher Gestalt, dass sie die das Turbinenrad 57 der zweiten Stufe verlassenden Grase auf einen ¥eg führen, welcher sich in einer Bogenform von einer- asialen in eine radiale Richtung zwischen der Haschinenkopfuntergruppe 13 und der Getriebekastenuntergruppe 14 bewegt. Die Abgaskanaluntergruppe 56 ist mit einem Abschnitt, der den Gehäuseabsehnitt 53 teilweise umgibt, gezeigt, und der einen tangentialen •Auslass 5vi aufweist. Dioser Auslass ist in Fig. 1 dargestellt, obwohl er nicht unbedingt in einer senkrechten Ebene liegen "muss. Innerhalb des zuerst nach aussen gebogenen Abschnittes der Abgaskanaluntergruppe 56 sind mehrere ineinander gelegte leitradschaufeln 59 befestigt, welche durch an dem Auslasskanal befestigte Abstandsbolzen 6o an ihrem Platz gehalten werden können. Aus der Beschreibung geht hervor, dass die Gestalt der Abgaskanaluntergruppe 56 erheblich verändert werden kann, um sie den jeweiligen Platzbedürfnissen anzugleichen, die infolge der neuartigen Befestigungsanordnung zwischen der MaschinenkopfUntergruppe 15 und der Getriebekastenuntergruppe 14 gegeben sind.

Die Getriebekastemintergruppe 14 umfasst ein Gehäuse 61 mit einer nach hinten gerichteten Terlängerung 62 innerhalb ' des Einganges der Abgaskanaluntergruppe 56, wobei zwischen

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dem Abgaskanal 56 und der Gehäuseverlängerung 62 ein Värmeachutz 65 angeordnet ist. Zwischen dem inneren Abschnitt der Abgaskanaluntergruppe 56 und dem rückwärtigen Ende der Gehäuseverlängerung 62 ist eine Gleitverbindung 64 vorgesehen.

Innerhalb der Verlängerung 62 ist ein Lagerstern 65 angeordnet, welcher Radiallager 66 aufnimmt, die eine Rotorwelle 67 für die zweite Stufe drehbar aufnehmen, die sich von dein Turbinenrad 57 der zweiten Stufe nach vorn erstreckt. Yon dem Turbinenrad 17 der ersten Stufe erstreckt sich innerhalb der Welle 67 eine Welle 66 nach vorn, und an der ¥elle 68 ist eine Hohlwelle 69 mittels Keilnuten befestigt, die sich von der Helle 67 nach aussen erstreckt. Auf der Welle 67 sind zwei pfeilverzahnte Ritzel 71 verkeilt.

In dem Gehäuse 61 ist eine Zwischenwelle 72 drehbar und mit parallelem Abstand zur mittleren Turbinenachse angeordnet. Auf der Welle 72 sind zwei pfeilverzahnte Zahnräder 73 verkeilt und kämmen mit den Ritzeln 71. Bin Abtriebswellenträger 74 in Form einer Gehäuseabdeckung ist an dem Gehäuse 61 befestigt und liegt mit einem nach hinten verlaufenden lagerstern 75 innerhalb des Gehäuses. Der Lagerstern 75 nimmt die kombinierten Druck- und Radiallager 76 auf, und von diesen Lagern wird eine Abtriebswelle 77 drehbar aufgenommen. Die Welle 77 besitzt zwei Zahnräder 73, die innerhalb des Gehäuses 61 als pfeilverzahnte Zahnräder angeordnet sind, und zwei Zahnräder 79, die auf der Zwisehenwelle 72 verkeilt sind, kämmen mit den Zahnrädern 78. Der Kraftzug führt somit von den Ritzeln 71 über die Zahnräder 73t die Welle 72, die Zahn-

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räder 79 und dio Zahnräder 73 2Hir Abtriebswelle 77.

Innerhalb der Abtriebswelle 77 ist eine Zubehörteile Sl für die erste Stufe drehbar gelagert und an des -vorderen Ende der Hohlwelle 69 keilverzahnt. Auf der Vielle 81 sind in der Höhe der Keilnuten 82 zwei Antriebsritael 83 und für die erste Stufe -verkeilt. Bas Ritzel S3 treibt eine ölpumpe und ein Brennstoffreglerleeriaufzahnrad- -05, das drehbar innerhalb des Gehäuses 61 auf derselben Welleangeordnet ist wie ein Ritzel 86. Das letztgenannte Ritzel' treibt ein Zahnrad 87 auf einer ¥elle 88 an, die drehbar innerhalb einer nach unten ragenden "Verlängerung 89 des Gehäuses 61 angeordnet ist, wobei diese Verlängerung ein Ölablassknie 91 aufweist. Die ¥elle 88 ist mit einer Sehiaierölpumpe 92 verbunden, auf deren Gehäuse ein Zentrifugal-Brennstoffsteuerregier 93 angeordnet ist. Dieser Regler ist. so beschaffen, dass er auf jede beliebige vorbestiiamte Drehzahl eingestellt werden kann und den Brennstofffluss zum Brenner 16 vermindert» wenn ein Anstieg in der Drehzahl stattfindet, bis der Regler auf seine vorbestiramte Drehzahl zurückgekehrt ist.

Die Ritzel 83 und 34 kämmen auch mit; zwei Zahnrädern 34, die koaxial au der Zwischenwelle 72 zwischen den Zahnrädern und 73 angeordnet und mit dem äusseren Laufring 95 an einer !Freilaufkupplung 96 befestigt sind. Die Kupplung weist zwischen ihrem äusseren laufring 95 und ihrem inneren Laufring 98 einen Heamkörper 97 auf, wobei die Anordnung derart ist,

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dass der innere und der aussere Laufring so lange unabhängig, voneinander umlaufen, wie die Drehzahl des inneren Laufringes. 98 geringer ist als diejenige des äusseren Laufringes 95, und wobei die Laufringe in derselben Richtung umlaufen. Wenn jedoch die Drehzahl des Laufringes 9β bis zu einem Punkte zunimmt, an dem sie beginnt, diejenige des Laufringes 95 zu übersteigen, dann treibt der Laufring 9ö den Laufring 95 durch die Klemmkörper 97. Der innere Laufring 93 der Kupplung 96 ist auf der Welle 72 verkeilt, so dass seine Drehzahl durch die Drehzahl der Abtriebswelle 77 gesteuert wird. Die Zahnradverhältnisse sind derart, dass bei normalen Drehzahlen und bei normalen Belastungen der Laufring 90 langsamer umläuft als der Laufring 95. Sollte jedoch die auf die .Abtriebswelle 77 wirksame Belastung plötzlich abnehmen, dann hat die folgende Zunahme in der Drehzahl der Zwischenwelle 72 zur Folge, dass die Zahnräder 94 durch die Welle 72 angetrieben \e*den. Diese wieder treiben die Zahnräder 33 und 84 mit grösserer Drehzahl und diese verursacht eine Zunahme in der Drehzahl des Brennstoffregiere sowie eine Verminderung in der Brennstoffzufuhr.

Die Welle 72 ist ausserdem mit einem Zahnrad 99 versehen, welches benutzt werden kann, um jegliche Zubehörteile der zweiten S-tufe, z.B. einen Luftkompressor oder eine hydraulische Linheit anzutreiben. An dem äusseren Kupplungslaufring 95 ist ein Zahnrad lol befestigt und kann mit einem Startergenerator (nicht geaigt) verbunden werden. Es kann zum EinschliossGn der oberen Teile des Getriebes ein Gehäuseabochnitt Io2 vorzusehen verdon.

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Die Mittel zur Befestigung der MaschinenkopfUntergruppe 13 an der Gretriebekastenuntergruppe 14 umfassen mehrere Haltebolzen I03. Es können für diesen Zweck Tier Bolzen benutzt werden, die um 30° voneinander auf Abstand gehalten sind und um 45° von der senkrechten und waagerechten .Ebene entfernt sind, die durch die iurbinenaeb^en hindurchgehen. .Ein Bolzen Io 3 ist in Pig. 1 mit gestrichelten . Linien gezeigt, und Einzelheiten des Bolzens sind in Fig. 2 gezeigt.

Das Getriebekastengehäuse 61 besitzt einen Plansch Io4, der dem Flansch 54 des Gehäuseabsehnittes 53 zugewendet ist, und die Bolzen Io3 erstrecken sich insgesamt durch diese flanschen hindurch. Zu diesem Zweck sind in durchlöcherten Abschnitten der Abgaskanaluntergruppe 56 und der Leitschaufeln 59 Rohre Io5 vorgesehen, welche mit den Bolzenaufnahmeöffnungen Io6 in dem Plansch 54 und den Öffnungen Io7 in dem Plansch Io4 konzentrisch sind. Die Rohre Io5 sehen Öffnungen vor, durch welche sich die Bolzen Io5 hindurcherstrecken, wobei sich die Enden der Rohre Io5 in Dichtbeaiehung mit dem Abgaskana,! 56 befinden.

Jeder Bolzen Io3 umfasst einen ersten mit Gewinde versehenen Endabschnitt Io8 hinter dem Plansch 54i einen zweiten mit Gewinde versehenen Abschnitt Io9 vor dem Plansch Io4, eine erste Schulter 111, die der Torderseite des Plansches ., 54 zugewendet ist, und eine zweite Schulter 112, die der ·· · Rückseite des Plansches Io4 zugewendet ist. Zwischen dem mit Gewinde versehenen Endabschnitt Io3 und der Schulter 111 sind '

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zwei Stege 113 vorgesehen, die in die Öffnung I06 hinein und mit ihr in Eingriff gebracht werden können. Zwischen dem mit Gewinde versehenen Abschnitt Io9 und der Schulter 112 ist ein Steg 114 vorgesehen, der in zwei Buchsen 115 und 116 eingebracht werden kann, die in die Öffnung Io7 hineinpassen. Alle Öffnungen Io6 und Io7 sind so geformt, dass sie mit Bezug auf die Turbinenachse genpu angeordnet waden können, so dass die Untergruppen 13 und 14 sowie ihre zugeordneten Teile richtig miteinander fluchten. Auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt Io8 jedes Bolzens Io5 ist eine Mutter 117 vorgesehen, die mit einer Zwischenlegscheibe 113 zusammenarbeitet, die wieder die Rückseite des Flansches 54 erfasst und die Schulter 111 gegen diesen Flansch zieht. Auf dem Abschnitt

Io9 jedes Bolzens ist eine Mutter 119 aufgeschraubt, welche mit einer Zwischenlegscheibe 121 zusammenarbeitet, die wieder eine Schulter 122 auf der Buchse 116 erfasst, und diese Buchse wirkt mit.einem mit einer Gegenbohrung versehenen Abschnitt der Vorderseite des Flämisches Io4 zusammen.

Jede Buchse 115 besliat eine Schulter 123, die zwischen der Rückseite des Flansches Io4 und der Schulter 112 angeordnet ist. Die Anordnung ist daher derart, dass ein Anziehen der iiuttera 117 und 119 :.uf jedem Bolzen zur Folge hat, dass die Bolzen die Maachinenkopfuntergruppe l'j an dem Flansch Io4 auelegeartig befestigen. Die Bolzen Io3 sind von ausreichender Grosse und Festigkeit, um die Untergruppe 13 in dieser Weise zu halten. Die Untergruppe 14 ist auf einer feststehenden Halterung (nicht gezeigt) befestigt.

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'Auf jedem Bolzen Io3 ißt ein Wäxmesehntζ 124 angeordnet, der sich zwischen der Schulter 111 und der Schulter 112 erstreckt. Der mittlere Abschnitt 125 des Bolzens Io3 ist so ausgenommen, dass er einen Abstand zwischen dem Wärmeschutz 124 und dem Bolzen bildet, und dieser Zwischenraum wird vorzugsweise mit wärmeisolierendem Material 126 gefüllt. Der Innendurchmesser jedes Rohres Io5 ist grosser als der Aussendurchmesser des Värmeschutzes 124 und bildet somit einen Luftraum 127 zwischen jedem Bolzen und der Abgaskanaluntergruppe 56, wobei die Lufträume an die Atmosphäre" ange—-schlossen sind.

Es sei darauf hingewiesen, dass die beschriebene Ausbildung der Maschinenkopf halterung, bei der wenige genau angeordnete Bolzen zur Anwendung kommen, die Aufrechterhaltung der Umohtlage swischen den Untergruppen vereinfacht sowie verbessert und erhebliche Veränderungen in der 3?om der Abgasfeanaluntergruppe 56 gestattet.

Der Einlasschaufeisatz 12 ist am besten aus den Pig. 3 bis Z ersichtlich und ist auf der nach aussen gewendeten Oberfläche der Koapressorverteilerabdeckung 21 durch Balzen, 128 befestigte, Die Untergruppe umfasst einen stützenden Gusstell 129, der mit einem .PlaiASciii 131 an der Abdeckung 21 befestigt ist, einen nach aussen erweiterter* Sinlassabsohnitt 132, sowie einen mittleren Abschnitt 134? welcher den nach aussen erweiterten Abäehnitt mit der mittleren Öffnung in dem "Flansch 131 verbindet, welche SuU dam Kompressor 15 führt« Auf dem Eingang des Abschnittes 132 kann ggf. ein zylindrischer Aussenkörper 135 angeordnet

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werden. Von dem Abschnitt 132 erstreckt sich, eine Anzahl stromlinienförmiger feststehender Bänder 136radial nach innen und nehmen eine in der Mitte angeordnete stromlinienförmige Nabe 137 auf. Ein Körper 138, welcher die innere Schaufel stützt, ist durch Bolzen 139 an dem Jtotde der Nabe befestigt, welches der Kompressorwelle 26 zugewendet ist. Durch das Band 136mstreckt sich eine Brennstoffzufuhrleitung 141 hindurch und ist mit einem Axialkanal 142 in der Nabe verbunden, wobei sich ein Verbindungskörper 143 durch eine mittlere öffnung 144 im Körper 138 hindurch und in den Brennstoffkanal 34 der Welle 26 hineinerstreckt.

Zwischen dem. Körper 138 und dem Mittelabschnitt IH dee Gueetellee 129 sind mehrere radial angeordnete und im Winkel einstellbare Einlaeschaufeln 145 angeordnet. Die Schaufeln 145 sind stromlinienförmig ausgebildet, und jede Schaufel ist an einer Stange 146 befestigt, die sich in der Längsrichtung durch die Schaufel im Bereiche ihres vorderen Bandes hinduroherstreckt, wie es in Pig. 4 gezeigt ist. Die inneren Abschnitte 147 der Stangen 146 sind drehbar innerhalb der öffnungen 148 gelagert, die in den vorderen Flächen der Habe 137 und des Körpers 138 gebildet Bind, wobei die Lagerung derart ist, dass sich die Stangen 146 um ihre Längsachsen drehen können. Auf den ausβeren. Enden 131 der Stangen 146 sind ausserhalb des Guiteiles 129 Hülsen 149 angeordnet, und die inneren Enden dieser Hülsen sind in von dem Gussteil aufgenommenen Lager 152 drehbar gelagert.

Auf dem mittleren Abschnitt 134 zwischen den Stangenen-

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den 151 und dem Flansch 131 ist ein Siiistellring ^;Ϊ55^!-drehbar angeordnet. Der Ring 155 kann aus zwei halbkreisförMigen Abschnitten-, die durch passende Flansche 154 und"·155 miteinander verbunden sind, hergestellt weiden, vrie es äiaö:Eig.. ersichtlich ist. Der Ring nimmt eine Anzahl auf dent UMfang verteilter Rollen 156 auf, die innerhalb einer ausg-enommenen Spur 157 in dem Gussteil 129 angeordnet und duich Stifte 158, welche Rollenlager 159 aufnehmen, gelagert sind; . '

An dem äusseren Ende 151 jeder Stange 146 ist gemäss der Darstellung in Fig. 4 ein Kurbelarm 161 befestigt, und diese Kurbelarme erstrecken sich in Richtung auf den Ring 153. Ein Glied 162 verbindet das äussere Ende jedes Kurbelarmes mit dem Ring 153, und alle Glieder 162 erstrecken sieh in derselben Richtung, wie es in der Fig. 3 gezeigt" ist. Die Verbindung 162 zwischen den Gliedern 162 und dem Ring 153 wie auch die Tatoindungen 164 zwischen den Gliedern 162 und den Kurbelarmen 161 sind vorzugsweise Kugelgelenkverbindungen, die eine allseitige Bewegung ermöglichen. Die Glieder 162 sind in ihrer länge einstellbar und werden durch Feststenmuttern 165 in ihrer eingestellten lage gehalten.

Zur Feststellung des Ringes 153 in seiner eingestellten Lage sind Mittel vorgesehen, wie es in der Fig, 5 gezeigt ist. Diese Mittel bestehen aus einem auf dem Umfang gespaltenen Abschnitt des Ringes, in dem ein Keilkörper 166 angeordnet ist, und der Ring weist benachbarte Oberflächen 167 und auf ,welche ergänzend zu dem Keil ausgebildet und in einer

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Richtung radial nach aussen zueinander geneigt sind. In dem Keil 166 wird ein Bolzen 169 eingeschraubt, dessen Kopf in einer Gegenbohrung 171 eines Blockes 172 liegt, der auf dem Ring 153 angeordnet ist. Sin Anziehen des Bolzens 169 zieht ι somit den Keil 166 radial nach aussen und spreizt die benachbarten Abschnitte des Ringes 153 gegen die Seitenwände der Ausnehmung 157, um den Ring durch Reibung in seiner eingestellten Lage festzustellen. ι

Ss ist somit ersichtlich, dass die Keigungen der Schaufeln 145 gleichzeitig durch Drehen des Ringes 153 eingestellt werden können» um optimale Einlassflussbedingungen für den Zentrifugalkompressor 15 zur Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse zu erzielen. Alle Schaufeln 145 verschieben sich bei jeder gegebenen Bewegung des Ringes im gleichen Winkel und haben dann jeder Zeit die gleiche Winkelbeziehung zum Einlasskanal .

Im Betrieb wird die Luft an den Einlasschaufeln 145 vorbei in den Zentrifugalkompressor 15 eingesogen, wobei die komprimierte Luft, welche sich durch den Yerteilerkanal 24 in die Kammer 31 hineinbewegt, den Brenner 16 umgibt. Der Brennstoff atrümt durch dip Zufuhrleitung 141, den Kanal 142 und den Verbindungskörper 143 in den Kanal 34 innerhalb der Kompresaorwelle 26 und durch die Itennstoffdüsen 33 heraus in den Brenner 16 hinein. Die Verbrennungsgase strömen durch den Auslass 35 des Brenners 16 und die Düsen 37 der ersten Stufe zu dem Turbinenrad 17 der ersten Stufe. Die Gase strömen dann durch die Düsen 43 der zweiten Stufe und das Turbinenrad

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57 der aweiten Stufe zur Abgaskanaluntergruppe 56, strömen an den Leitradschaufeln 59 vorbei zum Auslass 58 des Abgaskanals.

Das Turbinenrad 17 dreht die Kompressorwelle 26 und treibt somit den Kompressor an. Das Turbinenrad 17 dreht auch die Welle 18, welche mit der Hohlwelle 69 verkeilt ist, wobei die Hohlwelle wieder rait der Subehörwelle 81 der ersten Stufe keilverzahnt ist. Hierdurch wird der Umlauf der Zubehörritzel 83 und 84 der ersten Stufe verursacht, wobei das ,fiitzel 83 die Schmierölpumpe 92 und den Brennstoffregler 93 durch die Zahnräder 85, 86 und 87 antreibt. Die Zahnräder und 84 treiben auch die Zahnräder 94 an, die auf der mittleren Welle 72 angeordnet sind, und zwar durch die Überholkupplung 96.

Das turbinenrad 57 der zweiten Stufe treibt die Ritzel 71 über die Welle 67 an. Diese Ritzel versetzen die auf der Welle 72 befestigten Zahnräder 73 in Umdrehung und treiben somit die Zahnräder 79 an, welche die Zahnräder 78 auf der Abtriebswelle 77 drehen. Die lager 76 wirken als Drucklager für die Abtriebeweile 77, und diese wird aufgrund der Keilverzahnung der die Welle 77 mit der Welle 67 verbindenden Zahnräder gegenüber einer Axialverschiebung festgehalten, auch wenn sie nicht unmittelbar mit Drucklagern versehen ist.

Die Drehung der Zwischenwelle 72 verursacht auch eins Drehung dee inneren Lauf ringes 98 der Sxeilaufkupplung 96. ist diese Drehung lengsamer als diejenige des

äueseren Laufringes 95. Palis jedoch die Welle 72 sich

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plötzlich beschleunigt, beispielsweise bei einer Abnahme oder., einer Entfernung'-der auf die Abtriebswelle übertragenen Belastung, treibt der innere Laufring 98 der Kupplung 96 •den äussjeren ieaifring 95 an und verursacht somit einen Antrieb der-Bi.tafel, 83, und 84 durch die Zahnräder 94. Dieses wieder verÄöBaoa* einen schnelleren Umlauf der Zahnräder 85» 86 ;und'^ ,tiä^ai'dis Drehgabik des Brennst of freglers 93 steigert, eo dassiüleegr jäajff ^Arisinaßs des Brennstoffflusses vermindert und somit,iübe/ijmä^sjejige Drehzahlen in der ersten Stufe verhindert.

Sollte ^esjar*riiftsohtsein, die, Einstellung der Einlasschaufein 145 ,zu ^erä&dern, dann wird der Bolzen 169 gedreht, um den KeJÜÜiojPj^r _X66zu lösen. Der Ring 153 kann dann von Hand gedreht werden« wobei er die Glieder 162 verariasst, die Stangen 146 durch die Kurbelarme 161 zu drehen. Da die Schaufeln 145 andenSt^ßgen 146 befestigt sind, verursacht eine Drehung der Stange gleichzeitig eine Winkeleinstellung der Schaufeln 145. Wenn-die erwünschte Einstellung erreicht worden ist, dann kann der Bolzen 169 wieder angezogen werden und er stellt dabei den Ring 153 in eeiner neu eingestellten Lage fest.

Obwohl, es ersiohtlich ist, dass die bevorzugte Ausführungsform derν Erfindung,-die hier offenbart wurde, so beschaffen ist, dass sie alle erwähnten Aufgaben erfüllt, ist doch die Erfindung abwandlungsfähig und kann in verschiedener Art verändert werden, ohne dabei von dem eigentlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.

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Claims (6)

PATENTANWÄLTE H. NEGENDANX · dipl-ing. H. HAtTCK · dipl.-phy8. W. SCHMITZ ' & η ; HAMBPRÖ-MÜNCHB^ 1 / 9 C Q & 9 #y TTÄf ^*"Έ? TT TTT ^V ^* d A 1^T Gf i"^* *l'y tJ Ύ "Ϊ3"^β ^*y A jM^t ^i TT U ^U. ti dt IkT giyY^t <^ Tgιτ * γ IF /f 1- ' ■ AJ "tJ ^3 λ yy ^^^iji J_J J^ 1( %Jf J3_fl^ Χτ| J^ ^/ y^ Jd Jt"* -I · " «pjL«&. M Jv# »-* J*% W· ^fT^J * ^^| jö ^-* J5 Λί TtT ^v>-Λί Ii *3' * ^■ ^ ■ TJiI.. S0742S UNB 3·411β r 14 2O ίθ<ί,2 MÜNCKKN 15 · MtOJSARTSTR. «8 TJ?!.. B 88 08 8« Williame Research Corporation HAMBtrHo, 2o. Mai 1968 Pat e η t a η s ν r ü c 3a e

1. Gasturbinenanlage mit am £urT>inenende angeordnetem tJnter-Setzungsgetriebe, "bei welaner das G-eMuse aus mehreren zueinander zentrierten und zusamraengeflanscliteii !eilen be- "

'steht, die die Brennkammer enthalten, die Iisitsehaufeln*" *^v" der Turbine und die Eotorlagerung tragen sowie das Getriebegehäuse bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das die"5Eur-'Mne umfassende Maschinenkopf gehäuse (19) und das Ge^riebekastengehäuse (14) über Distanzbolzen (Io3) oder dergl. miteinander -verbunden sind, welche durch den sich zwischen dem Maschinenkopfgehäuse (19) und dem Gretriebekastengehäuse (14) radial erstreckenden Abgaskanal (55) hindurchfeichen und mit Abstand von Rohren (lo5) umgeben sind, deren Enden zur Atmosphäre hin offen sind. ■

2. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass die Distanzbolzen (lo3) und die Rohre (lo5) auf dem Umfang der Be festigungsf!ansehe (54, Io4)" verteilt sind. ■■■'"■'*

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-\- It

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3. Gasturbinenanlage nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass' die Distanzbolzen (lo3) den Flanschen (54, Io4) zugewendete Schultern (111, 112) haben, welche von auf die Bolzenenden (ΐοβ, Io9) geschraubte Muttern (117, 119) gegen die Planschen (54» Io4) gesogen werden.

4· Gasturbinenanlage nach einem oder mehreren der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzbolzen (lo3) zwischen den Schultern (ill, 112) einen ausgenommenen Teil (125) besitzen, dass sich zwischen den Schultern (ill, 112) ein den ausgenommenen Teil (125) umgebender Wärmeschutz (124) erstreckt und zwischen diesem und dem ausgenommenen Teil (125) ein Wärmeschutzmaterial (126) angeordnet ist.

5· Gasturbinenanlage nach einem oder mehreren der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenkopf gehäuse (19) einen nach innen gerichteten Flansch (55) besitzt, an welchem der Abgaskanal (56) befestigt ist,

6. Gasturbinenanlage nach einem oder mehreren der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenkopfgehäuse (19) einen mit dem Befestigungsflansch (54) für das Getriebekastengehäuse (14) versehenen zylindrischen Abschnitt, (53) und einen kuppeiförmigen Abschnitt (3o) auf-

~ .weist« zwischen welchen ein kreisförmiger, die Abschnitte (3o, 53) verbindender Gehäuseflansch (48) ausgebildet ist, am welchem eine «inen Düsenschaufelring (43) und Turbinenrad- abdeokunfen (45, 46) «Blassende, einstückig· Unterbaugruppe (18) sowie fgf· tin· ringförmig· Brennkaaner (16) befestigt sind. JA'.*-:>-*P ^r 001109 / 0 0 · I bad orig«nal