DE1476771C

DE1476771C - Gas turbine engine for road vehicles

Info

Publication number: DE1476771C
Authority: DE
Inventors: John Sternberg Orchard Lake; Planigan Eugene Elton Bloomfield Hills; Turunen William Andrew Birmingham; Ricketts James Munro Oxford; Vickers Paul Thomas Royal Oak; Mich. Collman (V.St.A.)
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk für Straßenfahrzeuge mit. einer Wärmetauschtronmiel, die sich in einem Wärmetauschergehäuse dreht und hierbei durch eine Trennwand tritt, die zwischen einer Hochdruckkammer und einer Niederdruckkammer des Wünnetauschergehäuses angeordnet ist, mit einer zwischen der Trennwand und dem in der Hochdruckkammer befindlichen Teil der Wärtnetauschtromniel liegenden Brennkammer, und mit einem einen Verdichter, eine Turbine und eine diese verbindende Welle enthaltenden Gehäuse neben der einen Seite der Wärmetauschtrornmel, wobei die den Verdichter mit der Turbine verbindende Welle die Projektion des Umfangs der Wärmetauschtrommel schneidet.The invention relates to a gas turbine engine for road vehicles with. a heat exchanger, which rotates in a heat exchanger housing and through a partition wall occurs, which is arranged between a high pressure chamber and a low pressure chamber of the Wünnetauschergehäuses is, with a between the partition and the part of the high pressure chamber located in the Wärtnetauschtromniel lying combustion chamber, and with a compressor, a turbine and a this connecting shaft containing housing next to one side of the Wärmetauschtrornmel, wherein the the shaft connecting the compressor to the turbine the projection of the circumference of the heat exchange drum intersects.

Bei Gasturbinentriebwerken sind Wanneisolierungen bekannt, um an bestimmten Stellen gewünschte Temperaturverhältnisse zu erzielen. Bei einer bekannten Bauart (deutsche Patentschrift 941 164) ist die Brennkammer von einer doppelwandigen hohlen ■„ Wärmeisolätidn umgeben, die ein Überhitzen des Außengehäuses.verhindern soll. Durch die deutsche Auslegeschrift 1 162 142 sind Wärmeisolationen bekannt, die Geräte in einem Kanal gegen die Umgebungstemperatur abschirmen.In the case of gas turbine engines, pan insulation is known in order to achieve the desired temperature conditions at certain points. In a known design (German patent specification 941 164) , the combustion chamber is surrounded by a double-walled, hollow heat insulation which is intended to prevent the outer housing from overheating. The German Auslegeschrift 1 162 142 known thermal insulation that shield devices in a duct from the ambient temperature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Triebwerk so auszugestalten, daß tlas Triebwerksgehäuse aus Aluminiunispritzguß, also ohne Verwendung hochtemperaturbeständiger Werkstoffe herstellbar ist, daß niedrige Wännevei kiste infolge Abstrahlung nach außen und infolge Wärmedurchgang durch die Trennwand zwischen dun beiden Kammern des Wärmetauschergehäuses eintreten, wodurch der thermische Wirkungsgrad erhöht wird. Ferner soll eine konstante und erträgliche Temperatur des Wärmetauschergehäuses erreicht werden, so daß die Achsen der Abstützrollen für tue Wärnietauschtrommel in ihrer zueinander parallelen Lage verbleiben und das einwandfreie Drehen der Wärinetausehtiommel gewährleistet ist.The invention has for its object to design such an engine so that tlas Engine housing made of injection-molded aluminum, i.e. without the use of high-temperature-resistant materials can be produced that low Wännevei crate as a result Radiation to the outside and as a result of heat transfer through the partition between the two Enter chambers of the heat exchanger housing, whereby the thermal efficiency is increased. Furthermore, a constant and tolerable temperature of the heat exchanger housing should be achieved, see above that the axes of the support rollers for doing the heat exchange drum remain in their mutually parallel position and the proper rotation of the Wärinetausehtiommel is guaranteed.

Das Gasturbinentriebwerk nach der Erfindung kennzeichnet sich durch Wärmeisolationen, die die Brennkammer mit Abstand umgeben und von dem Wärmetaiischergehäuse und der Trennwand Abstand haben und einen Raum bilden, durch den vom Verdichter gelieferte, unter Druck stehende Kühlluft geleitet wird, und durch Wärmeisolationen, die die Trennwand und das Wärmetaiischergehäuse in der Niederdruckkaminer verkleiden. In weiterer Ausgestaltung der. Erfindung ist vorgesehen, daß die Wärmetauschtrommel um eine senkrechte Achse drehbar ist und das Würnietauschergehäuse oberhalb des den Verdichter, die Turbine und die Welle enthaltenden Gehäuses angeordnet ist und ein Teil der Wärmeisolationen des Wärmetauschergehäuses an seiner Oberseite isoliert. Schließlich ist 'bei einem Gasturbinentriebwerk mit einer koaxial zu einer Verdichterturbine liegenden getrennten Nutzleistungsturbine vorgesehen, daß die Welle der Nutzleistungsturbine unterhalb der Niederdruckkaminer des Wärmetauschergehäuses von einem etwa kegelförmigen Wärmeschild umgeben ist. Infolge der Wärmeisolation der Trennwand ergibt sich gegenüber einer diese nicht aufweisenden Bauart eine höhere Temperatur der dem Brenner zugeführten Brennluft, wodurch eine unmittelbare Brennstoffersparnis erzielt wird. Ebenso verringert sich die Abgastemperatur am Auslaß, so daß in den Abgasen weniger Wärme verlorengeht.The gas turbine engine according to the invention is characterized by thermal insulation that the Combustion chamber surrounded at a distance and spaced from the Wärmetaiischergehäuse and the partition wall and create a space through which pressurized cooling air supplied by the compressor is passed is, and by thermal insulation that the partition wall and the Wärmetaiischergehäuse in the Disguise the low-pressure chimney. In a further embodiment of the. Invention is provided that the The heat exchange drum is rotatable about a vertical axis and the Würnietauscheräuseabove of the housing containing the compressor, the turbine and the shaft is arranged and part of the Thermal insulation of the heat exchanger housing insulated on its top. After all, it is with one Gas turbine engine with a separate power turbine located coaxially to a compressor turbine provided that the shaft of the power turbine below the low pressure chimney of the heat exchanger housing is surrounded by an approximately conical heat shield. As a result of thermal insulation the partition wall results in a higher temperature of the compared to a design that does not have this Combustion air supplied to the burner, which results in direct fuel savings. as well the exhaust gas temperature is reduced at the outlet, so that less heat is lost in the exhaust gases.

Insgesamt führt dies zu einem besseren thermischen Wirkungsgrad. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung das Triebwerk für die Massenfertigung und für den Einsatz günstiger gestaltet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der-Erfindung dargestellt. In der Zeichnung istOverall, this leads to a better thermal efficiency. In addition, the design according to the invention makes the engine more economical for mass production and use.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown. In the drawing is

Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch ein Gasturbinentriebwerk nach der Erfindung in einer die Turbinenachsen enthaltenden Ebene undFig. 1 is a vertical section through a gas turbine engine according to the invention in one of the turbine axes containing level and

ίο F i g. 2 eine zum Teil weggebrochene Draufsicht in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 gesehen.ίο F i g. FIG. 2 is a partially broken away plan view in FIG The direction of the arrows 2-2 in FIG. 1 is seen.

Die Hauptbestandteile des Triebwerks sind ein Verdichter 10,-eine Brennkammer 11, eine den Läufer 14 des Verdichters 10 über eine Welle 15 antreibende Verdichterturbine 12. Diese Teile bilden eine Hauptbaiigriippe des gesamten Triebwerks, die als Treibgaserzeuger für eine Nutzleistungsturbine dient. Diese hat ein Turbinenrad 17, das auf einer Welle 18 sitzt. Die Wellen'15 und 18 sind in einemThe main components of the engine are a compressor 10, a combustion chamber 11, a compressor turbine 12 which drives the rotor 14 of the compressor 10 via a shaft 15. This has a turbine wheel 17 which sits on a shaft 18. The waves '15 and 18 are in one

ao Gehäuse-23 gelagert. ao housing-23 stored.

Eine im weseiiäieh_en senkrecht liegende Trennwand 3') bildet die hintere Wand einer Kammer, in die der Verdichter 10 fördert, die also eine Hoch-. druckkammer darstellt. Die Vorder- und Seiten-, wände dieser Kammer werden durch das vordere Gehäuse J5 und die festen Teile des Verdichters 10 gebildet. Der Boden dieser Kammer wird durch den unteren Teil des vorderen Gehäuses 35 und einen nach vom vorgezogenen abgesetzten unteren Teil der Trennwand gebildet.A dividing wall that is essentially vertical 3 ') forms the rear wall of a chamber into which the compressor 10 delivers, which is a high. pressure chamber represents. The front and side walls of this chamber are through the front housing J5 and the fixed parts of the compressor 10 are formed. The bottom of this chamber is through the lower part of the front housing 35 and a lower part of the forward offset from the Partition formed.

Der Wärmetauscher des Triebwerks besteht aus einer hohlen Wärnietausc-htrommel 18, die sich, in bekannter Weise am Umfang iiber Abstützrollen abgestützt, langsam um eine senkrechte Achse dreht.The engine's heat exchanger consists of a hollow rivet exchange drum 18 which, in in a known way supported on the circumference by means of support rollers, rotates slowly around a vertical axis.

Die Wärmetauschtrommel ist so ausgebildet, daß ein radialer Luftstrom leicht durch die Wärmetauschtrommel treten kann, wobei ein schneller Wärmeaustausch mit dem duicliströmenden Gas erfolgt. Ein Deckel 55 überdeckt die Wärmetauschtrommel 48 und bildet die obere Wand einer Kammer für heißes Gas. Ein mit Rippen versehener .vorderer Deckel 57 überdeckt eine große öffnung im Deckel 55 und erstreckt sich von der Trennwand 39 zur oberen Kante des voideren Gehäuses-35.The heat exchange drum is designed so that a radial flow of air is easy through the heat exchange drum can occur, with a faster heat exchange with the duiclist-flowing gas. A Lid 55 covers the heat exchange drum 48 and forms the upper wall of a chamber for hot Gas. A front cover 57 provided with ribs covers a large opening in the cover 55 and extends from the partition wall 39 to the upper edge of the void housing 35.

Die Wärmetauschtrommel 48 tritt durch die Trennwand 3!) .abgedichtet an zwei Stellen . hindurch. ;The heat exchange drum 48 passes through the partition 3!), Sealed in two places. through. ;

Die rohrförmige Brennkammer 11 ist mit senkrechter Achse im oberen Teil des Gehäuses zwischen der Wärmetauschtrommel 48 und der Trennwand 39 angeordnet. Das offene untere Ende der Brennkammer hat Verbindung mit einem Düsenkasten 67, der einen ringförmigen Auslaß hat, durch den die Treibgase zur Verdichterturbine 12 zugeleitet werden.The tubular combustion chamber 11 is arranged with a vertical axis in the upper part of the housing between the heat exchange drum 48 and the partition wall 39. The open lower end of the combustion chamber communicates with a nozzle box 67 which has an annular outlet through which the propellant gases are fed to the compressor turbine 12.

Beim Betrieb des Gaserzeugers wird die vom Verdichter 10 verdichtete Luft in die Hochdruckkammer für kalte verdichtete Luft gedrückt, die die Wärmetauschtrommel 48 vor der Trennwand 39 umgibt. Sie tritt dann durch die Wärmetauschtrommel, in der sie erhitzt wird, und gelangt in die Brennkammer 11, wo sie durch Verbrennung von Brennstoff weiter erhitzt wird. Die Brenngase strömen aus der Brennkammer iiber den Düsenkasten 67 durch die Verdichterturbine 12, die den Verdichter 10 antreibt. Die AbgaseWhen the gas generator is in operation, the air compressed by the compressor 10 is pressed into the high-pressure chamber for cold, compressed air which surrounds the heat exchange drum 48 in front of the partition wall 39. It then passes through the heat exchange drum, in which it is heated, and reaches the combustion chamber 11, where it is further heated by burning fuel. The combustion gases flow from the combustion chamber via the nozzle box 67 through the compressor turbine 12, which drives the compressor 10. The exhaust gases

S5 der Verdichterturbine werden der Nutzleistungsturbine 17 zugeleitet. Die Abgase der Arbeitsturbine treten durch die hinter der Trennwand 39 befindliche Niederdruckkaminer durch die WärmetauschtrommelS5 of the compressor turbine will be the power turbine 17 forwarded. The exhaust gases from the power turbine pass through the one behind the partition wall 39 Low pressure chimney through the heat exchange drum

48 nach außen und werden durch einen Auslaß ins Freie abgeleitet.48 to the outside and are discharged to the outside through an outlet.

Ein wesentliches Merkmal des Triebwerks sind die Maßnahmen zur Überwachung der Erwärmung des Triebwerkgehäuses. Diese Maßnahmen umfassen Mittel zum Isolieren der Brennkammer und des Düsenkastens, um eine übermäßige Wärmeableitung oder Wärmeabstrahlung von diesen Teilen zum äußeren Gehäuse des Triebwerkes zu verhindern und um den Strom von Verdichterluft über die Oberflächen des Gehäuses zu ermöglichen. Im Niederdruckteil des Triebwerks sind ferner Isolationen vorgesehen, um diese-Teile auf einer niedrigen und gleichmäßigen Temperatur trotz der in ihnen befindlichen verhältnismäßig heißen Abgase aufrechtzuerhalten. Die Trennwand ist an ihrer rückseitigen Fläche gegen die Turbinenabgase isoliert und an ihrer Vorderseite gegen die Wärme aus der Brennkammer abgeschirmt, wobei ihre Vorderfläche gleichzeitig von der Verdichterluft gekühlt wird. Die-wesentlichen und wichtigen - Ergebnisse dieser Maßnahmen sindAn essential feature of the engine are the measures for monitoring the heating of the engine housing. These measures include means for isolating the combustion chamber and nozzle box to prevent excessive heat dissipation or radiation from these parts to the outer casing of the engine and to permit the flow of compressor air over the surfaces of the casing. Insulation is also provided in the low pressure part of the engine in order to maintain these parts at a low and uniform temperature in spite of the relatively hot exhaust gases in them. The partition wall is insulated from the turbine exhaust gases on its rear surface and shielded from the heat from the combustion chamber on its front surface, with its front surface being cooled by the compressor air at the same time. The - essential and important - results of these measures are

1. ein kühles Triebwerksgehäuüe, das aus einer Aluniiniumspritzlegierung gegossen werden kann, also keine hochtemperaturbeständigen Werkstoffe erfordert,1. a cool engine casing that consists of a Aluminum injection alloy can be cast, so no high temperature resistant materials requires

2. geringe Wärnieverhiste durch Abstrahlung und Ableitung nach außen'durch die Trennwand.2. low heat resistance due to radiation and Outward discharge through the partition.

3. Aufrechterhaltung einer niedrigen und im wesentlichen gleichen Temperatur im hinteien Turbinengehäuse und im Wärinetaii.seherdeckel, so daß die Wellen der Abstützrollen im wesentlichen parallel zueinander bleiben. Das vordere Gehäuse desTriebwerks und der Wärmetauscher-3. Maintaining a low and essentially constant temperature in the back Turbine housing and in the Wärinetaii.seherdeckel, so that the shafts of the support rollers remain essentially parallel to one another. The front one Housing of the engine and the heat exchanger

: deckel sind nicht isoliert oder besonders gekühlt, da diese der äußeren relativ kühlen Fläche der Wärrnetauschtrommel benachbart sind. Die heißen Teile des Triebwerks sind die radial in-,■;', nenliegenden Teile .der Wärmetauschtrommel . und Teile des Triebwerks, die mit den Treib-■gasen in. Berührung stehen, nachdem letztere durch die Wärmetauschtroinmel erwärmt sind und in Berührung sind, bis diese Gase wieder . in die Wärinetauschtrommel zurückkehren.
Die einzelnen Isolierungen werden in der Reihenfolge, in der die durch das Triebwerk strömende Luft mit ihnen in Berührung kommt, beschrieben.: Lids are not insulated or specially cooled, as these are adjacent to the outer, relatively cool surface of the heat exchange drum. The hot parts of the engine are the radially inner, ■; ', internal parts of the heat exchange drum. and parts of the engine that are in contact with the propellant gases after the latter have been heated by the heat exchange tubes and are in contact until these gases are again. return to the heat exchange drum.
The individual insulations are described in the order in which the air flowing through the engine comes into contact with them.

Die innere.Fläche des vorderen Deckels 57 trägt eine Schicht aus wärmeisolierendem Werkstoff 201, während die äußere Fläche mit Rippen versehen ist, um die Wärmeableitung zu unterstützen. Die innere Fläche des vorderen Deckels 57, d. h. die Isolierschicht 201, wird von. Verdichterluft bespült, die einen schmalen Raum zwischen der Isolierschicht 201 und einer Brennkammerabdeckung 202 durchströmt. Die Brennkammerabdeckung 202 besteht aus einem Wärmeisolierwerkstoff ,206, beispielsweise faserförmigem Keramikwerkstoff, der den Raum zwischen einer oberen .Metallplatte und einer verhältnismäßig dünnen unteren Metallplatte ausfüllt; Die Brennkamnierabdeckuhg 202 schirmt den vorderen Deckel 57 gegen Strahlungswärme aus der Brennkammer Il ab und bewirkt weiterhin einen Abschluß, der den Eintritt von Luft zur Brennkammer auf diesem Wege verhindert, so daß die Luft vom Verdichter nur über die Wärmetauschtrommel 48 in die Brennkammer gelangen kann. Der etwa V-förmige hintere Rand der Brennkammerabdeckung 202 ist mit dem oberen Rand einer die Trennwand 39 abschirmenden Isolierschicht 20& verbunden, die die Brennkammer auf der Rückseite etwa in gleicher Weise umschließt wie die Wärmetauschtrommel .48 an ihrer vorderen Seite.The inner surface of the front cover 57 carries a layer of heat-insulating material 201, while the outer surface is ribbed to aid in heat dissipation. The inner one Face of the front cover 57, i.e. H. the insulating layer 201 is made of. Compressor air flushed the a narrow space between the insulating layer 201 and a combustion chamber cover 202 flows through. The combustion chamber cover 202 consists of a heat insulating material 206, for example fibrous Ceramic material, the space between an upper .Metal plate and a relatively thin lower metal plate fills; The Brennkamnierabdeckuhg 202 shields the front cover 57 from radiant heat from the combustion chamber II and also provides a seal that allows air to enter the combustion chamber in this way prevented, so that the air from the compressor only reach the combustion chamber via the heat exchange drum 48 can. The approximately V-shaped rear edge of the combustion chamber cover 202 is with the upper Edge of a partition wall 39 shielding insulating layer 20 & connected, which the combustion chamber on the The rear side surrounds it in the same way as the heat exchange drum .48 on its front side.

Die Brennkammer 11 ruht auf dem Düsenkasten 67 auf, der über den Düsenring mit dem Gehäuse 23 verbunden ist. Der Düsenkasten 67 ist im wesentlichen ringförmig und hat im oberen Teil, wo das Gas zugeleitet wird, einen größeren Querschnitt. Ein nach oben ragender zylindrischer Teil 215 des Düsenkastens nimmt den Mantel der Brennkammer Il auf, der mit einem Flansch auf dem Düsenkasten aufruht. Die unterhalb des Wärmetauschers liegenden Teile des Düsenkastens sind wärmeisoliert. Hierzu dient der untere Teil der Wärmeisolierung 208 zwischen der Brennkammer 11 und der Trennwand 39. Der untere Teil enthält einen halbzylindrischen Ansatz 218, der sich um den rückwärtigen Teil des Düsenkastens erstreckt. Eine im wesentlichen konische Wand 223 bildet einen Teil des Düsenkastens, während eine im wesentlichen ebenfalls' konische-zurückgebogene Wanden „eine äußere Wand bildet, die wärmeisolierendes Material 226 enthält, das den Düsenkasten umgibt und das Gehäuse 23 gegen Wärmestrahlung abschirmt. Die Wand 223, die von Brenngasen bespült wird, ist zum Teil von dem wärmeisoliereiiden Werkstoff durch eine innere Wand 224 getrennt. Kühlluft für die Turbinen wird durch den Ringspalt zwischen den Wänden 223 und 224 zugeführt, wie noch erklärt werden wird. -"'The combustion chamber 11 rests on the nozzle box 67, which is connected to the housing 23 via the nozzle ring connected is. The nozzle box 67 is substantially ring-shaped and has in the upper part where the Gas is supplied, a larger cross-section. An upwardly projecting cylindrical part 215 of the nozzle box takes on the jacket of the combustion chamber II, which rests with a flange on the nozzle box. The parts of the nozzle box below the heat exchanger are thermally insulated. Serves for this the lower part of the thermal insulation 208 between the combustion chamber 11 and the partition wall 39. The lower part contains a semi-cylindrical extension 218 which extends around the rear part of the nozzle box extends. A substantially conical wall 223 forms part of the nozzle box while an essentially also 'conical-bent back Wanden "forms an outer wall that contains heat insulating material 226 surrounding the nozzle box and the housing 23 against Shields thermal radiation. The wall 223, which is flushed with fuel gases, is partly of the heat insulating material Material separated by an inner wall 224. Cooling air for the turbines is through fed to the annular gap between the walls 223 and 224, as will be explained later. - "'

Die Isolierschicht 208 der Trennwand 39 ist ein doppelwandiges Gebilde mit einem hinteren Blech 231, das Abstand'von der Trennwand 39 und von einem vorderen Blech 232 hat. Zwischen den beiden Blechen 231 und 232 ist ein wärmeisolierender Werkstolf vorgesehen. Das hintere Blech 231 ist ein Teil des Ansatzes 218 des Düsenkastenschildes. Die Scitenränder der Bleche 231 und 232 sind an den Suitenrändern der Trennwand 39 befestigt. Die Trennwand 39 hat eine senkrechte Rippe 237, durch die die Isolierschicht 208 in Abstand von der Trennwand gehalten wird. Es entsteht somit zwischen der Trennwand 39 und ihrer Isolierschicht 208 ein Räum 238, der durch Luft vom Verdichter gekühlt wird, die durch diesen Raum und den Raum oberhalb der Brennkammerabdeckung 202 entsprechend den in F i g. 1 eingezeichneten Pfeilen strömt. .The insulating layer 208 of the partition wall 39 is a double-walled structure with a rear sheet metal 231, the distance 'from the partition wall 39 and from a front plate 232 has. There is a heat-insulating material between the two sheets 231 and 232 intended. The rear plate 231 is part of the extension 218 of the nozzle box shield. the The edges of the sheets 231 and 232 are attached to the suite edges of the partition wall 39. the Partition 39 has a vertical rib 237 which keeps the insulating layer 208 spaced from the partition. It thus arises between the Partition 39 and its insulating layer 208 a space 238, which is cooled by air from the compressor, the through this space and the space above the combustion chamber cover 202 according to the in F i g. 1 drawn arrows flows. .

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die vordere Seite der Brennkammer und der obere Teil des Düsenkastens von dem Wärmetauscher umschlossen sind. Der untere Teil des Düsenkastens ist wärmeisoliert, und zwischen der Trennwand und der Brennkammer und zwischen der Brennkammer'und dem vorderen Deckel 57 ist eine Wärmeisolierung vorgesehen. Zwischen den Wärmeisolationen und den Triebwerkdeckeln und der .Trennwand sind Luftkanäle gebildet., '..... ■ . ... "_a From the above it can be seen that the front side of the combustion chamber and the upper part of the nozzle box are enclosed by the heat exchanger. The lower part of the nozzle box is thermally insulated, and heat insulation is provided between the partition wall and the combustion chamber and between the combustion chamber and the front cover 57. Air ducts are formed between the thermal insulation and the engine covers and the partition wall., '..... ■. ... " _a

Hiermit sind die Teile beschrieben, die die Trennwand, und den Düsenkasten isolieren.. , .This describes the parts that make up the partition, and insulate the nozzle box ..,.

Die Isolierung der Trennwand besteht also aus einem oberen Teil, der unmittelbar vor der Trennwand liegt und von dieser Abstand hat, und einem unteren Teil, der gegen die Trennwand neben den Turbinen längs eines Ringflansches der Trennwand und dem hinteren äußeren Teil des Düsenkastens anliegt. Der untere vordere und der radial innenliegende Teil des Düsenkastens ist mit wärmeisolierendem Material bedeckt, das durch ein besonderes angeschraubtes Blech 221 gehalten ist. Vom VerdichterThe isolation of the partition consists of an upper part, which is immediately in front of the partition is and has a distance from this, and a lower part that against the partition wall next to the Turbines rests along an annular flange of the partition wall and the rear outer part of the nozzle box. The lower front and the radially inner part of the nozzle box is thermally insulating Covered material that is held by a special screwed-on plate 221. From the compressor

in den Raum und um die Düscnkastenisolierung 218 geförderte Luft gelangt auf die Vorderseite der Trennwand durch einen Spalt. Die Ränder der Wärmeisolierung der Trennwand sind dicht gegen die Trennwand gehalten, so daß in dieser Richtung keine Luft entweichen kann. Die Luft strömt daher hinter der Wärmeisolierung 208 der Trennwand nach oben in den Raum 238, aus dem sie durch einen Spalt in den Raum zwischen der Wärmetauschtrommel und dem vorderen Deckel 57 strömt und durch die Wärmetauschtrommel in die Brennkammer gelangt.into the room and around the nozzle box insulation 218 conveyed air reaches the front of the partition through a gap. The edges of the Thermal insulation of the partition are held tightly against the partition, so that none in this direction Air can escape. The air therefore flows upwards behind the thermal insulation 208 of the partition wall into space 238, from which it passes through a gap in the space between the heat exchange drum and flows through the front cover 57 and passes through the heat exchange drum into the combustion chamber.

Der Niederdruckteil des Triebwerks hinter der Trennwand 39 ist in folgender Weise wärmeisoliert: Die hintere Fläche der Trennwand ist durch wärmeisolierenden Werkstoff 262 isoliert, der durch eine Platte 263 gehalten ist, die sich parallel in Abstand von dem oberen Teil der Trennwand erstreckt und mit einem nach vorn gerichteten Flansch den unteren Teil der Trennwand umgreift. Diese Wärmeisolierung 262, 263 greift um die Außenseite des abgesetzten Teils der Trennwand, der eine ringförmige Wärmeisolierung 260 umschließt.The low pressure part of the engine behind the partition wall 39 is thermally insulated in the following way: The rear surface of the partition wall is insulated by heat insulating material 262, which is held by a plate 263 which extends parallel at a distance from the upper part of the partition wall and with one after front facing flange engages around the lower part of the partition. This thermal insulation 262, 263 engages around the outside of the offset part of the partition wall, which surrounds an annular thermal insulation 260 .

Der Wärmetauscherdcckel 55 hat eine Isolation, die von einem ersten Blech 271, das an der Vorderseite mit dem Blech 263 verbunden und längs der Außenkante befestigt ist, und einem zwejten Blech 274 gehalten ist und den hinteren Deckel 55 außerhalb der Wärmetauschtrommel 48 isoliert.The heat exchanger cover 55 has an insulation which is held by a first plate 271, which is connected at the front to the plate 263 and fastened along the outer edge, and a second plate 274 , and insulates the rear cover 55 outside the heat exchange drum 48.

Der größte Teil des hinteren Turbinengehäuses wird durch dessen äußere, im wesentlichen viertelkreisförmige Wand und durch eine hintere Wellenabstützung 42 gebildet. Diese Flächen werden durch Wärmeisolierstoff geschützt, der durch einen konischen Metallring 277 und ein Blech 278, das über die Wellenabstützung 42 greift, gehalten ist.The major part of the rear turbine housing is formed by its outer, essentially quarter-circle-shaped wall and by a rear shaft support 42. These surfaces are protected by thermal insulation material which is held in place by a conical metal ring 277 and a plate 278 which engages over the shaft support 42.

Zur Kühlung der Turbinendüsen wird Luft vom Verdichter 10 verwendet, die nicht durch die Wärmctauschtrommel 48 geflossen ist. Diese wird durch einen Ringkanal 366 zwischen dem Gehäuse 23 und dem inneren Blech 221 der Isolierung des Düsenkastens zugeleitet.Air from the compressor 10 that has not flowed through the heat exchange drum 48 is used to cool the turbine nozzles. This is fed through an annular channel 366 between the housing 23 and the inner plate 221 of the insulation of the nozzle box.

Am inneren Umfang des DUsenkastens ist eine Doppelwand vorgesehen, um Luft zuzuleiten, die zwar durch den Wärmetauscher, nicht aber durch die Brennkammer getreten ist. Diese Luft wird als Film über die Füße der Laufschaufeln der Turbine geleitet. Zwischen den beiden Blechen 223 und 224, die die Innenwand des Düsenkastens bilden, ist ein Lufteinlaß 381 neben dem Wärmetauscher vorgesehen: Durch den Lufteinlaß 381 strömt Luft in den im wesentlichen ringförmigen Kanal 382 zwischen diesen Blechen, die durch Niete miteinander verbunden und durch Abstandsstücke in Abstand voneinander gehalten sind. Die Luft tritt an der Innenwandung des DUsenkastens 67 unmittelbar vor den Schaufeln des Düsenringes aus, fließt längs des inneren Umhüllungsringes und umspült die Füße der Turbinenlaufschaufeln. Beim Anlaufen des'Triebwerkes ist diese Luft verhältnismäßig kühl und erwärmt sich allmählich, so daß Wärmestößc an den Schaufelfüßcn klein gehalten sind. Bei Normalbetrieb ist diese Luft natürlich ebenfalls kühler als die aus der Brennkammer kommenden Treibgase, so S daß eine Kühlwirkung an den Schaufelfüßen und am Turbinenradkranz aufrechterhalten bleibt.A double wall is provided on the inner circumference of the DUsenkastens in order to supply air which has passed through the heat exchanger but not through the combustion chamber. This air is directed as a film over the feet of the turbine blades. Between the two plates 223 and 224, which form the inner wall of the nozzle box, an air inlet 381 is provided next to the heat exchanger: through the air inlet 381 , air flows into the essentially annular channel 382 between these plates, which are connected to one another by rivets and in by spacers Are kept at a distance from each other. The air exits on the inner wall of the nozzle box 67 immediately in front of the blades of the nozzle ring, flows along the inner casing ring and washes around the feet of the turbine rotor blades. When the engine starts up, this air is relatively cool and gradually warms up, so that heat shocks at the blade roots are kept small. During normal operation, this air is of course also cooler than the propellant gases coming from the combustion chamber, so that a cooling effect is maintained on the blade roots and on the turbine wheel rim.

Claims

Patent claims:

1. Gas turbine engine for road vehicles ίο with a heat exchange drum that is in one The heat exchanger housing rotates and passes through a partition between a high pressure chamber and a low pressure chamber of the heat exchanger housing is arranged, with one between the partition wall and that in the high pressure chamber located part of the Wärmetauschtrommcl lying combustion chamber, and with a housing containing a compressor, a turbine, and a shaft connecting them

ao next to one side of the heat exchange drum, which is the compressor with the turbine connecting -WeUe ^ the projection of the circumference the heat exchange drum cuts, g e k e η η drawing nct through thermal insulation (206, 208),

as which surround the combustion chamber (11) at a distance and are at a distance from the heat exchanger housing (57) and the partition wall (39) and form a space (238) through which the pressurized cooling air supplied by the compressor (10) is passed, and by thermal insulation (262, 271, 277) which cover the partition (39) and the heat exchanger housing (55) in the low-pressure chamber.

2. Gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the heat exchange drum (48) is rotatable about a vertical axis and the heat exchanger housing (57, 55) above the compressor (10), the turbine (12, 17) and the shaft (15 ) containing housing (23) is arranged and a part of the heat insulation (206, 271) insulates the heat exchanger housing on its upper side.

3. Gas turbine engine according to claim 1 or 2 with a separate power turbine lying coaxially to a compressor turbine, characterized in that the shaft (18) of the power turbine (17) below the low-pressure chamber of the heat exchanger housing (55) by an approximately ¹ conical heat shield (277,

278) is surrounded.

4. Gas turbine engine according to claim 2, characterized in that the compressor turbine (12) has a nozzle box (67) which carries the combustion chamber (11) and is surrounded by heat-insulating material (226) from the bottom of the combustion chamber (11). is separated by a gap (382) through which cooling air flows from the compressor (10) over the heat exchange drum (48).

1 sheet of drawings