DE1751851B2 - Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

einer Anlasseranlage oder einer Kabinenheizeinrichtung, zugeführt. Sinkt der Bedarf an Druckluft, so wird die Durchflußmenge mit dem Ventil 26 verringert und das Ventil 28 gleichzeitig entsprechend geöffnet. Die überschüssige Druckluft strömt durch die Leitung 27 zur Luftturbme 3 und leistet hier Arbeit. Die Leistung der Luftturbine 3 wird über die Abtriebswell* 21 auf das Sammelgetriebe 5 übertragen und dadurch nutzbar gemacht. Die in der Luftturbine 3 entspannte Luft wird den Abgasen der Turbine 10 beigemischt und gelangt durch den Schalldämpfer 16 ins Freie.

Die erfindungsgemäße Gasturbinenanlage zeichnet sich durch eine gedrängte und leichte Bauweise aus. Sie erlaubt die volle Ausnutzung der Druckluftenergie bei allen Betriebsarten. Dabei ermöglicht die Unabhängigkeit des Gasturbinenprozesses vom Druckluftbetrieb zusätzlich einen hohen thermischen Wirkungsgrad, so daß sich eine besonders wirtschaftliche Gasturbinenanlage ergibt.

Der Niederdruckteil und der Hochdrjckteil des Verdichters, die Gasturbine und die Luftturbine können je nach Auslegung ein- oder mehrstufig in axialer oder auch radialer Bauart ausgeführt werden.

Im Sammelgetriebe können die einzelnen Zahnräder auf verschi edene Weise angeordnet sein. So können z.B. das Gasturbinenrad und das Luftturbinenrad mit dem Generatorrad in Eingriff stehen. Zwischen den einzelnen Getriebewellen können unterschiedliche Übersetzungen, gegebenenfalls durch Anordnen einer Zwischenstufe, verwendet werden. Es können zusätzliche Wellen, z. B. zum Antrieb einer ölpumpe, im Sammelgetriebe vorgesehen werden. Auch ist es möglich, Trennkupplungen anzuordnen, um beispielsweise bei reinem Druckluftbetrieb den Generator und die Lufttvitbme stillegen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

ses Getriebes ermöglicht die Wahl einer bestimmten

Patentanspruch: Drehzahl der Luftturbine, die damit so an den zuGasturbinenanlage zur Erzeugung von mecha- sätzlich die Nutzdruckluft liefernden Gaslurbinenvernischer Energie und Nutzdruckluft mit einer mit dichter angepaßt werden kann, daß sich ein hoher der Gasturbinenwelle verbundenen, durch über- 5 Wirkungsgrad auch bei der Verwendung einer sehr schüssige Druckluft antreibbaren Luftturbine, kleinen und damit auch leichten Luftturbine verwirkdadurch gekennzeichnet, daß in an liehen läßt. Zusammen mit der durch die Abzweisich bekannter Weise im Bereich zwischen einem gung von Nutzdruckluft möglichen Einsparung eines Niederdruckteil (8) und einem Hochdruckteil (9) besonderen Gebläses ergibt sich damit elie gedrängte eines mehrstufigen Verdichters (7) der Gastur- io und leichte Gasturbinenanlage, die sich besonders für bine (1) eine Nutzdruckluftleitung (24) ange- die Verwendung in Luftfahrzeugen eignet,
schlossen ist und daß von letzterer (24) eine ab- Bei einer weiteren bekannten Gasturbinenanlage sperrbare Leitung (27) abgezweigt und zu der in Mehrwellenauslührung zur Erzeugung von mecha-Luftturbine (3) geführt ist, die mit der Gasturbi- nischer Energie und Nutzdruckluft ist im Bereich nenwelle (6 und 18) über ein Getriebe (5) ver- 15 zwischen dem Niederdruckteil und dem Hochdruckbunden ist, das aus mindestens drei Stimzahnrä- teil eines mehrstufigen Verdichters der Gasturbinendern (19, 20, 22) besteht, wobei die Abtriebs- anlage eine Nutzdruckluftleitung angeschlossen welle (18) der Gasturbine (1), die Abtriebswelle (deutsche Auslegeschrift 1035 311). Die Möglichkeit (21) der I.uftturbine (3) und die Antriebswelle der Energierückgewinnung durch eine Luftturbine (23) einer Arbeitsmaschine (4), z.B. eines 20 fehlt jedoch bei dieser Anlage. Ein Stromerzeuger Stromerzeugers, mit je einem Stirnzahnrad (19, wird unmittelbar mit der Drehzahl der Gasturbinen-20, 22) verbunden sind. welle angetrieben. Demgegenüber kann durch das

Getriebe der erfindungsgemäßen Gasturbinenanlage in vorteilhafter Weise eine geeignete Drehzahl der

35 entsprechenden Arbeitsmaschine festgelegt werden.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel der erfindungsgemäßen Gasturbinenanlage in schematischer Darstellung. Die Gasturbinenanlage setzt sich im wesentlichen aus einer Gasturbine 1 mit einer Entnahme-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinen- 30 stelle 2 für Druckluft, einer Luftturbine 3, einem

anlage zur Erzeugung von me> 'janischer Energie und Stromerzeuger 4 und aus einem Sammelgetriebe 5 zu-

Nutzdruckluft mit einer mit rter Gasturbinenwelle sammen.

verbundenen, durch überschüssige Druckluft antreib- Die Gasturbine 1 ist als Einwellenturbine ausgebil-

baren Luftturbine. Die Verwendung einer Lufttur- det. Auf der Welle 6 ist ein Verdichter 7 mit einem

bine ermöglicht es, die Energie der vom Verdichter 35 Niederdruckteil 8 und einem Hochdruckteil 9 sowie

gelieferten, aber vom Verbraucher nicht abgenom- eine Turbine 10 befestigt. 11 ist die Brennkammer

menen Druckluft weitgehend der Gasturbinenanlage mit der Kraftstoffeinspritz- und Zündeinrichtung,

wieder zuzuführen. Ein Pfeil 12 deutet den Lufteiniritt am Eingang des

Bei einer bekannten derartigen Gasturbinenanlage Verdichters 7 an. 13 bzw. 14 sind Kanäle, die den

ist auf der Gasturbinenwelle neben dem Verdichter 40 Ausgang des Verdichters 7 mit der Brennkammer 11

der Gasturbine noch ein besonderes Gebläse zur Er- bzw. die Brennkammer 11 mit dem Eingang der Tur-

zeugung von Nutzdruckluft sowie die Luftturbine an- bine 10 verbinden. Von der Turbine 10 führt eine

geordnet (BBC-Nachrichten, Februar 1961, S. 90 bis Leitung 15 zu einem Schalldämpfer 16, aus dem die

102). Die Verwendung eines zusätzlichen Gebläses Gase in Richtung des Pfeiles 17 ins Freie strömen.

ist aufwendig und führt zusammen mit der gleichach- 45 Auf der Abtriebswelle 18 der Gasturbine 1 ist ein

sigen Anordnung der Luftturbine, deren Größe Zahnrad 19 des Sammelgetriebes 5 befestigt. Mit

durch die Drehzahl der gemeinsamen Welle festliegt, dem Zahnrad 19 kämmt ein Zahnrad 20, das auf der

zu einer ausgedehnten und sch\ 'erfälligen Anlage. Abtriebswelle 21 der Luftturbine 3 befestigt ist. Ein

Eine solche Ausführung eignet sich nicht für ortsver- weiteres Zahnrad 22, das mit dem Zahnrad 19 eine

änderliche Anlagen, die, wie beispielsweise Hilfsag- 50 Untersetzungsstufe bildet, sitzt auf der Antriebswelle

gregate für Luftfahrzeuge, neben einem geringen Ge- 23 des Stromerzeugers 4, der das Bordnetz mit Strom

wicht auch kleine Abmessungen aufweisen müssen. versorgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Von der Entnahmestelle 2 für Druckluft, die nach

Mängel zu beheben und eine kompakte und leichte dem Niederdruckteil 8 des Verdichters 7 angeordnet

Gasturbinenanlage mit hohem Wirkungsgrad zu 55 ist, führt eine Leitung 24 in Richtung des Pfeiles 25

schaffen. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, zu einem oder mehreren Verbrauchern. Ein Ventil

daß in an sich bekannter Weise im Bereich zwischen 26 dient zum Einstellen des gewünschten Druckluft-

einem Niederdruckteil und einem Hochdruckteil durchsatzes oder zum Absperren der Leitung 24,

eines mehrstufigen Verdichters der Gasturbine eine wenn keine Druckluft benötigt wird. Von der Lci-

Nutzdruckluftleitung angeschlossen ist und daß von 60 tung 24 zweigt eine Leitung 27 für Druckluft zur

letzterer eine absperrbare Leitung abgezweigt und zu Luftturbine 3 ab. Ein Ventil 28 dient zum öffnen

der Luftturbine geführt ist, die mit der Gasturbinen- oder Absperren der Leitung 27. Vom Ausgang der

welle über ein Getriebe verbunden ist, das aus min- Luftturbine 3 geht eine Leitung 29 aus für die ent-

destens drei Stirnzahnrädern besteht, wobei die Ab- spannte Luft und mündet vor dem Schalldämpfer 16

triebswelle der Gasturbine, die Abtriebswelle der 65 in die Leitung 15 für die Abgase.

Luftturbine und die Antriebswelle einer Arbeitsma- Beim Betrieb der Gasturbinenanlage wird bei einer

schine, z. B. eines Stromerzeugers, mit je einem bestimmten Drehzahl ständig eine gleichbleibende

Stirnzahnrad verbunden sind. Die Verwendung die- Menge Druckluft erzeugt und dem Verbraucher, z. B.