DE1932252A1 - Gasturbine - Google Patents

Description

"BENNES MARREL", Rue Pierre Copel, Saint-Etienne - (Loire)

Gas turbine

899 Lindau (Bodensee)

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine für verschiedene Uerwendungszwecke, z.B. zur Ausrüstung von Kraftfahrzeugen.

Man kennt Gasturbinen, die Flugzeuge antreiben, oder feststehende Anlagen, z.B. -in Elektrizitätswerken. Aus verschiedenen Raum- und Leistungsgründen sind diese Gasturbinen nur schwer als bewegliche, selbständige Aggregate, besonders in Lastkraftwagen, verwendbar.

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Die Erfindung bezueckt in der Hauptsache die Vermeidung solcher Nachteile, indem mit ihr eine Gasturbine geschaffen uird, deren Gesamtaufbau eine Anordnung von sehr kompakter Form zu bilden ermöglicht, die bequem auf einem Lastkraftuagen unterzubringen ist, uobei eine zufriedenstellende thermische Leistung und ein relativ niedriger Lärmpegel gewährleistet ist.

Eine erfindungsgemässe Gasturbine enthält zwei verschiedene Uellen und zwar eine Uelle auf der ein Ansaug-Kreiselverdichter (Turbokompressor^ und das Rad einer Hochdruckturbine verkeilt sind, andererseits eine mit dem Rad einer Niaderdruckturbine fest verbundene Uelle, und sie ist hauptsächlich dadurch bemerkenswert, daß das vordere Ende der Eingangsuelle die Getriebe (Zahnräder) eines Antriebskastens der Hilfsmaschinen antreibt, hinter dem sich zuei einander diametral gegenüberliegende und auf der Ansaugöffnung des Verdichters mündende Saugöffnungen befinden, uobei der Verdichter die Luft in zuei zueinander parallel in zur Drehachse der

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Rotoren senkrechter Ebene angeordnete Gegenstrom-Brennkammern fördert, sodaö die durch diese Kammern geförderten heissen Gase an zuei einander diametral gegenüberliegenden Stellen in einen Verteilerring münden, der das Rad der Hoch-

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druckturbinehetätigt, ,während die Brennkammern in zwischen dem Kompressorrad und dem Hochdruckturbinenrad querliegender Ebene angeordnet sind und die aus der Hochdruckturbine austretenden ttise auf das Rad der Niederdruckturbine gelangen, um dann durch einen Entspannungs-Ringkanal won konischem Profil zu zwei einander diametral gegenüberliegenden Auslaßöffnungen geleitet zu werden, während das Stützlager der Niederdruckraduelle im Zentrum dieses konischen Ringkanals liegt und diese Welle jenseits des Lagers die Organe eines übersetzung ins Langsame ar treibt, deren Ausgangswelle die Zapfwelle der Anordnung bildet.

Es erhellt, daß eine gemäss diesem allgemeinen Aufbauplan konstruierte Gasturbine eine Anordnung von besonders geringem Raumbedarf bildet, die bequem, z.B. auf einem Kraftfahrzeug, unterzubringen ist. Die Anordnung der beiden Brennkammern emöglicht nicht nur eine Verringerung des gesamten Raumbedarfs, sondern gewährleistet auch einen sehr gMchmässigen und homogenen Gasstrom. S.chliesslich eignet sich die Anordnung auch für eine einwandfreie Geräuschdämpfung.

Die beispielshalber und ohne Einschränkung beigefügte Zeichnung erleichtert das Verständnis der Erfindungs-

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merkmale und gibt weitere Erfindungsmerkmale an_? E? zeigt:

figur 1 eipe Gesamtansicht des aus einer Gasturbine

h der Erfindung bestehenden Aggregats,

Figur 2 einen Axialschnitt, in dem zur Verdeutlichung eier Zeichnung eine Ansaug- und eine Auslaööffnung in eiie Schnittebene der Zeichnung verlegt wurden*

figur 3 einen Schnitt nach Linie III - III (fig. 2) der die Anordnung der Gegenstrom-Brennkammer zeigt,'

Figur 4 einen Schnitt nach Linie IU - IU (Fig. 2), der die uirklichp Anordnung der AuslaÖöffnungen veranschaulicht

Figur 5 einen Schnitt nach Linie U-U (Fig. 2) mit der wirklichen Anordnung der Ansaugöffnungen.

Die in den Zeichnungen dargestellte Turbine enthält mehrere hintereinander folgende Anordnungen, die verschiedene Schnitte ein und desselben Aggregats bilden und zwar

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- einen Antriebskasten 1 der Hilfsmaschinen,

- eine Gaserzeugeranordnung 2 mit dem Verdichter, den Brennkammern und der Hochdruckturbine,

- eine uon der Niederdruckturbine gebildete Piotoranordnung 3,

- eine übersetzung 4 ins Langsame, deren Ausgangsuelle eine Zapfwelle zur Kupplung mit den Kraftübertragungsorganen eines Lastkraftwagens oder irgendeines anderen Fahrzeuges bildet.

Der Antriebskasten 1 der Hilfsmaschinen uurde in den Zeichnungen schematisch wiedergegeben.

Dasselbe gilt uon der übersetzung 4 ins Langsame, deren Einzelheiten hier nicht erwähnt werden.

Die eigentliche Turbine umfasst zwei selbständige Uellen 6 und 7 (Fig. 2), die in der Verlängerung der einen zur anderen angeordnet sind. Auf dem hinteren Ende der Uelle 6 ist das Rad 8 einer Hochdruckturbine v/erkeilt. Die Uelle 6 wird uon einem mittleren Lager gehalten, auf dessen anderer Seite sie mit dem Verdichterrad 1o eines Kreiseluerdichters (Turboladers) fest uerbunden ist. Denseits des Rades 1o schliesst die Uella 6 in der Uelle 7 ab, das die inneren Organe des Antriebskastens antreibt.

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Gemäss einem der Merkmale dar Erfindung weist das Ansauggehäuse zwei einander diametral gegenüberliegende seitliche Öffnungen 11 (Fig. 1 und 5) auf.

Diese Anordnung ist in doppelter Ueise vorteilhaft:

Einerseits ermöglicht sie die Ueglassung irgendwelcher Snsaugluftsammler oder dergleichen am Eingang des Verdichterrades 1o, da das Vorhandensein eines derartigen Sammlers der gleichmässigen Verteilung der Geschuindigkeiten innerhalb des Gasstromes abträglich ist;

andererseits erleichtert sie die Anbringung v/on (nicht gezeichneten) Geräuschdämpfungsfiltern an der Ansaugöffnung, uas für eine Turbomotorgruppe zur Ausrüstung uon Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen wesentlich ist.

Aus denselben Gründen erfolgt das Ausströmen durch ein Gehäuse, das zwei einander diametral gegenüberliegende seitliche Öffnungen 12 (Fig. 1 und 4) aufweist. Das Verdichterrad 1o weist zwei Schaufelreihen auf, und zwar eine schraubenförmige Schaufelreihe 13 am Eingang und eine radiale Schaufelreihe 14 am Ausgang. Das Verdichterrad 1o fördert die Luft durch die festen Schaufeln eines Diffusors 15, die kranzförmig in derselben querliegenden Ebene angeordnet sind.

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Die UerbrennungsgasB strömen dann im Gegenstrom zur Witte der Brennkammern 21 (Pfeile 26), dann erreichen sie durch zuei einander diametral gegenüberliegende Öffnungen 27 eine Ringkammer 28, uo ihr Druck und ihreStrömungs -

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geschwindigkeit homogenisiert werden, Um die, Gleichmassigkeit der l/erteilung der heissen Gase zu verbessern, ist zwischen den beiden Brennkammern 21 eine Umleitung 29 vorgesehen. Die Gase v/erlassen die Ringkammer 28 in axial gerichtetem Strom und durchqueren die festen Schaufeln 3o eines ersten Verteilers uor dem Einwirken auf die beweglichen Schaufeln 31 des Rades 8.

Nach dem Rad 6 der Hochdruckturbine werden die Gase in einer Ringkammer 32 gesammelt, von wo sie teils durch Umleitungsventiie 33 entweichen können, oder in einen konisch ausgebildeten Verteilerring 34 geleitet werden, der sie den festen Schaufeln 35 eines Niederdruckv/erteilers zuführt. Am Ausgang dieses Verteilers durchqueren die heissen Gase die Schaufeln 36 eines auf der Uelle 7 verkeilten Turbinenrades 37j dieses Turbinenrad 37 bildet das Krafterzeugungsorgan für die gesamte Gruppe. Hinter dem Turbinenrad 37 durchqueren die Gase einen konisch ausgebildeten Ringsammler 38, der sich in Richtung der seitlichen Auslaßöffnungen 12 erweitert.

Es ergibt sich, daß diese Anordnung die Unterbringung des Hauptlagers 39 der Zapfwelle 7 im Innern eines

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Hohlteils in der Mitte des Ringsammlers 38 ermöglicht. Dieses Hauptlager 39 ist somit in einem Bereich angeordnet, uo es v/on den Auspuffgasen thermisch gut isoliert uerden kann.

Die Anordnung arbeitet uie folgt:

Die Uelle 6 führt zuischen 27ooo und 43ooo Umdrehungen pro Minute aus. Demgegenüber macht die Uelle 7 des Turbinenrades 37 zuischen 0 und 37ooo UpM. Uenn sich das Aggregat verlangsamt, uobei das Fahrzeug ebenso uie die Uelle 7 stillsteht, uerden die Umleitungsventile 33 geöffnet, uodurch die Gaszuführung zur Niederdruckturbine kurzgeschlossen wird. Die Brennstoffzuführung durch die Einspritzdüsen 23 ist alsdann auf ein Minimum reduziert.

Demgegenüber uerden bei \/ollbetrieb die Ventile 33 geschlossen und der gesamte Gasstrom verläuft durch die Schaufeln 36 des Turbinenrades 37.

Um die Leistung zu verbessern, kann man Rippen 4o · zur Bildung eines Diffusors im Rohrknie (Uinkelstück) anordnen, das zu den Auslaßöffnungen 12 führt.

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Die vorstehende Beschreibung dient lediglich zur Erläuterung eines Ausführungsbeispieles ohne Einschränkung. Der Erfindungsbereich uird nicht überschritten, wenn die beschriebenen Ausführungseinzelheiten durch andere gleichwertige Anordnungen ersetzt werden. Insbesondere kann diese Turbine zur Ausrüstung von Zusatz— oder Hilfsstromerzeugeranlagen, beweglicher Druckluftaggregate auf Baustellen oder auch von Schiffsantriebsaggregaten dienen. .

Patentansprüche

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Claims (3)

1. Patentansprych. β·

   1, jGasturbine mit zwei verschiedenen Wallen» nämlich

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   ainer UbIIb, auf der ein Ansaug-Kreiselyerdichter (Turbolader) und das Rad einer Höchdruckturbine vsrkailt sind, und finer UbIIb für das RacJ ainer NiederdruGk!- Leistungsturbine, ferner mit einem Antriebsgehäuse für die Hilfsmaschinen und einem Untersetzungsgetriebe mit Zapfwelle, dadurch gekennr· zeichnet , daß sie einerseits zuei einander diametral gegenüberliegende Lufteinlaßzutrittsöffnungen zwischen dem Hilfsmaschinen-Antriebsgehäuse und dem Turbinenblock, andererseits zuei einander diametral gegenüberliegende Auslaßöffnungen zwischen dam Turbinenkörper und dem Untersetzungsgetriebe aufweist.
2. 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie zwei parallel nebeneinander angeordnete Brennkammern auf derselben Seite des Blocks aufweist, über dessen Aussenseite sie hinausragen.

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3. 3. Gasturbine nach den Ansprüchen 1 und 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß sie Umleitungsuentile aufweist, die zwischen einer die heissen Gase enthaltende Ringkammer und einerseits auf einen die festen Schaufeln eines Niederdruckv/ertailers ausmündenden
   Ringv/erteiler, souie andererseits auf den Abzugssammler geschaltet sind.

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