DE2046810A1

DE2046810A1 - Gasturbine

Info

Publication number: DE2046810A1
Application number: DE19702046810
Authority: DE
Inventors: Frank Blakeslee Phoenix Ariz Wallace jun (VStA) F02c 7 26
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1969-09-25
Filing date: 1970-09-23
Publication date: 1971-06-16
Also published as: DE2046810C3; CA942510A; GB1320530A; DE2046810B2; FR2062652A5; US3680309A

Description

Gasturbine,

Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinen jener Bauart, die ein Paar spulenförmiger Rotoren haben. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Turbinenbauart, bei welcher der eine spulenförmige Rotor als Hilfskraftarxlage z.B. dazu dient, Druckluft einer Kabine und einer ausserhalb angeordneten Steueranlage zuzuführen, während der andere Rotor unter anderem etwa dazu dienen kann, elektrische Energie zu erzeugen und/oder ein hydraulisches Arbeitsmittel unter Druck zu setzen. Bei solchen Anlagen ist es vorteilhaft, die Zufuhr der Druckluft entsprechend dem schwankenden Bedarf in der Druckluftkabine und in den■ausserhalb angeordneten Steueranlagen verändern zu können und trotzdem einen mit annähernd konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Antrieb zur Verfügung zu haben, beispielsweise um einen Wechselstromgenerator antreiben zu können,

Gemäss der Erfindung ist die mit einem Paar spulenförmiger Rotoren, die je ein Verdichterschaufelrad und ein Antriebsturbinenschaufelrad aufweisen, ausgestattete Gasturbine in der Weise ausgebildet, dass die von einem der Verdichter* Schaufelräder erzeugte Druokluft teilweise einen»Luftauslasskanal und teilweise dem Einlass für das zweite Verdloh-

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terschaufelrad zuströmt, von dem aus sie in eine Brennkammer gelangt, in der wenigstens ein Brenner vorgesehen ist, in dem Brennstoff mit der von dem zweiten Verdichtersehaufelrad geförderten Luft gemischt und das Gemisch verbrannt wird, wobei dann die aus dem Brenner austretenden Gase gegen die Antriebsturbinenschaufein geleitet werden und so die Rotoren in Umlauf setzen.

Das eine der Verdichterschaufelräder kann z.B. ein Axialschaufelrad und das andere ein Pliehkraftschaufelrad sein, wobei zweckmässig der Axialverdichter in Strömungsrichtung vor dem Fliehkraftverdichter liegt.

Um die Menge der geförderten Luft verändern zu können, ist zweckmässig eine Vorrichtung zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit eines der Rotoren,·ζ«Β« eine Regelungsvorrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit von Signalen, die aus anderen Quellen kommen, arbeitet und dazu dient, die Arbeitsgeschwindigkeit des erwähnten Rotors zu verändern.

Soll die Anlage so ausgebildet sein, dass einer der beiden Rotoren beispielsweise einen Wechselstromgenerator mit konstanter Qeschwindigkeit antreiben kann, so ist die Regelvorrichtung so ausgebildet, dass sie den anderen Rotor auf konstanter bzw. annähernd konstanter Geschwindigkeit hält.

Der Rotor mit veränderlicher Arbeitsgeschwindigkeit trägt zweck« massig einen Axialverdichter und die Turbine dieses Rotors hat einstellbare Düsenblätter, die die Gase auf die Turbinenschaufeln leiten und deren Stellung durch die Regelvorrichtung bestimmt wird.

Andererseits kann auch der spulenförmige Rotor* der m$.t Arbeitsgeschwindigkeit umläuft, das zweite Verdichtersohaufelrad tragen und die Regelvorrichtung so ausgebildet sein, dfcss sie die Stellung der verstellbaren Düsenblätter vor dem Einlass'des? Schaufelrades bestimmt.

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Die Regelvorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, dass sie in Abhängigkeit von den Arbeitsgeschwindigkeiten der beiden Rotoren arbeitet, so dass sie

a) den Druck des Brennstoffes bestimmt, welcher der Einrichtung zur Veränderung der Arbeitsgeschwindigkeit des einen Rotors zugeführt wird, und

b) die Zufuhr von Brennstoff zu dem (bzw. den) Brenner(n) derart steuert, dass die Arbeitsgeschwindigkeit des anderen Rotors annähernd konstant bleibt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels der neuartigen Gasturbine hervor.

Fig. 1 zeigt die Gasturbine in axialem Längsschnitt;

Fig. 2 zeigt im Schnitt und in grösserem Maßstabe eine in der Gasturbine nach Fig. 1 verwendete Düse mit veränderlichem Durchgangsquerschnitt.

Fig. j5 ist ein Schnitt nach der Linie HI-III der Fig. 1

Fig. 4 zeigt schematisch die Steuerungsanlage für die Turbine nach Fig. 1 und

Fig. ö zeigt im axialen Schnitt und schematisch einen Teil einer etwas abgewandelten Bauart der Turbine, die ähnlich wie die Ausführung nach Fig. 1 arbeitet.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbine hat ein Gehäuse 2o, das aus mehreren, teils aus Gußstücken, teils aus Blech geformten Abschnitten zusammengesetzt ist. Das Gehäuse 2o umschliesst eine Rotorkammer 21, eine Luftabführungskammer 22 und eine Kammer 23 für die Verbrennungsluft. Ausserdem ist das Gehäuse mit einem Lufteinlass 24 und einem Auslass 2.'o für die Abgase versehen.

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In der Rotor kammer 21 sind ein spulenförmiger Niederdruckrotor 26 und ein spulenförmiger Hochdruckrotor 27 gelagert. Gehäuse und Teile der Rotoren bilden gemeinsam Luft- und Gaskanäle 28 bzw J>o, die im wesentlichen ringförmigen Querschnitt haben. Die Rotoren liegen in der Mitte der Kammer 21, wobei die Luft- und Gaskanäle sich rings um die Rotorkammer erstrecken. Eine radial gerichtete Wand 31 trennt die Luftabführungskammer 22 von der Kammer 23 für die Verbrennungsluft. In ihrer Mitte hat diese Trennwand eine öffnung 32, die mit dem Auslassende des Luftkanals 28 in Verbindung steht und sich mit ihm deckt.

Die spulenförmigen Rotoren 26 und 27 liegen konzentrisch zur Achse des Hochdruckrotors 27, die die Achse des Niederdruckrotors 26 umgibt. Lager 33 und 3^ tragen den inneren und Lager 35 und 36 den äusseren Rotor. Diese Lager sind an geeigneten Stellen des ortsfesten Gehäuses vorgesehen, an denen Streben angreifen, die sich quer über die ringförmigen Luft und Gaskanäle erstrecken.

Die Rotoren weisen Verdichtungs- und Turbinenabschnitte auf. So trägt der Niederdruckrotor einen Verdichter 37 mit axial gerichteten Stufen 37a, 37b und 37c, während der Hochdruckrotor 27 nur eine einzige Zentrifugalverdichterstufe 38 hat. Der Einlass für diese Verdichterstufe 38 liegt an der in der Trennwand 31 vorgesehenen öffnung 32 gegenüber dem Luftkanal ausgerichtet.

In dem Luftkanal 28 befinden sich mehrere Statorschaufeln 39, die jeweils in Strömungsrichtung hinter den Axialstufen 37a, 37b und 37c des Niederdruckverdichters angeordnet sind. Luft wird von den Druckschaufeln des Verdichters durch den Einlass angesaugt und durch den Kanal 28 gedrückt. Ein Teil der vom Niederdruckverdichter gelieferten Luft strömt durch den Kanal 28 zum Einlass des Pliehkraftverdichters 38. Die aus diesem Verdichter austretende Luft strömt radial nach aussen und durch einen Diffusor 4o in die Kammer 23 für die Verbrennungsluft,

In der Kammer 4o sind mehrere, axial gerichtete, dosenartig ausgebildete Brenner 4l über den Kammerumfang verteilt angeordnet.

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Jeder dieser Brenner hat an einem Ende Brennstoffdüsen 42 und am anderen Ende einen Auslass 43. Die Auslassenden 43 aller Brenner münden in einen ringförmigen Sammelkanal 43a. Die seitlichen Wandungen der dosenförmigen Brenner sind mit LüfteinlassÖffnungen 44 versehen, durch die Luft aus der Kammer 23 in die Brennerdose eindringen kann, die sich dort mit dem mittels der Düsen 42 einge- . spritzten Brennstoff mischt. Dieses Brennstoff/Luftgemisch wird mittels einer Zündkerze odgl. 45 gezündet. Danach brennt die erzeugte Flamme allein ununterbrochen weiter. Der Auslaßsammeikanal 4j5a ist um etwa l80° gebogen, so dass die Brenngase Düsen 46 zugeführt werden, die gegenüber dem Einlassende des Gaskanals j5o liegen,

Die Rotoren 26 und 27 tragen Turbinenräder 47* 48 und 49.» die mit Schaufeln 47a, 48a bzw 49a versehen sind. Diese Schaufeln ragen in den Gaskanal 3° hinein. Der Hochdruckfcotor 27 hat also nur eine Turbinenstufe, zum Unterschied von dem Niederdruckrotor 26, der mehrere solche Stufen aufweist«

Aus Pig. 1 ist zu erkennen, dass der spulenförmige Hochdruckrotor 27 an seinen beiden Enden gelagert ist, d.h. dass sich der Turbinenteil und der Verdichterabschnitt zwischen den Lagern 35 und 36 befinden. Der Niederdruckrotor 26 hingegen ragt über seine Lager 33 und 34 hinaus, d.h. der Verdicbterabschnitt und die Turbinenteile liegen an den Rotorenden ausserhalb der Lager. Bei dieser Anordnung sind also die Lager für die Rotoren zu einer vorderen und einer hinteren Gruppe zusammengefasst, wobei diese Gruppen innerhalb des Rotorgehäuses in einem Längsabstand voneinander liegen. Die vordere Lagergruppe, bestehend aus den Lagern 35 und 35 > liegt -zwischen den Verdichterstufen 37 und 38 der Rotoren und die hintere Lagergruppe, bestehend aus den Lagern 34 und 3ö, zwischen der Turbine 47 des Hochdruckrotora und dem ersten Turbinenrad 48 des Niederdruckrotorü i'C. Durch diese Bauart wird das Zuführen und Abieiten einer SchmierflUs.ri.gkeit zu bzw. von den Lagern erleichtert.

Aus /ον η lohendeρ Benuhrt-i bung 1·.·.ί. rieutLloh geworden, dass beLm ütriLmf der Rotoren H> \uid V( Luft in dun Ei.nL:u;.'> 24 den LuftkanaL-i

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eintritt, in dem sie verdichtet wird. Ein Teil dieser verdichteten Luft gelangt in die Brennkammer. Aus ihr tritt diese verdichtete Luft in die Brenner 4l über, in denen sie sich mit dem durch cie Düsen 42 eingesprühten Brennstoff mischt. Dieses Brennstoff/ Luftgemisch verbrennt und die heissen Brenngase strömen den Düsen 46 zu, durch die sie der ersten im Gaskanal befindlichen Turbine zugeführt werden. Die Gase beaufschlagen die Schaufeln 47a der ersten Turbine und bewirken so, dass der Hochdruckrotor 27 umläuft und den Piiehkraftverdichter 38 antreibt. Die die erste Turbine verlassenden Gase gelangen durch den Gaskanal danach zu einstellbaren, zusätzlich vorgesehenen DUsenblättern 5o, die die Gase gegen die Schaufeln 48a des Turbinenrades 48 richten. Die dieses Turbinenrad verlassenden Gase werden dann durch weitere, ortsfest angeordnete DUsenblätter gegen die Schaufeln 49a des Turbinenrades 49 geführt. Die Turbinenräder 48 und 49 sind Bestandteile des Niederdruckrotors 26. Gase, die auf die Schaufeln dieser Räder treffen, setzen den Niederdruckrotor in Umlauf, der - wie oben erläutert - die Axialschaufeln 57a, 37b und 37c des Verdichters 37 trägt.

Die Maschine ist so gebaut, dass ein Teil der aus dem Niederdruckverdichter austretenden Luft durch Trennkanäle odgl. 52 abgeleitet werden kann. Diese Trennkanäle 52 stehen auf der Lieferseite des Niederdruckverdichters, jedoch in Strömungsrichtung vor der zum Piiehkraftverdichter 38 führenden öffnung 32 mit dem Luftkanal in Verbindung. Die Trennkanäle 52 sind kurz und gebogen ausgebildet und werden von mehreren, schaufelartig geformten Führungswänden 53 begrenzt, die einen Teil der vom Niederdruckverdichter 37 abgegebenen Luft in die Luftabführungskammer 22 leiten. Aus dieser Kammer tritt die Luft in eine Ablassleitung 54.

Die inneren Enden der Trennkanäle 52 liegen derart in dem Luftkanal 28, dass sie reine Luft der Luftabführungskammer 22 zuführen. Staub und andere Fremdkörper gelangen an.den Trennkanäleri 52 vorbei und werden der Kammer· 23 für die Verbrennungsluft zugeführt, so dass sie zusammen mit dem Bretmatoff/Luft-Gemiseh verbrennen. Die Luftablas;.-.Leitung 54 führt ^u einer aussen

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ORIGINAL

Steueranlage odgl., in der variable Mengen verdichteter Luft benötigt werden. Da der Bedarf an Druckluft schwankt, ist es notwendig, die Umlaufgeschwindigkeit des Niederdruckrotors 37 in Abhängigkeit von dem Jeweiligen Bedarf zu ändern.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung wird dieser Zweck in der Weise erreicht, dass die Düsenblätter 5o für die erste Turbinenstufe 48 des Niederdruckrotors einstellbar ausgebildet"sind. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, haben diese Düsenblätter Zapfen 55» die um radiale Achsen verdrehbar sind. An den äusseren Enden der Zapfen 55 greifen Kurbelarme 56 an. Diese Kurbelarme 56 sind an ihren freien Enden mit einem Ring 57 gelenkig verbunden, der so gelagert ist, dass er in begrenztem Maße um die Achse der Rotorkammer herum drehverstellbar ist. Diese Verstellung wird mittels einer Stange bewirkt, die an einem Schwenkzapfen 59 des Ringes 57 angreift. Die Stangen 58 sind etwa tangential zum Ring 57 gerichtet und an ihren äusseren Enden mit Führungsköpfen 60 odgl. versehen, die mittels geeigneter Antriebsvorrichtungen 6l verstellbar sind.

Wie aus dem rechten Teil der Fig. 4 erkennbar ist, können die Antriebsvorrichtungen 61 hydraulisch betätigt werden. Bewegliche Kolben odgl. 62 sind'in der Lage, die Stangen 58 wenigstens in einer Richtung zu verstellen. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, dass die Kolben odgl. 62 der Vorrichtungen 6l in der entgegengesetzten Richtung durch Federwirkung bewegbar sind. Es sind dann zweckmässig unter Federwirkung stehende Anschläge 63 vorgesehen, die die Kolbenbewegung in dieser Richtung begrenzen und dafür sorgen, dass die Düsenblätter 5o in vorbestimmter Lage gehalten werden, falls in der Zufuhr der hydraulischen Flüssigkeit Störungen eintreten sollten.

Die Maschine soll auch dazu ausgenutzt werden können, ein oder mehrere Zusatzeinrichtungen, wie z.B. einen Generator oder eine hydraulische Pumpe oder beides anzutreiben und zwar mit konstanten Geschwindigkeiten. Zu diesem Zweck wird vom Hochdruckrotor 27 Kraft über eine Welle 64 abgezapft, die seitlich aus dem Tur-

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binengehäuse herausgeführt ist. Das innere Ende dieser Welle trägt ein fest auf ihr angeordnetes Kegelrad 65, das von einem auf der Achse der Hochdruckspule 27 sitzenden Rad 66 angetrieben wird. Geeignete Lager, Dichtungen usw. für die Welle 64 sind vorgesehen. Das äussere Ende der Welle trägt gleichfalls ein Kegelrad 67, das mit einem entsprechenden Getriebe zusammenwirkt, um die Zusatzeinrichtungen 68 anzutreiben.

Bekanntlich werden gewisse zusätzliche Einrichtungen, wie z.B. Elektrogeneratoren und hydraulische Pumpen, zweckmässig mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben, um konstante Leistungen hervorzubringen. Die Maschine ist daher mit einer Anlage zur Regelung der Brennstoffzufuhr zu den Brennern 4l versehen. Diese Anlage arbeitet - wenigstens teilweise - in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Hochdruckrotors 27. Eine Anlage 69 _s die für diese Zwecke bestimmt ist, ist in Fig. 4 schematisch veranschaulicht; sie besteht aus Teilen für die Brennstoffregelung und elektrischen Steuerungsorganen. Da beide Rotoren der Maschine von den Verbrennungsgasen angetrieben werden, ist der Brennstoffbedarf von der Betriebsweise beider Rotoren abhängig. Wie schon erwähnt, muss der Hochdruckrotor 27 mit nahezu konstanter Umlaufgeschwindigkeit angetrieben werden. Der Teil der Regelungsanlage, der die Brennstoffzufuhr steuert, arbeitet daher in erster Linie in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Hochdruckrotors 27. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Regelventil 7o angewendet wird, welches mit einer Fliehkraftsteuerung,7I versehen ist, die vom Hochdruckrotor angetrieben wird. Ausserdem ist ein Dosierventil 72 vorgesehen, das zum Teil auf den im Niederdruckverdichter 37 erzeugten Luftdruck anspricht. Die Regelungsanlage 69 wird aus einer geeigneten Quelle über eine Leitung 73 mit Brennstoff versorgt, der einer maschinell angetriebenen Pumpe 74 zugeführt wird. Die Pumpe drückt den Brennstoff durch eine Leitung 75> die sowohl, zum Regelventil 7o als auch zum Dosierventil 72 führt. Durch eine Leitung 76 steht die Brennstoffdruckleitung 75 ferner mit einem Teil 77 der Regelungsanlage in Verbindung, der als hydraulische Betätigungsvorrichtung für die verstellbaren Düsenblätter 5o dient, so dass die Geschwindigkeit des Niederdruckrotors verändert werden kann. 109 825/1212

Das Regelventil Jo hat einen Umgehungskanal, der mittels der Fliehkraftsteuerung in der Weise gesteuert werden kann, dass er überschüssigen Brennstoff in den Brennstoffvorratsbehälter zurückgelangen lässt, sobald der Hochdruckrotor 27 eine im voraus festgelegte Geschwindigkeit erreicht hat. Sobald die Rotorgeschwindigkeit abfallen sollte, wird die in den Vorratsbehälter zurückgeführte Brennstoffmenge verringert, sodass die Geschwindigkeit wieder ansteigt. Wechselnder Brennstoffbedarf wird ausserdem mittels eines Verdrehungsmotors ("torque motor") 78 kompensiert, der am Regelventil 70 vorgesehen ist und auf ein elektronisches, durch die Umlaufgeschwindigkeit ausgelöstes Signal anspricht, das von einem einpoligen Fühler 80 ausgelöst wird. Der Fühler befindet sich rieben der Achse des Hochdruckrotors 27 und überwacht dessen Umlaufgeschwindigkeit, Ein solenoidgesteuertes Haupt-Brennstoffventil 8l befindet sich in einer Leitung 82, die vom Dosierventil 72 zu den Brennkammern 4l führt. Ein Ventil 85 dient dazu, Brennstoff, der bei Unterbrechung des Maschinenbetriebes in den zu den Brennkammern führenden Leitungen zurückbleibt, automatisch in geeigneter Weise abzuleiten.

Der Teil 77 der Regelungsanlage weist gleichfalls einen Druckregler 84, ein solenoidgesteuertes Schliessventil 85 und ein mittels eines Verdrehungsmotors ("torque motor control valve") gesteuertes Regelventil 86 auf. Durch eine Leitung 76 gelangt Brennstoff unter Druck von der Pumpe 74 zum Druckregler 84. Wird das Solenoidventil 85 unter Strom gesetzt, so gelangt Brennstoff, der unter vorbestimmtem Druck steht, zu den Antriebsvorrichtungen 6l (Fig. 2), so dass die verstellbaren Düsen des Niederdruckrotors 26 betätigt werden. Bei einer Verwendungsart der Maschine hängt dieser Vorgang z.B. ab von dem Bedarf an pneumatischer Kraft seitens ausserhalb der Maschine liegender Steuerorgane eines Flugzeugs, die In Fig. 4 durch das Blocksymbol 87 veranschaulicht sind. Brauchen also die Organe 87 Luft, so wird ein Abrufsignal in Form einer positiven elektrischen Spannung (0 bis 10 Volt) über einen Maximurn-und Minimum-Spannungsbegrenzer 88 einem elektronischen Comparator oder /widiergerät 90 zugeführt. DLesern Gerät 'Jo wird nuaserdr.·-ι εLn .'lignal negatl/er Spannung zu-

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BAO ORiGINAU

-logeführt, das proportional der jeweiligen Umlaufgeschwindigkeit des Niederdruckrotors ist. Diese Geschwindigkeit wird mittels eines einpoligen Fühlers 91 gemessen, der neben der Achse des Niederdruckrotors 26 liegt. Die resultierende Geschwindigkeitsdifferenz wird vom Gerät 9o einem Integral-plus-Proportional Steuerschaltkreis 92 ("an integral plus proportional control circuitry") zugeführt, sodass über einen Stabilisierungs- und einen Antriebs-Schaltkreis 93 bzw 94· dem Verdrehungsmotor ("torque motor") 86 ein Steuersignal zugeleitet wird. Dieser Motor 86 arbeitet proportional und zwar derart, dass in proportionalem Verhältnis zu der Grosse des zugeführten Signals Flüssigkeit aus dem Druckregler 84 den Stellvorrichtungen 6l zugeführt wird.

Ruft das Signal zusätzliche pneumatische Energie ab, so schliessen die Stellvorrichtungen die DUsenblätter 5o, so dass der Abfall des Gasdrucks in den Niederdruckturbinen verstärkt wird. Sollte das Signal eine Herabsetzung der pneumatischen Energie verlangen, so wird der Verdrehungsmotor 86 die Zufuhr von hydraulischem Druck zu den Stellvorrichtungen 6l drosseln und in ihnen vorgesehene Federn werden die Düsenblätter 5o in ihre Offenstellungen drängen. Wird die Stromzufuhr zu dem solenoidgesteuerten Schliessventil 85 unterbrochen, so wird der Teil 77 der hydraulischen Anlage mit einem Abfluss oder Vorratsbehälter in Verbindung gebracht und Anschläge 65 der Stellvorrichtungen werden federnd in eine Stellung zurückgeführt, in der sie die Kolben odgl. 62 der Stellvorrichtungen in einer im voraus bestimmten Lage sichern, in der die Düsen eine minimale Niederdruckleistung bewirken.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Maschine und ihrer Arbeitsweise geht hervor, dass eine Doppelrotormaschine und eine Regelanlage geschaffen sind, mit deren Hilfe Zusatzeinrichtungen mit konstanter Geschwindigkeit antreibbar sind und pneumatische Energie in variabler Menge Hilfsvorrichtungen zugeführt werden kann, die zu ihrem Betrieb solche Energie benötigen. Die Regelurigsanlage ist mit auf die Umlaufgeschwindigkeit eines Hochdruck-

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rotors der Maschine ansprechenden Mitteln versehen, die bewirken, dass dieser Rotor mit gleichbleibender Geschwindigkeit umläuft. Überdies hat die Regelungsanlage Teile, die in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bedarf einer mit pneumatischer Energie betriebenen ,Vorrichtung arbeiten und die Umlaufgeschwindigkeit eines Niederdruckrotors in Anpassung an diesen Bedarf verändern.

Zweckmässig wird die Umlaufgeschwindigkeit des Niederdruckrotors vermittels einstellbarer Düsen für die Turbine dieses Rotors geregelt j es ist aber, wie in Fig. 5 veranschaulicht, auch möglich, die gleichen Ergebnisse mit Hilfe verstellbarer Schaufeln 95 zu erzielen, die am Einlass des Hochdruckverdichters vorgesehen sind. Die Regelungsanlage wird dann so angeschlossen sein, dass diese Schaufeln den Übertritt von Luft aus dem Niederdruckverdichter in den Hochdruckverdichter derart beeinflussen, dass die Umlaufgeschwindigkeit des Niederdruckrotors entsprechend eingestellt wird. Da diese Umlaufgeschwindigkeit proportional dem Bedarf der pneumatische Energie erfordernden Vorrichtung ist, wird nur soviel Brennstoff verbraucht, wie nötig ist, um die Energie zu erzeugen, die grosser ist, als jene, die für eine konstante Rotorgeschwindigkeit benötigt wird. Auf diese Weise ist ein Höchstmass an Wirtschaftlichkeit des Betriebes erzielt.

Patentansprüche ι

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Claims

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Patentansprüche":

Gasturbine mit einem Paar spulenförmiger Rotoren, die je ein Verdichterschaufelrad und ein Antriebsturbinenschaufelrad tragen, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem der Verdichterschaufelräder (37) erzeugte Druckluft teilweise einem Luftauslasskanal (22) "und teilweise dem Einlass für das zweite Verdichterschaüfelrad (38) zuströmt, von dem aus sie in eine Brennkammer (23) gelängt, in der wenigstens ein Brenner (41) vorgesehen ist, in dem Brennstoff mit der von dem zweiten Verdlchterschaufelrad (38) geförderten Luft gemischt und das Gemisch verbrannt wird,' wobei dann die aus dem Brenner (4l) austretenden öase gegen die Antriebsturhinenschaufein (47, 48 und 49) geleitet werden und so die Rotoren in Umlauf setzen.

£·■ Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der Verdichterschaufelräder (37) ein Axialschaufelrad ist, während <üas andere als Fliehkraftschaufelrad (38) aus-* gebildet ißt,

3„ Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialverdichter (37) in Strömungerlchtung vor dem Fliehkraft-Verdichter (38) liegt.

4. Turbine nach Anapruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (5o, 95) zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit eines der Rotoren.

5. Turbine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (7o), die in Abhängigkeit von Signalen, die aus anderen Quellen stammen, arbeitet und dazu dient, die Arbeitsgeschwindigkeit des erwähnten Rotors zu verändern.

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6. Turbine nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung den anderen Rotor auf konstanter bzw, annähernd konstanter Geschwindigkeit hält»

7. Turbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (26), dessen Arbeitsgeschwindigkeit regelbar ist, jener Rotor ist, der Luft dem Luftauslasskanal (22) zuführt,

8. Turbine nach einem der Ansprüche 5 bis 7> dadurch gekennzeich-» net, dass der Rotor, mit veränderlicher Arbeitsgeschwindigkeit einen Axialverdichter {Jf) trägt und die Turbine (48,49) dieses Rotors-einstellbare DüsenblHtter (5o) hat, die die Gase auf die Turbintnschaufaln leiten und deren Stellung durch die Regelvorrichtung (7o) bestimmt wird.

9. Turbine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mit variabler Arbeitsgeschwindigkeit jener Rotor (27) ist, welcher das zweite 'Vardichtersehaufelrad (38) trägt und die Regelvorrichtung (70) die Stellung der verstellbaren Düsenblätter (95) vor dem Einlass dieses Schaufelrades bestimmt,

10. Turbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (70) in Abhängigkeit von den Arbeitsgeschwindigkeiten der beiden Rotoren arbeitet,· so dass sie

a) den Druck des Brennstoffes bestimmt, welcher der Einrichtung (77) zur Veränderung der Arbeitsgeschwindigkeit des einen Rotors zugeführt wird, und

b) die Zufuhr von Brennstoff zu dem (bzw. zu den) Brenner (n) (4l) derart steuert, dass die Arbeitsgeschwindigkeit des anderen Rotors annähernd konstant bleibt. ·

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