DE2163822C3 - Gas turbine engine with heat exchanger - Google Patents

Gas turbine engine with heat exchanger

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DE2163822C3 DE19712163822 DE2163822A DE2163822C3 DE 2163822 C3 DE2163822 C3 DE 2163822C3 DE 19712163822 DE19712163822 DE 19712163822 DE 2163822 A DE2163822 A DE 2163822A DE 2163822 C3 DE2163822 C3 DE 2163822C3
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Paul Thomas Royal Oak Mich.; Quinn Ronald Edwin Indianapolis Ind.; Vickers (V.St.A.)
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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk mit einem Verdichter, einer vom Verdichter mit Luft versorgten Brennkammer mit einer Brenn- und einer Mischzone, einer von der Brennkammer mit Treibgasen versorgten, den Verdichter antreibenden Turbine und einem Wärmetauscher, dessen einer Zug von den Abgasen der Turbine durchströmt ist, und dessen anderer Zug in der Leitung zwischen dem Verdichter und der Mischzone liegt, sowie einer den Wärmetauscher umgehenden Leitung vom Verdichter zur Brennzone.The invention relates to a gas turbine engine with a compressor, one from the compressor Air-supplied combustion chamber with a combustion and a mixing zone, one from the combustion chamber Propellant gases supplied the turbine driving the compressor and a heat exchanger, one of which was a train is traversed by the exhaust gases of the turbine, and its other train in the line between the Compressor and the mixing zone is located, as well as a line bypassing the heat exchanger from the compressor to the burn zone.

Bei einem bekannten Gasturbinentriebwerk dieser Art (CH-PS 2 12 269) führt die den Wärmetauscher umgehende Leitung zur Brennmuffel des Flammrohrs und weist vor dieser eine Abzweigung auf, die in der Mischzone des Flammrohrs in dieses mündet. Diese Abzweigung enthält ein Drosselventil. Es soll hierdurch der Druckabfall in der der Brennmuffel zugeleiteten primären Brennluft geringer als der der Zumischluft eingestellt werden, um eine starke Verwirbelung der primären Brennluft zu ermöglichen. Bei dieser Anordnung wird ein Teil der nicht vorgewärmten, also kalten Luft, der Mischzone zugeleitet. Jegliche Umgehung des Wärmetauschers bedingt aber eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrades des Triebwerks.In a known gas turbine engine of this type (CH-PS 2 12 269) the leads the heat exchanger immediate line to the muffle of the flame tube and has a junction in front of this, which is in the Mixing zone of the flame tube opens into this. This junction contains a throttle valve. It should through this the pressure drop in the primary combustion air fed to the muffle is lower than that of the admixing air can be set to allow a strong turbulence in the primary combustion air. With this arrangement a part of the not preheated, i.e. cold air, is fed to the mixing zone. Any circumvention of the However, the heat exchanger causes a reduction in the thermal efficiency of the engine.

Andererseits erhöht sich der Anteil der besonders schädlichen Stickoxide in den Treibgasen mit steigender Temperatur in der Brennzone.On the other hand, the proportion of particularly harmful nitrogen oxides in the propellant gases increases with the increase Temperature in the firing zone.

Bei einem anderen, zum Antrieb eines elektrischen Generators verwendeten Gasturbinentriebwerks (DT-AS 12 21 495) sind in zwei Zweigen der Verdichter-Förderleitung die DurchfluUmengen bestimmende Regelventile vorgesehen, von denen die eine Leitung zur Brennkammer des Gasturbinentriebwerks und die andere zum Wärmetauscher führt. Die Regelung is; hierbei auf die wahlweise Schaltung des Wärmetauschers auf das Gasturbinentriebwerk oder einen äußeren Wärmeverbraucher abgestellt.Another gas turbine engine used to drive an electric generator (DT-AS 12 21 495) are the flow rate-determining control valves in two branches of the compressor delivery line provided, of which a line to the combustion chamber of the gas turbine engine and the other leads to the heat exchanger. The scheme is; here on the optional switching of the heat exchanger placed on the gas turbine engine or an external heat consumer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasturbinentriebverk der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß ein möglichst geringer Anieil an Stickoxiden in den Treibgasen bei möglichst kleiner Verringerung des thermischen Wirkungsgrades erzielt wird.The invention is based on the object of providing a gas turbine engine of the type mentioned at the beginning to design that the smallest possible amount of nitrogen oxides in the propellant gases with as small as possible Reduction in thermal efficiency is achieved.

Diese Aufgabe wird durch ein am Ende der Verdichterauslaßleitung angeordnetes Verteilerventil gelöst, das die vom Verdichter gelieferte Luftfördermenge abhängig vom Betriebszustand dts Triebwerks auf die zur Brennkammer führenden Lei'ungen verteilt. Auf diese Weise wird der Brennzone nur soviel kalte Luft zugeführt, wie zur vollständigen Verbrennung unter Vermeiden der Bildung von Stickoxiden erforderlich ist, so daß die den Wärmetauscher umgehende Fördermenge des Verdichters kleinstmöglich gehalten wird und damit ein übermäßiges Absinken des thermischen Wirkungsgrades vermieden ist.This task is accomplished by a distribution valve located at the end of the compressor discharge line solved that the air flow rate delivered by the compressor depends on the operating state of the engine distributed on the lines leading to the combustion chamber. This way, the burn zone will only get so much cold Air supplied as necessary for complete combustion while avoiding the formation of nitrogen oxides is, so that the flow rate of the compressor bypassing the heat exchanger is kept as small as possible and thus an excessive drop in thermal efficiency is avoided.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verteilerventil in Abhängigkeit vom Brennstoff-Luft-Verhältnis in der Brennkammer einstellbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Brennkammer aus einem Gehäuse besteht, das ein aus einem Dom und einem Mantel bestehendes Flammrohr umschließt, daß in dem Dom und im danebenliegenden Teil des Mantels Eintrittsöffnungen für Primärluft und im Mantel Eintrittsöffnungen für Zumischluft angeordnet sind und daß die den Wärmetauscher umgehende Leitung allein mit den von den Eintrittsöffnungen für die Zumischluft getrennt angeordneten Eintrittsöffnungen für die Primärluft verbunden ist. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Trennung der Eintrittsöffnungen für die Primärluft von den Eintrittsöffnungen für die Zumischluft durch Bauteile des Flammrohrs selbst erfolgt.In one embodiment of the invention it is provided that the distributor valve as a function of Adjustable fuel-air ratio in the combustion chamber is. In a preferred embodiment it is provided that the combustion chamber consists of a housing consists, which encloses a flame tube consisting of a dome and a jacket that in the dome and in the adjacent part of the jacket inlet openings for primary air and in the jacket inlet openings are arranged for admixing air and that the line bypassing the heat exchanger only with the from the inlet openings for the admixing air, separately arranged inlet openings for the primary air connected is. It is useful here if the separation of the inlet openings for the primary air from the inlet openings for the admixing air takes place through components of the flame tube itself.

In der Zeichnung ist ein Gasturbinentriebwerk nach der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing, a gas turbine engine according to the invention is shown. It shows

Fig. I eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks nach der Erfindung mit detaillierter Darstellung der Brennkammer,Figure I is a schematic representation of a gas turbine engine according to the invention with a detailed representation of the combustion chamber,

Fig.2 einen Schnitt durch ein Verteilerventil nach der Linie 2-2 in F i g. 3 undFIG. 2 shows a section through a distributor valve along the line 2-2 in FIG. 3 and

Fig.3 einen Schnitt durch das Verteilerventil nach der Linie 3-3 in Fig. 2.3 shows a section through the distributor valve according to the line 3-3 in FIG. 2.

Das in F i g. 1 dargestellte Gasturbinentriebwerk ist abgesehen von der besonderen Ausbildung der Brennkammer als übliches Gasturbinentriebwerk mit unabhängiger Nutzturbine ausgebildet. Das Triebwerk enthält einen Verdichter 2, der über eine Leitung 3 verdichtete Luft, die sich in Zweigleitungen 6 und 8 gabelt, fördert. Die Zweigleitung 6 führt unmittelbar zur Brennkammer 7. Die Brennkammer 7 hat ein äußeres Gehäuse 10, in dem ein Flammrohr 11 enthalten ist.The in Fig. 1 shown gas turbine engine is apart from the special design of the combustion chamber designed as a conventional gas turbine engine with an independent power turbine. The engine contains a compressor 2, the compressed air via a line 3, which is in branch lines 6 and 8 forks, promotes. The branch line 6 leads directly to the combustion chamber 7. The combustion chamber 7 has an exterior Housing 10 in which a flame tube 11 is contained.

^obei Luft aus dem Gehäuse in das Innere des Flammrohrs übertreten kann. Das Flammrohr 11 geht in einen Auslaßkasten 12 über, aus dem Treibgase über eine Leitung 14 einer ersten Turbine 15 zugeleitet werden. Diese mit hohem Druck arbeitende Turbine 15 treibt über eine Welle 16 den Verdichter 2 an.
, Die Abgase der ersten Turbine 15 werden über eine Leitung 19 einer zweiten mit niedrigem Druck arbeitenden Nutzturbine 18 zugeleitet, die ehe Ausgangswelle 20 des Triebwerks antreibt. In der Praxis werden die beiden Turbinen häufig zu einer Einheit zusammengefaßt, wobei auch beide Turbinen mechanisch miteinander gekuppelt mit einer einzigen Welle zum Antrieb des Verdichters und zur Abgabe der Nutzleistung versehen sind. Die Abgase der zweiten Turbine 18 werden über eine Abgasleitung 22 einem Wärmetauscher 23 zugeleitet, den sie in einem ersten Zug 24 durchströmen, bevor sie durch ein Auspuffrohr
^ whether air from the housing can pass into the interior of the flame tube. The flame tube 11 merges into an outlet box 12, from which propellant gases are fed via a line 14 to a first turbine 15. This turbine 15, which operates at high pressure, drives the compressor 2 via a shaft 16.
The exhaust gases from the first turbine 15 are fed via a line 19 to a second power turbine 18 which operates at low pressure and which drives the output shaft 20 of the engine. In practice, the two turbines are often combined to form a unit, with both turbines being mechanically coupled to one another with a single shaft for driving the compressor and providing the useful power. The exhaust gases from the second turbine 18 are fed via an exhaust pipe 22 to a heat exchanger 23, through which they flow in a first pass 24 before they pass through an exhaust pipe

26 ins Freie austreten. Der Wärmetauscher kann von beliebiger Bauart sein, beispielsweise als Drehspeicherwärmetauscher oder als Recuperator ausgebildet sein.26 step out into the open. The heat exchanger can be of any design, for example as a rotary storage heat exchanger or be designed as a recuperator.

Er dient dazu. Wärme aus den heißen, niedrigen Druck führenden Turbinenabgasen zurückzugewinnen und der verdichteten Luft vor dem Zuströmen zur Brennkammer 7 wieder zuzuführen, so daß zur Erzielung einer vorgegebenen Temperatur der Treibgase eine geringere Brennstoffzufuhr erforderlich ist.It serves to do this. Heat from the hot, low pressure recovering leading turbine exhaust gases and the compressed air before flowing into the combustion chamber 7 to be supplied again, so that to achieve a predetermined temperature of the propellant gases a lower one Fuel supply is required.

Die zweite Zweigleitung 8 der Leitung 3 ist daher ■ durch den Wärmetauscher 23 durch einen zweiten ZugThe second branch line 8 of the line 3 is therefore ■ through the heat exchanger 23 by a second train

27 geführt, von dem sie über eine Leitung 28 zur Brennkammer 7 weitergeleitet wird.27, from which it is passed on via a line 28 to the combustion chamber 7.

Der Brennstoff wird von einer Brennstoffquelle unter Druck gesteuert durch eine Brennstoffzuleitung 30 zugeführt, in der nicht dargestellte Zumeßeinrichtungen angeordnet sein können und zu einer Brennstoffein- 3J. spritzdüse 32 am stromaufwärtigen Ende des Flammrohrs 11 geleitet. Die Brennstoffeinspritzdüse 32 kann mit Lufteinsprilzung arbeiten, zu welchem Zweck Einspritzlufl über eine Druckluftleitung 34 zugeleitet wird. Die Regelung der Brennstoffzufuhr kann in bekannter Weise durch ein Drosselventil erfolgen, das willkürlich durch einen Handhebel oder ein Pedal eines Fahrzeugs betätigbar ist.The fuel is supplied under pressure controlled from a fuel source through a fuel supply line 30, in which metering devices (not shown) can be arranged and to a fuel inlet 3J . spray nozzle 32 passed at the upstream end of the flame tube 11. The fuel injection nozzle 32 can operate with air injection, for which purpose injection air is supplied via a compressed air line 34. The regulation of the fuel supply can take place in a known manner by means of a throttle valve which can be arbitrarily actuated by a hand lever or a pedal of a vehicle.

Die Brennkammer 7 ist im wesentlichen von bekanntem Aufbau. Das Gehäuse 10 enthält verdichtete ^ Luft, die mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit durch das Gehäuse strömt und dann durch Öffnungen in das Flammrohr 11 in das Innere des Flammrohrs gelangt. Der Brennstoff wird durch die Brennstoffeinspritzdüse 32 in die Luft innerhalb des Flammrohrs J0 eingespritzt und verbrannt und die gebildeten Brenngase verlassen die Brennkammer durch die Auslaßkammer 12. Das Flammrohr 11 besteht aus einem Dom 36 und einem vorzugsweise zylindrischen Mantel 40. Die an den Dom anschließende Hälfte des Mantels 40 kann als Brennzone angesehen werden, in der der Brennstoff verbrennt, während der stromabwärts liegende Teil die Mischzone bildet.The combustion chamber 7 is essentially of a known construction. The housing 10 contains compressed ^ air flowing and relatively low speed through the casing then passes through openings in the flame tube 11 into the interior of the flame tube. The fuel is injected through the fuel injection nozzle 32 into the air inside the flame tube J0 and burned and the combustion gases formed leave the combustion chamber through the outlet chamber 12. The flame tube 11 consists of a dome 36 and a preferably cylindrical jacket 40. The half adjoining the dome of the shell 40 can be viewed as a combustion zone in which the fuel burns while the downstream portion forms the mixing zone.

Der Dom 36 und der Mantel 40 des Flammrohrs sind so miteinander verbunden, daß ein Film von Kühlluft ^0 längs der Innenfläche des Mantels geleitet wird, wie dies bekannt ist. Die Zuführung von Brennluft in die Brennzone des Flammrohrs erfolgt unter Wirbelung durch Eintrittsöffnungen 41 und 42 im Dom und kleine Eintrittsöffnungen 43 im Mantel 40. Ein Kranz von 6j größeren Eintrittsöffnungen 44 im Mantel 40 im stromabwärtigen Teil dient der Zuführung der Zumischluft. Insofern entspricht die Ausbildung des FlammrohrsThe dome 36 and the jacket 40 of the flame tube are connected to one another so that a film of cooling air ^ 0 is passed along the inner surface of the jacket, as is known. The supply of combustion air into the combustion zone of the flame tube takes place with turbulence through inlet openings 41 and 42 in the dome and small inlet openings 43 in the casing 40. A ring of 6j larger inlet openings 44 in the casing 40 in the downstream part serves to supply the admixing air. In this respect, the design of the flame tube corresponds

den bisher üblichen Bauarten.the usual designs.

Unterschiedlich ist jedoch die Zuleitung der vom Verdichter gelieferten Luft zur Brennkammer 7. Wie bereits erwähnt, wird ein Teil der Fördermenge des Verdichters 2 unmittelbar über die erste Zweigleitung 6 als Brennluft zugeleitet, während die übrige Fördermenge des Verdichters 2 durch den Wärmetauscher 23 geleitet über die Leitung 28 der Brennkammer 7 zuströmt und vorwiegend als Zumisch- und Kühlluft verwendet wird. Zu diesem Zweck hat das Gehäuse 10 einen zylindrischen Mantel 46, eine vordere Stirnwand 47 und eine hintere Rückwand 48. Ein Stutzen 50 in der vorderen Stirnwand dient der Lagerung der Brennstoffeinspritzdüse 32 und der Zuleitung der unvorgewärmten verdichteten Luft aus der Zweigleitung 6. Die hintere Stirnwand 48 umgibt mit einem ringförmigen Flansch 51 den Mantel 40 des Flammrohrs im Bereich der Auslaßkammer 12. Hierdurch ist das Flammrohr 11 zentriert. Der Dom 36 ist mit einem Deckel 52 verbunden, beispielsweise durch Schweißen, so daß ein Luftraum 54 gebildet ist. Der Deckel 52 ist mit einem Flansch 55 in dem Stutzen 50 geführt. Der Dom 36 ist mit dem Mantel 40 so verbunden, daß ein ringförmiger Spalt 56 gebildet wird, durch den ein Film von Kühlluft infolge der Druckdifferenz zwischen Außen- und Innenseite des Flammrohrs strömt und die innere Fläche des Mantels 40 gegen die heißen Brenngase schützt. Dieser Film von Kühlluft nimmt keinen wesentlichen Anteil an der Verbrennung, sondern wird zum großen Teil als Zumischluft eingeführt. Schätzungsweise nimmt nur etwa '7 dieser Kühlluft an der Verbrennung teil.Differently, however, the supply of air delivered from the compressor is already mentioned to the combustion chamber 7. As shown, a portion of the capacity of the compressor 2 is fed directly via the first branch 6 as combustion air, while the rest of the compressor 2 through the heat exchanger 23 via the Line 28 of the combustion chamber 7 flows and is mainly used as admixing and cooling air. For this purpose, the housing 10 has a cylindrical jacket 46, a front end wall 47 and a rear rear wall 48. A connector 50 in the front end wall is used to mount the fuel injector 32 and to supply the unpredicted compressed air from the branch line 6. The rear end wall 48 surrounds the jacket 40 of the flame tube in the region of the outlet chamber 12 with an annular flange 51. As a result, the flame tube 11 is centered. The dome 36 is connected to a cover 52, for example by welding, so that an air space 54 is formed. The cover 52 is guided in the connecting piece 50 with a flange 55. The dome 36 is connected to the jacket 40 so that an annular gap 56 is formed through which a film of cooling air flows as a result of the pressure difference between the outside and inside of the flame tube and protects the inner surface of the jacket 40 against the hot combustion gases. This film of cooling air does not take a significant part in the combustion, but is largely introduced as admixing air. It is estimated that only about 7% of this cooling air takes part in the combustion.

In dem Dom 36 sind die erwähnten Eintrittsöffnungen vorgesehen, wobei eine innere Reihe von sechs Öffnungen 41 und eine äußere Reihe von zwölf Öffnungen 42 vorgesehen sind, über denen Bleche 58 so befestigt sind, daß in jedem Satz der öffnungen der Luft eine Bewegung in Umfangsrichtung rund um die Achse des Doms in einander entgegengesetzter Richtung erteilt wird. Die durch den inneren Kranz von öffnungen strömende Luft strömt also in entgegengesetzter Richtung zu der durch den äußeren Kranz eintretenden Luft. Diese verwirbelte Luft ist nicht vorgewärmt und bildet den wesentlichen Teil der Brennluft.In the dome 36 the mentioned inlet openings are provided, with an inner row of six Openings 41 and an outer row of twelve openings 42 are provided, over which sheets 58 so are attached that in each set of openings of the air a movement in the circumferential direction around the axis of the cathedral in opposite directions. The by the inner wreath of Air flowing through openings therefore flows in the opposite direction to that through the outer rim incoming air. This swirling air is not preheated and forms the essential part of the Combustion air.

Das Flammrohr ist gegenüber bekannten Bauarten insofern abgewandelt, als an der Außenseite des Mantels 40 ein Kasten 59 beispielsweise durch Schweißen abgedichtet befestigt ist, dessen Innenraum 62 über Löcher 43 im Mantel mit dem Inneren des Flammrohrs in Verbindung steht. Der Innenraum 62 des Kastens 59 ist über abgewinkelte Rohre 60, die radial außen am Deckel 52 befestigt sind, mit dem Luftraum 54 verbunden. Durch diese Ausbildung wird die nicht vorgewärmte Luft, die durch die Eintrittsöffnungen 41, 42 und 43 in das Flammrohr strömt, von der vorgewärmten Luft getrennt. Der übrige Teil des Flammrohrs ist der vorgewärmten Luft, die durch die Leitung 28 zuströmt, ausgesetzt. Diese ist an einem Flansch 63 an der Mantelfläche des Gehäuses 10 befestigt, also unmittelbar in Verbindung mit dem Luftraum 64 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Flammrohr U, der über den Spalt 56 und die großen Eintrittslöcher 44 mit dem Inneren des Flammrohrs 11 verbunden ist.The flame tube is modified compared to known types in that on the outside of the Shell 40, a box 59 is fastened, for example, sealed by welding, the interior of which 62 communicates with the interior of the flame tube via holes 43 in the jacket. The interior 62 of the Box 59 is connected to the air space 54 via angled tubes 60 which are fastened radially on the outside on the cover 52 connected. With this design, the non-preheated air that passes through the inlet openings 41, 42 and 43 flows into the flame tube, separated from the preheated air. The rest of the The flame tube is exposed to the preheated air flowing in through line 28. This is on one Flange 63 attached to the outer surface of the housing 10, so directly in connection with the Air space 64 between the housing 10 and the flame tube U, which over the gap 56 and the large Inlet holes 44 are connected to the interior of the flame tube 11.

Da, wie erwähnt, das Umgehen des Wärmetauschers den Wirkungsgrad des Triebwerks verringert, ist es erwünscht, diese Umgehung des Wärmetauschers nichtSince, as mentioned, bypassing the heat exchanger reduces the efficiency of the engine, it is desired, this bypassing the heat exchanger is not

zu übertreiben. Es ist daher nur die durch die Eintrittslöcher 41,42 und 43 zugeführte Luft nicht durch den Wärmetauscher geleitet. Es kann auch zweckmäßig sein, durch einen Teil dieser Löcher bereits vorgewärmte Luft zuzuführen. In diesem Falle ist dann eine entsprechende Ausbildung des Flammrohrs zu wählen, die diese öffnungen von den unvorgewärmte Luft zuleitenden öffnungen trennt.to exaggerate. It is therefore only the air supplied through the inlet holes 41, 42 and 43 that is not through passed through the heat exchanger. It can also be useful to use some of these holes that have already been preheated To supply air. In this case, a corresponding design of the flame tube must be selected, which separates these openings from the openings that feed unheated air.

Im Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen, daß der größere Teil der vom Verdichter gelieferten Luft durch den Wärmetauscher geleitet wird und nur ein kleinerer Anteil, der für die Verbrennung des Brennstoffes ausreicht, durch die den Wärmetauscher umgehende Zweigleitung 6 geschickt wird. Die sich ergebende Absenkung der Temperatur in der Brennzone bewirkt eine merkliche Verringerung der Bildung von Stickoxiden.In the embodiment, the arrangement is made so that the greater part of the compressor The air supplied is passed through the heat exchanger and only a smaller proportion is used for combustion of fuel is sufficient through which branch line 6 bypassing the heat exchanger is sent. the The resulting lowering of the temperature in the firing zone causes a noticeable reduction in the Formation of nitrogen oxides.

Eine gesteuerte Aufteilung der Fördermenge des Verdichters auf die Zweigleitungen 6 und 8 bewirkt ein Verteilerventil entsprechend den F i g. 2 und 3.A controlled distribution of the delivery rate of the compressor on the branch lines 6 and 8 causes a Distribution valve according to FIGS. 2 and 3.

Dieses Verteilerventil 58' ist im Verzweigungspunkt der Leitung 3 zu den Zweigleitungen 6 und 8 vorgesehen und besteht aus einem Gehäuse mit einer ebenen oberen Wand 54' und einer unteren Wand 55' und Seitenwänden 56', wodurch ein Anschluß an die Leitung 3 und die Zweigleitungen 6 und 8 geschaffen ist. Eine den Strom teilende Schaufel 58' ist mit einem Schaft 59' drehbar in den Wänden 54' und 55' unmittelbar neben der Wand 56' zwischen den Auslassen zu den Zweigleitungen 6 und 8 angeordnet. Das eine Ende des Schaftes 59' ragt durch die Wand 54' und trägt an einer Kerbverzahnung 60' einen Steuerhebel 62', der durch eine Schraube 63' gesichert ist. Das äußere Ende des Steuerhebels 62' hat ein Loch 64' zum Anschluß eines Steuergestänges. In dem Steuergestänge können nicht dargestellte Stellmotoren eingegliedert sein. Das Steuergeslänge kann mit dem nicht dargestellten Stellhebel für die Brennstoffzu-This distribution valve 58 'is provided at the branch point of the line 3 to the branch lines 6 and 8 and consists of a housing having a planar top wall 54 'and a bottom wall 55' and side walls 56 ', whereby a connection to the line 3 and the branch lines 6 and 8 is created. One the stream The dividing blade 58 'is rotatable with a shaft 59' in the walls 54 'and 55' immediately adjacent to the wall 56 'arranged between the outlets to the branch lines 6 and 8. One end of the shaft 59 'protrudes through the wall 54 'and carries a control lever 62' on a serration 60 ', which is controlled by a screw 63' is secured. The outer end of the control lever 62 'has a hole 64' for connecting a control linkage. In Servomotors (not shown) can be incorporated into the control linkage. The Steuergeslänge can with the adjusting lever, not shown, for the fuel supply

fuhr verbunden sein, um von diesem abhängig die Schaufel 58' einzustellen. Die Verstellung der Schaufel 58' kann auch in anderer Weise, beispielsweise von Steuernocken der Brennstoffzumeßeinrichtung od. dgl., vorgenommen werden. Durch Aufteilung des Luftslro1 drove to be connected in order to adjust the blade 58 'as a function of this. The adjustment of the blade 58 'can also be carried out in other ways, for example by control cams of the fuel metering device or the like. By dividing the air slide 1

mes mittels der Schaufel 58' kann der thermische Wirkungsgrad des Gasturbinentriebwerks-unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen auf bestmögliche Werte eingestellt werden.By means of the blade 58 ', the thermal efficiency of the gas turbine engine can vary among different Operating conditions can be set to the best possible values.

Bei einem Gasturbinentriebwerk der beschriebenen Art fließt unter Leerlaufbedingungen des Triebwerks etwa 10 % der gelieferten Luft durch die Zweigleitung 6 und mit steigender Brennstoffzufuhr kann eine Erhöhung dieses Anteils bis auf etwa 30 % zweckmäßig sein. Bei normaler Höchstleistung wird vorzugsweise 20 %In a gas turbine engine of the type described, flows under idle conditions of the engine about 10% of the air supplied through branch line 6 and as the fuel supply increases, an increase in this proportion up to about 30% can be expedient. At normal maximum performance, 20% is preferred

der Luft durch die Zweigleitung 6 geleitet, während die restlichen 80
werden.
of the air passed through branch line 6, while the remaining 80
will.

in dem Wärmetauscher 23 vorgewärmtpreheated in the heat exchanger 23

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

- Patentansprüche:- Patent claims: 1. Gasturbinentriebwerk mit einem Verdichter, einer vom Verdichter mit Luft versorgten Brennkammer mit-einer Brenn- und einer Mischzone, einer von der Brennkammer mit Treibgas versorgten, den Verdichter antreibenden Turbine und einem Wärmetauscher, dessen einer Zug von den Abgasen der Turbine durchströmt ist, und dessen anderer Zug in der Leitung zwischen dem Verdichter und der .Mischzone liegt, sowie einer den Wärmetauscher umgehenden Leitung vom Verdichter zur Brennzone, gekennzeichnet durch ein am Ende der Verdichterauslaßleitung (3) angeordnetes Verteilerventil (58'), das die vom Verdichter (2) gelieferte Luftfördermenge abhängig vom Betriebszustand des Triebwerks auf die zur Brennkammer (7) führenden Leitungen (6 und 8) verteilt,1. Gas turbine engine with a compressor, a combustion chamber supplied with air by the compressor with one burning and one mixing zone, one The turbine, which is supplied with propellant gas from the combustion chamber and drives the compressor, and a heat exchanger, one train of which is traversed by the exhaust gases from the turbine, and the other train in the line between the compressor and the .Mischzone, and one of the heat exchangers immediate line from the compressor to the combustion zone, marked by a at the end of the Compressor outlet line (3) arranged distribution valve (58 '), which is supplied by the compressor (2) Air flow rate to the combustion chamber (7) depending on the operating status of the engine Lines (6 and 8) distributed, 2.' Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerventil (58') in Abhängigkeit vom Brennstoff-Luft-Verhältnis in der Brennkammer (7) einstellbar ist.2. ' Gas turbine engine according to Claim 1, characterized in that the distribution valve (58 ') can be adjusted as a function of the fuel-air ratio in the combustion chamber (7). 3. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (7) aus einem Gehäuse (10) besteht, das ein aus einem Dom (36) und einem Mantel (40) bestehendes Flammrohr (II) umschließt, daß in dem Dom und im danebenliegenden Teil des Mantels Eintrittsöffnungen (41, 42 und 43) für Primärluft und im Mantel Eintrittsöffnungen (44) für Zumischluft angeordnet sind, und daß die den Wärmetauscher (23) umgehende Leitung (6) allein mit den von den Eintrittsöffnungen (44) für die Zumischluft getrennt angeordneten Eintrittsöffnungen (41, 42, 43) für die Primärluft verbunden ist.3. Gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the combustion chamber (7) from a housing (10) which has a flame tube consisting of a dome (36) and a jacket (40) (II) encloses that inlet openings in the dome and in the adjacent part of the jacket (41, 42 and 43) for primary air and inlet openings (44) for admixing air in the jacket are, and that the heat exchanger (23) bypassing line (6) only with the from the Inlet openings (44) for the admixing air, separately arranged inlet openings (41, 42, 43) for the Primary air is connected. 4. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Eintrittsöffnungen (41,42,43) für die Primärluft von den Eintrittsöffnungen (44) für die Zumischluft durch Bauteile (59, 60, 52) des Flammrohrs (U) selbst erfolgt.4. Gas turbine engine according to claim 3, characterized in that the separation of the Inlet openings (41,42,43) for the primary air from the inlet openings (44) for the admixing air through components (59, 60, 52) of the flame tube (U) itself he follows.
DE19712163822 1971-01-11 1971-12-17 Gas turbine engine with heat exchanger Expired DE2163822C3 (en)

Applications Claiming Priority (4)

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US10546971A 1971-01-11 1971-01-11
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3600784A1 (en) * 1986-01-14 1987-07-16 Anton Gerhard Ing Grad Secondary air burner for gaseous and liquid fuels

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