DE2410139A1

DE2410139A1 - Gasturbine

Info

Publication number: DE2410139A1
Application number: DE2410139A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Fricke; Hans Schuemmer
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1974-03-02
Filing date: 1974-03-02
Publication date: 1975-09-11
Also published as: US3972642A; DE2410139C3; DE2410139B2

Description

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klöckner-humboldt-deutz ag ■ Köln 5 Köln 80, den 18. Februar 1974

Unser Zeichen: D 74/18 - ΑΡΤΈ Za/bu

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbine mit einem Kreiselverdichter als Drucklufterzeuger und mit einer Druckluftentnahme für Fremdverwendung.

Bei solchen Gasturbinen tritt bei der zeitweisen Druckluftentnehme grundsätzlich ein Druckabfall auf. Um diesen möglichst gering zu halten, werden bei manchen Gastrubinen verstellbare Leit- oder Laufschaufeln angeordnet, doch bedingt dies einen in der Regel unerwünscht großen baulichen Aufwand und komplizierten Aufbau.

Es ist auch bekannt (DT-OS 1 426 344), Gasturbinen mit einer zwischen der Druckluftentnahmestelle und der Turbine jeweils bei Druckluftentnahme einzuschaltenden Drossel zu versehen. Die Anordnung der Drossel kann auch einen Druckabfall verhindern, dies aber nur dann, wenn der Drosselquerschnitt in Abhängigkeit vom Öffnungsquerschnitt des Entnahmeventils exakt gesteuert wird. Dies bedingt eine Zusatzeinrichtung, die wiederum einen größeren Bauaufwand erfordert.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile dieser Gasturbinen zu verhindern und auf einfache Weise eine Luftentnahmeeinrichtung zu schaffen, die bei Entnahme einer Teilluftmenge das sonst eintretende Absinken des Luftdruckes vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Entnahmestelle am Druckluftkanal ein verstellbarer Strömungsteiler angeordnet ist, der bei Druckluftentnahme die Ankommende Luftmenge in Entnahmemenge und Gasturbinenmenge aufteilt. Durch die Anordnung des Strömungsteilers wird das Absinken des Luftdruckes, das bei der Entnahme von Teilluftmengen eintritt, vermieden.

Für eine Gasturbine mit einem ringförmigen Druckluftkanal wird vorgeschlagen, daß der Strömungsteiler aus einem Verteilerring mit etwa dreieckigem Querschnitt besteht, der quer zum Druckluftkanal in den Strömungsquerschnitt hinein verschiebbar ist. Dieser Vorschlag läßt sich bei einer Gasturbine mit zumindest einer Radialverdichterstufe, ggf. einem Radialaustrittsleitapparat, an den sich über eine Umlenkung ein zylindrisch ver-

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laufender Druckluftkanal anschließt, in vorteilhafter Weise dadurch verwirklichen, daß sich im Bereich der Umlenkung in entgegengesetzter Richtung des Druckluftringkanals ein Luftentnahmeringkanal anschließt, und daß der ringförmige Strömungsteiler im Luftentnahmeringkanal gelagert und parallel zu diesem verschiebbar ist. Durch diese erfindungsgemäßen Merkmale ist es möglich, einen einteiligen, starren Strömungsteiler, der einfach herzustellen ist, zu verwenden. Um seine Wirkung auszuüben, braucht der Strömungsteiler nämlich nur koaxial zu den Ringkanälen verschoben zu werden. Um durch Einbau des Strömungsteilers die Strömungsverhältnisse im Drufcluftringkanal günstig zu gestalten, wird weiterhin vorgeschlagen, daß zumindest die dem Druckluftringkanal zugewandte Seite des Strömungsteilers, im Querschnitt gesehen, bogenförmig, der Umlenkung entsprechend ausgebildet ist. Dabei ist der Strömungsteiler durch Gewindespindel! gehalten, die mit im Gehäuse drehbar gelagerten Spindelmuttern zusammenwirken. Die Spindelmuttern weisen je eine Außenverzahnung auf und kämmen mit einem zentralen Zahnrad. Dadurch wird eine gleichmäßige Verstellung aller Muttern und Gewindespindeln erreicht. Um durch Betätigen

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nur eines Teiles eine Gesamtverstellung zu bewirken, wird vorgeschlagen, daß eine der Spindelmuttern eine aus dem Gehäuse hervorragende Verlängerung hat, über die die Verstellung des Strömungsteilers eingeleitet wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeisoiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

Abb. 1 einen Teil einer Gasturbine mit Schnitt durch einen Kreiselverdichter und den erfindungsgemäßen Strömungsteiler,

Abb. 2 einen Schnitt entsprechend Abb. 1, bei dem auch die Verstelleinrichtung zu sehen ist.

Bei der in Abb. 1 teilweise gezeichneten Gasturbine ist mit 1 eine Welle bezeichnet, auf der ein Laufrad mit Schaufeln 2 sitzt. An das Laufrad 3 schließt sich ein Gehäuse 4 mit einem Austrittsleitapparat 5 an. Die aus dem Austrittsleitagsarat 5 austretende Druckluft wird,

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wie durch den Pfeil angedeutet ist,im Gehäuse aus der im wesentlichen radialen Richtung in eine axiale Richtung umgelenkt. An diese Umlenkung schließt sich ein zu einer nicht dargestellten Brennkammer der Gasturbine führender Druckluftringkanal 6 an. Diesem gegenüber liegt ein LuftentnaLmeringkanal 7» in welchem ein Strömungsteiler 8 während des Betriebs ohne Luftentnahme untergebracht ist. Die dem Druckluftringkanal 6 zugewandte Seite 9 des Strömungsteilers 8 ist dem Verlauf des Strömungskanals sorgfältig angepaßt, um Verluste zu vermeiden.

In Abb. 2 befindet sich der Strömungsteiler 8 in der Luftentnahmestellung,und bewirkt die Teilung der vom Verdichter kommenden Luftmenge. Der zu entnehmende Luftanteil wird durch die strömungsgünstige Gestaltung eine? Kontur 20 auf der dem Luft entnahmer ingkanal 7 zugewandten Seite des Strömungsteilers 8 sowie einer Rundung 10 am Gehäuse 4 verliabarm durch den Luftentnahmeringkanal 7 in einen im Gehäuse 4 angeordneten Entnahmeluftsammelraum 11 überführt. Die Verschiebung des Strömungsteilers 8 in Richtung des Druckluftringkanals 6 be wirkt eine Verengung des zur Brennkammer führenden Strö-

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mungskanals, so daß der vorher eingestellte Druck erhalten bleibt. Ein guter Wirkungsgrad des Strömungsteilers 8 wird weiterhin durch eine zwischen der Seite 9 und der Kontur 20 angeordneten Schneide 15 bewirkt,

Der Strömungsteiler 8 ist an mehreren Stellen des Umfangs an einem radial nach außen gebogenen Ende von Gewindespindeln 17 aufgehängt und kann durch diese axial verschoben werden. Die Gewindespindeln 17 bewegen sich in Spindelmuttern 18, die mit einer Außenverzahnung 21 versehen sind.

Zur Betätigung des Strömungsteilers 8 wird an einer Stelle über eine durch den Entnahmeluftsammelraum 11 nach außen gehende Verlängerung 23 einer Spindelmutter eine Drehbewegung eingeleitet, die über die auf die Spindelmutter 18 geschnittene Außenverzahnung 21 und ein zentrales Zahnrad 19 auf die anderen Spindelmuttern 18 gleichzeitig übertragen wird. Entsprechend der Drehung der Spindelmuttern 18 werden die Gewindespindel 17 heraus- oder hineingeschraubt und somit der an den nach auswärts gebogenen Enden der Gewindespindeln 17 aufgehängte Strömungsteiler 8 axial verschoben. Durch die

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Aufhängung des Strömlingsteilers 8 an den nach auswärts gebogenen Enden der Gewindespindeln 17 werden diese in einfacher Weise an einer Drehung gehindert; außerdem kann sich der ringförmige Strömungsteiler 8 bei Erwärmung ohne Zwang ausdehen.

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Claims

Gasturbine mit einem Kreiselverdichter als Drucklufterzeuger und mit einer Druckluftentnahme für Fremdverwendung, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Entnahmestelle, am Druckluftkanal ein verstellbarer Strömungsteiler (8) angeordnet ist, der bei Druckluftentnahme die ankommende Luftmenge in Entnahmemenge und Gasturbinenmenge aufteilt.
2. Gasturbine nach Anspruch 1, mit einem ringförmigen Druckluftkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (8) einen Verteilerring, etwa dreieckigen Querschnitts hat, der quer zum Druckluftkanal in den Strömungsquerschnitt hinein verschiebbar ist.
3. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit zumindest einer Radialverdichterstufe, ggf. einem Radialaustrittsleitapparst, an den sich über eine Umlenkung ein zylindrisch verlaufender Druckluftringkanal anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß

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sich im Bereich der Umlenkung in entgegengesetzter Richtung des Druckluftringkanals (6) ein Luftentnahmer ingkanal (7) anschließt und daß der ringförmige Strömungsteiler (8) im Luftentnahmeringkanal (7) gelagert und parallel zu dieeem verschiebbar ist.
4. Gasturbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die dem Druckluftringkanal (6) zugewandte Seite (9) des Strömüngsteilers (8)_} im Querschnitt gesehen bogenförmig, der Umlenkung entsprechend ausgebildet ist.
5· Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiänungsteiler (8) durch Gewindespindeln (17) gehalten ist, die mit im Gehäuse (4) drehbar gelagerten Spindelmuttern (18) zusammenwirken.
6. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmuttern (18) je eine Außenverzahnung (21) aufweisen und mit einem zentralen Zahnrad (19) kämmen.

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7. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spindelmuttern (18) eine aus dem Gehäuse (4) herausragende Verlängerung (23) hat, über die die Verstellung des Strömungsteilers (8) eingeleitet wird.

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