DE2511821A1 - Gasturbine - Google Patents

Gasturbine

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Publication number
DE2511821A1
DE2511821A1 DE19752511821 DE2511821A DE2511821A1 DE 2511821 A1 DE2511821 A1 DE 2511821A1 DE 19752511821 DE19752511821 DE 19752511821 DE 2511821 A DE2511821 A DE 2511821A DE 2511821 A1 DE2511821 A1 DE 2511821A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
rotor
shaft
gas turbine
bearings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752511821
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Friberg
Pierre Maginot
Jean-Marie Merigoux
Jean Ribeton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TURBINE IND
Original Assignee
TURBINE IND
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Filing date
Publication date
Application filed by TURBINE IND filed Critical TURBINE IND
Publication of DE2511821A1 publication Critical patent/DE2511821A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/10—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with another turbine driving an output shaft but not driving the compressor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

PV
Fo 9296 18. März 1975
9 R 1 1 R 9
Dipl.-Ing- Jürgen WEINMIL-LER ^0 ' ' 0^ ' PATENTASSESSOR
SOSPS GmbH
8GOO München 8O Zeppelinsir. 63
Groupement d'Interet Economique dit:
TURBINE INDUSTRIE 33, rue Emeriau, 75015 PARIS (Frankreich)
GASTURBINE
Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem axialen und einem zentrifugalen Verdichter, die je einen Rotor umfassen, der aus einem mit Schaufeln bestückten Rad besteht, und die gemeinsam auf einer ersten Welle sitzen, die in Lagern dreht, ferner mit einer Turbine zum Antreiben der Rotoren der Verdichter, wobei der Rotor dieser Turbine ebenfalls auf der ersten Welle sitzt, mit mindestens einer Brennkammer, von der die antreibende Turbine gespeist wird, mit einer axialen
509839/0338 ORIGINAL INSPECTED
Leistungsturbine, deren Rotor auf einem freien Ende einsr zweiten Welle angeordnet ist- die in Lagern dreht, wobei diese zweite Welle auf der in bezug av.f die axiale Leistungsturbine der Brennkammer gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und der Rotor der axialen Turbine durch die aus der antreibenden Turbine stammenden Auspuffgase in Rotation versetzt wird.
Es ist bekannt, daß es Gasturbinen des vorgenannten Typs gibt, die einen ziemlich guten Wirkungsgrad aufweisen und deren Wellen in Kugel- oder Rollenlagern laufen.
Die Lebensdauer der Gasturbine dieses Typs ist jedoch durch die Verschleißerscheinungen der Kugel- oder Rollenlager begrenzt.
Um die Lebensdauer zu verlängern, ist die erfindungsgemäße Gasturbine dadurch gekennzeichnet, daß die antreibende Turbine eine radiale Turbine ist, deren Rotor ein einziges Rad aufweist, das unmittelbar im Anschluß an das Rad des Zentrifugalverdichters auf der Welle befestigt ist, wobei die Räder der Verdichterstufen sowie das Rad der antreibenden Turbine an beiden freien Enden der ersten Welle zu beiden Seiten der Lager montiert sind, bei denen es sich um Öllager handelt, die auf der in bezug auf den Rotor des Zentrifugalverdichters der Brennkammer gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, und daß es sich bei den Lagern der zweiten Welle ebenfalls um Öllager handelt.
Die Öllager, die die Wellen der erfindungsgemässen Gasturbine tragen, liegen ausserhalb des heissen Teils der Turbine;
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^m ·* mm
dieser heiße Turbinenbereich liegt in der Nähe der Brennkammer. Die Lager können daher unter optimalen Bedingungen arbeiten, wodurch der Verschleiß reduziert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Rotor der axialen Leistungsturbine lediglich ein einziges Rad auf. Die erfindungsgemäße Gasturbine zeichnet sich durch eine besonders einfache Bauweise aus, da die Rotoren des axialen und zentrifugalen Verdichters, der radialen Turbine und der axialen Turbine jeweils aus einem einzigen mit Schaufeln bestückten Rad bestehen.
Bei der erfindungsgemäßen Gasturbine ist der Verbrauch sehr gering, da die erzielbaren Verdichtungsverhältniße zwischen 8 und 10 liegen, was den optimalen Leistungen der axialen Leistungsturbine und der radialen Turbine entspricht.
An Hand der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden einzigen Figur wird die Erfindung näher erläutert.
Die Figur stellt die erfindungsgeraäße Gasturbine dar.
Die Gasturbine umfaßt in Strömungsrichtung gesehen vom Einlassen her zunächst ein Leitrad 1 und einen axialen Verdichter 2 mit einem Rotor, der aus einem mit Schaufeln 31 bestückten Rad 3 besteht und der auf dem Ende einer Welle 4 sitzt. Diese Welle läuft in zwei Öllagern 5. Hinter dem axialen Verdichter ist ein feststehendes Eingangsleitrad 6 angeordnet, dem eine Zentrifuga!verdichterstufe 7 folgt. Diese Zentrifugalverdichterstufe besteht aus einem mit Schaufeln 9 bestückten Rad 8 und einem Diffusor 10.
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Das Rad 8 sitzt auf dem freien Ende der Welle 4.
Eine Brennkammer 11 mit einem Flammrohr 12 ist an dem Gehäuse 13 der Gasturbine angebracht. Diese Brennkammer liegt exzentrisch zur Gasturbinenachse und mündet in einer Schnecke 14, die zur Gasversorgung einer radialen Turbine 15 dient. Die radiale Turbine 15 umfaßt einen Rotor, der aus einem einzigen mit Schaufeln 17 bestückten Rad 16 besteht.
Der Radius R der Schaufeln 17 der radialen Turbine 15 ist größer als der Radius r der Schaufeln 9 des Rades 8 des Zentrifugalverdichters 7. Das Rad 16 sitzt an einem Ende der Welle 4 in der Nähe des Rades 8, wobei die beiden Öllager 5 in Strömungsrichtung gesehen vor den Rädern 8 und 16 und hinter dem Rad 3 angeordnet sind.
Am Ausgang der radialen Turbine 15 ist ein Kanal vorgesehen, über den eine axiale Turbine 19 mit Gas versorgt wird. Diese axiale Turbine 19 umfaßt einen Rotor, der aus einem einzigen mit Schaufeln 21 versehenen Rad 20 besteht.
Eine Turbinenachse 22 mit zwei Öllagern 23 und 24 (das Lager 24 dient gleichzeitig als Anschlag) wird an einem ihrer Enden mit dem Rad 20 der axialen Turbine 19 versehen und am anderen Ende mit einer Torsionswelle 25, mit der die Leistung über ein Reduziergetriebe 26 auf die anzutreibenden Organe übertragen werden kann.
Die wichtigsten aerodynamischen und thermodynamischen Kennzeichen der erfindungsgemässen Gasturbine sind wie folgt:
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Verdichtungsverhältnis: 9 Entspannungsverhältnis der radialen Turbine: 3,9 Entspannungsverhältnis der axialen Turbine: 2,2 Höchsttemperatur des Arbeitszyklus: 950° C Leistung bei Nomina!betrieb: 2000 PS spezifischer Verbrauch: 25Og/PS/h
Die Wartung der erfindungsgemäßen Turbine ist sehr einfach, da alLe heißen Elemente leicht zugänglich :3Ü\d: Flammrohr, Schnecke und Turbinenrad.
Rs wäre möglich, in der er findungs gemä-ßen Gasturbine mehrere zur Achse der Gasturbine exzentrisch angeordnete Brennkammern vorzusehen, von denen jede die radiale Turbine über eine dazugehörige Schnecke speisen würde,
ORIGINAL INSPECTED
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1 -J Gasturbine mit einem axialen und einem zentrifugalen Verdichter, die je einen Rotor umfassen, der aus einem mit Schaufeln bestückten Rad besteht, und die gemeinsam auf einer ersten Welle sitzan, die in Lagern dreht, farner mit einer Turbine zum Antreiben der Rotoren der Verdichter, wobei der Rotor dieser Turbine ebenfalls auf der ersten Welle sitzt, mit mindestens einer Brennkammer, von der die antreibende Turbine gespeist wird, mit einer axialen Leistungsturbine, deren Rotor auf einem freien Ende einer zweiten Welle angeordnet ist, die in Lagern dreht, wobei diese zweite Welle auf der in bezug auf die axiale Lei3tungaturbine der Brennkammer gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und der Rotor der axialen Turbine durch die axis der antreibenden Turbine stammenden Auspuffgase in Rotation versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die antreibende Turbine (15) eine radiale Turbine 13t, deren Rotor ein einziges Rad (16) aufweist, das unmittelbar im Anschluß an das Rad (8) des Zentrifugalverdichters (7) auf der Welle (4) befestigt ist, wobei die Räder (3,8) der Verdichterstufen (12, 7) sowie das Rad (16) der antreibenden Turbine (15) an beiden freien Enden der ersten Welle (4) zu beiden Seiten der Lager (5) montiert sind, bei denen es sich um Öllager handelt, die auf der in bezug auf den Rotor (8) des Zentrifugalverdichters (7) der Brennkammer (11) gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, und daß es sich bei den Lagern (23,24) der zweiten Welle (22) ebenfalls um Öllager handelt.
    509839/0330
    2 - Gasturbine gemäß Anspruch 1, dadurch
    gekennzeichnet, daß sie eine einzige Brennkammer (11) aufweist, die exzentrisch zur Achse der Gasturbine liegt und die die Antriebsturbine (5) über eine Schnecke (14) speist.
    3 - Gasturbine gemäß Anspruch 1, dadurch
    gekennzeichnet, daß sie mehrere Brennkammern (11) aufweist, die zur Achse der Gasturbine exzentrisch liegen und jeweils die Antriebsturbine (15) über eine ihnen jeweils zugeordnete Schnecke (14) speisen.
    4 - Gasturbine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor der axialen Turbine (19) lediglich ein einziges Rad (20) umfaßt.
    5 - Gasturbine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zentrifugalverdichter (7) um einen Überschallverdichter handelt.
    χ χ
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DE19752511821 1974-03-20 1975-03-18 Gasturbine Pending DE2511821A1 (de)

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GB1477061A (en) 1977-06-22
NO750921L (de) 1975-09-23
CA1009046A (fr) 1977-04-26
IT1034362B (it) 1979-09-10
BE826108A (fr) 1975-08-28
SE7502988L (de) 1975-09-22
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