DE2653772A1 - Gasturbinen-triebwerk - Google Patents
Gasturbinen-triebwerkInfo
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
17 141/2 R/cLr
United Turbine AB & Co., Kommanditbolag, S-21 ^50 Malmö,
Schweden
Gasturbinen-Triebwerk
Bei der Konstruktion von Gasturbinen-Triebwerken, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, muss im allgemeinen angestrebt werden,
dass ein hoher Wirkungsgrad und gleichzeitig eine Verringerung des Gewichtes und des Raumbedarfs erreicht werden
und dass ferner verschiedene Maschinenteile des Triebwerkes für Inspektions- und Wartungszwecke leicht zugänglich sind.
Ferner ist darauf zu achten, dass das Triebwerk so konstruiert wird, dass das Gaserzeugungsteil leicht beschleunigt werden
kann. Das hat nämlich eine grosse Bedeutung gerade bei Kraftfahrzeug-Triebwerken.
Um befriedigende Funktionsergebnisse zu erreichen, sollte das
Triebwerk drei Turbinenräder umfassen, die an eigene Wellen angeschlossen sind. Ein erstes Turbinenrad ist antriebsmässig
mit dem Verdichter des Triebwerkes verbunden und bildet eine Dreheinheit mit ihm. Dieses erste Turbinenrad ist so konstruiert,
dass es bei voller Belastung des Triebwerkes keine ausreichende Leistung für das Arbeiten des Verdichters liefert,
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so dass zusätzliche Energie von einem der beiden anderen Turbinenräder
zugeführt werden muss.
Das zweite Laufrad, ge sehen in Richtung der Gasströmung, ist
die eigentliche Kraftturbine. Das dritte Laufrad hat verschiedene
Hilfsfunktionen zu übernehmen und ist auf eine an sich
bekannte Weise mit dem zweiten Turbinenrad verkoppelt. Beide letzteren Turbinenräder wirken über konzentrische Wellen.
Eine Möglichkeit, wie eine schnelle Beschleunigung des Gaserzeugungsteiles
erreicht werden kann, ist durch die Konstruktion
dieses Teiles gemäss der Erfindung gegeben, so dass die Dreheinheit, die aus dem Verdichter und der zugeordneten Turbine
besteht, keiner Belastung von den inneren Hilfseinrichtungen
ausgesetzt ist.
Die beiden konzentrischen Wellen des zweiten und dritten Turbinenrads
sind miteinander über ein Getriebe verkoppelt, welches an dem der Verdichter-Turbine-Dreheinheit entfernten Ende
der Wellen angeordnet ist. Die Kraftübertragung auf das erste Turbinenrad wird mittels einer zentrisch durch die
konzentrischen Wellen durchgehenden We He erzielt.
Die zentrisch gelegene Kraftübertragurgswelle ist vorzugsweise
so angeordnet, dass sie auch dann mit überkritischer Drehzahl läuft, wenn sich das Triebwerk im Leerlauf dreht. Sie wird
vorteilhafterweise von Luftlagern im Inneren der konzentrischen Wellen getragen.
Das zweite Turbinenrad ist vorzugsweise in einem rohrförmigen Glied gelagert, welches aus dem dritten, im Turbinengehäuse
gelagerten Turbinenrad herausragt. Das Lager, welches das zweite Turbinenrad trägt, ist vorzugsweise ein Luftlager.
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Durch die Lage der Kraftturbine zwischen der Verdichter-Turbine-Drehe
inheit und dem Laufrad der Hilfsturbine erhalten Lager,
welche Hochgeschwindigkeitswellen lagern, eine tragende Schmierstoff menge auch dann, wenn bei stehendem Fahrzeug die Kraftturbine
abgestellt ist. Das ist bei herkömmlichen Turbinen
mit zwei Wellen und einer freien Kraftturbine unerreichbar. Sind nun die Lagerungen als Luftlager ausgeführt, also nicht
mit öl geschmiert, werden keine Rohrleitungen für den Bückfluss
des Schmieröls benötigt. Die Luft kann abgeführt und für Kühlungsζwecke, z.B. an den Turbinenrädern, verwendet werden.
Bei einem herkömmlichen Turbinentriebwerk kann eine Beschleunigung
üblicherweise durch einen Überschuss von Treibstoff gegenüber der für Vollkraft benötigten Zuführungsmenge erreicht
werden. Bei jedem solchen Ealle erleiden die Maschinenteile
einen Wärmestoss, welcher eine Erhöhung der Temperatur um 100 bis 1$0° C ausmacht. Diese Überhitzung ist die wichtigste
Ursache für eine herabgesetzte Lebensdauer der ohnehin schon durch Hitzebelastung hochbeanspruchten Maschinenteile,
die alle mit grossem Aufwand herzustellen sind. An erster Stelle sind es die Turbinenschaufeln, dann aber auch die Turbinenräder,
die Verbrennungskammer und die Eintrittsspirale.
Wenn die Verdichter-Turbine-Dreheinheit so konstruiert wird,
dass ihr leicht zusätzliche Kraft zugeführt und sie weiter
ohne umständliche Hilfseinrichtungen schnell beschleunigt werden kann, ist es möglich geworden, solche übermässige Temperaturen zu vermeiden. Das bedeutet eine vorteilhafte Materialausnutzung
und eine billige und leichte Turbinenbauweise. Die übermässigen Temperaturen sind auch einer der wichtigen
Faktoren zur Erzeugung von Stickstoffoxiden (NO ), so
dass auch aus diesem Grunde eine Ausschaltung der übermässigen Temperaturen vorteilhaft ist. Eine Anordnung mit einem schnell
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beschleunigbaren Verdichter bedeutet weiterhin, dass der Leerlauf
auf niedriger Drehzahl gehalten werden kann, woraus ein verringerter Gesamtverbrauch an Treibstoff und hieraus
geringere Abgasmengen folgen. Bei äusserst niedrigen, Leerlaufdrehzahlen
ist es auch möglich, die Stossenergie von den anderen Turbinenrädern auf den Verdichter mittels der zentrischen
Kraftübertragungswelle zuzuführen.
Die Verdichterturbine, die als erste die heissen Gase aufnimmt,
ist vorteilhaft aus keramischem Werkstoff hergestellt und hat deshalb ein geringes Gewicht. Da diese Turbine nicht die
volle Leistung für den Verdichtungsvorgang schaffen muss, kann sie einen kleinen Durchmesser aufweisen. Das zweite Turbinenrad
kann ggf. auch aus keramischem Material bestehen. Das dritte Turbinenrad hat einen verhältnismässig grossen
Durchmesser und ist vorzugsweise aus Metall hergestellt. Dadurch besitzt es ein hohes Trägheitsmoment. Wie oben erwähnt,
wird das dritte Turbinenrad in seiner Umdrehung auch dann beharren, wenn das zweite Laufrad bei stehendem Fahrzeug
steht. Hierdurch steht immer Impulsenergie zur Verfugung.
Wenn die Laufräder so konstruiert sind, dass sie sich gegenläufig drehen, kann ein gewisser Ausgleich der umlaufenden
Kräfte und eine vorteilhafte Nutzung des Schafe1systems erreicht werden.
Wenn das Triebwerk mit einem Wärmetauscher ausgerüstet ist, wird ein zweistufiges Rückgewinnungssystem erhalten, in dem
zum einen das dritte Turbinenrad die auströmende Energie vom zweiten Turbinenrad ausnutzt und zum anderen
Verluste im Austausch während der Übertragung der aerodynamischen Momente innerhalb des Turbinensystems in den Wärme-
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tauscher mit einem hohen Wirkungsgrad (bis zu 90-95%) zurückgeführt
werden.
Wenn die Verteilung der Kraft zwischen den Wellen des zweiten und dritten Turbinenrads ein Planetengetriebe einschliesst
und die Kraftübertragung von diesem auf die Dreheinheit des
Verdichters und der zugeordneten Turbine mittels einer regelbaren Transmission erfolgt, ist es möglich, während der Beschleunigung
ein Reaktionsmoment durch die Übertragung der Impulskraft an der Abtriebswelle zu erhalten.
Für ein geringes Gewicht und eine billige Herstellung ist es vorteilhaft, das Turbinengehäuse im Spritzgussverfahren aus
irgendeiner Leichtmetallegierung zu fertigen. Die Innenflächen, die zur Führung der Gas- und Luftströmung dienen, sind
mit vorgeformten Teilen aus einem keramischen Material bedeckt und an den Leichtmetallwänden befestigt. Diese keramischen
Teile können so geformt sein, dass sie teilweise oder vollständig die Eintrittsspirale zur Turbine bilden.
Bei Fahrzeugtriebwerken mit einem Wärmetauscher muss besonders auf die »Montage geachtet werden, damit eine einfache Wartung
und Auswechslung der Maschinenteile erfolgen kann. Die Erfindung sieht auch eine vorteilhafte Einbauweise der Turbine
in einem Fahrzeug vor. Dabei wird ein vergrösserter Raum verglichen mit üblichen Anordnungen - erreicht, der für Sicherheits-
und Stossdämpfungseinrichtungen oder für Gepäck
benützt werden kann. Wird nun der Raum dem Raumbedarf der Turbine angepasst, bedeutet das eine Verringerung der Länge
und auch des Gewichtes des Fahrzeuges.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten
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Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Ks zeilen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Fahrzeug lasturbinen-Triebwerk
und die Mittel zur Übertragung der Kraft
auf die Fahrzeugräder;
Figur 2 eine schematische Ansicht der Montage der Gasturbine im Fahrzeug und
Figuren 3
bis 5 in verkleinertem Massstabe das Turbinentriebwerk
von verschiedenen Seiten.
Die in Figur 1 gezeigte Gasturbine umfasst drei Turbinenräder 10, 11, 12, die axial in Strömungsrichtunp; zueinander angeordnet
sind, um von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Verbrennungskammer mit Treibgas gespeist zu werden.
Das erste Turbinenrad 10 ist mittels einer Welle 13 an einen
Verdichter 14 angeschlossen und bildet mit diesem eine spulenähnliche
Dreheinheit. Das Turbinenrad 10 ist vorzugsweise aus einem keramischen Material hergestellt, um gut den hohen
Temperaturen der eintretenden Gase widerstehen zu können. Um die Masse des Turbinenrades herabzusetzen, ist die Stufe so
dimensioniert, dass das Turbinenrad 10 nicht die volle Leistung für die Verdichtung während der vollen Belastung des
Triebwerkes schafft. Ein weiteres wichtiges Merkmal besteht darin, dass diese Verdichter-Turbine-Dreheinheit keine Hilfsaggregate
antreiben muss. Hieraus folgt, dass sie leicht zu beschleunigen ist.
Das zweite Turbinenrad 1", welches die eigentliche Arbeitsturbine bildet, ist auf einer ersten rohrförmigen Welle 15
montiert. Das dritte Turbinenrad 12 ist auf einer zweiten rohr-
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förmigen Welle 16 montiert, die konzentrisch, die erste Hohlwelle
umschliesst.
Die Welle 15 ist mit einem Ritzel 17 und die Welle 16 mit einem
Ritzel 18 versehen. Diese Zahnräder wirken mit einem Momententeiler
in der Art eines Planetengetriebes zusammen.
Das Ritzel 17 wirkt mit einem in der Zeichnung nicht gezeigten und ausserhalb der Schnittebene liegenden, zwischengeschaltenen
Zahnrad zusammen. Dieses Zwischenrad steht im Zahneingriff
mit einem grossen schalenförmigen Tellerrad 19» dessen Nabenteil
20 als ein Zahrad ausgebildet ist und mit einem weiteren, an
einer Abtriebswelle 22 angebrachten Zahnrad 21 in Verbindung steht. Der darauf folgende Kräfteverlauf von dieser Welle wird
noch weiter beschrieben werden.
Das schalenform!ge Zahnrad 19 weist ein Zahnkranzrad 23 mit
innerer Verzahnung auf, das als Kronenrad im erwähnten Planetengetriebe
arbeitet.
Das Ritzel 18 an der Welle des dritten Turbinenrades 12 wirkt
mit dem Planetenträger 24 des Planetengetriebes zusammen.
Planetenräder 25 verbinden das Kronenrad 23 mit einem ßonnenrad
26, welches an einer Welle 27 zur Übertragung der Kraft auf die Verdichter-Turbine-Dreheinheit befestigt ist.
Der zu übertragende Kräftebetrag wird durch eine regelbare, insgesamt mit 30 bezeichnete Transmission bestimmt.
Die Transmission umfasst ein erstes Rotorgehäuseteil 31>
welches mit der Welle 27 verkoppelt ist, und ein zweites Rotorgehäuseteil
32, welches hier an ein grosses Zahnrad 33 angeschlossen ist. Verstellbare Kontaktglieder 34 sind zwischen den Rötorge-
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h.äuseteilen 31 und 32 angeordnet und für die Drehbewegung in
Bezug auf die radial nach aussen von der Welle 27 gerichteten Zapfen 35 bestimmt. Durch die Veränderung der Neigung dieser
Zapfen zu einer Normalebene hinsichtlich der Welle 27 ist es möglich, das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden
Rotorgehäuseteilen 31, 32 zu verändern.
In der gezeigten Position, in der der Zapfen 35 senkrecht zur Welle 27 steht, werden die Rotorgehäuseteile mit gleicher Geschwindigkeit
umlaufen. Ein Schmierstoffverteiler 36 ist zwischen zwei benachbarten Kontaktgliedern 34- derart angeordnet,
dass er das Schmiermittel auf die verschiedenen Kontaktflächen auftragen kann.
Diese Art einer regelbaren Transmission ist bereits gut bekannt. Es können jedoch auch andere Einrichtungen mit ähnlicher
Funktion anstatt dieser verwendet werden.
Das grosse Zahnrad 33 wirkt mit einem Ritzel 40 zusammen, welches auf einem Ende einer schlanken, zentral im Inneren der
rohrförmigen Welle15 angeordneten Welle 41 befestigt ist. Das
andere, dem Ritzel 40 entfernte Ende der Welle 41 greift undrehbar, Jedoch gleitbar in Axialrichtung in das Laufrad 10
der Verdichter-Turbine-Dreheinheit ein.
Das Ritzel 40 ist mit zwei rohrförmigen Stutzen 42, 43 versehen, die von den gegenüberliegenden Seiten des Ritzels vorspringen
und von umgebenden Lagerungsstücken des Turbinengehäuses getragen werden. In der Nähe dieser Stutzen ist eine
Rohrleitung 44 zur Luftzufuhr vom Verdichter angeschlossen. Durch den rohrförmigen Stutzen 43 strömt die Luft in eine Bohrung
45 im benachbarten Ende der schlanken Welle 41 und tritt
in den Spalt zwischen dieser Welle und der diese umgebenden
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Hohlwelle 15 ein, welche mit ihrem Ende durch das Ritzel 17
durchgeführt ist und im rohrförmigen Stutzen 42 des Ritzels 40 gehalten wird.
Das dritte Turbinenrad 12 ist mit einem rohrförmigen Stutzenglied
46 versehen, welches in Richtung zum zweiten Turbinenrad 11 vorspringt und von einem Lager 47 des Turbinengehäuses
getragen wird. Das innere Ende der rohrförmigen Hohlwelle 15
wird dagegen wieder in diesem vorspringenden zylindrischen Stutzenglied 46 gelagert. Das andere, den Turbinenrädern entfernte
Ende der Welle 16 ist in einem einfachen Lager 48 im Turbinengehäuse gelagert. Die Abstützung der inneren rohrförmigenVfelle
im Stutzenglied 46 ist ein Luftlager, welches mit Luft durch Radialbohrungen 39 versorgt wird.
Die schlanke Welle 41 ist so dimensioniert, dass sie auch dann noch mit überkritischer Drehzahl läuft, wenn sich das Triebwerk
im Leerlauf dreht. Sie kann im Inneren der Hohlwelle 15
mit mindestens einem Dämpfungslager versehen sein (nicht dargestellt),
sie erreicht allerdings infolge ihrer Konstruktion selbsttätig eine Zentrierposition, sobald das Triebwerk die
Anlaufgeschwindigkeit überschritten hat.
So wird die schlanke Welle 41 grundsätzlich von der Luft innerhalb
der rohrförmigen Welle 15 getragen und ist an ihren Enden «jeweils in den rohrförmigen Stutzen 42, 46 gelagert. Diese
erhalten eine Luftschmierung von der Rohrleitung 44. Wie oben erwähnt, drehen sich die Wellen 15 und 16 in Gegenrichtung.
Die Lagerung zwischen diesen beiden Wellen muss also sorgfältig berechnet werden.
Das Ritzel 18 treibt ausser dem Planetenträger 24 auch noch das
Zahnrad 49, welches auf einer Welle 50 angebracht ist. Von die-
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Welle werden die (nicht gezeigten) Hilfseinrichtungen,
wie die Treibstoff- und SchmiermitteIpumpen, der elektrische
Generator, die Antriebsmittel für den Wärmetauscher und weitere, angetrieben und es ist erst htlich, dass dieser Antrieb
die Kraftübertragung auf die Verdichter-Turbine-Dreheinheit nicht beeinflusst.
Die Kraftübertragung von der Abtriebswelle 22 zu den Antriebsachsen
60 der Fahrzeugräder wird auf übliche Weise mittels eines Differentials 61 erreicht. Dieses Ausgleichsgetriebe
weist ein Kronenrad 62 mit einer Aussenverzahnung auf, das
mit einem Kitzel 63 im Eingriff steht. Das Ritzel 63 sitzt fest an der Nabe eines Kronenrades 64 eines zweiten Planetengetriebes,
dessen Sonnenrad 65 auf der Abtriebswelle 22 befestigt ist und dessen Träger 66 der Planetenräder an einem
nicht zwingend eingebauten Vorwärts- Rückwärtsgang 67 bekannter
Art angeschlossen ist.
In dieser Ausführungsform, bei der die Turbinenwellen parallel
zu den Fahrzeugradachsen 60 angeordnet sind, sind die Zahnräder 62, 63 zylindrisch. Sind jedoch die Turbinenwellen
quer zu den Radachsen angeordnet, müssen diese Zahnräder eine
konische Form haben.
Das die Turbinen und den Veidichter umschliessende Gehäuse ist
im Spritzgussverfahren aus einer Leichtmetallegierung hergestellt. Die inneren Flächen des Gehäuses, an denen die Strömung
der Luft und der Gase geführt wird, sind mit einer Isolierung aus keramischem Material überdeckt. Auf diese Weise
wird ein geringes Gewicht und trotzdem eine feste Konstruktion mit günstigen Wärmeeigenschaften erreicht.
Die keramische Isolierung ist aus vorgeformten Teilen gebil-
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det, die mit den Bezugsziffern 70 - 76 an der Luft einst rö läse
it e und mit 77 - 79 an der Gasauströmseite bezeichnet sind.
Die keramischen Teile sind an den Leichtmetallwänden befestigt.
Das aus der (nicht dargestellten) Verbrennungskammer austretende Gas strömt durch einen Kanal 80 zur Turbineneintrittsspirale
8.1 und weiter strömungsabwärts durch die Beschaufelung
der Laufrader der Turbinen hindurch in die Kammer
82. Die Eintritts- und Austrittsspiralen sind in der Zeichnung als schwachwändige Membranen dargestellt, die teilweise von
der keramischen Isolierung getragen werden. Es ist jedoch verständlich, dass die Isolation so konstruiert sein kann,
dass sie die Wände der Luft- und/oder Gaskanäle umgibt - so wie an der Gasaustrittsseite gezeigt.
Das Triebwerk umfasst einen üblichen, drehbaren, regenerativen
Luftvorwärmer 83.· Die aus dem letzten Turbinenrad austretenden Gase strömen aufwärts durch die Kammer 82, ziehen durch
eine Hälfte des drehbaren Luftvorwärmers 83 und treten in den Auslass 84. Die Frischluft dagegen strömt vom Verdichter
14 durch eine Füllkammer 85 zur anderen Seite des drehbaren
Vorwärmers 83 und durch diesen hindurch nach unten zu. Ein Wärmetauscher der gezeigten drehbaren, regenerativen Bauart
ist zu bevorzugen bei leichten Fahrzeugen und mittleren Druckverhältnissen. Bei höherem Druckverhältnis ist ein rekuperativer
Wärmetauscher vorzüglicher.
Zwischen dem zweiten und dritten Turbinenrad 11 und 12 sind
einstellbare Leitschaufeln 96 vorgesehen, mittels welcher die Verteilung der Kraft zwischen den beiden Turbinenrädern geregelt
und ggf. die Kraftübertragung auf die Verdichter-Turbine
-Dreheinheit ohne Hilfe einer Transmission 30 gesteuert
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werden kann, wobei die Übersetzung durch ein einfaches Stufenzahnrad
ersetzt werden kann.
Figur 2 zeigt schematisch den Einbau der Gasturbineneinheit im Motorenraum eines Fahrzeuges mit Vorderantrieb. Es soll
darauf hingewiesen werden, dass Figur 1 einen Schnitt nach Linie I-I in Figur 2 darstellt.
Die Verbrennungskammer 90 des Triebwerkes ist nach vorne gerichtet
und ist deshalb immer leicht zugänglich. Das Gehäuse 91, welches das Differential und den Rückwärtsgang umschliesst,
ist am Turbinengehäuse 92 angeflanscht. Auf diese Weise ist
es möglich, bei einer grös3eren Kontrolle der Gasturbine das Gehäuse herauszunehmen und das Differential im Fahrzeug zu
behalten.
Der Wärmetauscher 83 ist an der gegenüberliegenden Seite zur Verbrennungskammer, d.h. in der Nähe des Fahrersitzes, angeordnet
und der Abgasaustritt 84 ist nach unten und rückwärts
unter dem Fahrgestell geführt. Die Drehachse des Wärmetauschers und die Mittellinie der Verbrennungskammer liegen ungefähr
in derselben Ebene, die gegenüber der Horizontalebene eine kleine Neigung aufweist. Wenn die Abdeckung des Wärmetauschers
abgenommen ist, kann der Rotor schräg nach oben und aussen herausgenommen werden, ohne dass sich das Turbinengehäuse
als hinderlich erwiese.
Das Turbinengehäuse wird am Fahrzeug an drei ggf. vier Punkten gehalten. Zwei von diesen Punkten sind als miteinander
fluchtende, an gegenüberliegenden Seiten des Turbinengehäuses angeordnete Rollen 93 konstruiert. Diese Rollen
laufen in festen, bogenlinigen Führungen 9^- mit dem Mittelpunkt
auf der Antriebsachse 60 der Fahrzeugräder. Ein oder
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ggf. zwei Befestigungen 9b sind am Vorderende des Gehäuses angebracht.
Wenn diese Befestigungen gelöst sind, kann das Turbinengehäuse um die Räderachse geschwenkt werden, so dass der
Wärmetauscher mehr oder weniger aufrecht steht.
Zur Orientierung ist in Figur 2 die Lage der schlanken Kraftübertragunswelle
4-1 und der Umkreis des grössten Turbinenrades 12 gezeigt. Auch die Lage der regelbaren Transmission 30
ist angegeben.
ist angegeben.
Es liegt auf der Hand, dass Mittel zur Befestigung der Rollen
95 an den Führungen.0A, sowie ferner Führungen oder Gleitglieder
zum Drehen des Turbinengehäuses vorgesehen sein können.
Figuren 5 bis 5 aeigen in einem kleineren Massstabe das Gasturbinen-Triebwerk
von der anderen, der in Figur 2 gegenüberliegenden Seite, ferner von vorn und von hinten.
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Leerseite
Claims (15)
1. Gas turbinen-Triebwerk mit drei koaxialen Turb ine nr ädern,
von denen ein erstes antriebsmässig an den Verdichter des Triebwerkes angeschlossen ist und mit ihm eine spulenähnliche
Dreheinheit bildet, wobei dieses erste Turbinenrad so dimensioniert ist, dass es keine zum Antrieb
des Verdichters bei voller Belastung des Triebwerkes ausreichende Leistung aufweist, und mit Mitteln zur Kraftübertragung
von einem der beiden anderen (zweiten und dritten) Turbinenräder zur Verdichter-Turbine-Dreheinheit,
wobei die beiden anderen Turbinenräder auf konzentrischen Wellen laufen, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verdichter-Turbine-Dreheinheit (10, 14) nicht in direkter Antriebsverbindung mit den inneren leistungsverbrauchenden
Hilfseinrichtungen (50) des Triebwerkes steht und
dass die beiden konzentrischen Wellen (15» 16) des zweiten
bzw. dritten Turbinenrads (11, 12) an ein Getriebe angeschlossen sind, welches an dem der Verdichter-Turbine-Dreheinheit
(10, 14) entfernt liegenden Ende der konzentrischen Wellen angeordnet ist, sowie dass Energie zu
der Verdichter-Turbine-Dreheinheit über eine dritte Welle (41) übertragen wird, welche sich zentrisch durch die
konzentrisch angeordneten Wellen (15» 16) für die Turbinenräder
erstreckt.
2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrisch gelegene Kraftübertragungswelle (41) auch
bei Leerlauf des Triebwerkes mit überkritischer Drehzahl läuft.
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3. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrisch gelegene Kraftübertragungswelle
(41) auf einem Luftlager in der inneren (15) der konzentrischen Turbinenwellen (15» 16) gelagert ist.
4. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Turbinenrad (11)
in einem rohrförmigen Teil (46) gelagert ist, welches vom dritten Turbinenrad (12) vorspringt, welches im
Turbinengehäuse (47) gelagert ist.
5. Triebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager für das zweite Turbinenrad (11) am rohrförmigen
Teil (46) ein Luftlager umfasst.
6. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Getriebe zur "Verbindung der konzentrischen Turbinenwellen (15» 16) ein Planetengetriebe
ist, wobei das zweite Turbinenrad (11) dessen Kronenrad (23) antreibt und dieses wiederum die Abtriebswelle (22) mitnimmt, und dass das dritte Turbinenrad
(12) in Antriebsverbindung mit dem Planetenträger (24) des Getriebes sowie parallel hierzu mit einer Kraftentnahmevorrichtung
(49, 50) für die Hilfseinrichtungen des Triebwerkes steht, wobei die Kraft zu der Verdichter-Turbine-Dreheinheit
(10, 14) mittels des Sonnenrades (26) des Getriebes übertragen wird.
7. Triebwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine regelbare Transmission (30) zur Kraftübertragung
vom Sonnenrad (26) auf die zentrisch gelegene Kraftübertragungswelle (41) vorgesehen ist.
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8. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprächt.·, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten und dritten Turbinenrad (11, 12) Leitschaufeln (96) einer veränderlichen
Geometrie zur Bestimmung der Energievex'teilung auf die beiden Turbinenräder vorgesehen sind.
9· Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Turbinenrad
(10) aus einem keramischen Material und wenigstens das dritte Turbinenrad (12) aus einem Metall besteht,
wobei das dritte Turbinenrad ferner einen beträchtlich grösseren Durchmesser als das erste Laufrad - und infolgedessen
einen höheren Anteil der Impulsenergie - aufweist.
10. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Turbinengehäuse (92) im Spritzgussverfahren aus einer Leichtmetallegierung hergestellt
ist und dass die inneren, die Gas- oder Luftströmung
führenden Flächen mit einer Isolierung überdeckt sind, die aus vorgeformten Teilen (77 - 79) aus
keramischem Material besteht, die an den Metallwänden befestigt sind*
11. Triebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Isolierung (77 - 79) so angeordnet ist,
dass hierdurch die Luft- bzw. Gaskanäle im wesentlichen bestimmt sind.
12. Triebwerk mit einem Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Antrieb eines Fahrzeuges, dadurch
gekennzeichnet, dass ein drehbarer, regenerativer Wärmetauscher (83) vorgesehen ist und dass dieser Wärme-
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tauscher und eine Verbrennungskammer (90) an den entgegengesetzten
Enden des Turbinengehäuses angeordnet sind,
wobei die Längsachsen der Verbrennungskammer und des Wärmetauschers gerirgfügig gegenüber der Horizontalebene
geneigt sind.
15. Triebwerk nach Anspruch 12 für ein Front-Antrieb-Fahrzeug,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung von der Abtriebswelle (22) zu den Antriebsachsen (60)
der Vorderräder über ein Differential (61) erfolgt, dass die Turbinenwellen (15, 16) parallel zu den Räderachsen
(60) angeordnet sind und dass das Differential von einem am Turbinengehäuse angeflanschten Gehäuse umschlossen
ist.
14. Triebwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass das Turbinengehäuse vom Fahrzeug mittels mindestens drei Lagerungsgliedern (93>
95) getragen ist, von denen zwei Glieder (93) an entgegengesetzten Seiten des Turbinengehäuses
angeordnet und als Gleitkörper zur Zusammenwirkung mit festen, bogenförmigen Führungen (9^) ausgeführt
sind, deren Mittelpunkt mit den Radachsen (60) übereinstimmt.
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