DE7030575U - Hilfsaggregatgetriebe fuer eine gasturbine. - Google Patents

Description

Patentanwälte
Bipl^-Ing. V. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing» B. Jochen

6 Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str.

An=:.: Az.: P 2o 4o 474.4-1 J

Bennes Marrel, Soeiete Anonyme Saint-Stierme/Loire/Frankreich. Rue Pierre

Hilfsaggregatgetriebe für eine Gasturbine.

Di ^ö Ξ-rfindung betrifft ein Hilfsaggregatgetriebe für eine Gq?turbine sit einen oder mehreren als Luftvorwärmer dienenden rotierenden Värenitauschern, das asi vorderen Ende der Gasturbine a:igeordnet ist und ein lösbar am Turbinengehäuse bofes~igbares Getriebegehäuse besitzt, in welchem eine rait der Gasturbinenweile verbindbare Getriebeeingangswelle angeoränerist, und das einen Kontageflansch zur Anbringung eines Andrehsotors aufweist.

Die Drehzahlen von Gasturbinen liegen sehr hoch, z.B* in der GrcBeiordnung von 4o ooo bis 5o ooo TJ/niin. Hingegen "r et regen die Drehzahlen der rotierenden Wäremt aus eher größen— ordnun?;s~.ä2ig 2o IJ/z:in. Die erforderliche starke Drehzahl— übersc-tsung stellt dennach ein schwieriges Probles dar. Praktische Schvrierigkeiten ergeben sich insbesondere bei Gasturbinen für Sraftfahrzeuge, da bei dieser Anwendung die Anforderungen an kleine KaSe und geringes Geidchi; nzeht nxu? der Gasturbine, sondern auch der Hilfsaggregate und ihrer Getriebe besonders streng sind. Als v/eitere Schwierigkeit koinnt hinzu, daS die Hilfsaggregate und J^-1P^-^e Antriebe für Wartungsarbeiten leicht zugänglich sein nüssen.

κ 32εVio. 11.1972

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- 2 - VL/

Die bisher bekannten Hilfsaggregatgetriebe für Gasturbinen können den gestellten Forderungen bei Kraftfahrzeugantrieben nich- genügen. Schon die Verwendung von großen zylindrischen Wärmetauschern (US-PS 3 267 674·) kann der genannten Anwendung in Wege stehen* Außerdem weisen die bekannten Ausführungen veiz verstreut liegende Hilfsaggregate auf, die durch lange und komplizierte Getriebeverbindungen angetrieben werden und 2u Wartungsarbeiten in wesentlichen alle einzeln ausgebaut werden müssen. Für die starke Untersetzung zum Antrieb der Wärmetauscher wird dabei noch nicht in genügenden Maße die Untersetzung für andere Hilfsaggregate ausgenutzt, sondern im wesentlichen für die gesante Untersetzung ein besonderes Getriebe benutzt. Der Andrehmotor liegt gewöhnlich so,, daß er Über den Umfang der Turbine seitlich hinausragt und dadurch ein. entscheidendes Einbaumaß beträchtlich vergrössert. Ss ist allerdings auch schon bekannt, den Andrehmotor unter-* halb der Turbine und die Ausgangswelle des Getriebes in dessen unteren Bereich anzuordnen (US-PS 3 257 674). Si© letztere Maßnahme steht jedoch nicht im Zusammenhang damit, eine möglichst einfache und leichte-Getriebeverbindung mit dennoch vergleichsweise großer Untersetzung zwischen der Eingangs- tmd der Ausgangswelle zu schaffen.

Bei einer weiteren bekannten Gasturbine ist ein Hilfsaggregatgetriebe vor dem Einlauf des Verdichters angeordnet, es läßt sich jedoch ebensowenig wie bei der vorgenannten bekannter. Konstruktion insgesamt und zusessen mit mehreren Hilfsaggregaten vom !Turbinengehäuse abnehmen (US-PS 2 953 9ο"'). Wegen der erforderlichen starken Untersetzung des Antriebs der Wärmetauscher ist is H etzteren Fall eine sehr- komplizierte Getriebeverbindung vorgesehen, die aus Gründen des großen Gewichts und der Störanfälligkeit nicht für Kraftfahrzeuge geeignet ist.

Die genannten Nachteile unzusammenhängend und verhältnismäßig viel Saum, beanspruchender Hilfsaggregate, welche nicht ein-

10. ι

■■■:■■ /if

fach susassen sit einem geneinsanen Getriebegehäuse abnehmbar sind, gilt auch für ein bekanntes Hilfsaggregatgetriebe der cLn^an^s genannten Art (US-PiS 3 115 6o5).

ler Zrfir.aur.£ liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hilfsaggregatgexriebe fir Gasturbinen zur Verwendung insbesondere bei Kraft-

rUhruT-^en wesentlich leichter _y kleiner und für Wartungs arbeit en tescer zugänglich ist.

Verstehende Aufgabe v:ird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß das Gecriebegehäuse in Querschnitt im wesentlichen die Porm eines aufrecht stehenden Dreiecks besitzt und der die Gasturbine nach unten überragende, untere "Teil des Getriebegehäuses auf seiner hinteren Seite den sich achsparallel zur Gasturbine erstreckenden AnarehiaotGr trägt, sovde eine mit einer. Heduzierretriebe für den Antrieb von Väremt aus eher scheiben kuppeibare Getriebeausgangsv;elle aufnimmt, vrobei die Getriebe verbindung zwischen der Singangsv-elle und der Ausgangsvrelie Antriebsräder für mehrere Hilfsaggregate einschließt und ein IJntersetzungsverhältnis von ungefähr 1:2o

Bas erfindurgsgeü-ä3 vorgeschlagene Hilfsaggregatgetriebe hat den Vorteil, daß für den Antrieb der iarmetauscherscheiben eine verhältnismäßig starke Untersetsung ohne ein besonderes Getriebe erreicht wird. Das Getriebegehäuse kann besonders klein und leicht in Dreieeksfonn. ausgebildet und zusammen mit de:n Ξχΐ fs aggregat en abgenosmien werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert». Es zeigen:

5¹Ig. 1 einen Längsschnitt durch eine mit einem Hilfsaggregatgetriebe nach der Erfindung versehene Gasturbine,

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?ig. 2 eine Frontansicht des Getriebegehäuses,

?ig. 3 bis 5 Längsschnitte gemäß den Schnittlinien III-III,

IV-IV und V-V in Fig. 2,

f, Fi^. δ eine vereinfachte perspektivische Darstellung

\ ein53 Sedukticr.sgetriebes für die Wärrzetauscher-

f scheiben der Gasturbine.

] ■ In cer Zeichnung ist rait 1 ein Getriebe nach der Erfindung

treseirt, das sun Antrieb der KiIf saggreg;ate einer Gasturbine I dient. Die Gasturbine selbst bestehe aus sv;ei Stufen, nänlich

• einer Verdichterstufe 2, einer Iratzj.eistungsstufe 3 "t-*^· eines

I Untersetzungsgetriebe 4. Die Gasturbine besitzt zv.-ci getrennte

i Veller., nänlich eine erste Welle 5 für den Rotor eines Zen-

! trifugalv'erdichters 6 und den Rotor einer Eochdruckturbine 7

i innerhalb der Gaserzeugerstufe 2 und eine zweite Welle 8 für

\ den Roter einer ITiecerdruckturbine 9 innerhalb der Nutr.Ieistxin

i stufe 5- Ferner sind zu beiden Seiten der Längserstreekiin?: der

i Gasturbine entlang ihrer Längsachse Ii zwei rotierende »färse—

ί tauscherscheiben Io angeordnet.

\ ^y^-' 3as Hilfsaggregatgetriebe Λ hat ein Getriebegehäuse i2, das an

• der Vorderseite des Gehäuses 15 der Verdichterstufe 2 2±trte?3 \ eines Iragflansehes 14 befestigt ist. 3ie Befestigung erfolgt

• d-orch Schrauben 15 (FiS- 2). Die Fern: des Getriebegehäuse ε 12 (χig. 1 und 2) ist so gev/ählt, daS einerseits eine Überoin- -nung r:it der ?oi™i der Turbine sichergestellt ist. -während

andererseits Zugang zu. den verschiedenen SetrieOeelenenten er— Eviglicht V7xrd. Diese r!lenent;e sind folgende:

1. ein elektrischer Andrehsiotor 16, dessen Abtriebswelle 1? parallel sur Längsachse 11 der Gasturbine gerichtet ist, -wobei der Ancrehnotor 16 an der Sückseite des Getriebegehäuses 12 angeordnet und an eines üLngXlansch. 18 befestigt ist, ä.e^ eine

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Gehäus eof" fining n

emenscheibe Ί9 iux· cer- Treibriemen eines ζ
ten) Ladegereratcrs herköisi-ilieher Ä~asiü2

?- eine sich abgedichtet durch die idickseite des Cetriebegehäuses erstreckende Ausgangswelle 2o zvn Antrieb eines

lc (rig. 5); _r

—. ein in rückwärtigen 5?eil des Getriebes liegender hydrau.— I

lischer Hegler 21; |

3· eine Welle 22 zum Antrieb einerseits von zwei an der Vorder— K

seire des Gehäuses 12 angeordneten Schaierölp'txaipei25 und 2? '■'

ssLZ cnfererseits einer an der Siickseite des Getriebegehüuses ti

angecrdneten Brennstoffpumpe 26 und j:

6. der .Reter 27 eines Kühlgebäses, das auf einer an der Vorderceite des Getriebegehäuses 12 herausragenden Gebiäsewelie 2S

Alle rotierenden Wellen 17, 2o, 22, 23 und 28 sind parallel
zur Längsachse 11 der C-asturbine gerichtet.

3>s Gehäuse 12 des Hilfsasgregaxgetriebes 1 hat in Querschnitt
ZreLe^y.sCarz. (?ig. 2), wobei sich in oberen Sc?. eitel bereich
eine urjr.itteIbar von dem nit Keilnuten versehenen Ende der
ersten Gasturbinenveile 5 getriebene Singangsv.-elle 29 -ür das
C-etriebs befindet., Die Verbinäung zv/isehen der Welle 5 der Gasturbine und der Singangsweile 29 ist mit Hilfe einer Keilnutenhülse 5o hergestellt, die eine mit Keilnuten versehene Zwischen
»•eile y\ rit

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— ο —

Auf der· Slngargswelie 29 sitzt eizi Zahnrad ^2, fj"^ unmittelbar rzlt einen Zahnrad 33 sxlT ^er Gebläsewelle 23 käscEt. Hier durch befindet sieii die Welle 28 zwangsläufig naiie dera cberen Seieitelbereieh des dreieckigen Gehäuses 12 und zwar-■umit~elbar "UXXeraalb der Eingangszeile 29 (j?ig- 2).

Die Ube:ri;z*3gtn2.g dej^ SreiiDe^eguiigsii zu den ve2*3e2iiedenen Wellen iy. 2o und 22 -one, zum Hegler 21 errolgt in bekannter Weise durch, (niclit darge st eilte) Getriebezüge·

Zs ist zu beachten, daß sich, die viellen 17 vend, 2c in ^unteren Seil des Gehäuses 12 befinden und zv/ar eine äede in der liäiie einer der beiden unteren Scheiteibereiehe des Dreiecks. Wie oben bereits erwähnt, befindet sich der die Welle 17 an— treibenie Zirehnotor 15 asi rüc]c»-/ärtigen Ende des Getriebes 1 --Ln.rerr.alb des Vorderteils der Gasturbine (Jig. I). Hierdurch, erstreckt sich, der Andrehnot or 15 in der Praxis nicht über aen AuSerurifang der Turbine seitlich hinaus, wodurch die Konrage der letzten auf einem Lastkraftwagen erleichtert wird.

'Die Welle 22 der Pumpen 23, 25 und 26 ist nit zwei Getrieberädern 3^ und 35 versehen (Pig. ^).

ZIe V.'elle 2o erstreckt sieb, dieb/cend nach vom und hinten über ά-,3 Getriebegehäuse 12 hinaus. An vorderen Ende trärt die Velle 2o (fie Hi cn ens ehe ibe 19 für den Ladegenerator. Ar. rückwärtigen Ende treibt sie über ein erstes Kreuzgelenk 35 eine nit einer Sleithülse 33 versehene Zwischenv/elle ;7. wiese Zv;ischer,v;elle 37 erstreckt sicii in iäügsrichtuiis unterhalb der Gasturbine iiTxä treibt über ein zweites Kreuzgelenk 39 eine Schnecke 4o. Diese befindet sich in Eingriff alt Schneckenrad ^I _t welches über Querwellen 42 mit Gleithülseii Χίτ.ά Kreuzgelerien zv/ei ouerliegende Hitze! 4-3 antreibt. Sie 2itzöl *3 befinden sich in upraittelbarem Eingriff nit ^e

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einen: üahnlcranz- 44 auf den Uärnetausciierscneiben io-

£u.s der vorstnenden Besenreibung folgt, daB die Untersetzlmg —fischen der Eingangs«eile 29 des Hilfsaggrsgatgetriebes i und den Värnietauseiierselieiberi Ίο einerseits innerhalb des Getriebes 1 sit eines Untersetzmngsvernältnis in der GröSen— ordn-ong von Ί:2ο zwischen der Singangswelle 29 ixad dex- Ausgangszeile 2o und andererseits mit Hilfe des JReduzierget-riebes 4o, 4i, 4-3, 44 m±t einem üntersetz^ongsverbältnis dsr Gr

Ansr>x^%ücne

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Claims (1)

1. * a ■

   * ι

   AnsOrüche

   1. rd.1 fs aggre gat get riebe für eine Gasturbine mit eines

   I oder mehreren als Luftvorwärmer dienenden rotierenden

   1 Viämetauschem, das as. vorderen Bnde der Gasturbine

   I · angeordnet ist -and ein lösbar am Turbinengehäuse be-

   i " festigbares Getriebegehäuse sitzt, in welchem eine init

   "-!OT*

   Gasturbinenwelle verbindbare Getriebeeingangsvelle I angeordnet ist, und das einen Hontage flansch zur Aa-

   I bringung eines AncLrehmotors aufweist, dadurch

   1 gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse

   (12) i^i Querschnitt im wesentlichen die Form eines aufrechtste'senden Dreiecks besitzt und der die Gasturbine nach unten überragende, untere Teil des Getriebegehäuses auf seiner hinteren Seite den sich achsparailel zur Gasturbine erstreckenden Andrehmotor (16) tragt, sowie eine mit einem Reduziergetriebe (4o, 41) für den Antrieb von V/ännetauscherscheiben kuppelbare I ^ .· Gecriebeausgangsweile (2o) aufnimmt, wobei die Getriebe-I -. erbindung zwischen der EingangswelIe (29) und der Aus-

   i £ar.,:swelle (2c) Antriebsräder für nehrere Hilfsaggregate

   I %2r< > 2y, 26, 21, 27? c-insshiieüt und ein Untersetzungs-

   i verr.-iltnis vor. ungefähr Ί:2ο aufv/eist.

   ί 2. 3.ίriete r.a-r Anspr*-ich 1, dadurch g e k e π n-I 7 c i c h η e t, da3 die Gotrieceausganrs^eZle (2θ/ nit

   Zr-izzT. ΞΓ-ien ö'ar Cm Setriebegohiuse (^T-) herr.usra^t, wotöi das nach ruckwärtis gerichtete Snde zum Anschluß des Hcdusiergetricbes C^o, ^£>1) für die Wärmetauscher C^o/ αΙϋϊΓν Una das Hash, ψοτώ ger^.Giiv&be Bnö© eine BietSeii» scheibe (19) zur Antfiebsverbinäüiig; nit einem Stromer-

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   · a a.

   3- Getriebe nach, ünsprueh loder 2, dadurch S ^e — £Θ1Ε26ΪΟΪ-25Ϊ, CaS der rlcntagS^XanSCh (lc) firr» den Andrehz~otor Oc) ein Hiügixansch :niit einer

   i d Gbine seit;2.icri

   —«. Getriebe nacii eines der vorliex-gelienden Ansoifaclis, dadurch gekesE-seielinet, diS die Getriebeeinganas>"elle (29) im Getriebegehäuse (i2) r.s2ie der oberen Dreieclcspitse des Geiiaussciierscliniiiiis ar:geordrLei; ist*

   5· Gerriebe nacli einer· der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gelcennzeichnet, daB eirs Gebläse— v;elle (2S) ursittelbar unter der Getriebeeingangswölle (29) angeordnet ist.

   6. Getriebe nach eineia der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS das Gehäuse ('l2) in unteren Seil eine weitere, beidseitig aus ihn h?r.-=usragende Weile (22) enthält, an deren rückwärtiges Zr.ce eine unter der Gasturbine gelegene Brennst of ipur-pe (25) und an deren vorderes Ende eine oder mehrere SchrSez clpunpen (25, 25) ankuppelbar¹ sind.

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