DE7113527U

DE7113527U - Gas turbine device with a centrifugal compressor with liquid belts

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Publication number: DE7113527U
Application number: DE7113527U
Authority: DE
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1970-04-07
Publication date: 1974-01-24

Description

OKT. 1973OCT. 1973

Nederland.se Organisati e voc Toeprepnst-Katuurv.'etenschappslijk Onderzoek ten behoeve van Nijverheid, Handel en VerkeerNederland.seorganati e voc Toeprepnst-Katuurv.'etenschappslijk Onderzoek ten behoeve van Nijverheid, Handel en Verkeer

Gasturbineneinrichtung mit einem Zentrifugalkompressor mit FlüssigkeitsbändernGas turbine device with a centrifugal compressor with liquid belts

Gegenstand der Erfindung ist eine Gasturbineneinrichtung mit mindestens einem von der Gasturbine angetriebenen Kompressor, mindestens einem Wärmetauscher zur ubertra~ gung der Wärme der Turbinenabgase auf das verdichtete Arbeitsmittel und mindestens einer Brennkammer mit regelbarer Brennstoffzufuhr.The invention relates to a gas turbine device with at least one driven by the gas turbine Compressor, at least one heat exchanger for transferring supply of the heat of the turbine exhaust gases to the compressed working medium and at least one combustion chamber with controllable Fuel supply.

Es ist allgemein bekannt, daß ein Wärmetauscher in einer Gasturbineiieinrichtung zwar einen hohen Nutzeffekt erbringt, daß eine mit einem Wärmetauscher versehene Gasturbineneinrichtung aber bei Änderung der abgegebenen Leistung besondere träge ist.It is well known that a heat exchanger in a Although gas turbine equipment produces a high level of efficiency, that a gas turbine device provided with a heat exchanger but when the output is changed Performance is particularly sluggish.

Diese Trägheit läßt sich weitgehend aufheben, wenn in der Gasturbineneinrichtung ein Zentrifugalkompressor mit Flüssigkeitsbändern verwendet wird. Von diesem Zentrifugalkompressor mit ilüssigkeitsbändern, dessen Rotor durch die Gasturbine angetrieben wird, ist mindestens eine der den Kompressorraum begrenzenden Wände frei rotierbar und dem Umfang entlang mit Schaufeln versehen, und wird nachstehend als sekundärer Rotor bezeichnet, iline ebenfalls durch die Gasturbine angetriebei^e Pumpe führt die Flüssigkeit zum Kompressor mit Flüseigkeitsbändern, in dem ein gasförmiges Arbeitsmittel, Luft,This inertia can largely be eliminated if a centrifugal compressor is included in the gas turbine device Fluid bands is used. From this centrifugal compressor with fluid bands, the rotor of which is driven by the gas turbine, is at least one of the walls delimiting the compressor room is freely rotatable and provided with blades along the circumference, and is hereinafter referred to as the secondary rotor, also driven by the gas turbine pump leads the liquid to the compressor with liquid belts, in which a gaseous working medium, air,

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verdichtet und anschließend von der die Bänder bildenden Flüssigkeit getrennt und über einen Wärmetauscher und eine Brennkammer zur Gasturbine geführt wird. Die Flüssigkeit versetzt den sekundären Rotor in Umdrehung. Die Verhältnisse sind dabei so gewählt, daß die von der Gasturbine abgegebene Nutzleistung der Welle des sekundären Rotors zur Verfügung kommt, das heißt, daß die am Ende des Verdichtungsvorgangs noch in der Flüssigkeit vorhandene Leistung, abgesehen von einigen Verlusten, also der von der Gasturbine abzugebenden Leistung entspricht. Die Regelung der abgegebenen Leistung erfolgt dann durch die Regelung der Flüssigkeitszufuhr zum Kompressor mit F'lüssigkeitsbändern. Die Austrittstemperatur der Gasturbine wird dabei auf bekannte Weise durch eine automatische Regelung der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer konstant gehalten. compressed and then separated from the liquid forming the bands and fed to the gas turbine via a heat exchanger and a combustion chamber. The liquid causes the secondary rotor to rotate. The ratios are chosen so that the useful power output by the gas turbine is available to the shaft of the secondary rotor, i.e. the power still present in the liquid at the end of the compression process, apart from a few losses, i.e. that to be output by the gas turbine Performance corresponds. The output power is then regulated by regulating the liquid supply to the compressor with liquid bands. The outlet temperature of the gas turbine is kept constant in a known manner by automatic regulation of the fuel supply to the combustion chamber.

Obgleich in der obenumschriebenen Gasturbineneinrichtung der Einfluß der thermischen Trägheit des Wärmetauschers auf das Regelverhalten der Einrichtung vollständig auf gehoben wird, ist deren Druckverhältnis beschränkt und dadurch werden die Abmessungen für eine wirtschaftlich vernünftige Anwendung großer Leistungen zu groß.Although the influence of the thermal inertia of the heat exchanger on the control behavior of the device is completely eliminated in the gas turbine device described above, its pressure ratio is limited and as a result the dimensions are too large for an economically sensible application of large powers.

Zweck der Erfindung ist, den Nutzeffekt einer derartigen Gasturbineneinrichtung zu erhöhen und die vor allem durch den Wärmetauscher bedingte Trägheit bei Belastungsänderungen und Regelungseingriffen zu vermindern.The object of the invention to increase the efficiency of such a gas turbine device and to reduce the related mainly through the heat exchanger under load inertia changes and control actions.

Zu diesem Zweck wird in einer Gasturbineneinrichtung mit mindestens einem von der Gasturbine angetriebenen Kompressor ein Zentrifugalkompressor mit Flüssigkeitsbändern verwendet, wodurch für große Leistungen eine sehr kompakte Bauweise erreicht werden kann.For this purpose, in a gas turbine device with at least one compressor driven by the gas turbine a centrifugal compressor with liquid belts is used, which makes it a very compact one for high capacities Construction can be achieved.

Bei diesem Zentrifugalkompressor mit STüssigkeitsbändern wird der Nutzeffekt bedeutend erhöht, ohne daß Energie verloren geht. Die Flüssigkeit wird tangential in die Flüssigkeitseintrittsöffnung des Rotors geführt; diese Eintrittsöffnung liegt nahezu auf der selben Umfangsfläche des Rotors wie die Flüssigkeitsaustritts öffnungen der Düsen; ferner entspricht die absolute Eintrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in den Rotor nahezu der örtlichen Umfangsgeschwindigkeit des Rotors. Dabei wird der Rotor durch die tangential gerichtete Flüssigkeit angetrieben.With this centrifugal compressor with S fluid belts the efficiency is increased significantly without losing energy. The liquid becomes tangential guided into the liquid inlet opening of the rotor; this inlet opening is almost on the the same circumferential surface of the rotor as the liquid outlet openings of the nozzles; furthermore corresponds to absolute entry speed of the liquid into the rotor almost the local peripheral speed of the rotor. The rotor is driven by the tangentially directed liquid.

Außer dem Vorteil des erhöhten Nutzeffekts des Kompressors mit Flüssigkeitsbändern hat die erfindungsgemäße Gasturbineneinrichtung den überraschenden Vorteil, daß durch eine spezielle Regelung der Austrittstemperatur der Gasturbine also auch die Temperatur der heißen Seite des Wärmetauschers für jeden Belastungszustand konstant gehalten wird. Dadurch, daß auf bekannte Weise auch die Austrittstempuratur an der kalten Seite des Wärmetauschers, die die gleiche ist wie die Austrittstemperatur des Kompressors mit Flüssigkeitsbändern, durch Kühler im Flüssigkeitsstrom konstant gehalten wird, wird die thermische Trägheit des Wärmetauschers weitgehend eingeschaltet, so daß die Gasturbineneinrichtung sehr schnell reagiert.In addition to the advantage of the increased efficiency of the compressor with fluid bands, the inventive Gas turbine device has the surprising advantage that by a special control of the outlet temperature of the gas turbine, so the temperature of the hot side of the heat exchanger is kept constant for each load condition. By being on well-known Also, the outlet temperature on the cold side of the heat exchanger, which is the same as that Outlet temperature of the compressor with liquid belts, constant due to the cooler in the liquid flow is held, the thermal inertia of the heat exchanger is largely turned on, so that the gas turbine device responded very quickly.

Sie wird dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Welle mindestens je ein Läufer einer Gasturbine, eines Kompressors und einer Flüssigkeitspumpe angebracht ist, die hintereinander eine Nutzlast abgebende Flüssigkeitsturbine sowie mindestens einen Zentrifugalkompressor mit Flüssigkeitsbändern antreibend beaufschlagt, der dem von der Gasturbine angetriebenen gewöhnlichen Kompressor nachgeschaltet ist, und daß in der Flüssigkeits-It is characterized in that at least one rotor of a gas turbine and a compressor on each shaft and a liquid pump is attached, the liquid turbine, one behind the other, delivering a payload, and at least one centrifugal compressor acted upon by liquid bands driving the ordinary compressor driven by the gas turbine is downstream, and that in the liquid

Zufuhrleitung zum Kompressor mit Flüssigkeitsbändern eine Mengenregelvorriehtung angeordnet ist*Supply line to the compressor with liquid bands a quantity control device is arranged *

Die Flüssigkeitsmengen-Regelvorrichtung ist vorteilhaft als ein um die Eintrittsöffnung des Rotors dos Zentrifugalkompressors mit Flüssigkeitsbändern angebrachtes aylinderförmiges Ventil ausgebildet·The liquid quantity regulating device is advantageous as a dos around the inlet opening of the rotor Centrifugal compressor designed with a cylinder-shaped valve attached to fluid bands

Die Leistungsregelung der Gasturbineneinrichtung erfolgt auf einfache Weise mittels einer kombinierten Regelung der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer wc^i. der Flüssigkeitszufuhr zum Rotor des Kompressors mit Flüssiglceitsbändern₅ wodurch die Austrittstemperatur der Gasturbine unter allen Belastungsverhältnissen konstant gehalten werden kann.The power control of the gas turbine device takes place in a simple manner by means of a combined control of the fuel supply to the combustion chamber wc ^ i. the liquid supply to the rotor of the compressor with liquid glass belts ₅ whereby the outlet temperature of the gas turbine can be kept constant under all load conditions.

Erfolgt die Leistungsregelung der Gasturbineneinrichtung durch Regelung der Brennstoffzufhr zur Brennkammer, so wird eine Abweichung der Gasturbinenaustrittstemperatur durch Regelung der Flüssigkeitszufuhr zum Rotor des Kompressors mit Flüssigkeitsbändern automatisch im selben Moment korrigiert.If the power of the gas turbine device is regulated by regulating the fuel supply to the combustion chamber, thus there is a deviation in the gas turbine outlet temperature by regulating the liquid supply to the rotor of the compressor with fluid bands is automatically corrected at the same moment.

Wenn nämlich die QJurbinenaustrittstemperatur zu hoch ist, wird die Flüssigkeitszufuhr zum Rotor des Kompressors mit Flüssigkaitsbändern vergrößert, das Druckverhältnis wird erhöht, so daß mehr Gas durch die Gasturbine fließt und demzufolge die Temperatur sinkt. Das Gegenteil ist der J?all, wenn die Gasturbinenaustrittstemperatur zu niedrig ist.Namely, if the turbine outlet temperature is too high is, the liquid supply to the rotor of the compressor is increased with liquid belts, the pressure ratio is increased so that more gas flows through the gas turbine and consequently the temperature decreases. That The opposite is true when the gas turbine outlet temperature is too low.

Wenn die Leistungsregelung der Gasturbineneinrichtung durch Regelung der Flüssigkeitszufuhr zum Rotor des Kompressors mit Flüssigkeitsbändern erfolge, so wird auto-If the power control of the gas turbine device by regulating the liquid supply to the rotor of the Compressor with liquid belts, so auto-

malisch im selben Moment eine Abweichung der Gasturbinenaustrittstemperatur durch Regelung der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer korrigiert; mit anderen Worten, wenn die Gasturbinenaustrittstemperatur zu niedrig ist, wird die Brennstoffzufuhr vergrößert und umgekehrt.malisch at the same moment a deviation in the gas turbine outlet temperature by regulating the fuel supply corrected to the combustion chamber; in other words, when the gas turbine outlet temperature increases is low, the fuel supply is increased and vice versa.

Es ist an und für sich nicht unwesentlich, daß das verdichtete Arbeitsmittel erst in einem gewöhnlichen Kompressox und danach in einem Kompressor mit Flüssigkeitsbändern verdichtet wird, der umgekehrte Fall ist ebenso möglich wie die Anwendung von mehreren Verdichterstufen. Um ein schnelles Regelverhalten der Gasturbineneinrichtunt- zu erhalten, ist es jedoch notwendig, daß als letzter Verdichter ein Kompressor mit Flüssigkeitsbändern verwendet wird.In and of itself, it is not insignificant that the condensed work equipment should only be used in an ordinary one Compressox and then compressed in a compressor with liquid bands, the reverse is the case just as possible as the use of several compressor stages. To ensure that the To obtain gas turbine equipment, however, it is necessary to that a compressor with fluid bands is used as the last compressor.

In der Gasturbinenanlage kai-n die Flüssigke: tsturbine nicht nur nach, sondern auch vor der Pumpe angeordnet sein, in einem geschlossenen Überdruckkreislauf, und schließlich auch zwischen zwei Pumpen.The liquid turbine can be found in the gas turbine plant be arranged not only after, but also in front of the pump, in a closed overpressure circuit, and finally also between two pumps.

Die Gasturbine, axialer oder radialer Strömungsrichtung, kann aus einer Stufe bestehen, die den Kompressor, axialer oder radialer Strömun^srichtung, und die Flüssigkeitspumpe antreibt; sie kann aber auch mehrere Stufen je Maschine aufw-· isen, die alle auf einer Welle angebracht ,sind. Terror ist eine Ausführung mit Mehrwellenantrieb möglich, zum Beispiel! einer Welle für eine Gasturbinenstufe und den Kompressor bzw. die Kompressoren und einer weiteren Welle für eine v/eitere Gasturbinenstufe und die Pumpe bzw. die Pumpen.The gas turbine, axial or radial direction of flow, can consist of one stage that includes the compressor, axial or radial direction of flow, and the liquid pump drives; however, it can also have several stages per machine, all of which are mounted on one shaft ,are. Terror is a version with a multi-shaft drive possible, for example! a shaft for a gas turbine stage and the compressor or compressors and a further shaft for a further gas turbine stage and the pump or pumps.

Die Erfindung wird rachstehend an Hand der Zeichnungen, in denen eine beispielsweise Ausführungsform scheniatisch dargestellt ist, erläutert:The invention is illustrated below with reference to the drawings, in which an exemplary embodiment is shown in the drawings is shown explains:

Dabei seigt:It shows:

Fig. 1 einen Quarschnitt durch einen Zentrifugalkompressor niit Flüssigkeitsbändern;Fig. 1 is a cross section through a centrifugal compressor with fluid bands;

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Gasturbineneinrichtung nach der Erfindung; 2 shows a schematically illustrated gas turbine device according to the invention;

Fig. 3 einen halben Längsschnitt einer Gasturbineneinrichtung nach der Erfindung und3 shows a half longitudinal section of a gas turbine device according to the invention and

Fig. 4 eine Perspektivzeichnung eines zylinderförmigen Ventils der Flüssigkeits-Regelvorrichtung.Fig. 4 is a perspective drawing of a cylindrical Fluid control valve.

Fig. 1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Zentrifugalkompressors mit Flüssigkeitsbändern dar. Dieser besteht aus einem Kompressorgehäuse 1, das mit dem Flüssigkeitsbehälter 2 zusammengebaut ist. Der zentral im Kompressorgehäuse gelagerte Rotor 3 ist mit Schaufeln 6 versehen, die ein zu verdichtendes, gasförmiges Strömungsmittel über das Mundstück 7 ansaugen.Fig. 1 shows an embodiment of a centrifugal compressor with liquid belts. This consists of a compressor housing 1, which with the Liquid container 2 is assembled. The rotor 3, which is mounted centrally in the compressor housing, has blades 6, which suck in a gaseous fluid to be compressed via the mouthpiece 7.

Der Rotor ist ferner mit Düsen 8 versehen, die mit einem im Rotor angeordneten ringförmigen Kanal 9 direkt verbunden sind, in dem Schaufeln 1o angebracht sind und von dem aus die Flüssigkeit über die Düsen 8 verteilt wird. Rings um den Rotor 3 herum befindet sich eine ringförmige Flüssigkeitskammer 11 mit einem dem Innendurch messer entlang angebrachten ringförmigen Austrittskanal 12, der sich gegenüber dem Eintritt 18 des ringförmigen Kanals 9 befindet. Im Austrittskanal 12 sind Leitschaufeln 13 angebracht, die zur Drehrichtung des Rotors 3 tangential gerichtet sind. Der Rotor 3 wird durch die tangential zuströmende Flüssigkeit angetrieben. The rotor is also provided with nozzles 8 which are directly connected to an annular channel 9 arranged in the rotor, in which blades 1o are attached and from which the liquid is distributed via the nozzles 8. Around the rotor 3 there is an annular liquid chamber 11 with an annular outlet channel 12 which is attached along the inner diameter and which is located opposite the inlet 18 of the annular channel 9. In the outlet channel 12, guide vanes 13 are attached, which are directed tangentially to the direction of rotation of the rotor 3. The rotor 3 is driven by the tangentially flowing liquid.

Ferner ist die Flüssigkeitskammer 11 an eine Zufuhrleitung 14 angeschlossen, welche über eine Regelvorrichtung 15 mit einer Pumpe 16 verbunden ist, die über eine Ansaugleitung 17 an den Flüssigkeitsbehälter 2 angeschlossen ist.Furthermore, the liquid chamber 11 is connected to a supply line 14 connected, which is connected via a control device 15 to a pump 16, which via a suction line 17 is connected to the liquid container 2.

Der Kompressorraum, in dem die Flüssigkeitsbänder gebildet werden, wird durch die Wände 2o und 21 begrenzt und von einem Sammelkanal 22 umschlossen, der mit dem Flüssigkeitsbehälter 2 in offener Verbindung steht.The compressor space in which the liquid bands are formed is delimited by the walls 2o and 21 and enclosed by a collecting channel 22 which is connected to the Liquid container 2 is in open communication.

Das verdichtete Strömungsmittol wir! auf bekennte Wtise im Fluss?' gkeitsbehälter 2 mit Hilfe von Scheidewänden 23 von der Flüssigkeit getrennt und über die Austrittsleitung 24 abgeführt· The compressed fluid we do! on confessed Wtise in the river?' ility container 2 with the help of partitions 23 separated from the liquid and discharged via the outlet line 24

Eine beträchtliche Erhöhung des Nutzeffekts wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß die Flüssigkeitseintrittsöffnung 18 des Rotors 3 nahezu auf der selben Umfangsflache des Rotors liegt wie die Austrittsöffnungen 19 der Düsen 8 und daß die Flüssigkeit tangential mit einer absoluten Eintrittsgeschwindigkeit, die nahezu der örtlichen Umfangsgeschwindigkeit des Rotors entspricht, eingeführt wird.A considerable increase in the efficiency is obtained according to the invention in that the liquid inlet opening 18 of the rotor 3 on almost the same circumferential surface of the rotor lies like the outlet openings 19 of the nozzles 8 and that the liquid is tangential with it an absolute entry speed that corresponds almost to the local peripheral speed of the rotor, is introduced.

Figur 2 stellt schematisch eine Gasturbineneinrichtung dar, in der der vorstehend beschrieDene Zentrifugalkompressor mit Flüssigkeitständern Verwendung findet.Figure 2 shows schematically a gas turbine device in which the centrifugal compressor described above is used with liquid stands.

Auf einer Welle 25 sind eine Turbine 26, ein gewöhnlicher Kompressor 27 und eine Flüssigkeitspumpe 28 angebracht .On a shaft 25 there is a turbine 26, an ordinary one Compressor 27 and a liquid pump 28 attached.

Durch den Kompressor 27 wird über die Zufuhrleitung 29 Gas, zum Beispiel Außenluft, angesaugt und auf Überdruck gebracht. Das verdichtete Gas wird über die AbfuhrleitungThe compressor 27 is via the supply line 29 Gas, for example outside air, is sucked in and pressurized. The compressed gas is discharged via the discharge line

3o zum Kompressor mit Flüssigkeitsbändern 31 geführt. Die Flüssigkeitspumpe 28 führt Flüssigkeit über die Abfuhrleitti.ng 32 zur Flüssigkeit!,turbine 33. Von dort wird die Flüssigkeit über die Austrittsleitung 34- zum Kompressor mit Flüssigkeitsbändern 31 geführt. Das verdichtete Gas wird durch die gebildeten Flüssigkeitsbänder noch höher verdichtet, von der Flüssigkeit getrennt und durch die Abfuhrleitung 35 über den Wärmetauscher 36 und die Brennkammer 37 zum Einlaß 38 der Gasturbine 26 geführt.3o led to the compressor with liquid bands 31. The liquid pump 28 carries liquid via the discharge line 32 to the liquid turbine 33. From there the liquid is via the outlet line 34- to Compressor with liquid bands 31 out. That condensed Gas is compressed even more by the liquid bands that are formed and separated from the liquid and through the discharge line 35 via the heat exchanger 36 and the combustion chamber 37 to the inlet 38 of the Gas turbine 26 out.

An die Brennkammer 3V ist eine Brennstoffzufuhrleitung 39 angeschlossen, in der eine Regelvorrichtung 4o angeordnet ist. Die Austrittsleitung 41 der Gasturbine 26 führt das verbrauchte heiße Gas über den Wärmetauscher 36 ab. Die im Kompressor mit Flüssigkeitsbändern 31 vom verdichteten Gas abgetrennte Flüssigkeit wird im Flüssigkeitsbehälter 41 gesammelt uuc durch die Abfuhrleitung 43 über einen Kühler 44 zur Flüssigkeitspumpe 28 zurückgeführt.A fuel supply line is connected to the combustion chamber 3V 39 connected, in which a control device 4o is arranged. The outlet line 41 of the gas turbine 26 removes the used hot gas via the heat exchanger 36. The ones in the compressor with liquid bands 31 Liquid separated from the compressed gas is collected in the liquid container 41 and through the discharge line 43 via a cooler 44 to the liquid pump 28 returned.

Der Kompressor mit Flüssigkeitsbändern ist e^n isothermischer Kompressor. Bei dieser Art Kompressoren muß alle Verdichtungsarbeit in Form von Wärme abgeführt werden, was hier also in einem oder mehreren Kühlern 44 stattfindet· Das verdichtete erhitzte Gas gibt in der Gasturbine 26 Leistung ab, die verwendet wird, um den Kompressor 27 und die Flüssigkeitspumpe 28 anzutreiben. Durch die Flüssigkeitspumpe 28 wird die Flüssigkeit auf Druck gebracht und durch die Flüssigkeitsturbine 33 geleitet. The compressor with fluid bands is e ^ n more isothermal Compressor. With this type of compressor, all compression work has to be dissipated in the form of heat which takes place here in one or more coolers 44 · The compressed heated gas is in the gas turbine 26 from power that is used to drive the compressor 27 and the liquid pump 28. The liquid is pressurized by the liquid pump 28 and passed through the liquid turbine 33.

In dieser Flüssigkeitsturbine 33 gibt die Flüssigkeit einen Teil der in der Flüssigkeitspumpe 28 zugeführten Leistung ab. Diese Turbinenleistung steht nun als Nutz-In this liquid turbine 33, the liquid is a part of that supplied in the liquid pump 28 Performance. This turbine power is now available as a useful

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leistung der Gasturbineneinrichtung zur Verfügung und kann von der Flüssigkeitsturbine lwelle 4-5 abgenommen v/erden. In der Flüssigkeitszufuhrleitung 34-zum Kompressor mjt Flüssigkeitsbändern 31 befindet sich eine Regelvorrichtung 4-6, die die Menge des Flüssigkeitsstroms regelt.power of the gas turbine device is available and can be taken from the liquid turbine shaft 4-5 v / earth. Located in the liquid supply line 34 to the compressor with liquid bands 31 a regulating device 4-6, which regulates the amount of liquid flow.

Die Leistung der Gasturbineneinrichtung wird durch eine kombinierte Regelung der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer 37 über die Regelvorrichtung 4-o und der Flüssigkeitszufuhr zum Rotor des Kompressors mit Flässigkeitsbändern 31 über die Regelvorrichtung 4-6 geregelt.The performance of the gas turbine device is controlled by a combined control of the fuel supply Combustion chamber 37 via the control device 4-o and the Liquid supply to the rotor of the compressor with liquid bands 31 via the control device 4-6 regulated.

Fig. 3 stellt einen halben Querschnitt einer erfindungsgemäßen Gasturbineneinrichtung dar, aus dem deutlich hervorgeht, wie kompakt diese ausgeführt werden kann.Fig. 3 shows a half cross section of an inventive Gas turbine device, which clearly shows how compact it is can be.

Auf einer Welle 4-7 sind ein Gasturbinenläufer 4-8, ein Kompressorläufer 49 (tier als Zentrifugalkompressor gezeichnet) und ein Flüssigkeitspumpenläufer 5o angebracht. Vom Kompressor 4-9 wird de.s verdichtete Gas über den Umbiegekanal 51 zum Gaseinlaß 52 des Rotors 55 des Zentrifugalkompressors mit Flüssigkeitsbändern 54-geführt. On a shaft 4-7 are a gas turbine rotor 4-8, a Compressor rotor 49 (shown as a centrifugal compressor) and a liquid pump rotor 5o attached. The compressed gas is transferred from the compressor 4-9 the bending channel 51 to the gas inlet 52 of the rotor 55 of the centrifugal compressor with liquid belts 54-guided.

Aus der Flüssigkeitskammer 55 wird über die mit Schaufeln versehene ringförmige Kammer 56 "Flüssigkeit zur Flüssigkeitspumpe 5o geführt. Nach Erhöhung des Drucks wird die Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsturbine 57 und danach in die ringförmige Flüssigkeitskammer 58 des Kompressors mit Flüssigkeitsbändern 54 geführt; der ringförmige Austrittskanal 59 dieser Fiüssigkeitskammer 58 ist entlang demFrom the liquid chamber 55 is about the with blades provided annular chamber 56 "liquid to the liquid pump 5o led. Upon increasing the pressure, the liquid is passed through the liquid turbine 57 and thereafter into the annular liquid chamber 58 of the compressor guided with liquid bands 54; the annular outlet channel 59 of this liquid chamber 58 is along the

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Innendurchmesser mit zur DrehrichturiK des Rötor-s 53 tangential gerichteten Leitschaufeln 6o versehen. Der Plussigkeitsaustrittskanal 59 befindet sich gegenüber der Eintrittsöffnung des ringförmigen Kanals 61, der mit Schaufeln 62 versehen ist und worin die Flüssigkeit an die anschließenden Düsen 63 verteilt wird. Im Kompressorraum 64 werden die Flüssigkeitsbänder gebildet und das vom Kompressor 49 gelieferte verdichtete Gas noch höher verdichtet, von der Flüssigkeit getrennt und auf die bekannte Weise über einen nicht gezeichneten Wärmetauscher und eine Brennkammer zum Einlaß der Gasturbine 48 geführt.Inside diameter with the direction of rotation of the Rötor-s 53 provided tangentially directed guide vanes 6o. The positive outlet channel 59 is located opposite the inlet opening of the annular channel 61 which is provided with blades 62 and in which the Liquid is distributed to the adjoining nozzles 63. The liquid bands and that supplied by the compressor 49 are formed in the compressor space 64 Compressed gas is compressed even more, separated from the liquid and passed over in the known manner a heat exchanger (not shown) and a combustion chamber are led to the inlet of the gas turbine 48.

Zwischen dem ringförmigen Austrittskanal 59 und der Eintrittsöffnung des ringförmigen Kanals 61 ist die Regelvorrichtung 65 angebracht, die den Flüssigkeitsdurchlaß zur EintrittsÖffnung des ringförmigen Kanals 61 regelt. Die Regelvorrichtung kann als ein rings um den Rotor angebrachtes zylinderförmiges Ventil, zum Beispiel als Drehschieberbuchse, ausgeführt werden, wie perspektivisch in Fig. 4 dargestellt ist.Between the annular outlet channel 59 and the inlet opening of the annular channel 61 is the Control device 65 attached, the liquid passage to the inlet opening of the annular channel 61 regulates. The control device can be used as a cylindrical valve attached around the rotor Example as a rotary slide bushing, as shown in perspective in FIG. 4.

Der Nutzeffekt der vorstehend beschriebenen Gasturbineneinrichtung kann noch weiter erhöht werden, wenn im geschlossenen Pumpenkreis eine Flüssigkeit mit hohem Siedepunkt, zum Beispiel Öl, verwendet wird.The efficiency of the gas turbine device described above can be increased even further if there is a liquid in the closed pump circuit high boiling point such as oil is used.

Durch die Möglichkeit, die gesamte Gasturbineneinrichtung sehr kompakt bauen zu können, sowie durch den sehr hohen Nutzeffekt und das sehr schnelle Reagieren auf BelastungRänderungen und auf Eingriffe der Regelung ist die Gasturbineneinrichtung insbesondere für Traktionszwecke geeignet.By being able to use the entire gas turbine facility to be able to build very compact, as well as by the very high efficiency and the very fast reaction on changes in load and on interventions by the regulation the gas turbine device is particularly suitable for traction purposes.

Claims

Nederlandse Organizatie voor Toegepast-. .. Protection claims

1. Gas turbine device with at least one compressor driven by the gas turbine, at least one heat exchanger for transferring the heat of the turbine exhaust gases to the compressed working medium and at least one combustion chamber with controllable fuel supply, characterized in that at least one rotor each on a shaft (25 or 47) a gas turbine (^ 6 or 48) of a compressor (27 or 49) and. a liquid pump (28 or JO) is attached, which acts one behind the other a payload-delivering liquid ^{turbine (33 or 57) as well as at least one centrifugal compressor with liquid belts (3I or 5 2} O driving the conventional compressor (27 or 49) and that a quantity control device (46 or 65) is arranged in the liquid supply line to the compressor with liquid changes (3I or 5 * 0) (Fig. 2 or 3).

2. Gas turbine device according to claim 1, characterized in that the liquid amount control device al 'around the

Inlet opening of the rotor of the centrifugal compressor with fluid bands attached cylindrical valve ¹ . For example, it is designed as a rotary valve bushing.