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-Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung Die Erfindung bezieht
sich auf eine insbesondere zum Antnieb von Luftfahrzeugen bestimmte Gasturbinernan@l!age-niit
Gl@eichdiruckverbrennung, ddie im wesentlichen aus einem Luftverndichter, einem
BmennTaum und der eigerntliohen Turbine besteht und bei der diesle Bestandteile
unmittelbar hintereinander angeordnet sind. Diese Anordhung bringt es mit sich,
diaß der Brennraum der Gasturbine, in denn während des Betriebes ständig hone Temperaturen
herrschen, in nächster Nähe von wärmeempfindlichen Teilen .der Turbdnenanlage liegt.
Die Erfindung bezweckt, eine solche Gasturbine so- auszubilden, daß diese wärmeempfindlichen
Teile vor .der von dem Brennraum ausgehenden Wärmewirkung ge-,sehützt werden und
hierbei die Verbindungen .des Luftverdirhters und der Tu@rbüne eine ihren erheblichen
Festigkeitsbeianspruchun.gen gerecht werdende Gestalt und Anordnung er'ha.lten.
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Es ist bereits bei Gasturbinen der erwähnten Bauart bekannt, zwischen
einer ringförmigen Brennkammer und der leistungsübertragenden Verbindung von Turbine
und Verdichter einen mit Luft angefüllten Raum
anzuordnen, der einen
kleinen, aber angesichts der erheblichen Wärmeeinwirkung des Verbrennungsvorganges
unzureichenden Schutz für Turbinenteile. und zwar in erster Linie für die Laufräder
der Turbine und des Verdichters und die sie verbindende Welle, bietet. Die diesen
Raum anfüllende Luft unterliegt aber selbst einer erheblichen Temperaturerhöhung,
da sie die aufgenommene Wärme nicht ableiten kann. Demgegenüber wird die hier vorliegende
Aufgabe von der Erfindung in wirksamer Weise dadurch gelöst, daß der die leistungsübertragenden
Verbindungen des Verdichters und der Turbine umgebende ringförmige Brennraum innerhalb
der Verbindung der Leitvorrichtungen des als umlaufendes Gebläse ausgebildeten Verdichters
und der Turbine liegt und diese letztere sowie jene leistungsübertragende Verbindung
durch einen Luftstrom gegen die von dem Brennraum ausgehende Wärmeeinwirkung . geschützt
sind.
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Der mit der Erfindung erzielte Wärmeschutz ist also besonders wirksam
bei einer solchen Gasturbinenbauart, deren Brennraum ringförmig ausgebildet ist
und die leistungsübertragende Verbindung von Luftverdichter und Turbine vollständig
umschließt sowie seinerseits innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, das die Leitvorrichtungen
des als umlaufendes Gebläse ausgebildeten Verdichters und der Turbine miteinander
verbindet. Bei diesem Aufbau der Gasturbine sind in der Hauptsache nur die erwähnten
Verbindungen von Verdichter und Turbine gegen die Wärmeeinwirkung des Brennraumes
zu schützen. Dies gelingt im vorliegenden Falle um so besser, als die luftdurchströmten
Räume sich infolge des Aufbaues der Turbinenanlage unmittelbar an den Verdichter
anschließen und daher die Luft ihre Kühliv irkungbei günstigen niedrigen Temperaturen
ausüben kann. Außerdem ermöglicht es die Erfindung, den Verbindungen des Verdichters
und der Turbine eine Gestalt zu geben, die auch ihre Festigkeit wesentlich steigert.
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Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert, welches in der Zeichnung in einem A-xialschnitt durch eine Gasturbinenanlage
mit Gleichdruckv erbrennung dargestellt ist.
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Der Läufer des Verdichters i ist mit dem Läufer der Turbine 3 durch
eine zur Leistungsübertragung dienende Welle :2 verbunden. Zwischen den Teilen i
und 3 ist ein ringförmiger Brennraum 4 angeordnet, der die Welle 2 vollständig umschließt.
Dem Brennraum .1 wird die von dem Verdichter i gelieferte Luft sowie der zu ihrer
Verbrennung erforderliche Kraftstoff, letzterer durch Leitungen 5, zugeführt; die
heißen Brenngase strömen aus dem Brennraum zu der Turbine 3 und versetzen deren
Laufrad in Drehung. Die die Leitvorrichtungen 6 und 7 des Verdichters und der Turbine
tragenden Teile S und g sind durch ein tonnenförmiges Gehäuse io miteinander verbunden,
welches den Brennraum q. ringförmig umschließt. Zwischen dem Bremiraum .I und der
Verbindungswelle 2 ist ein ringförmiger Raum i i angeordnet, der durch im wesentlichen
kegelförmige Räume 12 und 13 mit der Austrittsöffnung der Luft aus dem Verdichter
und der Eintrittsöffnung des Brenngasgemisches in die Turbine in Verdung steht.
Ferner ist zwischen der Außenseite des ringförmigen Brennraumes q. und der Innenwand
des Gehäuses io ein ebenfalls ringförmiger Raum 1.4 angeordnet, der gleichfalls
mit dem Austritt der Luft aus dem Verdichter und dem Eintritt des Brenngasgemisches
in die Turbine in Verbindung steht. Die beiden ringförmigen Räume i i und 14 werden
somit von einem Teil der aus dem Verdichter i austretenden Luft durchströmt, die
von hier aus den den Brennraum verlassenden Brenngasen vor ihrem Eintritt in die
Turbine zugesetzt wird. Auf diese Weise entstehen in den ringförmigen Räumen i i
und 1.4 während des Betriebes der Gasturbine Ströme von ständig aus dem Verdichter
zu geführter kalter Frischluft, welche die vom Brennraum ausgehende Wärmeeinwirkung
von den die Läufer und die Leitvorrichtungen des Verdichters und der Turbine verbindenden
Teile 2 und io fernhalten. Durch entsprechende Bemessung der Ein- und Austrittsquerschnitte
dieser beiden Luftströme läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft durch
die Räume i i und 14 derart regeln, daß die günstigste Wärmeschutzwirkung der Welle
:2 und des Gehäuses io erzielt wird. Die ringförmige Ausbildung des Brennraumes
q. und seine unmittelbare Anordnung zwischen Verdichter und Turbine ermöglichen
es, dem Gehäuse io ebenfalls eine Ringform zu geben, welche den Brennraum völlig
umschließt, so daß das Gehäuse der Turbinenanlage gerade in seinem besonders beanspruchten
Teil eine einfache und kräftige Gestalt erhält, die ihm eine erhöhte Festigkeit
auch gegenüber den mechanischen Beanspruchungen verleiht.