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Brennkraftturbine Gegenstand der Erfindung ist eine l',rennkraftturbine,
und zwar eine Gasturbine, für den :liitriel> von Straßenfahrzeugen, Lokomotiven,
`\@asserfahrzeugen, Luftfahrzeugen u. dgl.
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Eine Brennkraftturbine gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen
aus einer Gasturbine, aus einem Turbogebläse zum Ansaugen der Verbrennungsluft,
aus mindestens einem Wärmeaustauscher zum Vorwärmen der Verbrennungsluft mittels
der Abgase der Gasturbine, aus einer Verbrennungskammer zum Verbrennen des Kraftstoffes
unter Hinzutritt der vorgewärmten Verbrennungsluft sowie aus einem diese Bestandteile
einschließenden Gehäuse, welches so gestaltet ist, daß es Teile des Kanals bildet,
in den die genannten Bestandteile eingeschaltet sind.
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In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
schematisch dargestellt: Die Fig. i veranschaulicht einen senkrechten Längsschnitt
durch eine Brennkraftturhine geniäll der Erfindung in ihrer Mittelebene; die F),-.2
veranschaulicht einen senkrechten Querschnitt durch die Brennkraftturbine, und zwar
in der Mittelebene des Turbogebläses; die Fig.3 veranschaulicht einen waagerechten
Schnitt durch eine Hälfte der Brennkraftturbine in der llittelehene der Wellen des
Turbogebläses und der Turbine, der insbesondere die Anordnung des Wärmeaustauschers
erkennen läßt, und die Fig. 4 veranschaulicht einen Teilschnitt in der Ebene der
Fig. i.
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Erfindungsgemäß kommt bei einer Bren iikraftturbine gemäß der in den
Zeichnungen dargestellten besonders vorteilhaften Bauart eine Gasturbine zur _\nNvendung,
deren axial beaufschlagte Laufräder i auf einer Welle 2 sitzen, die in zwei zweckentsprechend
angeordneten Lagern 3 und
umläuft. Die Laufräder i der Gasturbine
sowie die zugehörigen teststehenden Leiträder, die beide von irgendeiner der herkömmlichen
Bauarten sein können, sind, da sie keinen wesentlichen Bestandteil der Erfindung
darstellen, in den Zeichnungen nicht im einzelnen gezeigt.
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.\n einem Ende des Gehäuses der Gasturbine ist der Getriebekasten
5 angeordnet. Das freie Ende der Turbinenwelle 2 wirkt über die in dem Getriebekasten
5 angeordneten Zahnräder 6, 7, 8 und 9 auf die Welle io, die ihrerseits unterhalb
der "Furb nemvelle 2 und parallel zu dieser sich erstreckt. Auf dein freien Ende
der zweckdienlich gelagerten Welle io sitzt der Antriebsflansch i i.
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Ztim Ansangen der Verbrennungsluft ist bei der llrennkraftturbine
gemäß der Erfindung ein besolideres Gebläse vorgesehen, dessen einstufig tvirkecldes
und radial förderndes Laufrad 12 auf einer Welle 13 sitzt, die in zweckdienlich
angeordneten Lagern i-1 läuft. Die Gebläsewelle 13, welche in der Achse der Turbinemvelle
2, jedoch ohne mechanische Verbindung mit dieser angeordnet ist, trägt an ihrem
nach der Gasturbine hin liegenden Ende das äußere Turbinenlaufrad 15. Der Schaufelkranz
des Gebläselaufrades 12 ist, wie üblich. in einem feststehenden Kranz von DiffusorschIltlteln
16 angeordnet. Das dem mit dem Turl)icit#112itifra(1 15 versehene Ende der Gebläsewelle
13 gegenüberliegende freie Ende derselben ist über ein Kegelradgetriebe 17 mit einem
als Anlaßinotor dienenden Elektromotor 18 verbunden.
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L"ber (lein Gehäuse der Gasturbine ist eine Verhrennungskanimer angeordnet,
in der die heißen .\titriel)sgase für die Gasturbine erzeugt werden, und zwar durch
die Verbrennung von flüssigem Kraftstoff. Die Verbrennungskammer besteht im N\ c-entlichen
aus einem Gehäuse i9 mit einem kegelc>der kalottenförmigen Abschluß 2o auf einer
seiner beiden Seiten sowie aus einem in der A1>schlußwand 20 vorgesehenen Brenner
21 für den flüssigen Kraftstofft. .\n das der Brennerseite gegenüberliegende offene
Ende des Gehäuses 19 schließt unmittelbar ein gekrümmter, nach dein Eitllaf.i der
Gasturbine hinführender Kanalteil 22 all. l,eiderseits des Gehäuses i9 sind die
Wärlieaustauscher 23 vorgesehen, deren Aufgabe es ist, die von dem Turbogebläse
allgesaugte Verbrennungsluft unter .\tisltitzting der anfallenden Abgase der Gasturbine
v@lrzuwärmen. Die Wärmeaustauscher 23 können von jeder geeigneten Bauart sein, vorzugsweise
werden jedoch solche verwandt, die aus einem Paket dünner, parallel zueinander angeordneter
Metallbleche bestellen, die so miteinander verbunden sind. daß für den Durchtritt
der zuströmenden Verbrennungsluft einerseits und der Abgase andererseits enge Kanäle
verbleiben.
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Die im vorstehenden beschriebenen Bestandteile der Brennkraftturbine
sind in einem Gehäuse angeordnet, das durch seine Form Teile eines Kanals bildet,
in den diese Bestandteile eingeschaltet sind.
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Das Gehäuse hat eine im wesentlichen rechttviciklige Gestalt und besteht
aus drei Hauptteilen, deren Trennwände in senkrechten, zueinander parallelen Ebenen
liegen. Einer dieser Hauptteile ist der Ecldteil 24, in <lein eilte senkrechte,
nach dem Einlaß 26 des Turbogebläses hinführende Frischluftzuleitung 25 vorgesehen
ist. Das Gehäuse des Turbogehläses wird dabei von eilleid Flansch 27 getragen, der
seinerseits auf der inneren senkrechten Wandfläche <.ges Endteile: 2-1 vorgesehen
ist.
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Ein dem Endteil 24 gegeniiberliegender Endteil 28 ist mit jenem durch
l3olzecl29 fest verbunden. so daß sich der untere Teil 30 des Endteiles 28
gegen die Gasturbine hin crstc-eclzt.
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Das zwischen den Endteilen =4 und 28 befindliche Mittelteil 31. das
die Leitradkränzc der Gasturbine trägt, ist mit eilleill Flansch 3 2 versehen, der
mittels Bolzen auf dein flanschartig ausgebildeten freien Ende 38 des unteren Teiles
3o des Endteiles 28 befestigt ist. Der Mittelteil31 ist dabei so gestaltet, daß
er einen Teil der illl Querschnitt ringförmigen Allgasleitung 34 der Gasturbine
bildet. während der restliche 'Feil dieser _\1lgasleitung 3I durch den zweckecltsl>r:cllecl<i
gestalteten unteren Teil 3o des Endteiles 2S gebildet wird. In diesem sind auch
die Lager 3 und + der Turhinemvelle 2 angeordnet.
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Das Gehäuse 19 der @-erbrennungskannner wird einerseits von
einem aui der Außenwandung des Endteiles 28 mittels Bolzen befestigten Abschlußdeckel
35 getragen und andererseits von einer Stützwand 36. die gleichzeitig; einen Teil
des nach der Gasturbine hinführenden Kanalteiles 22 bildet.
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Die 1\'ärmeaustauscller- 23 befinden sich, wie bereits gesagt, beiderseits
der Verbrennungskacniner und der Gasturbine. Sie sind durch Öffnungen 37 mit der
Abgasleitung 34 verbunden sowie auf den gegenüberliegenden Seiten durch Öffnungen
38 über Durchlässe 39 hinweg mit einem Auspuff oder einem Schalldämpfer.
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Bei einer Anordnung der versclliedeclect Bestandteile der Brenrkraftturbine
gemäß der vorstehenden Beschreibung strömt die Frischluft durch die Frischluftzuleitung
23 nach dem Einlaß 26 des Turbogebläses, das sie nach eineng Ende der Wärmeaustauschers
23 hinfördert. Durch diese fließt sie, entsprechend den in die Darstellung der Fig.
d eingetragenen Pfeilen, dem Brennerende der Verbrennungskacniner zu, wobei sie
vorgewärmt wird. Die aus dein offenen Ende des Gehäuses i9 der Verbrennungskanicner
austretenden, durch die Verbrennung eines flüssigen Kraftstoffes erzeugten heißen
Gase wiederuni fließen durch den ge-
krümmten Kanalteil 22 denn Finlaß der
Gasturbine zu. Sie durchströmen dann zuerst den auf einem Ende der Welle 13 des
Turbogebläses vorgesehenen Schaufelkranz 15 und treiben die Welle 13 auf
diese Weise um. Danach treten sie in das Schaufelradsystem der Gasturbine ein. Nachdem
sie darin die verlangte Arbeit geleistet haben, fließen sie durch die Abgasleitung
34 tind die Öffnungen 37 den Wärlneaustauschern 23 ztt, und zwar der dem Zufluß
der Frischluft gegenüberliegenden Seite. Sie durchströmen die \\'ärtneatlstatischer
23 dann entsprechend den in der Darstellung der Fig. 3 eingetragenen
Pfeilei.
Dabei ", @.rinen sie die im Gegenstrome fließende Frischluft vor. Nach ihrem Austritt
aus den Wärnieaustauschern 23 fließen die Abgase durch die Öffnungen 38 einem Auslaß
oder einem Schalldämpfer zu, gegebenenfalls durch nahe der Frischluftzuleiturig
25 in dem Gehäuse vorgesehene Durchlässe 39.
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Durch die vorstehend beschriebene Anordnung von Bestandteilen einer
Brennkraftturbine und ihre Zuordnung zueinander sowie insbesondere durch die Verwendung
eines Gehäuses, das allein schon durch seine Form die darin angeordneten Bestandteile
durch Teile eines Kanals, in den sie hintereinanderliegend eingeschaltet sind, zweckentsprechend
miteinander verbindet, ist eine für die gedachten Zwecke geeignete Kraftmaschine
von ebenso gedrängter wie handlicher Bauart geschaffen.
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Die Erfindung ist indessen nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. Insbesondere können nebensächliche Teile, verschiedenartigen Anforderungen
entsprechend, verschieden ausgeführt werden.