DE840938C

DE840938C - Gasturbine mit Freilaufkupplung, insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE840938C
Application number: DEF4899A
Authority: DE
Inventors: Alessandro Carelli; Salvatore Pavia
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1949-11-03
Filing date: 1950-10-25
Publication date: 1952-06-09

Description

Gasturbine mit Freilaufkupplung, insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbine, insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugen.
Bei der Verwendung von Gasturbinen bekannter Art zum Antrieb von Fahrzeugen traten bisher folgende Schwierigkeiten in Erscheinung: t. Es war nicht möglich, die Bremswirkung der Maschine nutzbar zu machen; z. es war nötig, zum Anlassen der Gasturbine mittels eines verhältnismäßig langsamen Anlassers eine L;bersetzung vorzusehen; 3. es war nicht möglich, das Anlassen durch Ausnutzung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorzunehmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die genannten Nachteile durch die Verwendung einer geeigneten Gasturbine vermieden. Die erfindungsgemäße Gasturbine besitzt eine Nutzleistungsturbine, die vom Rotor der Verdichterantriebsturbine mechanisch unabhängig ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterturbinenwelle mit der Welle der Nutzleistungsturbine mittels einer Freilaufkupplung verbunden ist, wobei diese Kupplung so angeordnet ist, daß sie die beiden Wellen fest miteinander verbindet, wenn die Drehzahl der N utzleistungsturbine die Drehzahl der Verdichterturbinenwelle übersteigt.
In der anliegenden Zeichnung ist das Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines Diagramms dargestellt.
Die Erzeugungsvorrichtung für die heißen Druckgase ist mit A bezeichnet. Sie besteht aus einem Verdichter i, einem Erhitzer 2 und einer Verdichterantriebsturbine 3, welche den Verdichter i über die Welle 4 direkt antreibt.
Auf einer Hohlwelle 6, die direkt mit einem Untersetzungsgetriebe B verbunden ist, ist eine Nutzleistungsturbine 5 gleichachsig mit dem Tr@eibgaserzeuger A befestigt. Ein Ende 4' der Welle 4 ragt in die Hohlwelle 6 hinein und ist mit derselben mittels einer Freilaufkupplung 7 verbunden, welche derart angeordnet ist, daß die beiden Wellen 6 und 4 fest zusammengekuppelt werden, wenn die Drehzahl der Welle 6 über die Drehzahl der Welle 4 ansteigt. Das Zusammenkuppeln durch die Freilaufkupplung 7 wird selbsttätig unterbrochen, sobald die Drehzahl der Welle 4 größer wird als die Drehzahl der Welle 6.
Das Untersetzungsgetriebe B besteht aus einem Zahnradsatz, dessen erstes Rad 8 direkt mit der Welle 6 verkeilt ist, während das letzte Rad 9 mit der Nutzleistungswelle io verbunden ist. Die Zähne 9' des Rades 9 können mit dem Ritzel i i eines Anlassers 12 in Eingriff gebracht werden.
Beim Anlassen mittels Anlasser 12 treibt das Ritzel i i das Rad 9 des Untersetzungsgetriebes B an, welches in diesem Fall als Übersetzungsrad wirkt, und bringt die Welle 6 und über die Kupplung 7 die Welle 4 auf eine Drehzahl, die zum Anlassen des Treibgaserzeugers A genügt, während dem Erhitzer 2 eine geeignete Wärmemenge zugeführt wird. Wenn diese Anlaßdrehzahl erreicht ist, wird der Treibgaserzeuger A, geregelt durch die dem Erhitzer 2 zugeführte Wärme, auf eine solche Drehzahl beschleunigt, welche die Drehzahl der N utzleistungsturbine 5 übersteigt, so daß sie nicht mehr an die Freilaufkupplung 7 gebunden ist, welche somit außer Tätigkeit tritt. Die Antriebsturbine 5 wird durch die Zufuhr der Gase in Drehung versetzt. Ihre Drehzahl wird nun bestimmt durch die Belastung an der Welle ro, ohne daß die Drehzahl des Treibgaserzeugers A im geringsten beeinflußt wird.
Das Anlassen der Anlage durch Ausnutzen der Fahrzeuggeschwindigkeit findet in gleicher Weise statt, wobei das Rad g direkt durch die Welle i o angetrieben wird.
Um das Fahrzeug mittels Gasturbine der oben beschriebenen Art zu bremsen, genügt es, dem Erhitzer 2 keine Wärme zuzuführen. Dadurch sinkt die Drehzahl des Treibgas-erzeugers A unter die Drehzahl der Antriebsturbine 5 ab und die Freilaufkupplung 7 tritt in Tätigkeit. Durch diese wird sodann die Welle 4 mit einer Drehzahl angetrieben, die sich der Drehzahl der Welle 6 angleicht. Durch den Kompressor i wird damit eine beträchtliche Menge an Kraft aufgezehrt, während die Turbine infolge der niedrigen Höchsttemperatur des Kreislaufs eine hinsichtlich der Bremswirkung vernachlässigbare Arbeit leistet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Freilaufkupplung 7 mit der Welle 4 über einen geeigneten Zahnradtrieb mit beliebigem, geeignetem Drehzahlverhältnis verbunden werden, um die Drehzahl der Welle 4 gleichbleibend höher zu halten als diejenige der Welle 6. In diesem Fall wird die Kupplung 7 dann wirksam, sobald das Verhältnis der beiden obengenannten Drehzahlen unter das durch den genannten Zahnradtrieb vorgesehene Verhältnis absinkt.
Die oben beschriebene Anlage ist lediglich als ein Ausführungsbeispiel angegeben worden, so daß Änderungen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung möglich sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gasturbine, bei welcher die Nutzleistungsturbine von der Verdichterantriebsturbine mechanisch unabhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) der Nutzleistungsturbine (5) mit einer Freilaufkupplung (7) versehen ist, welche die genannte Welle (6) mit der Welle (4) der Verdichterantriebsturbine (3) und des Verdichters (i) fest verbinden kann, wenn die Drehzahl der Nutzleistungsturbine (5) sich gegenüber der Verdichterturbinendrehzahl erhöht.
2. Gasturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) der Nutzleistungsturbine mit einem Anlasser (12) über ein Untersetzungsgetriebe (B) verbunden ist.
3. Gasturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) der Nutzleistungsturbine (5) mit einer Freilaufkupplung (7) versehen ist und reit einer Drehzahlübertragung arbeitet, wobei die genannte Kupplung derart ausgebildet ist, daß sie die Welle (6) der Nutzleistungsturbine (5) mit der Verdichterturbinenwelle (4) durch diese Übertragung verbindet, wenn das Verhältnis der Drehzahl der Verdichterturbine (3) zu der der Nutzleistungsturbine (5) unter das Verhältnis absinkt, welches durch diese Übertragung vorgesehen ist.
4. Gasturbine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterantriebsturbine eine beliebige Anzahl von Rotoren enthält, die zu einer beliebigen Zahl von Rotoren der Nutzleistungsturbinen (5) über Vorrichtungen der genannten Art verbunden «-erden.