DE952223C - Power generation plant with gas turbine set - Google Patents

Power generation plant with gas turbine set

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DE952223C
DE952223C DE1954P0012667 DEP0012667A DE952223C DE 952223 C DE952223 C DE 952223C DE 1954P0012667 DE1954P0012667 DE 1954P0012667 DE P0012667 A DEP0012667 A DE P0012667A DE 952223 C DE952223 C DE 952223C
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internal combustion
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John Charles Barr
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Power Jets Research and Development Ltd
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    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01K23/14Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled including at least one combustion engine

Description

AUSGEGEBEN AM 15. NOVEMBER 1956ISSUED NOVEMBER 15, 1956

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Krafterzeugungsanlage mit einem Gasturbinensatz, und zwar auf eine Maschinenanlage, in der ein Gasturbinensatz und eine Brennkraftkolbenmaschine im Verbundbetrieb arbeiten.The invention relates to a power generation system with a gas turbine set, and on a machine system in which a gas turbine set and an internal combustion piston engine work in a network.

Bei der Erfindung wird ein Gasturbinensatz verwendet, der im sogenannten »umgekehrten« offenen Kreislauf arbeitet. In einem solchen Kreislauf wird das heiße Arbeitsmittel (Gas) in zeitlicher Aufeinanderfolge zunächst in einer Turbine in der Regel auf Unterdruck entspannt, dann gekühlt, anschließend auf ungefähr Atmosphärendruck verdichtet und schließlich ins Freie ausgeblasen. In the invention, a gas turbine set is used, which in the so-called "reverse" open circuit works. In such a cycle, the hot working fluid (gas) is in time Sequence initially relaxed to negative pressure in a turbine, then cooled, then compressed to approximately atmospheric pressure and finally blown out into the open.

Es ist bereits bekannt, heiße Auspuffgase mit etwas Atmosphärendruck als Arbeitsmittel in einem »umgekehrten« Kreislauf zu verwenden. Man hat auch schon vorgeschlagen, einen weiteren Gasstrom in zweckentsprechender Weise dem Hauptstrom des Arbeitsmittels vor dessen Eintreten in die Turbine zuzumischen und ihn vorher unter gleichzeitiger Kühlung des aus der Turbine austretenden gesamten Arbeitsmittelstromes zu erhitzen. It is already known to use hot exhaust gases with some atmospheric pressure as a working medium to use a "reverse" cycle. Another one has already been suggested Gas flow in an appropriate manner the main flow of the working medium before its entry into the turbine and mix it beforehand with simultaneous cooling of the from the turbine to heat the exiting working medium flow.

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Anpassungsfähigkeit eines im umgekehrten Kreislauf arbeitenden Gasturbinensatzes an die betrieblichen Anforderungen.The invention aims to improve the adaptability of a reverse cycle working gas turbine set to the operational requirements.

Die Erfindung bezweckt ferner, eine Krafterzeugungsanlage mit einer Brennkraftkolbenmaschine und einem Gasturbinensatz zu schaffen, die es gestattet, bei unterschiedlichen Leistungsan-The invention also aims to provide a power generation system with an internal combustion piston engine and to create a gas turbine set that allows for different power requirements

forderungen stets einen guten Wirkungsgrad zu erreichen.requirements to always achieve a good level of efficiency.

Es ist bereits bekannt, bei Krafterzeugungsanlagen der genannten Art in der Verbindungsleitung zwischen der Brennkraftkolbenmaschine und dem Gasturbinensatz ein Auslaß- oder Auspuffventil vorzusehen, das auch einen Betrieb der Brennkraftkolbenmaschine allein gestattet, während der Gasturbinensatz nach entsprechender Umschaltung von Ventilen als normaler Gasturbinensatz betrieben wird.It is already known in power generation systems of the type mentioned in the connecting line an exhaust valve between the internal combustion engine and the gas turbine set provide that also allows operation of the internal combustion piston engine alone while the gas turbine set after appropriate switching of valves as a normal gas turbine set is operated.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Krafterzeugungsanlage mit einer Brennkraftkolbenmaschine und einem Gasturbinensatz, die mit Um-Schaltvorrichtungen (Ventilen) versehen ist, die eine Umschaltung des durch die Anlage fließenden Gasstromes gestatten, die Umschaltvorrichtungen oder Ventile derart ausgebildet und angeordnet sind, daß in einer ihrer Stellungen der Gasstrom zunächst durch einen Kompressor und dann durch eine Turbine fließt, während in einer zweiten Stellung heiße Gase der Brennkraftmaschine zunächst durch die Turbine und dann durch den Kompressor strömen.The invention consists in that in a power generation system with an internal combustion piston engine and a gas turbine set with switching devices (Valves) is provided which allow the gas flow flowing through the system to be switched over, the switching devices or valves are designed and arranged in such a way that in one of their positions the gas flow flows first through a compressor and then through a turbine while in a second position hot gases from the internal combustion engine first through the turbine and then through the compressor stream.

In der ersten Stellung der Ventile arbeitet der Gasturbinensatz im normalen offenen Kreislauf, während in der zweiten Stellung der Ventile der Gasturbinensatz im umgekehrten Kreislauf arbeitet, wobei er die heißen Auspuffgase der Brennkraftmaschine aufnimmt. Bei dieser Betriebsweise kann eine zusätzliche Wärmequelle vorhanden sein, die dem dem Turbinensatz zugeleiteten Gasstrom zusätzliche Wärme zuführt, während der Gasturbinensatz ein Aufladegebläse für die Brennkraftmaschine treibt.In the first position of the valves, the gas turbine set works in the normal open circuit, while in the second position of the valves the gas turbine set works in the reverse cycle, whereby it absorbs the hot exhaust gases from the internal combustion engine. In this mode of operation an additional heat source may be present, which is added to the gas flow fed to the turbine set Provides heat, while the gas turbine set is a supercharger for the internal combustion engine drives.

Besonders vorteilhafte Wirkungsgrade lassen ; sich erzielen, wenn die Brennkraftmaschine ein | Dieselmotor ist. ILet particularly advantageous degrees of efficiency; achieve when the internal combustion engine is on | Diesel engine is. I.

Für die praktische Ausführung der Erfindung werden in einer Krafterzeugungsanlage mit einem im offenen Kreislauf arbeitenden Gasturbinensatz Vorrichtungen für das Ansaugen, Verdichten, Entspannen, regelbare Erhitzen, Kühlen und Ausblasen des Arbeitsmittels verwendet und Ventile vorgesehen, die es gestatten, die von dem Arbeitsmittel durchlaufenen Stufen in der Reihenfolge: Einlaß, Erhitzen, Entspannen, Kühlen, Verdichten und Ausblasen, oder in der Reihenfolge: Einlaß, Verdichten, Erhitzen, Entspannen und Ausblasen zu schalten.For the practical implementation of the invention are in a power generation system with a gas turbine set operating in an open circuit, devices for suction, compression, expansion, controllable heating, cooling and purging of the working medium used and valves which allow the stages passed through by the work equipment in the following order: Inlet, heating, expansion, cooling, compression and blowing, or in the order: inlet, To switch compressing, heating, relaxing and blowing out.

Die Erfindung soll im folgenden an dem Beispiel der Kombination eines in offenem Kreislauf arbeitenden Gasturbinensatzes und eines Dieselmotors näher erläutert werden.The invention is illustrated below using the example of the combination of an open circuit Gas turbine set and a diesel engine are explained in more detail.

In der Zeichnung ist eine derartige Maschinenanlage schematisch dargestellt; es zeigtSuch a machine system is shown schematically in the drawing; it shows

Fig. ι das Schaltbild einer Maschinenanlage, Fig. 2 eine Zusammenstellung der möglichen Betriebsarten der Anlage gemäß Fig. 1 in Form einer Tabelle.Fig. Ι the circuit diagram of a machine system, Fig. 2 a compilation of the possible Operating modes of the system according to FIG. 1 in the form of a table.

Die Maschinenanlage, deren grundsätzlicher Aufbau in Fig. ι dargestellt ist, enthält einen Dieselmotor 10. Die Auspuffgase des Dieselmotors werden 'von der Auspuffsammelleitung des Motors zum Ventil Ά geführt, das — jeweils entsprechend 6g seiner Stellung — die Gase entweder durch die Leitung 11 zum Einlaß der Turbine 12 oder über das Rohr 13 unmittelbar ins Freie leitet. Mit dem Einlaß der Turbine 12 ist auch der Auslaß der Brennkammer 14 verbunden, der über das Ventil B Arbeitsmittel zugeführt wird. Das Ventil B kann entweder über die Leitung 15 mit dem Ventil C oder mit der einen Seite des Wärmetauschers 16 verbunden sein.The machine system, the basic structure of which is shown in Fig. Ι, contains a diesel engine 10. The exhaust gases of the diesel engine are 'led from the exhaust manifold of the engine to valve Ά , which - depending on 6g of its position - the gases either through line 11 to The inlet of the turbine 12 or via the pipe 13 directly into the open air. With the inlet of the turbine 12, the outlet of the combustion chamber 14 is also connected, which is supplied via the valve B working medium. The valve B can be connected either to the valve C or to one side of the heat exchanger 16 via the line 15.

Die Abgasleitung 17 der Turbine 12 ist unmittelbar an ein Ventil D angeschlossen, das entweder diese Leitung auf das unmittelbar ins Freie führende Rohr 18 schaltet oder sie mit der anderen Seite 19 des Wärmetauschers 16 verbindet. Das andere Ende der Wärmetauscherseite 19 ist über einen zweiten Wärmetauscher 20 an das Ventil E angeschlossen. Vom Ventil E führt eine Leitung zum Einlaßstutzen des Kompressors 21.The exhaust line 17 of the turbine 12 is directly connected to a valve D which either switches this line to the pipe 18 leading directly into the open air or connects it to the other side 19 of the heat exchanger 16. The other end of the heat exchanger side 19 is connected to the valve E via a second heat exchanger 20. A line leads from valve E to the inlet connection of the compressor 21.

Ein nach dem Freien zu offenes Rohr 22 sitzt an dem Ventil F, das eine Verbindung dieses Rohres mit dem Einlaßstutzen des Kompressors 21 oder mit dem Teil 16 des ersten Wärmeübertragers gestattet.A pipe 22 which is open to the outside is seated on the valve F, which allows this pipe to be connected to the inlet connection of the compressor 21 or to the part 16 of the first heat exchanger.

Die Turbine 12 und der Kompressor 21 haben eine gemeinsame Welle 23; sie sind als selbstangetriebene Einheit ausgelegt. Auf der über den Kompressor 21 hinausragenden Verlängerung 24 der Welle 23 ist ein Aufladegebläse 25 befestigt. Frischluft kann in das Gebläse 25 durch das offene Rohr 26 eintreten. Die in dem Gebläse 25 verdichtete Luft wird über die Leitung 27 dem Dieselmotor 10 zugeführt. Die Welle 23 endet in dem Wellenstumpf 28, auf dem eine Kupplung 29 zur Abnahme mechanischer Leistung vorgesehen ist. Mechanische Leistung kann auch von dem Kupplungsflansch 30 der Dieselmotorwelle abgenommen werden. Falls erwünscht, lassen sich diese beiden Kupplungsflansche mechanisch miteinander verbinden. In dem Wärmetauscher 20 kann dem den Wärmetauscher durchfließenden Arbeitsmittelstrom durch den Kühlwasserkreislauf 31 Wärme entzogen werden.The turbine 12 and the compressor 21 have a common shaft 23; they are designed as a self-propelled unit. On the over the Compressor 21 protruding extension 24 of the shaft 23, a supercharger 25 is attached. Fresh air can enter the blower 25 through the open pipe 26. The compressed in the fan 25 Air is supplied to the diesel engine 10 via the line 27. The shaft 23 ends in the Stub shaft 28 on which a coupling 29 is provided for taking off mechanical power. Mechanical power can also be drawn from the coupling flange 30 of the diesel engine shaft will. If desired, these two coupling flanges can be mechanically connected to one another. In the heat exchanger 20, the working medium flow flowing through the heat exchanger can heat can be withdrawn by the cooling water circuit 31.

Die Maschinenanlage gemäß Fig. 1 läßt sich in mehreren unterschiedlichen Betriebsarten betreiben. Diese unterschiedlichen Betriebsarten sind in einer Tabelle (Fig. 2) im einzelnen angegeben.The machine installation according to FIG. 1 can be operated in several different operating modes. These different operating modes are specified in detail in a table (FIG. 2).

Zunächst kann der Dieselmotor allein arbeiten, wobei die gesamte Leistung über den Kupplungsflansch 30 abgegeben wird. Die Auspuffgase des Dieselmotors werden durch das Rohr 13 ins Freie geblasen. Der Arbeitsmittelkreislauf des Gasturbinensatzes ist durch die Ventile C, D und F gegen den freien Luftraum abgeschlossen. Es dürfte klar sein, daß die Kreissegmente in den Spalten der Tabelle die Stellungen der Ventile bezeichnen und mit der jeweiligen Stellung der in Fig. 1 dargestellten Ventile übereinstimmen.Initially, the diesel engine can work alone, with the entire power being output via the coupling flange 30. The exhaust gases from the diesel engine are blown through the pipe 13 into the open. The working medium circuit of the gas turbine set is closed off from the open air space by valves C, D and F. It should be clear that the circular segments in the columns of the table indicate the positions of the valves and correspond to the respective position of the valves shown in FIG.

Bei der zweiten Betriebsart werden die Auspuffgase des Dieselmotors nicht durch das Rohr 13 ins Freie geblasen, sondern durch die Rohrleitung 11 zum Einlaß der-Turbine 12 geleitet. Die Auspuff-In the second operating mode, the exhaust gases of the diesel engine are not through the pipe 13 into Blown free, but passed through the pipe 11 to the inlet of the turbine 12. The exhaust

gase sind selbstverständlich heiß und haben einen Druck, der nur wenig über dem Atmosphärendruck liegt. In der Turbine 12 werden die Auspuffgase bis unter den Atmosphärendruck entspannt;' sie werden sodann über die Wärmetauscher 16/19 und 20 zum Kompressor 21 geleitet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Ventile A, D und E in Fig. 1 in derjenigen Stellung gezeichnet sind, die sie bei einer solchen Betriebsart einnehmen. Dagegen schließt das Ventil B jeden Luftzufluß über den Wärmetauscher 16 zur Brennkammer 14 ab, so daß durch die obere Seite des Wärmetauschers keine Luft strömen kann. Infolgedessen gibt der Gasstrom durch die Seite 19 des Wärmetauschers 16 keine Wärme ab. Der Wasserkühlkreislauf 31 ist jedoch in Betrieb, und die Wärme der Turbinenabgase wird von dem Wasser aufgenommen. Die abgekühlten Gase laufen durch den Kompressor 21 — der durch die Turbine 12 angetrieben wird —, wobei sie auf Atmosphärendruck oder etwas darüber verdichtet werden. Über das Ventil C, das die ins Freie führende Ausblasleitung öffnet, werden die Gase ausgestoßen.Gases are of course hot and have a pressure that is only slightly above atmospheric pressure. In the turbine 12, the exhaust gases are expanded to below atmospheric pressure; they are then passed to the compressor 21 via the heat exchangers 16/19 and 20. It should be noted that the valves A, D and E in Fig. 1 are drawn in that position which they assume in such an operating mode. In contrast, the valve B closes off any air flow via the heat exchanger 16 to the combustion chamber 14, so that no air can flow through the upper side of the heat exchanger. As a result, the gas flow through the side 19 of the heat exchanger 16 does not give off any heat. The water cooling circuit 31 is in operation, however, and the heat from the turbine exhaust gases is absorbed by the water. The cooled gases pass through the compressor 21 - which is driven by the turbine 12 - and are compressed to or slightly above atmospheric pressure. The gases are expelled via valve C, which opens the exhaust line leading to the outside.

Bei der dritten Betriebsart wird von einer bereits bekannten Betriebsart Gebrauch gemacht, nach welcher in einem umgekehrten offenen Kreislauf ein zusätzlicher Strom eines Arbeitsmittels eingeführt und mit dem Hauptarbeitsmittelstrom unmittelbar am Einlaß der Turbine vereinigt werden soll. Dieser zusätzliche Strom ist im vorliegenden Fall Frischluft, und da er über den Wärmetauscher 16 geleitet wird, ist er in der Lage, aus den entspannten Abgasen, die die andere Seite 19' des Wärmetauschers durchfließen, Wärme aufzunehmen. Um von der zweiten Betriebsart in die dritte übergehen zu können, ist es nur nötig, die Stellung des Ventils B so zu ändern, daß über das Ventil F von dem Ansaugstutzen 22 her Frischluft durch den Wärmetauscher 16, das Ventil B1, die Brennkammer 14 dem Einlaß der Turbine 12 zufließen kann. Zum Einsaugen der Luft kann in diesen Kreis am Ansaugstutzen 22 ein Ventilator eingebaut sein. Die Leistungsabgabe an dem Kupplungsflansch 29 ist in diesem Fall leicht dadurch -zu steuern, daß man Brennstoff in der Brennkammer 14 verbrennt und die Menge des der Brennkammer zugeführten Brennstoffes in Übereinstimmung mit der erforderlichen Leistung bringt. Wenn eine größere Menge Brennstoff in der Brennkammer 14 verbrannt werden muß, kann eine zusätzliche Luftzuführung zu dieser Kammer erforderlich sein. Das hierfür gegebenenfalls erforderliche Zuführungsrohr ist durch gestrichelte Linien in der Fig. 1 angedeutet. Die zusätzliche Zufuhr von Wärmeenergie in der oben beschriebenen Weise kann als eine weitere Betriebsart der Maschinenanlage angesehen werden, obwohl hierbei die Ventile in derjenigen Stellung stehen bleiben, die sie bei der dritten Betriebsart einnehmen.In the third operating mode, use is made of an already known operating mode, according to which an additional flow of working medium is introduced in an inverted open circuit and is to be combined with the main working medium flow immediately at the inlet of the turbine. In the present case, this additional flow is fresh air, and since it is passed over the heat exchanger 16, it is able to absorb heat from the expanded exhaust gases which flow through the other side 19 'of the heat exchanger. In order to pass from the second mode into the third, it is only necessary to change the position of the valve B so that via valve F from the suction nozzle 22 forth fresh air through the heat exchanger 16, the valve B 1, the combustion chamber 14 the inlet of the turbine 12 can flow. In order to suck in the air, a fan can be built into this circuit on the intake port 22. The power output at the coupling flange 29 can in this case be easily controlled by burning fuel in the combustion chamber 14 and bringing the amount of fuel supplied to the combustion chamber in accordance with the required power. If a larger amount of fuel has to be burned in the combustion chamber 14, an additional air supply to this chamber may be necessary. The supply pipe that may be required for this is indicated by dashed lines in FIG. 1. The additional supply of thermal energy in the manner described above can be viewed as a further operating mode of the machine installation, although here the valves remain in the position that they assume in the third operating mode.

Falls sehr große Leistungsabgabe erforderlich ist, kann der Kompressor-Gasturbinensatz abweichend von dem vorher beschriebenen umgekehrten offenen Kreislauf im gewöhnlichen offenen Kreislauf betrieben werden. Hierzu ist lediglich eine entsprechende Einstellung der Ventile A bis F 6g erforderlich. In dieser fünften Betriebsart werden die Auspuffgase des Dieselmotors wiederum unmittelbar über das Rohr 13 ins Freie geleitet und das Arbeitsmittel· für den Gasturbinenkreislauf wird durch den Ansaugstutzen 22 angesaugt. Das Ventil F ist dann in einer solchen Stellung, daß diese frische angesaugte Luft unmittelbar dem Kompressor 2 L zugeführt wird, während das Ventil E so steht, daß es ein Einströmen der Luft in den Wärmetauscher 20 verhindert. Die durch den Verdichter 21 verdichtete Luft wird durch das Ventil C am Ausblasen ins Freie gehindert und unmittelbar in die Leitung 15 gedrückt. Von hier fließt sie durch das Ventil B zur Brennkammer 14. Die verdichteten heißen Gase strömen aus der Brennkammer in die Turbine 12 und nach ihrer Entspannung durch die Rohre 17 und 18 ins Freie. Bei dieser Betriebsart ist der Druck des Arbeitsmittels in dem Kompressor und der Turbine höher als der entsprechende Druck, der beim umgekehrten Kreislauf vorhanden ist. Infolgedessen läßt sich eine größere Nutzarbeit erzielen.If a very large power output is required, the compressor gas turbine set can be operated in an ordinary open circuit as a departure from the previously described reverse open cycle. All that is required for this is a corresponding setting of valves A to F 6g. In this fifth operating mode, the exhaust gases from the diesel engine are again conducted directly into the open via the pipe 13 and the working medium for the gas turbine circuit is sucked in through the intake port 22. The valve F is then in such a position that this freshly drawn in air is supplied directly to the compressor 2 L, while the valve E is in such a way that it prevents the air from flowing into the heat exchanger 20. The air compressed by the compressor 21 is prevented from being blown out into the open by the valve C and is pressed directly into the line 15. From here it flows through the valve B to the combustion chamber 14. The compressed hot gases flow from the combustion chamber into the turbine 12 and, after they have been expanded, through the tubes 17 and 18 to the outside. In this operating mode, the pressure of the working medium in the compressor and the turbine is higher than the corresponding pressure that is present in the reverse cycle. As a result, more useful work can be achieved.

Es dürfte klar sein, daß die oben beschriebene Anordnung eine Reihe von Betriebsarten ermöglicht, und zwar von dem normalen Dieselbetrieb allein bis zu der Kombination eines Dieselmotors und eines im einfachen offenen Kreislauf arbeitenden Gasturbinensatzes. Zwischen diesen beiden Extremen bestehen eine Reihe von Möglichkeiten der Betriebsführung mit untereinander verschiedenen thermischen Wirkungsgraden "der gesamten Anlage und unterschiedlicher Leistungsabgabe. Bei der Bewertung der Steigerung des thermischen Wirkungsgrades der gesamten Anlage ist zu beachten, daß 40% des Wärmeinhaltes des dem Dieselmotor zugeführten Brennstoffes bei normalem Dieselbetrkb in den Auspuffgasen, verlorengehen; wenn 15% dieses Verlustes in einem Gasturbinensatz wiedergewonnen werden können, ist dies gleichbedeutend mit einer Steigerung des gesamten thermischen Wirkungsgrades um 6°/o.It should be understood that the arrangement described above enables a number of modes of operation, from normal diesel operation just up to the combination of a diesel engine and one working in a simple open circuit Gas turbine set. There are a number of possibilities between these two extremes the operational management with mutually different thermal efficiencies "of the whole System and different power output. When evaluating the increase in thermal Efficiency of the entire system, it should be noted that 40% of the heat content of the dem Diesel engine fuel supplied in the exhaust gases during normal diesel operation; if 15% of this loss in a gas turbine set can be recovered, this is equivalent to an increase in the total thermal efficiency by 6%.

Während' des Arbeitens der Brennkammer 14 werden sowohl die Masse als auch die Temperatur des der Turbine zugeführten Gasstromes erhöht. Dementsprechend muß auch der Einlaßdruck der Turbine erhöht werden, wenn nicht· ihre »Schluckfähigkeit« geändert wird. Diese letztere Maßnahme muß angewendet werden, falls <\er Dieselmotor keinen Gegendruck verträgt; veränderliche Einlaßschaufeln am Turbineneinlaß bringen eine zufriedenstellende Lösung. Der Kompressor muß dann ebenfalls mit verstellbaren Einlaß schaufeln ausgestattet sein; er kann aber auch für einen weiteren Betriebsbereich mit einem schaufellosen Einströmapparat ausgestattet werden.During the operation of the combustion chamber 14, both the mass and the temperature of the gas flow supplied to the turbine are increased. Correspondingly, the inlet pressure of the turbine must also be increased if its "absorption capacity" is not changed. This latter measure must be applied if <\ he will tolerate no diesel engine back pressure; variable inlet vanes at the turbine inlet provide a satisfactory solution. The compressor must then also be equipped with adjustable inlet blades; However, it can also be equipped with a blade-free inlet device for a further operating area.

Ein Fachmann auf dem hier in Frage kommenden Gebiet wird verstehen, daß1 die Kombination einer Brennkraftkolbenmaschine mit einer im umgekehrten offenen Kreislauf arbeitenden Gasturbine gegenüber den bekannten Vorschlägen, nach denen eine durch den Auspuff eines solchen Motors an-A person skilled in the field in question here will understand that 1 the combination of an internal combustion piston engine with a gas turbine operating in the reverse open circuit compared to the known proposals according to which an internal combustion engine is

getriebene einfache Turbine verwendet wird, insofern Vorteile bietet, als der umgekehrte offene Kreislauf nicht zu wesentlichen Gegendrücken an dem Verbrennungsmotor führt. Der Motor kafm infolgedessen mit seiner normalen Leistung arbeiten; seine Ausnutzung wird durch den zusätzlichen Betrieb des Gasturbinensatzes in keiner Weise verschlechtert. driven simple turbine is used insofar as the reverse open one offers advantages Circuit does not lead to significant back pressures on the internal combustion engine. As a result, the engine kafm work at its normal performance; its utilization is made by the additional operation of the gas turbine set is not deteriorated in any way.

Durch die Anwendung einer Maschinenanlage ίο gemäß der Erfindung ergibt sich ein guter thermischer Wirkungsgrad; außerdem steht eine sehr erhebliche zusätzliche Spitzenleistung zur Verfügung. Ein einziger Steuerhebel kann für die Einstellung der Ventile und die Zumessung des der Anlage -zugeführten Brennstoffes vorgesehen werden. Eine Anwendungsmöglichkeit einer solchen Anlage bietet sich bei der Erzeugung elektrischer Leistung, wenn Lastspitzen aufgenommen werden sollen. Es kann entweder der Dieselmotor oder die ao Gasturbine — die dann im offenen Kreislauf arbeitet — für die Abgabe der normalen Leistung ausgelegt sein, wobei der Dieselmotor natürlich einen besseren thermischen Wirkungsgrad hat als die im einfachen offenen Kreislauf arbeitende Gass5 turbine. Dennoch bietet die Möglichkeit, entweder den einen oder den anderen der beiden Leistungserzeuger allein mit der normalen Last zu beanspruchen, den Vorteil, daß man den Dieselmotor für notwendige Unterhaltungsarbeiten außer Betrieb setzen kann. Die Kombination des Dieselmotors und des Gasturbinensatzes (umgekehrter oder einfacher offener Kreislauf) kann allen Lastanforderungen bis zu der zulässigen Überlastgrenze gerecht werden.The use of a machine system ίο according to the invention results in a good thermal Efficiency; in addition, a very substantial additional peak power is available. A single control lever can be used for setting the valves and metering the System-supplied fuel are provided. One possible application of such a The system is useful for generating electrical power when peak loads are absorbed should. It can either be the diesel engine or the ao gas turbine - which is then in an open circuit works - be designed for the delivery of normal power, the diesel engine of course has a better thermal efficiency than Gass5, which works in a simple open circuit turbine. Nevertheless, there is the possibility of using either one or the other of the two power generators with the normal load alone, the advantage that you can take the diesel engine out of operation for necessary maintenance work can put. The combination of the diesel engine and the gas turbine set (reverse or simple open circuit) can meet all load requirements up to the permissible overload limit will.

Wenn die obige ausführliche Beschreibung bei der Verbrennungsmaschine einen Dieselmotor voraussetzt, erfolgt dies nur wegen der großen Vorteile, die gemäß der Erfindung bei der Verwendung eines Dieselmotors auftreten. Der thermische Wirkungsgrad des Dieselmotors ist an sich schon genügend hoch, so daß die Ausnutzung der großen Wärmemengen, die im Auspuff derartiger Maschinen verlorengehen, ganz erhebliche Vorteile bringt.If the above detailed description assumes a diesel engine for the internal combustion engine, this is done only because of the great advantages that according to the invention in use of a diesel engine. The thermal efficiency of the diesel engine is sufficient in itself high, so that the utilization of the large amounts of heat generated in the exhaust of such machines lost brings very significant advantages.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Krafterzeugungsanlage mit einer Brennkraftkolbenmaschine und einem Gasturbinensatz, wobei Umschaltvorrichtungen (Ventile) vorgesehen sind, die eine Umschaltung des durch die Anlage fließenden Gasstromes gestatten, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtungen, z. B. Ventile, derart ausgebildet und angeordnet sind, daß in einer ihrer Stellungen der Gasstrom zunächst durch einen Kompressor und dann durch eine Turbine fließt, während in einer zweiten Stellung heiße Gase der Brennkraftmaschine zunächst durch die Turbine und dann durch den Kompressor strömen.i. Power generation system with an internal combustion piston engine and a gas turbine set, wherein switching devices (valves) are provided which enable switching of the allow gas stream flowing through the system, characterized in that the switching devices, z. B. Valves, are designed and arranged such that in one of their positions, the gas flow initially through a Compressor and then flowing through a turbine while in a second position hot gases of the internal combustion engine first flow through the turbine and then through the compressor. 2. Krafterzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtungen, z. B. Ventile, derart angeordnet und ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig mit dem ersten Gasstromweg einen Einlaß und einen Auspuff für die Brennkraftmaschine schaffen.2. power generation system according to claim 1, characterized in that the switching devices, z. B. Valves, are arranged and designed so that they are simultaneously with the first gas flow path to create an inlet and an exhaust for the internal combustion engine. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 881 125, 314347; britische Patentschrift Nr. 578 120; USA.-Patentschrift Nr. 2503410;German Patent Nos. 881 125, 314347; British Patent No. 578,120; U.S. Patent No. 2503410; bekanntgemachte Unterlagen der deutsehen Patentanmeldung L 5652 Ia/46t (Patent Nr. 884130);published documents of the German patent application L 5652 Ia / 46t (patent no. 884130); Zeitschrift: »The Engineer«, Bd. 192 (1951), Nr. 5001, S. 707.Journal: "The Engineer", Vol. 192 (1951), No. 5001, p. 707. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 609 526/40 5.56 (609 682 11.56)© 609 526/40 5.56 (609 682 11.56)
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