EP1270874B1 - Gasturbine mit einem Verdichter für Luft - Google Patents

Gasturbine mit einem Verdichter für Luft Download PDF

Info

Publication number
EP1270874B1
EP1270874B1 EP01114599A EP01114599A EP1270874B1 EP 1270874 B1 EP1270874 B1 EP 1270874B1 EP 01114599 A EP01114599 A EP 01114599A EP 01114599 A EP01114599 A EP 01114599A EP 1270874 B1 EP1270874 B1 EP 1270874B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chambers
gas turbine
section
cross
duct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01114599A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1270874A1 (de
Inventor
Robert Bland
Charles Ellis
Peter Tiemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP01114599A priority Critical patent/EP1270874B1/de
Priority to DE50107283T priority patent/DE50107283D1/de
Priority to JP2002172518A priority patent/JP2003042451A/ja
Priority to US10/172,016 priority patent/US6672070B2/en
Priority to CNB021233160A priority patent/CN1328492C/zh
Publication of EP1270874A1 publication Critical patent/EP1270874A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1270874B1 publication Critical patent/EP1270874B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/06Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/10Two-dimensional
    • F05D2250/18Two-dimensional patterned
    • F05D2250/184Two-dimensional patterned sinusoidal

Definitions

  • the invention relates to a gas turbine with a compressor for air flowing in a variety of fluidic parallel switched combustion chambers is heated before going over a transfer channel flows to a gas passage in a turbine.
  • FIGS to 7 The subject of said US-PS 4,719,748 is shown in FIGS to 7 and the associated description, however, also one consuming cooling device in which a combustion chamber and a from this leading to a turbine connecting channel a second wall is covered against the flow of compressed air are.
  • this second wall are a variety of Provided openings through which the compressed air targeted is directed to the wall sections to be cooled.
  • the invention is based on the object, for a gas turbine of the type mentioned above to provide an arrangement in the one unavoidable pressure loss in the stream of compressed Air is further reduced.
  • compressed Air leaves it through a ring of vanes 4 and flows in the direction of the arrows 5 first by an annular in cross section paraxial Channel section 6 of an air duct, the inside through a Wall 38 and outwardly bounded by a wall 39.
  • the webs 7 carry an annular cross-section C-shaped deflector 8 and are via webs 7 in the end anchored the channel section 6.
  • One in the end of the canal section 6 lying leg 9 of the cross section of the deflector 8 forms with its upstream edge 9 one to one to the axis 1 concentric circle curved wavy line 37.
  • the wall thickness of the deflector 8 increases, starting from the edge 9 bis to its center, strong too and is also in the circumferential direction of the Deflector 8 not constant, but waving and decreasing.
  • a radially outside Cross-section legs of the deflector 8 is substantially adapted to the contour of the combustion chambers and forms with its free end a wavy edge 35th This Outside cross-sectional leg of the deflector 8 is beyond also wavy in shape, with the thus formed Waves opposite the waves of the wavy line 37 in opposite directions are, as best seen in Fig. 3 can be seen.
  • the special shape of the deflector 8 with in its circumferential direction Waves 35 and 37 forming legs of his C-shaped Cross section forces a division in its area of the air flow in a partial flow 5a to the top of the Combustion chambers 10 and in a partial flow 5b to the bottom of the Combustion chambers 10. This is the top of the combustion chambers 10, relative to the gas turbine, radially outward and correspondingly the bottom radially inward.
  • the routes of the partial flows 5a and 5b are about the same size, so that all parts of the cooling air from the compressor 3 to the entry into the combustion chambers 10th to travel the same distance.
  • Each of the combustion chambers 10 is supported by webs 11 from the inside on an outer casing 12, which at the same time the outer wall an air passage 20 and a continuation of the air duct 6 represents the air flowing in the direction of the arrows 5.
  • the envelope 12 carries at its outer free end a cap 13 through which the air enters the interior of the combustion chamber 10 is guided.
  • the combustion chambers 10 are so close together in the circumferential direction arranged that the outer sheaths 12 at their end facing the runner 1 penetrate each other would.
  • To the combustion chambers 10 together with their outer sheaths 12 still as far as desired in the direction of the To be able to push runners 1 are at the outer claddings 12 recesses 40 (Fig. 4) provided in the area adjacent Combustion chambers 10 between them a common Air duct 20 have.
  • the interior of the combustion chambers 10 is also by a not shown nozzle fuel, such as a combustible Supplied with gas or atomised liquid fuel, by the combustion of the air in the combustion chamber 10 to a hot gas 34 is baked out.
  • nozzle fuel such as a combustible Supplied with gas or atomised liquid fuel
  • the combustion chamber 10 and the outer casing 12 holding it are mounted in a socket 14 in a housing shell 15 and one fixed to the outer sheath 12 Fixed flange 16 on the outer end of the nozzle 14.
  • One inner end 36 of the combustion chamber 10 is sealed in one
  • Kunleitkanal 17 the output of the combustion chamber 10 with a in cross-section annular gas channel 18 in one Turbine connects.
  • hot gas 34 is a Variety of, for example, 10 to 30 combustion chambers 10 evenly distributed on the circumference of the turbine plant and are their Junctions in the transfer channel 17 by a in the direction on the gas channel 18 open peripheral channel 19 with each other connected.
  • the transfer channel 17 is connected by thin webs 21 anchored a guide member 22 of the turbine.
  • the guide member 22 and a guide member 23 are in a housing shell 24 stored and are by securing blocks 25 against Rotation secured.
  • the guiding parts 22 and 23 for example, by hydraulic or pneumatic Motors 26 axially parallel over small distances, wherein a flange 27 is elastically deformed and with in it stored deformation energy for the return of the Leiters 22 or 23 is used.
  • One of the housing shells 15 and 24 enclosed volume is divided by partitions 28 into chambers.
  • the guide parts 22 and 23 have a funnel-like shape and carry on their inside in guide rings 29 fixed vanes 30, whose guide rings 29 opposite ends are firmly connected together by rings 31. Between each other adjacent wreaths of vanes 30 is ever one Wreath provided on the rotor 1 wedged blades 32, whose free tips guide rings 33 are opposite. there the guide rings 29 and 33 form an outer and the rings 31, together with feet of the blades 32, an inner boundary the gas channel 18 for the hot gas 34 in the turbine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem Verdichter für Luft, die in einer Vielzahl von strömungstechnisch parallel geschalteten Brennkammern aufgeheizt ist, bevor sie über einen Überleitkanal einem Gaskanal in einer Turbine zuströmt.
In Gasturbinen wird üblicherweise zur Erzielung einer wirtschaftlichen Leistungsdichte angesogene Luft zunächst verdichtet und dann in Brennkammern aufgeheizt. Das dabei erzeugte Heißgas treibt dann eine Turbine.
Zur Erzielung eines guten Gesamtwirkungsgrads ist es u. a. erforderlich, Strömungsverluste bei der Führung der verdichteten Luft gering zu halten. Gleichzeitig sollen jedoch mit der verdichteten, noch nicht aufgeheizten Luft verschiedene Bauteile der Turbinenanlage gekühlt werden. So muß zur Vermeidung von Schäden beispielsweise ein Überleit- oder Verbindungskanal, durch den aus den Brennkammern abfließendes Heißgas zur Turbine strömt, vor Überhitzung geschützt werden.
In der US-PS 4,719,748 ist in Fig. 1 eine hierzu verbreitet eingesetzte Anordnung angegeben. Bei dieser Anordnung liegt ein langer Verbindungskanal zwischen einer Brennkammer und einem Turbineneinlass unmittelbar in einem Luftkanal, durch den komprimierte Luft zu einem Brenner fließt. Bei dieser Anordnung ist kein Diffusor zur Luftlenkung dargestellt und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist bei Erreichen des Verbindungskanals weit abgesunken. Eine korrekte Kühlung ist demzufolge allenfalls bei relativ niedrigen Temperaturen des Heißgases möglich, weil höhere Temperaturen eine spezifische Strömungsgeschwindigkeit sowohl für die komprimierte Luft als auch für das Heißgas und eine spezifische Kanalhöhe und - ausrichtung für den Luftkanal erfordern. Eine ausreichende Kühlung ist soweit erkennbar bei dieser Lösung weder für die Ober- noch für die Unterseite des Verbindungskanals erreichbar, weil einerseits das Volumen des Luftkanals in diesem Bereich sehr groß ist und weil außerdem sowohl die Länge des zu kühlenden Kanalabschnitts als auch die von der komprimierten Luft nach dem Austritt aus einem Verdichter zurückzulegende Strecke verhältnismäßig lang ist.
Gegenstand der genannten US-PS 4,719,748 ist in den Fig. 2 bis 7 und der zugehörigen Beschreibung jedoch außerdem eine aufwendige Kühleinrichtung, bei der eine Brennkammer und ein von dieser zu einer Turbine führender Verbindungskanal durch eine zweite Wand gegen den Strom der komprimierten Luft abgedeckt sind. In dieser zweiten Wand sind eine Vielzahl von Öffnungen vorgesehen, durch die die komprimierte Luft gezielt auf die zu kühlenden Wandabschnitte gelenkt ist. Durch die für diese Lösung angegebenen Variationen für die Anzahl, die Größe und die Form dieser Öffnungen ist zwar eine gute Kühlung erreichbar, nachteilig ist aber ein hierbei nicht unerheblicher, unvermeidbarer Druckverlust der komprimierten Luft, weil diese wiederholt verzögert und wieder beschleunigt werden muß.
Eine andere Kühlmöglichkeit mit flüssigem Kühlmittel, die auch recht aufwendig ist, wird in der US-A-4,195,474 offenbart. Gegenstand dieser Druckschrift ist ein flüssigkeitsgekühlter Überleitkanal in einer Gasturbinenanlage. Der Überleitkanal, der Heißgase vom Brenner zum Turbineneingang leitet, besteht aus einem hohlen Bauteil, welches bedingt durch die Form des Brenners ein kreisförmiges Ende aufweist. Weiterhin weist das Bauteil ein rechteckiges Ende auf, welches im eingebauten Zustand dem Turbineneingang zugewandt ist. Das Bauteil weist eine Vielzahl von Kühlröhrchen auf, die auf der Innenseite des Hohlkörpers durch Löten angebracht sind. Diese Kühlröhrchen münden in ein gemeinsames Einlassrohr, das sich entlang der äußeren radialen Mittelachse des Bauteils erstreckt. Das Einlassrohr weist eine Einlassöffnung auf, durch die Kühlflüssigkeit, z.B. Wasser, in das Bauteil zu Kühlungszwecken eingeleitet wird. Entlang der inneren radialen Mittelachse des Körpers erstreckt sich ein Sammelrohr, das Öffnungen aufweist, durch die die Kühlflüssigkeit nach der Kühlung außerhalb des Bauteils abgeleitet wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für eine Gasturbine der eingangs genannten Art eine Anordnung zu schaffen, in der ein unvermeidbarer Druckverlust im Strom der komprimierten Luft weiter verringert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst, in dem die verdichtete Luft in einem Luftkanal vom Austritt aus dem Verdichter bis zum Eintritt in die Brennkammern auf der gesamten Strecke mit annähernd konstanter Geschwindigkeit strömt. Zweckmäßigerweise ist dabei der Überleitkanal kürzer, als eine der Brennkammern im Durchmesser misst. Diese Lösung ist überraschend vorteilhaft, weil nicht nur der Druckabfall im Luftkanal, sondern darüber hinaus auch ein Druckabfall im Überleitkanal auf einen sehr geringen Wert abgesenkt sind. Dabei wird eine konstante Geschwindigkeit der Luft im Luftkanal dadurch erreicht, daß der wirksame Querschnitt des Luftkanals über die gesamte Strecke vom Austritt aus dem Verdichter bis zum Eintritt in die Brennkammern nahezu konstant ist.
Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 14 angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1
einen Ausschnitt einer Gasturbine im Längsschnitt,
Fig. 2
einen Schnitt entlang der Linie II - II in Fig. 1,
Fig. 3
einen Schnitt entlang der Linie III - III in Fig. 1 und
Fig. 4
eine Ansicht in Richtung IV aus Fig. II auf eine dort nicht dargestellte äußere Umhüllung einer Brennkammer.
Ein ausschnittsweise dargestellter Läufer 1 einer Gasturbinenanlage rotiert um eine Achse 2. In einem Verdichter 3 komprimierte Luft verlässt diesen durch einen Kranz aus Leitschaufeln 4 und strömt in Richtung der Pfeile 5 zunächst durch einen im Querschnitt kreisringförmigen achsparallelen Kanalabschnitt 6 eines Luftkanals, der nach innen durch eine Wand 38 und nach außen durch eine Wand 39 begrenzt ist.
Am Ende dieses Kanalabschnitts 6 passiert die verdichtete Luft Stege 7. Die Stege 7 tragen einen ringförmigen im Querschnitt C-förmigen Umlenker 8 und sind über Stege 7 im Ende des Kanalabschnitts 6 verankert. Ein im Ende des Kanalabschnitts 6 liegender Schenkel 9 des Querschnitts vom Umlenker 8 bildet mit seinem stromauf gewandten Rand 9 eine um einen zur Achse 1 konzentrischen Kreis geschwungene Wellenlinie 37. Die Wanddicke des Umlenkers 8 nimmt, ausgehend vom Rand 9 bis zu seiner Mitte, stark zu und ist auch in Umfangsrichtung des Umlenkers 8 nicht konstant, sondern wellenartig zu- und abnehmend.
Radial über dem Umlenker 8 sind Brennkammern 10 zur Aufheizung der verdichteten Luft angeordnet. Ein radial außen liegender Querschnittsschenkel des Umlenkers 8 ist im wesentlichen an die Kontur der Brennkammern angepasst und bildet mit seinem freien Ende einen wellenförmigen Rand 35. Dieser äußere Querschnittsschenkel des Umlenkers 8 ist darüber hinaus auch in sich wellenförmig gestaltet, wobei die so gebildeten Wellen gegenüber den Wellen der Wellenlinie 37 gegenhäufig sind, wie besonders gut aus Fig. 3 ersichtlich ist.
Die besondere Form des Umlenkers 8 mit in seiner Umfangsrichtung Wellen 35 bzw. 37 bildenden Schenkeln seines C-förmigen Querschnitts erzwingt in seinem Bereich eine Aufteilung des Luftstromes in einen Teilstrom 5a zur Oberseite der Brennkammern 10 und in einen Teilstrom 5b zur Unterseite der Brennkammern 10. Dabei liegt die Oberseite der Brennkammern 10, bezogen auf die Gasturbine, radial außen und entsprechend die Unterseite radial innen. Die Wegstrecken der Teilströme 5a und 5b sind etwa gleich groß, so daß alle Teile der Kühlluft vom Verdichter 3 bis zum Eintritt in die Brennkammern 10 gleich lange Wege zurückzulegen haben.
Jede der Brennkammern 10 stützt sich über Stege 11 von innen an einer äußeren Umhüllung 12 ab, die gleichzeitig die Außenwand eines Luftkanals 20 ist und eine Fortsetzung des Luftkanals 6 für die in Richtung der Pfeile 5 strömende Luft darstellt. Die Umhüllung 12 trägt an ihrem äußeren freien Ende eine Kappe 13, durch die die Luft in den Innenraum der Brennkammer 10 geführt ist.
Die Brennkammern 10 sind in Umfangsrichtung so dicht nebeneinander angeordnet, daß sich die äußeren Umhüllungen 12 an ihrem dem Läufer 1 zugekehrten Ende gegenseitig durchdringen müssten. Um die Brennkammern 10 mitsamt ihren äußeren Umhüllungen 12 trotzdem soweit wie gewünscht in Richtung auf den Läufer 1 schieben zu können, sind an den äußeren Umhüllungen 12 Ausnehmungen 40 (Fig. 4) vorgesehen, in deren Bereich benachbarte Brennkammern 10 zwischen sich einen gemeinsamen Luftkanal 20 aufweisen.
Dem Innenraum der Brennkammern 10 ist außerdem durch eine nicht dargestellte Düse Brennstoff, beispielsweise ein brennbares Gas oder zerstäubter, flüssiger Brennstoff zugeführt, durch dessen Verbrennung die Luft in der Brennkammer 10 zu einem Heißgas 34 ausgeheizt wird.
Die Brennkammer 10 und die sie haltende äußere Umhüllung 12 sind in einem Stutzen 14 in einer Gehäuseschale 15 gelagert und über einen mit der äußeren Umhüllung 12 fest verbundenen Flansch 16 auf dem äußeren Ende des Stutzens 14 fixiert. Ein inneres Ende 36 der Brennkammer 10 liegt abgedichtet in einem Überleitkanal 17, der den Ausgang der Brennkammer 10 mit einem im Querschnitt kreisringförmigen Gaskanal 18 in einer Turbine verbindet. Um den Gaskanal 18 auf seinem Umfang möglichst gleichmäßig mit Heißgas 34 zu beaufschlagen, ist eine Vielzahl von beispielsweise 10 bis 30 Brennkammern 10 gleichmäßig auf den Umfang der Turbinenanlage verteilt und sind deren Einmündungen in den Überleitkanal 17 durch einen in Richtung auf den Gaskanal 18 offenen Umfangskanal 19 miteinander verbunden. Der Überleitkanal 17 ist durch dünne Stege 21 an einem Leitteil 22 der Turbine verankert.
Um die in Richtung der Pfeile 5 strömende komprimierte Luft möglichst verlustarm aus dem Kanalabschnitt 6 in die die Brennkammern 10 umhüllenden Kanäle 20 umzuleiten, trägt der Umlenker 8 einen in Richtung auf das freie Ende der Brennkammern 10 weisenden Querschnittsschenkel. Dessen Rand 35 folgt wellenförmig in geringem Abstand der Kontur des Überleitkanals 17 und den Konturen der in diesen einmündenden Enden 16 der Brennkammern 10. Auf diese Art und Weise ist der Luftstrom aus dem Kanalabschnitt 6 um mehr als 90° in eine Richtung parallel zu den Achsen der Brennkammern 10 umgelenkt. Dadurch sind die Brennkammern 10 mit ihren Achsen ohne besondere Nachteile stark geneigt gegen die Achse 1 positionierbar, wobei sie mit deren verdichterseitigem Ende einen spitzen Winkel einschließen, so daß sie auf einem zur Achse 2 konzentrischen Kegelmantel liegen.
Das Leitteil 22 und ein Leitteil 23 sind in einer Gehäuseschale 24 gelagert und sind durch Sicherungsklötze 25 gegen Rotation gesichert. Andererseits sind die Leitteile 22 und 23 jedoch durch beispielsweise hydraulische oder pneumatische Motoren 26 achsparallel über geringe Distanzen verschiebbar, wobei ein Flansch 27 elastisch verformt ist und mit in ihm gespeicherter Verformungsenergie zur Rückstellung des Leitteiles 22 bzw. 23 dient. Ein von den Gehäuseschalen 15 und 24 umfaßtes Volumen ist durch Trennwände 28 in Kammern unterteilt.
Die Leitteile 22 und 23 haben eine trichterartige Gestalt und tragen auf ihrer Innenseite in Leitringen 29 befestigte Leitschaufeln 30, deren den Leitringen 29 gegenüberliegende Enden durch Ringe 31 fest miteinander verbunden sind. Zwischen einander benachbarten Kränzen aus Leitschaufeln 30 ist je ein Kranz aus auf dem Läufer 1 verkeilten Laufschaufeln 32 vorgesehen, deren freien Spitzen Leitringe 33 gegenüberliegen. Dabei bilden die Leitringe 29 und 33 eine äußere und die Ringe 31, zusammen mit Füssen der Laufschaufeln 32, eine innere Begrenzung des Gaskanals 18 für das Heißgas 34 in der Turbine.
Unmittelbar dem Heißgas 34 ausgesetzte Teile der Turbinenanlage sind über nicht dargestellte Kanäle üblicherweise durch Anzapfluft aus dem Verdichter oder aus dem Kanalabschnitt 6 gekühlt. In besonderen Einsatzfällen sind, soweit erforderlich, auch unmittelbar an den Überleitkanal 17 angrenzende, in einem toten Winkel des Luftstroms nahe dem Umlenker 8 liegende Taschen auf diese Art gekühlt. Diese Taschen sind dann zweckmäßig durch nicht dargestellte Trennwände vom Luftkanal getrennt, so daß dessen freier und wirksamer Querschnitt gerade im Bereich des Überleitkanal 17 genauer an den Querschnitt des Kanalabschnitts 6 bzw. die Summe der Einzelquerschnitte der Kanäle 20 anpassbar ist. Dieser Querschnitt ist darüber hinaus durch Variation der Wanddicke des Umlenkers 8 sowohl in dessen Umfangsrichtung als auch in dessen Querschnitt genau einstellbar.
Da der Querschnitt des Kanalabschnitts 6 und die Summe der Einzelquerschnitte der Kanäle 20 mindestens annähernd gleich groß sind, ist in diesen Kanalabschnitten eine konstante, gleich große Strömungsgeschwindigkeit für die verdichtete Luft gewährleistet. Diese Strömungsgeschwindigkeit ist durch die besondere Form des im Querschnitt C-förmigen Umlenkers 8 auch während der Umlenkung der verdichteten Luft um mehr als 90° beibehalten. Dadurch sind Verzögerungen und erneute Beschleunigen der verdichteten Luft vermieden und dadurch sind hierdurch bedingte Verluste stark vermindert.

Claims (13)

  1. Gasturbine mit einem Verdichter für Luft, die in einer Vielzahl von strömungstechnisch parallel geschalteten Brennkammern (10) aufgeheizt ist, bevor sie über einen Überleitkanal (17) einem Gaskanal (18) in einer Turbine zuströmt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Luft in einem Luftkanal (6,20) vom Austritt (4) aus dem Verdichter bis zum Eintritt in die Brennkammern (10) auf der gesamten Strecke mit annähernd konstanter Geschwindigkeit strömt, wobei annähernd konstante Geschwindigkeit dadurch erreicht ist, dass der wirksame Querschnitt des Luftkanals (6,20) über die gesamte Strecke vom Austritt (4) aus dem Verdichter bis zum Eintritt in die Brennkammer (10) nahezu konstant ist.
  2. Gasturbine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (6,20) im Bereich des Überleitkanals (17) für die strömende Luft eine Richtungsänderung von mehr als 90° erzwingt und daß im Luftkanal (6,20) lediglich in diesem Bereich ein Umlenker (8) vorgesehen ist.
  3. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenker (8) von einem im Querschnitt C-förmigen Ring dargestellt ist.
  4. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Umlenkers (8) sowohl im Querschnitt als auch in Umfangsrichtung sehr unterschiedlich ist und dadurch in seinem Bereich einen wirksamen Querschnitt des Luftkanals an dessen konstanten Querschnitt angleicht.
  5. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkel vom Querschnitt des Umlenkers (8) mit seinem freien Ende (9) auf einem zur Turbinenachse (2) konzentrischen Zylindermantels liegt und daß der andere Schenkel mit seinem freien Ende (35) wellenförmig in geringem Abstand Konturen der Brennkammern (10) folgt.
  6. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der den Konturen der Brennkammern (10) folgende Schenkel des C-förmigen Querschnitts mit wellenförmigem Rand (35) für seine Länge jeweils unter einer Brennkammerachse ein Minimum und jeweils unter einem Zwischenraum zwischen benachbarten Brennkammern (10) ein Maximum erreicht.
  7. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (26) in mehr als 10 bis zu 30 gleichmäßig auf den Umfang der Turbine verteilte Brennkammern (10) mündet.
  8. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine mittlere Länge eines aufgeheizten Gasstromes (34) innerhalb des Überleitkanals (17) vom Ausgang (16) der Brennkammern (10) bis zum Eintritt in einen Gaskanal (18) in der Turbine etwa gleich der doppelten Weite dieses Gaskanals (18) am Eintritt in die Turbine ist, so daß die Länge dieses Gasstromes (34) in dem Überleitkanal (17) kürzer ist als der Durchmesser einer der Brennkammern (10).
  9. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß Achsen der Brennkammern (10) auf einem Kegelmantel liegen und mit der Turbinenachse (2) einen spitzen Winkel einschließen.
  10. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal auf der Strecke vom Umlenker (8) bis zur Mündung in die Brennkammern (10) in eine der Anzahl der Brennkammern (10) gleiche Anzahl von Teilluftkanälen (20) aufgefächert ist, die zusammen annähernd den konstanten Querschnitt des Luftkanals (6) aufweisen.
  11. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
       dadurch gekennzeichnet, daß sich die Teilluftkanäle (20) von benachbarten Brennkammern an deren turbinenseitigem Ende (16) gegenseitig durchdringen, indem Außenwände (12) der Teilluftkanäle (20) in diesem Bereich mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen sind.
  12. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenker (8) über seinen stromauf im Luftkanal (6) liegenden Querschnittsschenkel (9) von Stegen (7) getragen ist, die etwa radial im Ende eines im Querschnitt kreisringförmigen Abschnitts des Luftkanals (6) angeordnet sind.
  13. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß Querschnittsschenkel des im Querschnitt C-förmigen Umlenkers (8) in Umfangsrichtung einander gegenläufige Wellenlinien bilden, deren Wellenlänge dem Abstand der Brennkammern voneinander entspricht.
EP01114599A 2001-06-18 2001-06-18 Gasturbine mit einem Verdichter für Luft Expired - Lifetime EP1270874B1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01114599A EP1270874B1 (de) 2001-06-18 2001-06-18 Gasturbine mit einem Verdichter für Luft
DE50107283T DE50107283D1 (de) 2001-06-18 2001-06-18 Gasturbine mit einem Verdichter für Luft
JP2002172518A JP2003042451A (ja) 2001-06-18 2002-06-13 空気圧縮機を備えたガスタービン
US10/172,016 US6672070B2 (en) 2001-06-18 2002-06-17 Gas turbine with a compressor for air
CNB021233160A CN1328492C (zh) 2001-06-18 2002-06-18 带有空气压缩机的燃气轮机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01114599A EP1270874B1 (de) 2001-06-18 2001-06-18 Gasturbine mit einem Verdichter für Luft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1270874A1 EP1270874A1 (de) 2003-01-02
EP1270874B1 true EP1270874B1 (de) 2005-08-31

Family

ID=8177741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01114599A Expired - Lifetime EP1270874B1 (de) 2001-06-18 2001-06-18 Gasturbine mit einem Verdichter für Luft

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6672070B2 (de)
EP (1) EP1270874B1 (de)
JP (1) JP2003042451A (de)
CN (1) CN1328492C (de)
DE (1) DE50107283D1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016181307A1 (de) 2015-05-11 2016-11-17 Devcon Engineering Gerhard Schober Turbine

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1250906C (zh) * 2001-09-07 2006-04-12 阿尔斯托姆科技有限公司 减小燃气轮机装置中的燃烧室脉动的减振装置
US7047722B2 (en) * 2002-10-02 2006-05-23 Claudio Filippone Small scale hybrid engine (SSHE) utilizing fossil fuels
EP1656768B1 (de) * 2003-08-13 2008-07-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Kommunikationsnetzwerk
EP1508680A1 (de) 2003-08-18 2005-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Diffusor zwischen Verdichter und Brennkammer einer Gasturbine angeordnet
US7043921B2 (en) * 2003-08-26 2006-05-16 Honeywell International, Inc. Tube cooled combustor
JP2005076982A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器
US7047723B2 (en) * 2004-04-30 2006-05-23 Martling Vincent C Apparatus and method for reducing the heat rate of a gas turbine powerplant
US20080229749A1 (en) * 2005-03-04 2008-09-25 Michel Gamil Rabbat Plug in rabbat engine
US20060196189A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-07 Rabbat Michel G Rabbat engine
US7934382B2 (en) 2005-12-22 2011-05-03 United Technologies Corporation Combustor turbine interface
US7870739B2 (en) * 2006-02-02 2011-01-18 Siemens Energy, Inc. Gas turbine engine curved diffuser with partial impingement cooling apparatus for transitions
US8499565B2 (en) * 2006-03-17 2013-08-06 Siemens Energy, Inc. Axial diffusor for a turbine engine
US20070214792A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-20 Siemens Power Generation, Inc. Axial diffusor for a turbine engine
US7836677B2 (en) * 2006-04-07 2010-11-23 Siemens Energy, Inc. At least one combustion apparatus and duct structure for a gas turbine engine
US7600370B2 (en) 2006-05-25 2009-10-13 Siemens Energy, Inc. Fluid flow distributor apparatus for gas turbine engine mid-frame section
US7574870B2 (en) 2006-07-20 2009-08-18 Claudio Filippone Air-conditioning systems and related methods
US7631499B2 (en) * 2006-08-03 2009-12-15 Siemens Energy, Inc. Axially staged combustion system for a gas turbine engine
EP1892378A1 (de) * 2006-08-22 2008-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine
EP1950382A1 (de) * 2007-01-29 2008-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Speiche mit Strömungsleitelement
KR101450867B1 (ko) * 2007-01-30 2014-10-14 제너럴 일렉트릭 캄파니 역류 분사 메카니즘을 구비한 가스 터빈 연소기
ITMI20071048A1 (it) * 2007-05-23 2008-11-24 Nuovo Pignone Spa Metodo per il controllo delle dinamiche di pressione e per la stima del ciclo di vita della camera di combustione di una turbina a gas
US8438855B2 (en) * 2008-07-24 2013-05-14 General Electric Company Slotted compressor diffuser and related method
US8397512B2 (en) * 2008-08-25 2013-03-19 General Electric Company Flow device for turbine engine and method of assembling same
US8474266B2 (en) 2009-07-24 2013-07-02 General Electric Company System and method for a gas turbine combustor having a bleed duct from a diffuser to a fuel nozzle
FR2949810B1 (fr) * 2009-09-04 2013-06-28 Turbomeca Dispositif de support d'un anneau de turbine, turbine avec un tel dispositif et turbomoteur avec une telle turbine
US8516822B2 (en) * 2010-03-02 2013-08-27 General Electric Company Angled vanes in combustor flow sleeve
US8276390B2 (en) * 2010-04-15 2012-10-02 General Electric Company Method and system for providing a splitter to improve the recovery of compressor discharge casing
US20120031099A1 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 Mahesh Bathina Combustor assembly for use in a turbine engine and methods of assembling same
US8667801B2 (en) * 2010-09-08 2014-03-11 Siemens Energy, Inc. Combustor liner assembly with enhanced cooling system
EP2428647B1 (de) 2010-09-08 2018-07-11 Ansaldo Energia IP UK Limited Übergangsbereich für eine Brennkammer einer Gasturbine
EP2500648B1 (de) * 2011-03-15 2013-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbinenbrennkammer
US8938978B2 (en) * 2011-05-03 2015-01-27 General Electric Company Gas turbine engine combustor with lobed, three dimensional contouring
BR112014026814A2 (pt) 2012-04-27 2018-11-27 Gen Electric vedação de metal de acanelamento com tubo integral e conjunto de vedação de acanelamento e tubo.
US9127554B2 (en) 2012-09-04 2015-09-08 Siemens Energy, Inc. Gas turbine engine with radial diffuser and shortened mid section
US9453417B2 (en) 2012-10-02 2016-09-27 General Electric Company Turbine intrusion loss reduction system
CN103334801A (zh) * 2013-05-31 2013-10-02 余泰成 涡轮燃具和涡轮轴承降温方法
US11732892B2 (en) 2013-08-14 2023-08-22 General Electric Company Gas turbomachine diffuser assembly with radial flow splitters
US10060631B2 (en) 2013-08-29 2018-08-28 United Technologies Corporation Hybrid diffuser case for a gas turbine engine combustor
US9134029B2 (en) * 2013-09-12 2015-09-15 Siemens Energy, Inc. Radial midframe baffle for can-annular combustor arrangement having tangentially oriented combustor cans
US20150159873A1 (en) * 2013-12-10 2015-06-11 General Electric Company Compressor discharge casing assembly
EP2977590B1 (de) 2014-07-25 2018-01-31 Ansaldo Energia Switzerland AG Kompressoranordnung für Gasturbine
US10465907B2 (en) 2015-09-09 2019-11-05 General Electric Company System and method having annular flow path architecture
CN110475948B (zh) * 2017-03-30 2022-05-10 三菱动力株式会社 燃气轮机
EP3874130A4 (de) * 2018-11-02 2022-09-21 Chromalloy Gas Turbine LLC Leitschaufel eines diffusors
US11021977B2 (en) * 2018-11-02 2021-06-01 Chromalloy Gas Turbine Llc Diffuser guide vane with deflector panel having curved profile
JP7777056B2 (ja) * 2022-09-29 2025-11-27 本田技研工業株式会社 ガスタービン

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2414410A (en) * 1941-06-23 1947-01-14 Rolls Royce Axial-flow compressor, turbine, and the like
US2479573A (en) * 1943-10-20 1949-08-23 Gen Electric Gas turbine power plant
US2565308A (en) * 1945-01-17 1951-08-21 Research Corp Combustion chamber with conical air diffuser
US2600235A (en) * 1946-02-25 1952-06-10 Galliot Jules Andre Norbert Gas turbine rotor cooling means
US2541170A (en) * 1946-07-08 1951-02-13 Kellogg M W Co Air intake arrangement for air jacketed combustion chambers
US2631658A (en) * 1948-06-21 1953-03-17 Boeing Co Engine speed regulating fuel supply control
US2627720A (en) * 1948-10-08 1953-02-10 Packard Motor Car Co Circumferentially arranged combustion chamber with arcuate walls defining an air flow path between chambers
US2608821A (en) * 1949-10-08 1952-09-02 Gen Electric Contrarotating turbojet engine having independent bearing supports for each turbocompressor
US2765620A (en) * 1951-06-23 1956-10-09 Gen Motors Corp Flow deflector for combustion chamber apparatus
NL191037A (de) * 1953-10-23
US3302397A (en) * 1958-09-02 1967-02-07 Davidovic Vlastimir Regeneratively cooled gas turbines
GB1034260A (en) * 1964-12-02 1966-06-29 Rolls Royce Aerofoil-shaped blade for use in a fluid flow machine
US3657882A (en) * 1970-11-13 1972-04-25 Westinghouse Electric Corp Combustion apparatus
US3652181A (en) * 1970-11-23 1972-03-28 Carl F Wilhelm Jr Cooling sleeve for gas turbine combustor transition member
US4195474A (en) * 1977-10-17 1980-04-01 General Electric Company Liquid-cooled transition member to turbine inlet
JPS5578724U (de) * 1978-11-28 1980-05-30
JPS55164731A (en) * 1979-06-11 1980-12-22 Hitachi Ltd Gas-turbine combustor
US5203674A (en) * 1982-11-23 1993-04-20 Nuovo Pignone S.P.A. Compact diffuser, particularly suitable for high-power gas turbines
JPS59229114A (ja) * 1983-06-08 1984-12-22 Hitachi Ltd ガスタ−ビン用燃焼器
US4719748A (en) 1985-05-14 1988-01-19 General Electric Company Impingement cooled transition duct
GB8928378D0 (en) * 1989-12-15 1990-02-21 Rolls Royce Plc A diffuser
JP3179871B2 (ja) * 1992-06-30 2001-06-25 株式会社東芝 ガスタービン燃焼器およびその運転方法
DE59204947D1 (de) * 1992-08-03 1996-02-15 Asea Brown Boveri Mehrzoniger Diffusor für Turbomaschine
KR940011861A (ko) * 1992-11-09 1994-06-22 한스 요트. 헤쩨르, 하아. 카이저 가스 터빈 연소실
DE4239856A1 (de) * 1992-11-27 1994-06-01 Asea Brown Boveri Gasturbinenbrennkammer
FR2757210B1 (fr) * 1996-12-12 1999-01-22 Hispano Suiza Sa Echappement centrifuge de turbine a deflecteur cambre
JP3204371B2 (ja) * 1997-02-07 2001-09-04 川崎重工業株式会社 ガスタービン燃焼器への空気供給方法および空気供給構造
JPH11211084A (ja) * 1998-01-21 1999-08-06 Nissan Motor Co Ltd ガスタービン
CA2288555C (en) * 1998-11-12 2007-01-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combustor
KR100651820B1 (ko) * 1999-02-08 2006-11-30 삼성테크윈 주식회사 가스터빈의 스크롤 냉각장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016181307A1 (de) 2015-05-11 2016-11-17 Devcon Engineering Gerhard Schober Turbine
US10648355B2 (en) 2015-05-11 2020-05-12 Devcon Engineering Gerhard Schober Turbine

Also Published As

Publication number Publication date
EP1270874A1 (de) 2003-01-02
CN1328492C (zh) 2007-07-25
JP2003042451A (ja) 2003-02-13
US20030010014A1 (en) 2003-01-16
CN1392331A (zh) 2003-01-22
US6672070B2 (en) 2004-01-06
DE50107283D1 (de) 2005-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1270874B1 (de) Gasturbine mit einem Verdichter für Luft
DE69504071T2 (de) Turbomaschine
DE2718661C2 (de) Leitschaufelgitter für eine axial durchströmte Gasturbine
DE69831109T2 (de) Kühlluftzufuhrsystem für die Schaufeln einer Gasturbine
DE69811869T2 (de) Methode zur strömungsverbesserung bei turbomaschinen
EP1508747A1 (de) Diffusor für eine Gasturbine und Gasturbine zur Energieerzeugung
EP0313826B1 (de) Axialdurchströmte Gasturbine
DE3231689A1 (de) Mehrfach prallgekuehltes gebilde, insbesondere ummantelung eines gasstroemungsweges
DE1601557A1 (de) Stroemungsmittelgekuehlte Statoranordnung
DE2628300C3 (de) Gasturbinenanlage für Kraftfahrzeuge, wie Ackerschlepper;
EP0902164A1 (de) Plattformkühlung für Gasturbinen
DE2624312A1 (de) Turbine, insbesondere fuer einen turbolader
DE2547229A1 (de) Verteilerkopf fuer abzweigluft
DE2432092A1 (de) Turbine mit heissem, elastischem treibmittel
DE3824121A1 (de) Gasturbine
DE1601633B2 (de) Kühlvorrichtung für Gasturbinentrieb werke mit zwei Turbinenlaufern
DE3700668A1 (de) Uebergangskanaldichtvorrichtung
EP3064706A1 (de) Leitschaufelreihe für eine axial durchströmte Strömungsmaschine
DE60018861T2 (de) Kühlluftzufuhrsystem für einen Rotor
DE1946905B2 (de) Umkehrstrombrennkammer fur Gasturbinen
DE829827C (de) Brennkammer fuer Gasturbinen
DE1266056B (de) Gasturbinentriebwerk
DE2422362B2 (de) Ringbrennkammer für ein Gasturbinentriebwerk
DE3248439A1 (de) Gasturbinentriebwerk mit gekuehlten schaufelspitzen
DE69811757T2 (de) Spielkontrollvorrichtung für Schaufelspitzen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20030519

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20041011

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50107283

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20051006

Kind code of ref document: P

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050921

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20060601

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20120626

Year of fee payment: 12

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130618

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 16

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20180614

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20180820

Year of fee payment: 18

Ref country code: GB

Payment date: 20180614

Year of fee payment: 18

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50107283

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20190618

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200101

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190618

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190630