JPH06221182A - ガスタービングループ - Google Patents

ガスタービングループ

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JPH06221182A
JPH06221182A JP5252939A JP25293993A JPH06221182A JP H06221182 A JPH06221182 A JP H06221182A JP 5252939 A JP5252939 A JP 5252939A JP 25293993 A JP25293993 A JP 25293993A JP H06221182 A JPH06221182 A JP H06221182A
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JP
Japan
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turbine
pressure
compressor
gas
blades
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JP5252939A
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English (en)
Inventor
Rolf Althaus
アルトハウス ロルフ
Hans Dr Wettstein
ヴェットシュタイン ハンス
Hans Ulrich Frutschi
ウルリッヒ フルチ ハンス
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.)
ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/02—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using exhaust-gas pressure in a pressure exchanger to compress combustion-air

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タービン内で同時に多くの圧力勾配及び多く
の容積流を処理できかつ加熱ガス流を良好に混合できる
ようにすることにある。 【構成】 ガスタービングループが圧縮機と、ジェネレ
ータを備えたタービンと、これらの間に配置された圧力
波機械とを有している。タービンが高圧・中圧タービン
と低圧タービンとから構成されている。高圧・中圧ター
ビンがラジアルタービンとして構成されかつラジアルタ
ービン羽根を備えたダブルスパイラルを有している。ダ
ブルスパイラルの一方の部分が圧力波機械の第１の流出
開口に接続されかつダブルスパイラルの他方の部分が圧
力波機械の第２の流出開口に接続されている。ラジアル
タービン内で、ダブルスパイラルから到達する両加熱ガ
ス流が混合される。圧力波機械が向流機械又は並流機械
として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特許請求の範囲第１項
の上位概念に記載の形式のガスタービングループに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】通常、タービンは高圧タービン及び低圧
タービンから構成されるか又は、必要であればタービン
は高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンに分割
される。圧力波機械の第１の流出開口は高圧タービンに
接続されかつ圧力波機械の第２の流出開口は高圧タービ
ンの流出部と共に低圧タービンに接続される。
【０００３】しかしながら高圧タービンと低圧タービン
との間に中圧タービンが必要である場合には、問題が生
ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、圧力
波機械から流出する圧力の異なる２つの加熱ガス流の圧
力勾配を最良に処理できかつ膨張過程の改善に基づきタ
ービンの効率が高められるような、ガスタービングルー
プを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明の
ガスタービングループによって解決された。
【０００６】
【発明の効果】ダブルスパイラルを使用することの利点
は、同時に多くの圧力勾配及び多くの容積流を処理でき
るということにある。ダブルスパイラルを有するラジア
ルタービンは２つのタービン、即ち高圧タービン及び中
圧タービンの代わりに使用され、この場合、付加的に効
率が改善される。
【０００７】特に有利には、高圧・駆動ガス導管及び低
圧・駆動ガス導管からの２つの加熱ガス流の平行膨張に
よって、ダブルスパイラルを有するラジアルタービンの
出口部において良好な混合作用が得られる。
【０００８】１つだけのタービン内での高圧・中圧部分
流の平行膨張によって、高圧・中圧タービンの出力を所
定の限界内で変えることができる。これによって出力バ
ランスもしくは個々の出力成分を最良に制御できる。
【０００９】プロセス制御に応じて、低圧・高圧圧縮機
の全圧縮出力を高圧・中圧タービンによって生ぜしめる
ことができる。この場合、低圧タービンを無関係な、即
ち自由回転する作業タービンとして運転することができ
る。
【００１０】
【実施例】第１図によれば圧力波機械１０は高圧・駆動
ガス導管１１を介して高圧タービン１２にかつ低圧・駆
動ガス導管１３を介して低圧タービン１４に接続されて
いる。高圧タービン１２の流出導管１５は分岐部１６に
おいて低圧・駆動ガス導管１３に連通している。
【００１１】自体公知の前記ガスタービングループは、
第２図で図示のように改善されねばならない。
【００１２】第２図では高圧圧縮機１７と高圧・中圧タ
ービン１８との間に圧力波機械１９が配置されている。
この圧力波機械１９はイソコア（isocore）の燃焼室４
２を有している。高圧圧縮機１７には低圧圧縮機２０が
接続されていてかつ高圧・中圧タービン１８には低圧タ
ービン２１が接続されている。
【００１３】高圧・中圧タービン１８と低圧タービン２
１との間にはバーナー４４を有する燃焼室４３が設けら
れている。高圧・中圧タービン１８のタービン羽根２２
は第１の軸２３を介して高圧圧縮機１７の圧縮機羽根２
４を駆動する。
【００１４】高圧タービン２１のタービン羽根２５は第
２の軸２６を介して低圧圧縮機２０の圧縮機羽根２７を
駆動する。更に、低圧タービン２１のタービン羽根２５
によって同じ第２の軸２６を介してジェネレータ２８が
駆動される。
【００１５】高圧圧縮機１７及び低圧圧縮機２０の全圧
縮出力を高圧・中圧タービン１８によって生ぜしめよう
とする場合には、圧縮機羽根２７は第１の軸２３に接続
される。この場合、低圧タービン２１のタービン羽根２
５によって第２の軸２６を介してジェネレータ２８のみ
が駆動される。
【００１６】ジェネレータ２８を高圧・中圧タービン１
８のタービン羽根２２によっても駆動しようとする場合
には、タービン羽根２５及びジェネレータ２８は第１の
軸２３に接続されかつ第２の軸２６は完全に省かれる。
【００１７】高圧圧縮機１７並びに高圧・中圧タービン
１８はラジアル圧縮機もしくはラジアルタービンとして
構成される。これに対して、高圧圧縮機２０及び低圧タ
ービン２１はアキシアル圧縮機もしくはアキシアルター
ビンとして構成される。単一スパイラル２９のみを有す
る高圧圧縮機１７とは異なって、高圧・中圧タービン１
８はダブルスパイラル３０，３１を有している。
【００１８】第２図によれば圧力波機械１９は、第１の
軸２３に回転可能に支承されかつイソコアの燃焼室４２
を有するセル（隔室）ホイール３２を有している。この
セルホイール３２は圧力波機械１９のケーシング内に設
けられている。第２図ではこのケーシングのうち２つの
側壁３３，３４のみを図示している。この側壁３３，３
４は流入通路３５及び流出通路３６を有している。
【００１９】矢印３９，４０によって図示されているよ
うに、流入通路３５は導管（図示せず）を介して高圧圧
縮機１７に接続されかつ、流出通路３６は、矢印３７，
３８によって示されているように、高圧駆動ガス導管３
７（図示せず）及び中圧駆動ガス導管３８（図示せず）
を介して高圧・中圧タービン１８のダブルスパイラル３
０，３１に接続されている。
【００２０】記述のガスタービングループの作用形式は
次の通りである。
【００２１】ガスタービングループが一度運転される
と、低圧圧縮機２０を介して空気が矢印４１の方向に吸
い込まれて、圧縮されかつ高圧圧縮機１７に供給され
る。この圧縮された空気は高圧圧縮機１７内で引き続き
圧縮されかつ圧力波機械１９に供給される。
【００２２】高圧圧縮機１７内では圧縮機羽根２４によ
って空気が単一スパイラル２９内に流れかつこの単一ス
パイラルから圧縮された空気は、矢印３９，４０によっ
て示されているように、圧力波機械１９の流入通路３５
内に流れる。圧力波機械１９においては圧縮された空気
は燃料と混合されかつ点火される。
【００２３】圧力波機械１９から流出する加熱ガス流は
流出通路３６を介して、矢印３７，３８によって示され
ているように、高圧・中圧タービン１８のダブルスパイ
ラルの両部分３０，３１内に達する。高圧・中圧タービ
ン１８のタービン羽根２２内ではダブルスパイラルの両
加熱ガス流が互いに混合されかつ燃焼室４３を介して低
圧タービン２１内に達する。
【００２４】この燃焼室内ではバーナー４４によって、
高圧・中圧タービン１８から到達する加熱ガス流が更に
加熱され、次いで加熱ガス流は低圧タービン２１内に達
する。高圧・中圧タービン１８を介して流れる加熱ガス
流によって高圧圧縮機及び低圧圧縮機が駆動されかつ引
き続き低圧タービンを介して流れる加熱ガス流によって
ジェネレータ２８が駆動される。
【００２５】高圧・中圧タービン１８内でダブルスパイ
ラル３０，３１を使用することによって、同時に多くの
圧力勾配及び多くの容積流を処理できる。
【００２６】このタービンは小型の２つのラジアルター
ビン、即ち高圧タービン及び中圧タービンの代わりに使
用される。両加熱ガス流の平行膨張によってタービン出
口部において良好な混合作用が得られる。
【００２７】単一のタービン内での高圧・中圧部分流の
平行膨張によって、高圧・中圧タービンの出力を所定の
限界内で変えることができる。これによって出力バラン
スもしくは個々の出力成分を最良に制御できるようにな
る。
【００２８】プロセス制御に応じて、低圧・高圧圧縮機
の全圧縮出力を高圧・中圧タービンによって生ぜしめる
ことができる。この場合、低圧タービンは無関係な、即
ち自由回転する作業タービンとして運転される。
【００２９】第３図によれば、圧力波機械は向流機械と
して構成されている。セルホイール３２は両側壁３３，
３４の間に設けられている。空気側の側壁３３は流入開
口３５及び流出開口３６を有していて、前記流入開口は
圧縮機１７に接続されていてかつ燃料ノズル４６を有し
ているのに対して、前記流出開口はダブルスパイラル３
０，３１の第１の部分３０に接続されている。ガス側の
側壁３４は流出開口３６’のみを有していて、この流出
開口はダブルスパイラル３０，３１の第２の部分３１に
接続されている。
【００３０】第４図によれば、圧力波機械１９は並流機
械として構成されている。セルホイール３２は両側壁３
３，３４の間に設けられている。空気側の側壁３３は１
つの流入開口３５のみを有していて、この流入開口は圧
縮機１７に接続されていてかつ燃料ノズル４６を有して
いる。
【００３１】ガス側の側壁３４は２つの流出開口３６，
３６’を有していて、一方の流出開口３６はダブルスパ
イラル３０，３１の第１の部分３０に接続されていてか
つ他方の流出開口３６’はダブルスパイラル３０，３１
の第２の部分３１に接続されている。
【００３２】記述のガスタービングループは、第２図で
図示されているように、ジェネレータ２８を駆動するた
めに使用される。
【００３３】いわゆるフロントファン４５によって記述
のガスタービングループを飛行機用のジェット・タービ
ンとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術を概略的に示した図。
【図２】ガスタービングループ全体を概略的に示した
図。
【図３】向流・圧力波機械を概略的に示した図。
【図４】並流・圧力波機械を概略的に示した図。
【符号の説明】
１７ 高圧圧縮機 １８ 高圧・中圧タービン １９ 圧力波機械 ２０ 低圧圧縮機 ２１ 低圧タービン ２２，２５ タービン羽根 ２３，２６ 軸 ２４，２７ 圧縮機羽根 ２８ ジェネレータ ３０，３１ ダブルスパイラル ３２ セルホイール ３３，３４ 側壁 ３５ 流入開口 ３６，３６’ 流出開口 ４３ 燃焼室 ４４ バーナー ４５ フロントファン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス ヴェットシュタイン スイス国 フィスリスバッハ クラーラシ ュトラーセ 12 (72)発明者 ハンス ウルリッヒ フルチ スイス国 リニケン ブルッガーシュトラ ーセ ９

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの高圧段(３０)と中圧段
    (３１)とを有するタービン（１８）と、流入開口（３
    ５）及び流出開口（３６，３６’）を備えたそれぞれ１
    つの空気側のサイド部材（３３）とガス側のサイド部材
    （３４）との間で回転するセルホイール（３２）を有す
    る燃焼室、特に圧力波機械（１９）とを備えた、ガスタ
    ービングループにおいて、高圧・中圧タービン（１８）
    がダブルスパイラル（３０，３１）を有していて、この
    ダブルスパイラルの一方のスパイラル（３０）が圧力波
    機械（１９）の第１の流出開口（３６）にかつ他方のス
    パイラル（３１）が圧力波機械（１９）の第２の流出開
    口（３６’）に接続されており、高圧・中圧タービン
    （１８）がダブルスパイラル（３０，３１）の両部分の
    加熱ガス流を混合する単一のラジアルタービン羽根（２
    ２）を有するラジアルタービンとして構成されているこ
    とを特徴とする、ガスタービングループ。
  2. 【請求項２】 圧力波機械（１９）が向流機械として構
    成されて、圧縮機（１７）に接続される流入開口（３
    ５）並びにダブルスパイラル（３０，３１）の第１の部
    分（３０）に接続される流出開口（３６）を有する空気
    側の側壁（３３）と、高圧・中圧タービン（１８）のダ
    ブルスパイラル（３０，３１）の第２の部分（３１）に
    接続される流出開口（３６’）を有するガス側の側壁
    （３４）とを有していることを特徴とする、請求項１記
    載のガスタービンを有する圧力波機械。
  3. 【請求項３】 圧力波機械（１９）が並流機械として構
    成されて、圧縮機（１７）に接続される流入開口（３
    ５）を有する空気側の側壁（３３）と、２つの流出開口
    （３６，３６’）を有するガス側の側壁（３４）とを有
    していて、この流出開口の第１の流出開口（３６）が高
    圧・中圧タービン（１８）のダブルスパイラル（３０，
    ３１）の第１の部分（３０）にかつ他方の流出開口（３
    ６’）が高圧・中圧タービン（１８）のダブルスパイラ
    ル（３０，３１）の第２の部分（３０）に接続されてい
    ることを特徴とする、請求項１記載のガスタービンを有
    する圧力波機械。
  4. 【請求項４】 少なくとも、高圧圧縮機（１７）と低圧
    圧縮機（２０）とから構成された圧縮機（１７，２０）
    と、高圧タービン（１８）と中圧タービン（１８）と低
    圧タービン(２０)とから構成されたタービン(１８，２
    １)と、燃焼室、特に圧力波機械（１９）と、タービン
    （１８，２１）のタービン羽根（２２，２５）を圧縮機
    （１７，２０）の圧縮機羽根（２４，２７）に結合する
    軸（２３，２６）とを有する、ガスタービングループに
    おいて、前記軸が互いに同心的に配置された２つの軸
    (２６，２３)から構成されていて、この軸の一方の軸
    （２３）が高圧・中圧タービン（１８）のタービン羽根
    （２２）を高圧圧縮機（１７）の圧縮機羽根（２４）に
    結合しかつ他方の軸（２６）が低圧タービン（２１）の
    タービン羽根（２５）を低圧圧縮機（２０）の圧縮機羽
    根（２７）並びにジェネレータ（２８）に結合している
    ことを特徴とする、ガスタービングループ。
  5. 【請求項５】 高圧圧縮機（１７）と低圧圧縮機（２
    ０）とから構成された圧縮機（１７，２０）と、タービ
    ン（１８，２１）によって駆動されるジェネレータ（２
    ８）と、タービン（１８，２１）のタービン羽根（２
    ２，２５）を圧縮機（１７，２０）の圧縮機羽根（２
    ４，２７）及びジェネレータ（２８）に結合する軸（２
    ３，２６）とを有するガスタービングループにおいて、
    前記軸（２３，２６）が同心的な２つの軸（２３，２
    ６）を有しており、タービン羽根（２２，２５）が２つ
    の別個のタービン羽根（２２，２５）を有しており、圧
    縮機羽根（２４，２７）が２つの別個の圧縮機羽根（２
    ４，２７）を有しており、高圧・中圧タービン（１８）
    のタービン羽根（２２）が第１の軸（２３）を介して高
    圧及び低圧圧縮機（１７，２０）の圧縮機羽根（２４，
    ２７）に結合されており、低圧タービン（２１）のター
    ビン羽根（２５）が第２の軸（２６）を介してジェネレ
    ータ（２８）に結合されていることを特徴とする、請求
    項１記載のガスタービングループ。
  6. 【請求項６】 高圧・中圧タービン（１８）と低圧ター
    ビン（２１）との間に、バーナー（４４）を有する燃焼
    室（４３）が配置されていることを特徴とする、請求項
    ４記載のガスタービングループ。
  7. 【請求項７】 ガスタービングループがジェネレータ
    （２８）を駆動するための定置のユニットとして用いら
    れることを特徴とする、請求項１記載のガスタービング
    ループ。
  8. 【請求項８】 ガスタービングループが飛行機用のジェ
    ット・タービンとして用いられかつ前方にフロントファ
    ン（４５）を有していることを特徴とする、請求項１記
    載のガスタービングループ。
JP5252939A 1992-10-10 1993-10-08 ガスタービングループ Pending JPH06221182A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4234248.1 1992-10-10
DE4234248A DE4234248A1 (de) 1992-10-10 1992-10-10 Gasturbogruppe

Publications (1)

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JPH06221182A true JPH06221182A (ja) 1994-08-09

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ID=6470193

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JP5252939A Pending JPH06221182A (ja) 1992-10-10 1993-10-08 ガスタービングループ

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EP (1) EP0592817B1 (ja)
JP (1) JPH06221182A (ja)
DE (2) DE4234248A1 (ja)

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DE4234248A1 (de) 1994-04-14
DE59304743D1 (de) 1997-01-23
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