Oddawna juz usilowano rozwiazac za¬ gadnienie budowy turbin spalinowych, w którychby moina bylo bezposrednio wyko¬ rzystac energje cieplna gazów spalinowych i w ten sposób uniknac koniecznosci stoso¬ wania oddzielnego kotla parowego i skra¬ placza, niezbednych przy turbinach i maszy¬ nach parowych. Zagadnienie to zostalo szczególowo zbadane teoretycznie, przy- czem badania szly przedewszystkiem w dwóch kierunkach. Po pierwsze próbowano przeprowadzac przebieg kolowy, podobnie jak w niskopreznym silniku spalinowym, t. j. sprezac mieszanke paliwowa do pewne¬ go cisnienia i wówczas przy stalej objeto¬ sci doprowadzac do niej cieplo, zwieksza¬ jac w ten sposób i cisnienie i temperature, a wytworzona w ten sposób energje próbowa¬ no wykorzystac w turbinie, zamiast w tloko¬ wym silniku spalinowym.W turbinach gazowych drugiego rodzaju próbowano zastosowac zasade stalego ci¬ snienia, która odpowiada do pewnego stop¬ nia procesowi, jaki zachodzi w wysoko¬ preznych silnikach spalinowych systemu Diesel'a, a mianowicie sprezano powietrze do pewnego cisnienia, a nastepnie doprowa¬ dzano do niego plynne paliwo, które spalalo sie przy stalem cisnieniu, energja zas spa¬ lin byla wyzyskiwana w turbinie spalinowej.Moznosc otrzymania wiekszej mocy w maszynach wzglednie lekkich i tanich jest glówna korzyscia, osiagnieta przez zamia¬ ne silnika tlokowego na turbine. Poza terndo napedu pradnic nadaja sie równiez znacznie lepiej szybkobiezne turbiny, niz tlokowe silniki spalinowe, których licz¬ ba obrotów przy silnikach o wielkiej mocy nie moze przekraczac kilkuset na minute.Tlokowe silniki spalinowe wymagaja droz¬ szych pradnic, przez co równiez zwieksza¬ ja sie koszty zakladowe urzadzen silowni.Turbiny spalinowe, jak wykazaly do¬ swiadczenia, osiagaja termiczny spólczynnik sprawnosci w przyblizeniu okolo 13%. Do¬ swiadczenia z innym typem turbin gazo¬ wych, a mianowicie z turbinami o stalem ci¬ snieniu, daly jeszcze gorsze wyniki, a osia¬ gniety w tych turbinach termiczny spólczyn¬ nik sprawnosci wynosi zaledwie 3%.Wynalazek niniejszy dotyczy równiez turbin spalinowych tego rodzaju i ma na ce¬ lu stworzenie zespolu turbogazowego o wy¬ sokim termicznym spólczynniku sprawnosci.Istote wynalazku stanowi mianowicie pola¬ czenie jednej lub kilku sprezarek do wy¬ twarzania sprezonego powietrza albo gazu lub obu tych czynników z przyrzadem do do¬ prowadzania ciepla do sprezonego czynnika oraz z turbina o sprawnosci termodynamicz¬ nej co najmniej 80%, a najwlasciwiej 85— 90%, do której doprowadza sie sprezony i ogrzany czynnik.Badania teoretyczne wykazaly, ze tem¬ peratura czynnika napedowego wywiera znaczny wplyw na wielkosc termicznego spólczynnika sprawnosci turbiny. Z tego powodu starano sie przerobic w turbinie ca¬ ly spadek ciepla lub czesc tego spadku w jednym stopniu rozprezania, aby w ten spo¬ sób otrzymac we Wlasciwym stopniu cisnie¬ nia turbiny temperature nizsza, niz poczat¬ kowa. Nie uwzgledniono jednak przytem, ze natezenia w wirnikach i lopatkach turbin z jednym wiencem lopatek sa bardzo wysokie z powodu pracy tych czesci turbin przy wielkich szybkosciach obwodowych.Wynalazek dotyczy ukladu zespolu tur¬ bin spalinowych, zawierajacego jeden lub Lilka stopni rozprezania typu reakcyjnego, posiadajacych przynajmniej 4 wience lo¬ patkowe i wysoki termiczny spólczynnik sprawnosci.Na rysunku przedstawiony jest przyklad wykonania wynalazku.Fig. 1 przedstawia przekrój podluzny z czesciowym widokiem przez jeden przyklad wykonania zespolu turbogazowego, fig. 2 — uklad zespolu, zawierajacy wieksza liczbe turbin spalinowych.Przedstawiona na fig. 1 promieniowa turbina 1 jest turbina jednobiezna i sklada sie, jak zwykle, z obracajacego sie wirnika, miedzy którego wience lopatkowe wsuniete sa nieruchome wience z lopatkami, poprzez które przeplywa w kierunku promieniowym czynnik napedowy.Czynnik napedowy doplywa do komory 9, skad przeplywa w kierunku promienio¬ wym przez uklad lopatek do wylotu 5, znaj¬ dujacego sie z zewnatrz turbiny, a nastepnie zostaje skierowany do nastepnej turbiny. Na jednym wale z turbina 1 umieszczony jest wirnik sprezarki 2, która spreza powietrze do wysokiego cisnienia w ilosci, potrzebnej do napedu calego zespolu. Ze sprezarki 2 doprowadzane jest sprezone powietrze prze¬ wodem 6 do podgrzewacza 7. Do podgrze¬ wacza 7 powietrza doprowadzane jest przez przewód 8 paliwo, które, spalajac sie, o- grzewa w podgrzewaczu 7 powietrze do wla¬ sciwej temperatury. Przewód 11 laczy pod¬ grzewacz 7 z centralna komora 9 turbiny 1.Pewna czesc energji cieplnej czynnika napedowego, który doplywa przewodem 11 do komory 9, zostaje zuzyta w turbinie 1, a nastepnie czynnik napedowy wyplywa przewodem wylotowym 5 turbiny 1 do turbi¬ ny 12, w której oddaje znowu pewna czesc swej energji cieplnej.Turbina 12 jest równiez promieniowa turbina reakcyjna. Tak samo, jak w znanych przeciwbieznych turbinach promieniowych, opisywana turbina 12 posiada dwa wirniki, obracajace sie w przeciwnych kierunkach, z których kazdy jest osadzony na oddzielnym — 2 —wrife. Na wasb jedijagoi a wmmktw osadzona je&i sprezarka 3v a na wale drofiega wirni¬ ka — spcezarka 4. SprezarkaJ j«sst zhttdo wana wedlug zwyklych zasad wielostopaio- wejr sprezarki odsrodkowej* przyezem po- wietrze które- ma byc sprezone, doprowa¬ dzane jest da tej sprezarki przewodem wlo- terwym 1S i przeplywa przez ma w kienmkw plomieniowym. Sprezarka 3 jest niskoprez- na i laczy sie w szereg ze srednioprezna sprezarka 4 zapomoca przewodu 16. Spre¬ zarka^ 4 jest wykonana podobnie, jak i spre¬ zarka 3,. jMrzyczem jest jednak obliczona na wyzsze cisnienie L rmsiajsza, ilosc powietrza.SprezaAa 4 jest polaczona równiez w sae~ re& z. wysokoprezna sprezarka 2 zapomoca przewodu 17. Równiez i sprezarka 2 maze byc obudowana podobnie, jak i obie wyzej opisane, rózni sie jednak tylka swcmi wy¬ miarami.Wszystkie sprezarki moga byc zaopar trzone w urzadzenia dfo ochladzania sprezo¬ nego powietrza, jak to zaznaczono schema¬ tycznie na rysunku w postaci przewodu 20, prowadzacego* db wnetrza sprezarki 3„ do której wtryskiwana jest woda przewodem 2 I Czynnik napedbwy przeplywa przez lo¬ patki turbiny spalioauowej 12, oddajac, jej pewna czesc zawartej w nim jeszcze ener- gjiK a nastepnie odplywa parzewodem W do turlwny J4„ wykoganej tak samo lub podob- me, jak turbina 12.Turbina spalinowa 14 practije jako tur¬ bina: niaii0jp*ezna* wskusek czego posiada wywtary dostosowane do* wiekszej objetosci spalin, dwukrotnie rozprezonych juz w tur¬ binach i 112L Tujfbma 14 jest równiez prze- ciwprezna turbina reakcyjna i napedza osa¬ dzone- i nia. na jednym wale pradnice 18 i 1% Caly zGBpsB tttrbogazowy sklada sie za¬ sadniczo z dwóch czesci, a mianowicie: tur¬ bin i i 12 z; poruszamemi prJzez nie sprezar¬ kami 2, 1 i 4, które twetza uklad sprezarko¬ wy, orac tttfbwty 14 z pradnicami Ift-1 19, które tworza uklada wykonywitjacy pcace uzyteczna^ Poniewaz: te. czesci zespolut sa od siebie mechanicznk niezalezne, wiec kazda z nich zosobnat moze, byc poddana regulacji w razie zmiany obciazenia Mianowicie zespól sfare- zarkofwy powinien* wytwarzac w przyblize¬ niu taka ilosc czynnika napedowego o okce- slonem cisnieniu,, jaka odpowiada wytwa¬ rzanej mocy uzytecznej dkrugiiftf czesci ze¬ spolu.Przedstawiony na iig, 2 zespól tucboga- zowy zawiera równiez trzy polaczone w sze¬ reg sprezarki 3, 4 i 2. Powietrze; które ma byc sprezone, doplywa do niskopreznej sprezarki 3 przez przewód wlotowy 15* na¬ stepnie przewodem 16 watepsie sprezone powietrze przeplywa do sredniopreznej sprezarki 4, z której przewodem 17 odply¬ wa do wysokopreznej sprezarka 2* Ostatecz¬ nie sprezone powietrze ze sprezarki 2 prze¬ plywa rura wylotowa 6 da regeneratora 21r gdszie zostaje dodatkowo ogrzane.Przewodem 22 powietrze plynie do pod¬ grzewacza 7 gdzie przez wewnetrzne spala¬ nie paliwa nagrzewa sie do pozadanej tem¬ peratury. W dalszym ciagu mieszanke, ga¬ zowa doprowadza sie przewodem 11 do tur¬ biny reakcyjnej /, w której podlega ezesck*- wermi rozaprezemui i spadkowi temperatury.Na jednym wale- z turbina 1 osadzona jert pedzona przez ma wysokoprezna sprezarka 2. Spaliny z turbiny / doprowadzane! sa przewodem 5 do turbiny 23, przyezem na drodze przeplywu zostaja ponownie. po grzane w drugim podgrzewacza 24. Pod¬ grzewacze 7 i 24 posiadaja jednakowa bu dowe, a doprowadzane do nich paliwo spala sie w nich, laczac sie z tlenem ogrzewanego powietrza. Spalanie paliwa w podgrzewacza 7 odbywa sie przy nadmiarze powietrza, aby: pozostala w mieszaninie ilosc tlenu wystar¬ czyla do podtrzymywania przebiegu spala¬ nia paliwa nietylko w podgrzewaczu 24, lecz równiez wystarczyla jeszcze i do na¬ stepnych podgjrzewan. Czynnik napedowy. — 3 —po przejsciu przez wirnik 23, zostaje w dal¬ szym ciagu doprowadzony do nastepnej tur¬ biny 23 a. Na drodze przewodu 25, laczacego wylot turbiny 23 z wlotem turbiny 23a', u- mieszczony jest dalszy podgrzewacz 26.Wirniki turbin 23 i 23a osadzone sa na jed¬ nym wspólnym wale, zapomoca którego po¬ ruszaja pradnice 27. Turbiny 23a i 29 po¬ laczone sa w szereg przewodem 28, przy- czem na drodze tego przewodu jest umie¬ szczony nastepny podgrzewacz 30. Turbina 29 porusza srednioprezna sprezarke 4, osa¬ dzona z nia na jednym wale.W dalszym ciagu z turbiny 29 czynnik napedowy przeplywa przewodem 31, z u- mieszczonym na nim podgrzewaczem 33, do turbiny 32. Przewód wylotowy 34 turbiny 32 laczy sie równoczesnie zapomoca odga¬ lezien z otworami wlotowemi turbin 35 i 36.Obie te turbiny sa niskoprezne i polaczone sa ze soba równolegle wzgledem kierunku prieplywti czynnika napedowego. Czynnik napedowy doprowadza sie do nich bez po¬ nownego podgrzewania.Niskoprezna turbina 36 osadzona jest na jednym wale z poruszana przez nia nisko- prezna sprezarka 3. Turbiny32 i 35 osadzo¬ ne sa na wspólnym wale z poruszana przez nie pradnica 37.Wyloty tiirbin 35 i 36 sa polaczone ze soba jednym wspólnym przewodem 38, od¬ prowadzajacym gazy odlotowe poprzez re¬ generator 21.Te gazy odlotowe oddaja reszte zawar¬ tego w nich jeszcze ciepla sprezonemu po¬ wietrzu, plynacemu ze sprezarek przez ten regenerator. Regenerator 21 moze posiadac dowolna konstrukcje typu rekuperatorów.Opisany wyzej zespól turbogazówy skla¬ da sie równiez z dwóch zasadniczych, nie¬ zaleznych mechanicznie od siebie czesci, z których pierwsza stanowi uklad sprezarko¬ wy, a druga — uklad, wytwarzajacy moc uzyteczna.W danym przypadku zespól sklada sie z wiekszej liczby malych turbin, co umozli¬ wia poddanie gazów spalinowych wiekszej liczbie nastepujacych po sobie nagrzewac, a w ten sposób i osiagniecie lepszego wyzy¬ skania zawartej w nich energji. Równiez iw tern wykonaniu zespolu obie jego czesci mo¬ ga wytwarzac rózne moce i posiadac rózne liczby obrotów, lecz regulacja pobieranej wzglednie wytwarzanej przez kazda z tych dwóch czesci mocy jest dostosowana do wa* runków pracy tych czesci.W powyzej opisanym zespole wszystkie turbiny sa typu reakcyjnego i wymagaja czynirików napedowych o znacznie nizszych temperaturach, niz w poprzednio opisanych zespolach. W szczególnosci w promienio¬ wych turbinach, t. j. takich, w których czyn¬ nik napedowy ma promieniowy kierunek przeplywu, apólczynnik sprawnosci turbin moze osiagnac- zadana wysokosc.Szczególnie korzystnie wypada uklad, gdy do napedu stosuje sie turbiny spalino¬ we, które posiadaja charakterystyczna licz- -' " Eu2 ¦-" - V '¦' r- —-• ¦ be Parsonsa wieksza od 2000, zmie- h niajaca sie w granicach od 2800 dó 4000* gdzie 2 u2 oznacza sume 'kwadratów pred¬ kosci, a h — calkowity spadek cieplika, przerobiony w zespole turbin; Wyzej opisany uklad zespolów turboga- zowych sklada sie z dwóch niezaleznych me¬ chanicznie zespolów, przyczem jeden z ze¬ spolów przeznaczony jest wylacznie do wy¬ twarzania mocy uzytecznej, a drugi wylacz¬ nie do napedu sprezarek.Oczywiscie obie czesci zespolu moga miec odwrotne przeznaczenie, np. czesc, przeznaczona do napedu sprezarek, moze sluzyc do wytwarzania mocy uzytecznej, to jest moze byc polaczona z pradnicami, a druga czesc zespolu sluzyc wówczas bedzie do napedu sprezarek. Jednakze wyzej opi¬ sane wykonanie jest najkorzystniejsze, szczególnie w tych przypadkach, gdy ze¬ spoly pracuja przy zmiennem obciazeniu. W zespolach turbogazowych, gdzie stala liczba obrotów czesci zespolu odpowiada zapo- — 4 —trzebowanej mocy, mozna zmieniac wydaj¬ nosc sprezarek, zmieniajac liczbe obrotów turbin gazowych drugiej czesci zespolu. PL