DE1127150B

DE1127150B - Gasturbinenanlage

Info

Publication number: DE1127150B
Application number: DEK32038A
Authority: DE
Inventors: Sven-Olof Kronogard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-05-24
Filing date: 1957-05-24
Publication date: 1962-04-05

Description

Gasturbinenanlage Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage mit einer vereinigten Nutzleistungs- und Verdichterturbine, in welcher die Turbine, der Verdichter und die Abtriebswelle mit je einem Element eines Differentialgetriebes, beispielsweise mit dem Sonnenrad, Außenrad bzw. Planetenradträgers eines Planetengetriebes, verbunden ist, und mit einer Reibungsbremse zur Bremsung der Welle der Turbine oder einer Stufe derselben.
Zwischen Kolbenmotoren und Gasturbinen besteht vor allem der Unterschied, daß die Turbinenanlage nicht ohne weiteres als Motorbremse in derselben Weise wie ein Kolbenmotor wirken kann, was besonders beim Antrieb von Fahrzeugen von Bedeutung ist. Bei einer Turbinenanlage kann die Bremsung nur dadurch bewirkt werden, daß z. B. die Turbine gebremst wird, so daß das anzuhaltende Fahrzeug über das Differentialgetriebe den Verdichter treiben muß. Die Bewegungsenergie des schnell umlaufenden Turbinenrades ist dabei so groß, daß die Abbremsung dieses Rades durch eine Reibungsbremse nicht zweckmäßig ist. Gemäß der Erfindung ist deshalb die Reibungsbremse mit einer hydrodynamischen Bremse kombiniert. Die Bewegungsenergie des Turbinenrades ist somit von der hydrodynamischen Bremse absorbiert, während die Reibungsbremse hauptsächlich zum Festhalten des stillstehenden Turbinenrades dient und deshalb nur geringem Verschleiß ausgesetzt ist. Das Bremsen erfolgt sehr weich und angenehm und schont den Motor und das Fahrzeug.
Bei einem bekannten Wechselgetriebe mit einem Strömungswandler, dessen Turbinenrad mechanisch durch eine Reibungsbremse abgebremst werden kann, wirkt keine weitere Bremse unmittelbar auf das Turbinenrad ein. Hierdurch wird keine kombinierte Bremswirkung auf das Turbinenrad infolge des gleichzeitigen Arbeitens einer Reibungs- und einer Flüssigkeitsbremse ausgeübt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch drei verschiedene Typen von Gasturbinenanlagen, die gemäß der Erfindung sowohl mit einer Reibungsbremse als auch mit einer hydrodynamischen Bremse ausgestattet sind.
Fig. 1 zeigt eine Anlage, in der die Turbine als zweistufige Axialturbine 1 ausgebildet ist, die mit dem Planetenradhalter 2 eines Planetengetriebes verbunden ist. Das Sonnenrad 3 des Getriebes ist mit der Antriebswelle 4 verbunden, während das Ringrad 5 an den Radialverdichter 6 angeschlossen ist. Der Planetenradhalter 2 trägt eine Bremstromme17, für welche ein Bremsband 8 vorgesehen ist. Die Welle 9 der Turbine 1 trägt den einen Teil 10 einer hydrodynamischen Bremse, deren anderer Teil 11 gegen die feste Brennkammer 12 abgestützt ist.
Beim Anlassen stehen die Abtriebswelle 4 und das Sonnenrad 3 still, während die Turbine 1 den Planetenradhalter 2 antreibt, wobei auch der Verdichter angetrieben wird, und zwar mit einer Drehzahl, die größer ist als die der Turbine. Das von der Turbine 1 auf den Planetenradhalter 2 übertragene Drehmoment wird im Planetengetriebe so aufgeteilt, daß etwa zwei Drittel zum Verdichter 6 gehen und etwa ein Drittel an die Arbeitswelle 4 abgegeben wird. In dem Maße wie die Abtriebswelle unter der Einwirkung dieses Moments sich zu drehen anfängt, erhöht sich die Drehzahl der Turbine. Infolge der Drehmomentkennlinie der Turbine (zunehmendes Turbinenmoment bei sinkender Turbinendrehzahl) hat die zunehmende Drehzahl der Abtriebswelle eine Erhöhung der Turbinendrehzahl und eine Verminderung des Turbinenmoments zur Folge, wodurch die Drehzahl des Verdichters geringer wird.
Bei einer Bremsung wird die Brennstoffzufuhr gedrosselt und die hydrodynamische Bremse 10, 11 eingeschaltet. Die Bewegungsenergie der schnell laufenden Turbine 1 wird von der Bremse 10, 11 absorbiert, und wenn das Fahrzeug im wesentlichen zum Stillstand gekommen ist, wird die Reibungsbremse 8 festgezogen. Die Reibungsbremse 8 braucht somit nur für das Drehmoment bemessen zu werden, das die feststehende Turbine ausübt.
Fig. 2 zeigt eine Anlage, bei der der Turbine 1 ein gegenläufiges Turbinen- oder Leitschaufelrad 13 vorgeschaltet ist. Die Hauptturbine 1 ist mit der Abtriebswelle 4 verbunden, die auch den Planetenradhalter trägt. In diesem Falle gibt es zwei Gruppen von Planetenrädern, die in demselben Halter gelagert sind und miteinander im Eingriff stehen. Die Reibungsbremse 8 und die hydrodynamische Bremse 10, 11 sind mit der gegenläufigen Turbine 13 verbunden.
Die Anlage gemäß Fig. 3 stimmt mit der Anlage gemäß Fig. 2 im wesentlichen überein. Jedoch ist der Teil 11 der hydrodynamischen Bremse nicht fest mit der Brennkammer 12 verbunden, sondern mit einer Bremstrommel versehen, die mittels eines Bremsbandes 14 festhaltbar ist.
Bei sämtlichen Anlagen wird zur Bremsung des Fahrzeuges die Turbine oder ein. Turbinenteil festgebremst, wobei dann die Antriebswelle den Verdichter 6 antreibt, und die dazu erforderliche Leistung zum Bremsen ausgenutzt wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage mit einer vereinigten Nutzleistungs- und Verdichterturbine, in welcher die Turbine, der Verdichter und die Abtriebswelle mit je einem Element eines Differentialgetriebes, beispielsweise mit dem Sonnenrad, Außenrad bzw. Planetenradträger eines Planetengetriebes, verbunden ist, und mit einer Reibungsbremse zur Bremsung der Welle der Turbine oder einer Stufe derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsbremse mit einer hydrodynamischen Bremse kombiniert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 964 551; deutsche Auslegeschrift Nr. 1003 049; schweizerische Patentschrift Nr. 210 657; französische Patentschriften Nr. 1121235, 1113 920, 1 0l.5 629; britische Patentschrift Nr. 582 620; USA.-Patentschriften Nr. 2 770 943, 1401668.