DE3701519A1

DE3701519A1 - METHOD FOR PRODUCING A GAS TURBINE

Info

Publication number: DE3701519A1
Application number: DE19873701519
Authority: DE
Inventors: Michael Brawerman
Original assignee: ORIAN EMILIA
Current assignee: ORIAN EMILIA
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1988-08-04
Also published as: GB2197910A; GB8628346D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gasturbinen und insbesondere von kleinen Gasturbinen zur Erzeugung von Heißgasen, Preßluft, Energie oder irgendeine Kombination für industrielle, landwirtschaftliche, bautechnische oder Noteinsätze.The invention relates to a method for producing Gas turbines and especially small gas turbines for Generation of hot gases, compressed air, energy or any Combination for industrial, agricultural, construction or emergency operations.

Gasturbinen gibt es in vielen Formen und für viele Zwecke. Die am meisten bekannten beiden Arten sind Düsenantriebe und Turbinen zur Erzeugung von mechanischer Leistung. Diese Turbinenantriebwerke werden heutzutage hauptsächlich für die Luftfahrt und für militärische Zwecke gebaut, sind daher auf einen sehr hohen Standard gebracht und werden nur in relativ kleinen Serien hergestellt.Gas turbines come in many forms and for many purposes. The most well known two types are jet drives and turbines for generating mechanical power. These Turbine engines are mainly used for today Aviation and built for military use are therefore based on brought a very high standard and are only in relative small series.

Infolge dieser Situation sind Turbinentriebwerke so kostspielig, daß sie sich für die meisten zivilen und industriellen Märkte verbieten. Dementsprechend werden heutzutage, abgesehen von einigen wenigen Reserve- und Notaggregaten in Kraftwerksbetrieben derartige Turbinen in zivilen Anlagen nicht in ausgedehntem Maße eingesetzt. Bei Leistungen von unter 100 PS, für welche das Militär fast keine Verwendung hat, besteht ein akuter Mangel an Gasturbinen, und in dieser Größenordnung wäre ein ziviler Einsatz durchaus erwünscht.As a result of this situation, turbine engines are so expensive that they are for most civil and industrial markets to forbid. Accordingly, nowadays, apart from a few reserve and emergency units in Power plants operate such turbines in civilian plants not used extensively. For services from under 100 horsepower, for which the military has almost no use there is an acute shortage of gas turbines, and in this Civilian deployment would certainly be desirable.

Unter diesen Konstruktions- und Verwendungsbedingungen von Gasturbinen war der Bau und der Einsatz von kleinen Aggregaten oder Einheiten von vornherein aus wirtschaftlichen Gründen ausgeschlossen. Under these conditions of construction and use Gas turbines were the construction and use of small units or units from the outset for economic reasons locked out.

Technische Probleme verursachen eine Abnahme der mechanischen Leistungsfähigkeit von Gasturbinen in Bezug auf ihre Abmessung. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß kleine Turbinen weniger wirksam sind als große Turbinen der gleichen Type. Neben ihrer Verwendung als Antriebsmaschinen, für welche sie infolge ihrer Kleinheit ziemlich uneffizient sind, können Gasturbinen jedoch eine Reihe anderer Aufgaben erfüllen. So ist beispielsweise ihr Wirkungsgrad als Heißgasgeneratoren sehr hoch, während sie auch für andere Zwecke wie beispielsweise Gebläse, Kompressoren, kombinierte Heizer und Kompressoren sowie viele andere Einsatzzwecke durchaus geeignet sind. Auf dem Gebiet dieser Aufgaben können Gasturbinen infolge ihrer Kompaktheit, ihres hohen Leistungsgrades, ihrer Zuverlässigkeit und ihrer langen Lebensdauer kombiniert mit ihrer Fähigkeit, mit mehreren Kraftstoffen angetrieben werden zu können, eine attraktive alternative Lösung gegenüber bereits bestehenden Anlagen ergeben.Technical problems cause a decrease in mechanical Performance of gas turbines in terms of their dimensions. In general it can be said that small turbines are less are effective as large turbines of the same type. Next to her Use as prime movers for which they are due to their Smallness can be quite inefficient, but gas turbines can perform a number of other tasks. For example their efficiency as hot gas generators is very high while also for other purposes such as blowers, Compressors, combined heaters and compressors as well as many other uses are quite suitable. In the area of these tasks, gas turbines due to their compactness, their high level of performance, their reliability and their long life combined with their ability to handle multiple Being able to run on fuels is an attractive option alternative solution to existing systems surrender.

Aus all′ diesen Gründen wäre es äußerst erwünscht, kleine Gasturbineneinheiten, insbesondere für die Erzeugung von Heißgasen für industrielle Zwecke zur Verfügung zu haben, welche in zweckmäßigen großen Serien zu vertretbaren Kosten bei jederzeitiger Bereitstellung von Ersatzteilen herstellbar sein sollten.For all these reasons, it would be extremely desirable to have small ones Gas turbine units, in particular for the generation of To have hot gases available for industrial purposes, which in expedient large series at reasonable costs can be produced with spare parts provided at any time should be.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, mittels welchem preiswerte Gasturbinen herstellbar sind, indem eine Konstruktion vorgesehen wird, welche zur Herstellung einer vielseitig verwendbaren Zusammensetzung von Gasturbinen aus in großen Mengen hergestellten Standardbauteilen, sogenannten Modulen, geeignet ist.The invention has therefore set itself the task Specify the process by means of which inexpensive gas turbines can be produced by providing a construction, which to produce a versatile Composition of gas turbines from in large quantities manufactured standard components, so-called modules, suitable is.

Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch, daß die einzelnen Bauteile einer Gasturbine als Module vorgefertigt werden und dann entsprechend dem Bedarfsfall und dem Einsatzzweck der fertigen Turbine durch Verbindungsleitungen entsprechender Länge und Art miteinander verbunden werden.The method according to the invention is characterized in essential in that the individual components of a Gas turbine to be prefabricated as modules and then according to the need and the purpose of the finished turbine by connecting lines corresponding Length and type are linked.

Auf diese Weise wurde eine überraschend einfache, jedoch wie eingehende Untersuchungen gezeigt haben, durchaus zufriedenstellende Lösung gefunden, um Gasturbinen kleiner oder mittlerer Leistung in einer Weise herzustellen, welche die serienmäßige Herstellung der einzelnen Bauteile der Turbinen ermöglicht und dadurch nicht nur die ursprünglichen Kosten einer Turbinenanlage beträchtlich herabsetzt, sondern auch die Möglichkeit ergibt, innerhalb kurzer Zeit nach Eingang eines Lieferauftrages ab Lager eine Gasturbine in der jeweils gewünschten Ausführung liefern zu können.This made it a surprisingly simple one, however as detailed studies have shown, absolutely found satisfactory solution to make gas turbines smaller or medium performance in a manner that the serial production of the individual components of the Turbines enabled and therefore not only the original Costs of a turbine plant are reduced considerably, but also gives the opportunity within a short period of time Receipt of a delivery order from a gas turbine warehouse to deliver the desired version.

Die Erfindung schlägt also vor, mehrere Module, deren jedes in einigen Standardabmessungen hergestellt werden kann, herzustellen und diese Module anschließend bei Bedarf zusammenzubauen, um eine Gasturbinenanlage zu bilden, welche den Anforderungen eines individuellen Einsatzfalles entspricht. The invention therefore proposes several modules, each of which can be made in some standard dimensions manufacture and then these modules if necessary assemble to form a gas turbine plant which the requirements of an individual application corresponds.

Die Hauptmodule, welche zusammengebaut das gewünschte Gasturbinenaggregat bilden würden, sind:The main modules, which assembled the desired one Would form:

a) the combustion module,
b) the turbo module,
c) the supply module, and
d) the control module.

Diese vier Module werden durch geeignete Verbindungsleitungen einschließlich der Brennstoffleitungen miteinander verbunden ebenso wie durch elektrische Leitungen und die erforderlichen mechanischen Verbindungen und Befestigungsorgane.These four modules are connected by suitable connecting cables including the fuel lines interconnected as well as through electrical wiring and the necessary mechanical connections and fasteners.

Das Verbrennungsmodul soll mit Brennstoff und Luft gespeist werden und besitzt eine Lufteinlaßöffnung und eine Luftauslaßöffnung für die Verbrennungsgase, wobei dieses Modul so weit fertiggestellt wird, daß die für den jeweiligen Zweck erforderlichen Verbindungsleitungen angeschlossen werden können.The combustion module is said to be fed with fuel and air and has an air inlet opening and a Air outlet opening for the combustion gases, this Module is completed so far that for the respective Connection lines required for the purpose can.

Das Turbomodul soll die erzeugte Energie an den durch den Kompressor strömenden Luft- oder Gasstrom übertragen.The turbo module is intended to generate the energy generated by the Air or gas stream flowing through the compressor.

Die Grundidee der Erfindung beruht daher darin, die Turbine nicht länger als eine kompakte, sozusagen in sich geschlossene Einheit zu bauen, sondern sie aus einzelnen Bauteilen zusammenzusetzen, welche je nach Bedarf durch geeignete Verbindungsleitungen verbunden werden. The basic idea of the invention is therefore the turbine no longer than a compact, self-contained, so to speak Build unit, but it from individual components to be put together, as required by suitable Connection lines are connected.

Auf diese Weise können die Bauteile einer Gasturbine in einigen Standardabmessungen hergestellt und auf Lager gehalten werden, um bei Anforderung zusammengebaut und miteinander verbunden zu werden. Selbstredend würde ein derartiger Zusammenbau nur einen geringen Bruchteil der Zeit benötigen, im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren, die Bauteile zu bauen und gleichzeitig zusammenzusetzen.In this way, the components of a gas turbine in manufactured in some standard dimensions and kept in stock to be assembled on request and with each other to be connected. Of course, such a would Assemble only a small fraction of the time compared to the conventional process, the components to build and assemble at the same time.

Die Erfindung liefert daher einen Komplex aus Grundmodulen, welche durch Verbindung mittels standardisierter Leitungen wie noch zu beschreiben sein wird, in verschiedene Gasturbinen- Anlagen eingegliedert werden können.The invention therefore provides a complex of basic modules, which by connection using standardized cables as will be described, in various gas turbine Plants can be integrated.

Jedes Modul steht frei und ist in sich abgeschlossen, was bedeutet, daß es ungeachtet seiner geometrischen oder physikalischen Stellung gegenüber anderen Teilen der Maschine seine ihm übertragenen Funktionen durchführen kann, so lange es durch Verbindungsleitungen mit den anderen Modulen der Maschine richtig verbunden ist.Each module is free and is self-contained, what means that regardless of its geometric or physical position vis-à-vis other parts of the machine can perform its assigned functions for as long as it through connecting cables with the other modules of the Machine is properly connected.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert, welche die verschiedenen Module in rein schematischer Weise darstellen; es zeigtThe invention is based on the Drawings which explains the different modules in represent purely schematic; it shows

Fig. 1 das Verbrennungsmodul; Fig. 1, the combustion module;

Fig. 2 das Versorgungsmodul; FIG. 2 shows the supply module;

Fig. 3 das Turbomodul; Fig. 3, the Turbo module;

Fig. 4 das Steuermodul; Fig. 4, the control module;

Fig. 5 das turbomechanische Modul; Fig. 5, the turbo mechanical module;

Fig. 6 das Wärmetauschermodul; Fig. 6, the heat exchanger module;

Fig. 7 das zusätzliche Mischmodul; Fig. 7, the additional mixing module;

Fig. 8 das Anlaßmodul; Fig. 8 is the starter module;

Fig. 9 eine Aufstellung der grundlegenden Leitungen; Fig. 9 is a listing of the basic lines;

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel eines Heißgasgenerators; FIG. 10 is an embodiment of a hot gas generator;

Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel eines Turboluftkompressors; und FIG. 11 is an embodiment of a turbo air compressor; and

Fig. 12 eine Gasturbine zur Erzeugung mechanischer Energie. Fig. 12 is a gas turbine to generate mechanical energy.

Das Verbrennungsmodul 12 soll Luft und Brennstoff aufnehmen und entsprechend den empfangenen Signalen die Verbrennungsgase erzeugen.The combustion module 12 is intended to receive air and fuel and to generate the combustion gases in accordance with the received signals.

Das Verbrennungsmodul besteht aus einer Brennkammer 1 in einem Druckbehälter 1′, mit einem Anschluß 2 für die einströmende Luft und einem Anschluß 3 für die ausströmenden Verbrennungsgase. Das Verbrennungsmodul ist mit einer Zündeinrichtung 4, mit Einrichtungen 5 zum Einblasen oder Einbringen von Brennstoff und mit Brennstoffsteuerventilen 6 ausgestattet. Das Brennstoffsteuerventil 6 ist mit geeigneten Brennstoff- Zuleitungen 7 und mit Brennstoffsignalanschlüssen 8 ausgerüstet. Die Zündeinrichtung besitzt Anschlüsse 9 für die Versorgung mit Zündstrom. Das Modul kann mit Aufspann- Vorrichtungen oder Ständern 13 versehen werden, falls dies erwünscht ist. Anschlüsse 14 zum Messen des Druckes und der Temperatur sind wahlweise vorgesehen. The combustion module consists of a combustion chamber 1 in a pressure vessel 1 ', with a connection 2 for the inflowing air and a connection 3 for the outflowing combustion gases. The combustion module is equipped with an ignition device 4 , with devices 5 for blowing in or introducing fuel and with fuel control valves 6 . The fuel control valve 6 is equipped with suitable fuel supply lines 7 and with fuel signal connections 8 . The ignition device has connections 9 for the supply of ignition current. The module can be provided with clamping devices or stands 13 if so desired. Connections 14 for measuring the pressure and the temperature are optionally provided.

Die Aufgabe des Versorgungsmoduls 40 besteht darin, Öl, Brennstoff und Elektrizität über entsprechende Anschlüsse aufzunehmen und den anderen Modulen entsprechend den Betriebsbedingungen zuzuführen.The task of the supply module 40 is to receive oil, fuel and electricity via corresponding connections and to supply the other modules in accordance with the operating conditions.

Das Versorgungsmodul besteht aus folgenden zusammengebauten Systemen wie der Brennstoffversorgung, der Ölversorgung, der Zündung und dem Modulantrieb.The supply module consists of the following assembled Systems like fuel supply, oil supply, the Ignition and the module drive.

Zusätzliche Versorgungssysteme 17 und Verbindungen 18 können wahlweise vorgesehen werden. Das Brennstoffversorgungssystem besteht aus einem Brennstoffeinlaß 20, einem Brennstoff- Filter 21, einer Brennstoffpumpe 22, einem Druckregler 23 für den Brennstoff, der Rücklaufleitung 24, einem Druckmesser oder Druckwandler 25 und Brennstoffdruckauslässen 26.Additional supply systems 17 and connections 18 can optionally be provided. The fuel supply system consists of a fuel inlet 20 , a fuel filter 21 , a fuel pump 22 , a pressure regulator 23 for the fuel, the return line 24 , a pressure meter or pressure transducer 25 and fuel pressure outlets 26 .

Das Ölversorgungssystem besteht aus einem Öleinlaß 27, einer Ölpumpe 28, einem Filter 29, einem Öldruckregler 30, einem Ölrücklauf 31, einem Druckmesser oder Druckwandler 32, einem Ölhochdruckanschluß 33 und einem Ölniederdruckanschluß 34.The oil supply system consists of an oil inlet 27 , an oil pump 28 , a filter 29 , an oil pressure regulator 30 , an oil return 31 , a pressure gauge or pressure converter 32 , an oil high pressure connection 33 and an oil low pressure connection 34 .

Das Zündsystem besteht aus einem Stromanschluß 35, einem Zündgenerator 36 und einem Zündkabel 37.The ignition system consists of a power connection 35 , an ignition generator 36 and an ignition cable 37 .

Der Modulantrieb 38 liefert mechanische Energie für die Pumpen 22 und 28 und für den Zündgenerator 35. Wahlweise kann das Versorgungsmodul auch einen Öltank 39 einschließen, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Der Antrieb 38 ist mit einer Energieverbindung 15 und einer Steuerverbindung 16 ausgestattet. Das in Fig. 3 dargestellte Turbomodul 55 hat die Aufgabe, entsprechend dem Bedarf der Maschine einen Teil oder die Gesamtheit der Turbinengasenergie an die oder das durch den Kompressor strömende Luft oder Gas zu übertragen. Das Turbomodul besteht aus dem Kompressorrad 54 und dem Turbinenrad 41, welche durch eine in Lagern 43 laufende gemeinsame Welle 42 verbunden sind. Das Gehäuse 51 und das Turbinengehäuse 52 sind durch ein Lagergehäuse 44 miteinander verbunden.The module drive 38 supplies mechanical energy for the pumps 22 and 28 and for the ignition generator 35 . Optionally, the supply module can also include an oil tank 39 , but this is not absolutely necessary. The drive 38 is equipped with an energy connection 15 and a control connection 16 . The turbo module 55 shown in FIG. 3 has the task of transferring part or all of the turbine gas energy to the air or gas flowing through the compressor in accordance with the requirements of the machine. The turbo module consists of the compressor wheel 54 and the turbine wheel 41 , which are connected by a common shaft 42 running in bearings 43 . The housing 51 and the turbine housing 52 are connected to one another by a bearing housing 44 .

Das Turbomodul ist mit einem Kompressoreinlaß 45, einem Kompressorauslaß 46, einem Einlaß für die Turbinengase 47, einem Auslaß 48 für die Turbinengase, einem Öleinlaß 49 und einem Ölauslauf 50 ausgestattet. Das Lagergehäuse 44 kann wahlweise mit Ständern 46 versehen sein.The turbo module is equipped with a compressor inlet 45 , a compressor outlet 46 , an inlet for the turbine gases 47 , an outlet 48 for the turbine gases, an oil inlet 49 and an oil outlet 50 . The bearing housing 44 can optionally be provided with stands 46 .

Teilweise können Anschlüsse 53 für einen Drehzahlmeßwertgeber und Anschlüsse 54 für Meßwertgeber für den Einlaß und Auslaß der Turbine vorgesehen werden.In some cases, connections 53 for a speed sensor and connections 54 for sensors for the inlet and outlet of the turbine can be provided.

Das Steuermodul 57 enthält alle Steuersysteme, welche für den Betrieb der Maschine erforderlich sind, und ist mit geeigneten Signal(eingangs)- und Steuer(ausgangs)anschlüssen versehen. Zusätzlich besitzt das Steuermodul Steuerverbindungen, von Hand betätigbare Schalter, Potentiometer und Ventile oder fernbetätigbare geeignete Ein- und Ausgabeinterfaces sowie die erforderlichen Meß- und Anzeigegeräte. Zusätzlich besitzt das Steuermodul automatische Sicherheitsschaltungen für die Übersteuerung, für die Überdrehzahl, Übertemperatur, für niedrigen Öldruck usw. Die grundlegenden Funktionen des Steuermoduls sind Start-Stop, Brennstoff- und Energiesteuerung, Steuerung des Ölsystems, Steuerung des Zündsystems.The control module 57 contains all control systems which are necessary for the operation of the machine and is provided with suitable signal (input) and control (output) connections. In addition, the control module has control connections, manually operable switches, potentiometers and valves or remotely operable suitable input and output interfaces as well as the necessary measuring and display devices. In addition, the control module has automatic safety circuits for oversteering, for overspeed, overtemperature, for low oil pressure etc. The basic functions of the control module are start-stop, fuel and energy control, control of the oil system, control of the ignition system.

Das turbomechanische Modul 72 hat die Funktion, entsprechend den Anforderungen der Maschine einen Teil oder die Gesamtheit der Energie der durch die Turbine strömenden Gase an die mechanische Verbindung 61 zu übertragen. Das turbomechanische Modul besteht aus der Gasturbine 60 und der mechanischen Verbindung 61.The turbomechanical module 72 has the function of transmitting part or all of the energy of the gases flowing through the turbine to the mechanical connection 61 in accordance with the requirements of the machine. The turbomechanical module consists of the gas turbine 60 and the mechanical connection 61 .

Die Gasturbine besteht aus einem Turbinenrad 61, dem Turbinengehäuse 62, dem Anschluß 63 für den Einlaß der Turbinengase, dem Anschluß 64 für die ausströmenden Turbinengase, die Turbinenwelle 65, die Turbinenlager 66 und dem Lagergehäuse 67. Wahlweise können eine mechanische Übertragung 68 und Aufbauständer 69 vorgesehen werden. Das Lagergehäuse 67 und die mechanische Übertragung 68 sind mit Ölzuläufen 71 ausgestattet.The gas turbine consists of a turbine wheel 61 , the turbine housing 62 , the connection 63 for the inlet of the turbine gases, the connection 64 for the outflowing turbine gases, the turbine shaft 65 , the turbine bearings 66 and the bearing housing 67 . A mechanical transmission 68 and stand 69 can optionally be provided. The bearing housing 67 and the mechanical transmission 68 are equipped with oil inlets 71 .

Das veränderbare Wärmetauschermodul 90 hat die Funktion, entsprechend der Anforderung der Steuermodule, veränderbar von den Heizmedien Wärme an die erhitzten Medien zu übertragen. Das Wärmetauschermodul besteht aus einem geeigneten Wärmetauscher mit einem Ventil 81 und einem Steuerbypaß 82.The changeable heat exchanger module 90 has the function, in accordance with the requirement of the control modules, of variably transmitting heat from the heating media to the heated media. The heat exchanger module consists of a suitable heat exchanger with a valve 81 and a control bypass 82 .

Das Modul ist mit geeigneten Anschlüssen 83, 84 für die erhitzten Medien bzw. für die Heizmedien, mit Auslaßanschlüssen 85, 86 für erhitzte Medien bzw. Heizmedien, mit geeigneten Anschlüssen für Temperaturmeßwertgeber 87, einem Anschluß 88 für ein Ventilsignal und einem Anschluß 89 für die Ventilbetätigung ausgestattet.The module is with suitable connections 83 , 84 for the heated media or for the heating media, with outlet connections 85 , 86 for heated media or heating media, with suitable connections for temperature sensors 87 , a connection 88 for a valve signal and a connection 89 for the Valve actuation equipped.

Das zusätzliche Mischmodul 97 hat die Funktion, den durch das Modul strömenden Gasen Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe, welche vom Versorgungsmodul zugeführt werden, in den vom Steuermodul vorgesehenen Mengen und Zuständen zuzusetzen und beizumischen.The additional mixing module 97 has the function of adding and admixing gases, liquids or solids which are supplied by the supply module to the gases flowing through the module in the quantities and states provided by the control module.

Das zusätzliche Mischmodul besteht aus der Mischkammer 91 mit einem Gaseinlaß 92, einem Gasauslaß 93 und Einspritz- Einrichtungen 94. Die Einspritzeinrichtungen besitzen jeweils eine Zuleitung 95 und eine Steuerleitung 96.The additional mixing module consists of the mixing chamber 91 with a gas inlet 92 , a gas outlet 93 and injection devices 94 . The injection devices each have a feed line 95 and a control line 96 .

Das in Fig. 8 dargestellte Anlaßmodul 108 soll beim Anlauf Luft durch die Maschine hindurchpumpen, um entsprechend den Befehlen des Steuermoduls 57 die Maschine auf die Betriebs- und sich selbst erhaltenden Parameter zu bringen.The starting module 108 shown in FIG. 8 is intended to pump air through the machine during start-up in order to bring the machine to the operating and self-preserving parameters in accordance with the commands of the control module 57 .

Das Anlaßmodul ist eine kleine Gasstrahlpumpe mit einem Lufteinlaß 100, einem Luftauslaß 101, einem Gaseinlaß 102, einer Gasdüse 103, einer Mischkammer 104, einem Diffusor 105 und einem Gasventil 106 mit einer Steuerleitung 107.The starter module is a small gas jet pump with an air inlet 100 , an air outlet 101 , a gas inlet 102 , a gas nozzle 103 , a mixing chamber 104 , a diffuser 105 and a gas valve 106 with a control line 107 .

Die grundlegenden Leitungen sind unter Angabe ihrer schematischen Bezeichnung in Fig. 9 aufgelistet. The basic lines are listed in FIG. 9, giving their schematic designation.

Wie bereits erwähnt, werden erfindungsgemäß Gasturbinenanlagen durch Verbindung von Grundmodulen mit Grundleitungen hergestellt. Die Abmessung, Länge und Form der Leitungen sind erfindungsgemäß nicht begrenzt, sobald sich in diesen Leitungen zwischen ihrem Auslaß und ihrem Einlaß keine wahrnehmbare Veränderung in den physikalischen Parametern des Mediums ergibt.As already mentioned, gas turbine systems according to the invention by connecting basic modules with basic lines produced. The dimension, length and shape of the lines are not limited according to the invention as soon as they are in them No lines between their outlet and their inlet noticeable change in physical parameters of the medium.

Grundmodule und Grundleitungen werden in wenigen Abmessungen mit unterschiedlichen Standardleistungen gebaut. Module mit gleicher Funktion und gleicher oder unterschiedlicher Abmessung können durch Grundleitungen parallel zueinander verbunden werden und arbeiten dann als ein größeres Modul der gleichen Funktion. Auf diese Weise können Gasturbinen- Anlagen praktisch jeglicher Abmessung und Ausbildung aus einigen wenigen unterschiedlich bemessenen Grundmodulen und Leitungen aufgebaut werden. Wie bereits erwähnt, ist die geometrische Beziehung und die Position zwischen den einzelnen Modulen für die Funktionsweise der Module nicht wichtig, so lange die Module durch die richtigen Verbindungen richtig miteinander verbunden sind.Basic modules and main lines come in a few dimensions built with different standard services. Modules with same function and same or different Dimensions can be parallel to each other through ground lines be connected and then work as a larger module the same function. In this way, gas turbine Systems of practically any dimensions and training a few differently dimensioned basic modules and lines are built. As mentioned earlier, is the geometric relationship and the position between the individual modules for the functionality of the modules important as long as the modules through the right connections are properly connected.

Diese einzigartige Eigenheit der Erfindung ist von äußerster Wichtigkeit insbesondere in wirtschaftlicher Hinsicht und in Bezug auf die Produktion. Es wird auf diese Weise möglich, Grundmodule in einer begrenzten Anzahl von Abmessungen in großer Menge, schnell und bei geringsten Kosten herzustellen. Gleichzeitig ermöglicht es die Erfindung, aus diesen Bauteilen Gasturbinenanlagen in praktisch unbegrenzter Anzahl von Typen und Abmessungen auszuwählen. This unique peculiarity of the invention is of the utmost Importance especially in economic terms and in terms of production. In this way it becomes possible Basic modules in a limited number of dimensions in large quantities, quickly and at the lowest cost. At the same time, the invention enables these components Gas turbine plants in practically unlimited number of types and dimensions to choose.

Die besonderen Vorteile der Erfindung sollen nachstehend anhand einiger weniger möglicher Ausführungsbeispiele erläutert werden.The particular advantages of the invention are described below a few possible exemplary embodiments are explained.

Ein erstes Ausführungsbeispiel ist schematisch in Fig. 10 dargestellt.A first exemplary embodiment is shown schematically in FIG. 10.

Fig. 10a zeigt dabei die Module mit den in der vorstehenden Erläuterung angegebenen Symbolen und ihre Verbindung durch grundlegende Leitungen. FIG. 10a shows the modules specified in the above explanation, symbols, and their connection through basic lines.

Die Abmessung, die Länge und Form der Leitungen sind erfindungsgemäß nicht begrenzt, so lange sich keine wahrnehmbare Veränderung in den physikalischen Parametern des durch die Leitung zwischen seinem Eingangs- und Ausgangsende übertragenen Medium ergibt.The dimension, length and shape of the lines are not limited according to the invention, as long as none noticeable change in physical parameters of through the line between its input and Output end transmitted medium results.

In der nachstehenden Beschreibung sind das Versorgungsmodul und das Steuermodul fortgelassen, da sie gemäß einer einzigartigen Möglichkeit der Erfindung an verschiedenen Stellen eingebaut werden können.In the description below are the supply module and the control module omitted, since they are according to a unique possibility of invention at different Positions can be installed.

In Fig. 10 tritt die Umgebungsluft in das Turbomodul über den Moduleinlaß 110 ein und verläßt den Auslaß des Modulkompressors in 112. Zwischen dem Auslaß 112 und dem Einlaß 113 durchströmt die Luft das Anlaßmodul 111. Die Luft wird im Verbrennungsmodul erhitzt, in welchem Brennstoff verbrannt wird, der über den vom Ventil 114 gesteuerten Injektor zugeführt und durch die Zündeinrichtung 116 gezündet wird. Heißluft und Verbrennungs- Produkte verlassen das Verbrennungsmodul über die Auslaßleitung 118 und strömen zum Einlaß des Turbomoduls. In FIG. 10, the ambient air enters the turbo module via module inlet 110 and exits the outlet of the module compressor in 112 . The air flows through the starter module 111 between the outlet 112 and the inlet 113 . The air is heated in the combustion module, in which fuel is burned, which is supplied via the injector controlled by the valve 114 and ignited by the ignition device 116 . Hot air and combustion products exit the combustion module via outlet line 118 and flow to the inlet of the turbo module.

Heißluft und Verbrennungsprodukte treiben das Turbinenrad des Turbomoduls an, welches seinerseits das Kompressorrad des Turbomoduls antreibt. Auf diese Weise entsteht durch Verbindung von fünf Grundmodulen eine als Heißgasgenerator arbeitende Gasturbinenanlage. Die heiße Luft und die Verbrennungsprodukte strömen vom Gasgenerator zum zusätzlichen Mischmodul 124 und werden dort entsprechend den Befehlen des Steuermoduls konditioniert. Auf diese Weise entsteht ein Generator für heiße konditionierte Gase.Hot air and combustion products drive the turbine module's turbine wheel, which in turn drives the turbine module's compressor wheel. In this way, a gas turbine system operating as a hot gas generator is created by connecting five basic modules. The hot air and the combustion products flow from the gas generator to the additional mixing module 124 and are conditioned there in accordance with the commands of the control module. This creates a generator for hot conditioned gases.

Wenn das Mischmodul durch ein Turbomodul und seine Ölleitungen und eine Luftleitung ersetzt wird, wird diese Anlage in ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einen Turboluftkompressor umgewandelt.If the mixing module through a turbo module and its oil lines and an air line is replaced, this facility is in a second embodiment of the invention in one Turbo air compressor converted.

Diese Maschine ist in Fig. 11 schematisch dargestellt und arbeitet genau wie die vorbeschriebene mit Ausnahme dessen, daß die Verbrennungsgase geteilt werden und an zwei Turbomodule statt an ein einziges weitergeleitet werden. Das eine der Turbokompressormodule arbeitet wie vorher, wobei der Unterschied darin besteht, daß ein Teil der komprimierten Luft in den Lufteinlaß des zweiten Turbokompressormoduls über geeignete Luftleitungen eingeleitet wird. Der von seiner Turbine angetriebene Kompressor des zweiten Turbomoduls komprimiert die vom ersten Turbokompressor herkommende Luft nochmals. Auf diese Weise entsteht durch Zusatz eines Grundmoduls und einiger weniger Grundleitungen eine andere Maschine, und zwar ein Turboluftkompressor mit Selbstantrieb. Durch Zusatz eines turbomechanischen Moduls zu dem in Fig. 10 dargestellten und beschriebenen System, entsteht eine weitere Maschine, und zwar ein Gasturbinenmotor, welcher mechanische Leistung abgibt. Dies ist ein drittes mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung.This machine is shown schematically in Fig. 11 and works exactly like the one described above, except that the combustion gases are divided and passed on to two turbo modules instead of one. One of the turbo compressor modules works as before, the difference being that part of the compressed air is introduced into the air inlet of the second turbo compressor module via suitable air lines. The compressor of the second turbo module, driven by its turbine, compresses the air coming from the first turbo compressor again. In this way, by adding a basic module and a few basic lines, another machine is created, namely a self-propelled turbo air compressor. By adding a turbomechanical module to the system shown and described in FIG. 10, a further machine is created, namely a gas turbine engine, which delivers mechanical power. This is a third possible embodiment of the invention.

Fig. 12 zeigt diese Maschine in schematischer Darstellung, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel ein Teil der Verbrennungsgase, die in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzeugt werden, durch entsprechende Verbindungsleitungen einem Gasturbineneinlaß des turbomechanischen Moduls zugeleitet werden. Die Energie dieser übertragenen Gase wird ihnen vom Turbinenrad 61 des turbomechanischen Moduls entzogen, in mechanische Energie umgewandelt und durch die Turbinenwelle 60 an den mechanischen Anschluß 61 übertragen. Fig. 12 shows this machine in a schematic representation, with in this embodiment a part of the combustion gases, which are generated in the same manner as in the first embodiment, are fed through corresponding connecting lines to a gas turbine inlet of the turbomechanical module. The energy of these transmitted gases is extracted from the turbine wheel 61 of the turbomechanical module, converted into mechanical energy and transmitted to the mechanical connection 61 by the turbine shaft 60 .

In Fig. 12 ist die mechanische Verbindung außerdem an ein Untersetzungsgetriebe und einen mechanischen Energiekonverter als weitere Möglichkeit angeschlossen.In Fig. 12, the mechanical connection is also connected to a reduction gear and a mechanical energy converter as a further possibility.

Aus vorstehenden Darlegungen zeigt sich, daß durch Einbringen von Modulen und Verbindungsleitungen sich die Möglichkeit ergibt, die einzelnen Teile in großen Serien herzustellen und auf Lager zu legen und dann bei Bedarf entsprechend den jeweils geforderten Betriebsbedingungen zusammenzubauen.From the above, it can be seen that by introducing modules and connecting cables results in producing the individual parts in large series and in stock and then, if necessary, according to the assemble the required operating conditions.

Claims

1. A method for producing a gas turbine, characterized in that the individual components of a gas turbine are prefabricated as modules and then connected to one another according to the need and the purpose of the finished turbine by connecting lines of appropriate length and type.

2. The method according to claim 1, characterized in that the individual modules according to the further use of the Turbine can be arranged to each other and apart.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a combustion module, a turbo module and a Supply module can be connected to each other.

4. The method according to claim 3, characterized in that a control module is added to the three modules.