CH356638A - Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

      Gasturbinenanlage       Die Erfindung betrifft eine     Gasturbinenanlage,     insbesondere für Fahrzeuge mit zwei Turbinen, wobei  die erste Turbine den Kompressor antreibt und die  von der ersten mechanisch getrennte, zweite Turbine  das restliche Gefälle verarbeitet und für die Abgabe  der Nutzleistung vorgesehen ist.  



  Die Erfindung bezweckt die Steigerung des An  fahrdrehmomentes bei gleichzeitig getriebetechnisch  einfacher     Verwirklichung    des Rückwärtsganges und  der Bremsmöglichkeit bei stossendem Fahrzeug. Sie ist  dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil  der     Nutzleistungsturbinenräder    gegenläufige Schaufel  kränze aufweist. Zweckmässig werden die von den  gegenläufigen Schaufelkränzen aufgenommenen Lei  stungen in einem Additionsgetriebe zusammengefasst  und in eine einzige     Abtriebswelle    geleitet. Vorteilhaft  ist das Additionsgetriebe als einstufiges Umlauf  getriebe ausgebildet, wobei die Nutzleistung vom Pla  netenträger des Umlaufgetriebes abgenommen wird.  



  Auf der Zeichnung ist der     Erfindungsgegenstand     beispielsweise dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt schematisch eine     Nutzleistungsturbi-          nenanlage.     



       Fig.    2 veranschaulicht den linken Teil der Anlage  nach     Fig.    1, aber mit zusätzlichem, ortsfestem     Leit-          schaufelkranz    und im Betrieb     verdrehbaren        Leitschau-          feln.     



       Fig.    3 ist eine     Ausführung    entsprechend     Fig.    1, je  doch mit     Untersetzungsgetriebe    zwischen     Nutzlei-          stungsturbine    und     Leistungsabgabewelle.     



  Die     Nutzleistungsturbine    entsprechend     Fig.    1 be  steht aus den beiden Turbinenrädern 1 und 2 mit den  gegenläufigen Schaufelkränzen 3 und 4, wobei das  Turbinenrad 2 als Rad     für    den     Vorwärtsgang    und das  Turbinenrad 1 als Rad für den Rückwärtsgang der  Turbine vorgesehen ist. Die Drehrichtung dieser bei  den Räder ist in     Fig.    1 von links nach rechts gesehen  für das Rad 1 im Uhrzeigersinn, also rechts, und für    das Rad 2 im     Gegenuhrzeigersinn,    also links. Vom  Turbinenrad 1 führt die Welle 10 zum Sonnenrad 7  des Additionsgetriebes 5, 6, 7.

   Das Turbinenrad 2 ist  über die Welle 11 mit dem     Aussenkranzrad    5 des Ge  triebes 5, 6, 7 verbunden. Zwischen dem Aussenkranz  rad 5 und dem Sonnenrad 7 sind die Planetenräder 6  vorgesehen. Die Achsen der Planetenräder 6 sind  durch den     Planetenradträger    8 miteinander verbun  den. Am     Planetenradträger    8 ist     die        Abtriebswelle    9  angeordnet. Die Anlage nach     Fig.    1 ist also derart,  dass die von den Turbinenrädern 1 und 2 abgegebene  Nutzleistung über die Wellen 10 und 11 im Umlauf  getriebe 5, 6, 7     zusammengefasst    ist und von diesem  über den     Planetenradträger    8 durch die Welle 9 ab  genommen wird.

   Die vom     Turbinenrad    1 zum Son  nenrad 7 führende Welle 10 und die vom Turbinen  rad 2 zum     Aussenkranzrad    5 führende Welle 11 wei  sen die Bremsen B2 bzw.     Bi    auf,, welche wahlweise  betätigt werden können.  



  Die Arbeitsweise der     Nutzleistungsturbine    ist nach       Fig.    1 wie folgt:  Für     den    Vorwärtsgang wird die Bremse     B2    an  gezogen, so dass das Turbinenrad 1 und das Sonnen  rad 7 stillstehen. Das Turbinenrad 2 und das Aussen  kranzrad 5 drehen sich bei gelöster Bremse     Bi    im       Gegenuhrzeigersinn.    Die Planetenräder 6 werden       durch    das sich nach links drehende     Aussenkranzrad    5  in Linksdrehung versetzt und rollen auf dem festste  henden Sonnenrad 7 ab.

   Dadurch werden auch der       Planetenradträger    8 und die Welle 9 im Gegenuhr  zeigersinn verdreht, was dem     Vorwärtsgang    der Tur  bine entspricht.  



  Für den     Vorwärtsgangdrehsinn    der     Abtriebswelle     9 können aber auch beide Bremsen gelöst sein. Um  in diesem Fall den     Vorwärtsgangdrehsinn    zu erzielen,  müssen die     Schaufelungen    3 und 4 der Turbinenräder  1 und 2 und die Abmessungen der Räder des Umlauf  getriebes 5, 6, 7 derart     aufeinander    abgestimmt sein,      dass die     Teilkreisgeschwindigkeit    des     Aussenkranzrades     5 grösser ist als die     Teilkreisgeschwindigkeit    des Son  nenrades 7.  



  Beim Rückwärtsgang steht das Turbinenrad 2  und das     Aussenkranzrad    5 bei angezogener Bremse     Bi     still. Das Turbinenrad 1 und das Sonnenrad 7 drehen  sich bei gelöster Bremse     B2    im Uhrzeigersinn. Die  Planetenräder 6 werden durch das nach rechts dre  hende Sonnenrad 7 in Linksdrehung     versetzt    und rol  len auf dem     feststehenden        Aussenkranzrad    5 ab. Da  durch werden der     Planetenradträger    8 und die Welle 9  im Uhrzeigersinn verdreht, was dem Rückwärtsgang  der Turbine entspricht.  



  Die Einrichtung erweist sich auch als für die  Bremsung der Anlage wirksam, wenn also die Welle 9  bei stossendem Fahrzeug abgebremst werden soll. Die  Bremsung     erfolgt    dadurch, dass bei stossendem Fahr  zeug bei gelöster Bremse     B2    die Bremse     Bi    angezogen  ist. Dadurch steht das     Aussenkranzrad    5 still, und das  Sonnenrad 7 dreht sich im     Gegenuhrzeigersinn.    Da es  über die Welle 10 mit dem Turbinenrad 1 fest ver  bunden ist, nimmt dieses entsprechend     Ventilatorlei-          stung    auf, welche bremsend auf die Welle 9 wirkt.  



  Bei der Ausführung nach     Fig.    2 ist zwischen den  Turbinenrädern 1 und 2 der ortsfeste     Leitschaufel-          kranz    16 mit den im     Betrieb        verdrehbaren        Leitschau-          feln    17 angeordnet. Ein solcher ortsfester     Leitschau-          felkranz    mit im Betrieb     verdrehbaren    Leitschaufeln  könnte     statt        zwischen    auch vor den beiden Turbinen  rädern vorgesehen sein.

   Durch diese     zusätzliche    Ein  richtung ist es möglich, die     Beaufschlagung    der Schau  felkränze 3 und 4 innert weiten Grenzen beliebig zu       verändern.     



  Durch Verdrehen der am ortsfesten Kranz 16 be  festigten Leitschaufeln 17 kann die Leistungsauf  nahme und der Durchsatz der     Laufschaufelkränze    3  und 4 zusätzlich     verändert,    das heisst vergrössert oder       verkleinert    werden.     Sb    wird beispielsweise durch eine  Vergrösserung der Leistungsaufnahme und des Durch  satzes beim Anfahren (beide     Laufschaufelkränze    dre  hen gegensinnig) eine     erwünschte,    grössere Dreh  momentabgabe an die     Abtriebswelle    9 möglich.  



  Die Anordnung nach     Fig.    3 weist     zusätzlich    zur  Turbinenanlage nach     Fig.    1 zwischen den Turbinen  rädern 1 und 2 einerseits und dem Additionsgetriebe  5, 6, 7 anderseits noch die aus den Rädern 12 und  13 bzw. 14 und 15 bestehenden     Untersetzungsgetriebe     auf. Durch die Einschaltung dieser Getriebe ist das  Turbinenrad 1 über die Welle 20, das Getriebe 14, 15  und die Welle 21 mit dem     Aussenkranzrad    5 verbun  den, während das Turbinenrad 2 über die Welle 22,  das Getriebe 12, 13 und die Welle 23 mit dem Son  nenrad 7 in Verbindung steht.

   Die Nutzleistung der  Turbinenräder 1 und 2 wird wiederum im Umlauf  getriebe 5, 6, 7 zusammengefasst und über den     Pla-          netenradträger    8 durch die Welle 9 abgenommen. Die  wahlweise     betätigbaren    Bremsen     Bi    und     B2    wirken  hier auf die Welle 21 bzw. 23. Bei der Turbinenanlage  nach     Fig.    3 wirken die Turbinenschaufeln 3, 4 ent  gegengesetzt zur     Anordnung    nach     Fig.    1, so dass sich    von links und rechts gesehen, das Turbinenrad 1 im       Gegenuhrzeigersinn,    also links, und das Turbinen  rad 2 im Uhrzeigersinn, also rechts, dreht.  



  Zur     Erweiterung    des Drehzahlbereiches könnte  nach dem Umlaufgetriebe 5, 6, 7 ein     Schaltgetriebe     mit mindestens zwei Drehzahlstufen angeordnet sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gasturbinenanlage mit zwei Turbinen, insbeson dere für Fahrzeuge, bei welcher die erste Turbine den Kompressor antreibt und die von der ersten mecha nisch getrennte, zweite Turbine das restliche Gefälle verarbeitet und für die Abgabe der Nutzleistung vor gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Nutzleistungsturbinenräder (1, 2) gegen läufige Schaufelkränze (3, 4) aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die von den gegenläufigen Schaufelkränzen (3, 4) aufgenommenen Leistungen in einem Additionsgetriebe (5, 6, 7) zusammengefasst und in eine einzige Abtriebswelle (9) geleitet werden. 2. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Nutzleistungsturbine (1, 2) nur zwei gegenläufige Schaufelkränze (3, 4) auf weist.

   3. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'ass das Additionsgetriebe (5, 6, 7) als einstufiges Umlauf getriebe ausgebildet ist. 4. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzleistung vom Planetenradträger (8) des Umlauf getriebes abgenommen wird. 5. Gasturbinen.anlage nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass zwischen der Nutzleistungsturbine (1, 2) und dem Additionsgetriebe (5, 6, 7) Untersetzungsgetriebe (12, 13; 14, 15) eingeschaltet sind.

   6. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass den gegenläufigen Laufschaufelkränzen (3, 4) ein feststehender Leitschaufelkranz (16) mit im Be trieb verdrehbaren Leitschaufeln (17) zugeordnet ist. 7. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass zwischen Nutzleistungsturbine (1, 2) und Ad ditionsgetriebe (5, 6, 7) Bremsen (B1 und B2) vorgese hen sind, durch welche das Sonnenrad (7) und das Aussenkranzrad (5) wahlweise gebremst werden kön nen.

   B. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erweiterung des Drehzahlbereiches nach dem Additionsgetriebe (5, 6, 7) ein Schaltgetriebe mit min destens zwei Drehzahlstufen angeordnet ist.