DE925984C - Partially loaded gas turbine - Google Patents

Partially loaded gas turbine

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DE925984C
DE925984C DEL5673D DEL0005673D DE925984C DE 925984 C DE925984 C DE 925984C DE L5673 D DEL5673 D DE L5673D DE L0005673 D DEL0005673 D DE L0005673D DE 925984 C DE925984 C DE 925984C
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Karl Dr-Ing Leist
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
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Description

Teilbeaufschlagte Gasturbine Es sind Verbrennungs- oder Abgasturbinen mit teilweiser Beaufschlagung durch die heißen Gase und teilweiser Beaufschlagung durch ein Kühlmittel bekannt. Es wurde auch schon vorgeschlagen, bei solchen Turbinen die nicht beaufschlagten Laufradschaufeln im freien Raum umlaufen zu lassen und durch die umgebende Außenluft zu kühlen. Der Vorschlag ging hierbei von dem Gedanken aus, daß es wirksamer und wirtschaftlicher ist, zur Kühlung der Turbinen große Luftmengen mit geringen Überdrücken (gegenüber dem Gegendruck des Rades, statt, wie vorher vorgeschlagen, verhältnismäßig geringe Luftmengen mit hohen Überdrücken zu verwenden.Partially pressurized gas turbine They are combustion or exhaust gas turbines with partial exposure to the hot gases and partial exposure known by a coolant. It has also been suggested for such turbines to let the impeller blades not acted upon in free space rotate and to be cooled by the surrounding outside air. The suggestion went here from the thought from the fact that it is more efficient and economical to use large amounts of air to cool the turbines with slight overpressures (compared to the counterpressure of the wheel, instead of as before proposed to use relatively small amounts of air with high overpressures.

Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung derartiger Turbinen dar und besteht zu einem wesentlichen Teil darin, daß das die Turbine ohne oder ohne wesentliches Druckgefälle durchströmende und hierbei die Turbinenschaufeln teilweise beaufschlagende Kühlmittel ein gegenüber der Außenatmosphäre verschiedenes, z. B. erhöhtes Druckniveau besitzt. Hiernach ist es möglich, zur Kühlung der Turbine auch ein Kühlmittel zu verwenden, welches z. B. zur Ausnutzung für andere Zwecke auf höheren Druck verdichtet wurde. Dadurch können sich unter Umständen sehr wesentliche Vereinfachungen ergeben. Durch die Vermeidung eines Druckgefälles innerhalb der Turbine wird gleichzeitig aber auch, im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, bei welchen das Kühlmittel vor der Turbine auf höheren Druck gebracht wird, der Vorteil erzielt, daß ein ,wesentlicher Arbeitsaufwand für die Kühlung nicht erforderlich und somit ein sehr wirtschaftlicher Betrieb der Turbine erzielbar ist, obwohl, wie zahlreiche Versuche beweisen, eine ausreichende Kühlung erreicht wird. Die Kühlluft kann hierbei das gleiche oder auch ein anderes Druckniveau als die Treibgase besitzen.The invention represents a further development of such turbines and consists to a large extent in the fact that the turbine with or without Substantial pressure gradient flowing through and partially through the turbine blades acting coolant a different from the outside atmosphere, z. B. has an increased pressure level. After that it is possible to cool the turbine too to use a coolant which z. B. to use for other purposes higher pressure was compressed. This can turn out to be very substantial Simplifications result. By avoiding a pressure gradient within the At the same time, however, the turbine is also, in contrast to the known arrangements, in which the coolant is brought to a higher pressure in front of the turbine, the The advantage achieved is that a substantial amount of work for the cooling is not required and thus a very economical operation of the turbine can be achieved, although how numerous Tests prove that sufficient cooling has been achieved will. The cooling air can be the same or a different pressure level than have propellants.

Die Erfindung ist z. B. für Turbinen zur Vortriebserzeugung oder Vortriebserhöhung von Flugzeugen od. dgl. von großer Bedeutung, bei welchen die die Tu:rhine verlassenden Trefgase einer zum Austritt der Gase in die Außenatmosphäre dienenden Rückstoßdüse zugeleitet werden und das zur teilweisen Beaufschlagung der Turbine dienende Kühlmittel zur Erhöhung der Vortriebsleistung hinter der Turbine weiter ausgenutzt wird. Im Zusammenhang hiermit bezieht sich die Erfindung des weiteren darauf, daß das die Turbine teilweise beaufschlagende Kühlmittel den die Turbine betreibenden heißen Gasen nach ihrem Austritt aus der Turbine, jedoch noch vor ihrem Austritt in die Außenatmosphäre, beigemischt wird. Hierdurch wird einerseits eine besondere Kühleinrichtung der Turbine vermieden, andererseits jedoch die Wirtschaftlichkeit der Einrichtung zur Vortriebserzeugung bzw. -erhöhung durch Herabsetzung der Treibgastemperaturen an der Rückstoßdüse und durch Verringerung der Austrittsgeschwindigkeit der Gase wesentlich verbessert. Das- erhöhte Druckniveau der Treibgase, welches zugleich ein gegenüber der Außenatmosphäre erhöhtes Druckniveau der den Gasen beizumischenden und . zugleich zur Kühlung der Turbine dienenden Zusatzluft bedingt, kann durch ein besonderes Gebläse oder auch durch das ohnehin für die Verdichtung der Verbrennungsluft vorhandene Gebläse erzeugt werden, indem z. B., sofern nur eine geringere Verdichtung der zusätzlichen Luftmenge erforderlich ist, diese an einer mittleren Druckstufe des Gebläses entnommen und den zu kühlenden Schaufeln der Turbine zugeleitet wird. Unter Umständen genügt jedoch auch der Fahrwind oder, bei gleichzeitiger Verwendung einer Luftschraube zur Vortriebserzeugung, der Propellerwind zur teilweisen Beaufschlagung der Turbine zwecks Kühlung der Turbinenschaufeln. Dies gilt sowohl für Brennkraft- als auch für Abgasturbinen.The invention is e.g. B. for turbines to generate or increase propulsion of airplanes or the like of great importance, in which those leaving the doorway Trefgase a recoil nozzle which is used to discharge the gases into the outside atmosphere are supplied and the coolant used to partially act on the turbine is used to increase the propulsion power behind the turbine. in the In connection with this, the invention also relates to the fact that the The coolant that partially acts on the turbine is called the coolant that operates the turbine Gases after they exit the turbine, but before they exit the Outside atmosphere, is added. On the one hand, this creates a special cooling device the turbine avoided, but on the other hand the economy of the device for generating or increasing propulsion by lowering the propellant gas temperatures at the thrust nozzle and by reducing the exit velocity of the gases much improved. The increased pressure level of the propellant gases, which at the same time an increased pressure level of the gases to be mixed in compared to the outside atmosphere and . at the same time serving to cool the turbine additional air conditional, can through a special fan or by the anyway for the compression of the combustion air existing fan can be generated by z. B., provided only a lower compression the additional amount of air required, this at a medium pressure level taken from the fan and fed to the turbine blades to be cooled. Under certain circumstances, however, the driving wind is sufficient or, if used at the same time a propeller to generate propulsion, the propeller wind for partial actuation the turbine to cool the turbine blades. This applies to both internal combustion as well as for exhaust gas turbines.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Einrichtung zur Vortriebserzeugung mit einer erfindungsgemäß angeordneten Turbine, wellcjhe zur Kühlung durch einen Teil der den Treibgasen be@gemisdhten Zusatzluft beaufschlagt wird, Fig. 2 eine Ansicht der Turbine nach Fig. i, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung an einer Einrichtung zur Vortriebserzeugung, wobei die gesamte, den Treibgasen beigemischte Zusatzluft zur Kühlung der Turbine verwendet wird, Fig. q. eine Ausführungsform mit von der Verbrennungs- und Zusatzluft unabhängiger Kühlluft für die Turbine und Fig. 5 eine Ausführungsform, bei welcher die Teilbeaufschlagung der Turbine statt in Sektoren in ringförmigen Zonen erfolgt. In Fig. i ist im Gehäuse a auf der Welle b die Turbine d mit den Schaufelnd, gelagert, welche durch,die ,in denVerbrennungskammeruc entstehenden Treibgase betrieben wird. Ein Gebläse mit dem auf der Welle b angeordneten Läufer e und den Schaufeln f und g liefert die für die Verbrennung in den Kammern c erforderliche Verbrennungsluft. Die Schaufeln f fördern die Luft sowohl zu den Kammern c als auch in einen äußeren Kanal la, während die ihnen nachgeschalteten Schaufeln g die bereits vorverdichtete Luft noch weiter verdichten. und ausschließlich in die Kammern c fördern. Nach Beaufschlagung der Schaufeln dl der Turbine d strömen die in den Kammern c erzeugten Treibgase über den Kanal i und den Düsenraum k1 der Rückstoßdüse k nach hinten ab. Die in den Kanal h gelieferte Luft strömt ferner teilweise durch einen äußeren Zweigkanal m und teilweise durch einen inneren Zweigkanal n in den Düsenraum k., wobei sie,sich in diesem oder schon vor dems eileben als Zusatzluft mit den aus dem Kanal i austretenden Treibgasen mischt, so daß sich eine hohe, den Vortrieb bestimmende Ausströmgeschwindigkeit ergibt. Die ganze, bei der Kühlung den Schaufeln entzogene Wiiarme wird hierdurch diem Prozeß der Vortriebserzeugung wieder zugeführt.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely FIG. 1 shows a device for generating propulsion with a device according to the invention arranged turbine, wellcjhe for cooling by part of the propellant gases mixed Additional air is applied, FIG. 2 shows a view of the turbine according to FIGS. 3 a further embodiment of the invention on a device for generating propulsion, all of the additional air added to the propellant gases for cooling the turbine is used, Fig. q. an embodiment with from the combustion and additional air independent cooling air for the turbine and FIG. 5 shows an embodiment in which the partial admission of the turbine takes place in annular zones instead of sectors. In Fig. I, the turbine d with the blades is mounted in the housing a on the shaft b, which is operated by the propellant gases produced in the combustion chamber. A fan with the rotor e arranged on the shaft b and the blades f and g supplies the combustion air required for combustion in chambers c. The blades f convey the air both to the chambers c and into an outer one Channel la, while the blades downstream of them g are already pre-compressed Compress air even further. and only promote in the chambers c. After loading The propellant gases generated in the chambers c flow through the blades dl of the turbine d via the channel i and the nozzle chamber k1 of the thrust nozzle k to the rear. In the Air supplied to the channel h also partially flows through an outer branch channel m and partly through an inner branch channel n into the nozzle space k., whereby they, themselves in this or even before this life as additional air with the air exiting channel i Propellant mixes, so that a high, the propulsion-determining outflow velocity results. The entire arm that was removed from the blades during cooling is thereby removed fed back to the process of generating propulsion.

Die durch den Kanal n unter einem gewissen Überdruck abgezweigte und einem nahezu gleichen Druck den Treibgasen wieder beigefügte Luft wird nun gleichzeitig zur Kühlung der Schaufeln der Turbine d durch teilweise Beaufschlagung derselben verwendet. Zu diesem Zweck erstrecken sich der oder die mit den Kammern c verbundenen Ableitungskanäle i für die Treibgase und der oder die Kanäle n für die verdichtete Zusatzluft in der Ebene der Turbine d nicht über den gesamten Umfang, sondern nur jeweils über einen Teil desselben, derart, daß die Treibgase z. B. einen größeren Sektor der Turbine mit dem Winkel a, die Zusatzluft dagegen den Sektor mit dem Winkel ß beaufschlagt, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Die Zusatzluft durchströmt hierbei die Turbine ohne oder ohne wesentlichen Druckabfall. Die Schaufeln f erzeugen diemgemäß nur im wesentlichen einen solchen Druck, wie er für die Beimengung der Luft zu den bereits teilweise entspannten Treibgasen hinter der Turbine erförderlich ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Gebläseschaufeln fi und die Gebläseschauifeln gi derart in Reihe geschaltet, daß die Verbrennungsluft wieder unter einem durch die Schaufeln f1 und g1 erzeugten höheren Druck geliiefert wird, während die lediglich durch die- Schaufeln f1 auf einen dem Druck der Verbrennungsgase hinter der Turbine entsprechenden geringeren Druck verdichtete Zusatzluft insgesamt zur Eühhing der Schaufelnd herangezogen wird. Im übrigen gilt grundsätzlich das gleiche wie für Fig. i.The branched off through the channel n under a certain overpressure and Air added to the propellant gases again at almost the same pressure is now simultaneously for cooling the blades of the turbine d by partially acting on the same used. For this purpose, the one or more connected to the chambers c extend Discharge channels i for the propellant gases and the channel or channels n for the compressed Additional air in the plane of the turbine d not over the entire circumference, but only each over part of the same, such that the propellant gases z. B. a bigger one Sector of the turbine with the angle a, the additional air, on the other hand, the sector with the angle β is applied, as indicated in FIG. The additional air flows through here the turbine with no or no significant pressure drop. The blades f produce this accordingly only essentially such a pressure as that required for the admixture of air to the propellant gases already partially expanded behind the turbine is required. at the embodiment according to FIG. 3 are the fan blades fi and the fan blades gi connected in series in such a way that the combustion air again passes through the blades f1 and g1 generated higher pressure is delivered, while the only through the blades f1 to one of the pressure of the combustion gases behind the turbine corresponding lower pressure compressed additional air overall for Eühhing the Shoveling is used. In general, the same applies as for Fig. I.

Da eine Anordnung, bei der sich das Abgas der Turbine mit zusätzlicher Luft hinter dem Rad vermischt, eine wirtschaftlichere Vortriebserzeugung zur Folge hat als eine solche ohne Frischluftzumischung, stellt die Beimengung der Kühlluft zum Treibgas der-Turbine gemäß Fig. 3 gleichzeitig eine Annäherung des in der Anordnung einfacheren Triebwerkes ohne Beimischung an die erwähnte wirtschaftlichere Anordnung, wie eine solche z. B. in Fig. z gezeigt ist, dar. Die Kühlluft übernimmt in diesem Fall die Aufgabe des zweiten Luftkreislaufes oder der Zusatzluft, indem der zweite Luftkreislauf zwecks Kühlung durch den vom Gas nicht beaufschlagten Bogen des Turbinenrades hindurchgeführt wird.Because an arrangement in which the exhaust gas of the turbine with additional Air mixed behind the wheel, resulting in more economical propulsion generation has as such without fresh air admixture, the admixture of the cooling air represents to the propellant gas of the turbine according to FIG. 3 at the same time Approximation the engine with a simpler arrangement without being mixed with the more economical one mentioned Arrangement, such as such. B. is shown in Fig. Z. The cooling air takes over in this case the task of the second air circuit or the additional air by the second air circuit for cooling through the arc not acted upon by the gas the turbine wheel is passed through.

Die Ausführungsform nach Fig. q. unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. r iim wesentlichen. dadurch, daß die Luft zur Kühlung :der Turbinenschaufeln dl durch teilweise Beaufschlagung dec Turbine nicht aus dem Kanal h der Zusatzluft, sondern unmittelbar aus der freien Atmosphäre entnommen wird, und zwar derart, daß der Fahrwind oder Flugwind unmittelbar von vorn in Pfeilrichtung o in den Kühlkanal n1 zur teilweisen Beaufschlagung der Turbine eintreten kann. Die die Turbine verlassende Kühlluft wird hinter der Turbine durch den Kanal n2 wieder unmittelbar ins Freie abgeleitet.The embodiment according to FIG. Q. differs from that essentially according to FIG. in that the air for cooling: the turbine blades dl due to partial admission of the turbine not from duct h of the additional air, but is taken directly from the free atmosphere in such a way that the driving wind or air wind directly from the front in the direction of the arrow o into the cooling duct n1 can occur to partially act on the turbine. The one leaving the turbine Cooling air is immediately released back into the open through duct n2 behind the turbine derived.

Die Gasdüsen, deren Enddruck höher liegt als die Außenatmosphäre, müssen hierbei möglichst weitgehend gegen die Kühlluftbeaufschlagungsdüsezi. hinter denen Atmosphärendruck herrscht, abgedichtet werden.The gas nozzles, the final pressure of which is higher than the outside atmosphere, must as far as possible against the Kühlluftbeaufschlagungsdüsezi. Behind where atmospheric pressure prevails, be sealed.

Des weiteren wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. q. die Verbrennungsluftdurch Schaufeln g2, die Zusatzluft durch Schaufeln f2 verdichtet, wobei beide Schaufeln unabhängig voneinander wirken, jedoch auf dem gleichen Läufer e angeordnet sind. Durch entsprechende Anzahl oder Ausbildung der Schaufeln kann hierbei die Verbrennungsluft auf einen höheren Druck als die Zusatzluft verdichtet werden. Naturgemäß könnte auch in diesem Fall Verbrennungsluft und Zusatzluft durch die gleichen oder teilweise gleichen Gebläseschaufeln auf den erforderlichen Druck gebracht werden.Furthermore, in the embodiment according to FIG. the combustion air through Blades g2, the additional air is compressed by blades f2, with both blades act independently of one another, but are arranged on the same rotor e. With the appropriate number or design of the blades, the combustion air can be compressed to a higher pressure than the additional air. Of course, could also in this case combustion air and additional air through the same or partially the same fan blades can be brought to the required pressure.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Turbine d mit zwei konzentrischen Schaufelzonen d. und d3 versehen, wobei der innere Schaufelkranz oder die innere Schaufelzone d2 beispielsweise von den Treibgasen aus den Verbrennungskammern c, der äußere Schaufelkranz d3 bzw. die äußere Schaufelzone dagegen durch einen Teil der Kühlluft aus dem Kanal h beaufschlagt wird. Der Schaufelkranz d3 kann hierbei in üblicher Weise mit oder ohne äußeres Deckband ausgeführt werden. Ebenso könnte die Beaufschlagung durch die Triebgase auch an einer äußeren Schaufelzone, die Beaufschlagung durch die Zusatz- oder Kühlluft auf einer inneren Schaufelzone erfolgen. Gegebenenfalls kann des weiteren auch die vön den Treibgasen beaufschlagte Zone gleichzeitig von einer inneren und äußeren durch Kühlluft beaufschlagten Zone umschlossen werden. Die verschiedenen Gasströme können innerhalb der Schaufelkanäle durch Querstege voneinander getrennt werden.In the embodiment of FIG. 5, the turbine d is concentric with two Bucket zones d. and d3, the inner blade ring or the inner Blade zone d2, for example, from the propellant gases from the combustion chambers c, the outer blade ring d3 or the outer blade zone, on the other hand, by a part the cooling air from channel h is applied. The blade ring d3 can here are carried out in the usual way with or without an outer shroud. Likewise could the admission by the propellant gases also to an outer blade zone, the admission take place through the additional or cooling air on an inner blade zone. Possibly Furthermore, the zone acted upon by the propellant gases can also be activated at the same time an inner and outer zone acted upon by cooling air. The various gas streams can flow through transverse webs within the blade channels separated from each other.

Im übrigen entspricht die Ausführungsform nach Fig. 5 im wesentlichen derjenigen nach Fig. 3. Die besondere Ausbildung der Turbine nach diesem Ausführungsbeispiel kann jedoch in gleicher Weise auch bei den Ausführungsformen nach Fig. z oder .4 oder bei sonstigen Ausführungsformen für die Erzeugung oder Erhöhung eines Vortriebes od. dgl. verwendet werden.Otherwise, the embodiment according to FIG. 5 corresponds essentially that of Fig. 3. The special design of the turbine according to this embodiment can, however, in the same way also in the embodiments according to FIG. z or .4 or in other embodiments for generating or increasing a drive or the like. Can be used.

Statt einer Beimischung zu -den Treibgasen zwecks Vortriebserzeugung durch Rückstoßwirkung kann .die zur Kühlung der Turbine dienende Luft auch d -ann vorteilhaft bei einem gegenüber der Außenatmosphäre erhöhtem Druckniveau benutzt werden, wenn zu irgendeinem: .anderen Zweck der Gegendruck der Turbine über denn Außenatmo Sphärendruck liegt, wie es z. B. bei Benutzung eines nachgeschalteten Vorwärmers odi. ä. günstig sein kann. Die Luft kann auch hier wieder, wenn nicht die kinetische Energie ;des Fahrwindes allein ausreicht, um den Drucksprung bis auf den erhöhten Gegendruck ,des. Turbinenrades zu decken, wie oben geschildert, einer Zwischenstufe des Verdichters entnommen werden.Instead of an admixture to the propellant gases for the purpose of generating propulsion The air used to cool the turbine can also be used by the recoil effect used advantageously at a pressure level that is higher than that of the outside atmosphere if, for any: other purpose, the back pressure of the turbine is above than Outside atmosphere is spherical pressure, as it is z. B. when using a downstream Preheater odi. Ä. Can be cheap. The air can come back here, too, if not the kinetic energy; the driving wind alone is sufficient to make the pressure jump up on the increased back pressure, des. To cover the turbine wheel, as described above, be taken from an intermediate stage of the compressor.

Des weiteren ist die Erfindung auch anwendbar auf solche Antriebe, bei denen der Vortrieb ganz oder teilweise durch einen Propeller erzeugt wird, wobei die Propellerluft auch ohne weiteren Verdichter dem Kühlsektor, der Schaufelzone d. od. dgl. der Turbine zugeleitet werden kann.Furthermore, the invention is also applicable to such drives, in which the propulsion is wholly or partially generated by a propeller, with the propeller air to the cooling sector, the blade zone, even without a further compressor d. or the like. The turbine can be fed.

Ferner ist die Erfindung anwendbar auch auf mit heißen Gasen, betriebene mehrstufige, Turbinen. In diesem Fall wird die . Kühlluft den einzelnen Turbinenrädern zweckmäßig mit einem, Druck zugeführt, welcher dem Druck der betreffenden Turbinenstufe entspricht. Die Kühlluft zu den einzelner Turbinenstufen kann hierbei beispielsweise einem den Verbrennungskammern vorgeschalteten mehrstufigen Gebläse entnommen werden, und zwar derart, daß die Kühlluft für das Turbinenrad der niedrigsten Druckstufe einer entsprechend niedrigen Stufe des: Gebläses entnommen wird, während die vowherge@henden Turbinenräder höherer Druckstufen auch von Gebläsestufen höheren Druckes beliefert «-erden. Die Kühlluft kann. hierbei hinter den Turbinenrädern jeweils den Verbrennungsgasen beigemischt werden. Diese Beimischung ergibt gegebenenfalls noch den Vorteil, daß bei vorherigem Luftmangel die noch urverbrannten Brennstoffteilchen nachverbrannt werden und dadurch eine .bessere Brennstoffausnutzung erzielt wird.Furthermore, the invention can also be applied to those operated with hot gases multi-stage, turbines. In this case the. Cooling air to the individual turbine wheels expediently supplied with a pressure which corresponds to the pressure of the turbine stage in question is equivalent to. The cooling air to the individual turbine stages can for example can be taken from a multi-stage fan upstream of the combustion chambers, in such a way that the cooling air for the turbine wheel of the lowest pressure level a correspondingly low level of the: blower is removed, while the previous Turbine wheels of higher pressure levels also supplied by blower levels of higher pressure "-earth. The cooling air can. here the combustion gases behind the turbine wheels be mixed in. This admixture may have the advantage that in the case of a previous lack of air, the fuel particles still burnt afterwards and thereby a better fuel economy is achieved.

Gegebenenfalls können jedoch auch die einzelnen Turbinenräder verschiedener Druckstufen jeweils gesondert oder auch durch einen .ganz oder teilweise gemeinsamen Luftkanal durch Kühlluft gleichen Druckes oder z. B. unmittelbar durch den Fahrtwind oder Propellerwind teilweise beaufschlagt und gekühlt werden. Soweit die Kühlluft nicht wieder unmittelbar nach Beaufschlagung der Turbinenschaufeln nach außen abgeführt, sondern den Abgasen wieder beigemischt wird, ist sie diesen zweckmäßig an einer dem Druck der Kühlluft entsprechenden Stelle zuzuführen. Soweit erforderlich, ist der von den Abgasen heaufschlagte Teil der Turbinenräder gegen den von der Kühlluft beaufsch.l.agten Teil abzudichten.If necessary, however, the individual turbine wheels can also be different Pressure levels each separately or also through a. Wholly or partially common Air duct through cooling air of the same pressure or z. B. directly by the wind or propeller wind are partially acted upon and cooled. So much for the cooling air not discharged to the outside again immediately after the turbine blades have been acted upon, but is mixed back into the exhaust gases, it is expedient at one of these to supply the pressure of the cooling air corresponding point. Where necessary, is the part of the turbine wheels hit by the exhaust gases against that of the cooling air to be sealed.

Bei Anwendung der Erfindung auf Abgasturbinen werden die Turbine d bzw. dl oder d2 oder entsprechende Turbinen statt aus der Brennkammer von den Abgasen .des. Motors gespeist, während die Gebläse, z. B. f, g usw., beispielsweise die Rollen des Fahrwindes- oder Propellers od.,digl. bzw. des Ladungsverdichters des Motors übernehmenwürden.When the invention is applied to exhaust gas turbines, the turbine d or dl or d2 or corresponding turbines are removed from the exhaust gases instead of from the combustion chamber. Motor fed while the fans, e.g. B. f, g, etc., for example the roles of the driving wind or propeller od., Digl. or the charge compressor of the engine.

Claims (3)

'PATENTANSPRÜCHE: i. Mit heißen Gasen betriebene Turbine, z. B. Brennkraft- oder Abgasturbine, reit teilweiser Beaufschlagungdurch die Gase und teilweiser Beaufschlagung .durch ein Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel die Turbine ohne oder ohne wesentliches Drudckgefäl.le beaufschlagtund ein gegenüber der Außenatmosphäre verschiedenes, z. B. erhöhtes Druckniveau besitzt. 'PATENT CLAIMS: i. Turbine operated with hot gases, e.g. B. internal combustion or exhaust gas turbine, with partial admission by the gases and partial admission .by a coolant, characterized in that the coolant is the turbine without or without a significant pressure drop and a relative to the outside atmosphere various, e.g. B. has increased pressure level. 2. Turbine .nach Anspruch i, dadurch. gekennzeichnet, daß das Druckniveau der Kühlluft von demjenigen :der Treibgase vor den Turbinendüsen verschieden ist und z. B. unterhalb desselben liegt. 2. turbine .according to claim i, through this. characterized in that the pressure level of the cooling air is different from that of the propellant gases is different in front of the turbine nozzles and z. B. is below the same. 3. Mit heißen Gasen betriebene Turbine, z. B. Brennkraft- oder Abgasturbine, mit teilweiser Beaufschlägungdurch die Gase und teilweiser Beaufschlagung durch ein Kühlmittel, insbesondere nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet,- daß die die Turbine verlassenden Treibgase zur Vortriehserzeugung oder -erhöhung von Flugzeugen od. dgl. einer zum Austritt der Gase in die Außenatmosphäre dienenden Rückstoßdüse zugeleitet -werden. q.. Turbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zur teilweisen Beaufschlagung der Turbine dienende Kühlmittel zur Erhöhung der Vortriebsleistung hinter der Turbine weiter ausgenutzt wird. 5. Turbine nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß das die Turbine teilweise beaufschlagende I,'-ühlm-ittel den die Turbine betreibenden heißen Gasen nach ihrem Austritt aus der Turbine, jedoch noch vor ihrem Austritt in die Außenatmosphäre, beigemischt wird. 6. Turbine nach Anspruch i b;is 5, :dadurch ge k en@nzeichnet"da.ß d iedenVeribrennungs.kammern zugeführte Verbrennungsluft und die reicht an ,der Verbrennung teilnehmende:, ganz oder teilweise zur Kühlung der Turbine und; gegebenenfalls zur Mischung mit den Treibgasen dienende Luft durch .die ;gleiche Geb:läsevorrichtung, z: B. ein Axialturbogebläse, verdichtet wird, insbesondere derart, daß die nicht an der Verbrennung teilnehmende Luft der Gebläsevorrichtung an einer Stelle niedrigeren Druckes als die Verbrennungsluft entnommen wird. 7. Turbine nach Anspruch 6; .dadurch gekennzeichnet, _daß die nicht an der Verbnennung teilnehmende und den Treibgasen hinter der Tuxbine wieder beizumischende Luft (Zusatzluft) der Gebläsievorrichtung an einer Druckstufe entnommen wird, welche im wesentlichen dem Druck entspricht, unter dem die als Kühlmittel für .die Turbine dienende Luft den Treibgasen hinter der Turbine zugeführt -wird. B. Turbine nach Anspruch 3 bis 7 mit Z.us.atzluftstrom,. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft von der Zusatzluft abgezweigt wird. 9. Turbine nach- Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Treibgasen hinter der Turbine beigemischte, als Kühlmittel für die Turbine dienende Luft unabhängig von der den Verbrennungskammern zugeführten Verbrennungsluft verdichtet wird. io. Turbine nach Anspruch i :bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise Beaufschlagung durch die Treibgase einerseits und durch das Kühlmittel andererseits auf konzentrischen Ringzonen der Turbine erfolgt. ii. Mehrstufige, mit heißen Gasen betriebene Turbine, z. B. Brennkraft- oder Abgasturbine mit teilweiser Beaufschlagung durch die Gase und teilweiser Beaufschlagung durch ein Kühlmittel, insbesondere zur Vortriebserzeugung oder -erhöhung, nach Anspruch i bis, io, .dadurch gekemizeichnet, daß die Schaufeln von einer oder mehreren Turbinenstufen durch Kühlluft teilheaufschlagtwerden, wobei mehrere Stufen nacheinander durch einen gemeinsamen Luftkanal oder gesondert mit gleichem oder verschiedenem Druck beaufschd.agt -werden können und die Kühlluft hinter den; Stufen mit dem Brenngas .gemischt oder nach außen abgeführt werden kann 12. Mehrstufige Turbine nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft den Schaufeln einer jeden Turbinenstufe mit einem Druck zugeführt wird, welcher dem Druck der [email protected] in der betreffenden Turbinenstufe im wesentlichen entspricht. 13. Mehrstufige Turbine nach Anspruch i bis. i i, .dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft für die teilweise Beaufschlag@ung der einzelnen Turbinenstufen durch ein gemeinsames Gebläse, insbesondere auch durch das die Verbrennungskammern beliefernde Gebläse, geliefert-und für die einzelnen. Turbinenstufen aus solchen Druckstufen des Gebläses entnommen wird, wie sie dem Druck in den betreffenden Turb:inens;twfsn im wesentlichen entsprechen. 1q.. Turbine naeh.Anspruch i bis, ii, dadurch gekennzeichnet, daß :die Kühlung der Turbinenschaufeln; durch einen oder mehrere dem Fahrwind entnommene, die Schaufeln teilweise beaufs;chlagende Luftströme erfolgt, wobei bei mehrstufigen Turbinen jede Stufe für sich. durch einen besonderen Luftstrom oder mehrere oder alle Stufen durch einen. gemeineamen Luftström gekühlt werden, können. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 179 552; USA.-Patentschrift Nr. 2 168 726.3. Turbine operated with hot gases, e.g. B. internal combustion or exhaust gas turbine, with partial exposure to the gases and partial exposure to a coolant, in particular according to claims i and 2, characterized in that - that the propellant gases leaving the turbine for generating or increasing propulsion of aircraft or the like of the gases in the external atmosphere serving recoil nozzles -be fed. q .. Turbine according to claim 3, characterized in that the coolant serving to partially act on the turbine is further used to increase the propulsive power behind the turbine. 5. Turbine according to claim i to q., Characterized in that the turbine partially acting on I, '- ühlm-ittel is added to the turbine operating hot gases after their exit from the turbine, but before they exit into the outside atmosphere . 6. Turbine according to claim ib; is 5,: characterized ge k en @ nzeich "da.ß the combustion air supplied to the iedenVeribrämm.kammern and which is sufficient for the combustion participating:, wholly or partially for cooling the turbine and; optionally for mixing with The air serving the propellant gases is compressed by the same blower device, e.g. an axial turbo blower, in particular in such a way that the air that does not take part in the combustion is taken from the blower device at a point with a lower pressure than the combustion air according to claim 6; .characterized in that the air (additional air) which does not take part in the combustion and which is to be admixed with the propellant gases behind the Tuxbine is taken from the blower device at a pressure level which essentially corresponds to the pressure under which the coolant for .die Air serving the turbine is fed to the propellant gases behind the turbine - B. Turbine according to Claims 3 to 7 with additional air flow through it characterized in that the cooling air is branched off from the additional air. 9. Turbine according to claim i to 5, characterized in that the air mixed with the propellant gases behind the turbine, serving as a coolant for the turbine, is compressed independently of the combustion air supplied to the combustion chambers. ok Turbine according to claims i: to 9, characterized in that the partial admission by the propellant gases on the one hand and by the coolant on the other hand takes place in concentric annular zones of the turbine. ii. Multi-stage turbine operated with hot gases, e.g. B. internal combustion or exhaust gas turbine with partial exposure to the gases and partial exposure to a coolant, in particular to generate or increase propulsion, according to claims i to io, .durchnt characterized in that the blades of one or more turbine stages are partially acted upon by cooling air, wherein several stages one after the other through a common air duct or separately with the same or different pressure can be applied and the cooling air behind the; Stages with the fuel gas .gemischt or discharged to the outside 12. Multi-stage turbine according to claim ii, characterized in that the cooling air is supplied to the blades of each turbine stage at a pressure which is equal to the pressure of the fuel gas in the relevant turbine stage essentially corresponds. 13. Multi-stage turbine according to claim i to. ii, characterized in that the cooling air for the partial loading of the individual turbine stages is supplied by a common fan, in particular also by the fan supplying the combustion chambers - and for the individual. Turbine stages is taken from such pressure stages of the fan as they essentially correspond to the pressure in the relevant Turb: inens; twfsn. 1q .. turbine naeh.Anspruch i to ii, characterized in that: the cooling of the turbine blades; takes place by one or more air currents taken from the driving wind and partially impacting the blades, with each stage in the case of multi-stage turbines. by a special air flow or several or all stages through one. common airflow can be cooled. Cited publications: Swiss patent specification No. 179 552; U.S. Patent No. 2,168,726.
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