DE102004031783B4 - Gasturbine - Google Patents

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Abstract

Gasturbine (1) mit einem Verdichter (2), der ein Verdichterrad (3) aufweist, mit einer Turbine (4), die ein Turbinenrad (5) aufweist, mit einer Turbinenwelle (6), die das Verdichterrad (3) mit dem Turbinenrad (5) drehfest verbindet, mit einer Brennkammer (7), die die Turbinenwelle (6) zumindest teilweise axial umgibt, und mit einem Brennstoffversorgungssystem (8), bei dem die Turbinenwelle (6) Kraftstoff in die Brennkammer (7) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffversorgungssystem (8) einen Wellentunnel (9) aufweist, in dem die Turbinenwelle (6) drehbar gelagert ist, dass die Kraftstoffzufuhr zumindest teilweise durch den Wellentunnel (9) erfolgt, dass in dem Wellentunnel (9) eine Vergasung des Kraftstoffs zum Brennstoff durch einen Vorverdampfer (12) erfolgt und dass der Wellentunnel (9) an seinem Außenumfang Brennstoffaustrittsöffnungen (10) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem Verdichter, der ein Verdichterrad aufweist, mit einer Turbine, die ein Turbinenrad aufweist, mit einer Turbinenwelle, die das Verdichterrad mit dem Turbinenrad drehfest verbindet, mit einer Brennkammer, die die Turbinenwelle zumindest teilweise axial umgibt, und mit einem Brennstoffversorgungssystem, bei dem die Turbinenwelle Kraftstoff in die Brennkammer fördert.
  • Eine derartige Gasturbine ist aus dem Fachbuch Kamps, Thomas: Modell Strahltriebwerke, 5. Auflage, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden 2001, Seiten 21, 22 bekannt. Dort ist unter der Überschrift Drohnenantriebe und APUs das Einmaltriebwerk Williams WR 2 von der Williams Research Corp., Walled Lake, USA beschrieben, das in der Aufklärungsdrohne Canadair CI 89 verwendet wurde. Die Einspritzung des Kraftstoffes in die Brennkammer erfolgt dort durch feine Öffnungen in der rotierenden Triebwerkswelle, die wie eine Kreiselpumpe wirken soll. Bei dem beschriebenen Triebwerk handelt es sich jedoch um ein typisches Einmaltriebwerk, das nicht nur Daueranwendungen geeignet ist. Darüber hinaus ist nicht erläutert, wie im Detail die erforderlichen hohen Förderleistungen des Kraftstoffes und die Aufbereitung des Kraftstoffes zum Brennstoff durch Vergasung realisiert werden sollen.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe, ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik die Verbrennung des Kraftstoffes in der Gasturbine zu verbessern, damit den Wirkungsgrad der Gasturbine zu erhöhen und die Gestehungs- und Betriebskosten der Gasturbine insgesamt zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer derartigen Gasturbine das Brennstoffversorgungssystem einen Wellentunnel aufweist, in dem die Turbinenwelle drehbar gelagert ist, dass die Kraftstoffzufuhr zumindest teilweise durch den Wellentunnel erfolgt, dass in dem Wellentunnel eine Vergasung des Kraftstoffes zum Brennstoff durch einen Vorverdampfer erfolgt und dass der Wellentunnel an seinem Außenumfang Brennstoffaustrittsöffnungen aufweist.
  • Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Wellentunnel kann im Zusammenwirken mit der Turbinenwelle ein Brennstoffversorgungssystem geschaffen werden, in dem einerseits die Bedingungen zur Kraftstoffförderung in weiten Grenzen konstruktiv bestimmbar sind. Andererseits kann durch die Auslegung der Funktionsteile Turbinenwelle und Wellentunnel eine Vergasung des Kraftstoffes bereits im Wellentunnel zum Brennstoff erfolgen. Der so erzeugte Brennstoff wird durch Brennstoffaustrittsöffnungen am Außenumfang des Wellentunnels in die Brennkammer gefördert, die die Turbinenwelle und damit auch den Wellentunnel zumindest teilweise axial umgibt.
  • Mit dieser erfindungsgemäßen Konstruktion der Gasturbine ist es möglich, sowohl den Kraftstoffverbrauch der Gasturbine als auch die Abgastemperaturen der Gasturbine in allen Betriebszuständen signifikant zu senken. Beide Parameter sind ein deutlicher Hinweis darauf, dass der Gesamtwirkungsgrad der Gasturbine gegenüber dem Vorbekannten deutlich erhöht ist. Dies führt zu deutlich verringerten Betriebskosten der Gasturbine im laufenden Betrieb.
  • Diese Vorteile werden auch mit niedrigen Gestehungskosten erzielt, denn die beanspruchte Art der Kraftstoff- und Brennstoffversorgung erfordert wenig zusätzliche Konstruktionsmerkmale. Der beanspruchte Wellentunnel ist bei anderen Turbinenkonstruktionen als die im Stand der Technik genannte häufig bereits vorhanden. Er dient unter anderem der Schmierung der Turbinenwellenlager. Bei der vorliegenden Erfindung dient der Wellentunnel darüber hinaus der Kraftstoffförderung und der Brennstoffaufbereitung.
  • Durch die beanspruchte erfindungsgemäße Form der Kraftstoffförderung und Brennstoffaufbereitung erübrigen sich andere konstruktiv sehr aufwändige im Stand der Technik bekannte Verfahren, die insbesondere durch die notwendige Kraftstoffverdampfung konstruktiv aufwändig und im Betrieb kritisch sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn derartige Gasturbinen in sehr kleinen Bauformen für die Anwendung in Flugmodellen vorgesehen sind, bei denen die Außendurchmesser der Gasturbinen teilweise deutlich unter 100 mm liegen und die Durchmesser der Turbinenräder in der Größenordnung von 30 oder 40 mm liegen.
  • Insgesamt wird mit der erfindungsgemäß beanspruchten Form der Kraftstoffversorgung und Brennstofferzeugung eine Gasturbine geschaffen, die gegenüber dem Vorbekannten durch die Verbesserung der Kraftstoffverbrennung einen deutlich höheren technischen Wirkungsgrad erzielt, wobei die Gestehungs- und Betriebskosten der Gasturbine gegenüber dem Vorbekannten deutlich verringert sind.
  • Durch die Merkmale der Unteransprüche wird insbesondere der Aufbau der Gasturbine gegenüber dem Vorbekannten deutlich vereinfacht. Darüber hinaus wird die Funktionssicherheit der Gasturbine deutlich erhöht. Die im einzelnen sich ergebenden vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen werden im folgenden erläutert.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Brennstoffaustrittsöffnungen des Wellentunnels der Brennkammer radial gegenüber liegen, weil so eine direkte Brennstoffzufuhr ohne Umwege in die Brennkammer, in der die Verbrennung stattfindet, möglich ist. Die Kraftstoffzufuhr kann vorteilhaft durch den verdichterseitigen Teil des Wellentunnels erfolgen, weil dies die "kalte" Seite des Wellentunnels ist. Alternativ ist eine Kraftstoffzufuhr durch den turbinenseitigen Teil des Wellentunnels möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist der Vorverdampfer direkt durch die Turbinenwelle mechanisch angetrieben, so dass keine Fremdenergie zur Kraftstoffzuführung und -aufbereitung notwendig ist. Dabei kann der Läufer des Vorverdampfers Teil der Turbinenwelle sein. Dieser Läufer kann insbesondere als mehrflügeliges Flügelrad ausgebildet sein.
  • In diesem Zusammenhang ist der Stator des Vorverdampfers besonders vorteilhaft ein Teil des Wellentunnels. Um diesen Stator auszubilden, wird der Wellentunnel beispielsweise mehrteilig ausgebildet, wobei der verdichterseitige Teil des Wellentunnels die Vorverdampferkammer trägt und der turbinenseitige Teil des Wellentunnels die Vorverdampferkammer abschließt. Die Trennebene des Wellentunnels liegt damit also im Bereich der Vorverdampferkammer, was auch eine einfache Montage der Baugruppe bestehend aus Turbinenwelle und Wellentunnel mit den entsprechenden Funktionsteilen des Vorverdampfers ermöglicht.
  • Um die erforderlichen hohen Förderleistungen des Vorverdampfers zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Vorverdampfer mehrstufig ausgebildet ist, wobei die Vorstufe des Vorverdampfers insbesondere zum Pumpen des flüssigen Kraftstoffes ein Schraubenverdichter ist. Dabei kann der Läufer des Schraubenverdichters zur Erhöhung der Förderleistung ein mehrgängiges Schraubengewinde sein. Um bereits in diesem Schraubenverdichter eine Vergasung des Kraftstoffes vorzubereiten, kann sich das Schraubengewinde in Richtung auf das Flügelrad konisch erweitern.
  • Demselben Zweck dient eine trichterförmige Erweiterung im Übergangsbereich zwischen der genannten Vorstufe und der Hauptstufe, die – wie vorher beschrieben – insbesondere als Flügelrad ausgebildet ist. Das Flügelrad der Hauptstufe fördert dann bereits den vergasten Kraftstoff, der durch die Vergasung bereits beim Durchtritt durch die Brennstoffaustrittsöffnungen als Brennstoff zünd- und brennfähig ist.
  • Um ein Entweichen des Kraftstoffes aus dem Pumpenraum zwischen Turbinenwelle und Wellentunnel zu vermeiden, weist der Wellentunnel besonders vorteilhaft vor und/oder hinter der Kraftstoffpumpe Dichtungen auf, die insbesondere Sperrluftdichtungen sein können. Diese Sperrluftdichtungen sind bei den extrem hohen Drehzahlen des Turbinenrades besonders vorteilhaft, weil keine mechanische Dichtung zwischen einem Läufer und einem Stator erforderlich ist. Insbesondere bei den Modellgasturbinen werden Wellendrehzahlen von über 100.000 Umdrehungen erreicht. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin besonders vorteilhaft, zwischen dem verdichterseitigen Teil der Brennkammer und dem turbinenseitigen Teil der Brennkammer einen Belüftungskanal vorzusehen. Dieser Belüftungskanal gewährleistet die notwendigen, nahezu identischen Überdruckverhältnisse in beiden Sperrluftdichtungen auf beiden Seiten der Kraftstoffpumpe.
  • Diese Druckverhältnisse ermöglichen auch die Zufuhr von Warmluft aus der Brennkammer vom Verdichter durch die Sperrluftdichtungen und den Wellentunnel in den Vorverdampfer, wodurch die Vorverdampfung zusätzlich gefördert wird. Alternativ ist auch eine separate Warmluftzufuhr in den Vorverdampfer in den Wellentunnel oder direkt in die Vorverdampferkammer direkt ohne Einbeziehung der Dichtungen möglich.
  • Zur Kraftstoffvorwärmung kann in einer Kraftstoffzuleitung eine Kraftstoffzuleitungsschleife vorgesehen sein, die durch die Brennkammer geführt ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Gasturbine entsprechend der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 einen Teilschnitt durch eine Gasturbine mit Darstellung aller wesentlichen Funktionsteile für die Kraftstoffversorgung und Brennstoffaufbereitung,
  • 2 einen ersten Teil einer Turbinenwelle der Gasturbine gemäß 1,
  • 3 eine Draufsicht auf das als Flügelrad ausgebildete Läuferteil des Vorverdampfers als Teil der Turbinenwelle gemäß 2,
  • 4 den zweiten Teil der mehrteiligen Turbinenwelle,
  • 5 eine Draufsicht auf den verdichterseitigen Teil des Wellentunnels der Gasturbine gemäß 1,
  • 6 einen Schnitt durch den verdichterseitigen Teil des Wellentunnels gemäß 5 und
  • 7 einen Schnitt durch den turbinenseitigen Teil des Wellentunnels.
  • In der 1 weist die Gasturbine (1) einen Verdichter (2) auf, dessen Verdichterrad (3) die angesaugte Verbrennungsluft beschleunigt und verdichtet. Weiterhin weist die Gasturbine (1) eine Turbine (4) auf, deren Turbinenrad (5) durch die Verbrennungsgase der Gasturbine angetrieben wird. Das Verdichterrad (3) und das Turbinenrad (5) sind durch eine Turbinenwelle (6) drehfest miteinander verbunden. Die Turbinenwelle (6) ist zumindest teilweise durch eine Brennkammer (7) axial umgeben, wobei die Turbinenwelle (6) in einem Wellentunnel (9) drehbar gelagert ist.
  • Eine derartige Gasturbine ist in dem in der Beschreibungseinleitung angezogenen Fachbuch auf der Seite 74 in einem Teilschnitt dargestellt. Nähere Beschreibungen der einzelnen nicht das Brennstoffversorgungssystem betreffenden Funktionsteile sind der entsprechenden Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen.
  • Ein Brennstoffversorgungssystem (8) der Gasturbine (1) gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im wesentlichen aus dem Wellentunnel (9) und der Turbinenwelle (6) gebildet. Dazu weist der Wellentunnel (9) im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Brennstoffaustrittsöffnungen (10) auf, die als Bohrungen vergleichsweise großen Durchmessers ausgebildet sind. Durch diese Brennstoffaustrittsöffnungen wird nicht Kraftstoff in flüssiger Form in die Brennkammer (7) eingespritzt sondern Brennstoff in gasförmiger Form.
  • Im Inneren des Wellentunnels (9) wird durch besondere Konstruktion der Turbinenwelle (6) und des Wellentunnels (9) ein Vorverdampfer (12) gebildet, dessen Vorverdampferkammer (15) Teil des Wellentunnels (9) ist. Um eine einfache Montage der Turbinenwelle (6) in dem Wellentunnel (9) zu ermöglichen, ist der Wellentunnel zweiteilig ausgebildet und weist demzufolge einen verdichterseitigen Teil (11) des Wellentunnels (9) und einen turbinenseitigen Teil (16) des Wellentunnels (9) auf. Die Trennlinie zwischen den beiden Teilen (11, 16) des Wellentunnels (9) verläuft im Bereich der Vorverdampferkammer (15).
  • Der Vorverdampfer (12) ist mehrstufig ausgebildet, wobei der Läufer (13) der Hauptstufe des Vorverdampfers als Flügelrad (13) mit drei Flügeln ausgebildet ist. Dieses Flügelrad (13) dreht sich in dem Stator (14) des Vorverdampfers (12), der als Teil des Wellentunnels (9) ausgebildet ist.
  • Die Vorstufe (17) des Vorverdampfers ist ein Schraubenverdichter, dessen Läufer (18) als mehrgängiges, in diesem Ausführungsbeispiel als neungängiges Schraubengewinde ausgebildet ist. Im Übergangsbereich zwischen der Vorstufe (17) des Vorverdampfers (12) und der Hauptstufe (13) des Vorverdampfers (12) ist eine trichterförmige Erweiterung (19) vorgesehen. Die Zufuhr des Kraftstoffes zu dem Vorverdampfer (12) von außerhalb der Gasturbine (1) erfolgt durch eine Kraftstoffzuleitung (24), die eine Kraftstoffzuleitungsschleife (20) zur Vorwärmung des Kraftstoffes aufweist. Diese Kraftstoffvorwärmung dient der Vorbereitung der Vergasung des Kraftstoffes bereits in dem Vorverdampfer (12), um den Kraftstoff als vergasten Brennstoff durch die Brennstoffaustrittsöffnungen (10) in die Brennkammer (7) zu fördern.
  • Das heißt, bei der Zufuhr des Kraftstoffes zum Vorverdampfer (12) ist der Kraftstoff, der Kerosin, Diesel oder auch Salatöl sein kann, noch flüssig. Jedoch bereits mit der Verdichtung in der Vorstufe (17) des Vorverdampfers (12) und spätestens mit dem Übergang von der Vorstufe (17) in die Hauptstufe (13) wird der Kraftstoff vergast, so dass das Flügelrad (13) ein gasförmiges Medium als Brennstoff durch die Brennstoffaustrittsöffnungen (10) in die Brennkammer (7) fördert.
  • Um ein Entweichen des Kraftstoffes aus der Vorverdampferkammer (15) durch den Spalt zwischen der Turbinenwelle (6) und dem Wellentunnel (9) zu verhindern, ist eine vordere Sperrluftdichtung (22) und eine hintere Sperrluftdichtung (23) vorgesehen, die durch Überdruck den Kraftstoff in der Pumpenkammer (15) hält. Um hier ausgeglichene Druckverhältnisse im Bereich der Sperrluftdichtungen (22, 23) zu gewährleisten, ist zwischen dem verdichterseitigen Teil der Brennkammer (7) und dem turbinenseitigen Teil der Brennkammer (7) ein Belüftungskanal (21) vorgesehen. Über die Sperrluftdichtungen (22, 23) und den Wellentunnel (9) wird auch Warmluft aus der Brennkammer (7) oder vom Verdichter (2) in den Vorverdampfer (12) geführt.
  • Mit den beschriebenen Maßnahmen wird eine Gasturbine (1) geschaffen, bei der die Kraftstoffversorgung zentral im Bereich der Turbinenwelle (6) und des Wellentunnels (9) und zugleich die Kraftstoffaufbereitung durch Vergasung zu einem Brennstoff erfolgt. Diese Form der Kraftstoffversorgung ist sehr kompakt und effektiv, so dass sich die einleitend beschriebene Wirkungsgraderhöhung ergibt.
  • In der 2 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile mit denselben Bezugszeichen wie in der 1 gekennzeichnet. In der 2 ist der verdichterseitige Teil der Turbinenwelle (6) mit den Funktionsteilen Flügelrad (13) und Läufer (18) des Schraubenverdichters (17) ausgebildet als neungängiges Schraubengewinde dargestellt, wobei das Schraubengewinde in Richtung auf die Hauptstufe des Vorverdampfers sich konisch erweiternd ausgebildet ist. Dieser verdichterseitige Teil der Turbinenwelle (6) wird mittels eines Gewindeanschlusses (25) mit dem turbinenseitigen Teil der Turbinenwelle (6) verbunden.
  • In der 3 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile wie in den 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Darstellung der Stirnseite des verdichterseitigen Teils der Turbinenwelle (6) zeigt das Flügelrad (13) mit den drei Flügeln (26) des Flügelrades der Haupstufe des Vorverdampfers (12).
  • In der 4 ist der turbinenseitige Teil der Turbinenwelle (6) mit dem Gewindeanschluss (25) zur Verbindung mit dem verdichterseitigen Teil der Turbinenwelle (6) gemäß 2 dargestellt. Im montierten Zustand verbindet die Turbinenwelle (6) das Turbinenrad (5) mit dem Verdichterrad (3) in 1.
  • In der 5 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile wie in der 1 mit den identischen Bezugszeichen dargestellt. Die 5 zeigt die Stirnseite des verdichterseitigen Teils (11) des Wellentunnels (9) mit Fortsätzen, die die Brennstoffaustrittsöffnungen (10) tragen. Insgesamt sind sechs Brennstoffaustrittsöffnungen (10) vorgesehen, die der Brennkammer (7), die den Wellentunnel (9) axial umgibt, direkt radial gegenüber liegen.
  • 6 zeigt einen Schnitt durch den verdichterseitigen Teil (11) des Wellentunnels (9) gemäß Schnittlinie A-A in 5. In diesem Schnitt durch den verdichterseitigen Teil (11) des Wellentunnels (9) wird die Kontur des Stators (14) des Vorverdampfers (12) deutlich, der die Vorverdampferkammer (15) bildet. Darüber hinaus ist der Anschluss für die Kraftstoffzuleitung (24) erkennbar. Zudem ist eine Brennstoffaustrittsöffnung (10) im Schnitt zu erkennen. Darüber hinaus weist der verdichterseitige Teil (11) des Wellentunnels (9) einen weiteren Gewindeanschluss (27) zur Verbindung mit dem turbinenseitigen Teil (16) des Wellentunnels (9) gemäß 7 auf.
  • In der 7 wird in der Schnittdarstellung die Hohlbohrung des turbinenseitigen Teils (16) des Wellentunnels (9) deutlich, die jedoch für die Funktion der Funktionsteile Turbinenwelle (6) und Wellentunnel (9) als Vorverdampfer (12) nicht mehr relevant ist. Die Vorverdampferkammer (15) ist durch den stirnseitigen Teil des turbinenseitigen Teils (16) des Wellentunnels (9) mittels des Gewindeanschlusses (27) verbunden mit dem verdichterseitigen Teil (11) des Wellentunnels (9) abgeschlossen.

Claims (22)

  1. Gasturbine (1) mit einem Verdichter (2), der ein Verdichterrad (3) aufweist, mit einer Turbine (4), die ein Turbinenrad (5) aufweist, mit einer Turbinenwelle (6), die das Verdichterrad (3) mit dem Turbinenrad (5) drehfest verbindet, mit einer Brennkammer (7), die die Turbinenwelle (6) zumindest teilweise axial umgibt, und mit einem Brennstoffversorgungssystem (8), bei dem die Turbinenwelle (6) Kraftstoff in die Brennkammer (7) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffversorgungssystem (8) einen Wellentunnel (9) aufweist, in dem die Turbinenwelle (6) drehbar gelagert ist, dass die Kraftstoffzufuhr zumindest teilweise durch den Wellentunnel (9) erfolgt, dass in dem Wellentunnel (9) eine Vergasung des Kraftstoffs zum Brennstoff durch einen Vorverdampfer (12) erfolgt und dass der Wellentunnel (9) an seinem Außenumfang Brennstoffaustrittsöffnungen (10) aufweist.
  2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffaustrittsöffnungen (10) der Brennkammer (7) radial gegenüber liegen.
  3. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffzufuhr durch den verdichterseitigen Teil (11) des Wellentunnels (9) erfolgt.
  4. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffzufuhr durch den turbinenseitigen Teil (16) des Wellentunnels (9) erfolgt.
  5. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverdampfer (12) durch die Turbinenwelle (6) mechanisch angetrieben wird.
  6. Gasturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (13) des Vorverdampfers (12) Teil der Turbinenwelle (6) ist.
  7. Gasturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (13) des Vorverdampfers (12) ein Flügelrad ist.
  8. Gasturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (14) des Vorverdampfers (12) Teil des Wellentunnels (9) ist.
  9. Gasturbine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellentunnel (9) mehrteilig ist.
  10. Gasturbine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der verdichterseitige Teil (11) des Wellentunnels (9) die Vorverdampferkammer (15) trägt.
  11. Gasturbine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der turbinenseitige Teil (16) des Wellentunnels (9) die Kammer (15) abschließt.
  12. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverdampfer (12) mehrstufig ist.
  13. Gasturbine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe (17) des Vorverdampfers (12) ein Schraubenverdichter ist.
  14. Gasturbine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (18) des Schraubenverdichters (17) ein mehrgängiges Schraubengewinde ist.
  15. Gasturbine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubengewinde (18) sich in Richtung auf das Flügelrad als Vorzerstäuber konisch erweitert.
  16. Gasturbine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverdampferkammer (15) im Übergangsbereich zwischen der Vorstufe (17) und der Hauptstufe eine trichterförmige Erweiterung (19) aufweist.
  17. Gasturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellentunnel (9) vor und/oder hinter dem Vorverdampfer (12) Dichtungen (22, 23) aufweist.
  18. Gasturbine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (22, 23) Sperrluftdichtungen sind.
  19. Gasturbine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem verdichterseitigen Teil der Brennkammer (7) und dem turbinenseitigen Teil der Brennkammer (7) ein Belüftungskanal (21) angeordnet ist.
  20. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vorverdampfer (12) Warmluft aus der Brennkammer (7) oder vom Verdichter (2) zugeführt wird.
  21. Gasturbine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluft in den Wellentunnel (9) oder in die Vorverdampferkammer (15) geführt wird.
  22. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftstoffzuleitung (24) vorgesehen ist, die eine durch die Brennkammer (7) geführte Kraftstoffzuleitungsschleife (20) aufweist.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013113324A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-08 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Gas turbine with rotating casing
WO2015010315A1 (en) 2013-07-26 2015-01-29 Mra Systems, Inc. Aircraft engine pylon
GB201509458D0 (en) 2015-06-01 2015-07-15 Samad Power Ltd Micro-CHP gas fired boiler with gas turbine assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3722530C2 (de) * 1986-07-28 1997-12-18 Teledyne Ind Turbinentriebwerk

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3722530C2 (de) * 1986-07-28 1997-12-18 Teledyne Ind Turbinentriebwerk

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAMPS,Thomas: Modellstrahltriebwerke, S.21,22, ISBN 3-88180-071-9 *

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