SE423741B - GAS TURBINE MACHINERY, SPECIAL FOR VEHICLE OPERATION - Google Patents

Description

8006803-4 Alternativt kan gasen från den första turbinro- torn ledas direkt in i en andra turbinrotor, som har vä- sentligen samma diameter som den första rotorn, och är in- rättad för kombinerad radiell/axiell genomströmning. Den första turbinrotorn_kan emellertid även vara inrättad för radiellt inåtriktad gasströmning,varvid överledning av gas sker direkt till en andra rotor som har.väsentligen samma 'diameter. Den andra turbinrotorn kan då vara inrättad för kombinerad radiell/axiell strömning, varvid åen tredje ro- torn är anordnad i samma plan som den andra. 8006803-4 Alternatively, the gas from the first turbine rod tower is led directly into a second turbine rotor, which has substantially the same diameter as the first rotor, and is corrected for combined radial / axial flow. The however, the first turbine rotor_ may also be arranged for radially inward gas flow, thereby transferring gas occurs directly to a second rotor which has.substantly the same 'diameter. The second turbine rotor can then be set up for combined radial / axial flow, whereby the third tower is arranged in the same plane as the other.

Den tredje turbinrotorn kan vara utformad att radiellt omsluta den andra rotorn, och tar då emot radiellt riktat gasflöde från densamma. K V Om den andra turbinrotorn är inrättad för axiell _genomströmning sker gastransitering till den tredje rotorn via en dubbelsnäcka, vars kammare ligger väsentligen i sam- ma plan. Åtminstone en av överledningsväggarna mellan kam- rarna är härvid lämpligen formad som en.svängbar läpp. _ Den andra och tredje rotorn kan ha väsentligen samma diameter samt vara anordnade för radiell strömning, varvid den första rotorn, som ävenledes är inrättad för ra- diell gasströmning har en axel som är anordnad i rät vinkel mot axeln för de två senare rotorerna.The third turbine rotor may be designed to radially enclose the second rotor, and then receive radially directed gas flow from it. K V If the second turbine rotor is set up for axial Gas flow occurs through gas transit to the third rotor via a double screw, the chamber of which is substantially in ma plan. At least one of the conduction walls between the In this case, the lips are suitably shaped as a pivotable lip. The second and third rotors may have substantially the same diameter and be arranged for radial flow, wherein the first rotor, which is also set up for diell gas flow has a shaft which is arranged at right angles against the shaft of the latter two rotors.

Uppfinningen kommer här nedan att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, få vilka Fig. 1 visar ett gasturbinmaskineri enligt en första utfö- ringsform av uppfinningen, Fig. 2 visar dubbel transiteringssnäcka mellan andra och tredje rotorn, K Fig. 3 och H visar modifikationer av maskineriet enligt Fig. 1, Flg¿ 5 visar ett maskineri där den första turbinrotorn är I monterad "back to back" med kompressorn, Fig. 6 visar dubbeltransiteringssnäcka mellan andra och tredje turbinrotorn vid utförandet enligt Fig. 5, Fig. 7 i större skala visar ett inringat parti i Fig. 6, 8006803-4 vid övergången mellan dubbelsnäckans båda kamrar, Fig. 8 visar ett maskineri där andra och tredje rotorn är koaxiella, _ Fig. 9 i större skala visar skovelarrangemanget vid andra och tredje rotorn i Fig. 8, Fig. 10 visar ett modifierat utförande av maskineriet en- ligt FigÄ 5, men där såväl den andra som den tredje rotorn är av axialtyp, och Fig. 11 visar ett maskineri där första turbinrotorn och kompressorn är monterade i rät vinkel mot axeln för de två övriga rotorerna.The invention will be described below with reference to the accompanying drawings, get which Fig. 1 shows a gas turbine machinery according to a first embodiment embodiment of the invention, Fig. 2 shows a double transit screw between others and third rotor, K Figs. 3 and H show modifications of the machinery according to Fig. 1, Fig. 5 shows a machinery where the first turbine rotor is In mounted "back to back" with the compressor, Fig. 6 shows the double transit coil between the other and the third turbine rotor in the embodiment according to Fig. 5, Fig. 7 shows on a larger scale a circled portion in Fig. 6, 8006803-4 at the transition between the two chambers of the double screw, Fig. 8 shows a machinery where the second and third rotors are coaxial, _ Fig. 9 on a larger scale shows the paddle arrangement at others and the third rotor of Fig. 8, Fig. 10 shows a modified embodiment of the machinery according to Fig. 5, but where both the second and the third the rotor is of the axial type, and Fig. 11 shows a machinery where the first turbine rotor and the compressor is mounted at right angles to the shaft for the other two rotors.

Det i Fig. 1 visade gasturbinmaskineriet omfat- tar en kompressor10, driven av en första gasturbinrotor 11.The gas turbine machinery shown in Fig. 1 comprises takes a compressor10, driven by a first gas turbine rotor 11.

En brännkammare är betecknad 12 och en värmeväxlare, som överför restvärme från avgaserna till luften från kompres- sorn, är antydd med streckade linjer och betecknad med 13.A combustion chamber is designated 12 and a heat exchanger, which transfers residual heat from the exhaust gases to the air from the sorn, is indicated by dashed lines and denoted by 13.

Två ytterligare turbinrotorer är betecknade med 1Å resp. 15, samt är sammankopplade medelst en växel av planettyp, allmänt betecknad med 16. Till denna är axeln 17 för kom- pressorn och den första turbinrotorn 11 även ansluten. Så- väl kompressorn som de två senare turbinrotorerna 14, 15 är försedda med rörliga inloppsledskovlar.Two additional turbine rotors are denoted by 1Å resp. 15, and are connected by means of a planet-type gear, generally denoted by 16. To this end, the shaft 17 for com- the presser and the first turbine rotor 11 are also connected. So- well the compressor as the two later turbine rotors 14, 15 are equipped with movable inlet vanes.

Den andra turbinrotorn 1ü, som är den egentliga drivturbinen är av rent radiell typ med radiellt in- och utlopp samt med tvådimensionella skovelprofiler för såväl själva turbinen som tillhörande innanförliggande stator- krans, vilken är utförd med vridbara skovlar.The second turbine rotor 1ü, which is the actual one the drive turbine is of a purely radial type with radial input and outlet and with two-dimensional vane profiles for both the turbine itself as an associated internal stator wreath, which is made with rotatable blades.

Det efter drivturbinen följande turbinsteget 15 (hjälpturbinen) är lokaliserat i samma plan som driv- turbinen, på sådant sätt att den efter drivturbinen kvar- varande rotationen, som är särskilt stor vid stillastående och långsamt roterande turbin, tillvaratas på ett optimalt sätt genom en "dubbelsnäcka 19 (Fig. 2), vilken möjliggör 8006803-4 överföring av den efter drivturbinen skapade utloppsvirveln till en ny virvel med mot hjälpturbinen 15 inåtgående rota- tionsströmning med minimum av strömningsförluster (diffuse- 'ring, omlänkning, acceleration - retardation). :_ Den tredje turbinrotorn är utförd som en ra- dialturbin med radiell inåtgående strömning och axiell _framåtriktad utloppsströmning, riktad från transmissionsy- stemet och mot värmeväxlaren 13; Man får härvid såväl kom- pressorns utlopp som brännkammarens inlopp och slutstegets utlopp riktat mot och koncentrerat till ett litet område, där värmeväxlaren har placerats, vilket ger en mycket kort strömningslängd, minimum av omlänkningar, godanmöjligheter till effektiv avloppsdiffusering för kompressorn före vär- meväxlare och brännkammare, samt en lång och rak avlopps- diffusor från slutsteget till värmeväxlaren och dess av- loppskanal. Alla hetgasdelar är koncentrerade till ett in- re centrum vilket resulterar i minimum av värmeförluster, vilket bidrager till god verkningsgrad och minskar behovet av isolering. l Konstruktionen medför vidare att axel, lager och kuggväxelsystem så mycket som möjligt kan lpkaliseras skilt från själva hetgasdelen.The turbine stage following the turbine (The auxiliary turbine) is located in the same plane as the the turbine, in such a way that it remains after the drive turbine the rotation, which is particularly large at standstill and slowly rotating turbine, utilized at an optimum through a "double screw 19" (Fig. 2), which enables 8006803-4 transmission of the outlet vortex created after the drive turbine to a new vortex with inward rotation towards the auxiliary turbine 15 flow with a minimum of flow losses (diffusion 'ring, diversion, acceleration - deceleration). : _ The third turbine rotor is designed as a dial turbine with radial inward flow and axial _forward outlet flow, directed from the transmission system stem and against the heat exchanger 13; You get both the outlet of the presser as the inlet of the combustion chamber and of the final stage outlet directed towards and concentrated in a small area, where the heat exchanger has been placed, which gives a very short flow length, minimum of diversions, good opportunities to efficient effluent diffusion for the compressor before exchangers and combustion chambers, as well as a long and straight drain diffuser from the final stage to the heat exchanger and its flea market channel. All hot gas parts are concentrated in one re center resulting in a minimum of heat loss, which contributes to good efficiency and reduces the need of insulation. l The construction further entails that shaft, bearing and gear systems as much as possible can be customized separate from the hot gas part itself.

Genom att kompressorturbinen är av axialtyp och med små dimensioner erhålls lågt tröghetsmoment, medan drivturbinen som är kopplad till fordonet har utförts med större radie och utåtgående strömning,_vilket ger maximalt drivmoment, särskilt vid start och lågaluumigheter för for- donet, utan att utloppshastigheten och förlusterna vid drivturbinen och transiteringen behöver öka. _ _ Då det vid automotiva turbiner är viktigt med .god startdragkraft, snabb acceleration, litet tröghetsmo- ment för gasgenerator och kompakt konstruktion ger ifråga- varande arrangemang stora fördelar. I Vidare kan såväl hetgasdelen som kompressortur- binen tillverkas i keramik, varvid lämpligen ochså dubbel- snäcka och övriga stationära delar av livslängds-; kost- nads- och viktskäl lämpligen utföres i keramik. 8006803-4 Dubbelsnäckans plana utförande med parallella väggar vid såväl inloppet till drivturbinen som inloppet till hjälpturbinen gör att man här i det för momentutväx- lingen viktiga drivturbín-hjälpturbin-systemet enkelt kan använda vridbara skovlar av enkelt och effektivt två- dimensionellt,bi1ligt utförande. Detta gäller vare sig man använder sig av keramik eller ej i dessa delar.Because the compressor turbine is of the axial type and with small dimensions low moment of inertia is obtained, while the drive turbine connected to the vehicle has been equipped with larger radius and outward flow, _which gives maximum driving torque, especially at start-up and low speeds for without the outlet speed and the losses at the power turbine and transit need to increase. _ _ Since it is important with automotive turbines good starting traction, fast acceleration, low inertia gas generator and compact design provide the current arrangements great benefits. IN Furthermore, both the hot gas part and the compressor the bees are made of ceramic, whereby also double shell and other stationary parts of the service life; diet- reasons of weight and weight are suitably made of ceramic. 8006803-4 The flat screw of the double screw with parallel walls at both the inlet to the drive turbine and the inlet to the auxiliary turbine means that here in the important propulsion turbine-auxiliary turbine system easily can use rotatable blades of simple and efficient two- dimensional, cheap design. This does not apply to either man uses ceramics or not in these parts.

Genom att stödringarna för de vridbara skovlar- na vid driv- och hjälpturbin ligger i samma plan och så att säga tangerar varandra kan inställningsrörelserna kopplas samman direkt, eller via särskild utväxlingsmekanism. För vissa applikationer kan man då klara sig med en gemensam aktivator för båda ledskovelapparaterna.Because the support rings for the rotatable vanes na at the power and auxiliary turbine are in the same plane and so that say tangent to each other, the setting movements can be connected together directly, or via special gear mechanism. For some applications can then be managed with a common activator for both articulated vanes.

Figur 3 visar en utföringsform som är ännu kom- paktare än den som visats i Fig. 1 och 2. Till skillnad från tidigare utförande är värmeväxlaren 13a här visad som en roterande regenerator, lämpligen i keramik. Brännkamma- ren 12 har för att medge låg profilhöjd lagts horisontell, men kan naturligtvis även här göras vertikal eller diago- nalt lutande, vilket medför något mindre strömningsförlus- ter, men något högre profilhöjd. Kompressorturbinen 11 är liksom tidigare axiell och av mycket liten diameter. Driv- turbinen ïüa är här fortfarande av radiell utåtgående typ, men i detta fall med s.k. "mixed-flow"-strömning, d.v.s. en blandning av radiell och axiell strömning. Dubbelsnäckan är av samma typ som den enligt Fig. 2, men har kunnat minskas genom att inloppsstatorn gjorts axiell.och drivturbinen 15a flyttats direkt intill med mixed flow,radielltutåtgående strömning. Drivturbinen och dess hus har gjorts mera kom- pakt, vilket minskar strömningsvägen och strömningförluster- na, samtidigt som tillverkningskostnader, vikt och volym reduceras.Samtliga rotorer, utom kompressorturbinen 11 är nu av radiell, mixed flow typ. Kompressorturbinen tillver- kas vid riktigt små enheter lämpligen i ett med axeln. Vid utförande i keramik krymps kompressorn på kompressorturbi- nens keramaxel. '80068 03- 4 6 Samtliga turbiner, utom drivturbinen 1Ua,har när utförts med nav uten hål. viktigeet ev allt är ett den heta kompressorturbinen görs utan hållfasthetssänkan- de hål. Genom att använda en yttre "feed back"axel med' kuggväxel på kompressorns framsida,kan samtliga tre tur- > x binhjul göras med nav utan hål." - ._ _ 'Figur 4 visar ytterligare en modifierad utför- ingsform,där kompressorturbinen lla utförts som radialturbin.Figure 3 shows an embodiment which is still pact than that shown in Figs. 1 and 2. In contrast from a previous embodiment, the heat exchanger 13a is shown here as a rotary regenerator, suitably in ceramic. Combustion chamber reindeer 12 has been laid horizontally to allow low profile height, but can of course also be made vertical or diagonal here inclined, which results in a slightly smaller flow loss. but slightly higher profile height. The compressor turbine 11 is as before axial and of very small diameter. Driving- the turbine ïüa here is still of radial outward type, but in this case with so-called "mixed-flow" flow, i.e. one mixture of radial and axial flow. The double screw is of the same type as that of Fig. 2, but has been reduced by making the inlet stator axial.and the drive turbine 15a moved directly next to with mixed flow, radially outward flow. The powertrain and its housing have been made more pact, which reduces the flow path and flow losses at the same time as manufacturing costs, weight and volume all rotors except the compressor turbine 11 are now of radial, mixed flow type. The compressor turbine is manufactured at really small units, preferably in one with the shaft. At design in ceramic, the compressor shrinks on the compressor turbine nens ceramic shaft. '80068 03- 4 6 All turbines, except the 1Ua drive turbine, have when performed with hubs without holes. The importance of everything is one the hot compressor turbine is made without the strength reduction the holes. By using an external "feed back" shaft with ' gear unit on the front of the compressor, all three > x bee wheels are made with hubs without holes. "- ._ Figure 4 shows a further modified embodiment. in which the compressor turbine 11a is designed as a radial turbine.

Förbindelse mellan växellådan 16 och kompressor- axeln 17a sker här via en utanförliggande "feed-back"axel 18, vilket möjliggör att varje rotor utförs i ett stycke med till- hörande axel.Connection between gearbox 16 and compressor the shaft 17a here takes place via an external "feed-back" shaft 18, which enables each rotor to be made in one piece with hearing shaft.

-Figur 5 visar en variant, där drivturbinen fiüb utförts som axialsteg, medan kompressorturbin 11b och hjälp- turbin.15 är utförda som radialturbiner; Man kan härvid yt- terligare krympa konstruktionens dimensioner, bl.a. genpm att liksom i Fig. 3 hrännkammaren 12 göres horisontell beh kan läggas närmare centrum. p.g.a. de små dimensionernafiför den innanför liggande turbinen. Detta arrangemang ger möj- lighet till ytterligare ökade dimensioner för brännkammaren för lågemissionsegenskaper, förångning av tunga bränslen, eller förbränning av pulver eller pulveremulsion. Det blir här en avvägning mellan kompakthet, lågemissions- och spe- cifika bränsleegenskaper. Utförandet enligt Fig. 5 fordrar dock ett högre tryckförhållande, vilket nödvändiggör större kompressorturbin. För att hålla nere tröghetsmomentet för gasgeneratorn har här såväl kompressor som kompressorturbin utförts i ett stycke i keramik i ettlback to back" arrange- mang med framförliggande lagring 20 av "overhang" typ, men med relativt små massor p.g.a. helt integrerad rotor. Ro- torn kan här förses med konventionella lager av oljedämpad typ med god livslängd och låg arbetstemreratur. Alterna- tivt utförs konstruktionen med yttre Üfeed-back" axel, var- vid drivturbinen kan göras i ett med axel och utan hål, vilket är fördelaktigt då den här p.g.a. den iiiia diame- tern måste dimensioneras för hög hastighet. Detta medför hög utloppshastighet vid start och låga hastigheter på drivturbinen, varför transiteringen i "dubbelsnäckan" f9a blir särskilt kritisk. För detta ändamål kan endera elher 1 800-6803-4 båda väggarna vid övergången mellan snäckans båda kamrar 21 och 22 utföras med en läpp eller flik 23 med variabel geometri. Dessa kan regleras av befintliga aktivatororgan för endera driv- eller hjälpturbinens ledskenor. Utföran- de med två läpfiar 23 visas i större skala i Fig. 7. Ett sådant utförande kan i vissa fall ersätta de vridbara led- skenorna vid hjälpturbinen, då mindre krav på flexibilitet och startutväxling föreligger.-Figure 5 shows a variant, where the drive turbine fi üb performed as an axial step, while the compressor turbine 11b and auxiliary turbines.15 are designed as radial turbines; In this case, further shrink the dimensions of the structure, i.a. genpm that, as in Fig. 3, the gutter chamber 12 is made horizontal can be placed closer to the center. p.g.a. the small dimensions fi for the inside turbine. This arrangement provides to further increased dimensions for the combustion chamber for low emission properties, evaporation of heavy fuels, or combustion of powder or powder emulsion. It becomes here a balance between compactness, low-emission and spe- specific fuel properties. The embodiment according to Fig. 5 requires however, a higher pressure ratio, which necessitates greater compressor turbine. To keep down the moment of inertia for the gas generator here has both a compressor and a compressor turbine performed in one piece in ceramic in a back to back arrangement mang with front bearing 20 of "overhang" type, but with relatively small masses p.g.a. fully integrated rotor. Ro- towers can here be provided with conventional layers of oil-damped type with good service life and low working temperature. Alternative The construction is carried out with an external Üfeed-back "shaft, each at the drive turbine can be done in one with shaft and without holes, which is advantageous as this p.g.a. the iiiia diame- must be dimensioned for high speed. This causes high outlet speed at start and low speeds on the drive turbine, why the transit in the "double screw" f9a becomes particularly critical. For this purpose, either elher 1 800-6803-4 both walls at the transition between the two chambers of the snail 21 and 22 are performed with a lip or flap 23 with variable geometry. These can be regulated by existing activator means for either the drive or auxiliary turbine guide rails. Execution those with two lips 23 are shown on a larger scale in Fig. 7. One such an embodiment may in some cases replace the rotatable the rails at the auxiliary turbine, then less demands on flexibility and starting gear is present.

Figur 6 och 7 visar ett utförande med rent ra- diell drivturbin lä enligt Fig. 1, men i detta fall med utanförliggande, koncentrisk hjälpturbin 15a. Detta arran- gemang ger maximal effektivitet och den mest kompakta kon- struktionen.Figures 6 and 7 show an embodiment with pure diel drive turbine lä according to Fig. 1, but in this case with external, concentric auxiliary turbine 15a. This arrangement provides maximum efficiency and the most compact con- the construction.

Här har kanalen mellan drivturbin och hjälp- turbin, resp. dubbelsnäckan helt eliminerats, samtidigt som man får en naturlig diffusorverkan med mycket låg ra- diell avloppshastighet från hjälpturbinen med motsvarande låga avloppsförluster. Antalet krökar och kanallängder har minskats till ett absolut minimum, och hela driv- och hjälptlurbinsystemet består av enkla och effektiva tvådi- mensionella skovlar med i stort sett ideelltvå-dimensio- nell strömning. Systemet ger vidare maximal startutväx- ling, troligen upp till 8:1 obh däröver, samt god verk- ningsgrad i hela området.Here, the channel between the drive turbine and the auxiliary turbine, resp. the double screw has been completely eliminated, at the same time which has a natural diffuser effect with a very low partial drainage velocity from the auxiliary turbine with the corresponding low sewage losses. The number of bends and channel lengths have reduced to an absolute minimum, and the whole drive and the auxiliary turbine system consists of simple and efficient dimensional buckets with largely non-profit two-dimensional nell flow. The system also provides maximum starting growth probably up to 8: 1 obh above, and good degree in the whole area.

Problemet är att konstruera en drivturbin som håller både för temperaturspänningar, temperaturchocker och centrifugalspänningar, samt med tillfredsställande tätningslabyrinter mellan turbinringarna. En ytterligare naturlig fördel med systemet är att hjälpturbinen, som är kallast, kan göras i metall, åtminstone vad gäller själva turbinskivan och i så fall genom sin relativa skivdiame- ter kan användas som naturlig roterande tröghetsmassa för monmentan och samtidig acceleration eller retardation av gasgenerator och fordon genom på känt sätt inbyggd varia- bel transmission (cvT) 30, Lex. av ståibälttyp. vad gäl- ler gasgeneratorsystemet kan detta alternativt utföras med "back to back" överhängande rotorsystem enligt Fig. 5, sooesos-4 8 med tidigare nämnda fördelar. Härvid flyttas gasgenera- torns "feed-back" transmission till framför kompressorn, varvid kompressor och turbin flyttas ihop och maximal kom- »pakthet och minimalt tröghetsmoment (integrerad keram-ro- tor-, kompressor-, turbinaxel), minimalt rotorövorhäng och minimal överhängande rotorvikt erhålls. Tillsammans med oljedämpade, fjädrande glidlager ger detta maximal drifts- säkerhet och livslängd för gasgeneratorrotorn som är s.a.s. hjärtat i systemet.The problem is to design a power turbine that holds both for temperature voltages, temperature shocks and centrifugal voltages, as well as with satisfactory sealing labyrinths between the turbine rings. One more natural advantage of the system is that the auxiliary turbine, which is coldest, can be made of metal, at least in terms of themselves turbine disk and, if so, by its relative disk diameter. can be used as a natural rotating inertial mass for monmentan and simultaneous acceleration or deceleration of gas generator and vehicles by means of a built-in bel transmission (cvT) 30, Lex. of standing belt type. what about or the gas generator system, this can alternatively be done with "back to back" overhanging rotor system according to Fig. 5, sooesos-4 8 with the previously mentioned benefits. In this case, the gas generation tower "feed-back" transmission to the front of the compressor, whereby the compressor and turbine are moved together and the maximum »Compactness and minimum moment of inertia (integrated ceramics tor, compressor, turbine shaft), minimal rotor overhang and minimal overhanging rotor weight is obtained. Together with oil-damped, resilient plain bearings provide this maximum safety and service life of the gas generator rotor which is s.a.s. the heart of the system.

Vad beträffar det för en automotiv turbin så viktiga drivturbinsystemet, så utföres huset 3, d.v.s. stationära delar (se Fig. 9) med vridbara skovlar 32, 33, ,'vilka monteras med sina vridmekanismer nära intill varand- ra, lagrade i samma detalj, så att de båda rotororna kan' monteras med lagring och allt i sina lagerfästen direkt i transmissionsdelen. Detta resulterar i en mycket stor för- enkling vad gäller montering, inspektion och service samt driftspålitlighet.As for an automotive turbine so important drive turbine system, the housing 3 is designed, i.e. stationary parts (see Fig. 9) with rotatable vanes 32, 33, , 'which are mounted with their rotating mechanisms close to each other. stored in the same detail, so that the two rotors can ' mounted with storage and everything in their bearing brackets directly in the transmission part. This results in a very large simplification in terms of assembly, inspection and service as well operational reliability.

Enligt Figur 9 är drivturbinen tillverkad i två delar med en mellanliggande flexibel tunnplåtsfixering Bü (låsring) i värmebeständigt material (dock mycket ringa materialmängd); Skovelkransen 35 är här utförd i keramiskt komfiosiumaterial, med longituaiellt riktade (ev. lindade) fibrer för max. draghållfasthet vid hög temperatur och korrosionbeständighet. Genom de även termiskt och mekaniskt hållfasthetsmässigt väl avvägda ändringarna 36 för skovlar- na sker utvidgning fullständigt likformigt på båda sidor av rotorn, i relation såväl till temperaturändringar som till varvtalsändringat (centrifugalspänningar). I förhållande till skivan erhålls god flexibilitet genom den tunna ela- stiska låsringen SÅ, vilken om så erfordras för ökad ela- sticitet kan slitsas på lämpligt sätt.According to Figure 9, the drive turbine is manufactured in two parts with an intermediate flexible sheet metal fixation Bü (locking ring) in heat-resistant material (though very small amount of material); The vane ring 35 is here made of ceramic commo material, with longitudinally directed (possibly wound) fibers for max. tensile strength at high temperature and corrosion resistance. Through them also thermally and mechanically in terms of strength, well-balanced changes 36 for enlargement takes place completely uniformly on both sides of the rotor, in relation to both temperature changes and speed change (centrifugal voltages). Relative to the disc, good flexibility is obtained through the thin the locking ring SO, which if so is required for increased stiffness can be slit appropriately.

Läsning gentemot inbördes rotation mellan sko- velkrans och skiva åstadkommes genom att flikar stansade ur låslinjen får gripa in i motsvarande urtag i skiva resp. skovelkrans, vilka urtag göres direkt vid formningen (pressgjutning eller på annat sätt i grönkroppsform före 8006803-4 sintringen av skovelkrans och skiva). Skovelkransen press- gjutes lämpligen i två stycken: ring med skovlar med mini- mum av släppning, samt lös ring, som t.ex. vid HIP-process direkt sintras till delen med ring och skovlar.Reading versus mutual rotation between shoes velcro and disc are achieved by punching tabs from the locking line may engage in the corresponding recess in the disc resp. paddle ring, which recesses are made directly at the molding (die casting or otherwise in green body form before 8006803-4 sintering of paddle ring and disc). The paddle press is conveniently cast in two pieces: ring with shovels with mini- mum of release, as well as loose ring, such as. in HIP process directly sintered to the part with ring and shovels.

Vad gäller hjälpturbinen 15a,.så utföres denna antingen på samma sätt som drivturbinen, eller medelst s.k. "Gatorizing", vilket är en högproduktiv metod för sintring av metalliska turbinhjul i höghållfast material, varvid en elastisk, "bälgliknande" tunn fjäderrinš 37 vid skivans ytterdel är formad att ge balanserad, likformig utvidgningsmöjlighet för skovelkransens båda ändringar 38, 39, och skivan var för sig. Genom den mycket tunna elastis- ka delen, här visad oproportionerligt tjock, hindras värme- ledning till skivan. Vad gäller tätningen mellan skovel- och statorelement så är denna utförd av konventionell la- byrinttyp, men med endera parten, lämpligen statorn, för- sedd med inslitningsbart, keramiskt material som flamspru- tas på.As for the auxiliary turbine 15a, this is performed either in the same way as the drive turbine, or by s.k. "Gatorizing", which is a highly productive method for sintering of metallic turbine wheels in high-strength material, wherein an elastic, "bellows-like" thin spring rim 37 at the outer part of the disc is shaped to give a balanced, uniform possibility of extension for the two changes of the vane 38, 39, and the disc separately. Due to the very thin elastic the part, shown here disproportionately thick, prevents heat lead to the disc. As regards the seal between the paddle- and stator elements, this is made of conventional byrin type, but with either party, preferably the stator, seen with abradable, ceramic material such as flame retardant put on.

Figur 10 visar en modifikation av utförandet enligt Fig. 5, där hjälpturbinen 15b utförtssonnaxialsteg.Figure 10 shows a modification of the embodiment according to Fig. 5, where the auxiliary turbine 15b is performed sonaxial step.

Rotorerna 1Äb och 15b är förskjutna något i förhållande till varandra i axiell led, och den dubbla transiterings- snäckans 19b båda kamrar blir belägna i samma plan.Rotors 1Äb and 15b are slightly offset in relation axially to each other, and the double transit the two chambers of the coil 19b are located in the same plane.

Figur 11 visar ett turbinarrangemang enligt uppfinningen med minimum av bygglängd. Axeln för "feed- back" och avlastande av kompressorturbinen innehåller här en vinkelväxel Ä0 för möjliggörande av 900-arrangemang mellan gasgeneratordel och drivenhet.Figure 11 shows a turbine arrangement according to the invention with a minimum of construction length. The axis for "feed- back "and unloading of the compressor turbine contains here an angular gear Ä0 to enable 900 arrangements between gas generator part and drive unit.

Gasgeneratornrotorn 10, 11b, är av helradial typ, "back to back" och gjord helt i keramik. Kompressor- turbin-axel har lagring 35 på kalla sidan, såsom tidiga- re beskrivits. Drivturbin lüd och hjälpturbin 15d är av radial typ, lika kompressorturbin och drivturbin enligt Fig.üü. Drivturbinen har inåtriktad strömning, vilket ger möjlighet att använda vridbara ledskenor H1 mellan planparallella väggar vilket ger förenklad konstruktion.The gas generator rotor 10, 11b, is of complete radial type, "back to back" and made entirely of ceramic. Compressor- turbine shaft has bearing on the cold side, as previously re described. Drive turbine lüd and auxiliary turbine 15d are off radial type, equal to compressor turbine and drive turbine according to Fig.üü. The drive turbine has inward flow, which provides the possibility to use rotatable guide rails H1 between plane-parallel walls, which simplifies construction.

Anslutningen mellan gasgenerator och drivtur- aooàaos-4 1o_ bin göres via snäcka 42, vilket ger låg aerodynamisk be-' lastning på ledskovlarna 43.till drivturbinen, vilka kan göras med litet skoveltal och följande små friktionsför- luster såväl strömningsmässigt som mekaniskt. _ Hjälpturbinen 15d utförs_med radiell utåtström- ning, vilket ger minimum av kanalförluster och krökför- luster, då kröken sker i själva hjulet, vilket kan uföras med små utloppsförluster. Hjälpturbinen, som har lägst tem- peratur, har utförts med centrumhål, men detta kan om så önskas elimineras genom en yttre axel, som tidigare illu- strerats. Samma gäller gasgeneratorns "feed-back"-växel som kan placeras upptill framför gasgeneratorn, vilken är ver- tikal. Hjälpapparater kan placeras valfritt ovanpå, eller på sidan av rotorn för max. åtkomlighet med detta "feed- back"-system.The connection between the gas generator and the drive aooàaos-4 1o_ bees are made via screw 42, which provides low aerodynamic loading on the guide vanes 43.to the drive turbine, which can be made with a small number of paddles and the following small friction luster both fluidly and mechanically. The auxiliary turbine 15d is made with radial outward current. which gives a minimum of channel losses and curvature luster, as the bend takes place in the wheel itself, which can be disabled with small outlet losses. The auxiliary turbine, which has the lowest temperature, has been performed with center holes, but this can if so desired to be eliminated by an outer shaft, as previously illustrated strerated. The same applies to the gas generator "feed-back" gear as can be placed at the top in front of the gas generator, which is tikal. Auxiliary devices can be placed optionally on top of, or on the side of the rotor for max. accessibility with this "feed- back "system.

Samtliga rotorkomponenter har anpassats för ut- förande i keramik vad gäller konstruktion och aielarrange- mang samt kanal- oeh statordelar, inklusive snäckor.All rotor components have been adapted for conduct in ceramics in terms of construction and aielarrang- mang and duct and oeh stator parts, including shells.

Ovan beskrivna och på ritningarna visade utfö-I ringsformer får betraktas som ekempel, och ingående kompo- nenter kan varieras på olika sätt inom'ramen för efterföl- jande patentkrav, så att man allt efter specifika ford-1 ringar på installation kan utnyttja tillgängligt utrymme, för att uppnå god bränsleekonomi, låg emissionshalt och/ eller låg vikt.Described above and shown in the drawings forms of example may be considered as examples, and can be varied in different ways within the framework of the claim, so that according to specific ford-1 rings on installation can use available space, to achieve good fuel economy, low emission content and / or light weight.

Claims (10)

aoossos-4 11 PATENTKRAVaossos-4 11 PATENTKRAV 1. Gasturbinmaskineri, speciellt för fordonsdrift och omfaflnde tre på skilda axlar arbetande turbinrotorer k ä n n e t e c k n a t därav, att åtminstone enev turbin-' rotorerna(11JÄJ5)är inrättad för väsentligen radiell gasge- nomströmning samt överledande av gas till påföljande rotor med optimalt utnyttjandeav restenergi i den utströmmande gasen.Gas turbine machinery, in particular for vehicle operation and comprising three turbine rotors operating on different axes, characterized in that at least one of the turbine rotors (11JÄJ5) is arranged for substantially radial gas flow and transfer of gas to the subsequent rotor with optimal utilization. the effluent gas. 2. Gasturbinmaskineri enligt patentkrav 1, k ä n - n e t e c k'n a t därav, att den andra och tredje turbin- rotorn Ö4,15)är av radialtyp och anordnade i samma plan, varvid den andra turbinrotorn (14) har utåtriktad ström- ning och den tredje rotorn har inåtriktad strömning med axieut utlopp, (Fig. 1, ,3 h).Gas turbine machinery according to claim 1, characterized in that the second and third turbine rotors Ö4,15) are of the radial type and arranged in the same plane, the second turbine rotor (14) having outwardly directed current. and the third rotor has inward flow with axial outlet, (Fig. 1,, 3 h). 3. Gasturbinmaskineri enligt patentkrav 2, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den första turbinrotorn (11) är inrättad för axiell genomströmning med överledning av gas via inre ledapparat till den andra turbinrotorn (1ü), som har större diameter än den första rotorn (Fig. 1). _Gas turbine machinery according to claim 2, characterized in that the first turbine rotor (11) is arranged for axial flow with transfer of gas via internal conductor to the second turbine rotor (1ü), which has a larger diameter than the first rotor ( Fig. 1). _ 4. Gasturbinmaskineri enligt patentkrav 2, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den första turbinrotorn (11) är inrättad för axiell genomströmning med överledning av gas direkt in i en andra turbinr0t0r'(1üa)son1har väsentligen samma diameter som den första rotorn, och är inrättad för kombinerad radiell/axiell genomströmning (Fig. 3).Gas turbine machinery according to claim 2, characterized in that the first turbine rotor (11) is arranged for axial flow with gas conduction directly into a second turbine rotor (11a) which has substantially the same diameter as the first rotor, and is set up for combined radial / axial flow (Fig. 3). 5. Gasturbinmaskineri enligt patentkrav 2, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den första turbinrotorn (11a) är inrättad för radiellt inåtriktad gasströmning med över- ledning av gas direkt till en andra rotor(14a)medväsentligen samma diameter (Fig, Ä, 5, 6 och 11).Gas turbine machinery according to claim 2, characterized in that the first turbine rotor (11a) is arranged for radially inward gas flow with transfer of gas directly to a second rotor (14a) with substantially the same diameter (Fig, Ä, 5). , 6 and 11). 6. Gasturbinmaskineri enligt patentkrav 5, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den andra turbinrotorn (1Äa) är inrättad för kombinerad radiell/axiell strömning och att den tredje rotorn (15 ) är anordnad i samma plan som den andra (Fig. 4). IGas turbine machinery according to claim 5, characterized in that the second turbine rotor (1Äa) is arranged for combined radial / axial flow and that the third rotor (15) is arranged in the same plane as the second (Fig. 4) . IN 7. Gasturbinmaskineri enligt patentkrav 5, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den tredje turbinrotorn (15a) radiellt omsluter den andra rotorn, och tar emot radiellt riktat gasflöde från densamma (Fig. 8). 8006303-4 I I 1 2Gas turbine machinery according to claim 5, characterized in that the third turbine rotor (15a) radially encloses the second rotor, and receives radially directed gas flow therefrom (Fig. 8). 8006303-4 I I 1 2 8. Qasturbinmaskineri enligt patentkrav 5, k ä. n_ - - n e- t e c k n a t därav, attlden andra turbinrotorn ( mb) är inrättad för axíell g-'enomströmníng med gastransitering e till den tredje rotorn(15)via -endubbelsnäcka (19fl),'vars kamma- re ligger väsentligen i samma plan ( Fig. 5, 10). _ ' A gas turbine machinery according to claim 5, characterized in that the second turbine rotor (mb) is arranged for axial g-'flow with gas transit e to the third rotor (15) via double screw (19fl), 'whose chamber is substantially in the same plane (Figs. 5, 10). _ ' 9. K Gasturbinmaskineri enligt patentkrav 8, k ä n -' nn e t e c k n a t därav, att åtminstone en av överled- ningsväggarna mellan kamrarna»(2_1,22) är formad som en sväng- bar läpp (23) (Fig. 6, 7). _ ' 9. A gas turbine machinery according to claim 8, characterized in that at least one of the conduction walls between the chambers »(2_1,22) is formed as a pivotable lip (23) (Figs. 6, 7) . _ ' 10. Gasturbinmaskineri enligt patentkravíl, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den andra och tredje rotorn (11ld,1_5d)har väsentligen samma diameter' samt båda är anord- nade för radiell strömning, varvid den första rotorn (1112), SOm ävenledes är inrättad för radiell gasströmning har en axel, som är anordnad i rät vinkel mot axeln för de två senare rotorernafiltdflßd) (Fig. 11). i10. A gas turbine machinery according to claim 1, characterized in that the second and third rotors (11ld, 1_5d) have substantially the same diameter and are both arranged for radial flow, the first rotor (1112), which is also arranged for radial gas flow has a shaft, which is arranged at right angles to the shaft of the two later rotors fi ltd fl ßd) (Fig. 11). in