(57)【要約】本発明は、第１の圧縮機（２）と、燃焼室（１６）と、前記圧縮機を第１の軸（１０ａ、１０ｂ）により駆動するようになっている第１のタービン（１１）とからなるガスタービン（１）に関する。このガスタービンは、さらにまた、前記第１のタービンの上流に配置されて、エンジンブレーキ時に前記圧縮機により圧縮されたガスの一部分を誘導して前記タービンを通過させるブリード弁（１２）を含む。本発明は、また、ガスタービンのエンジンブレーキ方法に関する。
2004528507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の圧縮機（２）と、燃焼室（１６）と、前記圧縮機を第１の軸（１０ａ、１０ｂ）により駆動するようになっている第１のタービン（１１）とからなるガスタービン（１、１０１、２０１）において、前記第１のタービンの上流において配置されて、前記圧縮機により圧縮されたガスの一部分をエンジンブレーキ時に誘導して前記タービンを通過させるブリード弁（１２）を含むことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
前記ブリード弁（１２）は、前記第１のタービン（１１）を通過して誘導されることを意図される前記ガスの量を調整する自身の開口面積が、前記圧縮機（２）からの前記ガスの圧力に従属して制御されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【請求項３】
前記ブリード弁（１２）は、前記開口面積を調整するばね式開口手段（３８）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン。
【請求項４】
前記ブリード弁（１２）は、前記燃焼室（１６）の上流において配置されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項５】
第２の軸（２１）を駆動するようになっている出力タービンであって、前記第１のタービン（１１）の下流において配置されるとともに、前記タービンからのガスによって駆動されるようになっている出力タービン（２０）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項６】
前記第２の軸（２１）と前記第１の軸（１０ａ、１０ｂ）とを選択的に互いに結合させる動力伝達装置（２７）を含むことを特徴とする請求項５に記載のガスタービン。
【請求項７】
前記動力伝達装置（２７）は、前記駆動軸（２３）と前記軸（１０ａ、１０ｂ）との前記選択的な相互結合のためのクラッチ（３１）を含むことを特徴とする請求項６に記載のガスタービン。
【請求項８】
前記出力タービン（２０）への流れを可変調整する手段（４０）を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項９】
前記圧縮機（２）と前記燃焼室（１６）との間において配置される熱交換器（１４）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項１０】
前記ブリード弁（１２）は、前記熱交換器（１４）の上流において配置されることを特徴とする請求項９に記載のガスタービン。
【請求項１１】
前記第１の圧縮機（２）の下流において配置される第２の圧縮機（５）を含み、前記ブリード弁（１２）は、前記第２の圧縮機（５）の上流において配置されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項１２】
前記圧縮機（２）への流れを可変調整して制動効果を調整する手段（４５）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項１３】
前記請求項のいずれか１項に記載の自動車推進用ガスタービンを含む自動車。
【請求項１４】
第１の圧縮機（２）と、燃焼室（１６）と、前記圧縮機を第１の軸（１０ａ、１０ｂ）により駆動するようになっている第１のタービン（１１）とからなるガスタービン（１、１０１、２０１）のエンジンブレーキ方法において、前記圧縮機（２）により圧縮されたガスの一部分が、エンジンブレーキ時に誘導されて前記第１のタービン（１１）を通過することを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記第１のタービン（１１）を通過して誘導される前記ガスの量は、前記圧縮機（２）からの前記ガスの圧力に従属して制御されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のタービン（１１）を通過する前記ガスの前記誘導阻止を行なうようになっている前記ブリード弁（１２）の開口面積は、前記圧縮機からの前記ガスの前記圧力によって直接制御されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記開口面積は、前記ブリード弁（１２）に配置されるとともに、所定の弾力に反して移動するようになっている開口手段（３８）によって調整されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記圧縮されたガスの前記一部分は、前記燃焼室（１６）を通過して誘導されることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ガスタービンは、第２の軸（２１）を駆動するようになっている出力タービンであって、前記第１のタービン（１１）の下流において配置されるとともに、前記第１のタービンからのガスによって駆動されるようになっている出力タービン（２０）を含むことを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記駆動軸（２１）は、前記第１の軸（１０ａ、１０ｂ）と互いに駆動接続状態に結合されて、エンジンブレーキを機能させることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記軸（１０ａ、１０ｂ、２１）の前記相互結合は、ブレーキ制御装置の作動が検出された後に行なわれることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記燃焼室（１６）への燃料流量が減少せしめられ、前記圧縮機（２）により圧縮された前記ガスの十分に大きな一部分が前記燃焼室に誘導されて、前記ガスタービンの運転時に高温になる部分の温度が所定の温度を上回る温度に維持されるような火炎が前記燃焼室内において維持されることを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記出力タービンへのガス量を調整するようになっている案内羽根が調節されて制動位置につき、以って前記出力タービンが制動されることを特徴とする請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記案内羽根の前記調節は、スロットルの開口の減少が検出された後に行なわれることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のタービン（１１）を通過して誘導される、前記圧縮機により圧縮された前記ガスは、直接大気中に誘導されることを特徴とする請求項１４〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ガスタービンは、前記圧縮機の下流かつ前記燃焼室の上流において配置される熱交換器を含むことを特徴とする請求項１４〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記圧縮されたガスの前記一部分は、前記熱交換器を通過して誘導されることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の圧縮機と、燃焼室と、前記圧縮機を第１の軸により駆動するようになっている第１のタービンとからなるガスタービンに関する。このガスタービンは、圧縮機内においてガスを圧縮し、かつ圧縮されたガスを燃焼室内において加熱し、かつ加熱されたガスをタービンにおいて膨張させるようになっている。本発明は、さらにまた、このようなガスタービンのエンジンブレーキ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、たとえば、自動車および航空機のエンジンとして、また船舶および発電所における発電用動力設備として用いられる。
【０００３】
ガスタービンが出力タービンからなる場合のガスタービンを以下に説明する。これは、本発明の好適ではあるが非限定的な用途である。圧縮機と該圧縮機を第１の軸により駆動するタービンと燃焼室との機構は、一般にガス発生機と呼ばれる。駆動軸に接続される出力タービンは、第１のタービンの下流に配置されるとともに、第１のタービンからのガスによって駆動されるようになっている。換言すれば、ガス発生機と出力タービンとは、膨張した高温ガスによってのみ接続される。
【０００４】
ガスタービンは、好ましくは復熱式または再生式であり、すなわち高温の排気ガスからエネルギーを回収するようになっている熱交換器からなる。
【０００５】
ガスタービンは、重量に対して出力が大きいことから、自動車の推進に非常に適しており、このことは、特に、一方の軸が出力タービンを自動車の動力伝達装置を介して自動車の駆動軸に接続する２本の軸を有するガスタービンに当てはまる。自動車に用いる場合の１つの問題は、エンジンブレーキ機能を達成することである。このことは、特に、トラック等の高荷重車両の場合に当てはまる。以下に本発明を自動車に推進用として適用する場合において説明する。これは、本発明の好適ではあるが非限定的な用途である。
【０００６】
タービンにより駆動される圧縮機と、これらの間に配置される燃焼室とを有するガスタービンにおいて、エンジン速度の低下／制動のために燃焼室への燃料供給を減少させること、または完全に遮断することは、すでに周知である。しかし、この減速／エンジンブレーキ方法は、一方ではガスタービンにおける内部摩擦が非常に低いため、他方では圧縮機において圧縮時に行なわれる仕事量の相対的に大きな一部分がタービンにおいてその後の膨張が行なわれるときに回復されるため、相対的に緩慢である。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の第１の目的は、エンジンの速度を急速に低下させる機会を提供し、かつ燃料効率的であるガスタービン用エンジンブレーキ装置を提供することにある。
【０００８】
この目的は、ガスタービンが、第１のタービンの上流に配置されて、エンジンブレーキ時に圧縮機により圧縮されるガスの一部分を誘導して前記タービンを通過させるブリード弁を含むことによって達成される。ブリード弁を前記圧縮機の下流かつ前記タービンの上流に配置することにより、前記タービンを通るガス流をエンジンブレーキと関連づけて所望の相対的に低いレベルに調整することが可能になる。その結果として、第１の圧縮機の駆動力が大幅に低下して、以ってガスタービンが制動される。
【０００９】
本発明の好適な実施例によれば、前記ブリード弁は、前記第１のタービンを通過して誘導されることを意図されるガスの量を調整する開口面積が、圧縮機からのガスの圧力に従属して制御されるようになっている。この構造は、構造および／または制御の点において単純な態様でエンジンブレーキを機能させる機会を提供する。ブリード弁を自動制御することにより、たとえばブリード弁のいかなる外部調整も必要としない。
【００１０】
本発明のまた他の好適な実施例によれば、ブリード弁は、前記開口面積を調整するばね式開口手段を含む。これは、構造の点において単純な解決策である。さらにまた、ばねの適切な弾力を選択することにより、開口特性を定めることができる。
【００１１】
本発明のまた別の好適な実施例によれば、ブリード弁は、燃焼室の上流に配置される。このことは、エンジンブレーキ時に燃焼室へのガス供給と燃料供給とを最適な態様で制御する機会を提供する。好ましくは、燃焼室への燃料流量が減少せしめられ、圧縮機により圧縮されたガスの十分に大きな一部分のみが燃料室に誘導されて、ガスタービンの動作時に高温になる部分の温度が所定の温度を上回る温度に維持されるような火炎が燃焼室内において維持される。このようにすると、燃焼室の冷却が抑制されるとともに、タービンの所望のアイドリング温度を維持する機会が得られる。
【００１２】
前記の実施例の開発によれば、ガスタービンは、圧縮機と燃焼室との間において配置される熱交換器を含む。燃焼室を通過するガスを前記のように誘導阻止することは、さもなくば大量の空気流によって熱交換器が冷却されて、熱疲労により熱交換器の寿命が短くなるだけでなく、エンジン速度が再び増加されるときに熱交換器を再び加熱しなければならないことから、燃料消費量が増加することになるため、この場合には特に有用である。この構成により、以って熱交換器の冷却が抑制される。また、その結果として、熱交換器の熱疲労が減少するため、熱交換器の寿命が長くなり、さらにまた、熱交換器の大きな温度変動が回避／緩和されうるため、ガスタービンの全体としての効率が高くなる。
【００１３】
本発明のさらに他の好適な実施例によれば、ガスタービンは、第２の軸を駆動するようになっている出力タービンを含んでおり、この出力タービンは、第１のタービンの下流に配置されるとともに、第１のタービンからのガスにより駆動されるようになっている。ガスを最初に前記タービン内、然る後に出力タービン内の２段階で膨張させることにより、各タービンを横切る方向の圧力降下は減少する。さらにまた、たとえば自動車を推進させる場合に、所望のトルク特性に関して出力タービンを最適化する機会が得られる。
【００１４】
ガスタービンは、好ましくは、前記第２の軸と前記第１の軸とを選択的に互いに結合させる動力伝達装置および／または出力タービンへの流量を可変調整する手段からなる。このようにすると、エンジンブレーキ動作をより高度に制御し、かつ多様化させることができる。ブリード弁によって、圧縮機内において圧縮されたガス流の一部分を分流させて前記タービンおよび出力タービンを通過させることによって、これらのタービンは、圧縮機を駆動することにも自動車を推進させることにも貢献しなくなる。エンジンブレーキが機能すると、自動車の動力エネルギーが変換されて前記動力伝達装置により圧縮機を駆動する軸に伝達されるため、圧縮機の駆動がもたらされる。
【００１５】
本発明のさらにまた他の好適な実施例によれば、ガスタービンは、前記第１の圧縮機と直列に該圧縮機の下流において配置される第２の圧縮機を含み、ブリード弁は、この第２の圧縮機の上流に配置される。このようにすると、エンジンブレーキと関連づけて第１の圧縮機からのガス流の全部または一部分を誘導して第２の圧縮機を通過させることができる。これにより、第１の圧縮機における圧力増大時に行なわれる仕事の結果として、ガスタービンが制動されることになる。
【００１６】
本発明の第２の目的は、ガスタービンのエンジンブレーキ方法において、エンジンの速度を急速に低下させる機会が得られる方法を提供することにある。本発明の目的は、さらにまた、燃料消費量に関して効率的なガスタービンにする方法を提供することにある。
【００１７】
この目的は、第１の圧縮機と、燃焼室と、前記圧縮機を第１の軸により駆動するようになっている第１のタービンとからなり、エンジンブレーキ時に前記圧縮機により圧縮されたガスの一部分が誘導されて前記第１のタービンを通過するガスタービンのエンジンブレーキ方法によって達成される。これにより、エンジンの高温部分が冷却される結果として起こる熱損失が抑制される。圧縮機により圧縮される空気の一部分が誘導されて前記タービンを通過するのと同時に、燃焼室への燃料供給が、パイロット流量として知られる通常のアイドリング時の流量を下回る流量に減少せしめられることにより、エンジンの高温部分の冷却がさらに抑制されうる。
【００１８】
本発明のその他の有利な実施例および利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、第１の実施例にしたがった２軸形ガスタービン１の線図が示されている。このガスタービン１は、圧縮機入口３と圧縮機出口４とを有する第１の圧縮機２と、第２圧縮機入口６と第２圧縮機出口７とを有する第２の圧縮機５とからなる。圧縮機入口３は、空気フィルタ（図示せず）を介して大気へと開口する。第１の圧縮機２の圧縮機出口４と第２の圧縮機５の圧縮機入口６との間には、第２の圧縮機５においてさらなる圧力増大が行なわれる前に第１の圧縮機２により圧縮された空気を冷却する機能を果たす中間冷却器９が配置される。この中間冷却器９は、別個の冷却装置（図示せず）に結合される。
【００２０】
各圧縮機２、５は、さらにまた、軸１０ａ、１０ｂにより回転可能に固定される態様に互いに接続されるとともに、タービン１１内に配置されるタービン翼車に接続されるインペラを含む。
【００２１】
第２の圧縮機５の圧縮機出口７の下流には、動作条件によって、圧縮された空気をエンジンブレーキと関連づけて排気ガス出口１３に案内するか、または動作と関連づけて熱交換器１４に案内して排気ガスの熱を回収するようになっているブリード弁１２が配置される。このブリード弁１２を前記第２の圧縮機出口７の下流かつ前記タービン１１のタービン入口１５の上流に配置することにより、エンジンブレーキと関連づけてタービン１１を通るガス流量を所望の相対的に低いレベルに調節することが可能になる。その結果として、タービン１１による圧縮機２、５の駆動力が大幅に軽減され、以ってガスタービン１が制動される。
【００２２】
その後、圧縮空気は、燃焼室１６に該燃焼室のガス取入口１７を介して誘導され、燃料１８が燃料系（図示せず）によって前記燃焼室に供給されるとともに、該室内において高温の圧縮空気の補助により燃焼せしめられる。高温の燃焼ガスは、燃焼室１６のガス排出口１９を介して前記タービン１１に誘導され、前記タービンにおいて、燃焼ガスの最初の制限された膨張が行なわれて、前記圧縮機２、５が駆動される。大気圧程度まで圧力降下する最終的な膨張は、前記タービン１１の下流に配置される出力タービン２０内において行なわれる。最終的に燃焼ガスを出力タービン２０から前記熱交換器１４を介して誘導することにより、ガスを排気ガス出口１３に誘導する前にエネルギーを回収することができ、このことは、ガスタービン１の全体としての効率の向上に貢献する。
【００２３】
ブリード弁１２により誘導阻止されたガスは、したがって、出力タービン２０ではなしに直接大気へ、またはこれに代わる方法として熱交換器を経て大気へと誘導される。
【００２４】
これに関連して、出力タービン２０からの出力軸２１は、動力伝達装置２２を介して、ガスタービン１により推進される自動車の駆動軸２３に接続される。駆動軸２３は、さらに、自動車の駆動輪２５、２６に駆動トルクを分配する差動装置２４に結合される。
【００２５】
動力伝達装置２７が、出力タービンの出力軸２１を介して自動車の駆動軸２３と前記軸１０ａ、１０ｂとの間に配置されることにより、自動車の動力エネルギーは、エンジンブレーキと関連して、圧縮機２、５を駆動するのに用いられ、このことにより、ガスタービン１と自動車とのいずれもが効果的に制動されうる。動力伝達装置２７は、出力タービンの出力軸２１に回転可能に固定される態様で配置されるとともに、第１の中間軸３０に回転可能に固定される態様で配置される第２の歯車２９に係合する第１の歯車２８からなる。前記第１の中間軸３０は、好ましくは摩擦クラッチである制御可能なクラッチ３１によって、軸１０ｂに回転可能に固定される態様に配置される第４の歯車３４に係合する第３の歯車３３が配置される第２の中間軸３２と選択的に互いに結合せしめられうる。
【００２６】
ブリード弁１２により、エンジンブレーキ時に圧縮空気のより小さい一部分をガス管と燃焼室１６とを介して案内するとともに、燃焼室内において少量の燃料を燃焼させて、燃焼室の消火を防ぎ、かつガス管の温度を熱応力を最小限にすることができる程度の高温に維持することが可能になる。さらにまた、ガスタービンの高温部分の著しい冷却が防がれるような火炎を燃焼室内において維持することが望ましい。換言すれば、これらの高温部分の温度は、所定の値を上回る値に保たれる。高温部分とは、特に、燃焼室、熱交換器およびガス管を意味する。このように、ガスタービンの高温部分の著しい冷却を防ぐことが求められる。これに関連して、ガスの大半は、燃焼室を通過して誘導される。導入される燃料の量は、タービン入口温度が本質的に常に所定の値を上回る値に保たれるような量である。
【００２７】
図２を参照して、ブリード弁１２が、前記の説明とは逆に前記第１の圧縮機２の圧縮機出口４の下流かつ前記第２の圧縮機５の圧縮機入口６の上流に配置される第２の実施例のガスタービン１を説明する。このようにすると、第１の圧縮機２からのガス流の全部または一部分をエンジンブレーキと関連づけて誘導して第２の圧縮機５を通過させることができる。これにより、第１の圧縮機２において圧力増大時に行なわれる仕事の結果として、ガスタービン１が制動されることになる。
【００２８】
図３に、ガスタービン１用のエンジンブレーキ装置に用いられることが意図されるブリード弁１２の側断面図が示されている。このブリード弁１２は、圧縮機出口４、７に接続されることが意図される弁入口３５と、前記排気ガス出口１３に接続されることが意図される第１の弁出口３６と、前記熱交換器１４または実施例によって前記第２の圧縮機５の圧縮機入口６に接続されることが意図される第２の弁出口３７とからなる。ブリード弁１２は、さらにまた、空気圧室３９により往復移動を制御される円板弁３８の形態をとる開口手段を含む。この空気圧室３９は、圧力管路４４が結合される閉鎖空間４３を圧力カバー４２と共同で形成するダイヤフラム４１により密封されるピストン４０からなる。前記圧力管路４４は、さらに、ソレノイド弁（図示せず）により、圧縮機出口７に接続される。ピストン４０がコイルばね４５の作用に反して移動するようになっていることから、ばねの特性を選択することによって、ブリード弁、すなわち弁出口３７の下流にある構成要素への管路において所望の動作圧を維持することが可能である。燃焼室を通過して誘導されるガスの量は、圧縮機からのガスの圧力によって制御され、すなわち自動調整が行なわれる。燃焼室を通過して誘導される、圧縮機により圧縮されたガスは、この場合は、直接大気中へと誘導される。
【００２９】
図４に、本発明の第４の好適な実施例の線図が示されている。本実施例は、いくつかの点において第１の実施例と異なる。ガスタービン１は、圧縮機２への流れを可変調整して制動効果を調整する手段４５を含む。ここでは、この手段４５は、可変入口案内羽根によって構成される。この案内羽根は、流れの角度を変化させて圧縮機における圧力増大を変化させるために設けられる。
【００３０】
さらにまた、２個の駆動タービン２０、２０’が駆動軸２３に配置される。これらの各々は、出力タービン２０、２０’への流れを可変調整する手段４０、４０’を備える。これらの手段は、可変ステータ、すなわち案内羽根によって構成される。これらの案内羽根は、出力タービンへのガス量を調整し、以ってタービン入口温度を制御するようになっている。
【００３１】
消音器４６も大気へと至る管路においてブリード弁の後ろに配置される。
【００３２】
図４に示されたガスタービンのエンジンブレーキ方法の好適な実施例を以下に説明する。
【００３３】
通常動作時、すなわちガスタービンが自動車を駆動する時には、駆動タービン２０、２０’の各々の回転可能なステータ４０、４０’は、駆動位置に配置され、ブリード弁１２は閉鎖され、ガス発生器と駆動タービンとの間にあるクラッチ３１は係合解除され、圧縮機２の入口案内羽根４５は開位置、すなわち０度に近い位置にある。換言すれば、圧縮機は、抑圧されるのではなしに、関連ある速度時の最大質量流量を送給している。ガス発生器は、アイドリング出力と最大出力との間の速度で回転し、駆動タービンの速度は、関連ある駆動輪の速度と歯車とによって決定される。
【００３４】
スロットルの開口が減じられると、次のことが起こる。燃焼室１６への燃料流量が減少する。ガス発生器の速度が低下し、出力が低下し、自動車は減速するが、出力は依然としてエンジンから駆動輪２５、２６へと伝達される。圧縮機２の案内羽根４５の角度が、より閉鎖方向の位置に調節され、このことは、質量流量が減少することを意味する。これに代わる方法または補足として、スロットルの開口以外の動作パラメータを検出して、エンジンブレーキを始動させることができる。この場合は、スロットルの開口は、スロットルペダル等のスロットル制御装置により制御され、さらに、このことによって、ガス発生器の速度が、以ってエンジンに供給される空気の量が制御される。
【００３５】
スロットルの開口がさらにアイドリング状態まで減じられると、次のことが起こる。燃料流量がアイドリング状態まで減少し、このことは、燃料が燃焼室１６のパイロットノズルにのみ供給されることを意味する。駆動タービン２０、２０’の案内羽根４０、４０’は、角度をなして制動位置につき、駆動タービンが制動される。次に、出力が駆動輪２５、２６からエンジンへと伝達される（エンジンブレーキ）。
【００３６】
「能動的」エンジンブレーキは、ブレーキペダルの形態をとるブレーキ制御装置または手動制御装置等のまた他の種類のブレーキ制御装置を作動させることによって始動する。駆動タービン２０のステータ４０は、制動位置に配置され、その後、駆動タービン２０は、円板クラッチ３１が作動せしめられることによってガス発生器に結合される。好ましくは、前記クラッチは、一時的にはめ込まれて、軸１０ｂ、２３の速度を同期させ、その後で全圧力で固定される。次に、ブリード弁１２が開かれる。燃焼室への燃料流は、燃焼室とガス管とを通過する少ない空気量に調節されて、適切な温度が維持され、かつ高温部分の著しい冷却が防がれるようになる。圧縮機２の案内羽根４５は、閉位置につき、すなわち圧縮機の質量流量が関連ある速度における可能最小量となり、これによって圧縮機の抽気によりエンジンブレーキ時における最小の制動効果が得られる。
【００３７】
最大限のエンジンブレーキは、その後、圧縮機２の案内羽根４５を全開位置まで開くことによって達成される。
【００３８】
エンジンブレーキ効果は、当然ながら、駆動タービンの案内羽根と圧縮機の案内羽根との位置を変化させることによって変化せしめられる。
【００３９】
本発明は、前記の実施例に制限されると見なされるものではなく、したがって、特許保護の範囲を外れることなしに、本発明の数多くの改良が可能である。たとえば、圧縮機段とタービン段とのいずれの個数も増加または減少のいずれの方向にも変化させることができる。さらにまた、電動式または油圧式ブリード弁を前記の空気圧式ブリード弁の代わりに用いてもよい。
【００４０】
前記の実施例の代案によれば、多数のブリード弁を用いることができる。圧縮機が２個である場合は、第１のブリード弁は、前記第１の実施例にしたがって圧縮機の後ろに配置され得、第２のブリード弁は、前記第２の実施例にしたがって圧縮機間において配置されうる。この第２のブリード弁を用いて、前記案内羽根の代わりまたは補足として、制動効果を制御することができる。
【００４１】
さらに、たとえば、駆動タービン部における駆動タービンの一方、適切には第１の駆動タービンのみが可変ステータを有してもよい。このことは、複雑さを減じるとともに、費用効果的である。
【００４２】
また、たとえばガスタービンを１軸形にすること、すなわち圧縮機に接続されるタービンが自動車を推進させる駆動タービンをも構成するようにすることも特許保護の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施例にしたがったガスタービンの線図である。
【図２】第２の実施例にしたがったガスタービンの線図である。
【図３】ガスタービン用ブリード弁の側断面図である。
【図４】第３の実施例にしたがったガスタービンの線図である。
【国際公開パンフレット】
2004528507.tif 000003
2004528507.tif 000004
2004528507.tif 000005
2004528507.tif 000006
2004528507.tif 000007
2004528507.tif 000008
2004528507.tif 000009
2004528507.tif 000010
2004528507.tif 000011
2004528507.tif 000012
2004528507.tif 000013
2004528507.tif 000014
2004528507.tif 000015
2004528507.tif 000016
2004528507.tif 000017
2004528507.tif 000018
2004528507.tif 000019
2004528507.tif 000020
2004528507.tif 000021
2004528507.tif 000022
2004528507.tif 000023
2004528507.tif 000024
2004528507.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月28日(2003.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の圧縮機（２）と、燃焼室（１６）と、前記圧縮機を第１の軸（１０ａ、１０ｂ）により駆動するようになっている第１のタービン（１１）とからなり、前記第１のタービンの上流において配置されて、前記圧縮機により圧縮されたガスの一部分をエンジンブレーキ時に誘導して前記タービンを通過させるブリード弁（１２）を含むガスタービン（１、１０１、２０１）において、前記ブリード弁（１２）は、前記第１のタービン（１１）を通過して誘導されることを意図される前記ガスの量を調整する自身の開口面積が、前記圧縮機（２）からの前記ガスの圧力に従属して制御されるようになっていることを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
前記ブリード弁（１２）は、前記開口面積を調整するばね式開口手段（３８）を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【請求項３】
前記ブリード弁（１２）は、前記燃焼室（１６）の上流において配置されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項４】
第２の軸（２１）を駆動するようになっている出力タービンであって、前記第１のタービン（１１）の下流において配置されるとともに、前記タービンからのガスによって駆動されるようになっている出力タービン（２０）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項５】
前記第２の軸（２１）と前記第１の軸（１０ａ、１０ｂ）とを選択的に互いに結合させる動力伝達装置（２７）を含むことを特徴とする請求項４に記載のガスタービン。
【請求項６】
前記動力伝達装置（２７）は、前記駆動軸（２３）と前記軸（１０ａ、１０ｂ）との前記選択的な相互結合のためのクラッチ（３１）を含むことを特徴とする請求項５に記載のガスタービン。
【請求項７】
前記出力タービン（２０）への流れを可変調整する手段（４０）を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項８】
前記圧縮機（２）と前記燃焼室（１６）との間において配置される熱交換器（１４）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項９】
前記ブリード弁（１２）は、前記熱交換器（１４）の上流において配置されることを特徴とする請求項８に記載のガスタービン。
【請求項１０】
前記第１の圧縮機（２）の下流において配置される第２の圧縮機（５）を含み、前記ブリード弁（１２）は、前記第２の圧縮機（５）の上流において配置されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項１１】
前記圧縮機（２）への流れを可変調整して制動効果を調整する手段（４５）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のガスタービン。
【請求項１２】
前記請求項のいずれか１項に記載の自動車推進用ガスタービンを含む自動車。
【請求項１３】
第１の圧縮機（２）と、燃焼室（１６）と、前記圧縮機を第１の軸（１０ａ、１０ｂ）により駆動するようになっている第１のタービン（１１）とからなり、前記圧縮機（２）により圧縮されたガスの一部分が、エンジンブレーキ時に誘導されて前記第１のタービン（１１）を通過するガスタービン（１、１０１、２０１）のエンジンブレーキ方法において、前記第１のタービン（１１）を通過して誘導される前記ガスの量は、前記圧縮機（２）からの前記ガスの圧力に従属して制御されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記第１のタービン（１１）を通過する前記ガスの前記誘導阻止を行なうようになっている前記ブリード弁（１２）の開口面積は、前記圧縮機からの前記ガスの前記圧力によって直接制御されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記開口面積は、前記ブリード弁（１２）に配置されるとともに、所定の弾力に反して移動するようになっている開口手段（３８）によって調整されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記圧縮されたガスの前記一部分は、前記燃焼室（１６）を通過して誘導されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガスタービンは、第２の軸（２１）を駆動するようになっている出力タービンであって、前記第１のタービン（１１）の下流において配置されるとともに、前記第１のタービンからのガスによって駆動されるようになっている出力タービン（２０）を含むことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記駆動軸（２１）は、前記第１の軸（１０ａ、１０ｂ）と互いに駆動接続状態に結合されて、エンジンブレーキを機能させることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記軸（１０ａ、１０ｂ、２１）の前記相互結合は、ブレーキ制御装置の作動が検出された後に行なわれることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記燃焼室（１６）への燃料流量が減少せしめられ、前記圧縮機（２）により圧縮された前記ガスの十分に大きな一部分が前記燃焼室に誘導されて、前記ガスタービンの運転時に高温になる部分の温度が所定の温度を上回る温度に維持されるような火炎が前記燃焼室内において維持されることを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記出力タービンへのガス量を調整するようになっている案内羽根が調節されて制動位置につき、以って前記出力タービンが制動されることを特徴とする請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記案内羽根の前記調節は、スロットルの開口の減少が検出された後に行なわれることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のタービン（１１）を通過して誘導される、前記圧縮機により圧縮された前記ガスは、直接大気中に誘導されることを特徴とする請求項１３〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記ガスタービンは、前記圧縮機の下流かつ前記燃焼室の上流において配置される熱交換器を含むことを特徴とする請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記圧縮されたガスの前記一部分は、前記熱交換器を通過して誘導されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【国際調査報告】
2004528507.tif 000026
2004528507.tif 000027