CH250467A - Maschinenanlage mit Turbogebläse mit radialdurchströmtem Laufrad. - Google Patents

Description

      Maschinenanlage        mit    Turbogebläse mit     radialdurchströmtem        Laufrad.       Die     Erfindung    bezieht sich auf eine Ma  schinenanlage mit     Turbogebläse    mit     radial-          durchströmtem    Laufrad und hat die Errei  chung eines     Gebläses    dieser Gattung mit  hohem     Druckverhältnis,    und     gutem        Wir-          hungsgrad    zum Ziel.

   Der     gleichzeitigen        Ver-          wirklichung    dieser Bedingungen stellt sich  die Tatsache entgegen, dass zur     Erreichung     eines hohen     Druckverhältnisses    eine     grosse          Umfangsgeschwindigkeit    des Laufrades not  wendig ist,

   wobei das     Gas        mit    einer über der  Schallgeschwindigkeit liegenden     Absolutge-          schwindigkeit    aus dem Laufrad aus- und in  den     Diffusor        eintritt.    Das     Einströmen    mit  Überschallgeschwindigkeit in den     Diffusor     hat aber einen sehr schlechten     Diffusorwir-          kungsgrad    zur Folge, so dass ein hoher Ge  samtwirkungsgrad ohne besondere Mittel  nicht erreicht werden kann.  



  Bei einem Turbogebläse     mit        radialdurch-          strömtem    Laufrad, bei welchem die     Absolut-          ge3chwindigkeit    des geförderten ,Gases am       Laufradaustritt        mindestens.    gleich der     Schall-          geschwindigkeit    ist, wird     erfindungsgemäss     ein     guter        Diffusorwirkungsgrad    und damit  ein hoher Gesamtwirkungsgrad dadurch  erreicht,

   dass der     Diffusor    um die Laufrad  achse drehbar     ist    und     nm    gleichen     Drehsinn     wie das     CTebläserad    so rasch umläuft, dass  das Gas gegenüber den     Diffusorschaufeln     eine     unter    der Schallgeschwindigkeit liegende       Relativgeschwindigkeit    aufweist, wobei     das          Diffusorrad    vom geförderten Gas     angetrieben     wird.

      Das     Diffusorrad    kann dabei über     ein     Übersetzungsgetriebe mit der     Gebläselauf-          radwelle    kraftschlüssig verbunden     sein,    so  dass     zwischen    beiden Rädern ein     bestimmtes          Drehzahlverhältnis    besteht.  



  Bei     Radialgebläsen        ist    es zwar an sich be  kannt geworden, einen um die     Laufradachse     drehbaren     Diffusor    anzuwenden. Bei der be  kannten     Einrichtung        wird    mit     diesem    Mittel  jedoch lediglich eine stufenlose Regelung zur  Aufrechterhaltung gleichen Druckes in der       Ladeleitung    einer das Gebläse mit gleichblei  bender Drehzahl antreibenden     Höhenflug-          brennkraftmasebnne        erreicht.    Der     Gedanke,

       dieses     Mittel    bei sehr rasch laufenden Radial  gebläsen mit hohem Druckverhältnis zur Ver  besserung des     Wirkungsgrades    herbeizuzie  hen, ist durch die ältere Konstruktion jedoch  nicht     bekannt    geworden, da dort gerade bei  dem höchsten zu erreichenden Druckverhält  nis das     Diffusorrad        stillsteht.     



  Die     erfindungsgemässe        Gestaltung    von       Radialgebläsen    ermöglicht die Verwendung       dieser    konstruktiv einfacheren     Gebläsegat-          tung    an Stelle der     fabrikatorisch    komplizier  teren und viel Raum     beanspruchenden        Agial-          gebläse,    welche     bisher    fast ausschliesslich  überall dort zum Einbau kamen, wo ein hoher       Wirkungsgrad    bei hohem     Druckverhältnis    er  forderlich war.  



  Ein     erfindungsgemässes        Radialgebläse          kann.    beispielsweise in einer Gasturbinen  anlage verwendet werden, welche die Über  schussleistung der Gasturbine nach aussen ab-      gibt. Das Gebläse wird dann durch eine Gas  turbine angetrieben, der die vom Gebläse ge  förderte Luft durch     eine    Brennkammer hin  durch zuströmt.

       Vorteilhaft    gibt das     Diffu-          sorrad,    das als     Turbine        wirkend    einen Teil  der in der geförderten Luft enthaltenen kine  tischen Energie     aufnimmt,    mechanische Ener  gie ab, so dass mindestens     ein    Teil der nutz  baren Differenzleistung     der        Gasturbinen-          Gebläsegruppe    über das     Diffusorrad    nach  aussen geführt wird.  



  Wenn das     Diffusorrad    nur einen     Teil    der       Differenzleistung    der     Gasturbinen-Geblä.se-          gruppe    aufnimmt, so kann diese     Leistung    über       ein        Getriebe    an die     Gasturbinen-Gebläsewelle     abgegeben werden, wobei dann die     gesamte     nach     aussen    zur Verfügung stehende Leistung  an dieser Welle abgenommen wird.  



  In der Zeichnung ist die Erfindung an       einem        Ausführungsbeispiel    veranschaulicht,       und    zwar zeigt sie schematisch einen Quer  schnitt durch eine     Gasturbinenanlage    mit dem       erfindungsgemässen        Radialgebläse.     



  Bei der     dargestellten    Ausführungsform       ist        auf    der im Gehäuse 1 drehbar     gelagerten     Welle 2 das     Gebläselaufrad    d und     das    Gas  turbinenlaufrad 4 befestigt. Dem Austritt des       radialdurchströmten        Gebläselaufrades    3 ge  genüber liegt der Kranz der     Diffusorschau-          feln    5, welche am     Diffusorrad    6 angeordnet  sind.

   Das mit hoher Drehzahl umlaufende       Gebläserad    3 saugt durch den     Stutzen    7 Luft  an, welche an seinem Umfang mit Überschall  geschwindigkeit austritt und das     Diffusorrad     6 so rasch     antreibt,    dass die     in    den     Diffusor          strömende    Luft gegenüber den     Dzffusorschau-          feln    5     eine        unter    der Schallgeschwindigkeit  liegende     Relativgeschwindigkeit    besitzt.

    Durch die     Diffusorschaufeln    5     wird    der Luft  ein Teil     ihrer        kinetischen    Energie entzogen,  so dass sie     mit    einer erheblich unter     .Schall-          geschwindigkeit    liegenden     Absolutgeschwin-          digkeit    aus dem     Schaufelkranz    des     Diffusor-          rades        austritt.        Die    geförderte Luft fliesst       dann    durch das     Wärmeaustauschrohr    8 in die    <RTI  

   ID="0002.0069">   Brennkammer    9. In diese     Kammer    wird durch  die Düse 10     Brennstoff        eingespritzt,    welcher  mit grossem     Luftüberschuss    verbrennt. Die    Abgase gelangen von der     Brennkammer    9  durch die     Leitung    11     in    die Turbineneinlauf  spirale 12 und strömen von dort durch den  Düsenring 13 und die     Gasturbinenschaufeln     14 über den     Wärmeaustauscher    15     ins        Freie.     



  Das     Diffusorrad    6     nimmt    nur einen Teil  der     Differenzleistung    der     Gasturbinen-          Gebläsegruppe    auf. Es gibt diese     Leistung     über das im Gehäuse 19     gelagerte    und aus  den     Zahnräderpaaren    20, 21     bezw.    2.2, 23 be  stehende Übersetzungsgetriebe an die Gastur  binen-Gebläsewelle 2 ab.

   Die ganze nach  aussen zur     Verfügung        stehende        Leistung    wird  dabei am Flansch 24 der     GaGturbinen-Gebläse-          welle    abgenommen.  



       Selbstverständlich    können im Rahmen der  Erfindung sowohl das Gebläse wie auch die  Gasturbine mehrstufig     ausgebildet        sein.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Maschinenanlage mit einem Turbogebläse mit radialdurchströmtem Laufrad, bei wel chem die Absolutgeschwindigkeit des geför derten Gases am Laufradaustritt mindestens gleich der Schallgeschwindigkeit ist, dadurch gekennzeichnet,

   dass der Diffusor um die Laufradachse drehbar ist und im gleichen Drehsinn wie das Gebläserad so rasch umläuft dass das Gas gegenüber den Diffusorschaufeln eine unter der Schallgeschwindigkeit liegende Relativgeschwindigkeit aufweist, wobei das Diffusorrad vom geförderten Gas angetrieben wird. UNTERANSPRüCHE 1.

   Maschinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusorrad über ein Übersetzungsgetriebe mit der Ge- bläselaufradwelle kraftschlüssig verbunden ist, so dass zwischen beiden Rädern ein be stimmtes Drehzahlverhältnis besteht. 2.

   Maschinenanlage nach Patentanspruch, bei welcher das Turbogebläse von einer Gas turbine angetrieben wird, der die vom Ge bläse geförderte Luft durch eine Brennkam mer hindurch zuströmt, wobei die Überschuss- leistung der Gasturbine nach aussen abgege ben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusorrad, das als Turbine wirkend einen Teil der in der geförderten Luft enthaltenen kinetischem Energie aufnimmt, mechanische Energie abgibt.

   so dass mindestens ein Teil der nutzbaren Differenzleistung der Gasturbinen- Gebläsegruppe über das Diffusorrad nach aussen geführt wird. 3. Maschinenanlage nach den Unteran- Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusorrad nur einen Teil der Diffe renzleistung der Gasturbinen-Gebläsegruppe aufnimmt und an die Gasturbinen-Gebläse- welle abgibt, wobei die gesamte nach aussen zur Verfügung ,

   stehende Leistung an dieser Welle abgenommen wird.