CH302681A - Verfahren zum Betrieb von Turbinen, insbesondere Gasturbinen. - Google Patents

Description

      Verfahren        zum        Betrieb    von     Turbinen,    insbesondere     Gasturbinen.       Die     Erfindung    bezieht sich auf ein Ver  fahren zum Betrieb von Turbinen und     eine     Vorrichtung zur Durchführung des Ver  fahrens.

      Das Verfahren nach der Erfindung     be-          s@teht    darin, dass     ein.    für     Beaufschlagung     durch ein Kühlmittel vorgesehener     Beauf-          schlagungsbogen    in Betriebsfällen, wo eine       Vergrösserung    der     Beaufschlagungsfläche     durch das Treibmittel erwünscht     ist,    min  destens zum Teil durch das Treibmittel     beauf-          schlagt    wird.

   Die erfindungsgemässe Vorrich  tung besteht darin, dass     wenigstens    ein Teil  eines     Beaufschlagungsbogens    für das Kühl  mittel sowohl an die Zuleitung für das Kühl  mittel als auch an die für das Treibmittel       angeschlossen    ist und durch eine Schaltvor  richtung jeweils eine der Zuleitungen ab  sperrbar ist.  



  In der Zeichnung sind     Ausführung     Beispiele der Vorrichtung zur Durchführung  des Verfahrens schematisch dargestellt, an  Hand welcher auch das Verfahren beispiels  weise erläutert wird.  



       Fig.1    zeigt im Querschnitt ein     Einström-          gehäuse    einer Turbine mit     einer    Unterteilung  in drei     Beaufschlagungsbogen,          Fig.    2 zeigt ein     Einströmgehäuse    mit einer  Unterteilung in zwei     Beaufschlagungsbogen,

            Fig.    3 zeigt ein     Einströmgehäuse    mit einer  Unterteilung in vier     Beaufschlagungsbogen     und         Fig.    4 zeigt ein     Einströmgehäuse        mit    einer  Unterteilung in drei     Beaufschlagungsbogen,     die nacheinander     zuschaltbar    sind.  



  In     Fig.1    ist das     Einsströmgehäuse    in drei       Beaufschlagungsbogen.A,    B und C unterteilt.  A ist derjenige     Beaufschlagungsbogen,    wel  cher     ausschliesslich    vom Treibmittel     (zLun     Beispiel den     Abgasen        einer        Brennkraft-          masehine)    durchströmt wird, B ist derjenige       Beaufschlagungsbogen,    welcher ausschliesslich  vom Kühlmittel (zum Beispiel     Fahrtwindluft     oder ein anderes Kühlmittel, zum Beispiel  auch     Gebläseluft)

          beaufschlagt    wird. Der     Be-          aufsehlagungsbogen    C kann entweder vom  Treibmittel oder vom     Kühlmittel        beaufsehlagt     werden. Zu diesem Zweck ist     zwischen    dem       Einströmrohr    c und dem     Einströmrohr    d     ein     Verbindungsrohr     e    vorgesehen, welches     mit     dem     Beaufschlagungsbogen    C bei     f    in Ver  bindung steht.

   Innerhalb des Verbindungs  rohres e ist eine in beliebiger Weise zu     betä-          tigende        Umschaltklappe    g vorgesehen,     welche     in der     dargestellten    Stellung     einen    Zutritt des  Treibmittels zum     Beaufschlagungsbogen    C  gestattet.  



       Wird    die Klappe in die Stellung g'     1m     gestellt, so kann statt dessen     das    Kühlmittel  aus dem     Einströmkanal    d in den     Beauf-          schlagungsbogen    C überströmen.  



  Wie aus der     Zeichnung,        ersichtlich,        sind     die     Beaufschlagungsbogen    B und C zu einem       gemeinsamen    Gehäuse     a1    vereinigt und wer  den lediglich durch eine     Trennungswand    h           voneinander    getrennt.

   Das den hohen Tempe  raturen der Gase ausgesetzte Gehäuse     a2    für  den     Beaufschlagungsbogen    A ist dagegen vom  Gehäuse     ai    durch Spalte     ü    und i2 getrennt,  so dass Spannungen infolge der verschiede  rien Temperaturen der Gehäuse     al    und     a2     weitgehend     vermieden    werden.  



  Im Falle der     Fig.2    sind lediglich zwei       Beaufschlagungsbogen    A,     und        C,    vorgesehen.  Der     Beaufschlagungsbogen    A, wird wieder       ausschliesslich    vom     Treibmittel        beaufschlagt,          während    der     Beaufschlagungsbogen        0i,    wel  cher zur     Kühlmittelbeaufschlagung    dient,       auch    zeitweise vom Treibmittel     beaufschlagt     werden kann.

   Eine Verbindungsleitung ei  verbindet die     Einströmkanäle    c und d mit  einander. Eine Verbindungsleitung ei ver  bindet die     Einströmkanäle    c     und        d    mitein  ander.

   Eine     Umschaltklappe    k verhindert in  der     dargestellten    Lage den Zutritt des Kühl  mittels zum     Beaufschlagungsbogen        Ci,    wäh  rend in der Lage k' der Klappe der Zutritt  von Treibmittel     zam        Beaufschlagungsbogen          Cl    unterbunden und gleichzeitig eine     Beauf-          schlagung    des der Kammer Cl zugeordneten       Düsenquerschnittes    durch das Kühlmittel er  möglicht ist.

   Die     Beaufschlagungsbögen    A,  und     C,    sind lediglich durch Zwischenwände       yil    und     h2    getrennt, doch können natürlich  auch in diesem Falle durch Zwischenräume  zollständig getrennte     Gehäuseteile    angeord  net werden.  



  Wie aus     Fig.    3     ersichtlich    ist, kann das       Einströmgehäuse    so ausgebildet     sein,    dass       mehrere        Beaufschlagungsbögen    gleichzeitig  von     Kühlmittelbeaufschlagung    auf Treib  mittelbeaufschlagung umgeschaltet     werden     können.

   Es sind hierbei die     Beaufsehlagungs-          bögen    A und A, für das Treibmittel, die sich  zur Verhütung von     Verziehungen    diametral  gegenüberliegen, bei     Zuführung    durch die       Kanäle    c, cl vorgesehen     und    die     Beaufschla-          gungsbögen    C, Cl für das Kühlmittel bei Zu  führung     durch    die Kanäle d,     d1.    Die Kanäle  c,     d.        sind.    mit einer Verbindungsleitung     e1     und die Kanäle     cl,

          dl    mit einer     Ver-          bindungsleitung        e'1    verbunden. Durch die  Klappen<I>k,</I>     K1'    können die: Kanäle     d,       d1 abgesperrt werden. Ein nicht einge  zeichnetes Verbindungsgestänge zwischen k  und     K1'    erlaubt ein     gleiehzeit.iges    Betätigen  beider Klappen. Das Zuschalten mehrerer     Be-          aufschlagLingsbögen    nacheinander vermittelt       Fig.    4.

   Der Kanal d für das     Kühlmittel    ist in  die Kanäle     d2        lind        d2'    geteilt und beide  Kanäle stehen über dem Kanal e2 mit dem  Kanal c für das Treibmittel in Verbindung.  Durch die Klappen k2 und k2 ist ein auf  einanderfolgendes     Z.usehalten    der     Beauf-          sehlagungsbögen        erzielbar.     



  Von     besonderer    Bedeutung ist die Erfin  dung beispielsweise bei auf Flugzeugen an  geordneten, zum Antrieb von Ladegebläsen  dienenden Abgasturbinen. So ist zum Beispiel  in Bodennähe infolge der geringen Gas  geschwindigkeit eine besonders     grosse        Düsen-          fläehe    erforderlich. Anderseits     kann    jedoch.

    da infolge der geringen Drehzahl der Tur  bine die     Fliehkraftbeanspruchung    des Läufers  viel     kleiner    ist als in grossen Höhen und daher  die     Be;schaufelung    eine viel höhere Tempera  tur annehmen darf, die     Kühlwirkung    ohne       Nachteil    verringert werden. Ein anderer  Fall liegt zum Beispiel in besonders grossen  Höhen vor, weil hier vielfach besonders     grosse     Düsenquerschnitte     notwendig    werden.

   Zwar  sind in diesem Fall die     Fliehkraftbeanspru-          chungen    des Läufers besonders hoch, jedoch  wird durch die viel stärkere Expansion des  Gases die Temperatur desselben so     stark    ge  senkt, dass die Schaufeln auch bei Überdruck  wirkung weniger hoch     erhitzt    werden als im  Bodenbetrieb, auch ist die Temperatur der  Aussenluft in der Regel     ,geringer,    was     ins-          besondere    bei     Kühlbeaufschlaguug    durch den  Flugwind von Vorteil ist.

   Aus diesem Grunde  ist eine nicht so starke Kühlung     lind    eine Ver  ringerung des     Kühlluftbogens        zulässig.     



  Eine weitere vorteilhafte     Anwendungs-          mägliehkeitder    Erfindung ist ferner bei einer  zum     Antrieb    eines Bodenfahrzeuges dienenden  Frischgasturbine mit von Kühlluft     beauf-          schlagten    Sektoren gegeben. Hier ist beim  Start ein besonders hohes Drehmoment not  wendig, während die Drehzahlen der An.  triebsturbine noch sehr     gering    sind.

   Nimmt           man        zum        Beispiel        ein        zu        30%        des        Umfanges     mit sehr heissem Gas     beaufschlagtes    Turbinen  rad an, so kann durch eine Verdoppelung des       Cxasbeaufschlagungsbogens        auf        60        %        eine     Verdoppelung des Drehmomentes erzielt wer  den.

   Unter     Umständen        kann.    sogar eine kurz  zeitige     Verdreifachung    des     Beaufschlaa        ings-          bogens    für das     Frischgas,    also im erwähnten       Falle        auf        90%        des        Umfanges        oder        mehr,     zulässig sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Betrieb von Turbinen, dadurch gekennzeichnet, dass ein für Beauf- schlagungdurch .ein Kühlmittel vorgesehener Beaufschlagungsbogen in Betriebsfällen, wo eine Vergrösserung der Beaufschlagungsfläche durch das Treibmittel erwünscht ist, min destens zum Teil durch das Treibmittel be- aufschlagt wird.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil eine, Beaufschlagimgssbogens für das Kühlmittel sowohl an die Zuleitung für das Kühlmittel als auch an die für das Treibmittel ange schlossen ist und durch eine Schaltvorrich tung jeweils eine der Zuleitungen absperr bar ist. UNTER-ANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspiuch I, da durch gekennzeichnet, dass mehrere Beauf- schlagungsbögen von einem Strömungsmittel auf das andere umgeschaltet werden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I zum Betrieb von auf Flugzeugen angeordneten, zum Antrieb von Ladegebläsen dienenden Abgasturbinen, dadurch gekennzeichnet, dass in Bodennähe und in grossen Höhen der Be- a,ufschlaägungsbogen für das Kühlmittel zu gunsten der Beaufsehlagung durch das Treib-- mittel verringert wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I zum Betrieb von auf Bodenfahrzeugen angeordne ten Turbinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Beaufschlagungsbogen für die Beauf- cchlagung durch ein Treibmittel beim Be- schleunigen des Fahrzeuges vergrössert wird. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, .dass die Schaltvor richtung in einer Verbindungsleitung der Zu leitungen angeordnet ist. 5.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Düsendes vom Treibmittel beaufschlagten Bogens in einem getrennten Einströmgehäuse liegen.