CH669429A5 - - Google Patents

Description

669429

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE

1. Radialturbine in der die vollständige Expansion des Fluidums in den Düsen eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgende Bestandteile enthält:

- einen hohlen Rotor (1), welcher mittels seiner Nabe an einer Rotorwelle (16) befestigt ist, an dessen Umfangswand Düsen (2) tangential angebracht sind, so dass sie einen Strah-lenabfluss mit Überschallgeschwindigkeit ermöglichen und dadurch die Bildung eines Reaktionsdrehmomentes (R) am hohlen Rotor (1);

- Laufschaufeln (5), die seitlich an der Peripherie eines Kranzes (4) gebildet sind, der am Umfang einer Tragwand des Rotors (1) befestigt oder mit dieser Wand einstückig ausgebildet ist;

- Leitschaufeln (3) an einer (6) der seitlichen Gehäusewände (6,9), die sich, in radialer Richtung gesehen, zwischen den Düsen (2) und den Laufschaufeln (5) befinden, so dass eine Ablenkung der Strahlen in den Leitschaufeln (3) und ihre Wirkung auf die Laufschaufeln (5) ermöglicht ist, um ein Aktionsdrehmoment (A) in der Richtung des Reaktionsdrehmomentes (R) zu bilden;

- eine Rotorwelle (16) für die Übertragung des Reaktions-(R) und Aktionsdrehmomentes (A);

- ein Zuleitungsrohr (7) für den Zufluss des Fluidums in den hohlen Rotor (1), das seitlich an die axiale Öffnung der einen Gehäusewand (6) angeschlossen ist;

- einen Ableitdiffusor (22) an dem peripheren Teil einer (6) der Gehäusewände (6,9) und

- Dichtungselemente (10,15,20)

2. Radialturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rotorwelle (16) ein Kleinzahnrad (12) sitzt, das mit einem Grosszahnrad (19) auf einer Antriebswelle (21) kämmt, um die Drehzahl zu reduzieren.

3. Radialturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den inneren Flächen des Zuleitungsrohres (7), des hohlen Rotors (1), des Kranzes (4) und der Gehäusewände (6,9) eine Schicht aus einem Wärmeisolierstoff zur Verminderung der Wärme verluste und der thermischen Belastung aufgetragen ist.

BESCHREIBUNG Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Radialturbine in der die vollständige Expansion des Fluidums in den .Düsen durchgeführt wird.

Zu diesem Zweck wird bei im Anspruch 1 definierten Radialturbine die Strahlenreaktionswirkung durch die Düsen an der Rotorperipherie erreicht, indem die Aktionswirkung durch die Abgabe der kinetischen Energie der Strahlen auf die Laufschaufeln erfolgt, die an demselben Rotor befestigt oder mit ihm einstückig ausgebildet sind. Die Abgabe der kinetischen Energie erfolgt nach Veränderung der Strahlenrichtung mittels Leitschaufeln.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt der Turbine.

Fig. 2 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, auf hohlen Rotor, Laufschaufeln und Leitschaufeln, mit Blickrichtung von links gemäss Fig. 1.

Der Konstruktion liegt ein hohler Rotor 1 in Form einer drehsymmetrischen Trommel zugrunde, auf dessen Umfangswand Düsen 2 tangential angeordnet sind. Auf der Seitenwand des Rotors 1 ist ein Kranz 4 mit Laufschaufeln 5 befestigt oder mit ihm einstückig ausgeführt. An der seitlichen linken Wand 6 des Gehäuses sind Leitschaufeln 3 gebildet, die sich, in radialer Richtung gesehen, zwischen den Düsen 2 und den Laufschaufeln 5 befinden. Der Rotor 1 ist an einer Rotorwelle 16 befestigt, die durch Lager 11 und 14 in einem Gehäuse 13 gestützt ist. Die Drehzahlreduktion von der Rotorwelle 16 auf eine getriebene Welle 21 erfolgt mittels Zahnräder 12 und 19, so dass auf eine Kupplung 18 eine Drehzahl entsprechend dem Bedarf der angeschlossenen Maschine zustande kommt. Die Ölabdichtung erfolgt mittels spezieller Metall- oder Graphitdichtungsringe 10,15 und 20.

Das Fluidum (z.B. Dampf, Gas) wird dem Rotor 1 unter Druck durch ein Zuleitungsrohr 7 zugeführt, aus welchem es auf der Peripherie durch die Düsen 2 mit Ultraschallgeschwindigkeit ausfliesst. Auf diese Weise entstehen Schubkräfte der Fluidumsexpansion, die auf dem Rotor 1 ein Reaktionsdrehmoment R bilden. Nach dem Ausfluss des Fluidums aus den Düsen 2 wechselt die Strömungsrichtung in den Leitschaufeln 3, welche unbeweglich sind (Statorrad, an der linken Gehäusewand 6 befestigt oder mit ihr einstückig ausgeführt). Mit gerichteter Fluidumströmung wird ein Aktionsdrehmoment A auf dem Kranz 4 verwirklicht, der dem Reaktionsdrehmoment R auf dem Rotor 1 überlagert ist.

Zur Verminderung der Wärmeverluste, wird eine Wärmeisolierschicht auf die inneren Flächen des Zuleitungsrohrs 7 des Rotors 1, des Kranzes 4 und den Gehäusewände 6 und 9 aufgetragt.

Die oben beschriebene Radialturbine, mit der neuen Art der Ausnutzung der potentiellen und kinetischen Energie, hat einen bedeutend höheren effektiven Wirkungsgrad als die bisherigen konventionellen Turbinen.

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1 Blatt Zeichnungen