DE102009010608B4

DE102009010608B4 - Design of the inflow chamber with radial inflow and distribution of live steam flow in 2 sections

Info

Publication number: DE102009010608B4
Application number: DE200910010608
Authority: DE
Inventors: Hannes Dr. Fogt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: DE102009010608A1

Abstract

Einströmgehäuse für eine Dampfturbine, wobei das Einströmgehäuse aufweist:
einen Strömungskanal (101) zum Befördern eines Arbeitsmediums;
einen ersten Zuströmkanal (110) und einen zweiten Zuströmkanal (120); und
eine Trennwand (109);
wobei der Strömungskanal (101) radial in Richtung zu einem Mittelpunkt (M) des Einströmgehäuses (100) ausgerichtet ist;
wobei der erste Zuströmkanal (110) und der zweite Zuströmkanal (120) tangential entlang einer inneren Oberfläche (102) des Einströmgehäuses (100) ausgerichtet sind;
wobei das Arbeitsmedium mit einem ersten Anteil (m₁) an den ersten Zuströmkanal (110) und mit einem zweiten Anteil (m₂) an den zweiten Zuströmkanal (120) aufteilbar ist;
wobei der erste Zuströmkanal (110) und der zweite Zuströmkanal (120) Ausströmbereiche (103) aufweisen, mittels welchen der erste Anteil (m₁) und der zweite Anteil (m₂) des Arbeitsmediums an ein Innenvolumen (104) des Einströmgehäuses (100) abgebbar sind;
wobei die Trennwand (109) eingerichtet ist, den ersten Zuströmkanal (110) von dem zweiten Zuströmkanal (120) zu...Inflow housing for a steam turbine, wherein the inflow housing comprises:
a flow channel (101) for conveying a working medium;
a first inflow channel (110) and a second inflow channel (120); and
a partition wall (109);
wherein the flow channel (101) is oriented radially towards a center (M) of the inflow housing (100);
wherein the first inflow channel (110) and the second inflow channel (120) are tangentially aligned along an inner surface (102) of the inflow housing (100);
wherein the working medium with a first portion (m ₁ ) to the first inflow channel (110) and with a second portion (m ₂ ) to the second inflow channel (120) can be divided;
wherein the first inflow channel (110) and the second inflow channel (120) have outflow regions (103), by means of which the first portion (m ₁ ) and the second portion (m ₂ ) of the working medium to an internal volume (104) of the inflow (100) can be dispensed;
wherein the partition wall (109) is arranged to direct the first inflow channel (110) from the second inflow channel (120) to the first inflow channel (110).

Description

Gestaltung der Einströmkammer mit radialer Zuströmung und Aufteilung des Frischdampfstroms in 2 Abschnitten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einströmgehäuse für eine Turbine bzw. für eine Dampfturbine, sowie ein Verfahren zum Einströmen eines Arbeitsmediums in ein Einströmgehäuse einer Turbine bzw. einer Dampfturbine.The present invention relates to an inflow housing for a turbine or for a steam turbine, and to a method for flowing a working medium into an inflow housing of a turbine or a steam turbine.

Damit Turbinen insgesamt leistungsfähiger und verlustärmer betrieben werden können, ist es notwendig, ein Arbeitsmedium möglichst verlustarm in ein Einströmgehäuse, welches ein Teil eines Turbinengehäuses ist, einzubringen. Das Arbeitsmedium, welches in das Einströmgehäuse hineinströmt, treibt einen Turbinenläufer an und erzeugt somit die gewünschte Turbinenleistung.For turbines to be able to operate more efficiently and with lower losses, it is necessary to introduce a working medium with as little loss as possible into an inflow housing, which is part of a turbine housing. The working medium, which flows into the inflow housing, drives a turbine runner and thus generates the desired turbine power.

DE 1 915 267 A1 beschreibt eine bekannte Turbine mit einer Düsengruppenregelung zum Einströmen eines Arbeitsmediums in einen Einströmkasten einer Turbine. Bekannt ist hierbei, dass das Arbeitsmedium über Einströmkanäle in einen Einströmkasten gelangen kann. Aus dem Einströmkasten wird eine Vielzahl von Strömungskanälen abgeführt, welche jeweils einen Teil des Arbeitsmediums zu einem Innenraum der Turbine führen. Jede Zuführleitung verläuft dabei einzeln von dem Einströmkasten zu dem Turbineninnenraum und kann jeweils separat über Regelventile gesteuert werden. DE 1 915 267 A1 describes a known turbine with a nozzle group control for the flow of a working fluid into a inflow of a turbine. It is known that the working fluid can reach via inflow channels in an inflow. From the inflow a plurality of flow channels is discharged, each leading a portion of the working fluid to an interior of the turbine. Each supply line runs individually from the inflow to the turbine interior and can each be controlled separately via control valves.

DE 679 924 offenbart eine Schaltvorrichtung für Dampfturbinen. Eine Dampfturbine offenbart einen ringförmigen Düsenkanal mit einer äußeren Wand und einer inneren Wand. Über ein Zudampfrohr wird Frischdampf in Düsenkanäle eingespeist. In den Düsenkanälen befinden sich nicht verschiebbare Hähne, welche einzelne Segmente der Düsenkanäle abtrennen. DE 679 924 discloses a switching device for steam turbines. A steam turbine discloses an annular nozzle channel having an outer wall and an inner wall. Fresh steam is fed into nozzle channels via an exhaust steam tube. In the nozzle channels are non-displaceable taps, which separate individual segments of the nozzle channels.

WO 2008/148607 A1 offenbart eine Turbine mit einem kompakten Einströmgehäuse dank innenliegender Regelventile. Über eine Einlassleitung in einem Einströmgehäuse wird ein Arbeitsmedium nicht verschiebbaren ersten, zweiten und dritten Düsengruppen zugeführt, welche tangential um eine innere Oberfläche des Einströmgehäuses angeordnet sind. Die Einlassleitung ist derart am Einströmgehäuse angeordnet, dass das Arbeitsmedium im Wesentlichen tangential bezüglich einer inneren Oberfläche des Einströmgehäuses eingeströmt wird. WO 2008/148607 A1 discloses a turbine with a compact inflow housing thanks to internal control valves. Via an inlet line in an inflow housing, a working medium is supplied to non-displaceable first, second and third nozzle groups, which are arranged tangentially around an inner surface of the inflow housing. The inlet line is arranged on the inflow housing such that the working medium is flowed in substantially tangentially with respect to an inner surface of the inflow housing.

EP 0 508 067 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Regulieren eines durchströmten Querschnitts einer Turbomaschine. In Zuströmkanäle der Turbomaschine gelangt Dampf, wobei die Zuführmenge des Dampfs über einen Kontrollschieber steuerbar ist. EP 0 508 067 A1 discloses a device for regulating a flow-through cross section of a turbomachine. In inflow channels of the turbomachine steam passes, wherein the supply amount of the steam is controllable via a control slide.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einströmkammer für eine Turbine mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen.The invention has for its object to provide an inflow chamber for a turbine with improved properties.

Diese Aufgabe wird durch ein Einströmgehäuse für eine Dampfturbine und durch ein Verfahren zum Einströmen eines Arbeitsmediums in ein Einströmgehäuse einer Dampfturbine mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by an inflow housing for a steam turbine and by a method for flowing a working medium into an inflow housing of a steam turbine with the features according to the independent patent claims.

Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Einströmgehäuse für eine Dampfturbine geschaffen. Das Einströmgehäuse weist einen Strömungskanal zum Befördern eines Arbeitsmediums, einen ersten Zuströmkanal und einen zweiten Zuströmkanal auf. Der Strömungskanal ist dabei im Wesentlichen radial in Richtung zu einem Mittelpunkt des Einströmgehäuses ausgerichtet. Der erste Zuströmkanal und der zweite Zuströmkanal sind tangential entlang einer inneren Oberfläche des Einströmgehäuses ausgerichtet. Das Arbeitsmedium ist mit einem ersten Anteil an den ersten Zuströmkanal und mit einem zweiten Anteil an den zweiten Zuströmkanal aufteilbar. Der erste Zuströmkanal und der zweite Zuströmkanal weisen Ausströmbereiche auf, mittels welchen der erste Anteil und der zweite Anteil des Arbeitsmediums an ein Innenvolumen des Einströmgehäuses abgebbar sind. Ferner weist das Einströmgehäuse eine Trennwand auf. Die Trennwand ist eingerichtet, den ersten Zuströmkanal von dem zweiten Zuströmkanal zu trennen. Ferner ist die Trennwand derart verschieblich angeordnet, dass ein erstes Volumen des ersten Zuströmkanals und ein zweites Volumen des zweiten Zuströmkanals änderbar sind.According to a first exemplary embodiment of the invention, an inflow housing for a steam turbine is provided. The inflow housing has a flow channel for conveying a working medium, a first inflow channel and a second inflow channel. The flow channel is aligned substantially radially in the direction of a center of the inflow housing. The first inflow channel and the second inflow channel are tangentially aligned along an inner surface of the inflow housing. The working medium can be divided with a first portion of the first inflow channel and with a second portion of the second inflow channel. The first inflow channel and the second inflow channel have outflow regions, by means of which the first portion and the second portion of the working medium can be delivered to an inner volume of the inflow housing. Furthermore, the inflow housing has a partition wall. The partition is arranged to separate the first inflow channel from the second inflow channel. Further, the partition wall is arranged displaceably such that a first volume of the first inflow channel and a second volume of the second inflow channel are changeable.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Einströmen eines Arbeitsmediums in ein Einströmgehäuse einer Dampfturbine geschaffen. Zunächst wird ein Strömungskanal zum Befördern des Arbeitsmediums im Wesentlichen radial in Richtung zu einem Mittelpunkt des Einströmgehäuses ausgerichtet. Ein erster Zuströmkanal und ein zweiter Zuströmkanal werden tangential entlang einer inneren Oberfläche des Einströmgehäuses ausgerichtet. Das Arbeitsmedium wird mit einem ersten Anteil an den ersten Zuströmkanal und mit einem zweiten Anteil an den zweiten Zuströmkanal aufgeteilt. Der erste Anteil und der zweite Anteil des Arbeitsmediums werden an ein Innenvolumen des Einströmgehäuses mittels Ausströmbereichen des ersten Zuströmkanals und des zweiten Zuströmkanals abgegeben. Der erste Zuströmkanal wird von dem zweiten Zuströmkanal mit einer Trennwand getrennt. Ein erstes Volumen des ersten Zuströmkanals und eines zweiten Volumens des zweiten Zuströmkanals wird mittels Verschiebens der Trennwand geändert.According to a further exemplary embodiment of the invention, a method is provided for flowing a working medium into an inflow housing of a steam turbine. First, a flow channel for conveying the working medium is aligned substantially radially in the direction of a center of the inflow housing. A first inflow channel and a second inflow channel are tangentially aligned along an inner surface of the inflow housing. The working medium is divided with a first portion of the first inflow channel and a second portion of the second inflow channel. The first portion and the second portion of the working medium are delivered to an internal volume of the inflow housing by means of outflow areas of the first inflow channel and the second inflow channel. The first inflow channel is separated from the second inflow channel with a partition wall. A first volume of the first inflow channel and a second volume of the second inflow channel is changed by moving the partition wall.

Mit der verschiebbaren Trennwand kann das Volumen und damit auch der erste Anteil und der zweite Anteil des Arbeitsmediums eingestellt werden. Die Trennwand kann beispielsweise das Volumen des ersten Zuströmkanals erweitern und damit ebenfalls die Geschwindigkeiten und die Drücke des ersten Anteils des Arbeitsmediums, sodass wiederum ein bestimmtes Einströmfeld einstellbar ist. With the movable partition, the volume and thus also the first portion and the second portion of the working medium can be adjusted. For example, the dividing wall can expand the volume of the first inflow channel and thus also the speeds and the pressures of the first portion of the working medium, so that in turn a certain inflow field can be set.

Unter einem Einströmgehäuse einer Turbine bzw. einer Dampfturbine wird beispielsweise der Teil einer Turbinenvorrichtung verstanden, in welchem der Turbinenläufer drehbar eingebaut ist und in welchem der Turbinenläufer mittels Zuströmens von einem Arbeitsmedium angetrieben wird. Das Einströmgehäuse kann hierzu ein Innenvolumen aufweisen, in welchem sich der Turbinenläufer drehen kann. Das Innenvolumen wird durch eine innere Oberfläche des Einströmgehäuses umgeben, wobei die innere Oberfläche im Querschnitt eine kreisrunde Form aufweisen kann. Die innere Oberfläche des Einströmgehäuses bildet beispielsweise in einer Längsrichtung des Einströmgehäuses eine Zylinderform aus.An inflow housing of a turbine or a steam turbine is understood, for example, as the part of a turbine device in which the turbine rotor is rotatably installed and in which the turbine rotor is driven by inflow of a working medium. For this purpose, the inflow housing can have an internal volume in which the turbine rotor can rotate. The inner volume is surrounded by an inner surface of the inflow housing, wherein the inner surface may have a circular shape in cross section. The inner surface of the inflow housing forms, for example, a cylindrical shape in a longitudinal direction of the inflow housing.

Unter dem Begriff „radial” bezüglich der Ausrichtung des Strömungskanals in Richtung zu einem Mittelpunkt des Einströmgehäuses kann beispielsweise verstanden werden, dass der Verlauf einer Erstreckungsrichtung, entlang welcher das Arbeitsmedium in dem Strömungskanal entlang strömt, durch den Mittelpunkt des Einströmgehäuses oder zumindest durch einen Bereich um den Mittelpunkt des Einströmgehäuses verlaufen kann. Aufgrund baulicher Fertigungstoleranzen kann die Erstreckungsrichtung auch durch den Bereich um den Mittelpunkt verlaufen, bzw. in den Bereich im Inneren des Einströmgehäuses verlaufen, so dass die Erstreckungsrichtung nicht genau durch den Mittelpunkt verläuft. Mit anderen Worten strömt der gesamte Massenstrom des Arbeitsmediums mittels des im Wesentlichen radial zum Mittelpunkt des Einströmgehäuses ausgerichteten Strömungskanals zunächst im Wesentlichen in Richtung des Mittelpunkts des Einströmgehäuses, bevor eine Aufteilung in den ersten Zuströmkanal und in den zweiten Zuströmkanal vorgenommen wird.The term "radial" with respect to the orientation of the flow channel in the direction of a center of the inflow housing can be understood, for example, to mean that the course of an extension direction along which the working medium flows in the flow channel intersects through the center of the inflow housing or at least through an area may run the center of the inflow housing. Due to structural manufacturing tolerances, the extension direction can also run through the area around the center, or extend into the area inside the inflow, so that the extension direction is not exactly through the center. In other words, the entire mass flow of the working medium initially flows essentially in the direction of the center point of the inflow housing by means of the flow channel oriented essentially radially to the center of the inflow housing, before a division into the first inflow channel and into the second inflow channel is undertaken.

Unter der tangentialen Ausrichtung des ersten und zweiten Zuströmkanals entlang einer inneren Oberfläche kann verstanden werden, dass der erste und zweite Zuströmkanal sich an die Form der inneren Oberfläche anschmiegt und entlang ihrer verläuft. Weist die innere Oberfläche beispielsweise eine Kreisform auf, so weisen die ersten und zweiten Zuströmkanäle eine Kontur eines Halbkreises bzw. eines Kreissektors auf. Die ersten und zweiten Zuströmkanäle können dabei in dem Einströmgehäuse selbst angebracht werden, so dass kein Teil der ersten und zweiten Zuströmkanäle in das Innenvolumen des Einströmgehäuses hineinragt, so dass eine glatte und ebene innere Oberfläche des Einströmgehäuses gegeben wird. Ferner können die ersten und zweiten Zuströmkanäle an der inneren Oberfläche angebracht werden und entlang derselben verlaufen.By the tangential orientation of the first and second inflow channels along an inner surface, it can be understood that the first and second inflow channels conform to and extend along the shape of the inner surface. If, for example, the inner surface has a circular shape, then the first and second inflow channels have a contour of a semicircle or a circular sector. The first and second inflow passages can in this case be mounted in the inflow housing itself, so that no part of the first and second inflow passages projects into the internal volume of the inflow housing, so that a smooth and flat inner surface of the inflow housing is provided. Further, the first and second inflow passages may be attached to and run along the inner surface.

Unter dem Begriff „Ausströmbereich” werden diejenigen Bereiche der ersten und zweiten Zuströmkanäle verstanden, durch welche ein Arbeitsmedium von den ersten und zweiten Zuströmkanälen in das Innenvolumen des Einströmgehäuses eintritt, um beispielsweise einen Turbinenläufer anzutreiben. Die Ausströmbereiche der ersten und zweiten Zuströmkanäle können hierbei im Inneren des Einströmgehäuses selbst angebracht werden, so dass sie nicht durch die innere Oberfläche in das Innenvolumen hineinragen.The term "outflow region" is understood to mean those regions of the first and second inflow passages through which a working medium enters the interior volume of the inflow housing from the first and second inflow passages in order to drive, for example, a turbine runner. The outflow areas of the first and second inflow passages can in this case be arranged in the interior of the inflow housing itself, so that they do not protrude through the inner surface into the inner volume.

Unter dem Begriff „Arbeitsmedium” kann jegliches flüssige oder gasförmige Medium verstanden werden, welches sich zum Antrieb eines Turbinenläufers eignet. Hierbei kann insbesondere der Einsatz von Frischdampf vorgesehen werden, mit dem die Leit- und Laufschaufeln des Läufers beaufschlagt werden können.The term "working medium" can be understood to mean any liquid or gaseous medium which is suitable for driving a turbine rotor. In this case, in particular the use of live steam can be provided, with which the guide and moving blades of the rotor can be acted upon.

Mit den ersten und zweiten Anteilen des Arbeitsmediums werden beispielsweise ein erster Massenstrom und ein zweiter Massenstrom des Arbeitsmediums beschrieben, welche denjenigen Massenstrom des Arbeitsmediums beschreiben, welcher sich in einer Zeiteinheit durch einen Querschnitt des ersten Zuströmkanals und/oder des zweiten Zuströmkanals bewegt.With the first and second portions of the working medium, for example, a first mass flow and a second mass flow of the working medium are described, which describe the mass flow of the working medium, which moves in a unit of time through a cross section of the first inflow channel and / or the second inflow channel.

Mit dem beanspruchten Einströmgehäuse wird eine Möglichkeit geschaffen, eine verlustarme Zuströmung eines Arbeitsmediums bereitzustellen und zudem ein vorbestimmtes Einströmfeld des Arbeitsmediums in das Innenvolumen des Einströmgehäuses bereitzustellen. In der Entwicklung neuer Einströmgehäuse für Turbinen ist darauf zu achten, dass die Einströmgehäuse einerseits einen kompakten Bauraum aufweisen und dass die Zuströmung des Arbeitsmediums entlang des Umfangs des Einströmgehäuses gezielt vorgenommen werden kann, so dass definierte Einströmfelder in Umfangsrichtung bereitgestellt werden können. Ein Einströmfeld des Arbeitsmediums in das Innenvolumen eines Einströmgehäuses kann bisher derart bereitgestellt werden, indem aus einer Vorratskammer mittels separaten Zuströmkanälen bestimmte Zuströmbereiche bedient werden. Jeder dieser Zuströmkanäle weist dabei ein Steuerventil auf, um einen definierten Zustrom des Arbeitsmediums an einen bestimmten Bereich des Einströmgehäuses bereitzustellen. Damit ein solches Einströmfeld gezielt bereitgestellt werden kann, sind jedoch eine Vielzahl von Ventilen und Leitungen bisher notwendig, welche zu einem Einbauraum und einer Vergrößerung des Strömungswiderstands führen. Aufgrund der Aufteilung des Gesamtmassenstroms in dem Strömungskanal auf die ersten und zweiten Zuströmkanäle kann bereits ein Einströmfeld eingestellt werden, ohne das weitere verlustbehaftete Ventile in den Zuströmkanälen notwendig sind.With the claimed inflow housing a possibility is provided to provide a low-loss inflow of a working medium and also to provide a predetermined inflow of the working medium in the inner volume of the inflow. In the development of new inflow housing for turbines, care must be taken to ensure that the inflow housings on the one hand have a compact installation space and that the inflow of the working medium along the circumference of the inflow housing can be made specifically, so that defined inflow fields can be provided in the circumferential direction. An inflow field of the working medium into the internal volume of an inflow housing can hitherto be provided in such a way that specific inflow regions are served from a supply chamber by means of separate inflow channels. Each of these inflow channels in this case has a control valve in order to provide a defined inflow of the working medium to a specific region of the inflow housing. In order to be able to provide such an inflow field in a targeted manner, however, a multiplicity of valves and lines have hitherto been necessary, which lead to an installation space and an increase in the flow resistance. Due to the distribution of the total mass flow in the flow channel to the first and second inflow channels can already be set an inflow, without the further lossy valves in the inflow channels are necessary.

Unter dem Begriff „Einströmfeld” kann beispielsweise ein bestimmtes Strömungsmuster in der Einströmkammer verstanden werden. Ferner kann mit dem Begriff „Einströmfeld” ein Geschwindigkeitsprofil des Arbeitsmediums in der Einströmkammer, eine Geschwindigkeitsverteilung des Arbeitsmediums in der Einströmkammer und/oder eine Massenstromverteilung des Arbeitsmediums in der Einströmkammer verstanden werden.For example, the term "inflow field" can be understood to mean a specific flow pattern in the inflow chamber. Furthermore, the term "inflow field" can be understood as meaning a velocity profile of the working medium in the inflow chamber, a velocity distribution of the working medium in the inflow chamber and / or a mass flow distribution of the working medium in the inflow chamber.

Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Strömungskanal das Arbeitsmedium zentral bzw. in radialer Richtung zu dem Einströmgehäuse führen. Der Massenstrom des Arbeitsmediums kann dann in einen ersten und einen zweiten Zuströmkanal aufgeteilt werden, welche sich tangential entlang der inneren Oberfläche um das Einströmgehäuse bewegen. An bestimmten Ausströmbereichen der Zuströmkanäle kann das Arbeitsmedium in das Innere des Einströmgehäuses geleitet werden und einen Turbinenläufer antreiben. Da der Strömungskanal das Arbeitsmedium bereits in radialer Richtung zu dem Mittelpunkt des Einströmgehäuses führt, muss das Arbeitsmedium nur geringfügig umgelenkt werden, um in die ersten und zweiten Zuströmkanäle, welche tangential entlang der inneren Oberfläche verlaufen, abgeleitet zu werden. Somit kann eine Zuströmung des Arbeitsmediums um die gesamte Fläche des Einströmgehäuses bereitgestellt werden, ohne dass hohe Reibungsverluste bzw. Strömungsverluste auftreten. Gleichzeitig kann mittels des ersten und zweiten Zuströmkanals eine gezielte bzw. diversifizierte Zuströmung in den Innenraum des Einströmgehäuses bereitgestellt werden, so dass ein definiertes Einströmfeld bereitstellbar ist. Die Strömungswiderstände in dem ersten Zuströmkanal und dem zweiten Strömungskanal werden quasi parallel geschaltet und können somit beispielsweise über eine gezielte Steuerung des ersten Anteils und des zweiten Anteils an den ersten Zuströmkanal und den zweiten Zuströmkanal geleitet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Einströmgehäuse kann beispielsweise nur ein Zuströmkanal verwendet werden, um dennoch eine Einstellung eines Einströmfeldes zu ermöglichen, ohne einen zu hohen Strömungswiderstand bereitzustellen. Zudem kann ein flexibleres Einströmfeld bereitgestellt werden als beispielsweise bei einer Reihenschaltung der Zuströmkanäle bzw. der Ausströmbereiche. So kann mittels der Parallelschaltung der ersten und zweiten Zuströmkanals gezielt ein Einströmfeld eingestellt werden, in dem beispielsweise ein erster Anteil des Arbeitsmediums erhöht wird und ein zweiter Anteil des Massenstroms reduziert wird.With the present invention, a flow channel can guide the working medium centrally or in the radial direction to the inflow housing. The mass flow of the working medium can then be divided into a first and a second inflow channel, which move tangentially along the inner surface around the inflow housing. At certain outflow areas of the inflow channels, the working fluid can be directed into the interior of the inflow housing and drive a turbine rotor. Since the flow channel already leads the working medium in the radial direction to the center of the inflow housing, the working medium only has to be slightly deflected in order to be diverted into the first and second inflow channels, which run tangentially along the inner surface. Thus, an inflow of the working medium can be provided around the entire surface of the inflow, without high friction losses or flow losses occur. At the same time, a targeted or diversified inflow into the interior of the inflow housing can be provided by means of the first and second inflow channel, so that a defined inflow field can be provided. The flow resistances in the first inflow channel and the second flow channel are quasi-parallel connected and can thus be directed, for example, via a targeted control of the first portion and the second portion of the first inflow channel and the second inflow channel. With the inflow housing according to the invention, for example, only one inflow channel can be used in order nevertheless to allow an inflow field to be set without providing an excessively high flow resistance. In addition, a more flexible inflow field can be provided than, for example, in the case of a series connection of the inflow channels or the outflow regions. Thus, by means of the parallel connection of the first and second inflow channels, an inflow field can be adjusted in a targeted manner in which, for example, a first portion of the working medium is increased and a second portion of the mass flow is reduced.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Strömungskanal ein Steuerventil auf. Das Steuerventil ist eingerichtet, die Gesamtmenge des Massenstroms des Arbeitsmediums dem ersten Zuströmkanal und dem zweiten Zuströmkanal bereitzustellen. Mittels des Steuerventils kann somit der benötigte Massenstrom des Arbeitsmediums variabel eingestellt werden.According to a further exemplary embodiment, the flow channel has a control valve. The control valve is arranged to provide the total amount of the mass flow of the working medium to the first inflow channel and the second inflow channel. By means of the control valve thus the required mass flow of the working medium can be variably adjusted.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das Steuerventil ferner das Arbeitsmedium in den ersten Anteil und den zweiten Anteil aufzuteilen. Ausgehend von einem Gesamtmassenstrom des Arbeitsmediums kann mittels des Steuerventils gezielt der erste Anteil des Arbeitsmediums in dem ersten Zuströmkanal und der zweite Anteil des Arbeitsmediums in dem zweiten Zuströmkanal eingestellt werden, so dass flexibel ein Einströmfeld eingestellt werden kann.In another exemplary embodiment, the control valve may further divide the working fluid into the first portion and the second portion. Starting from a total mass flow of the working medium, the first portion of the working medium in the first inflow channel and the second portion of the working medium in the second inflow channel can be selectively adjusted by means of the control valve, so that an inflow field can be adjusted flexibly.

Der erste Anteil und der zweite Anteil des Arbeitsmediums können sich ferner selbständig bzw. automatisch einstellen, aufgrund der unterschiedlichen Größe und Volumen der ersten und zweiten Zuströmkanäle und der Größe der Ausströmbereiche. Aus den jeweiligen Kanalvolumina und der Größe der Ausströmbereiche bilden sich beispielsweise unterschiedliche Drücke und Geschwindigkeiten in den Zuströmkanälen aus, welche rückwirkend auf die Verteilung des Arbeitsmediums, bzw. der ersten Anteile und der zweiten Anteile des Arbeitsmediums, Einfluss nehmen.The first portion and the second portion of the working medium can also be set independently or automatically, due to the different size and volume of the first and second inflow channels and the size of the outflow areas. From the respective channel volumes and the size of the outflow areas, for example, different pressures and velocities are formed in the inflow channels, which retroactively influence the distribution of the working medium or the first portions and the second portions of the working medium.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform erstrecken sich der erste Zuströmkanal und der zweite Zuströmkanal symmetrisch entlang der inneren Oberfläche. Mittels einer gleichmäßigen und symmetrischen Erstreckung des ersten Zuströmkanals und des zweiten Zuströmkanals kann eine gleichmäßigere Bereitstellung von Ausströmbereichen bereitgestellt und somit ein symmetrisches Einströmfeld des Arbeitsmediums bereitgestellt werden.According to a further exemplary embodiment, the first inflow channel and the second inflow channel extend symmetrically along the inner surface. By means of a uniform and symmetrical extension of the first inflow channel and the second inflow channel, a more uniform provision of outflow regions can be provided and thus a symmetrical inflow field of the working medium can be provided.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform erstrecken sich der erste Zuströmkanal und der zweite Zuströmkanal über den gesamten inneren Umfang der inneren Oberfläche. Somit kann an jedem beliebigen Punkt des Einströmgehäuses ein Ausströmbereich bereitgestellt werden, um flexibel und variabel ein Einströmfeld des Arbeitsmediums bereitzustellen.According to a further exemplary embodiment, the first inflow channel and the second inflow channel extend over the entire inner circumference of the inner surface. Thus, at any point of the inflow housing, an outflow area can be provided to flexibly and variably provide an inflow field of the working medium.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Einströmgehäuse zumindest ein Strömungsventil auf, welches in dem ersten Zuströmkanal oder dem zweiten Zuströmkanal eingerichtet ist. Das zumindest eine Strömungsventil teilt die Ausströmbereiche in den ersten und/oder zweiten Zuströmkanälen in erste Ausströmbereiche und zweite Ausströmbereiche. Das zumindest eine Strömungsventil ist eingerichtet, einen Fluidmassenstrom des Arbeitsmediums von dem ersten Ausströmbereich in den zweiten Ausströmbereich zu steuern. Somit können die ersten und zweiten Ausströmbereiche in Reihe geschaltet werden und der Fluidmassenstrom, welcher den Ausströmbereichen zur Verfügung gestellt werden soll, eingestellt werden. Somit ergibt sich eine hohe Variabilität zur Einstellung eines Einströmfeldes. So kann beispielsweise mittels Einstellung eines ersten Anteils und eines zweiten Anteils des Arbeitsmediums eine erste Einstellung des Einströmfeldes vorgenommen werden und mittels einer weiteren Unterteilung des ersten Anteils und des zweiten Anteils mittels der Strömungsventile in dem ersten oder zweiten Zuströmkanal eine weitere Unterteilung des ersten Anteils und des zweiten Anteils vorgenommen werden, so dass das Einströmfeld genauer und flexibler einstellbar wird. Dennoch bleibt die Möglichkeit bestehen, mittels nur eines Zuströmkanals den Fluidmassenstrom des Arbeitsmediums bereitzustellen und durch nur eine geringe Umlenkung des Arbeitsmediums jeden beliebigen Ort der Einströmkammer mit dem Arbeitsmedium zu versorgen, ohne dass der Strömungswiderstand unnötig erhöht wird.According to a further exemplary embodiment, the inflow housing has at least one flow valve, which is set up in the first inflow channel or the second inflow channel. The at least one flow valve divides the outflow areas in the first and / or second inflow passages into first outflow areas and second outflow areas. The at least one flow valve is set up, a fluid mass flow of the working medium from the first outflow area into the second outflow area. Thus, the first and second Ausströmbereiche can be connected in series and the fluid mass flow, which is to be provided to the Ausströmbereichen be set. This results in a high variability for setting an inflow field. Thus, for example, by setting a first portion and a second portion of the working medium, a first adjustment of the inflow can be made by means of a further subdivision of the first portion and the second portion by means of the flow valves in the first or second inflow a further subdivision of the first portion and second portion are made so that the inflow is more accurate and more flexible adjustable. Nevertheless, it remains possible to provide the fluid mass flow of the working medium by means of only one inflow channel and to supply any desired location of the inflow chamber with the working medium by only a slight deflection of the working medium, without unnecessarily increasing the flow resistance.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Einströmgehäuse eine Vielzahl von Strömungsventilen auf, wobei die Vielzahl von Strömungsventilen die Ausströmbereiche in eine Vielzahl von Ausströmbereichen aufteilt. Mit anderen Worten kann mittels der Vielzahl von Strömungsventilen eine beliebige Reihenschaltung der Ausströmbereiche umgesetzt werden, so dass ein detailliertes und flexibles Einströmfeld des Arbeitsmediums bereitstellbar ist.According to another exemplary embodiment, the inflow housing has a plurality of flow valves, wherein the plurality of flow valves divides the outflow areas into a plurality of outflow areas. In other words, any desired series connection of the outflow regions can be implemented by means of the multiplicity of flow valves, so that a detailed and flexible inflow field of the working medium can be provided.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das zumindest eine Strömungsventil derart eingerichtet, dass das zumindest eine Strömungsventil entlang des ersten Zuströmkanals oder des zweiten Zuströmkanals entlang der inneren Oberfläche verschiebbar angeordnet ist. Das zumindest eine Strömungsventil, welches beispielsweise den ersten Ausströmbereich und den zweiten Ausströmbereich in Reihe schaltet, kann in Strömungsrichtung flexibel verschoben werden, so dass beispielsweise ein erster Ausströmbereich vergrößert und ein zweiter Ausströmbereich verkleinert werden kann. Ebenso kann der zweite Ausströmbereich vergrößert und der erste Ausströmbereich verkleinert werden. Damit wird die Möglichkeit gegeschaffen, ohne zusätzliche Ventilelemente eine flexible Einstellbarkeit eines Ausströmungskennfeldes des Arbeitsmediums bereitzustellen. Zusätzliche Ventilelemente, welche zu hohen Kosten und weiteren Strömungsverlusten führen, können somit vermieden werden.According to a further exemplary embodiment, the at least one flow valve is set up such that the at least one flow valve is displaceably arranged along the inner surface along the first inflow channel or the second inflow channel. The at least one flow valve, which, for example, connects the first outflow region and the second outflow region in series, can be displaced flexibly in the flow direction, so that, for example, a first outflow region can be enlarged and a second outflow region can be reduced. Likewise, the second outflow area can be increased and the first outflow area can be reduced. Thus, the possibility is created to provide a flexible adjustability of a Ausströmungskennfeldes the working medium without additional valve elements. Additional valve elements, which lead to high costs and further flow losses, can thus be avoided.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weisen die Ausströmbereiche Düseneinheiten auf. Mittels der Düseneinheiten kann eine gewünschte Ausströmcharakteristik des Arbeitsmediums aus dem Ausströmbereich eingestellt werden. Die Düseneinheiten können derart eingerichtet sein, dass ein Durchmesser eines Strömungsstrahls des Arbeitsmediums vergrößert oder verkleinert werden kann, womit sich beispielsweise die Geschwindigkeit und der Druck des ausströmenden Mediums einstellen lassen.According to a further exemplary embodiment, the outflow regions have nozzle units. By means of the nozzle units, a desired Ausströmcharakteristik the working medium can be adjusted from the outflow. The nozzle units can be set up in such a way that a diameter of a flow jet of the working medium can be increased or decreased, with which, for example, the speed and the pressure of the outflowing medium can be set.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Einströmgehäuse ferner eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist zum Steuern zumindest eines der Steuerventile und der Strömungsventile derart eingerichtet, dass ein vorbestimmtes Einströmfeld des Arbeitsmediums in das Innenvolumen bereitstellbar ist. So kann beispielsweise der Steuereinheit ein gewünschtes Einströmfeld vorgegeben werden und mittels der Steuereinheit dieses automatisch eingestellt werden. Somit müssen die einzelnen Steuerventile und Strömungsventile nicht manuell gesteuert werden, sondern können automatisch und exakter mittels der Steuereinheit gesteuert werden.According to a further exemplary embodiment, the inflow housing further comprises a control unit. The control unit is configured for controlling at least one of the control valves and the flow valves such that a predetermined inflow field of the working medium into the internal volume can be provided. For example, the control unit can be given a desired inflow field and automatically adjusted by means of the control unit. Thus, the individual control valves and flow valves need not be manually controlled, but can be automatically and accurately controlled by the control unit.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Einströmgehäuse eine Vielzahl von ersten und zweiten Zuströmkanälen auf. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, dass neben dem ersten Zuströmkanal und dem zweiten Zuströmkanal beispielsweise ein dritter oder vierter Zuströmkanal parallel zu den vorhandenen Zuströmkanälen bereitgestellt werden kann. Die Vielzahl von ersten und zweiten Strömungskanälen bezieht weiterhin das Arbeitsmedium aus dem Strömungskanal, so dass keine weiteren externen Strömungskanäle notwendig sein müssen. Mittels der weiteren, parallel geschalteten Vielzahl von Zuströmkanälen kann ein Einströmfeld noch detaillierter und exakter eingestellt werden.According to a further exemplary embodiment, the inflow housing has a plurality of first and second inflow channels. This creates the possibility that, in addition to the first inflow channel and the second inflow channel, for example, a third or fourth inflow channel can be provided parallel to the existing inflow channels. The plurality of first and second flow channels further relates the working medium from the flow channel, so that no further external flow channels must be necessary. By means of the further, parallel connected plurality of inflow channels, an inflow field can be set even more detailed and exact.

Mit dem Einströmgehäuse wird ein verlustarmes Strömungssystem geschaffen, indem ausgehend von einer radialen Zuströmung eines Arbeitsmediums eine Aufteilung in zwei Zuführkanäle bereitgestellt wird, welche tangential zu einer inneren Oberfläche verlaufen. Zunächst ist die Abnahme des Strömungsverlustes dadurch begründet, dass eine geringe Umlenkung des Massenstroms des Arbeitsmediums von dem radial verlaufenden Strömungskanal zu den tangential verlaufenden Zuströmkanälen durchgeführt werden muss. Ferner wird durch die Aufteilung des Arbeitsmediums in einen ersten Anteil und einen zweiten Anteil die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den ersten und zweiten Zuströmkanälen reduziert, wodurch ebenfalls eine Reduzierung der Strömungsverluste geschaffen werden kann. Dies ist beispielsweise dadurch begründet, dass die mittlere Strömungsgeschwindigkeit nicht linear abhängig zu den Strömungsverlusten ist, d. h. verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit, so verringern sich die Strömungsverlusten im Vergleich zur Strömungsgeschwindigkeit exponentiell. Mit anderen Worten reduzieren sich somit die Strömungsverluste stärker als die Abnahme der mittleren Strömungsgeschwindigkeit. Dies bedeutet, dass durch diese „Parallelschaltung” der Strömungsverluste in den ersten Zuströmkanal und den zweiten Zuströmkanal, ein Gesamtströmungswiderstand reduziert werden kann. Ferner kann mit dieser Parallelschaltung des ersten Strömungskanals und des zweiten Strömungskanals beispielsweise im Vergleich zu einer Reihenschaltung von Strömungskanälen eine Erhöhung der Einstellvarianten des Einströmfeldes erreicht werden. Die Strömungsventile können ferner in einer Ausführungsform in Umfangsrichtung verschoben werden, so dass viele Freiheitsgrade bzw. viele Einstellmöglichkeiten des Einströmfeldes aufgrund der flexiblen Einströmbereiche ermöglicht und eine genauere Anpassung dieses Einströmfeldes ermöglicht werden.With the inflow housing, a low-loss flow system is created by starting from a radial inflow of a working medium, a division into two feed channels is provided, which extend tangentially to an inner surface. First, the decrease in the flow loss is due to the fact that a small deflection of the mass flow of the working medium from the radially extending flow channel must be performed to the tangentially extending inflow channels. Furthermore, by dividing the working medium into a first portion and a second portion, the mean flow velocity in the first and second inflow channels is reduced, whereby a reduction of the flow losses can likewise be created. This is due, for example, to the fact that the mean flow velocity is not linearly dependent on the flow losses, ie if the flow velocity decreases, the flow losses in the flow medium are reduced Compared to flow rate exponential. In other words, the flow losses reduce more than the decrease in the average flow velocity. This means that a total flow resistance can be reduced by this "parallel connection" of the flow losses in the first inflow channel and the second inflow channel. Furthermore, with this parallel connection of the first flow channel and the second flow channel, for example compared to a series connection of flow channels, an increase of the setting variants of the inflow field can be achieved. The flow valves can also be displaced in an embodiment in the circumferential direction, so that many degrees of freedom or many adjustment options of the inflow possible due to the flexible inflow and a more accurate adjustment of this inflow can.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with apparatus claims and other embodiments of the invention with method claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.

Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.In the following, for further explanation and for better understanding of the present invention, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt die Figur eine schematische Darstellung eines Einströmgehäuses gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The figure shows a schematic representation of an inflow housing according to an exemplary embodiment of the present invention.

Gleiche oder ähnliche Komponenten sind in der Figur mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellung in der Figur ist schematisch und nicht maßstäblich.The same or similar components are provided in the figure with the same reference numerals. The illustration in the figure is schematic and not to scale.

Die Figur zeigt eine beispielhafte Ausführung des Einströmgehäuses 100 für eine Turbine. Das Einströmgehäuse 100 weist einen Strömungskanal 101 zum Befördern eines Arbeitsmediums auf. Ferner weist das Einströmgehäuse 100 einen ersten Zuströmkanal 110 und einen zweiten Zuströmkanal 120 auf. Der Strömungskanal 101 ist radial in Richtung zu einem Mittelpunkt M des Einströmgehäuses 100 ausgerichtet. Der erste Zuströmkanal 110 und der zweite Zuströmkanal 120 sind tangential entlang der inneren Oberfläche 102 des Einströmgehäuses 100 ausgerichtet. Das Arbeitsmedium wird mit einem ersten Anteil m₁ an den ersten Zuströmkanal 110 und mit einem zweiten Anteil m₂ an den zweiten Zuströmkanal 120 aufteilbar ist. Der erste Zuströmkanal 110 und der zweite Zuströmkanal 120 weisen ferner Ausströmbereiche 103 auf, mittels welchen der erste Anteil m₁ und der zweite Anteil m₂ des Arbeitsmediums an ein Innenvolumen 104 des Einströmgehäuses 100 abgebbar sind.The figure shows an exemplary embodiment of the inflow housing 100 for a turbine. The inflow housing 100 has a flow channel 101 for conveying a working medium. Furthermore, the inflow housing 100 a first inflow channel 110 and a second inflow channel 120 on. The flow channel 101 is radially toward a center M of the inflow housing 100 aligned. The first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 are tangential along the inner surface 102 of the inflow housing 100 aligned. The working medium is supplied with a first portion m ₁ to the first inflow channel 110 and with a second portion m ₂ to the second inflow channel 120 is divisible. The first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 also have outflow areas 103 on, by means of which the first portion m ₁ and the second portion m _{2 of} the working medium to an internal volume 104 of the inflow housing 100 can be dispensed.

Ferner sind in dem Ausführungsbeispiel der Figur weitere Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft dargestellt. Der Zuströmkanal 101 befördert ein Arbeitsmedium, welches einen Gesamtmassenstrom m_ges aufweist. Der Strömungskanal 101 ist dabei derart ausgerichtet, dass die Erstreckungsrichtung bzw. die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums radial zum Mittelpunkt M des Einströmgehäuses 100 verläuft. Mit dem Strömungskanal 101 ist in der beispielhaften Ausführungsform ein erster Zuströmkanal 110 und ein zweiter Zuströmkanal 120 angeschlossen, welche jeweils um einen halben Umfang der inneren Oberfläche 102 verlaufen. Der erste Zuströmkanal 110 und der zweite Zuströmkanal 120 können jedoch auch nur Teilbereiche der inneren Oberfläche 102 abdecken und müssen nicht um den gesamten Umfang verlaufen. Ferner besteht auch die Möglichkeit in einem weiteren Ausführungsbeispiel, dass der erste Zuströmkanal 110 und der zweite Zuströmkanal 120 symmetrisch verlaufen, wie in der Figur dargestellt, oder auch asymmetrisch verlaufen, das heißt, dass beispielsweise der erste Zuströmkanal 110 jeweils einen 3/4 Umfang des Innenvolumens 104 bzw. der inneren Oberfläche 102 umschließt und der zweite Zuströmkanal 120 jeweils nur 1/4 des Umfangs des Innenvolumens 104 bzw. der inneren Oberfläche 102. Diese Asymmetrie der Strömungskanäle 110, 120 kann mittels einer verschieblichen Trennwand 109 variabel bereitgestellt werden.Further, further embodiments of the invention are exemplified in the embodiment of the figure. The inflow channel 101 conveys a working medium, which has a total mass flow m _ges . The flow channel 101 is aligned such that the extension direction or the flow direction of the working medium radially to the center M of the inflow 100 runs. With the flow channel 101 In the exemplary embodiment, it is a first inflow channel 110 and a second inflow channel 120 connected, each with half the circumference of the inner surface 102 run. The first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 However, they can only be partial areas of the inner surface 102 cover and do not have to be around the entire circumference. Furthermore, it is also possible in a further embodiment that the first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 run symmetrically, as shown in the figure, or run asymmetrically, that is, for example, that the first inflow channel 110 each a 3/4 circumference of the internal volume 104 or the inner surface 102 encloses and the second inflow channel 120 only 1/4 of the circumference of the inner volume 104 or the inner surface 102 , This asymmetry of the flow channels 110 . 120 can by means of a sliding partition 109 be provided variably.

Ausgehend von dem Gesamtmassenstrom m_ges des Arbeitsmediums in dem Strömungskanal 101 kann ein erster Anteil m₁ in den ersten Zuströmkanal 110 abgeleitet werden und ein zweiter Anteil m₂ an den zweiten Zuströmkanal 120 aufteilbar sein. Dies kann beispielsweise durch eine Klappe oder eine Trennwand bereitgestellt werden. Ferner besteht ebenfalls die Möglichkeit, in den Strömungskanal 101 ein Steuerventil 105 einzubauen, mit welchem der Massenstrom des ersten Anteils m₁ und der Massenstrom des zweiten Anteils m₂ exakt eingestellt werden können.Starting from the total mass flow m _{ges of} the working medium in the flow channel 101 may be a first portion m ₁ in the first inflow channel 110 are derived and a second portion m ₂ to the second inflow channel 120 be divisible. This can be provided for example by a flap or a partition. Furthermore, there is also the possibility in the flow channel 101 a control valve 105 incorporate, with which the mass flow of the first portion m ₁ and the mass flow of the second portion m _{2 can} be set exactly.

In dem ersten Zuströmkanal 110 und dem zweiten Zuströmkanal 120 befinden sich jeweils Ausströmbereiche 103, durch welche das Arbeitsmedium in das Innenvolumen 104 ausgeströmt werden kann, um somit einen Läufer (nicht dargestellt) in dem Einströmgehäuse 100 der Turbine anzutreiben. Die Ausströmbereiche 103 können beliebig innerhalb der inneren Oberfläche 102 verteilt werden. Mittels der Aufteilung des Gesamtmassenstroms m_ges in einen ersten Anteil m₁ und einen zweiten Anteil m₂ werden die Massenströme in den ersten Zuströmkanal 110 und den zweiten Zuströmkanal 120 parallel geschaltet. Somit kann beispielsweise über die Steuerung des Steuerventils 105 ein Massenstrom des ersten Anteils m₁ und des zweiten Anteils m₂ sich unterscheiden, so dass beispielsweise ein größerer Massenstrom durch die Ausströmbereiche 103 in den ersten Zuströmkanal 110 ausströmen als in den Ausströmungsbereichen 103 in den zweiten Zuströmkanal 120.In the first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 each are outflow areas 103 through which the working fluid enters the internal volume 104 can be flowed out, thus a rotor (not shown) in the inflow 100 to power the turbine. The outflow 103 can be arbitrary within the inner surface 102 be distributed. By means of the division of the total mass flow m _ges into a first portion m ₁ and a second portion m ₂ , the mass flows into the first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 connected in parallel. Thus, for example, via the control of the control valve 105 a mass flow of the first portion m ₁ and the second portion m ₂ are different, so that, for example, a larger mass flow through the Ausströmbereiche 103 in the first inflow channel 110 outflow than in the outflow areas 103 in the second inflow channel 120 ,

In den ersten Zuströmkanälen 110 und den zweiten Zuströmkanälen 120 können darüber hinaus weitere Strömungsventile 106 angeordnet sein, welche wiederum einen bestimmten Massenstrom des ersten Anteils m₁ und des zweiten Anteils m₂ steuern. Somit kann ein erster Massenstrom des ersten Anteils m₁ durch einen Ausströmbereich 103 in Strömungsrichtung vor dem Strömungsventil 106 in das Innenvolumen 104 ausgeströmt werden und ein zweiter Massenstrom des ersten Anteils m₁ nach dem Strömungsventil 106 in einem weiteren Ausströmungsbereich 103. Neben einem Strömungsventil 106 können in weiteren Ausführungsbeispielen ebenso eine Vielzahl an weiteren Strömungsventilen 106 in den ersten Zuströmkanal 110 und den zweiten Zuströmkanal 120 eingerichtet werden. Somit können eine Vielzahl von in Serie geschalteten Ausströmbereichen 103 bereitgestellt werden, welche jeweils einen definierten Massenstrom des ersten Anteils m₁ oder des zweiten Anteils m₂ des Arbeitsmediums an das Innenvolumen abgeben können.In the first inflow channels 110 and the second inflow channels 120 In addition, additional flow valves 106 be arranged, which in turn control a certain mass flow of the first portion m ₁ and the second portion m ₂ . Thus, a first mass flow of the first portion m ₁ through a discharge area 103 in the flow direction in front of the flow valve 106 in the interior volume 104 are emitted and a second mass flow of the first portion m ₁ after the flow valve 106 in another outflow area 103 , Next to a flow valve 106 In a further exemplary embodiment, a multiplicity of further flow valves can also be used 106 in the first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 be set up. Thus, a plurality of series connected Ausströmbereichen 103 are provided, which can each deliver a defined mass flow of the first portion m ₁ or the second portion m _{2 of} the working medium to the internal volume.

Somit können in einem weiteren Ausführungsbeispiel einerseits der Gesamtmassenstrom m_ges durch das Steuerventil 105 parallel in den ersten Anteil m₁ und in den zweiten Anteil m₂ des Massenstroms des Arbeitsmediums aufgeteilt werden und weiterhin der erste Anteil m₁ und der zweite Anteil m₂ des Arbeitsmediums bestimmte Massenströme den Ausströmbereichen 103 zugeführt werden. Mittels dieser gezielten Einströmmöglichkeit über eine gezielte Parallelschaltung von ersten Zuströmkanälen 110 und zweiten Zuströmkanälen 120 und einer Serienschaltung weiterer Ausströmbereiche 103, welche mittels Strömungsventilen 106 getrennt sind, können eine Vielzahl von individuellen Einströmfelder gezielt eingestellt werden. So kann jedem Ausströmbereich 103 beispielsweise ein bestimmter Massenstrom des Arbeitsmediums zum Ausströmen bereitgestellt werden.Thus, in a further embodiment, on the one hand, the total mass flow m _ges through the control valve 105 be divided into the first portion m ₁ and the second portion m _{2 of} the mass flow of the working medium and continue the first portion m ₁ and the second portion m _{2 of} the working medium certain mass flows the outflow areas 103 be supplied. By means of this targeted inflow possibility via a targeted parallel connection of first inflow channels 110 and second inflow channels 120 and a series connection of further outflow areas 103 , which by means of flow valves 106 are separated, a variety of individual Einströmfelder can be targeted. So can any outflow area 103 For example, a certain mass flow of the working medium to be provided for outflow.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann zumindest ein Strömungsventil 106 und/oder ein Einströmbereich 103 in Umfangsrichtung verschoben werden. Somit kann weiterhin der Einströmort des Arbeitsmediums in das Innenvolumen 104 gezielt gesteuert werden, so dass wiederum eine höhere Flexibilität und Variabilität des Einströmfeldes ermöglicht wird. Jedes der Ventile, so beispielsweise das Steuerventil 105 und die Strömungsventile 106 können mittels einer Steuereinheit 107 individuell und gezielt gesteuert werden, so dass ein vorbestimmtes Einströmfeld vorgebbar ist und mittels der Ventile einstellbar ist.In a further exemplary embodiment, at least one flow valve 106 and / or an inflow area 103 be moved in the circumferential direction. Thus, furthermore, the inflow location of the working medium into the internal volume 104 be controlled specifically, so that in turn a higher flexibility and variability of the inflow is possible. Each of the valves, such as the control valve 105 and the flow valves 106 can by means of a control unit 107 be controlled individually and selectively, so that a predetermined inflow can be predetermined and is adjustable by means of the valves.

Die Ausströmbereiche 103 können ferner Düseneinheiten 108 aufweisen, welche gezielt in eine bestimmte Richtung das Arbeitsmedium in das Innenvolumen 104 einströmen. So können beispielsweise das Arbeitsmedium mittels der Düseneinheiten 108 in tangentialer Richtung der inneren Oberfläche 102 ausgeströmt werden oder in radialer Richtung in Richtung des Mittelpunkts M.The outflow areas 103 can also nozzle units 108 have, which targeted in a particular direction the working fluid in the internal volume 104 flow. For example, the working medium by means of the nozzle units 108 in the tangential direction of the inner surface 102 are emitted or in the radial direction in the direction of the center M.

Wie in der Figur dargestellt, verläuft der Strömungskanal radial in Richtung des Mittelpunkts M des Einströmgehäuses 100. Da der erste Zuströmkanal 110 und der zweite Zuströmkanal 120 entlang des Umfangs der Oberfläche verlaufen, muss das Arbeitsmedium nur geringfügig umgelenkt werden, wodurch ein geringer Strömungswiderstand erzielt werden kann. In der Figur wird ein Ausführungsbeispiel mit einem ersten Zuströmkanal 110 und einem zweiten Zuströmkanal 120 dargestellt. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein dritter oder eine Vielzahl an Zuströmkanälen in Umfangsrichtung tangential entlang der inneren Oberfläche 102 verlaufen und einen Massenanteil des Arbeitsmediums von ein- und demselben Strömungskanal 101 beziehen. Somit können mehrere Zuströmkanäle parallel geschaltet werden, wodurch eine höhere Flexibilität bzw. eine bessere Aufteilung des Massenstroms des Arbeitsmediums erzielt wird. Damit können mehr Variationen des Einströmfeldes umgesetzt werden.As shown in the figure, the flow channel extends radially in the direction of the center M of the inflow housing 100 , Because the first inflow channel 110 and the second inflow channel 120 Run along the circumference of the surface, the working medium must be deflected only slightly, whereby a low flow resistance can be achieved. In the figure, an embodiment with a first inflow channel 110 and a second inflow channel 120 shown. However, it is also conceivable that a third or a plurality of inflow channels in the circumferential direction tangentially along the inner surface 102 run and a mass fraction of the working medium of one and the same flow channel 101 Respectively. Thus, several inflow channels can be connected in parallel, whereby a higher flexibility and a better distribution of the mass flow of the working medium is achieved. This allows more variations of the inflow field to be implemented.

Die innere Oberfläche 102 bzw. die innere Umfangsfläche des Einströmgehäuses 100 kann Vertiefungen bzw. Aussparungen aufweisen, in denen die Ausströmbereiche 103 oder auch die ersten und zweiten Zuströmkanäle eingesetzt werden können, so dass eine fluidmechanisch günstige Fläche bereitgestellt wird bzw. ohne dass die Einbauten Strömungswiderstände hervorrufen, beispielsweise durch Hineinragen in das Innenvolumen 104.The inner surface 102 or the inner circumferential surface of the inflow housing 100 may have recesses or recesses in which the outflow areas 103 or the first and second inflow channels can be used so that a fluidmechanisch favorable surface is provided or without the internals cause flow resistance, for example by intrusion into the inner volume 104 ,

Ferner zeigt die Figur die Trennwand 109, welche verschieblich angeordnet ist. Durch Verschiebung der Trennwand können unterschiedliche Volumina der ersten und zweiten Zuströmkanäle 110, 120 eingestellt werden.Furthermore, the figure shows the partition 109 , which is arranged displaceably. By displacement of the partition, different volumes of the first and second inflow channels 110 . 120 be set.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass ”umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und ”eine” oder ”ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "encompassing" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to one of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims

Inlet housing for a steam turbine, wherein the inflow housing comprises: a flow channel ( 101 ) for conveying a working medium; a first inflow channel ( 110 ) and a second inflow channel ( 120 ); and a partition ( 109 ); wherein the flow channel ( 101 ) radially towards a center (M) of the inflow housing ( 100 ) is aligned; wherein the first inflow channel ( 110 ) and the second inflow channel ( 120 ) tangentially along an inner surface ( 102 ) of the inflow housing ( 100 ) are aligned; wherein the working medium with a first portion (m ₁ ) to the first inflow channel ( 110 ) and with a second portion (m ₂ ) to the second inflow channel ( 120 ) is divisible; wherein the first inflow channel ( 110 ) and the second inflow channel ( 120 ) Outflow areas ( 103 ), by means of which the first portion (m ₁ ) and the second portion (m ₂ ) of the working medium to an internal volume ( 104 ) of the inflow housing ( 100 ) are deliverable; the partition ( 109 ), the first inflow channel ( 110 ) from the second inflow channel ( 120 ) to separate; and wherein the partition ( 109 ) is arranged so displaceable that a first volume of the first inflow channel ( 110 ) and a second volume of the second inflow channel ( 120 ) are changeable.

Inflow housing according to claim 1; wherein the flow channel ( 101 ) a control valve ( 105 ) having; the control valve ( 105 ) is set up, the total amount (m _tot ) of the mass flow of the working medium the first inflow channel ( 110 ) and the second inflow channel ( 120 ).

Inflow housing according to claim 1 or 2; wherein the first inflow channel ( 110 ) and the second inflow channel ( 120 ) extend symmetrically along the inner surface.

Inflow housing according to one of claims 1 to 3; wherein the first inflow channel ( 110 ) and the second inflow channel ( 120 ) over an entire inner circumference of the inner surface ( 102 ).

Inflow housing according to one of claims 1 to 4; further comprising: at least one flow valve ( 106 ); wherein the at least one flow valve ( 106 ) in the first inflow channel ( 110 ) or in the second inflow channel ( 120 ) is set up; wherein the at least one flow valve ( 106 ) the outflow areas ( 103 ) divides into first outflow areas and second outflow areas; wherein the at least one flow valve ( 106 ) is arranged to control a fluid mass flow of the working medium from the first outflow region into the second outflow region.

Inflow housing according to claim 5; further comprising: a plurality of flow valves ( 106 ); wherein the plurality of flow valves ( 106 ) the outflow areas ( 103 ) into a plurality of outflow areas ( 103 ).

Inflow housing according to claim 5 or 6; wherein the at least one flow valve ( 106 ) is arranged such that the at least one flow valve ( 106 ) along the first inflow channel ( 110 ) or second inflow channel ( 120 ) along the inner surface ( 102 ) is arranged displaceably.

Inflow housing according to one of claims 1 to 7; wherein in the outflow areas ( 103 ) Nozzle units ( 108 ) are arranged.

Inflow housing according to one of claims 5 to 8; further comprising: a control unit ( 107 ); the control unit ( 107 ) for controlling at least one of the control valves ( 105 ) and the flow valves ( 106 ) is set up such that a predetermined inflow field of the working medium into the internal volume ( 104 ) is available.

Inflow housing according to one of claims 1 to 9; further comprising: a plurality of first inflow channels ( 110 ) and second inflow channels ( 120 ).

A method of flowing a working fluid into an inflow housing of a steam turbine, the method comprising: aligning a flow passage ( 101 ) for conveying the working medium radially towards a center (M) of the inflow ( 100 ); Aligning a first inflow channel ( 110 ) and a second inflow channel ( 120 ) tangentially along an inner surface ( 102 ) of the inflow housing ( 100 ); Dividing the working medium with a first portion (m ₁ ) to the first inflow channel ( 110 ) and with a second portion (m ₂ ) to the second inflow channel ( 120 ); and Dispensing of the first portion (m ₁ ) and the second portion (m ₂ ) of the working medium to an internal volume ( 104 ) of the inflow housing ( 100 ) by means of outflow areas ( 103 ) of the first inflow channel ( 110 ) and the second inflow channel ( 120 ); wherein the first inflow channel ( 110 ) from the second inflow channel ( 120 ) with a partition wall ( 109 ) is separated; and changing a first volume of the first inflow channel ( 110 ) and a second volume of the second inflow channel ( 120 ) by moving the partition ( 109 ).