DE1021552B

DE1021552B - Turbo-Lufterhitzer

Info

Publication number: DE1021552B
Application number: DEO3567A
Authority: DE
Original assignee: OTTENSENER EISENWERK AG
Current assignee: OTTENSENER EISENWERK AG
Priority date: 1954-04-24
Filing date: 1954-04-24
Publication date: 1957-12-27

Description

Turbo-Lufterhitzer Die Erfindung betrifft einen Turbo-Lufterhitzer mit Gebläserad und Dampfturbinenlaufrad auf einer geineinsamen Welle sowie mit einem zur Luftführung dienenden Gehäuse, in welches Gebläs,rad, Dampfturbinenlaufrad, Wellenlager und der vom Turbinenabdampf beaufschlagte Wärmetauschereingebaut sind.
Die Erfindung bezweckt, Turbo-Lufterhitzer der vorgeilannten Art bezüglich eines günstigeren strömungsmäßigen Aufbaues und einer besseren Ausnutzung der Gesamtwärme zu verbessern.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Gegendruck-Dampftur@ün, und das an sich für Gebläse und Turbine b,-kannte gemeinsame Lager in einem sich in Strömungsrichtung der zu erwärmenden Luft derart verjüngen-4:n I-Iohlkörper anzuordnen, daß dieser Hohlkörper mit dem ihn gleichachsig umgebenden Gehäusemantel @1:ii:en Diffusor für die ihn durchströmende Luft bildet.
Durch die erfndungsgemäß@e Maßnahme ergibt sich ein ,infacher und geschlossener Aufbau. Durch die Anordnung der Hauptbauteile des Turbogebläses in ,irrem Hohlkörper ergeben sich besondere Vorteile für die I# ertigung und die Wartung, da der Hohlkörper ;in'diese `'.eise leicht hei Betriebsstörungen ausgebaut t-v;#rden kann. Außerdem schirmt d;r Hohlkörper die d°r Antriebswelle weitgehend gegen Erhitzun-;fen ab, da eine Wärmeeinstrahlung von Seiten de: Wä rinetauschers zu den Lagerstellen hin verhindert V; ird. Di:,- Gegendruck-Dampfturbine ermöglicht es f #-n,-r, den Wärmetauscher mit Abdampf hoher Temperatur zu beaufsclilagen und den Gesanitwirkungsrad zu 2rhöli@:n.
Ein «-eitergis Merkmal ist darauf gerichtet, anschlie-Knd an den Schaufelring des G.ebläselaufrades auf (k-i- Lufteintrittseite und in ungefährer Fortsetzung 1-Iohll:örp"rs :einen kalottenförmigen Deckel derart anzuordnen. daß dieser zusammen mit einer tricht;rförmigen Erweiterung des Gehäusemantels einen strömungsgünstigen Lufteinlauf darstellt. Erfindungs-;;I-llläß kann ferner zur Lagerschmierung eine Ölkühlvorrichtung finit ITimvälzpunrnp.e und Ölkühler in dein 1)ifftlsor zwischen den Schaufeln des Gebläselaufrades und dem Wärrnnetauscher angeordnet sein.
Gemäß ei=nem weiteren Merkmal der Erfindung hat die Luftein.trittkalotte in der Mitte ein--, trichterförniige Öfinun:g für einen zusätzlichen Luftdurchtritt, während der Abschlußdeckel des Hohlkörpers auf der Gegenseite in der Achsmitte eine Luftaustrittöffnung und eine spaltförmige Öffnung am Übergang des Ver-,cliluß:d:ecltels zum Hohlkörper aufweist. Hierbei können die Speichen des Gebläselaufrades als Luftförderflüg:el ausgebild@e:t sein, und ,gis läßt sich das Lagergeliäuse mit Rippen versehen, mittels dellen der zu-,,<itzlich:e Luftstrom die Lager kühlt. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. und zwar zeigt Fig: 1 einen Längsmittelschnitt durch einen Turbo-Lufterhitzer mit :einer Sclimierälumwälzpumpe und Fig. 2 einen Längsmittelschnitt durch einen ähnlichen Turbo-Lufterhi-tzer, jedoch mit einer Luftkühlung der Lager.
Eine Dampfturbine 1 ist mit einem Lagergehäuse 2 zusammengeschraubt und hat mit dein Laufrad 3 eines AYi.algebläses eine gemeinsame, in dein Lagergehäuse 2 gelagerte Welle 4. auf deren einem Ende fliegend das Gebläselau.frad 3 und auf deren anderem Ende, -ebenfalls fliegend, der Läufer der Dampfturbine 1 angeordnet ist.
Das Gebläselaufrad besteht aus den Speichen 5, dem Ring 6 und den Schaufeln 7. Genau abschließend mit dem Schaufelring 6 des Laufrades ist eine kalottenförmige Haube 8 angeordnet. Hinter d:eiTi Laufrad, ebenfalls allschließend mit des,-en Ring, sitzt ein mit einem ke gelförmigen Mantel versehener Hohlkörper 9. Der sich in Luftströmricbtung verjüngende Mantel des Hohlkörpers 9 ermöglicht, den Durchmesser des Gehäuses der Dampfturbinie 1 kleiner als den des Schaufelringes 6 des Gebläselaufrades 3 zu machen. Das L a:gergehäuse 2 und die Dampfturbine 1 sind auf irgendeine, nicht näher dargestellte Weise in den Inneren des Hohlkörpers 9 gelagert.
Außen ist das Gebläselaufrad von einem Gehäusering 10 unischloss,en, dier sich nach der einen Seite zu einem Lufteinlaßtricht:er 11 erweitert und nach der Luftaustrittseit:e in einen zylindrischen Geh.äuseaußeninante112 übergeht. Mittels eines Übergangsstuckes 13 ist der Wärmetauscher 14 an dien Außenmantel angeschlossen, innerhalb dessen auch die Zud"ampfleitung 15 -und die Abdampfleitung 16 liegen. Ein Leitschaufelkranz 17 ist zwischen dem Gehäusering 10 und dem kegelförmigen Hohlkörper 9 angeordnet. Die Schaufeln dieses Kranzes lenken die Luftströmung in axiale Richtung.
Auf dem l.uftaustrittseitigen Ende der Welle 4 sitzt eine auf der Kalotte 8 gelagerte Ölpumpe 18, die durch Rohrleitungen mit dem Lagergehäuse 2 und einem Ölkühler 19 verbunden ist, der in dem Luftkanal zwischen den Schaufeln 7 des Gebläselaufrades 3 und dem Wärmetauscher 14 angeordnet ist.
Die innere Kalotte 8 und der kegelförmige Hohlkörper 9 sind durch 'strömungsgünstig ausgebildete Rippen 20 gegen den Gehäusemantel 12 oder seinen Lufteinlaßtrichter abgestützt.
Fig.2 stellt eine ähnliche Einrichtung dar, die jedoch keinen Ölkühler aufweist. In diesem Falle ist die Mittelöffnung einer Eintrittkalotte 21 trichterförmig ausgebildet. Die Speichen des Laufrades 5 dienen als Luftförderflügel, und der kegelförmige Hohlkörper 9 hat in der Mitte eine Luftaustrittöffnung 22. Ein Luftaustrittspalt 23 kann zusätzlich zwischen dem Hohlkörper und dessen Abschlußkappe 24 vorgesehen werden. Das Lagergehäuse 2 ist in diesem Falle mit Kühlrippen 25 versehen.
Der Gehäusemantel 12, der Gehäusering 10 und der Hohlkörper 9 bilden für die Dampfturbine 1, das Gebläselaufrad 3 und den diffusorartig vorgesehenen Luftkanal ein gemeinsames Gehäuse, an das unmittelbar der Wärmetauscher 14 angeschlossen ist. An diesem gemeinsamen Gehäuse können irgendwelche Haltevorrichtungen oder z. B. Füße vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Turbo-Lufterhitzer mit Gebläserad und Dampfturbinenlaufrad auf einer gemeinsamen Welle sowie mit einem zur Luftzuführung dienenden Gehäuse, in welches Gebläserad, Dampfturbinenlaufrad, Wellenlager und der vom Turbinenabdampf beaufschlagte Wärmetauscher eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gegendruck-Dampfturbine (1) und das an sich für Gebläse (3) und Turbine (1) bekannte gemeinsame Lager (2) in einem sich in Strömungsrichtung der zu erwärmenden Luft derart verjüngenden Hohlkörper (9) angeordnet sind, daß dieser Hohlkörper mit dem ihn gleichachsig umgebenden G:ehäuseinantel (12) einen Diffusor (26) für die ihn durchströmende Luft bildet. ?. Turbo-Lufterhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (14) in bekannter Weise in Strömungsrichtung der zu erwärmenden Luft hinter dem Gebläselaufrad (3) und der Turbine (1) angeordnet ist. 3. Turbo-Lufterhitzer nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schaufelring (6) des Gebläselaufrades auf der Lufteintrittseite und in ungefährer Fortsetzung des Hohlkörpers (9) ein kalottenförmiger Deckel (8) derart anschließt, daß dieser zusammen mit einer trichterförmigen Erweiterung (11) des Gehäusemantels (12) einen strömungsgünstigen Lufteinlauf darstellt. 4. Turbo - Lufterhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerschmierung eine Ölkühlvorrichtung mit Umwälzpumpe (18) und Ölkühler (19) in dem Diffusor (26) zwischen den Schaufeln (7) des Gebläselaufrades (3) und dem Wärmetauscher (14) angeordnet ist. 5. Turbo-Lufterhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis -1, dadurch gekennzeichnet, d:aß die Lufteintrittkalotte (8) in der Mitte eine trichterförmige Öffnung (21) für einen zusätzlichen Luftdurchtritt hat, während der AbschluBdeckel (24) des Hohlkörpers (9) auf der Gegenseite in der Achsmitte eine Lufteintrittöffii,ung (22) und eine spaltförmige Öffnung (23) am Übergang des Versch:lußdeckels zum Hohlkörper aufweist (Fig.2). 6. Turbo-Lufterhitzer nach Anspruch 5, dadurch gelceniizeichnet, daß die Speichen (5) des Gebläselaufrades als Luftförderflügel ausgebildet sind. 7. Turbo-Lufterhitzer nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (2) mit Rippen (25) versehen ist, mittels deren der zusätzliche Luftstrom die Lager kühlt (Fig. 2). g. Turbo-Lufterhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Gehäusemantel (12) und der gleichachsig zu ihm angeordnete Hohlkörper (9) durch strörnungsgünstig ausgebildete Rippen (20) miteinander verbunden sind.. In Betracht gezogene Druckchriften: Deutsche Patentschrift Nr. 2-13 610.