-
Mehrstufige Axialturbomaschine Die Erfindung betrifft eine mehrstufige
Axialturboinaschine mit verstellbaren Leitschaufeln, deren Verstellvorrichtung im
abgeschlossenen Ringraum des doppelwandigen Maschinengehäuses untergebracht ist.
-
Bei einer bekannten einstufigen Maschine mit verstellbaren Leitschaufeln
besteht das die Leitschaufeln tragende Innengehäuse mit dem Außengehäuse aus einem
Stück; der Ringraum des doppelwandigen Gehäuses ist stirnseitig durch ein ringförmiges
Verschlußstück abgeschlossen.
-
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß das die Strömung durch
die Maschine begrenzende und die Leitschaufeln tragende Innengehäuse als getrennter
Bauteil ausgebildet ist. Das Außengehäuse wird dann zum einzigen, die ganze Maschine
tragenden und zusammenhaltenden Teil, der nicht mit Bohrungen für die Leitschaufeln
versehen zu werden braucht, also seine Festigkeit behält. Da das Innengehäuse zwischen
dem tragenden Außengehäuse und dem Rotor liegt, vom Außengehäuse also umschlossen
ist, erhält das Außengehäuse zwangläufig verhältnismäßig großen Durchmesser und
damit-b:ei sonst gleichen: Abmessuncgen, insbesondere gleicher Stärke - größere
Steiifigkeit, als wenn es selbst der die Leitschaufeln haltende Teil wäre und im
Bereich der Schaufelung etwa den Durchmesser des: Innengehäuses der neuen Maschine
hätte. Höhere Druckkräfte, die von. den sang- und druckseitig angeschlossenen Rohren
auis@geübt werden können., bleiben dann wirkungslos oder werden, wenn sie sich auswirken,
nicht auf einen durch Bohrungen. für, die Leitschaufeln geschwächten Teil übertragen.
-
Ferner kann das Spiel zwischen den Leitschaufeln und dem Rotor bei
der erfindungsgemäßen Maschine geringer gewählt, der Wirkungsgrad also erhöht werden,
weil sich das- Innengehäuse als getrennter Bauteil bedeutend genauer konzentrisch
zum Rotor ausrichten läßt als etwa ein die Leitschaufeln haltendes durchgehendes
Gehäuse. Beim Zusammenbau der Teile wird einfach das Innengehäuse in eine zum Rotor
völlig konzentrische Stellung gerückt und darauf z. B. eine Innengehäuse mit Außengehäuse
ver-, bindende Verschraubung angezogen. In entsprechen= der Weise kann das Innengehäuse
auch nachgestellt werden. Das Spiel braucht auch nicht etwa deshalb reichlich bemessen
zu werden, damit von den saug-und druckseitig angeschlossenen Rohren herrührende
Rohrkräfte unschädlich bleiben; vielmehr werden diese, wie oben bereits ansg'eführt,
nicht auf den. die Leitschaufeln tragenden Teil übertragen.
-
Bei einer Ausführungsart ist das Innengehäuse mit dem Außengehäuse
an etwa in der Mitte ihrer Länge befindlichen, Langlöcher aufweisenden Flanschen
mit axialer Gleitmöglichkeit verschraubt. Vorteilhaft ist das Innengehäuse mit seinem
Bund in der Ringnut des Außengehäuses axial gelagert. Zweckmäßig trägt das Innengehäuse
auf seinem Außenumfang im wesentlichen parallel zur Maschinenachse verlaufende Stehwellen,
die mit den Leitschaufeln und einem gemeinsamen Antrieb über Verzahnungen getrieblich
verbunden sind.
-
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Axialverdichters in schematischer Draufsicht auf wesentliche Teile
der einen Hälfte der Maschine bei abgenommenem Oberteil.
-
Ein Rotor 1, der Laufschaufeln 2 trägt, ist in einem Maschinengehäuse
3, 6, 9 drehbar gelagert. Dieses weist einen Eintrittskanal 4 und einen Austrittskanal
5 für das zu fördernde Mittel auf. Zwischen dem im wesentlichen zylindrischen Teil
6 des Außengehäuses 3, 6 und dem Rotor 1 ist ein Raum 7 gebildet, der innen von
einem ortsfeste Leitschaufeln 8 tragenden, etwa zylindrischen Innengehäuse 9 begrenzt
ist. Dieseshat an. dem austrittsseitigen Ende einen Bund 10, -finit-- dem -es in
eine dazu passende, am Außengehäuse 3, 6 angebrachte Ringnut 11 eingesetzt ist.
Der Teil 6 des Außengehäuses und das Innengehäuse 9 besitzen jeweils etwa in der
Mitte ihrer Länge Flansche 12, 13, die in der strichpunktiert dargestellten Weise
übereinandergreifen. In den Flansch 12 sind bei 14, 15 Schrauben eingesetzt, die
durch Langlöcher des Flansches 13 geführt sind. Die Köpfe der Schrauben stehen so
weit heraus, daß das Innengehäuse 9 bei infolge von Temperaturänderungen eintretenden
Längenänderungen am Flansch 12 gleiten kann. Die Flansche 12, 13 wirken also als
Radialdrücke aufnehmende Stützlager. Stirnseitig ist der
Raum
7 von Gehäuseansätzen 16, 17 abgedeckt, die zugleich als Leitelemente
für das durch die Maschine strömende Mittel benutzt sind.
-
In den Raum 7 ist eine Verstellvorrichtung eingebaut, mit der sich
sämtliche Leitschaufeln 8 gleichzeitig verstellen lassen. Sie enthält auf dem Außenumfang
des Innengehäuses 9 bei 18, 19 drehbar gelagerte Stellwellen 20, die über Kegelradpaare
21, 22, von denen nur eines gezeichnet ist, mit den Leitschaufeln 8 Betrieblich
verbunden sind. Die Wellen 20 tragen außerdem je ein Stirnrad 23, das in einen Zahnkranz
24 eingreift, der an einem aus zwei Hälften zusammengesetzten Ring 25 sitzt. An
seinem Außendurchmesser hat der Ring 25 eine Verzahnung 26, in die ein auf einer
Welle eines Antriebsmotors 27 gelagertes Kegelrad 28 eingreift. Die Welle
ragt durch eine im Außengehäuse 3, 6 angebrachte Bohrung 29. Mit Ausnahme des Antriebsmotors
27 sind alle Teile der Verstellvorrichtung innerhalb des Gehäuses, nämlich in Raum
7, untergebracht.
-
Das Gehäuse 3, 6, 9 ist am Außenumfang glatt, so daß man sich nicht
daran verletzen oder seine Kleider zerreißen kann; auch kann man es leicht reinigen.
Bei der Maschine ist eine aus einer größeren Anzahl von Einzelteilen bestehende
Verstellvorrichtung - wie man sie bei Maschinen mit zahlreichen Verstellleitschaufeln
8 braucht - verwendet, ohne daß die Betriebssicherheit etwa wegen Verschmutzung
- z. B. von innen her - verringert ist.
-
Statt der Stellwellen 20 lassen sich mit Vorteil z. B. auch in gleicher
Richtung verlaufende Schubstangen verwenden, die über ein Hebelwerk oder über Stirnräder
mit den Leitschaufeln 8 in Betrieblicher Verbindung stehen und von einem gemeinsamen,
dem Ring 25 entsprechenden Druckring aus in axialer Richtung verschoben werden können.
Ringe zur gemeinsamen, über Hebel auszuführenden Betätigung von jeweils auf ein
und demselben Umfangskreis gelegenen Leitschaufeln eines Kompressors sind an sich
bekannt.
-
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsart sind zwei Antriebe
in Verbindung mit der Verstellvorrichtung eingebaut. Mit dem ersten werden z. B.
die Leitschaufeln der einen Hälfte, mit dem zweiten die der anderen Hälfte der Stufen
verstellt. Die Leitschaufeln der beiden Hälften lassen sich dann - unabhängig voneinander
- auf zueinander verschiedene Anstellwinkel einstellen. Der Motor 27 kann z. B.
ein elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Motor (Servomotor) sein. Statt
über einen Motor kann die Verstellvorrichtung auch von Hand bedienbar sein.
-
Der Raum 7 kann je nach der Bauart der Verstellvorrichtung kürzer
oder länger und in Achsrichtung der -Maschine mehr oder weniger verjüngt ausgebildet
sein. `'Weiter kann das Innengehäuse 9 z. B. nur in der Mitte der Längsausdehnung
am Teil 6 des Außengehäuses 3, 6 befestigt sein. während es an seinen Enden
mit dem Außengehäuse zusammen Dichtungen, etwa, La,byrintdichtungen, bildet, mittels
deren der Raum 7 abgedichtet ist.
-
In entsprechender Weise läßt sich die Erfindung auch bei Axialturbinen
verwirklichen.