DE137792C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Um den axialen Druck auf die Welle bei Dampfturbinen zu vermeiden, hat man auf derselben Welle symmetrisch zu einander zwei gleiche Dampfturbinen angeordnet, deren Axialdrucke entgegengesetzt gerichtet sind. Solche Doppeldampfturbinen beanspruchen aber viel Raum und Gewicht und können auch nicht so vortheilhaft arbeiten wie nur eine gröfsere Turbine. Ferner hat man bei Dampfturbinen mit in axialer Richtung hinter einander angeordneten Turbinenkränzen und auch bei solchen mit radial angeordneten Turbinenkränzen mit der Welle fest verbundene Gegendruckscheiben angeordnet, die in entgegengesetzter Richtung wie die Turbinenkörper vom Dampf getroffen werden und einen auf Verschiebung des Turbinenkörpers im Gehäuse wirkenden Axialdruck nicht aufkommen lassen. Ist an sich schon die Anordnung solcher Scheiben deshalb ein Uebelstand, weil sie einen besonderen Raum einnehmen, so kommt hierzu noch die schwierige Abdichtung dieser Scheiben am Umfang und ein nicht unerheblicher Dampfverlust ist unvermeidlich.

Diese Uebelstände zu vermeiden, ist der Zweck der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung von Dampfturbinen, die in erster Linie zum Ersatz von Schiffsmaschinen bestimmt sind. Die Einrichtung kennzeichnet sich dadurch, dafs kleinere, unter höherem Dampfdruck arbeitende, und gröfsere, unter niedrigerem Dampfdruck arbeitende Turbinenkörper auf einer oder mehreren Wellen derart angeordnet sind, dafs ihre Axialdrucke entgegengesetzt gerichtet sind, um den resultirenden, auf das Drucklager entfallenden Axialdruck ganz oder bis zu einem dem Bedarf entsprechenden Mafs aufheben zu können.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen die Einrichtung bei mehreren Ausführungsbeispielen im Längsschnitt dargestellter Verbunddampfturbinen, während Fig. 5 bis 9 weitere Anordnungen derartiger Turbinen im Grundrifs zeigen.

In Fig. ι ist eine Dampfturbine mit axial angeordneten Turbinenkränzen dargestellt, die in dem unter höherem Druck arbeitenden Turbinenkörper α kleineren und in dem unter niedrigerem Druck arbeitenden Turbinenkörper b gröfseren Durchmesser haben. Die beiden Turbinenkörper α und b sind in dem Gehäuse d auf einer Welle c befestigt. Mit η ist das Drucklager dieser Welle bezeichnet.

Der Dampf tritt durch den Stutzen e ein, durchströmt den Turbinentheil α und verläfst ihn durch den Ueberströmkanal f, um durch das mit Regelungsventil g versehene Rohr k in den Eintrittskanal h des Turbinenkörpers b überzutreten. Letzterer wird dabei in entgegengesetzter Richtung wie der Turbinenkörper α vom Dampfe mit niedrigerem Druck durchströmt, der Dampf verläfst die Verbundturbine durch den Auspuffkanal i.

Die Krümmungsrichtung der Schaufeln an den beiden Turbinenkörpern α und b und die Richtung der Leitkanäle des Gehäuses d mufs natürlich der gewünschten Drehungsrichtung der Welle d entsprechend gewählt sein.

Das Regelungsventil g im Ueberströmkanal f soll erforderlichenfalls einen Theil des aus dem Turbinenkörper α austretenden Dampfes zurückhalten, so dafs hinter diesem Turbinenkörper die Dampfspannung höher wird, während die

Spannung des durch die freie Oeffnung des Ventils nach dem Turbinenkörper b strömenden Dampfes sich vermindert.

Durch Einstellen dieses Regelungsventils g läfst sich der resultirende, auf das Drucklager η entfallende Axialdruck der Welle c in gewissen Grenzen ändern.

Durch Druckschaufeln an der einen Endwand des Turbinenkörpers b und Leitkanäle an der zu dem Austrittskanal i ausgebildeten Endwand des Gehäuses d ist eine Turbine / für Rückwärtsgang gebildet, der für die Anwendung der Turbine zum Antrieb von Schiffen erforderlich ist. Der Frischdampf strömt hier durch das Einlafsrohr m an dem kleinsten der concentrischen Turbinenkränze ein und tritt aus dem gröfsten Turbinenkranze in den Auspuffkanal i über. Bei Vorwärtsgang läuft diese Rückwärtsturbine / ohne schädliche Wirkung im verminderten Druck des Austrittsdampfes mit.

Die Einrichtung ist die gleiche bei der in Fig. 2 dargestellten Dampfturbine, bei welcher sowohl im Hochdruckturbinenkörper α als im Niederdruckturbinenkörper b die Turbinenkränze in der Richtung des durchströmenden Dampfes wachsen.

Die gleiche Einrichtung könnte auch getroffen werden, wenn die hinter einander angeordneten Turbinenkränze, statt in Richtung des durchströmenden Dampfes im Durchmesser zu wachsen, im Durchmesser kleiner werden, oder wenn ein Theil der Turbinenkränze annähernd überall gleichen Durchmesser hat, der andere Theil dagegen im Durchmesser allmählich gröfser oder kleiner wird.

Fig. 3 zeigt die Einrichtung bei einer Dampfturbine, bei welcher der Hochdruckturbinenkörper λ und der Niederdruckturbinenkörper b mit verschieden grofsen, im Gehäuse d auf der Welle c festsitzenden Scheiben versehen sind, welche auf den einander zugekehrten Seiten eine Anzahl von radial angeordneten Turbinenkränzen tragen.

Auch hier strömt der Dampf durch den mittleren Stutzen e ein, verläfst den Hochdruckturbinenkörper α durch den Ueberströmkanal_/ mit Regelungsventil g, tritt in die Eintrittskammer h des Niederdruckturbinenkörpers b über und verläfst schliefslich die Verbundturbine durch den Austrittskanal i. Der Dampf tritt im dargestellten Beispiel sowohl in die Turbine α als in Turbine b an dem kleinsten der concentrischen Turbinenkränze ein und an dem gröfsten Turbinenkranze aus.

Die Scheibe des Turbinenkörpers b trägt auf der anderen Seite nahe an ihrem Umfange Druckschaufeln für eine Rückwärtsturbine /. Der Frischdampf strömt durch das Einlafsrohr m auch hier an dem kleinsten der concentrischen Turbinenkränze ein und tritt aus dem gröfsten Turbinenkranze in den Austrittskanal i über.

Fig. 4 zeigt die Einrichtung bei einer Dampfturbine, bei welcher sowohl der Turbinenkörper α als der Turbinenkörper b mit mehreren im Gehäuse d auf der Welle c sitzenden Scheiben versehen sind, welche auf beiden Seiten Turbinen kränze tragen. Der Dampf gelangt durch den Eintrittsstutzen e zunächst zu der kleinsten Scheibe des Turbinenkörpers a und verläfst den letzteren an der gröfseren Scheibe, um durch den mit Regelungsventil g versehenen Ueberströmkanal f durch Rohr k in den Eintrittskanal h des Niederdruckturbinenkörpers b überzutreten und letzteren an der gröfsten Scheibe durch den Austrittskanal i zu verlassen.

In diesem Beispiel ist eine Rückwärtsturbine nicht dargestellt. Soll eine solche mit eingebaut werden, so ergiebt sich ihre Anordnung leicht aus den dargestellten und beschriebenen übrigen Beispielen.

Natürlich kann die Verbundturbine auch aus mehr als zwei Turbinenkörpern zusammengesetzt sein, welche in getrennten Gehäusen arbeiten und auf mehrere Wellen vertheilt sein können.

Nach Fig. 5 sind auf einer Welle c vier Turbinenkörper ab uv befestigt. Von diesen übertragen die Turbinenkörper α und u auf die Welle c einen Axialschub nach rechts, die Turbinenkörper b und ν einen Axialschub nach links hin, wie durch Pfeile angedeutet ist.

Nach Fig. 6 übertragen drei Turbinenkörper α b und u auf die Welle c einen Axialschub nach rechts und der Turbinenkörper ν von gröfserem Durchmesser überträgt auf die Welle c einen Schub nach links hin. Je nachdem man den resultirenden Axialschub bemessen will, wählt man die Durchmesser der einzelnen Turbinenkörper.

Sowohl in Fig. 5 als Fig. 6 sind die Turbinenkörper ab uv in dicht neben einander liegenden bezw. mit einander verbundenen Gehäusen angeordnet.

Fig. 7 zeigt im Wesentlichen dieselbe Anordnung wie Fig. 6, nur mit dem Unterschiede, dafs in Fig. 7 die einzelnen Turbinenkörper ab u ν in getrennten Gehäusen angeordnet sind, statt in mit einander verbundenen Gehäusen.

In allen Fällen wird an dem Wesen der Einrichtung, bei Verbunddampfturbinen den resultirenden Axialdruck ganz oder theilweise aufzuheben, nichts geändert.

So zeigen auch noch Fig. 8 und 9 zwei Beispiele der Anordnung der einzelnen Turbinenkörper mit Anwendung der beschriebenen Einrichtung zur gänzlichen oder theilweisen Aufhebung des Axialdrucks. In beiden Beispielen sind vier Turbinenkörper ab uv mit

je einer Anzahl von Turbinenkränzen auf zwei Wellen c vertheilt.

Im Beispiel Fig. 8 ist die Anordnung derart, dafs die kleineren Turbinenkörper α b auf der einen Welle und die gröfseren Turbinenkörper uv auf der anderen, zur ersteren parallelen Welle sitzen und dafs die beiden Turbinenkörper α u nach rechts einen Axialdruck ausüben und die beiden Turbinenkörper b ν nach links, wie durch Pfeile angegeben.

Im Beispiel Fig. 9 sitzt dagegen der kleinste Turbinenkörper α zusammen mit dem gröfsten Turbinenkörper ν auf der einen Welle, während der zweitkleinste Turbinenkörper b und der zweitgröfste Turbinenkörper u auf der anderen, zur ersteren Welle parallelen Welle sitzen.

Namentlich bei einer als Schiffsmaschine dienenden Turbine wird man mit Vortheil die Wahl der Durchmesser der Turbinenkörper der Verbundturbine so treffen, dafs noch ein dem Axialdruck des Propellers entgegengesetzter Druck in Richtung der Welle beim Gange der Turbine auftritt, um das Drucklager η der Welle möglichst wenig zu beanspruchen. Dieser Axialdruck wird bei einer solchen Verwendung der Turbine nach hinten gerichtet und so grofs zu wählen sein, dafs er annähernd dem nach vorn gerichteten Propellerschub gleichkommt.

Es empfiehlt sich, an passenden Stellen des Hochdruckturbinenkörpers α und des Niederdruckturbinenkörpers b Manometer anzubringen, um jederzeit den Dampfdruck erkennen zu können. Mittelst des im Ueberströmkanal / angeordneten Regelungsventils g kann man dann unter Beobachtung der Dampfspannungen am Manometer leicht noch geringe Aenderungen in der Spannung des Dampfes hinter dem Hochdruckturbinenkörper α und vor dem Niederdruckturbinenkörper b vornehmen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verbunddampfturbine, dadurch gekennzeichnet, dafs Hochdruck- und Niederdruckturbine derartig zu einander angeordnesind, dafs ihre Axialdrucke nach entgegengesetzten Richtungen wirken und einander vollständig oder theilweise aufheben.

2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs zwischen Hochdruck- und Niederdruckturbine ein Drosselventil eingeschaltet ist, zum Zwecke, ein Regeln des resultirenden Axialdrucks zu ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.