DE1426835A1

DE1426835A1 - Process and arrangement for generating energy or for power consumption in counter-rotating turbines or machines

Info

Publication number: DE1426835A1
Application number: DE19641426835
Authority: DE
Inventors: Maschinenfabrik Augsburg-Nu Ag; Stroehlen Dr-Ing Richard
Original assignee: STROEHLEN DR ING RICHARD; MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: STROEHLEN DR ING RICHARD; MAN AG
Priority date: 1964-06-27
Filing date: 1964-06-27
Publication date: 1969-04-03
Also published as: GB1117060A; GB1116430A

Description

Maschinenfabrik Augaburg-jtf'ürnbergMaschinenfabrik Augaburg-jtf'ürnberg

Aktiengesellschaft - 1 Λ\ Joint stock company - 1 Λ \

Nürnberg |HNuremberg | H

und Professor Dr.-Ing. Richard Stroeälen Juurnberg, Semmelweisstraße 14and Professor Dr.-Ing. Richard Stroeälen Juurnberg, Semmelweisstrasse 14

Dt. Expl.German copy

Nürnberg, 16. Juni 1964Nuremberg, June 16, 1964

Verfahren und Anordnung zur Energieerzeugung bzw. zur Leistungsaufnahme in gegenläufigen TurbinenProcess and arrangement for energy generation or for power consumption in counter-rotating turbines

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf Anordnungen zur Energieerzeugung bzw. zur Leistungsaufnahme in gegenläufigen vielstufigen Turbinen bzw. gegenläufigen Arbeitsmaschinen.The invention relates to a method and to arrangements for energy generation or for power consumption in counter-rotating multistage turbines or counter-rotating Working machines.

Gegenläufige Turbomaschinen sind sowohl auf dem Gebiet der Kraftmaschinen, und zwar der Turbinen, wie auf dem Gebiet der Arbeitsmaschinen^ beispielsweise der Verdichter, in verschiedenen Ausführungsformen bekannt» und zwar sowohl als axiale wie auch als radiale Turbomaschinen. Das Wesen dieser i Maschinen besteht darin, daß senkrecht zur HaupMurohstrS-mungsrichtung des Arbeitsmittels ein eder mehrere Schaufelkränze abwechselnd in der einen und in der anderen ümfanga- ί richtung umlaufen. Es fallen somit im Bereich der eigentlichen Energieumsetzung und -Übertragung feste Kanäle, Leit- schaufeln usw. fort. Die gesamte Beschaufelung besteht nur « aus zwei umlaufenden» energieaufnehmenden bzw. energieab- ! nehmenden Schaufelsyatemen. Hierdu^oh wird das je Sehaufelreihe verarbeitete Gtfälle außerordentlich hooh» die Maschine in der Heretellung billig und iix ihrer Baulänga kurz. Durch den Wegfall von feststehenden Laufschaufeln wird ein maximal möglioUer Wirkungsgrad erreichbar. ·Counter-rotating turbomachines are both in the field of Power machines, namely the turbines, as in the field of working machines, for example the compressors, in various Embodiments known »both as axial and radial turbomachines. The essence of this i Machines is that perpendicular to the main direction of flow of the work equipment one eder several blade rings alternately in one and in the other ümfanga- ί circulate direction. In the area of the actual energy conversion and transmission, there are therefore fixed channels, shovel etc. away. The entire blading only consists of " from two circulating »energy-absorbing and / or energy-absorbing! taking scoop yatemen. Here you ^ oh that will ever be a row of shovels processed cases extraordinarily high Machine cheap to manufacture and iix its length short. By eliminating fixed rotor blades a maximum possible efficiency can be achieved. ·

03-7575 8 0 9 C 7 *' .' & 1 1 j SAD OR|Q|_{NAL ;} 03-7575 8 0 9 C 7 * '.'& 1 1 j SAD OR | Q | _NAL;

Bei den bekannten Maschinen mit vielstufiger Radialb eschau-feiung bzw. bei vielstufigen Axialmaschinen mit einem zwei~ schaligen Außenrotor bestehen insofern bedeutende Nachteile _f als die !©istung an bzw. von zwei Wellen abgegeben wird, so daß also jeweils zwei Generatoren bzw» Motoren beiderseits der gegenläufigen Schaufelsysteme erforderlich sind. Es erfolgt somit in nachteiliger Weise "die Abführung bzw. die Zuführung der Leistung sowohl nach links als auch · nach rechts vom gegenläufigen Schaufelsystem.In the known machines with multi-stage Radialb eschau-feiung or exist in multistage axial machines with a two ~ shelled outer rotor insofar significant disadvantages _f as the © Itemize! Or discharged from two waves so that ie two generators or "motors on both sides the opposing blade systems are required. Thus, in a disadvantageous manner, the power is discharged or supplied both to the left and to the right of the opposing blade system.

Zur Vermeidung dieser Mängel schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, derart j daß die Leistung des einen Söhaufelträ— gsrs durch eine Hohlwelle nach außen übertragen bzw. durch eine solche zugeführt wird_? in der sich konzentrisch eine Innenwalle befindet_f.über die die Leistung des anderen gegenläufigen Schaufelträgers nach derselben Seite abgeführt bzw. zugeführt wird, wobei ferner die von der Hohlwelle und der Innenwelle übertragenen Leistungen der beiden gegenläufigen Schaufelträger durch ein vorzugsweise außen liegendes · Leistungsadditionsgetriebe zusammengefaßt bzw. aufgeteilt werden* Auf diese Weise wird somit die Hälfte der Gesamtleistung direkt übertragen und die andere Hälfte über das Getriebe geleitet, so daß nur eine einzige Abgabestelle der Summenleistung vorhanden ist. Sg ist auch möglich, daß nur ein kleiner Tail der Gesamtleistung über das Getriebe und der Hestteil direkt übertragen wird„Das Wesentliche der Erfindung liegt somit darin, daB die Leistung nur nach ein und derselben Seit® mit Hilfβ einer Innenwelle und einer Hohlwelle abgeführt bzw. zugeführt wird»To avoid these deficiencies, the invention proposes a method in such a way that the power of one Söhaufel carrier is transmitted to the outside through a hollow shaft or is supplied through such a shaft _. in which an inner wall is concentrically located _f. via which the power of the other opposing vane carrier is discharged or supplied to the same side, furthermore the powers of the two opposing vane carriers transmitted by the hollow shaft and the inner shaft are combined or combined by a preferably external power addition gear * In this way, half of the total power is transmitted directly and the other half is routed via the transmission, so that only a single output point for the total power is available. Sg is also possible that only a small tail of the total power through the gearbox and the Hestteil is transmitted directly "The essence of the invention thus lies in DAB, the power dissipated only after one and the same Seit® with Hilfβ an inner shaft and a hollow shaft or is supplied »

Der erfin&ungegemäß© TorsohX&g geht außerdem dahin* dieses Verfahren auf gegenläufige Axialturbinen und/oder auf gegen«The invented & improper © TorsohX & g also goes there * this Procedure on counter-rotating axial turbines and / or on counter "

läufige Radialturbinen mit einfacher radialer Durchströmung, vorzugsweise von innen nach außen oder auch auf gegenläufige." Radialturbinen mit mehrfacher radialer Durchströmung als Mehrscheibenturbine anzuwenden oder auch schließlich auf zwei- oder mehrstufige Axial- oder Radialgebläse zur Anwen~ dung zu bringen.running radial turbines with simple radial flow, preferably from the inside to the outside or also to counter-rotating. "Radial turbines with multiple radial flow than Apply multi-disc turbine or finally on To bring two or more stage axial or radial blower to use.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäß en Verfahrens wird vorgeschlagen, die Leistung von zwei Schaufelträgern= bzw. Turbinenscheibenpaaren mittels einer Welle und zwei konzentrischen Hohlwellen nach einer gemeinsamen Abiriebsseite (Antriebsseite) zu übertragen und durch ein Leistungsadditionsgetriebe zusammenzufassen« Besonders zweckmäßig ist ee, die Betriebsdrehzahl der Schaufelträger bzw. derSurbinenscheibensysteme unterhalb der ersten biegekritischen Drehzahl dieser Bauteile zu halten» Ein weiterer Vorschlag geht dahin, die Leistung über das Leistungsadditionsgetriebe an einen Generator oder Motor normaler Bauart abzugeben. Es ist ferner zweckmäßig, die Gesamtleistung durch den Generator auf der Getriebeseite abzunehmen und die beiden lurbinenscheiben für den Betrieb mit zwei in ihrer Größe voneinander abweichenden Betriebsdrehzahlen auszulegen. Es wird ferner vorgeschlagen, Hilfsantriebe, wie Turbinenregler, üurnantrieb, Ölpumpen, Erregermaschinen auf der Getriebeseite der turbine anzuordnen und vom Betriebe und/oder von der Innenwelle direkt anzutreiben.In a further embodiment of the method according to the invention it is proposed that the power of two blade carriers = or pairs of turbine disks by means of one shaft and two concentric hollow shafts after a common abrasion side (Drive side) to be transmitted and summarized by a power addition gear «is particularly useful ee, the operating speed of the blade carriers or the turbine disk systems to keep these components below the first critical bending speed »Another suggestion goes there, the power over the power addition gear to a generator or motor of normal design. It is also useful to have the total output from the generator on the transmission side to remove and the two turbine disks for operation with two in size from each other different operating speeds. It is also proposed that auxiliary drives, such as turbine governors, üurn drive, oil pumps, exciters on the gear side to be arranged by the turbine and by the company and / or by to drive the inner shaft directly.

ferner wird nach der Erfindung vorgeschlagen, bei der als gegenläufige Axialturbine ausgebildeten Maschine den einen Schaufelträger als mehrstufige Innentrommel auszubilden, während der andere Schaufelträger als innentoeachaufelteIt is also proposed according to the invention in which as counter-rotating axial turbine machine to design one blade carrier as a multi-stage inner drum, while the other shovel carrier shoveled as the inside toeach

9 0 9. Ö U / 0 1 1 1 ^BAD /9 0 9. Ö U / 0 1 1 1 ^BAD /

Hohltrommel gestaltet ist, die axial geteilt ist und/oder durch. Schraubverbindungen bzw. durch Schrumpfringe zusammen-, gehalten wird.Hollow drum is designed, which is divided axially and / or by. Screw connections or by means of shrink rings, is held.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise in schematischen Wie-' dergaben veranschaulicht, und zwar zeigt:Further details of the invention emerge from the following description and drawings. In the drawings the invention is illustrated, for example, in schematic reproductions, namely shows:

Fig. 1 eine auf eine Radialturbine angewendete G-esamtanordnung, während1 shows an overall arrangement applied to a radial turbine, while

Fig. 2 die Gesamtanordnung einer gegenläufigen Axialturbine darstellt. . ..........Fig. 2 shows the overall arrangement of a counter-rotating axial turbine. . ..........

Fig. 3 behandelt eine Radial-Mehrscheibenturbine» ι 3 deals with a radial multi-disk turbine

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführung für die Außentrommel bei gegenläufiger Axialturbine,4 shows a modified embodiment for the outer drum with a counter-rotating axial turbine,

Fig. 5 die Zuführung des Arbeitsmittels durch eine feststehende Hohlwelle,5 shows the supply of the working medium through a stationary hollow shaft,

Fig. 6 eine zweiflutig ausgebildete gegenläufige Axialturbine, 6 shows a double-flow counter-rotating axial turbine,

Fig« 7 «ine Radialturbine mit Abbremseinrichtung für das auf einer Hohlwelle befestigte Laufsystem,Figure "7" ine radial turbine with means for the ems Cancel fixed on a hollow shaft drive system,

Fig. θ eine Hohlwellenauefuhrung mit Lagerung beiderseits der Wellendichtung,Fig. Θ a hollow shaft design with bearings on both sides of the shaft seal,

Fig. 9 eine Radial-Azial-Kombination,9 shows a radial-acial combination,

Fig.10 eine abgewandelte Anordnung mit Regeleinrichtung, 10 shows a modified arrangement with a control device,

Iig.11 ein Axialgebläse mit »wei gegenläufigen Stufen und" Iig.11 an axial fan with »white counter-rotating stages and"

Fig,12 eine D*r·teilung einer mehr·tufigen Anordnung.im AuMohnitt.FIG. 12 shows a division of a multi-stage arrangement AuMohnitt.

u/01 ti.u / 01 ti.

Ίη den Fig. 1 bis 12 ist mit 1 die jeweilige Hohlwelle und mit 2 die konzentrisch zu dieser liegende Innenwelle benannt, während bei 3 das an einer Außenseite der Maschine liegende Leistungsadditlonsgetriebe angedeutet ist. Die Leistung des Schaufelträgers 4 der Radialturbine 5 gemäß Fig. 1 wird auf die Hohlwelle 1 übertragen, durch die die Innenwelle 2 des anderen Sohaufelträgers 6 hindurchgeführt ist. Bei 7 sind die Wicklungsköpfe des Generators gezeigt, wogegen bei 8 das Generatorlager mit axialen Sicherungsklötzen dargestellt ist. Die Innenwelle 2, die gleichachsig mit der* Turbinenwelle 9 liegt und starr mit ihr verbunden wird, ist an ihrem getriebeseitigen Ende bei 10 fest gelagert und weist bei 11 eine vielstufige Labyrinthdichtung auf, die die Innenwelle gegenüber der Hohlwelle 1 abdichtet. Zur Verringerung des WärmeabfluBses durch Innenwelle und Hohlwelle sind Isolierstücke 12 vorgesehen, die vorzugsweise in der Wellenkupplung untergebracht sind. Der Wärmeaustausch zwischen Innenwelle und Hohlwelle kann vorteilhaft durch eine dazwischen liegende Isolierschicht 13 verhindert werden. Bei 14 ist eine Labyrinthdichtung der Hohlwelle 1 gegenüber dem Gehäuse der Turbine 5 und bei 15 eine gleichartige Dichtung i derTurbinenwelle 9 gegenüber dem Gehäuse der Turbine 5 erkennbar.1 to 12, 1 denotes the respective hollow shaft and 2 denotes the inner shaft located concentrically to this, while 3 indicates the power additive gear located on an outside of the machine. The power of the blade carrier 4 of the radial turbine 5 according to FIG. 1 is transmitted to the hollow shaft 1, through which the inner shaft 2 of the other soil carrier 6 is passed. At 7 the winding heads of the generator are shown, while at 8 the generator bearing is shown with axial securing blocks. The inner shaft 2, which is coaxial with the turbine shaft 9 and is rigidly connected to it, is fixedly mounted at its end on the transmission side at 10 and has a multi-stage labyrinth seal at 11, which seals the inner shaft from the hollow shaft 1. To reduce the heat dissipation through the inner shaft and hollow shaft, insulating pieces 12 are provided, which are preferably accommodated in the shaft coupling. The heat exchange between the inner shaft and the hollow shaft can advantageously be prevented by an insulating layer 13 in between. At 14 a labyrinth seal of the hollow shaft 1 with respect to the housing of the turbine 5 and at 15 a similar seal i of the turbine shaft 9 with respect to the housing of the turbine 5 can be seen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, das eine gegen-In the embodiment according to FIG. 2, which has an opposite

läufige Axialturbine zeigt, ist der eine Schaufelträger als , mehrstufige, auf der Innenwelle 2 sitzende Innentrommel 16 ausgebildet, während der andere Schaufelträger als innenbesohaufelte, axial geteilte Hohltrommel 17a-17b gestaltet, deren feile zwischen die Teile 1a und Ib der Hohlwelle 1 eingebaut sind. Diese zweiteilige Hohltrommel kann durchshows a rotating axial turbine, is the one blade carrier as, multi-stage inner drum 16 seated on the inner shaft 2, while the other blade carrier is designed as an internally scooped, axially divided hollow drum 17a-17b, the files of which between the parts 1a and Ib of the hollow shaft 1 are built in. This two-part hollow drum can through

809814/0111"** ·Α809814/0111 "** · Α

Schraubverbindungen 18 oder auch durch S ehr ump fringe zusammengehalten werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohl trommel 1?a-17b von einer druekfesten Außen- < trommel 19 umgehen. Bei 11 sind wieder die mehrstufigen ;^; labyrinthdichtungen zwischen der Hohlwelle 1 und der Innenwelle 2 angedeutet und bei 14 Dichtungen der Hohlwelle gegenüber dem Gehäuse "bzw. der druckfesten Außentrommel 19 erkennbar. - ■Screw connections 18 or are held together by S ore ump fringe. In a further embodiment of the invention, the hollow drum 1? A-17b is bypassed by a pressure-resistant outer drum 19. At 11 are the multi-level again; ^; Labyrinth seals between the hollow shaft 1 and the inner shaft 2 are indicated and can be seen at 14 seals of the hollow shaft relative to the housing ″ or the pressure-resistant outer drum 19. - ■

In der Fig. 3 ist wieder mit 1 die Hohlwelle, mit 2 die Innenwelle und mit 3 das außen angeordnete Leiatungsadditionsgetriebe bezeichnet. Die einteiligen !Durbinenseheiben sind mit 20 benannt, während die zweiteilige iüurbinenseheibe mit 21 bezeichnet ist. Die Hochdruckdichtungen gegenüber der Atmosphäre sind bei 22 und die Hochdruckdichtung gegenüber dem Gegendruck ist bei 23 angedeutet. '23a bezeichnet die Niederdruckdichtung, Gegendruck gegen Atmosphäre. Bestmöglichster Wirkungsgrad infolge hoher Stufenzahl und geringer Stopfbuohsverluste.In Fig. 3 is again with 1 the hollow shaft, with 2 the Inner shaft and with 3 the externally arranged power addition gear designated. The one-piece! Durbine discs are named with 20, while the two-part iüurbinenseheibe is denoted by 21. The high pressure seals to the atmosphere are at 22 and the high pressure seal to the opposite the counter pressure is indicated at 23. '23a denotes the low pressure seal, counter pressure against atmosphere. Best possible Efficiency as a result of the high number of stages and low packing losses.

Die in Fig. 4 veranschaulichte abgewandelte Ausführung für die Außentrommel bei gegenläufigen Axialturbinen wird für Anlagen hohen Frischdampfdruckes und hoher Frischdampftemperatur benötigt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Außentrommel als druokfeeter Topf 24 wird in vorteil-, hefter Weise der bekannte Nachteil der Verwendung von Teilfugen umgangen. Die Hohlwelle t ist bei dieser Anordnung in zwei Hohlwellenteile 1a und 1b aufgeteilt, duron die wieder die Innenwelle 2, die die mehrstufige Innentrommel 16 trägt, hindurchgeführt ist« Entsprechend j|er Aueführung naoh !ig· 2 ist der andere Sohauftiträger axial in die beiden Halften *The modified embodiment illustrated in FIG. 4 for the outer drum in counter-rotating axial turbines is used for Systems with high live steam pressure and high live steam temperature are required. Due to the training according to the invention the outer drum as a druokfeeter pot 24 is advantageous, the well-known disadvantage of using butt joints bypassed. In this arrangement, the hollow shaft t is divided into two hollow shaft parts 1a and 1b, which again the inner shaft 2, which carries the multi-stage inner drum 16, is passed through the other Sohauftiträger is axially in the two halves *

809*14/0111 ·/·809 * 14/0111 /

17a und 17b aufgeteilt, wobei zum Zusammenhalten dieser Bau-· teile Schtfumpfringe 25 vorgesehen sind.17a and 17b divided, whereby to hold this construction · parts Schtfumpfringe 25 are provided.

Bei der Ausführung nach Pig. 5 wird die Gesamtleistung durch den Generator 30 auf der Getriebeseite abgenommen, während auf der anderen freien Seite über eine feststehende Frischdampfzuführleitung 31 das Arbeitsmittel eingegeben wird. Die linkeTurbinensoheibe 32 ist mit der Hohlwelle 1 verbunden. Zum Zwecke der Prischdiunpfzufuhr geht die Innenwelle 2 in einen die Abdichtung 11 tragenden Hohlzylinder 2¹ und dieser in einen weiteren mit Durchtritten 33 versehenen Hohlzylinder 2" grö&eren Durchmessers über, in den das Rohr 31 unter Einbau einer labyrinthdichtung 34 eingeführt ist. Auf dem Hohlzylinder 2* der Innenwelle 2 sitzt die rechte Turbinenscheibe 34. Die eingezeichneten Pfeile geben die Einströmrichtungen des Arbeitsmittels wieder. Der besondere Vorteil dieser Ausführung liegt in der einfachen baulichen Art der Dampfzuführung. When executing according to Pig. 5, the total power is taken off by the generator 30 on the transmission side, while the working medium is entered on the other free side via a fixed live steam supply line 31. The left turbine sole 32 is connected to the hollow shaft 1. For the purpose of the Prischdiunpfzufuhr, the inner shaft 2 passes into a hollow cylinder 2 ¹ carrying the seal 11 and this into a further hollow cylinder 2 ″ of larger diameter provided with openings 33, into which the tube 31 is inserted with a labyrinth seal 34 installed * The right turbine disk 34 is located on the inner shaft 2. The arrows shown indicate the flow directions of the working medium. The particular advantage of this design is the simple structural type of steam supply.

Die Anordnung gemäß Fig. 6 zeigt den Schaufelträger mit Auflenbeechaufelung als Innentrommel, und zwar als Hohltrommel 351 in die achsmittig wieder durch ein feststehendes Bohr 31 das Arbeitsmittel einströmt. Die Strömung des Antriebemittele erfolgt von der Trommelmitte aus durohÖffnungen 36ι und zwar zweiflutig entsprechend den Pfeilrichtungen· Di··· Aueführung gleicht durch die Ausströmung de· Arbeitsmittels au· der Trommel nach, beiden Längsseiten hin den Axialschub völlig aus. Aue den Teilen 17» und 171» *et*t eioh wieder ttit axial geteilte» innenbeeohaufelte Hdhltroaael «uaejuen, wosu ehenfalle wieder Schrumpfringe 25 Verwendung finden·' ^! Di· Hohlwelle 1 eetet eich wieder aus den Hohlwellenteilen The arrangement according to FIG. 6 shows the blade carrier with the outer casing as an inner drum, specifically as a hollow drum 351 into which the working medium flows in again in the center of the axis through a stationary bore 31. The flow of the drives agent e is from the center of the drum from durohÖffnungen 36ι namely double-flow according to the arrow directions Di · ··· Aueführung like through the outflow · de · au working medium of the drum, two longitudinal sides of the axial thrust completely. Aue the parts 17 " and 171" * et * t eioh again ttit axially divided "inside beeohaufelte Hdhltroaael" uaejuen, where shrink rings 25 are used again in ^{some cases · '!} The hollow shaft 1 is calibrated again from the hollow shaft parts

1a und, Ib gunn—en, ./.1a and, Ib gunn-en, ./.

«09614/0111«09614/0111

Auch bei der gegenläufigen Radialturbine gemäß Ug. 7 weist die Innenwelle 2 zwei Zylinderteile 2¹ und 2" auf, die wieder mittels der Dichtungen 11 bzw. 15 gegenüber dem Hohlwellenzylinder 1· bzw. gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind und mit der rechten Turbinenscheibe 44 in Verbindung stehen, während mit 42 die linke Turbinenscheibe benannt · ist, an der außerdem der Hohlwellenzylinder 1¹ befestigt ist. Bei dieser Ausführung ist ferner das Getriebe 3 so ausgebildet, daß die Turbinenscheibe 42 mittels einer Bremse 43 festgehalten werden kann. Hierdurch ist es möglich, das Aggregat, vorwiegend bei Teillast mit einem feststehenden und einem umlaufenden Turbinensystem zu betreiben. Auf der Hohlwelle ist außerdem noch ein Hohlwellenzylinder 1" vorgesehen. Besonders zweckmäßig ist es, die Bremse 43 auf die Hohlwelle 1 einwirken zu lassen, um auf diese Weise die Verbindung mit der in der Hohlwelle liegenden Innenwelle (Leistungswelle) zu unterbrechen. Eine Kupplung 45 ermöglicht im Falle der Bremsbetätigung die notwendige Trennung der Wellen 1 und 2. Der Vorteil dieser Ausführung besteht in einem höheren Teillastwirkungegrad.Even with the counter-rotating radial turbine according to Ug. 7, the inner shaft 2 has two cylinder parts 2 ¹ and 2 ″, which are again sealed by means of the seals 11 and 15 with respect to the hollow shaft cylinder 1 · or with respect to the housing and are in connection with the right turbine disk 44, while with 42 the left turbine disk is · named, is secured to the addition of the hollow shaft cylinder 1 ^1st in this embodiment, the transmission is further formed 3 so that the turbine wheel can be held 42 by means of a brake 43rd this makes it possible, the aggregate mainly at part load with a stationary and a rotating turbine system. A hollow shaft cylinder 1 ″ is also provided on the hollow shaft. It is particularly useful to let the brake 43 act on the hollow shaft 1 in order to interrupt the connection with the inner shaft (power shaft) located in the hollow shaft. A clutch 45 enables the necessary separation of shafts 1 and 2 in the event of brake actuation. The advantage of this design is a higher degree of partial load efficiency.

Pie Pig. β zeigt eine gegenläufige Radialturbine, bei der die linke Turbinenscheibe mit 50 und die rechte mit 51 benannt ist und wieder die Hohlwelle mit 1, die Innenwelle mit 2 und- das Leistungsadditionsgetriebe mit 3 bezeichnet 1st« Diese Aueführung seigt eine in die Hohlwelle eingebaute Wellendichtung 52, wobei die Hohlwelle beiderseits dieser. Wellendichtung bei 53 und 54 gelagert ist. Diese Anordnung ermöglicht eine sehr sorgfältige und einwandfrei arbeitende Konstruktion der Wellendichtung zwischen Hohlwelle 1 und Pie Pig. β shows a counter-rotating radial turbine, in which the left turbine disk is designated 50 and the right 51 and again the hollow shaft 1, the inner shaft 2 and the power addition gear is designated 3 , the hollow shaft on both sides of this. Shaft seal is mounted at 53 and 54. This arrangement enables a very careful and properly working construction of the shaft seal between the hollow shaft 1 and

.•OSS U/01 11. • OSS U / 01 11

und .Innenwelle 2. .and .internal shaft 2..

Die noch mögliche Radial- und Axialkombination nach Fig. 9 zeigt zwei Turbinensoheibenpaare 61 und 62, wobei die rechte Turbinensoheibe des Scheibenpaares 62 mit der Innenwelle 2 verbunden ist und die linke Turbinenscheibe desselben Scheibenpaares mit der Hohlwelle 1 in fester Verbindung steht, auf der außerdem die rechte Turbinensoheibe des Scheibenpaares 61 befestigt ist. Die linke Turbinenscheibe des Scheibenpaares 61 ist auf einer besonderen, die Hohlwelle 1 konzentrisch umgebenden äußeren Hohlwelle 63 befestigt, die auf das Leistungsadditionsgetriebe 3 einwirkt. Das er- " finderische Merkmal dieser Ausführung besteht darin, daß die Leistung von den beiden Turbinenscheibenpaaren 61 und 62 mittels der Innenwelle 2 und den zwei konzentrischen Hohlwellen 1 und 63 nach einer gemeinsamen Abiriebs- oder Antriebsseite übertragen und durch das alB Leistungsadditionsgetriebe gebaute Getriebe 3 zusammengefaßt wird. Ein weiteres erfinderisches Merkmal dieser Ausführung wird darin gesehen, daß ein oder mehrere gegenläufige Radialturbinen 61, 62 und/oder ein oder mehrere Axialturbinen 64 { herkömmlicher Bauart über das Leistungsadditionegetriebe 3 in einer gemeinsamen Abtriebswelle 2 leistungsmtßig zusammengefaßt werden. Der Vorzug dieser Anordnung besteht darin, daß für die Radial- Axial-Kombination nur ein gemeinsamer Generator 65 benötigt wird.The still possible radial and axial combination according to FIG. 9 shows two pairs of turbine discs 61 and 62, the right turbine disc of the disc pair 62 being connected to the inner shaft 2 and the left turbine disc of the same disc pair having a fixed connection with the hollow shaft 1, on which the right turbine sole of the pair of disks 61 is attached. The left turbine disk of the disk pair 61 is attached to a special outer hollow shaft 63 which concentrically surrounds the hollow shaft 1 and which acts on the power addition gear 3. The inventive feature of this embodiment is that the power is transmitted from the two turbine disk pairs 61 and 62 by means of the inner shaft 2 and the two concentric hollow shafts 1 and 63 to a common abrasion or drive side and combined by the gear 3 built as a power addition gear is. another inventive feature of this embodiment is seen in that one or more opposing radial turbines 61, 62 and / or one or more axial flow turbines 64 {conventional design are summarized leistungsmtßig in a common output shaft 2 via the Leistungsadditionegetriebe. 3 is the advantage of this arrangement in that only one common generator 65 is required for the radial-axial combination.

In der Ausführung gemäß Fig. 10 ist wieder die Hohlwelle 1 und die Innenwelle 2 sowie das Leistungsadditionsgetriebe 3 erkennbar. Die Dampfzufuhr erfolgt über Stutzen 73_t 74ι die über eine rotierend^ Hohlwelle 70 zu den Stufen der.Radial- In the embodiment according to FIG. 10, the hollow shaft 1 and the inner shaft 2 as well as the power addition gear 3 can again be seen . The steam is _{supplied via nozzle 73 t} 74ι which via a rotating ^ hollow shaft 70 to the stages of the radial.

QD99 U/0111 . ·/QD99 U / 0111. · /

-¹⁰- .1426833- ¹⁰ - .1426833

turbine führt. Diese rotierende Hohlwelle 70 ist starr mit der Innenwelle 2 verbunden. In dieser rotierenden Hohlwelle 70 kann ein Regelorgan 71 untergebracht werden, das durch einen ebenfalls auf der rotierenden Welle festsitzenden •Regler 72 mittelbar oder unmittelbar betätigt wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin_r daß vorzugsweise bei kleineren Turbinen eine äußerst einfache Regelung vorgesehen werden kann. "turbine leads. This rotating hollow shaft 70 is rigidly connected to the inner shaft 2. In this rotating hollow shaft 70, a control element 71 can be accommodated, which is actuated directly or indirectly by a controller 72 which is also firmly seated on the rotating shaft. The advantage of this arrangement is that _r a very simple control can be provided preferably with smaller turbines. "

Die mit deiitfig. 11 und 12 gezeigten Arbeitsmaschinen, und zwar ein Turbogebläse, weist wieder die Hohlwelle 1, die Innenwelle 2 sowie das Leistungsadditionsgetriebe 3 auf. Durch diese gewählte Anordnung und Ausbildung des Gebläses ist es möglich, auf einfache Art den Vorteil der geringen Stufenzahl bei Gegenläufigkeit zu erhalten. Die Teile 80 und 81 stellen die gegenläufigen Radscheiben dar, von denen die Scheibe 80 auf der Innenwelle 2 und die Scheibe 81 auf der Hohlwelle 1 befestigt ist. Die Fig. 12 zeigt im Ausschnitt zwei doppelflutige, ebenfalls gegenläufige Radsoheiben 83 und 84. Mit 85 ist der jeweilige Strömungskanal "benannt.The one with deiitfig. 11 and 12 shown work machines, and Although a turbo blower, it again has the hollow shaft 1, the inner shaft 2 and the power addition gear 3. This selected arrangement and design of the fan makes it possible to easily take advantage of the low To get the number of stages in opposite directions. The parts 80 and 81 represent the opposing wheel disks, of which the disk 80 is fastened to the inner shaft 2 and the disk 81 is fastened to the hollow shaft 1. Fig. 12 shows in detail two double-flow, also counter-rotating wheel discs 83 and 84. The respective flow channel is named with 85 ".

800814/0111800814/0111

Claims

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AktiengesellschaftMaschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Corporation

und Professor Dr.-Ing. Eichard Stroehlen Nürnberg, Semmelweisstraße 14and Professor Dr.-Ing. Eichard Stroehlen Nuremberg, Semmelweisstrasse 14

AAAA

Nürnberg, 16. Juni 1964Nuremberg, June 16, 1964

1./Verfahren zur Energieerzeugung bzw. zur Leistungsaufnahme1./Process for generating energy or for power consumption in gegenläufigen Turbinen bzw. in gegenläufigen Arbeite- λ maschinen, dadurch gekennzeichnet,, daß die Leistung des einen Schaufelträgers durch eine Hohlwelle (1) nach außen übertragen wird bzw. durch eine solche zugeführt wird, in der sich konzentrisch eine Innenwelle (2) befindet, über die die Leistung des anderen gegenläufigen Schaufelträgers nach derselben Seite abgeführt bzw. zugeführt wird, wobei ferner die von der Hohlwelle und Innenwelle übertragenen Leistungen der beiden gegenläufigen Schaufelträger durch ein .vorzugsweise außen liegendes Leistungsadditionsgetriebe (3) zusammengefaßt bzw. aufgeteilt werden.in counter-rotating turbines or in opposite Arbeite- λ machine, characterized ,, that the performance of a blade carrier is transferred through a hollow shaft (1) to the outside and is supplied by one in the concentrically an inner shaft (2) is , via which the power of the other opposing vane carrier is discharged or supplied to the same side, furthermore the powers of the two opposing vane carriers transmitted by the hollow shaft and inner shaft are combined or divided by a preferably external power addition gear (3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auf gegenläufige Axialturbinen und/oder auf gegenläufige Radialturbinen mit einfacher radialer DurohetrÖiaung' vorzugsweise von innen naoh außen oder2. The method according to claim 1, characterized in that the method on counter-rotating axial turbines and / or on counter-rotating radial turbines with simple radial Durohardening 'preferably from the inside to the outside or

• ·• ·

auch gegenläufige Radialturbinen mit mehrfacher radialer Durchetrömung als Mehrecheibenturbine sowie auch auf . ■ zwei- oder mehrstufige Axial- oder Radialgebläse ange-also counter-rotating radial turbines with multiple radial flow as a multi-disc turbine as well as . ■ two-stage or multi-stage axial or radial blower

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3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the power of two blade carriers or pairs of turbine disks by means of a shaft and two concentric hollow shafts to a common output side (Drive side) is transmitted and combined by a power addition gear (3).

4 · The method according to claim 1 to 3 »characterized in that that the operating speed of the blade carrier or turbine disk systems is below the first critical bending speed of these components.

5. The method according to claim 1 to 4 »characterized in that that the power via the power addition gear (3) is delivered to a generator (motor.) of normal design.

6. The method according to claim 1 to 5 _t, characterized in that the total power is taken off by the generator on the transmission side.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that that the two turbine disks are designed for operation at two operating speeds that differ from one another in terms of their size.

8. The method according to claim 1 to $ 7, characterized in that auxiliary drive such as turbine governor, turn drive, oil pumps, excitation machines and the like. the 'turbine are arranged on the transmission side and are driven directly by the transmission (3) and / or the inner shaft (2) (Pig. 10).

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'9. Arrangement for carrying out the method according to claim 1 "to 8, characterized in that in the case of the opposite direction fige axial turbine-shaped turbine of a show-

\ feiträger designed as a multi-stage inner drum (16), while the other vane carrier is designed as an internally bladed * hollow drum (17a-17b), which is divided axially and / or is held together by screw connections (18) and / or by shrink rings (25) ( Fig. 2).

10. The arrangement according to claim 9 »characterized in that the hollow drum of a pressure-resistant outer drum (19) is surrounded (Fig. 2).

11. The arrangement according to claim 10, characterized in that the outer drum is designed as a pressure-resistant pot (24) is (Fig. 4).

12. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 8, characterized in that the blade carrier formed with outer shoveling as a hollow drum (35)

is that the working fluid through a hollow shaft (31) i

is supplied (Fig. 6). ,

13. Arrangement according to claim 12, characterized in that the counter-rotating axial turbine is double-flow, preferably with a central inflow (36) (Fig. 6).

14. The method for performing the method according to claim 1 to 8, characterized in that the transmission (3) is designed so that one of the blade carriers or one of the turbine disks can be braked firmly and

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the unit, especially when it comes to partial load with a stationary one and a rotating turbine disk can be operated (Pig.7).

15. The arrangement according to claim 14 »characterized in that . the hollow shaft is firmly braked and the connection with the power shaft located in the hollow shaft is interrupted - can be.

16. Arrangement according to claim 14 and 151, characterized in that that the gear is designed so that the common output (drive) coaxially to the blade rings Turbine disks lies.

17 · Arrangement for radial turbines according to one of claims 9 to 16, characterized in that on the free side opposite the gear side the stationary Live steam supply, preferably provided axially or coaxially (Pig. 5).

18. Arrangement for radial turbine according to one of claims 9 to 171 characterized in that the inner shaft opposite the hollow shaft by a multi-stage labyrinth seal is sealed (Pig. 1).

19. Arrangement according to claim 9 to 18, characterized in that that the inner shaft with respect to the hollow shaft by a

• The multi-stage labyrinth seal is sealed (Pig * 1).

20. The arrangement according to one of claims 9 to 19 characterized »characterized in that the hollow shaft is supported t-fes both sides of the shaft seal (Pig. 8). . ·

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21. Arrangement according to one of claims 9 bxB 20, characterized in that that the inner shaft on its transmission side End is firmly stored (Fig. 1).

22. Arrangement according to claim 9 "to 21, characterized in that that one or more counter-rotating radial turbines and / or one or more axial turbines of conventional design are arranged on a common shaft train and one drive single generator (65) (Fig. 9).

23. Arrangement, mainly for radial turbines, according to one of the Claims 9 to 22, characterized in that the steam is supplied via a rotating hollow shaft (70) (Fig. 10).

24-. Arrangement according to claim 23, characterized in that a control or sail element (71) is provided in the rotating hollow shaft (70) through which the steam is supplied which is directly or indirectly driven by a controller (72) driven by the same hollow shaft (70) is influenced (Fig. 10).

25. Arrangement according to claim 9 to 24ι characterized in that * that the heat dissipation through the inner shaft and hollow shaft is reduced by insulating pieces (12) and / or preferably housed in shaft couplings and (Fig. 1).

26. Arrangement according to claim 9 to 25 »characterized in that that the heat exchange between the inner shaft and the hollow shaft is prevented by an intermediate insulating layer (13) becomes (Fig. 1).

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