DE1476907A1 - Turbomaschine - Google Patents

Turbomaschine

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DE1476907A1 DE19661476907 DE1476907A DE1476907A1 DE 1476907 A1 DE1476907 A1 DE 1476907A1 DE 19661476907 DE19661476907 DE 19661476907 DE 1476907 A DE1476907 A DE 1476907A DE 1476907 A1 DE1476907 A1 DE 1476907A1
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Description

Turbomaschine.
Die Erfindung bezieht s ich auf eine Turbomaschine mit einem Giegenlaufverdichter, d. h. einem Verdichter mit zwei gleiciiaehsigen Rotoren, die ineinander angeordnet sind und sich gegenläufig drehen, und mit einer Antriebsturbine für den Verdichter. Die Turbine weist vorzugsweise zv/ei sich gegenläufig drehende Rädjej1 auf, die mit zwei entsprechenden sich gegenläufig drehenden Rotoren des Verdichters über gleiehaehsige Übertragungswellen gekoppelt sind.
Zweck der Erfindung besteht insbesondere darin, die Anpassung zu korrigieren und die Stabilität des Verdichters bei Teillast bzw. Teildrehzahlen zu verbessern, indem die relative Verteilung der betreffenden Belastungen der beiden Räder der Antriebsturfeine geändert wird.
BAD
Es ist bereits die Arbeitsweise bekannt, den Durchsatz einer Turbine durch Regelung des Querschnitts ihrer Eintrittsleiteinrichtung zu regeln. Bei der Erfindung wird diese Arbeitsweise bei den Eintrittsleiteinriehtungen von zwei Stufen oder zwei Stufengruppen angewendet, welche die beiden sich gegenläufig drehenden Rotoren eines GegenlaufVerdichters antreiben.
Die Änderung der -Eintrittsquerschnitte der Turbine kann auf verschiedene- an sich bekannte V/eisen erfolgen: w Mittels Leitschaufeln, die um Achsen ausrichtbar sind, um welche sie sich verschwenken können, einen Luftstrahl an der Austrittskante der Leitschaufeln oder einen Luftstrahl an der Innenwölbung der Leitschaufeln.
V/eitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, inweicher die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist. . . -
Fig. 1 ist eine schematische Teilhalbschnittansicht einer tx Turbomaschine gemäß der Erfindung»
Pig. 2 ist eine schaubildliche Teilansicht einer
Leitschaufel. ■-.- --...--
Pig. ;5 und 4 sind schematische Ansichten abgeändertem
Ausführungsformen der Brfindung. .. .. ,
Die in Fig. 1 wiedergegebene Turbomaschine weist eine Reihe beweglicher Beschaufelungen 1 auf, die an ihrem: Außenumfang an der Wand einer Drehtrommel 3 befestigt und ■ durch eine in Lagern 5 laufende Welle 4- in einem Drehsinn
909814/027?' BAD ORIGINAL
angetrieben sind, während eine zu der Welle 4 gleichachsig angeordnete zweite Welle 6, die sich in Lagern 7 zu der Welle 4 gegenläufig dreht, eine andere Reihe beweglicher Beschaufelungen 2 gegenläufig antriebt. Ein vo-rderes Lager 8 ist für den Rotor 1 vorgesehen. Dem so gebildeten Gegenlaufverdichter ist eine Eintrittsleiteinrichtung 9 vorgeschaltet, an welcher eine vordere Haube 10 befestigt ist, und eine Austrittsleiteinrichtung 11 nachgeordnet, die in eine Brennkammer 12 der Maschine mündet. Der Aufbau ist von einem festen Gehäuse 15 umgeben.
Die Antriebswelle 4 des Rotors 1 des Gegenlaufverdienters ist durch eine Turbinenbesehaufelung 14 angetrieben, während die beiden andere.! Turbinenbeschaufelungen 15 und l6 die Antriebswelle 6 des Verdichterrotors 2 in entgegengesetztem Drehsinn antreiben. Den beiveglichen Beschaufelungen 14, 15 und l6 der Turbine sind jeweils Leitbeschaufelungen 17, l8 bzw. 19 vorgeschaltet.
Gemäß der Erfindung bestimmen diese Leitbeschaufelungen' 17, l8 und 19 die regelbaren Eintrittsquerschnitte bzw. Speisequerschnitte.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Regelung durch Änderung der Winkelstellung der Leitschaufeln erhalten, die hierfür um radiale Achsen 20 (siehe ebenfalls Fig. 2) richtbar angeordnet sind, wobei die Betätigung der Regelung durch Einwirkung auf eine Betätigungs-
9098U/0277 BAD ORIGINAL
stange 21 erfolgt. Es erscheint nicht unbedingt erforderlich, die Einzelheiten der mechanischen Verbindungen darzustellen und zu beschreiben, die zum Sicherstellen eine.r solchen Betätigung verwendet v/erden, da sie an sich bekannt sind, und eine von ihnen ist beispielsv/eise in der USA-Patentschrift 2 305 311 beschrieben.
Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung kann die oben genannte mechanische Regeleinrichtung durch eine ebenfalls an sich bekannte aerodynamische Regelung ersetzt werden. Für diesen Zweck kwerden hohle Leitschaufeln verwendet, beispielsweise Leitschaufeln 22 (Fig. 3) oder Leitschc?.ufeln 23? (Fig. 4), deren Innenraum zur Außenseite der Schaufel mündet-, und zwar mittels eines Mundstückes in Form eines Spaltes, der entlang der Austrittskante, wie es bei 24 dargestellt ist, oder an der Innenwölbung angeordnet ist, viie es bei 25 dargestellt ist. Diese Mundstücke sind über eine mit einew Ventil 27 versehene Leitung 26 mit unter höherem Druck stehenden Arbeitsmittel aus einer zweckentsprechenden Quelle gespeist, die eine Verdichterstufe sein kann.
Die Art der Wirkung der aus den Mundstücken der hohlen Leitschaufeln 22, 23 austretenden Strahlen und die sich daraus für den freien Speisungsquerschnitt der Turbinenbeschaufelungen ergebende aerodynamische Regelung sind bekannt, wozu beispielsweise auf die französische Patentschrift 1 030 483 verwiesen wird.
9098U/0277
Eine Vergrößerung des Querschnitts der Leiteinrichtungen durch die vorbeschriebenen mechanischen und aerodynamischen Mittel ermöglicht den Durchgang einer größeren Luftmenge und damit die Verschiebung des charakteristischen Arbeitspunktes des Verdichters in Richtung gegen die stabile Zone., jedoch liefern die Turbinen mehr Energie, so daß der Verdichter beschleunigt wird, wodurch wiederum der genannte Arbeitspunkt in Richtung gegen die instabile Zone verschoben wird« Die Regelung erfolgt gemäß der vorherrschenden Erscheinung. Meistens wird der Querschnitt verringert, d. h. die Schaufeln v/erden cerart eingestellt, daß bei der mechanischen Lösung (Fig. 2) die mittlere Ebene jeder der Schaufeln der Ebene der Leiteinrichtung genähert wird, während bei den aerodynamischen Lösungen die Ventile offen sind (Fig. 3 und 4).
Auf diese Weise nimmt die Drehzahl der beiden Rotoren des Gegenlaufverdichters ab, wodurch das Pumpen in dem Fall vermieden ist, iriwelchem die von dem Verdichter angenommene Luftmenge schneller abnimmt, als die. Drehzahlen. Dieser Fall ist günstig, da beim normalen Betrieb keine Abgabe'von Druckluft auf der Seite der Leiteinrichtungen sicherzustellen ist.
BAD ORIGINAL 9 Θ 9 8 U / 0 2 7 7

Claims (5)

1476807 Pat entaiis prü ehe
1. Ge genlauf verdichter mit zwei gleichachsigem ineinander angeordneten Rotoren, die sich gegenläufig drehen und von zwei beweglichen Turbinenbeschaufelungen angetrieben' sind, _ _ = denen feststehende Leitbeschaufelungen zugeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Regeln des wirksamen Eintrittsquerschnitts der beweglichen Turbinenbesehaufelangen am Niveau der Leitbesehaufelungen. ·~ "
2, Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet Λ daß die Leitschaufeln richtbar angeordnetsind äund die. Regelung des Eintrittsquerschnitts durch Änderung ihrer· Winkelstellung mechanisch ausgeführt ist. :
3>. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln hohl ausgebildet und mit -unter' Druck stehendem Arbeitsmittel gespeist sind, das durch'an den Schaufeln zweckentsprechend angebrachten Mundstücke austritt, wobei die Regelung des Eintrittsquerschnitts auf aerodynamische Weise ausgeführt ist. -**j ·
4. Verdichter nach Anspruch J, dadurch: .gekeiinzeichne υ, daß die Mundstücke entlang der Austrittskante,-deiv Leitschaufeln angeordnet sind. .'·■'..-■-■--"-*■'"''^* V
5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mundstücke an der Innenwölbung der Leitschaufeln angeordnet sind.
90981 A/0277
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