DE1626036A1 - Starting device for a gas turbine - Google Patents
Starting device for a gas turbineInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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- F02C7/268—Starting drives for the rotor, acting directly on the rotor of the gas turbine to be started
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Description
PATENTANWALTDLPL-ING1R-MDLLER-BaRNER PATENTANWALTEHPL1-INCHANS-H-V^EyPATENTANWALTDLPL-ING 1 R-MDLLER-BaRNER PATENTANWALTEHPL 1 -INCHANS-HV ^ Ey
BERLIN-DAHLEM 33 · PÖDBI ELSKIALLEE 68 ' 8 M O N C H EN 22 -. WIDENMAYE RSTRASSE 4?BERLIN-DAHLEM 33 PÖDBI ELSKIALLEE 68 '8 M O N C H EN 22 -. WIDENMAYE RSTRASSE 4?
TEL. 0311-762907-TELEGR. PROPtNDUS-TELEX0184057 TEL. 0811 -225585· TELEGR. PROPINDUS - TELEX 0524244TEL. 0311-762907-TELEGR. PROPtNDUS-TELEX0184057 TEL. 0811 -225585 TELEGR. PROPINDUS - TELEX 0524244
21 199 . ..21 199. ..
General Electric Company S c it e η e c -b a d y , N.Y./USAGeneral Electric Company S c it e η ec -b ady, NY / USA
Anlaßeinriclitung. für eine GasturbineStarting facility. for a gas turbine
Die Erfindung "betrifft eine Änlaßeinricht'iinS^ für eine Gasturbine mit axial angeordneten Leit- und Laufschaufeln. The invention "refers to a Änlaßeinricht'iinS ^ for a gas turbine having axially disposed vanes and blades.
Die Erfindung "bezieht sich dabei insbesondere auf eine ver besserte Anlaßeinrichtung In der Konstruktion einer Anstoßvorricjitung für den Turbinenstärt. ; , / The invention "relates in particular to an improved starting device in the construction of an impulse device for the turbine starter.;, /
eine liirbine anzufahren» Bei diesem Verfahren wiicd das An-* laßmittel unter Druck; von^^ einer außerhalb liegenden Quelle durch b.as Maschinengehäuse hinilxirch einem !Purblnenabschnitt zugeführt, und zwar in der Weiseγ daß die Bliätter^ oder Schaufeln ejLnes iJhirbinenllufers unttjp e>inem geelgndteii Einfällswiidcel angestoßen werden Λ um' so den Maschinenetart einzuleiten. " ' . ; -. ",: :-;--.',- ' -■-... ■ -."",-"-: ---■■-:■. . ."-""■to start up a fluid line. In this process the starting means is under pressure; ^^ of an outside source through a machine housing b.as! Purblnenabschnitt hinilxirch supplied, in the Weiseγ that the Bliätter ^ or blades ejLnes iJhirbinenllufers unttjp e> are triggered INEM geelgndteii Einfällswiidcel Λ so as to initiate 'the Maschinenetart. "'.;-.", :: -; -.', - ' - ■ -... ■ -. "", - "- : --- ■■ -: ■..." - "" ■
Der Anstoßstart ist "bei Turbinen weithin bekannt und wird auch angewendet, Jedoch, sind verschiedene Haehteile je nach.Kick start is "and is well known" in turbines Also applied, however, are different skin parts depending on.
■- Art der Konstruktion im Anlauf zustand zu beachten. Einer dieser Nachteile ist die strukturelle Komplexibilität beim Auslauf durch, den Strömungsverlauf des Anlaßmittels. Es ist ständige Praxis der Konstrukteuere von Anlaßeinrichtungen, die Startdüsen als Leitschaufein unmittelbar in Fähe der Laufschaufeln anzuordnen, die ihrerseits angestoßen werden ■ - Note the type of construction in the start-up state. One of these disadvantages is the structural complexity of the leakage through the flow path of the starting means. It is the constant practice of the designers of starting devices to arrange the starting nozzles as guide vanes in the immediate vicinity of the rotor blades, which in turn are pushed
™ sollen. Bei derartigen Konstruktionen werden die Startdüsen zwischen den Leitschaufeln der Turbine angeordnet. Diese Art erfordert eine Ausbildung der Leitsehauf ein, die nicht nur den Anlauf mit einem zugeordneten Strömungsweg erlauben, sondern ebenso ein Luftkühlsystem für die Zuführung von Kühlluft zu den Leitschaufeln erfordern. Daraus ergibt sich eine umständliche Leitschaufelkonstruktion, die außer hohen Herstellungskosten für dxe Leitschaufein auch hohe Instandhaltungskosten für die Maschine mit sich bringen· Abgesehen davon, daß™ should. In such constructions, the starting nozzles arranged between the guide vanes of the turbine. This kind requires a training of the leading edge, not only allow start-up with an assigned flow path, but also an air cooling system for the supply of cooling air to require the guide vanes. This results in a cumbersome one Guide vane construction, which in addition to high manufacturing costs for dxe guide vane also has high maintenance costs for the machine · Besides that
fe eine solche kostspielige Leitschaufel allein für den Start in der Maschine vorgesehen wird, ist es auch unwirtschaftlich, ein anderes Anlaßverfahren zu verwenden, obgleich andere Betrachtungen dieses ratsam erscheinen lassen.fe such an expensive guide vane just to start in the machine is provided, it is also uneconomical, to use a different tempering procedure, albeit different considerations make this seem advisable.
Andere Nachteile der "bekanntenAnlaßeinrichtungen sind darin zu sehen, daß sie die Maschine nicht über Ihren gesamten Umfang beaufschlagen. Ein sehr wahrscheinllcb.er Grund für diese*Other disadvantages of the "prior art starters" are therein to see that they are not running the machine over your entire scope apply. A very likely reason for this *
- Gegebenheit liegt wohl darin, daß eine wirkungsvolle Abdichtung gegenüber äest strJäaenden treibmittel eshr schwierig ist,- The fact is that there is an effective seal it is very difficult to
. wenn der Start unter· bestimiaten thermischen Bedinfwngen erföl-. if the start takes place under certain thermal conditions
gen soll-' Daraus ergibt sich.,; daß, wenn der-Start nur einen Teilbogen des J^sehinenumf angs erfaßt,die Abdichtungsprobleme reduziert werden. Die Erfahrung lehrt aber etwas anderes. Die Teilbeaufschlagung verursacht verschiedene Probleme bei. der Wärme verteilung während des Arbeitsablauf:es. in der Maschine. Weil die Teilbeauf schlagring beim Start nur einen kleinen Teil des gesamten Maschinenumfaiigs erfaßt, kann eine gleichmäßige Wärmeverteilung während des Starts über die ganze Maschine nicht erreicht werden. Durch die ungleichmäßige Wärmeverteilung in der Maschine bilden sich örtliche Zonen verschiedener Spannungsverteilung, die die Axial!tat und die-Konzeritri-·. zität der Maschinenteile stören. Dadurch werden wiederum Leckagen in de?! Strömungswegen hervorgerufen, die sowohl den Wirkungsgrad der Maschine ungünstig; als auch die Lebensdauer der Maschinenteile herabsetzend beeinflussen. 'gen should- 'From this it follows.,; that if the start covers only a partial arc of the joint circumference, the sealing problems are reduced. But experience teaches something else. The partial admission causes various problems. the heat distribution during the work process : es. in the machine. Because the partial impact ring only covers a small part of the entire machine circumference when it starts, it is not possible to achieve an even distribution of heat over the entire machine during start-up. Due to the uneven distribution of heat in the machine, local zones of different stress distributions are formed, which the axial and the conceritri- interfere with the machine parts. This in turn prevents leaks in the de ?! Caused flow paths that both the efficiency of the machine unfavorable; as well as reducing the service life of the machine parts. '
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anlaßeinrichtungen ist, daß sie relativ große Startdüsenöffnungen erfordern. Große Düsenabmessungen bedingen wiederum große Mengen Luft für den Anstoß der Turbinenschaufeln während des Starts, wodurch ein Hauptproblem beim Lauf der Turbine nach dem Start ausgelöst wirdo Große Staftdüsen rufen erhebliche Leckagen des Treibmittels hervor. Dieses Problem erschwert iff'der Praxis die örtliche Anordnung der Startdüsen, wie eingangs geschildert wurde, nämlich in den Abschnitten zwischen den Leitschwfein der Turbine. Während des Arbeitsablaufes erleidet erfahrungsgemäß die Strömung gerade in diesen Zonen ihren wesentlichen Druckabfall. Als Folge davon treten Turbulenzen in der Strömung auf. und die Leckage derAnother disadvantage of the known starting devices is that they require relatively large starting nozzle openings. Large nozzle dimensions in turn, require large amounts of air to impact the turbine blades during start-up, creating a major problem when the turbine is running after the start is triggered o Large Staft nozzles cause significant leaks in the propellant. This problem complicates iff'der practice the local arrangement of the starting nozzles, as described at the beginning, namely in the Sections between the fin of the turbine. During the Experience has shown that the flow suffers its significant pressure drop precisely in these zones. As a consequence of this turbulence occurs in the flow. and the leakage of the
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Strömung in Form von"Querströmungen zwischen den Starterdüsen ■ wird erleichtert. Allein dadurch wird nicht nur der Maschinenwirkungsgrad herabgesetzt- sondern auch durch das Auftreten der Wärmespitzen und der ungleichmäßigen Värmeverteilung über den gesamten Maschinenaufbau mit allen schädlichen Konsequenzen-, die solche Bedingungen übertragen. Flow in the form of "cross flows between the starter nozzles ■ is made easier. This alone not only lowers the machine efficiency, but also the occurrence the heat peaks and the uneven distribution of heat over the entire machine structure with all the harmful consequences that such conditions transmit.
Schließlich sind die bekannten Konstruktionen für einen radialen Aufbau in der Maschine eingerichtet. Diese Lösung istgrundsätzlich für geteilte Turbinengehäuse geeignet= bei denen die Montagearbeiten wegen der radialen Zusammensetzungen erheblich erschwert sind. Diese Anordnung der Maschinenteile ist deswegen für einen individuellen Zugriff wenig geeignet, insbesondere nicht für die Anlaßeinrichtung. Die Instandhaltung und die gründliche. Inspektion wird dadurch sehr kompliziert und ist eine" kostspielige Angelegenheit.Finally, the known designs are for a radial Structure set up in the machine. This solution is fundamental suitable for split turbine housings = where the assembly work is considerable due to the radial composition are difficult. This arrangement of the machine parts is therefore not particularly suitable for individual access not for the starting device. The maintenance and the thorough. This makes inspection very complicated and is an "expensive proposition.
. Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Anlaßeinrichtung in "Form, eines Ringes' für die Führung des Anlaßmittels zu den Schaufeln: des Turbinenläüfers zu erstellen-.. .· - - ..·..< ■. The main object of the invention is to provide an improved starting device in the form of a 'ring' for guiding the starting means to the blades: to create the turbine runner- ... · - - .. · .. < ■
Die Erfindung ■besteht, darin, daß ein in Form eines Kreisringes sich erstreckender Düsenring vorgesehen ist, der in der Maschine zwischen einer Leit- und einer Laufschaufelanordnung in axialer Richtung montiert ist, daß der Düsenring einen Ringkanal zur Führung des Anlaßmittels mit einer Mehrzahl von· Düsen aufweist, die auf dem gesamten Umfang des Düsenringes verteilt und in einem .Winkel angeordnet sind, und daß dan Anlaßmittel für dpiiThe invention ■ consists in that one in the form of a circular ring extending nozzle ring is provided, which in the machine between a guide and a rotor blade arrangement in the axial Direction is mounted that the nozzle ring to an annular channel Having guiding of the starting means with a plurality of nozzles, which are distributed over the entire circumference of the nozzle ring and arranged in an .Winkel, and that dan starting means for dpii
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Anstoß der Lauf schauf ein beim Start der Maschine über einen StrömO-ngsweg von einer Quelle „zu': den Düsen gelangt '/und daß· schließlich Halterungen den Düsenring in der ■ Maschine sichern.« .Initiation of the run shovel when starting the machine via one Flow path from a source "to": reaches the nozzles / and that · Finally, mounts secure the nozzle ring in the ■ machine. «.
Kurz zusammengefaßt, wird durch die Erfindung ein Düsenring zur Führung des Anlaßmittels aufgezeigt, der /bei nicht horizontal geteilten Turbinengehaüsen Torteilhaft montiert werden kann. Das Gehäuse enthalt eine Eingleitung für das unter Druck stehende Anlaßmittel, das den auf dem Umfang des Hinges ver- ä teilten Düsen zugeführt wird. Der Düsenring wird einem Abschnitt der Turbine mit relativ konstantem Druck zugeordnet, und zwar im Strömungsweg für das Arbeitsmittel der Turbine zwischen einer Leitschaufel- und einer Laufschauf «!anordnung. Das zu den Düsen gelieferte Anlaßmittel durchströmt diese bei einem geeigneten Einfallswinkel für den Anstoß der Lauf schaufeln und bringt den Läufer der Maschine bis zu einer sich selbst aufrechterhaltenden Drehzahl»Briefly summarized, the invention shows a nozzle ring for guiding the starting means, which / in the case of turbine housings that are not horizontally divided can be partially mounted on a gate. The housing contains a Eingleitung for the pressurized rise means the comparable on the circumference of Hinges ä divided nozzle is supplied. The nozzle ring is assigned to a section of the turbine with a relatively constant pressure, specifically in the flow path for the working fluid of the turbine between a guide vane and a rotor blade arrangement. The starting agent supplied to the nozzles flows through them at a suitable angle of incidence for the impact of the rotor blades and brings the rotor of the machine up to a self-sustaining speed »
Nach einem weiteren Gegenstand der Erfindung wird der Düsenring im Zusammenwirken mit seiner Umgebung radial beweglich angeordnet > so daß bei hohen Arbeitstemperaturen keine Störungen durch seine Stellung in bezug auf die Axialität der Maschinenteile auftreten können·According to a further object of the invention, the nozzle ring arranged to be radially movable in cooperation with its surroundings> so that no interference occurs at high working temperatures its position in relation to the axiality of the machine parts may occur·
In den Zeichnungen seigt die Tig· 1 den feil der Turbine, der »it der Anlafieiariebtung mica der Srfinäunf vereinigt i*t.In the drawings, the Tig · 1 shows the turbine, the »It is the rubbing of the Anlafiei, united by the Srfinäunf.
fly» J gibt eine perspektivische Ansieht der kai«fer4üeen ffir diefly "J is a perspective looks at the quay" fer4üeen FTIR the
BADBATH
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Strömung entsprechend der Anlaßeinrichtung nach der Erfindung wieder. , , - , . . -- .. . ...-...- , .Flow according to the starting device according to the invention again. ,, -,. . - ... ...-...-,.
Pig. 3 stellt,einen vergrößerten leilsehnitt durch den lurbiiienabschnitt dar, der die Anlaßeinrichtung für eine Turbine , gemäß der Etiiniiung enthält? und in 3Pig. Ik ist ein Schnitt durch den Aialaßring gntsBreehend der Schnittlinie I¥-I¥ in . 5 ' Pig. 3 shows an enlarged section through the lurbiiienabschnitt containing the starting device for a turbine according to the etiiiung . and in 3pig. Ik is a section through the Aialaßring gntsBreehend the section line I ¥ -I ¥ in . 5 '
Bei der nun folgenden Zeichnungsbeschreibung ist insbesondere in Fig. 1 ein Teil des axialen Strömungsweges bei einer Gas- ■ turbine 4 ge§aigt, dif ein uiigeteiiLibes Gehäuse aufweist. Die Haschine 1 igt igit einem Außgngehausß versehen, das aus den ~ Ringabschnitten 2, 3 und 4 gebildet und mittels lösbarer Be- . smifr^el ρ und 6 zusammengesetzt ist.In the following description of the drawings, in particular in Fig. 1 a part of the axial flow path in a gas ■ turbine 4 ge§aigt, dif has a separate housing. the Haschine 1 igit is provided with an outlet housing that consists of the ~ Ring sections 2, 3 and 4 formed and by means of releasable loading. smifr ^ el ρ and 6 is composed.
Eine kreisringförmig angeordnete Brennkammer, die mit 7 bezeichnet ist, ist zwischen dem Gebauseabschnitt 2 und dem inneren Einggehäuse 8 vorgesehen. Vahrend des Anlassens der Maschine 1 ^iber die allgemein alt 9 bezeichnet« Einrichtung wird die Brennkammer 7 kontinuierlich durch einen mit 10 bezeichneten Kompressor mit Luft hohen Druckes gespeist, der teilweise gezeigt ist und im Sinne der Zuströmung auf die od«r nach vorn zur Brennkammer 7 angeordnet ist· Der Kompressor 10 vird durch eine Hohlwelle 11 angetrieben, di· ihrer seit» verbunden und aage trieb en ist mit der Turbine, die allgemein mit 12 be*eichnet ist. Bei derartigen Turbinen ist fs cnarakteristifea, «al der 10 sit Luft bei atteoepb&ilstb·» »nicM urMltet, «Le A combustion chamber, which is arranged in the shape of a circular ring and is denoted by 7, is provided between the building section 2 and the inner inlet housing 8. Vahrend of starting the ma chine 1 ^ iber generally old 9 denotes "means the combustion chamber is fed 7 continuously high by an designated 10 compressor with air pressure, which is partially shown, and in accordance with the inflow to the od 'r forward to the · is arranged combustion chamber 7. the compressor 10 vird driven by a hollow shaft 11, di · their connected since "and Aage drive is s is eichnet with the turbine, which generally be 12 *. In turbines of this type, the characteristic "al the 10 sit air at atteoepb & ilstb ·""noMurMltet," Le
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BAD ORtGisMÄL BAD ORtGisMÄL
er aiäf■" eliii ge Athmöspliären ■verdicJitet, was vonLErelslaüf in der Maschine abhängig ist. Der Brennstoff wird mit der verdichteten Druckluft in der .Brennkammer 7 gemischt, wonach das heiße Verbrennungsgas ' gezündet wird■■-'und"damit die sich- zum Turbinenauslaß bzw. Ende der Brennkammer bewegende Gasströmüng· die dort angeordnete Einrichtung* 12; mit'den Schau-fein35^^ und IJ des Turbinenlaufrades 1^' antreibt%;>Wie bekannt'ist. bringen sich Maschinen wie die Turbine 1, sich selbst unterstützend, auf ihre Drehzahl. Natürlich muß eine Starteinrichtungvorgesehen sein. um die Mascliine zunächst' zur-' sich-selbsternaltenden wirkungsweise zu-bringen. ; -·:;:... ■■-, ■ .--.■·.■. ,...-. ■■ ..-He aiäf ■ "eliii ge atmospheres ■ condensed, which depends on the operation in the machine. The fuel is mixed with the compressed compressed air in the combustion chamber 7, after which the hot combustion gas is ignited ■■ -'and" thus the- to Turbine outlet or end of the combustion chamber moving gas flow · the device * 12 arranged there ; with'den Schau-fein35 ^^ and IJ of the turbine runner 1 ^ 'drives% ;> as is known' is. machines such as turbine 1 bring themselves up to their speed in a self-supporting manner. Of course, a starter must be provided. in order to first of all 'bring about' the self-sustaining effect of the mascliine. ; - ·:;: ... ■■ -, ■ .--. ■ ·. ■. , ...-. ■■ ..-
Die Starteinrichtung 9^ die in .derlTähe· des Turbinenabschnittes. 12 der "Maschine 1 angöordiiet istr'besteht aus; einer-Jinlaßeinrichtung nach der Erfindung.-Wie"-". iii:Mg.. Λ Und nocte deutlicher in der vergrößerten Ansicht in Pig. '5 zu sehen ist ist eine Rohrleitung 15-' für- die Start einrichtung 9::.-^or-se sehen, f die.-mit. ·; - "" dem Gehä^seatechnlirt-^iv^MiiHideÄ' iste.,: Die^Boh^eifeungriil^ b-eför-.,. dert JLiilaßmittel non einer- ^uel.le (ndiCht gezeichnet,·) ;und liefert dieses über den V.erbindungsraum 17 in einen Eingraum' .oder Empfangsabschnitt 16,' wie der S/trömungspf eil in .!Fig. 3-anzeigt. Es ist zu beachten, .daß der eben auf gezeigte Weg. für -das Anlaßmittel· vom Strpmungsweg.in der Maschine wie auch vqn, der Zuführung 23 für die Kühlluft physikalisch getrennt, ist,..: vipbei; die Kühlluft zur Leitschaufel 18 für die Turbine 12 geführt wird. Wie in Pig. 3 zu sehen ist, wird das Anlaßmlttel über Verbin-. dungsräiime 17 direkt,dem Empfangsabschnitt 16 zugeleitet. PasThe starting device 9 ^ the one in the vicinity of the turbine section. 12 of the "machine 1 angöordiiet ist r 'consists of; a-jetting device according to the invention.-As" - ". Iii: Mg .. Λ And nocte can be seen more clearly in the enlarged view in Pig.' 5 is a pipeline 15 - 'for- the start device 9 :: .- ^ or-se see, f die.-with. ·; - "" dem Gehä ^ seatechnlirt- ^ iv ^ MiiHideÄ' iste.,: Die ^ Boh ^ eifeungriil ^ b -eför -.,. dert JLiilaßmittel non eine- ^ uel.le (ndiCht drawn, ·); and delivers this via the connection space 17 into an input space '. or receiving section 16,' like the flow arrow in.! Fig. 3. It should be noted that the path just shown for the starting means is physically separated from the flow path in the machine as well as from the supply 23 for the cooling air ... : vipbei; the cooling air is guided to the guide vane 18 for the turbine 12. As can be seen in Figure 3, the starting medium is fed directly to the receiving section 16 via connection areas 17
109810/0571 ,/^-f ■ ~~'- 109810/0571, / ^ - f ■ ~~ '-
Anlaßmittel strömt dann durch. Düsen 21 des Ringraumes oder Düseiiringes 22, der ein Teil des Empfangsabschnittes 16 ist. Die von den Düsen 21 ausgehenden Abströmungen des Anlaßmittels treffen auf die Schaufeln 13 des Läufers 14·.Tempering agent then flows through. Nozzles 21 of the annulus or Nozzle ring 22 which is part of the receiving section 16. The outflows of the tempering agent emanating from the nozzles 21 meet the blades 13 of the rotor 14 ·.
Am besten ist in Fig. 3 <3.er Kanal 24- zu erkennen, der durch die Grundfläche 36 des Düsenringes 22 radial einwärts begrenzt ist. Durch die Eadialflache 37 wird die äußere radiale Begrenzung einer Zone 25 definiert, in der sich das Antriebsmittel für die Maschine zwischen den Leitschaufeln 18 und den Laufschaufeln 13 des Läufers 14- bewegt. Der Düsenring 22 ist in der zweiten Stufe der Turbine angeordnet, wobei diese Anordnung, wie noch beschrieben werden wird, nicht wesentlich bei der Erfindung ist. Dennoch ist die Anordnung des Ringes 22 in einer solchen Zone besonders wichtig, die zwischen den Leitschaufeln und dem nächsten Turbinenlaufrad liegt. Es wurde festgestellt,.daß bei solchen Anordnungen die Strömung des Treibmittels beim Durchgang durch die öffnungen zwischen den Leitschaufeln den hauptsächlichen Druckabfall erleidet, und zwar bei einem relativ konstanten Druck. Unter diesen Bedingungen tritt keine wesentliche Strömungs turbulenz auf, was für die vorher besprochene Anordnung des Düsenringes 22 nach der Erfindung spricht. Bei Anordnung des Ringes 22 in einer derartigen Zone werden die zu Schäden führenden Querströmungen in den Düsen .21! herabgesetzt, so daß thermische und mechanische Beanspruchungen in der Turbine vermieden werden.The best way to see in Fig. 3 <3rd channel 24-, the through the base surface 36 of the nozzle ring 22 delimits radially inward is. The outer radial boundary is established by the radial surface 37 a zone 25 is defined in which the drive means for the machine between the guide vanes 18 and the rotor blades 13 of the runner 14- moved. The nozzle ring 22 is arranged in the second stage of the turbine, this arrangement, as will be described is not essential to the invention. Nevertheless, the arrangement of the ring 22 in FIG such a zone is particularly important, which lies between the guide vanes and the next turbine runner. It was found .that with such arrangements the flow of the Propellant suffers the main pressure drop when passing through the openings between the guide vanes, and although at a relatively constant pressure. Under these conditions there is no significant flow turbulence, what for the previously discussed arrangement of the nozzle ring 22 according to the invention speaks. If the ring 22 is arranged in such a zone, the cross-currents leading to damage are eliminated in the nozzles .21! degraded so that thermal and mechanical Stresses in the turbine can be avoided.
10 9 8 10/0571 feAD 10 9 8 10/0571 feAD
In der Fig, 2 wird eine detaillierte Beschreibung."des; Düsen-, ringes 22 gegeben. Der Ring 22.-wird als aufgeschnittner Kreisring dargestellt und kann aus einem Stück bestehen ,oder auch aus mehreren Ringteilen zusammengesetzt sein» wobei seine Grundbasis durch den Hing 31 festgelegt ist. An diesem. Hing 31 sind sich radial erstreckende Seitenwände 32 und 33 angesetzt, wodurch, der Kanal 24- gebildet wird.. Im Grundring 31; sind auf dem Kreisumfang verteilte öffnungen oder Bohrungen 21 vorgesehen, die als Düsen dienen und im Verhältnis zum umgebenden Raum sehr klein gehalten sind. Die Düsen 21 weisen einen solchen Winkel auf, daß sie das Anlaßmittel· direkt.gegen die Laufschaufeln 13 richten. Die Winkelstellung der Düsen und ihre relativ kleinen Abmessungen reduzieren die Möglichkeiten von Lek— kagen nicht' bewegten Arbeitsmittels von der Strömung in der Maschine und verhindern "OberstrÖmungenzum Anlaßmittel. Die Seitenwände 32 und 33 stehen in Verbindung mit Trägerringen, die später noch im einzelnen beschrieben werden. Die äußeren Oberflächen der Seitenwände sind eben und relativ glatt, so daß eine gute Dichtung mit den angrenzenden Trägerringen erreicht wird, wodurch ebenfalls Leckagen des Treibmittels der Turbine verhindert w#rden und somit die Arbeitsweise der Maschine erleichtert wird, obwohl der Düsenring 22 vorhanden ist. Eine der Seitenwä^de, vorzugsweise die Seitenwand 33 an der Abström-•eite, enthält eine. Mehrzahl auf dem Kreisumfang verteilter,In FIG. 2 there is a detailed description. "Of the; nozzle, ring 22 given. The ring 22.- is cut open as a circular ring shown and can consist of one piece, or also be composed of several ring parts »whereby its basic basis is determined by the Hing 31. At this. Hung 31 radially extending side walls 32 and 33 are attached, whereby the channel 24- is formed .. In the base ring 31; are on openings or bores 21 distributed around the circumference are provided, which serve as nozzles and in relation to the surrounding Space are kept very small. The nozzles 21 have one Angle so that they have the tempering agent · directly. Against the blades 13 align. The angular position of the nozzles and their relative small dimensions reduce the possibilities of lek— do not prevent the moving work medium from the flow in the machine and prevent "overflows to the starting means. The sidewalls 32 and 33 are associated with carrier rings that will be described in detail later. The outer surfaces the side walls are flat and relatively smooth, so that a good seal with the adjacent carrier rings is achieved which also causes leakage of the propellant of the turbine would be prevented and thus the operation of the machine facilitated although the nozzle ring 22 is present. One of the side walls, preferably the side wall 33 on the outflow • side, contains a. Majority distributed on the circumference,
radial *rstreckenderSchlitze 30, die mit dem Trägerring In der folgenden beeckrlebenen Weise ,Zusammenwirken.radially extending slots 30 which cooperate with the carrier ring in the following basin plane manner.
BAD ORIQ3NALBAD ORIQ3NAL
Aus Fig., 5 geilt hervor, daß die Trägerringe in der Maschine 1 eine relativ einfache Konstruktion aufTtfeisen. Ein Trägerring '" wird durch eine flanschähnliche Seitenwand 27 gegenüber der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Gehäusewand 20 abgestützt... JEin anderer Trägerring wird durch eine kreisringförmige Wand 28 gehalten, die für sich konstruiert und abnehmbar am Gehäuseabschnitt 3 angebracht ist und sich darüber hinaus radial nach innen erstreckt. Die Wand 28 hält nicht nur den Eing 22 und die Schulter 19, vielmehr erleichtert sie auch durch ihre Ausbaufähigkeit die Montage des Hinges 22 im Hinblick auf die Maschine 1. Die einwärts gerichtete Seife der Wand 28 ist mit einer Mehrzahl sich axial erstreckender Bolzen 29 versehen, die lage— mäßig mit den eben beschriebenen Schlitzen 30 im Düsenring 22 übereinstimmen, so daß der Ring 22 in radialer Sichtung im Hinblick auf die Längsachse der Maschine 1 zentriert ist, wobei ein bestimmter Grad radialer Beweglichkeit des Ringes 22 erhalten bleibt. Auf .diese Weise hat der Sing 22 zwischen seinen Trägerringen ein: sog. "Radialspiel"· Am besten läßt sich vielleicht das Zusammenwirken der Bolzen 29 in der Wand 28 mit den Schlitzen JO im Ring 22 der Fig. 4 entnehmen. Es ist zu beachten, daß der Ring 22 gegenüber der Wand 28 fest abgedient et ist und denoch den Wärmeauswirkungen in der Maschine während des Betriebes in radialer Riclitting zu'folgen vermag. Außerdem helfen die Bolzen 29 in den Schlitzen 30 des Hinges 22 bei der Zen trierung im Hinblick auf die umgebende Maschinenkonstruktion. . From Fig. 5 it can be seen that the carrier rings in the machine 1 have a relatively simple construction. A carrier ring '"is supported by a flange-like side wall 27 opposite the circumferentially extending housing wall 20 ... Another carrier ring is held by an annular wall 28 which is designed and detachably attached to the housing section 3 and also extends radially The wall 28 not only holds the inlet 22 and the shoulder 19, but also facilitates the mounting of the hing 22 with respect to the machine 1 due to its expandability Bolts 29 are provided which correspond in position to the slots 30 just described in the nozzle ring 22, so that the ring 22 is centered in a radial view with respect to the longitudinal axis of the machine 1, a certain degree of radial mobility of the ring 22 being retained. In this way, the Sing 22 has a so-called "radial play" between its carrier rings. Best the interaction of the bolts 29 in the wall 28 with the slots JO in the ring 22 of FIG. 4 can perhaps be seen. It should be noted that the ring 22 is firmly sealed off from the wall 28 and is nevertheless able to radially riclitting the effects of heat in the machine during operation. In addition , the bolts 29 help in the slots 30 of the Hinges 22 in the Zen tration with regard to the surrounding machine structure. .
Aus der fig. 3 gehen weiterhin die klaren Beziehungen dee Due enring« s 22 mit seinen frägerringen zu. den feilen, der benachbarten i From fig. 3 the clear relationships between the Due en ring « s 22 and its questioning rings continue to go to. the files, the neighboring i
10ft81O/OS7%10ft81O / OS7%
B ORiQaNALB ORiQaNAL
Turbine hervor* -die nun im einzelneil· beschrieben wird. Nach. der zweiten-;Stufe der Leitschaufeln 18. der Turbine 1 schließt sich, der^Gehäuseabschnitt 3 an. der die Rohrleitung 15 mit den Verbindungsräumen 17 enthält; die konzentrisch um die Turbine angeordnet sind und wobei der Gehäuseabschnitt 3 durch lösbare Befestigungsmittel 5 &11 einer Tragwand 34- und .dem Gehäuseabsehnitt 2 gesichert ist. Der Düsenring 22 ist axial in die Maschine 1 eingebaut und grenzt an die Seitenwand 27 des Trägerringe S-. Die Wand 28 ist als nächste angeordnet und hält den ä Hing 22 in der Weise, daß-jeder Bolzen 29 in Verbindung mit den Schlitzen 30 im Eing 22 radial*gleiten kann, wobei die Wand 28 dux^ch Befestigungsmittel 6 am Gehäuseabschnitt 3 verankert ist. Die Wand 28 ist auf diese Weise festgelegt, wobei die Abströmseite des Düsenringes'22 mit der Maschine 1 zusammengebaut ist; der Gehäuseabschnitt 4- grenzt andererseits an die Wand 28 an, so daß die Gehäuseabschnitte 3 und 4- mit der Wand 2S eine Sandwich—Bauweise darstellen, wie in den S1Ig. 1 und 3 gezeigt ist. Der Düsenring 22 hat in dieser Anordnun.g "Radialspiel" und folgt den thermischen Bedingungen in der Maschine, ohne die Zentrierung zur Iiaschinenachse zu Terlassen. Der Ausbau der Starteinrichtung aus der Maschine 1 erfolgt einfach in umgekehrter Reihenfolge, wie sie eben beschrieben wurde. Turbine * - which will now be described in detail. To. the second stage of the guide vanes 18 of the turbine 1 is followed by the housing section 3. which contains the pipeline 15 with the connecting spaces 17; which are arranged concentrically around the turbine and wherein the housing section 3 is secured by releasable fastening means 5 & 11 of a support wall 34 and the housing section 2. The nozzle ring 22 is installed axially in the machine 1 and adjoins the side wall 27 of the carrier ring S-. The wall 28 is disposed as the next and holds the like Hing 22 in such a manner that-each bolt 29 may radially in conjunction with the slots 30 in the inputs 22 * to slide, wherein the wall is Dux ^ ch fastening means 6 anchors 28 on the housing portion 3 . The wall 28 is fixed in this way, the downstream side of the nozzle ring 22 being assembled with the machine 1; the housing section 4-, on the other hand, adjoins the wall 28, so that the housing sections 3 and 4- represent a sandwich construction with the wall 2S, as in S 1 Ig. 1 and 3 is shown. In this arrangement, the nozzle ring 22 has "radial play" and follows the thermal conditions in the machine without allowing it to be centered on the machine axis. The starting device is removed from the machine 1 simply in the reverse order to that which has just been described.
Die Arbeitsweise der Anlaßeinrichtung nach der Erfindung ist folgende; Wie in den Fig. 1 und 3 geschildert-würde^ ,wird der Rohrleitung 15 am Gehäuseabschnitt 3 von einer Quelle (nicht gezeichnet) Druckmittel für den Anlauf der. Maschine, 1 züge-.... führt. Das Druckmittel strömt über die Rohrleitung 1^1 in,den _ ....The operation of the starting device according to the invention is as follows; As shown in FIGS. 1 and 3, the pipeline 15 on the housing section 3 is supplied by a source (not shown) of pressure medium for starting the. Machine, 1 trains -.... leads. The pressure medium flows through the pipe 1 ^ 1 in, the _ ....
10981070571 ' I '10981070571 'I'
Yerbindungsraum 17· Es tritt dann in den Empfaiigsabschnitt 16 ein und füllt den Kanal 24 des Düsenringes 22. Das Anlaßmittel strömt dann unter Druck aus den. Düsen 21, die abschnittsweise im Basisring des Düsenringes 22 vorgesehen sind. Die Abströmungen aus den'Düsen 21 treffen dann auf die sich kreisringförmig erstreckende Reihe der Laufschaufeln 13 des Läufers 14 auf und veranlassen diesen, sich zu drehen. Der Läufer 14 treibt dabei den Kompressor 10 an, der seinersei'ts Druckluft in die Brennkammer 7 einspeist, in der die Zündung erfolgt. Auf diese Weise wird die Maschine 1 zu einer sich selbst aufrechterhaltenden Drehzahl gebracht, so daß die Rohrleitung von der Anlaßtreibmittelquelle (nicht gezeichnet) getrennt werden kann. Unter der Bedingung der sich selbst aufrechterhaltenden Arbeitsweise der Maschine "spielt" der Düsenring 22, der wie beschrieben in der Maschine angeordnet und getragen wird, entsprechend der thermischen Beanspruchung in der Turbine,ohne daß sich unzulässige Spannungen oder Störungen in der Axialität der Maschinenteile zueinander auswirken.Connection room 17 · It then enters the receiving section 16 and fills the channel 24 of the nozzle ring 22. The starting agent then flows out of the under pressure. Nozzles 21, the sections are provided in the base ring of the nozzle ring 22. The outflows from the nozzles 21 then meet in the form of a circular ring extending row of the blades 13 of the rotor 14 on and cause it to turn. The rotor 14 drives the compressor 10, which in turn feeds compressed air into the combustion chamber 7, in which the ignition takes place. In this way the engine 1 is brought to a self-sustaining speed so that the pipeline from the starting propellant source (not shown) can be separated. Under the condition of the self-sustaining functioning of the Machine "plays" the nozzle ring 22, which is arranged and carried in the machine as described, according to the thermal Stress in the turbine without becoming impermissible Stresses or disturbances in the axiality of the machine parts affect each other.
Die Konstruktion einer Anlaß-Düsenanordnung entsprechend der vorhergegangenen Beschreibung erzeugt eine relativ gleichmäßige Wärmeverteilung längs der sich im Kreisumfang erstreckenden Gehäusewaridung. Fernerhin werden Wärmespitzen und -beanspruchungen •vermieden, die die-Lebensdauer der Maschinenteile herabsetzen, weil die Änderu-ngen in bezug auf die Axialität und die Leckagen in den Strömungswegen reduziert werden.The construction of a starting nozzle arrangement according to previous description produces a relatively uniform one Heat distribution along the circumference of the casing. Furthermore, thermal peaks and stresses are avoided • which reduce the service life of the machine parts, because the changes in terms of the axiality and the leaks be reduced in the flow paths.
BAD ORIGINAL 109810/0571BAD ORIGINAL 109810/0571
relativ einfache Konstruktion der Anlaßeinrichtung in' Verbindung mit der Erfindung ermöglicht nicht nur einen leichten Zusammen- und Auseinanderhau der Maschine, sondern sie erleichtert auch den Anlauf der Maschine bei vorgegebenen Zeiten und erhöht den Wirkungsgrad beim Start der Maschine,,relatively simple construction of the starting device in connection with the invention not only allows a light one Breaking the machine together and taking it apart, it makes it easier also the start-up of the machine at specified times and increases the efficiency when starting the machine,
108810/0671108810/0671
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