DE1927726B2 - Ein- oder mehrstufige turbine fuer ein kompressibles arbeitsmittel - Google Patents

Description

den Leitkanal ausgebildet ist, dessen Strömungs- Laufrades;

querschnittvon der tangential zumLaufradaußen- i» c) der kleinste Abstand des mittleren Stromfadens umfang geführten, mit einer regelbaren Ge- der Eintrittsleitung zum Außendurchmesser des

schwindigkeitsdüse versehenen, im wesentlichen Laufrades beträgt 0 bis 0,1 des Laufradaußen-

kreisförmigen Eintrittsleitung bis zum, das Lauf- durchmessers.

rad dichtend umgebenden Dom hin gleichmäßig Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß

abnimmt, und wobei das Laufrad an seinem 15 sich durch Hereinragenlassen der freikragenden Außemimfang direkt vom Strömungsquerschnitt Schaufelenden in den Strömungsquerschnitt des Leitdes Leitkanals her beaufschlagt ist, gekenn- kanals in der vorstehend genannten Art in einfacher zeichnet durch die Kombination folgender Weise eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Merkmale: eingangs genannten Turbine erzielen läßt.

a) Das Laufrad (11) ragt an seinem äußeren »° Aus der französischen Patentschrift 1 390 923 ist Umfang mit den freikragenden Schaufelen- eine Turbine für staubhaltiges Arbeitsgas bekannt, den (26) in den Strömungsquerschnitt des bei welcher ein Zentripetalrurbinenrad in einem die Leitkanals (12) herein; Drehbewegung des Gases beschleunigenden Spiralge-

b) der kleinste Abstand (29) des mittleren häuse angeordnet ist, in welches das Gas tangential Stromfadens (27, 28) der Eintrittsleitung »5 nach Beschleunigung in einer düsenfönnig konver-(13) zum Dorn (30) ist größer als der klein- genten Eintrittsleitung eintritt Dabei ist angegeben, ste Abstand (25) zum Außendurchmesser daß das ^verhältnis des Abstands des mittleren des Laufrades (11); Stromfadens des eintretenden Gases von der Turbi-

c) der kleinste Abstand (25) des mittleren nenachse zum Außenradius des Turbinenrades vor-Stromfadens (27, 28) der Eintrittsleitung 30 zugsweise einen Wert im Bereich von 1,2 bis 1,5 auf-(13) zum Außendurchmssser des Laufrades weist. Hierbei ragt aber das Laufrad an seinem äußern) beträgt 0 bis 0,1 des Laufradaußen- ren Umfang nicht mit freikragenden Schaufelenden durchmessers. in den Strömungsquerschnitt des Leitkanals herein.

Mit der zusätzlichen Wirkungsweise der bekannten 35 Vorrichtung als Staubabscheiderzyklon steht auch im

Zusammenhang, daß der die radiale Innenbegrenzung der Eintrittsleitung des Leitkanals bildende Dorn nicht mit dem Laufradumfang dichtend schließt, vielmehr um den gesamten Laufradumfang

Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrstufige 40 herum ein erheblicher radialer Abstand zur Leitka-Turbine für ein kompressibles Arbeitsmittel, bei wel- nalwandung besteht, um die Ausbildung einer Zycher wenigstens die erste Stufe als leitschaufellose klonströmung, d.h. eines durchgehenden Drallwir- und nach dem Gleichdruckprinzip arbeitende Zentri- bels um das gesamte Laufrad herum zur Feststoffabpetalturbine mit wenigstens einem das. Laufrad um- scheidung durch Zentrifugalkraftwirkung zu ermöglischließenden Leitkanal ausgebildet ist, dessen Strö- 45 chen. Insgesamt handelt es sich bei dieser Turbine mungsquerschnitt von der tangential zum Laufradau- um eine ausgesprochene Spezialkonstruktion für den ßenumfang geführten, mit einer regelbaren Ge- besonderen Zweck der Energieausnutzung von staubschwindigkeitsdüse versehenen, im wesentlichen haltigen Gasen, also praktisch eine Zwitterkonstrukkreisförmigen Eintrittsleitung bis zum, das Laufrad tion aus Zyklon und Turbine, die sich nicht zum dichtend umgebenen Dom hin gleichmäßig abnimmt, 50 Vorbild für die Ausbildung von Hochleistungsturbi- und wobei das Laufrad an seinem Außenumfang di- nen eignet.

rekt vom Strömungsquerschnitt des Leitkanals her Aus der USA.-Patentschrift 3 236 500 ist eine als

beaufschlagt ist. leitschaufellose Zentripetalturbine ausgebildete Ab-

Eine derartige Turbine ist aus der belgischen Pa- gasturbine bekannt, bei welcher normalerweise die tentschrift 703 769 bekannt. Bei dieser Turbinenbau- 55 Beschleunigung des Arbeitsmittels außerhalb der art wird durch die Ausbildung wenigstens der ersten Turbine erfolgt. Aus der in diesem Zusammenhang Turbinenstufe als leitschaufellose Zentripetalstufe im nicht eindeutigen Schnittansicht der Entgegenhaltung Zusammenwirken des eine unmittelbare Vollbeauf- könnte geschlossen werden, daß der Abstand des schlagung des Laufrades längs seinem gesamten Um- mittleren Stromfadens der tangentialen Eintrittsleifang gewährleistenden Leitkanals mit der Geschwin- 60 tung zum Dorn größer als der Abstand zum Außendigkeitserzeugung in einer unmittelbar am Eingang durchmesser des Laufrades ist. Unabhängig davon des Verteilerleitkanals angeordneten regelbaren Ge- folgt jedoch aus der Tatsache, daß bei der bekannten schwindigkeitsdüse eine verlustarme Umwandlung Turbine in der Turbinenspirale Abdeckklappen zur des Energieinhalts des Arbeitsmittels in mechanische Abdeckung einzelner Kanäle des Laufrades ein- und Rotationsenergie erreicht. 65 ausschiebbar vorgesehen sind, daß die Laufradschau-

Es liegt die Aufgabe vor, den Wirkungsgrad einer fein nicht in den Strömungsquerschnitt des Leitkaderartigen Turbine zu verbessern. nals hineinragen.

Diese Aufgabe wird bei einer Turbine der eingangs Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Er-

findung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der bzw. 19 verläßt das Arbeitsmittel die Axialstufen 6

Zeichnung zeigt bzw. 8. , -^ _dem Leitkanal 12 durch

F ι g. 1 schematisch eine Turbine im Axialschnitt, Das Arbeitsnutt J ^ °_{ksitsdüse 2}0 zugeführt.

Fig.2 die Turbine der Fig 1 in einem Quer- eine «geftare »^ Laufrad 11 ent-

schnitt nach der Linie Π-Π gemäß F i g. 1, S Das Arbeitsmittel beaufscöiagi u

Fig.3 eine der Schnittansicht nach Fig.2 ent- ^lanS^dessenf^^„SStt des Leitkanals 12

sprechende Schnittansicht einer Turbine gemäß einer Der Stromungsquerb dichtend anlie-

weiteren Ausführungsform. nimmt vom ^f ^g ²^ _Das ^^ _n ^

Bei der in Fig. 1 dargesteUten Turbine ist in S^{eQden Dom} ? ⁸¹^f Aufradumfang vom Areinem Gehäuse 1 eine Läuferwelle 4 mittels Lagern 2 io deshalb über den ganzen i^ —&
und 3 gelagert Auf der Welle4 sind Laufräder axia- beitsmittel JeaB&dUagt

ler Turbinenstufen6 bzw.8 angeordnet In der Mitte Bei der Ausfünrung nacnr χg zueinander

trägt die Läuferwelle4 ein zSntripetal-Laufrad 11. uäle 21L und 22 ^JtShSA*_v^eT£

Das Laufrad 11 ist von einem Leitkanal 12 umgeben, um 180° entlang ^Ji™^ ⁸^d das Ar-

-*—^m

In Fig.2 ist der Innenumfang 14 des Leitkanals Fig. 1 und2. vvinste Abstand zwischen

durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die freikra- » In F i g. 2 ist mit 25 der ^*^Γ™ ™™**

genden Schaufelenden 26 des Zentripetal-Laufrades dem Außendurdimesser des La^ad^U und dem

erstrecken sich in radialer Richtung bis in den Leit- mittleren Stromfaden 27, *^%^^ξ. ?

kanal 12 hinein. Bei 16 und 17 tritt das Arbeitsmittel bezeichnet. Dieser Abstand 25 £_[ Weiner a^dra^

aus dem Laufrad 11 aus und in die anschließenden der Zeichenebene gemessene Abstand 29 zum Dorn

Axialstufen 6 und 8 ein. Über Austrittsstutzen 18 »5 30.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. genannten Art erfindungsgemäß durch die Kombma-Patentanspruch: tion folgender Merkmale gelöst:

   a) Das Laufrad ragf an seinem äußeren Umfang

   Ein- oder mehrstufige Turbine für ein korn- mit den freikragenden Schaufelenden in den

   pressibles Arbeitsmittel, bei welcher wenigstens 5 Strömungsquerschnitt des Leitkanals herein;
   die erste Stufe als leitschaufellose und nach dem b) der kleinste Abstand des mittleren Stromfadens Gleichdruckprinzip arbeitende Zentripetalturbine der Eintrittsleitung zum Dorn ist größer als der

   mit wenigstens einem das Laufrad umschließen- kleinste Abstand zum Außendurchmesser des