DE2117097A1 - Turbine - Google Patents
TurbineInfo
- Publication number
- DE2117097A1 DE2117097A1 DE19712117097 DE2117097A DE2117097A1 DE 2117097 A1 DE2117097 A1 DE 2117097A1 DE 19712117097 DE19712117097 DE 19712117097 DE 2117097 A DE2117097 A DE 2117097A DE 2117097 A1 DE2117097 A1 DE 2117097A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- turbine
- recess
- turbine wheel
- outlet
- blades
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/02—Shutting-down responsive to overspeed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
- F01D21/045—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
- F01D21/06—Shutting-down
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
- F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
Sundstrand Corporation, Rockford, 111./USA
Turbine
Die Erfindung betrifft eine Turbine mit einem Turbinenrad, welches eine Nabe und eine Mehrzahl von ihr wegragender
Schaufeln aufweist, mit einem das Turbinenrad umgebenden Gehäuse, einer den Schaufeln zugeordneten Eintrittsdüsenanordnung
und einem den Schaufeln zugeordneten Austrittsdurchlaß, insbesondere eine Turbine mit einer Sicherheitsanordnung,
um die Turbine bei Uberdrehzahlen aufzufangen.
-2-109845/1177
Wie Fachleuten der Turbinentechnik bekannt ist, sind Turbinen
bei sehr hohen Geschwindigkeiten am wirksamsten und die hohen Zentrifugalkräfte, welche auf das Turbinenrad einwirken verursachen
bei Überdrehzahlen durch die sich dabei ergebenden Zentrifugalkräfte eine Zerstörung des Turbinenrades. Es ist
sowohl vom Sicherheitsstandpunkt als auch zum Schutz der umgebenden
Einrichtungen außerordentlich wüschenswert, daß das Turbinenrad nach einem Bruch innerhalb des Turbinengehäuses
aufgefangen wird und/oder daß die Energie der Bruchstücke auf ein Minimum herabgesetzt wird.
Dieses Problem ist insbesondere bei Radialturbinen akut, weil diese bekanntlich radiale Eintrittsöffnungen und axial angeordnete,
durch glockenförmige Austrittsplatten begrenzte Austrittsöffnungen haben. Es hat sieh herausgestellt, daß bei
solchen Turbinen beim Überschreiten der Bruchgeschwindigkeit die Schwierigkeit des radialen Auffangens auftritt, weil die
Zentrifugalkräfte natürlich dazu neigen, die Bruchstücke des
Turbinenrades radial nach außen in den Turbineneintritt zu schleudern. Bei einigen Konstruktionen haben die Bruchstücke
des Turbinenrades auch eine Neigung sich axial mit einer hohen Energie aus dem Austritt zu bewegen, wobei sie die Aus-,
trittsplatte und auch die angrenzenden Einrichtungen in der
Nähe des Austritts zerbrechen oder an ihnen schwere Beschädigungen verursachen.
In der Vergangenheit sind Einrichtungen zur Verminderung der
Schwierigkeiten bei der Zerstörung durch Bruch der Turbine geschaffen worden. Z.B. wurden auf Geschwindigkeit ansprechende
Bremsen entworfen, welche bei einer vorbestimmten Überdrehzahl der Turbine zur Wirkung kamen, um das Turbinenrad entweder
vollständig anzuhalten oder innerhalb seines Betriebsbereiches zu halten. Diese Konstruktionen haben verschiedene Nachteile,
einer z.B. ist, daß die Einrichtung zum Abtasten der Geschwindigkeit und der Bremsmechanismus bemerkenswert zum Gewicht und
109845/1177 "°~
zur Komplexität der Turbinenanordnung beitragen, ein anderer
ist, daß die Bruchgeschwindigkeit des spezifischen Turbinenrades schwierig ohne Versuch zu bestimmen ist und daß es nach
einem Versuch offensichtlich zu spät ist, so daß eine beträchtliche Schwierigkeit bei der Auswahl der vorbestimmten
Überdrehzahl auftritt, bei welcher die Überdrehzahlbremse der Turbine in Betrieb gesetzt wird. Die einzige Lösung dieser
Schwierigkeit besteht darin, eine Turbinenüberdrehzähl gut unterhalb der geschätzten Bruchgeschwindigkeit des Turbinenrades
auszuwählen. Es ist klar, daß dadurch die Brauchbarkeit der Turbine selbst ernstlich begrenzt wird, weil sie
auf Überdrehzahlbedingungen herabgesetzt werden muß, welche nicht innerhalb des Gefahrenbereichs liegen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Schwierigkeiten
zu überwinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Auffangeinrichtung zur Mithilfe beim Auffangen des Turbinenrades
nach Überschreiten seiner Bruchgeschwindigkeit mit einer ringförmigen Ausnehmung im Gehäuse vorgesehen ist,
welche axial vom Turbinenrad weg im Durchmesser größer wird, und daß das Turbinenrad mit einem Abschnitt gefertigt ist,
welcher sieh zu dieser Ausnehmung hin erstreckt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Turbinenanordnung für eine Radialturbine geschaffen
worden, welche das zerbrochene Turbinenrad nach einem Bruch innerhalb des Turbinengehäuses auffängt und die Zerstörungsenergie der Bruchstücke auf einen sicheren Wert vermindert.
Weil die bekannten Bremseinrichtungen nicht nach dem Bruch des Turbinenrades wirksam werden, ist die erfindungsgemäße Auffangvorrichtung
gegenüber verschiedenen bekannten Bremseinrichtungen vorteilhafter.
-4-109845/1177
Radialturbinen sind allgemein dafür bekannt, daß sie eine relativ flache rückwärtige Platte und eine glockenförmige Austrittsplatte
aufweisen, welche zusammen einen im allgemeinen radialen Eintritt und einen sich axial erstreckenden Austritt
bilden. Das zwischen diesen beiden Platten angeordnete Turbinenrad lenkt den radialen Eintrittsstrom axial in Richtung
der zentral angeordneten Austrittsöffnung, wenn es von expandierenden Gasen angetrieben wird. Das Turbinenrad wird von
einer axial gekrümmten Nabe gebildet, von welcher sich die Turbinenschaufeln radial mit im allgemeinen freien Austrittskanten
erstrecken.
Zur Unterstützung des Auffangens des Turbinenrades kann eine ringförmige mit einer messerartigen Kante versehene Ausnehmung
in der rückwärtigen Platte vorgesehen sein, welche mit einer ringförmigen, messerartig ausgebildeten Schulter an der Turbinennabe
zusammenwirkt, die sich in die Ausnehmung erstreckt, so daß bei einem Bruch der Turbine die mit einem messerartigen
Kante versehene Ausnehmung danach trachtet, die Bruchstücke sowohl radial innen zu halten, als auch einer axialen Bewegung
der Bruchstücke in Richtung der Austrittsöffnung zu widerstehen, wobei sich versteht, daß die rückwärtige Platte an
der der Austrittsseite des Turbinenrades gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. So verzögert die mit einer messerartigen
Kante versehene Ausnehmung, welche in Wirklichkeit eine sich konisch erweiternde Ausnehmung in der rückwärtigen ·
Platte ist, die Bewegung der Bruchstücke in Richtung der Turbineneintritts- und der Turbinenaustrittsöffnung. Diese Verzögerung
ergibt eine Verminderung der Zerstörungsenergie der Bruchstücke auf ein Maß, welches die Beschädigung sowohl des
Eintritts und des Austritts, als auch die mögliche Beschädigung umgebender Einrichtungen bemerkenswert vermindert.
Um das Abfangen der radialen Bewegung der Bruchstücke zusätzlich zur oben erwähnten Ausnehmung zu unterstützen, kann die Turbine
10 9 8 4 5/1177 "5"
mit Eintrittsleitachaufeln versehen sein, welche die Spitzen der Turbinenschaufeln vollständig umgeben. Bei genügender
Festigkeit können die in Verbindung mit der Ausnehmung in der oben erwähnten rückwärtigen Platte wirkenden Eintrittsleitschaufeln
die zerbrochenen Teile vollständig im Turbinengehäuse auffangen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß eine in drei Teile zerbrechende Nabe vorgesehen ist, welche drei in
gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnete radiale Schlitze im Turbinenrad aufweist. Dieses hat den Vorteil, einen gleichmäßigeren
Bruch beim Brechen der Turbine zu schaffen und vermindert die Größe der Bruchstücke und so die Energie jedes
gegebenen Bruchstücks des Turbeinenrades. Zusätzlich schaffen
die Schwächungsschlitze vorbestimmbare Bruchstücke, welche aufgefangen werden müssen.
Es versteht sich, daß die Schwierigkeit des Auffangens nicht nur die oben beschriebenen Merkmale umfaßt, sondern auch
andere Parameter, wie z.B. der Aufbau des Turbinenrades, die Dicke der rückwärtigen Platte, die Dicke der Austrittsplatte
die Größe der Austrittsplatte und die Anzahl der Befestigungselemente, welche die rückwärtige Platte mit der Austrittsplatte
verbinden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine Radialturbine Io mit einem Gehäuse
12, einer Eintrittsspirale 14, einem Turbinenrad 16, einem Austrittsring 18 und einer Abtriebswelle 2o dargestellt.
Wie jedem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, treten heiße Gase in die Eintrittsspirale 14 ein, strömen radial nach
-6-109845/1177
innen über den gegen die Schaufeln des Turbinenrades 16 und drehen das Turbinenrad, wobei die ausströmenden Gase durch
den Austrittsring 18 ausströmen. Das Turbinenrad 16 ist zum Antreiben auf der Abtriebswelle 2o befestigt und dreht dieselbe,
wobei sie einen mechanischen Abtrieb erzeigt, der ein geeignetes Untersetzungsgetriebe antreiben kann.
Eine Anwendungsmöglichkeit für die Radialturbine Io ist z.B.
die Verwendung als Antriebsmaschine in einem Hilfs-Hydrauliksystem,
beispielsweise in einem Flugzeug. Es versteht sich jedoch, daß die Bruchauffangeinrichtung der Turbine nach
der Erfindung für Turbinen in einem breiten, unterschiedlichen Anwendungsbereich verwendbar ist.
Betrachtet man den Aufbau der vorliegenden Turbine genauer, so ist zu sehen, daß eine im allgemeinen ringförmige Platte
23 vorgesehen ist, welche als Hauptlager für den Turbinenaufbau dienen kann. Die Platte 23 ist mit einem zylindrischen
mittleren Teil 24 mit einer zentralen durchgehenden Bohrung
26 versehen, welche einen sich axial erstreckenden, ringförmigen Bund 27 der rückwärtigen Platte 3o einer Turbine trägt.
Die rückwärtige Platte 30 ist im allgemeinen ringförmig und
starr an der Platte 25 mit einer Mehrzahl auf einem Kreis
angeordneter Befestigungselemente 32 befestigt. Am Umfang
der rückwärtigen Platte 3o ist in einer ringförmigen Ausnehmung 34 ein Leitring 35 mit einer Mehrzahl zusammen mit ihm hergestellter
Eintrittsleitschaufeln 37 befestigt. Die Eintrittsleitschaufeln 37 sind in bezug auf die Achse des Turbinenrades
nicht axial ausgerichtet, sondern sind unter einem Winkel in bezug auf die Drehrichtung des Turbinenrades ausgerichtet,
wie es Fachleuten allgemein bekannt ist. Die Eintrittsleitschaufeln 37 erstrecken sich vollständig um den Umfang
des Turbinenrades 16, und sind genügend fest, um beim Schaffen der radialen Auffangeinrichtung bei einem Bruch des Turbinen-
1 O 9 8 A 5 / 1 1 7 7 "7"
rades l6 mitzuhelfen. Die freien oder rechten Enden der
Eintrittsleitschaufeln 37 passen in geeignete Ausnehmungen
in einer glockenförmigen Austrittsplatte 4o und können dort verschweißt sein. Die Austrittsplatte 4o ist am Leitschaufelring
35 mit einer Mehrzahl von Bolzen 42 befestigt, welche durch die Austrittsplatte und den Leitring 35 ragen. Die Bolzen
42 sind an der Austrittsplatte 4o und dem Leitring 35 festgeschweißt und vorzugsweise werden halb soviel Bolzen
wie Eintrittsleitschaufeln 37 verwendet. Die Anzahl der Bolzen 42 ist xvichtig, weil die Austrittsplatte 4o eine
axiale Begrenzungsfunktion ausübt. Darüberhinaus ist die Dicke der Austfittsplatte ausreichend um einen Bruch bei
Turbinenbruch zu verhindern, wenn sie mit den anderen Begrenzungsmerkmalen der Erfindung verwendet wird.
Der Austrittsring 18 ist ein im allgemeinen konisches Metallblechaustrittsrohr
43, welches am offenen Ende der glockenförmigen Austrittsplatte 4o befestigt ist. Die Eintrittsspirale 14 weist einen Metallblechteil 44 auf, welcher an
einer Seite bei 48 am Leitring 35 und an der anderen Seite am Austrittsrohr 43 bei 5° und an der Austrittsplatte 4o
bei 52 verbunden ist.
Die Abtriebswelle 2o der Turbine hat einen ersten Bund 55,
welcher drehbar in einem Hauptlager 57 gelagert ist. Ein anderes Lager kann zur Lagerung der Abtriebswelle 2o in
einem Abstand von dem dargestellten Lager vorgesehen sein. Das Hauptlager 57 ist innerhalb einer Ausnehmung 58 im ringförmigen
Bund 27 der rückwärtigen Platte 30 angeordnet und wird an seiner linken Seite mit einem Sprengring 6l am Bund
55 der Abtriebswelle 2o gehalten, welcher die Bewegung der Abtriebswelle 2o nach rechts in bezug auf die Platte 23 begrenzt.
Zur Begrenzung der gegenüberliegenden Seite des Lagers 57 in bezug auf die Abtriebswelle ist eine Hülse 62
-8-109845/1177
vorgesehen, weiche einen weiteren Bund 64 auf der Abtriebswelle 2o umgibt. Das linke Ende der Hülse stößt gegen den
Innenring des Hauptlagers 57 und das rechte Ende gegen einen
Dichtring 6$ der Wellendichtung 68. Vom Bund 64 .der Abtriebswelle erstreckt sich ein dünner freitragender Abschnitt 7o,
v/elcher das Turbinenrad 16 trägt.
Das Turbinenrad 16 weist eine glockenförmige Nabe 72 auf,
welche mit ihrem kleineren Ende an den Austritt und mit dem größeren Ende an die rückwärtige Platte J>o angrenzt. Die
Nabe 72 weist einen Haltering 75 auf, welcher einen Dichtring 65 trägt und eine ringförmige Nase aufweist, die gegen den
Bund 64 der Abtriebswelle stößt. Geeignete Einrichtungen sind zum Pestkeilen der Nabe 72 auf dem Abschni-tt 70 der
Abtriebswelle vorgesehen. Ein mit Gewinde versehenes Befestigungselement 78 auf dem mit Gewinde versehenen Ende des
Abschnittes 70 hält die Nabe 72" axial auf der Abtriebswelle.
Die Nabe 72 ist mit einer konkaven Außenfläche 79 versehen, welche die expandierenden eintretenden Gase aus einer radialen
Richtung in eine axiale Richtung umlenkt, wie es Fachleuten auf dem Gebiet der Turbinentechnik bekannt ist. Eine
Mehrzahl Turbinenschaufeln 81 erstrecken sich radial in bezug auf die Außenfläche 79 und ist integral mit der Nabe
72 hergestellt. Die Turbinenschaufeln 8l weisen freie Enden 82 angrenzend an die rückwärtige Platte, freie Enden 83
angrenzend an die Eintrittsleitschaufeln 37 und bogenförmige
freie Enden 85 angrenzend an die Austrittsplatte 4o auf. Obwohl es aus der Ansicht der dargestellten Turbine nicht hervorgeht,
sind die Turbinenschaufeln 8l in der Nähe des Eintritts im allgemeinen in einer radialen Ebene, d.h. einer
Ebene, welche die Achse der Abtriebswelle 2o einschließt, angeordnet, und dann in einer Richtung entgegengesetzt der
Strömungsrichtung angrenzend an den Auslaß gekrümmt.
109845/ 1177
Um einen einigermaßen gleichmäßigen vorbestimmbaren Bruch zu erhalten ist die Nabe 72 mit drei radialen Schlitzen 88
versehen, welche zu einem sauberen, in drei Segmente zerfallenden Bruch des Turbinenrades beitragen. Die Schlitze
sind in gleichen Winkeln zueinander angeordnet und, wie dargestellt, erstreckt sich jeder in Längsrichtung vollständig
durch die Nabe 72 und radial nach außen von der Bohrung 87. Jedoch sind die Schlitze geringfügig genug, um die erforderliche
Festigkeit der Nabe 72 aufrechtzuerhalten. Der Haltering bildet eine Dichtung auf dem Abschnitt 70 der Abtriebswelle
gegen Druckverlust durch die Schlitze 88 und jeder Schlitz nimmt einen Vorsprung 89 des Halteringes auf,
so daß der Haltering und das Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung miteinander verbunden sind. Die mit drei Bruchschlitzen
versehene Nabe erleichtert das Brechen in drei vermutlich gleichförmige Segmente, so daß die Wahrscheinlichkeit eines
sehr großen Bruchstücks der Turbine mit einer wegen seiner größeren Masse höheren Zerstörungsenergie vermindert wird.
Die Hauptauffangeinrichtung nach der Erfindung ist eine
ringförmige Ausnehmung 90 in der rückwärtigen Platte 3o,
welche einer vorspringenden Schulter 91 der Nabe 72 der Turbine
zugewandt ist und diese teilweise einschließt. Die Ausnehmung 90 wird teilweise von einer kegelstumpfförmigen
Fläche 93 gebildet, welche sich axial nach hinten von der Fläche 9k und radial nach außen erstreckt. Die kegeistumpfähnllche
Fläche 93 bildet ungefähr einen Winkel von 3o° mit der Achse des Turbinenrades 16. Die Flächen 93 und 94 bilden
im allgemeinen eine sogenannte Messerkante, welche beim Festhalten der zerbrochenen Turbinenteile sowohl in radialer
als auch in axialer Richtung nach einem Bruch gegen die Neigung der Turbinenteile sich radial und axial zur Eintrittsöffnung
und Austrittsrohr zu bewegen hilft. Die Schulter 91 hat ebenfalls eine kegelstumpfförmige Fläche 97
angrenzend an die und entsprechend der Fläche 93 der Ausnehmung.
1098 45/1177 "lo"
-. Io -
Die Schulter 91 und die Fläche 97 ragen radial nach außen
und axial nach hinten in die Ausnehmung 9o, wie aus der
Zeichnung zu erkennen ist. Der Außendurchmesser der Fläche 97 ist vorzugsweise kleiner als der Innendurchmesser der
Fläche 93 damit der Vorsprung am Turbinenrad in die Ausnehmung
des Gehäuses hineingebracht werden kann.
Bei einem Bruch der Turbine tritt die Schulter 91 in die Ausnehmung 9<
> ein und kommt mit dieser in Eingriff wobei die Flächen 97 und 93 einander reibschlüssig erfassen und das
drehende Material abbremsen. Wegen des Winkelverhältnisses dieser Flächen, werden die Bruchstücke innen festgehalten,
wobei die Teile sowohl von den Eintrittsleitschaufeln 37
als auch von der Auslaß-oder Austrittsplatte 4o entfernt
gehalten werden. Während des hauptsächlichen Bestrebens des Materials bei einem Bruch radial nach außen zu fliegen,
hält die auffangende Schulter 91 das Material so, daß es
sich um die Schulter dreht und bringt so eine axiale Komponente in die Bewegung. ~
Wenn die Ausnehmung 9o nicht die gesamte axiale Bewegung der Bruchstücke in Richtung der Eintrittsleitschaufeln 37 und
des Austrittsringes 18 in allen Fällen für unbegrenzte Zeit halten kann, ist eine Bremswirkung in der Ausnehmung vorgesehen,
welche ein Heraustreten der Bruchstücke in axialer Richtung verzögert, bis die Zerstörungsenergie so niedrig
geworden ist, daß für alle wesentlichen Zwecke eine Begrenzung erreicht worden ist.
Die sich unter einem Winkel erweiternde Ausbildung der Ausnehmung 9o ist bemerkenswert, weil sich bei Erprobungen,
bei welchen die Flächen 93 und 97 nicht hinterschnitten waren
sondern zylindrisch und parallel zur Achse der Abtriebswelle, eine Beschädigung der Austrittsplatte 4o ebenso wie
-11-109845/1177
- li -
ein Auswärtsbeulen der rückwärtigen Platte ergab. Die Bruchstücke drehen sich schlagartiger um die Schultern der zylindrischen
Flächen und bewegen sich in Richtung des Eintritts bevor die Energie genügend verbraucht ist. Die Verminderung
der Wirksamkeit solch einer abgeänderten Ausnehmung 9o wurde mit einem verminderten Schleifen der Nabensegmente
an der zylindrischen Stufe der rückwärtigen Platte begründet.
109845/1 1 77
Claims (8)
- PatentansprücheTurbine mit einem Turbinenrad, welches eine Nabe id eine Mehrzahl von ihr wegragender Schaufeln aufweist, mit einem das Turbinenrad umgebenden Gehäuse, einer den Schaufeln zugeordneten Eintrittsdüsenanordnung und einem den Schaufeln zugeordneten Austrittsdruchlaß, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auffangeinrichtung zur Mithilfe beim Auffangen des Turbinenrades nach Überschreiten seiner Bruchgeschwindigkeit mit einer ringförmigen Ausnehmung im Gehäuse vorgesehen ist, welche axial vom Turbinenrad weg im Durchmesser größer wird, und daß das Turbinenrad mit einem Abschnitt gefertigt ist, welcher sich zu dieser Ausnehmung hin erstreckt.
- 2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse angrenzend an eine Seite des Turbinenrades eine seitliche Platte aufweist und daß die auffangende Ausnehmung durch unter spitzen Winkeln angeordnete, im allgemeinen flache Seitenwände begrenzt ist.
- J5· Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Abschnitt des Turbinenrades ein sich axial erstreckender, ringförmiger Vorsprung auf der Nabe mit spitzwinkligen Wänden ist, weJkher sich innerhalb und im allgemeinen entsprechend der Ausnehmung der seitlichen Wand erstreckt.
- 4. Turbine nach Anspruch 1, 2 oder j5, daduroh gekennzeichnet, daß die Ausnehmung im allgemeinen kegelig ist und sich vom Turbinenrad weg erweitert und daß der vorpsringende Abschnitt eine im allgemeinen konische, der Ausnehmung entsprechende Schulter ist.109845/1177
- 5. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine im allgemeinen radial angeordnete Eintrittseinrichtung für die Turbine und eine im allgemeinen axial ausgerichtete Austrittseinrichtung für die Turbine bildet, daß die ringförmige Ausnehmung einen ersten Abschnitt mit vorbestimmtem Durchmesser und einen zweiten Abschnitt mit größerem Durchmesser aufweist, welcher axial weiter vom Turbinenrad als der erste Abschnitt entfernt ist, und daß der vorspringende Abschnitt ein Vorsprung auf dem Turbinenrad ist, welcher in die Ausnehmung hineinragt.
- 6. Turbine nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung ein gleichmäßiger, ringförmiger Vorsprung auf der Nabe der Turbine ist und um eine wesentliche radiale Entfernung von den Spitzen der Schaufeln entfernt ist, und daß die Ausnehmung dicht angrenzend an den ringförmigen Vorsprung und im Gehäuse an der dem Austrittsauslaß gegenüberliegenden Seite des Turbinenrades angeordnet ist.
- 7· Turbine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung im allgemeinen kegelig ist und sich vom ersten Abschnitt mit vorbestimmtem Durchmesser erweitert und im Gehäuse an der dem Austrittsauslaß gegenüberliegenden Seite des Turbinenrades angeordnet ist.
- 8. Turbine nach Anspruch "J, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung kegelig ist und sich in die Ausnehmung hinein vergrößert und die kegeligen Flächen des Vorsprungs und in der Ausnehmung eine Bremse zum Verbrauch der Energie des Turbinenrades nach einem Bruch bilden.-14-109845/11779· Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen den Eintrittsabschnitt der Schaufeln zur Unterstützung beim Auffangen des Turbinenrades umgeben.lo. Turbine nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die den Eintrittsabschnitt der Schaufeln umgebenden Einrichtungen eine Vielzahl stationär angeordneter Eintrittsleitschaufeln umfassen, welche sich vollständig in Richtung der Schaufeln des Turbinenrades erstrecken.109845/1177
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2987570A | 1970-04-20 | 1970-04-20 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2117097A1 true DE2117097A1 (de) | 1971-11-04 |
DE2117097B2 DE2117097B2 (de) | 1974-07-25 |
DE2117097C3 DE2117097C3 (de) | 1975-03-13 |
Family
ID=21851356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2117097A Expired DE2117097C3 (de) | 1970-04-20 | 1971-04-07 | Auffangvorrichtung in einer Turbine zum Auffangen der Bruchstücke eines Turbinenlaufrades nach Überschreiten seiner Bruchdrehzahl |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3652176A (de) |
JP (1) | JPS4932882B1 (de) |
DE (1) | DE2117097C3 (de) |
FR (1) | FR2089945A5 (de) |
GB (1) | GB1342966A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013215193A1 (de) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasturbolader |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4606698A (en) * | 1984-07-09 | 1986-08-19 | Mici Limited Partnership Iv | Centrifugal blood pump with tapered shaft seal |
US4589822A (en) * | 1984-07-09 | 1986-05-20 | Mici Limited Partnership Iv | Centrifugal blood pump with impeller |
FR2570436B1 (fr) * | 1984-09-14 | 1989-04-28 | Hespel Claude | Turbine a detente de liquide chaud pressurise et dispositifs comportant une telle turbine |
CH676737A5 (en) * | 1988-08-19 | 1991-02-28 | Asea Brown Boveri | IC engine exhaust turbocharger - has gas turbine rotor hub with rotary burst collar on side facing hub bearing |
US4898518A (en) * | 1988-08-31 | 1990-02-06 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Shaft driven disposable centrifugal pump |
US4917569A (en) * | 1988-11-03 | 1990-04-17 | Ingersoll-Rand Company | Turbine containment system |
WO1992007180A1 (en) * | 1990-10-22 | 1992-04-30 | Sundstrand Corporation | Radial turbine containment ring system |
US5601406A (en) * | 1994-12-21 | 1997-02-11 | Alliedsignal Inc. | Centrifugal compressor hub containment assembly |
GB9721434D0 (en) * | 1997-10-10 | 1997-12-10 | Holset Engineering Co | Improvements in or relating to compressors and turbines |
US6224321B1 (en) * | 1998-12-07 | 2001-05-01 | Pratt & Whitney Canada Inc. | Impeller containment system |
US6533541B1 (en) | 2001-12-04 | 2003-03-18 | Honeywell International, Inc. | High energy particle arrestor for air turbine starters |
EP1353041A1 (de) * | 2002-04-12 | 2003-10-15 | ABB Turbo Systems AG | Turbolader mit Mittel auf der Welle zur axialen Sicherung der besagten Welle beim Bersten des Verdichterrades |
US6767185B2 (en) | 2002-10-11 | 2004-07-27 | Honeywell International Inc. | Turbine efficiency tailoring |
DE102005025865A1 (de) * | 2005-06-06 | 2006-12-07 | Gebr. Becker Gmbh & Co Kg | Radialgebläse |
CN101793257B (zh) * | 2005-06-06 | 2013-06-19 | 格布尔·贝克尔有限责任公司 | 离心鼓风机 |
US8162588B2 (en) * | 2006-03-14 | 2012-04-24 | Cambridge Research And Development Limited | Rotor and nozzle assembly for a radial turbine and method of operation |
US7874136B2 (en) * | 2006-04-27 | 2011-01-25 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotor containment element with frangible connections |
US7562528B2 (en) * | 2006-12-20 | 2009-07-21 | International Engine Intellectual Property Company Llc | Low-restriction turbine outlet housing |
US8235648B2 (en) | 2008-09-26 | 2012-08-07 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Diffuser with enhanced surge margin |
DE102009049841B4 (de) * | 2009-10-14 | 2015-01-15 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Gasturbomaschine und Brennkraftmaschine |
US8807918B2 (en) * | 2010-06-18 | 2014-08-19 | Hamilton Sundstrand Corporation | Rotating catcher for impeller containment |
DE102010043198B4 (de) | 2010-11-01 | 2022-06-02 | Abb Schweiz Ag | Berstschutz für einen Abgasturbolader |
US8857178B2 (en) * | 2011-06-28 | 2014-10-14 | Caterpillar Inc. | Nozzled turbocharger turbine and associated engine and method |
JP5916377B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2016-05-11 | 三菱重工業株式会社 | 過給機用タービン及び過給機の組立方法 |
GB2499627A (en) | 2012-02-23 | 2013-08-28 | Napier Turbochargers Ltd | Turbocharger casing |
US9140138B2 (en) | 2012-05-31 | 2015-09-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Turbomachine containment structure |
US10570925B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-02-25 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Diffuser pipe with splitter vane |
US9926942B2 (en) | 2015-10-27 | 2018-03-27 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Diffuser pipe with vortex generators |
US10612418B2 (en) * | 2018-03-22 | 2020-04-07 | GM Global Technology Operations LLC | Nested flange joint |
WO2022032296A1 (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | Concepts Nrec, Llc | Flow control structures for enhanced performance and turbomachines incorporating the same |
US11199106B1 (en) | 2020-08-21 | 2021-12-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Blade containment device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA624166A (en) * | 1961-07-18 | Fairchild Engine And Airplane Corporation | Controlled turbine wheel failure | |
US1488931A (en) * | 1921-10-26 | 1924-04-01 | Marechal Paul Joseph Charles | Turbo engine |
US3175804A (en) * | 1963-04-01 | 1965-03-30 | Bendix Corp | Radial-flow turbine safety |
US3506373A (en) * | 1968-02-28 | 1970-04-14 | Trw Inc | Hydrodynamically balanced centrifugal impeller |
-
1970
- 1970-04-20 US US29875A patent/US3652176A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-04-07 DE DE2117097A patent/DE2117097C3/de not_active Expired
- 1971-04-19 JP JP46025203A patent/JPS4932882B1/ja active Pending
- 1971-04-19 GB GB2514671*A patent/GB1342966A/en not_active Expired
- 1971-04-20 FR FR7114008A patent/FR2089945A5/fr not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013215193A1 (de) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasturbolader |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4932882B1 (de) | 1974-09-03 |
FR2089945A5 (de) | 1972-01-07 |
DE2117097C3 (de) | 1975-03-13 |
DE2117097B2 (de) | 1974-07-25 |
GB1342966A (en) | 1974-01-10 |
US3652176A (en) | 1972-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2117097A1 (de) | Turbine | |
DE3302576C2 (de) | Fangehäuse mit einer Schaufelbruchschutzeinrichtung für ein Axialgasturbinentriebwerk | |
EP1383987B1 (de) | Berstschutzvorrichtung für radialverdichter von turboladern | |
DE2715729C3 (de) | ||
AT397972B (de) | Vorrichtung zum fluidisieren, entgasen und pumpen einer zellulosefasermaterial-suspension | |
DE3504465C1 (de) | Vorrichtung zum Aufladen eines Verbrennungsmotors | |
DE2232151A1 (de) | Stroemungsdichtung fuer segmentierten duesenleitkranz | |
EP0924386A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum berührungsfreien Abdichten eines zwischen einem Rotor und einem Stator ausgebildeten Trennspalts | |
DE69918162T2 (de) | Berstschutzvorrichtung für radialturbinen | |
DE3539604C1 (de) | Axialgeblaese | |
DE2618253A1 (de) | Anordnung bzw. maschine, insbesondere turbine oder stroemungsmittelturbine | |
DE2644066A1 (de) | Tragfluegelprofilstruktur mit abbrechkante | |
DE69509053T2 (de) | Berstschutzring für eine Turbomaschine | |
DE3148985C2 (de) | Rotorbaugruppe | |
DE2855385B1 (de) | Kreiselpumpe mit Einschaufel-Laufrad zur Foerderung von langfaserigen aufgeschwemmten Feststoffen | |
DE2629231C2 (de) | Teilchenseparator mit Vereisungsschutz für den ringförmigen Lufteinlaß eines Gasturbinen-Triebwerks | |
DE2045983A1 (de) | Entnahme Ausstoßsystem fur den Kompressor eines Gasturbinentriebwerkes | |
DE10050931C1 (de) | Turbomaschine mit radial durchströmten Laufrad | |
DE2318089A1 (de) | Faserverstaerkter rotor | |
DE2101646C3 (de) | Läufer für den Verdichter eines Gasturbinentriebwerks | |
DE3049897A1 (en) | Exhaust pipe of turbine | |
DE3433647C2 (de) | Zerkleinerungsvorrichtung für Abwasseranlagen | |
CH680010A5 (de) | ||
DE60312984T2 (de) | Turbine und komponente | |
DE2631128A1 (de) | Deformierbarer lagersitz |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |