DE228249C

DE228249C -

Info

Publication number: DE228249C
Application number: DE1907228249D
Authority: DE
Filing date: 1907-06-29
Anticipated expiration: 1927-06-30

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

(S

^PATENTSCHRIFT

- M 228249 KLASSE 14 c. GRUPPE

CARL ROTH in ELBING.

Es sind Anordnungen bekannt geworden, um Dampfturbinen mit verschiedenen Umdrehungszahlen laufen zu lassen, und man hat entsprechende Regelungsvorrichtungen zu diesem Zwecke benutzt. Diese Regelungsvorrichtungen gestatten aber bei einem theoretisch und praktisch guten Nutzeffekt der Turbine nur eine Regelung in bestimmten Absätzen der Leistung. Die Zwischenleistungen zwischen den durch

ίο die einzelnen Stufen gegebenen Leistungen waren nicht ökonomisch zu erreichen. Es ist aber für gewisse Kraftzwecke, z. B. für Kriegsschiffe, von großer Bedeutung, daß man eine beliebige Leistung unter möglichster Ökonomie zeitweise oder dauernd durch die Turbine schaffen kann.

Es ist insbesondere für Schiffsturbinen notwendig, daß der Wirkungsgrad der Anlage auch bei jeder Zwischenleistung ein möglichst guter bleibt, und dabei muß die Einfachheit der Bedienung und die Betriebssicherheit gewahrt bleiben.

Durch die nachfolgend beschriebene Anordnung soll diese erreicht werden, und es besteht das Merkmal der Erfindung darin, daß ein mehrfach beaufschlagtes Turbinenrad bzw. Turbinenräder verwendet werden, bei welchen eine oder mehrere Beaufschlagungen selbsttätig ausschaltbar sind bzw. sich selbsttätig ausschalten, derart, daß die einzelnen Beaufschlagungsstufen des Turbinenrades bis zur Vernichtung der Expansion in der vorhergehenden Stufe in Verbindung miteinander bleiben. Dadurch erfährt der Zusatzdampf bei der schrittweisen Steigerung der Geschwindigkeit und Leistung zwar eine Drosselung, welche gewisse Kraftverluste mit sich führt, aber der ursprüngliche, in der Vorstufe weiterarbeitende Dampf erfährt diese Drosselung nicht und arbeitet deshalb ökonomisch.

Es ergibt sich daraus, daß bei geringem Überschreiten einer Beaufschlagungsstufe nur ein geringes Quantum von Zusatzdampf, nämlich der Zusatzdampf der nächsten Beaufschlagungsstufe, eine unökonomische Verwendung erfährt, während die Hauptmasse des Dampfes, welche durch die Vorstufe fließt, ökonomisch arbeitet.

Diese Einrichtung hat dabei gegenüber den einfach beaufschlagten Turbinensätzen, von denen einzelne Sätze ausschaltbar sind, die großen Vorzüge der Raumersparnis, der Verminderung der Reibungswiderstände, Fortfall von Stopfbüchsen und somit Verminderung von Effektverlusten und Verminderung des Gewichtes.

Die bisher notwendige, achsial bewegliche Kupplung zwischen verschiedenen, auf einer Welle sitzenden ausschaltbaren Turbinensätzen fällt fort. Die Labyrinthdichtungen und Lager sind vermindert und die Herstellung der Turbine an und für sich in hohem Maße verbilligt. Die Ersparnisse an Gewicht und an Raum betragen 30 Prozent und darüber.

Es wird natürlich ohne weiteres ein mehrfach beaufschlagtes, in der vorher beschriebenen Weise arbeitendes Turbinenrad mit dahinterliegenden, einfach beaufschlagten, gewöhn-

lichen Turbinensätzen Verwendung finden können.

In Fig. ι bis 3 sind einige Ausführungsbeispiele schematisch wiedergegeben.
Fig. ι stellt einen Schnitt nach A-A in Fig. 2 durch eine Turbine dar.

Fig. 2 veranschaulicht einen Teil einer Abwicklung des Turbinenlaufrades und der Leitusw. Vorrichtungen nach B-B der Fig. 1. .

Fig. 3 zeigt eine Turbinenanordnung nach einer etwas geänderten Ausführungsform im Längsschnitt.

In Fig. ι und 2 bezeichnen 1, 2 und 3 Dampfeintrittsstutzen für Frischdampf. 4, 5 und 6 stellen Leitvorrichtungen dar, die von beiden Seiten das Turbinenlaufrad 7 so beaufschlagen, daß alle eine Drehrichtung im gleichen Sinne hervorbringen. Für kleinste Geschwindigkeit und kleinste Leistung sind die vor den Dampfeintritt 2 und 3 vorgelagerten Ventile, die in den Figuren nicht gezeichnet sind, geschlossen, während das Ventil vor dem Dampfeintritt 1 geöffnet ist. Der Dampf strömt von dem Dampfeintritt 1 durch die Leitvorrichtung 4, in welcher er expandiert, auf die Schaufeln des Laufrades 7 und strömt auf der anderen Seite in den Kanal 8 durch das selbsttätige Rückschlagventil 9 in die Leitvorrichtungen 5, in welchen er weiter expandiert. Von hier aus beaufschlagt er wiederum das gleiche Rad 7, tritt aus diesem Rad in den Kanal 10 durch das selbsttätige Rückschlagventil 11 in die Leitvorrichtungen 6, expandiert hier wiederum, beaufschlagt wiederum das gleiche Rad 7 und geht, aus dem Laufrad austretend, in den Kanal 12, welcher sowohl den Abdampfstutzen der Turbine darstellen kann als auch einen weiteren Umleitungskanal wie 8 bzw. 10 vorstellt, von welchem der Dampf in gleicher Weise wie beschrieben das Rad noch beliebige Male beaufschlagen kann. Soll die Turbine mit etwas höherer Geschwindigkeit und etwas größerer Leistung betrieben werden, so wird der Dampfzutritt am Ventil vor 1 geschlossen, während der Dampfzutritt, z. B. vor 2, geöffnet wird. Selbstredend ist für diese erhöhte Leistung und Geschwindigkeit eine größere Dampfmenge erforderlich. Damit nun der Frischdampf aus dem Dampfeintrittsstutzen 2 nicht rückwärts durch den Kanal 8 auf das Rad 7 trifft, schließt das Rückschlagventil 9 selbsttätig die Verbindung zwischen dem Dampfeintritt 2 und dem Kanal 8. Von 2 wird der Dampf, wie oben beschrieben, dann durch die Leitvorrichtung 5, in welcher er expandiert, auf das Schaufelrad 7 in den Raum 10 usw. die Turbine durchströmen. Soll die Turbine z. B. mit noch höherer Leistung und Tourenzahl betrieben werden, so wird auch das Ventil vor 2 geschlossen und das Ventil vor 3 geöffnet, und wird hierbei das Rückschlagventil 11 in gleicher Weise wirken wie 9, und der Dampf expandiert in dem Leitapparat 6 und durchströmt die Turbine weiter, wie oben schon beschrieben wurde.

In Fig. 3 ist eine etwas abgeänderte Anordnung der Fig. 1 und 2, kombiniert mit einer mehrstufigen Überdruck- oder Druckturbine, veranschaulicht. Der Dampf strömt bei den Stutzen 13 und 14 in die Turbine ein und kann durch die Ventile 15 und 16 abgeschlossen werden. Den gleichen Weg in der Beschreibung einschlagend wie für Fig. 1 und 2, also für niedere Leistung und Tourenzahl, wird das Ventil 15 geöffnet, und strömt der Dampf durch den Kanal 17 zu den Leitvorrichtungen 18, in welchen er expandiert und das Laufrad 19 beaufschlagt. Aus diesem austretend, strömt der Dampf durch den Kanal 20, das Rückschlagventil 21, in die Leitvorrichtungen 22, beaufschlagt hier wiederum das Laufrad 19, und zwar ist ein zweiter Schaufelkranz dieses Laufrades mit 23 bezeichnet, während der erste Schaufelkranz mit 24 bezeichnet sein möge. Aus dem Schaufelkranz 23 kann nun der Dampf in eine beliebige Turbine übertreten und weiterhin Arbeit verrichten und durch den Stutzen 25 abgeleitet werden. Soll nun dieser Turbine größere Leistung und Geschwindigkeit gegeben werden, so wird das Ventil 15 geschlossen, hingegen das Ventil 16 geöffnet, so daß der Dampf vom Dampfeintrittsstutzen 14 direkt in die Leitvorrichtungen 22 und von da auf die Schaufelung 23 und weiter durch die Turbine geleitet werden kann. Ähnlich wie in Fig. 1 und 2 ist zwischen dem Kanal 20 und dem Raum vor den Leitvorrichtungen 22 ein selbständiges Rückschlagventil 21 angeordnet, das den Frischdampf, welcher durch das Ventil 16 einströmt, verhindert, rückwärts durch den Kanal 20 zu strömen. Des weiteren sind in dieser Fig. 3 zwischen den Schaufeln 24 und den Schaufeln 23 am Laufrad und den Gehäusewänden des Zylinders Abdichtungsvorrichtungen i9^a, die konzentrisch mit den Schaufelkränzen laufen, angedeutet, um zu verhindern, daß der Dampf höherer Spannung von 24 nach den Schaufeln 23, die mit Dampf niederer Spannung arbeiten, übertritt. Selbstredend könnten auch Vorrichtungen angeordnet werden, die ähnlich der Flügelkonstruktion bei Zentrifugalpumpen der Strömung des Dampfes von 24 nach 23 durch Erzeugung von Zentrifugalkraft entgegenwirken o. dgl.

Claims

Patent-Anspruch :

Regelungsvorrichtung für Turbinen für elastische Flüssigkeiten, bei welchen das Einzelrad eine wiederholte Beaufschlagung

erfährt und für die verschiedenen Beaufschlagungen Dampfzuführungswege vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Beaufschlagungsstufen des Turbinenrades bis zur Vernichtung der Expansion in der vorhergehenden Stufe in Verbindung miteinander bleiben, so daß nur der Zusatzdampf eine Drosselung bei der schrittweisen Steigerung der Geschwindigkeit und Leistung erfährt, nicht aber der ursprüngliche, in der Vorstufe arbeitende Dampf.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.