DE274373C

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Publication number: DE274373C
Application number: DENDAT274373D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei Turbinen besteht für die Bedingung stoßfreien Eintrittes des Strahles des Betriebsmittels in das Laufrad die Gleichung

u c

sin (ß — a)
sin β

wobei u die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades, c die Austrittsgeschwindigkeit des Strahles aus der Düse bzw. dem Leitapparat,

ίο β der Winkel des vorderen Laufradschaufelendes mit der Fortbewegungsrichtung desselben, und α der entsprechende Austrittswinkel des Strahles aus der Düse ist. Sobald diese Bedingung nicht innegehalten wird oder sobald sich im Betrieb die einzelnen Größen so ändern, daß der Wert der Gleichung schwankt, treten Stoßverluste an der Schaufel auf, die den Wirkungsgrad d^r Ausnutzung der Strahlenenergie bedeutend verringern.

Die Fig. ι diene zur Erläuterung dieses Verhältnisses.

Mit y, y ist die Richtung des aus der Düse austretenden Dampfstrahles bezeichnet; c ist die Eintrittsgeschwindigkeit des Dampfstrahles; u ist die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades, d die relative Eintrittsgeschwindigkeit des Dampfstrahles.

Der Eintrittswinkel der absoluten Eintrittsgeschwindigkeit ist mit a, der der relativen mit β bezeichnet. Letzterer gibt zugleich die Richtung an, in welcher die Schaufel auslaufen muß, um stoßfreien Eintritt zu ermöglichen.

Der günstigste Wirkungsgrad einer Turbine wird, wie erwähnt, nur dann erreicht, wenn die Größen u, c, β und α in dem durch die Gleichung bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Nun ist aber die Größe c bei Explosionsturbinen während jeden Verpuffungsvorganges mit dem Druckgefälle stark veränderlieh, und die günstigste Ausnutzung kann deshalb jeweils nur in dem Augenblick auftreten, in welchem c diejenige Größe hat, welche der Konstruktion der Schaufelung zugrunde gelegt ist. Für alle anderen Größen von c müßte die Schaufelung eine andere Form besitzen. Die Schaufelung dementsprechend veränderlich zu machen, ist ausgeschlossen, wohl aber kann — und dies ist der Gegenstand der Erfindung — die Düsenrichtung, also der Winkel α, derart veränderlich gemacht werden, daß die Grundgleichung für stoßfreien Eintritt des Dampf Strahles in jedem Augenblick erfüllt ist.

Die Erfindung besteht nun darin, daß man eine größere Anzahl von Düsen mit verschiedenen Austrittswinkeln vereinigt und vor der Mündung der Verpuffungskammer so vorüberführt, daß immer gerade eine Düse mit dem der Schaufelung und dem herrschenden Druckgefälle entsprechenden Austrittswinkel zur Wirkung kommt.

In Fig. 2 ist eine solche Anordnung schematisch dargestellt. Es ist g die Mündung einer Verpuffungskammer, h ist das Laufrad mit den Schaufeln i. Es ist nun zwischen der Mündung g und dem Laufrad der Schieber k angeordnet, der die Düsen M₁ bis m₆

trägt und sich in der Pfeilrichtung dreht. Die Anordnung ist nun so, daß unmittelbar nach der Verpuffung die dem großen Druckgefälle entsprechende, mit großem Winkel Ct₁ ausgeführte Düse m_i zur Wirkung kommt, daß ferner mit sinkendem Druckgefälle immer kleinere Düsenwinkel unter die Mündung g kommen, bis endlich der kleinste Winkel (a₆) zuletzt ausgenutzt wird. Folgt auf die Verpuffung eine Spülperiode, so kann für das Spülluftgefälle der Düsenwinkel besonders bestimmt werden.

Claims

Patent-Anspruch :
Düsenanordnung für Gasturbinen, die nach dem Verpuffungsverfahren arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Düsen mit verschiedenen Austrittswinkeln während jeden Verpuffungsvorganges nacheinander vor der Verpuffungskammer vorübergeführt und zur Beaufschlagung des Laufrades benutzt wird, so daß in jedem Augenblick die dem momentanen Druckgefälle am besten entsprechende Düse zur Wirkung kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.