DE2830577A1 - Axialstroemungsturbine - Google Patents
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Description
'l·
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co., Ltd., 6-k, Tsukiji 5-chome, Chuo-ku, Tokyo, Japan
Axialströmungsturbine
Die Erfindung betrifft Axialturbinen und bezieht sich insbesondere
auf die Art Turbinen, bei welchen ein Gas, welches Staub, Schmutz und Nebel enthält, wie z.B. Hochofengas, als
Arbeitsfließmittel verwendet wird, und sie richtet sich auf
die Schaffung einer verbesserten Axialströmungsturbine, bei der ein Verschmutzen oder Verrußen mit dem Staub oder Schmutz«
der in dem Gas enthalten ist, in wirksamer Weise verhindert wird, wobei die Turbine mit einer hohen Betriebsleistung betrieben
werden kann.
Ofengas hat einen hohen Druckwert und auch eine hohe Temperatur. Außerdem wird es in großem Volumen erzeugt, und die
direkte Abgabe an Luft, sobald das Gas aus dem Ofen emittiert ist, bedeutet den Verlust von großen Energiemengen. Ee ist
deshalb vorgeschlagen worden, die hohe Druckenergie des Ofengases wieder aufzubereiten, wie z.B. in der US-Patentschrift
3 818 707 (Boudard) beschrieben ist. Danach ist es als Einrichtung zum Entfernen von Staub aus dem Ofengas bekannt,
das Gas in eine Feuchtgasreinigungsvorrichtung oder einen
Venturi-Naßreiniger zu schicken, in welchem das Gas auf einen
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verminderten Staubgehalt gewaschen und dann der Turbine zugeführt wird. Für die Wiedergewinnung von Kraft oder Energie
werden als Vorrichtungen im allgemeinen Zentrifugalturbinen verwendet: Zentrifugalturbinen haben hinsichtlich des Aufbaus
ein fundamentales Merkmal, daß sie nämlich kaum ein Verstopfen durch auftretenden Staub erlauben, sie haben einen
recht hohen Widerstand gegen Verunreinigungen im Gas, wie z.B. Staub oder Schmutz, und sie erlauben ein recht leichtes Abführen des Staubes.
recht hohen Widerstand gegen Verunreinigungen im Gas, wie z.B. Staub oder Schmutz, und sie erlauben ein recht leichtes Abführen des Staubes.
Die Vorrichtung zur Energiewiedergewinnung, welche auf eine Zentrifugalturbine abstellt, muß jedoch recht groß sein und
ist beim Einbau teuer; außerdem ist die Leistung oder Wirksamkeit der Turbine selbst ziemlich niedrig, und die Energiewiedergewinnungsgeschwindigkeit
kann nicht in dem gewünschten Maße hoch sein.
Im Vergleich zu Zentrifugalturbinen haben Axialströmungsturbinen
die im wesentlichen erwünschte Eigenschaft, daß sie kleiner sein können und doch einen größeren Wirkungsgrad haben.
Die Axialströmungsturbinen haben jedoch auch gewisse Schwierigkeiten:
Zum Beispiel erlauben sie, daß Staub ziemlich
leicht an ihren Schaufeln angebracht wird, wodurch es recht leicht geschehen kann, daß ihre Wirksamkeit sink;, daß die Fließgeschwindigkeit des Grases beeinträchtigt wird, wenn die Düsen - auch teilweise - mit Staub verstopft sind, oder daß eine abnormale Schwingung wegen eins? Ansammlung von Staub auf
leicht an ihren Schaufeln angebracht wird, wodurch es recht leicht geschehen kann, daß ihre Wirksamkeit sink;, daß die Fließgeschwindigkeit des Grases beeinträchtigt wird, wenn die Düsen - auch teilweise - mit Staub verstopft sind, oder daß eine abnormale Schwingung wegen eins? Ansammlung von Staub auf
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den Rotorschaufeln erzeugt wird. Der auf die Schaufeln aufgebrachte
Staub sammelt sich an, und wenn die StaubanSammlung
zu einer gewissen Größe angewachsen ist, wird der Staub plötzlich von der Schaufeloberfläche frei und in die nachfolgende
Stufe oder Stufen geführt, wodurch es wahrscheinlich, ist, daß die feste oder bewegliche Schaufel, die mit einer hohen Geschwindigkeit
angetrieben ist, beschädigt wird oder bricht.
Nach der vorgenannten US-Patentschrift 3 818 707 wird der Sättigungsgrad
des in die Turbine einzuführenden Ofengases dadurch begünstigt, daß die Feuchtigkeit in dem Gas verdampft
wird, und während die Sättigung des Gases zumindest bei dem gleichen erhöhten Grade gehalten wird, expandiert das Gas in
der Turbine. Um den Sättigungsgrad des Gases gemäß obiger Beschreibung
einzustellen, muß man nicht nur sehr achtsam sein bei der Ausübung, sondern es ist auch im Falle eines Fehlers
äußerst schwierig, eine exakte Einstellung zu bewirken, um das Aufbringen von Staub in der Turbine zu prüfen.
Die Art und Weise, auf welche Staub an bewegliche Schaufeln und dergleichen kommt, kann variieren, je nach der Differenz
der Menge des Staubes im Gas, der Bestandteile des Staubes, der Menge der Feuchtigkeit oder des Nebels im Gas, der Fließgeschwindigkeit
des Gases usw. Beispielsweise enthält im Falle eines Hochofens das Ausblasgas, welches durch einen Venturi-Naßreiniger,
eine Vorrichtung zum Entfernen des Staubes auf feuchtem Wege, behandelt »rden ist, normalerweise eine
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Staubmenge in der Größenordnung von 100 mg/Nm und Feuchtigkeit
von 3-5 g/Nm . Ein solches Gas versucht sehr schnell, an Wandoberflächen seines Weges in einer Turbine zu kommen oder
sich dort zu halten, insbesondere an den Oberflächen von Düsen oder festen Schaufeln einer aufstromigen Stufe oder mehrerer
Stufen.
diese Staubanhaftung oder Staubverschmutzung an ihrem Auftreten zu hindern, ist bereits versucht worden, Wasser düsenartig auf
Teile des Ofens aufzuspritzen, wo die Staubverschmutzung oder -verrußung leicht auftreten kann, aber es ergaben sich keine
besonders guten Ergebnisse. In diesem Zusammenhang ist auch ein Verfahren vorgeschlagen worden, wonach ein in geeigneter
Weise gereinigtes Gas, bevor es in die Turbine hereingeschossen wird, einer Erwärmung unterworfen wird, damit es vollständig
aufgetrocknet ist» IJm jedoch ein solches Verfahren in Betrieb zu nehmen, ist unerläßlich eine spezielle Varichtung für
die teilweise Verbrennung des Ofengases oder ein Wärmetauscher erforderlich, wodurch nicht nur die Installationskosten steigen,
sondern auch die Betriebsbedingungen komplizierter werden.
Nach einer sorgfältigen Analyse und Betrachtung des oben kurz erwähnten Standes der Technik wurde erfindungsgemäß festgestellt,
daß lediglich durch Anwendung der bestehenden Axialströmungsturbine
bei einer Anlage zur Energieaufbereitung es schwierig ist, die Staubverschmutzung und die Gefahr zu verhindern,
daß die Turbine zerbrochen wird durch die Kollision
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von Staubagglomeraten gegen ihre verschiedenen Teile, und
die vorliegende Erfindung ergab sich aus einem Studium, welches darauf gerichtet war, eine Verbesserung bezüglich
der Axialströmungsturbine selbst zu erreichen.
Verschiedene bekannte Daten lehren eindeutig, daß bei grösserer Belastung von Düsen oder Statorschaufeln eine größere
¥ahrscheinlichkeit besteht, daß das Phänomen der Staubverschmutzung
auf den Düsen auftritt. Bei derzeit im allgemeinen in Verwendung stehenden Axialströmungsturbinen hat
man sich zur wirtschaftlicheren Gestaltung der Kosten die Mühe gemacht, die Belastung der Düsen pro Stufe zu erhöhen
und die Anzahl der Düsenstufen zu reduzieren, um damit den gesamten Turbinenaufbau in seiner Größe minimal zu gestalten.
Das technische Konzept, auf welchem die vorliegende Erfindung basiert, ist vollständig anders und ziemlich entgegengesetzt;
dem bekannten Konzept der Vergangenheit oder von heute*
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten
Axialströmungsturbine in dem System zur Aufbereitung von
Energie, die in einem Industrleabgas enthalten ist, s.B.
Ofengas, -welches einen hohen Druck sowie hohe Temperatur und
unvermeidbar Staub und Nebel hat, wobai die Turbine einen Aufbau
aufweist, dar in der Lage ist, di© Stattb-yeraehnmtsmig auf
fönten Sclv.ufaln od-?r Düsen und sb^nso tostfigglAch^n Behäufeln
KU prüfen»
COPY
Wie oben erwähnt, hängt das Anbringen, Anhaften oder Aufbringen von Staub oder Schmutz auf die Oberflächen einer
Statorschaufel eng zusammen mit der Belastung oder Last auf den Schaufeln, und je größer die Belastungszustände werden ,
umso größer werden die Staubmengen, die aufgebracht werden. Die Erfindung verwendet die Kenntnis oder die Beobachtung
eines solchen Phänomens/und ihr erstes kennzeichnendes Merkmal
besteht darin, daß in der Axialströmungsturbine gemäß der Erfindung die Düsenbelastung oder die Last auf der
festen Schaufel an der ersten Schaufelstufe im Verhältnis
zu deVlm Falle bestehender Turbinen reduziert wird.
Ein zweites kennzeichnendes Merkmal der Turbine gemäß der
Erfindung besteht darin, daß der in dem in die Turbine zugeführten Gas enthaltene Staub mit Hilfe von Feuchtigkeit
eingefangen und aus der Turbine herausgeführt wird, wodurch die Staubkonzentration in dem Gas in wirksamer Weise gesenkt
und verhindert wird, daß die Staubverschmutzung auftritt.
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß für das Einfangen des Staubes mit hoher Wirksamkeit überlegt wurde,
die Gasströmung in dar Turbine zu lassen, während sie umgekehrt, umgewendet oder umgeschaltet wird, und den Staub gegen
die innere Wandoberfläche des Turbinengehäuses infolge der in
dem Gas oder in der Gasströmung erzeugten Zentrifugalkraft gezwungen
oder gedrückt werden zu lassen.
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- '.sr -
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 eine abgebrochene Schnittansicht unter Darstellung einiger erster weniger Stufenteile einschließlich
der Rotorwelle der verbesserten Axialströmungsturbine
gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Schnittansicht von Schaufeln, die auch für eine schematische Darstellung der Gasströmung vorgesehen
sind, und
Figur 3 Geschwindigkeitsdiagramme.
Im folgenden wird nun eine bevorzugte Ausführungsfarn der Erfindung
beschrieben. Die Belastung auf Düsen oder Statorschaufeln wird durch den "Temperaturerniedrigungskoeffizient"
(h) dargestellt, der durch die Geschwindigkeit des Temperaturerniedrigungswertes gezeigt ist, welcher auf einen Geschwindigkeit
swert (2gJCpAT) umgewandelt ist, durch das Quadrat der
Umfangsgeschwindigkeit der Rotorschaufeln (U ), nämlich
υ2
und bei den allgemein derzeit benutzten Turbinen liegt der ausgewählte Beireich dieses Wertes in der ersten Stufe zwischen
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2,0 und ^,0. Bei Turbinen mit einem Temperaturabsenkkoeffizient
innerhalb dieses Bereiches sind die Austrittsgeschwindigkeit und der Winkel des aus den Düsen an der ersten Stufe
ausströmenden Gases jeweils über 300 m/s und über 60 .
Gemäß einer Anzahl von Versuchen, die erfindungsgemäß durchgeführt
worden sind, ist beobachtet worden, daß, wenn die Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus den Düsen bei der ersten-Stufe
reduziert wird auf einen Wert in der Größenordnung von 200 m/s, die Staubaufbringung oder Verschmutzung dazu neigte,
unterdrückt zu werden, welche ferner bemerkenswert bei einer Austrittsgeschwindigkeit unter 15 m/s unterdrückt werden kann.
Ferner liegt der Temperaturabsenkkoeffizient bei der Gasaustrittsgeschwindigkeit
von 150 m/s innerhalb eines Bereiches von 0,5 bis 1,0, und der Austrittswinkel des Gases liegt dann
in der Größenordnung von 50 ·
Erfindungsgemäß wird die Strömung des Gases in der Turbine entsprechend
Beobachtungen reguliert, die wie oben angestellt wurden, und insbesondere wird die Austrittsgeschwindigkeit des
Gases aus den Düsen oder festen Schaufeln mindestens in der ersten Stufe auf 200 m/s beschränkt, Durch eine solche Steuer
rung der Gasströmung In dar Turbine und insbesondere der Ausgangsgeechwindigksit
und dss Ausgangiswinkels des Gasos kann
die absolute Geschwindigkeit des (Jasuustritts aus dsn festen
Schaufeln oder Düsen und.die dor beweglichen oder Rotordüsen,
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welche die Gasströmung aus den festen Schaufeln aufnehmen, in derselben Drehrichtung oder Wirbelungsrichtung bezüglich
der Turbinenwelle gerichtet werden, wodurch man die Gasströmung eine Zentrifugalkraft ausüben läßt, die so wirkt, daß
Staub vom Gas separiert und gegen die innere ¥andoberfläche des Turbinengehäuses gedruckt oder gezwungen wird, damit er
eventuell in eine Staubfangnut geführt und dort eingefangen wird, die am Umfang um die innere ¥and des Turbinengehäuses
vorgesehen ist.
Dementsprechend weist die erfindungsgeraäße Axialströmungsturbine
nach Figur 1 ein Turbinengehäuse 1 und in seinem Mittelteil einen drehbar gehalterten Rotorvorsprung 2 auf.
Das Gehäuse 1 weist eine Gaseinlaßöffnung 3 auf, und in dem den Rotorvorsprung 2 umgebenden Teil h sind die Düsen oder
festen Schaufeln 31 der ersten Stufe, die zweiten Düsen 32
usw. vorgesehen. Außerdem sind um den äußeren Umfang des Rotorvorsprunges 2 herum die Rotorschaufeln 31 der erstai
Stufe, die beweglichen Schaufeln 32 der zweiten Stufe usw. nacheinander angebracht.
Tritt man nun in die Erläuterung der Gasströmung gemäß Fig.
ein, dann stellen V und V „ die absolute Ausgangsgeschwindigkeit bezüglich der Düsen 31 bzw. 32 der ersten Stufe bzw.
der zweiten Stufe dar, wobei ^K* und V"12 jeweils ihre relative
Geschwindigkeit zu den Rotorschaufeln 4i der ersten
Stufe und 42 der zweiten Stufe sind.
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In ähnlicher Weise bezeichnen V„ bzw. V„_ die absolute
Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus den beweglichen Schaufeln 4i der ersten und 42 der zweiten Stufe, und W
IX nn sind jeweils ihre Relativgeschwindigkeit.
In Figur 3 sind Geschwindigkeitsdreiecke jeder Geschwindigkeitskomponente
der Gasströmung in der Turbine gemäß Figur 2 dargestellt. Wie in Figur 3 gezeigt ist, werden
erfindungsgemäß die Komponenten Vo11, Vo„, V^1, und V„_,
der absoluten Ausgangsgeschwindigkeit Vo1, Vo_, V„ und
V^ der Gasströmung aus den festen Schaufeln oder Düsen
31, 32 und beweglichen Schaufeln 4i , 42 in einer identischen
Richtung bezüglich der Rotorwellenachse geführt. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die absolute
Austrittsgeschwindigkeit des aus den Düsen strömenden Gases und die der Gasströmung aus den Rotorschaufeln so eingerichtet
werden, daß sie eine gleiche Richtungskomponente der Geschwindigkeit relativ zur Axialrichtung der Turbinenwelle
haben, so daß die Gasströmung in der Turbine eine radiale oder Wirbelungskomponente mit der Turbinenwelle wie die Wirbelungs-
oder Drehachse haben kann. Gemäß einer weiteren und allgemeinen Erläuterung dieses erfindungsgemäßen Konzeptes
wird in der Turbine gemäß der Erfindung ein Gas dazu veranlaßt, entlang einem schraubenförmigen Weg mit der Turbinenwelle
als Mittelpunkt der Schraubenwendel zum Ausgangsende der Turbine zu strömen.
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Um die Gasströmung in einer wie oben beschriebenen ¥eise
reguliert oder kontrolliert zu haben, was für die Erfindung sehr wichtig ist, bedeutet, daß dem Gas oder der Gasströmung
selbst eine Zentrifugalkraft erteilt wird, wodurch Verunreinigungen,
die in dem Gas enthalten sind, mit einem grösseren Gewicht als Gas, wie z.B. Staub oder Wassertröpfchen,
gezwungen werden können, sich um die innere ¥andoberflache
des Gehäuses k zu sammeln.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, sind an dem Gehäuse k um seine
innere Umfangsoberfläche herum Staubfangnuten 5 angeordnet, die vorzugsweise zwischen jeweils benachbarten festen Schaufeln
und beweglichen Schaufeln sowie an Stellen vorgesehen sind, wo auf die Turbineneigenschaften ein Einfluß nicht ausgeübt
wird. Jede Nut 5 hat an ihrem Boden eine Abgabeöffnung
6 und steht über dieser mit einer Trennkammer 8 in Verbindung, die zwischen dem Gehäuse 4 und der dieses außen umgebenden Abdeckung
7 gebildet ist; alternativ zu einem solchen Aufbau mit Nut 5 und Öffnung 6 kann es ebenso wirksam sein, Schlitze vorzusehen,
welche die Funktion sowohl der Nut 5 als auch der Öffnung 6 haben.
Die Trennkammer 8 steht mit einer (nicht gezeigten) geeigneten Entleerungsleitung in Verbindung, und der in der Umfangsnut
gesammelte oder eingefangene Staub tritt in die Trennkammer durch die Öffnung 6 ein und sammelt sich zusammen mit der in
ähnlicher Weise gesammelten Feuchtigkeit in der Form von Was-
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sertropfen auf dem Bodenteil der Kammer 8 an, um entweder
direkt oder über ein Drainageloch 9 oder ferner durch die
oben erwähnte (nicht gezeigte) Entleerungsleitung über das Loch 9 aus der Turbine herausgeführt zu werden.
Gemäß dem charakteristischen Aufbau der vorliegenden Erfindung wird 4m Gas, wie oben herausgestellt, welches in der
Turbine strömt, als solchemeine mit der Turbinenwelle drehende Komponente als seine Achse mitgeteilt, und durch die Ausnutzung
der infolge dieser Drehkomponente der Bewegung der Gasströmung hervorgerufenen Zentrifugalkraft wird der Staub
im Gas gegen die Oberfläche der inneren Wand des Turbinengehäuses gezwungen und in der Nut oder dem Schlitz gesammelt,
der am Umfang um diese Innenwandoberfläche vorgesehen ist, wobei der gesammelte Staub ais der Turbine zusammen mit jeglicher
Feuchtigkeit, die wie der Staub in dem as eingefangen
ist, herausgeführt wird.
Bei den allgemein derzeit in Verwendung befindlichen Axialströmungsturbinen,
die nüht so aufgebaut sind, daß eine wirbelnde oder Drehkomponente in der Gasströmung erzeugt werden
könnte, überschreitet die Ausgangsgeschwindigkeit des Gases aus den Statorschaufeln oder Düsen in der ersten Stufe 300 m/s,
und der Austrittswinkel bezüglich derselben Schaufeln beträgt Über 60 . Bei Turbinen eines solchen Aufbaus sind die Richtung
der Geschwindigkeitkomponenten Vo1, und Vo., und die der ·
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Komponenten V^1, und V„_, einander entgegengesetzt, wobei die
Gasströmung die Möglichkeit hat, sich auf ihrem Strömungsweg schlängelnd zu bewegen, und das Gas kann deshalb durch die
folgenden Schaufelstufen in demjenigen Zustand strömen, in
welchem es Staub enthält, wobei sich ein Ergebnis dahingehend einstellen will, daß der Staub auf der Oberfläche der Schaufeln
angebracht wird und sich dort sammelt, insbesondere auf den Statorschaufeln, und daß die Gasströmung ernsthaft unterdrückt
wird oder die mit einer hohen Geschwindigkeit angetriebenen Rotorschaufeln durch Staubagglomerate beschädigt werden,
die sich von der Schaufeloberfläche befreien und mit den Schaufeln zusammenstoßen.
In der Turbine gemäß der Erfindung sind die Austrittsgeschwindigkeit
und der Winkel des Gases aus den Düsen der ersten Stufe beschränkt auf unter 200 m/s und vorzugsweise 150 m/s bzw. in
der Größenordnung von ^O , wodurch das Gas entlang einem Spiralweg
in der Turbine wie oben erwähnt, strömen kann und die Verunreinigungen im Gas, wie z.B. Staub und Nebel, in wirksamer
Weise aus dem Gas entfernt werden können.
Gemäß der Erfindung wird außerdem der Staub auf der Oberfläche der inneren Wand des Gehäuses gesammelt und nach einer derartigen
Konzentrierung in die Nuten oder Schlitze hineingeführt,
die am Umfang um die innere Wand des Gehäuses herum angeordnet sind, um dann möglicherweise aus der Turbine herausgeführt zu
werden. Dementsprechend kann der ursprünglich in dem Gas ent-
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haltene Staub zusammen mit etwaiger Feuchtigkeit im Gas
nacheinander reduziert werden, wenn das Gas in der Turbine zu ihrem Ausgangsende strömt, so daß die Düsen nicht ohne
weiteres mit Staub verschmutzen können, und falls eine Staubverschmutzung auftreten sollte, kann dies sogar nur bis zu
einem annehmbaren Grade geschehen, wodurch die Betriebswirksamkeit der Turbine nicht ernsthaft beeinträchtigt wird
oder eine Beschädigung der beweglichen Schaufeln nicht zu befürchten ist.
Somit ist es gemäß dem kennzeichnenden Konzept dieser Erfindung
möglich, eine Axialströmungsturbine zu betreiben mit Verwendung eines Staub enthaltenden Gases als Arbeitsfließmittel,
wie z.B. insbesondere Hochofengas, und die in einem solchen Gas enthaltene Energie mit Sicherheit wieder aufzubereiten.
Wie oben erwähnt, sind erfindungsgemäß die Ausgangsgeschwindigkeit
und der Winkel des Gases insbesondere definiert in der Richtung der Verminderung der Belastung auf den Statorschaufeln
oder Düsen. Es ist jedoch heutzutage eine Axialströmungsturbine
nicht erhältlich, die in dieser Beziehung zufriedenstellend ist, und es ist daher erforderlich, den Aufbau, die
Breite und die Dicke der festen Schaufeln und der beweglichen Schaufeln in Verbindung mit den vorhandenen Axialströmungsturbinen
zu modifizieren. Diese Notwendigkeit wird aber durch den Vorteil kompensiert, daß die Energie oder Kraft eines Abgases,
das bislang einfach nur weggeworfen wurde, in wirksamer
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Weise wiederaufbereitet und sogar in Sicherheit aufbereitet werden kann.
Insbesondere enthält Hochofengas normalerweise eine ziemlich große Menge Staub, und es wird daher über einen den Staub beseitigenden
Naßreiniger behandelt, wobei aber dennoch Statb darin verbleibt. Erfindungsgemäß besitzt jedoch die Axialströmungsturbine
selbst eine Funktion, um im wesentlichen den Staub aus dem Gas auszuscheiden, und man erreicht erfindungsgemäß
einen weiteren Vorteil, daß der Betrieb und die Steuerung der Staubentfernungsvorrichtung daher in großem Maße vereinfacht
ist.
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Claims (8)
- Dr. Hans-Heinrich Willrath tDr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus SeiffertPATENTANWÄLTE 182 172D —62 WIESBADEN ! Postfach 6145JuLLGustav-Freytajj-Straße 25 «■ (O 6t 21) 3727 20 Telegrammadresse: WILLPATENT Telex: 4-136247MITSUI ENGINEERING AND SHIPBUILDING CO., LTD. 6-Λ, Tsukiji 5-chome, Chuo-ku, Tokyo, JapanAxials trömungs turbinePriorität vom 15» Juli 1977 in Japan, Anmeldung Nr. 52-85314Patentansprüche/ 1,y Axialströmungsturbine, die mit einem Gas betreibbar ist, welches Staub bzw. Schmutz und Nebel als Arbeitsfließmittel enthält, dadurch gekennzeichne t, daß zumindest um die erste Schaufelstufe oder die ersten wenigen Stufen Statorschaufeln (31» 32) oder Düsen und Rotorschaufeln (41, 42) vorgesehen sind, derart, daß die Gasströmung zu einem Strömungswirbel derselben Richtung mit der Turbinenwelle (2) als Wirbelachse wird.80988 5/0817ORIGINAL INSPECTED
- 2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest an der ersten Stufe eine Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus den Düsen in einem Bereich von unter 200 m/s hat.
- 3. Turbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus den Düsen in der ersten Stufe im Bereich von unter 200 m/s liegt, die Düsen und beweglichen Schaufeln (4i, 42) mindestens etwa der ersten Stufe oder der ersten wenigen Stufen geeignet derart vorgesehen sind, um eine Gasströmung zu einem Wirbelfluß derselben Richtung bezüglich der Turbinenwelle (2) zu machen, und daß eine Staubeinfangnut oder -schlitz (5) entlang der inneren Oberfläche der Wand des Turbinengehäuses (4) zwischen jeweils benachbarten Düsen und beweglichen Schaufeln (41, 42) vorgesehen sind.
- 4. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem TuäDinengehäuse (4) und einer äußeren Abdeckung (7), welche das Gehäuse (4) mittels einem Raum dazwischen umgibt, eine Separationskammer (8) gebildet ist, die mit der Staubeinfangnut (5) in Verbindung steht.
- 5. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubeinfangnut (5) oder Schlitz am Um-8098 8 5/0 817fang um die innere Oberfläche der ¥and des Turbinengehäuses (4) vorgesehen ist.
- 6. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung eine Wirbelströmung durch alle Schaufelstufen ist,
- 7. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus den Düsen der ersten Stufe innerhalb eines Bereiches unter 200 m/s liegt und vorzugsweise 150 m/s, und der Austrittswinkel in der Größenordnung von 50 beträgt.
- 8. Turbine nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Temperaturerniedrigungskoeffizient in der ersten Stufe im Bereich von 0,5 bis 1,0 hat.80988S/0817
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