DE544898C

DE544898C - Fliegend angeordnete Dampf- oder Gasturbine mit geteilter Welle

Info

Publication number: DE544898C
Application number: DE1930544898D
Authority: DE
Inventors: Alf Lysholm
Original assignee: Ljungstroms Angturbin AB
Current assignee: Ljungstroms Angturbin AB
Priority date: 1930-02-06
Filing date: 1930-02-06
Publication date: 1932-02-29

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 29. FEBRUAR 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 544898 KLASSE 14c GRUPPE

Aktiebolaget Ljungströms Ängturbin in Stockholm*)

Fliegend angeordnete Dampf- oder Gasturbine mit geteilter Welle

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Februar 1930 ab

Dampfturbinen mit fliegender Anordnung des sich drehenden Turbinenteiles sind bekannt. In solchen Ausführungsformen ist dabei die Welle der Turbine in zwei oder mehrere Teile geteilt, die durch einen oder mehrere zentral gelegene Bolzen zusammengehalten werden, welche die kegelförmigen Teile der verschiedenen Wellenteile gegeneinanderpressen. Bei Turbinen mit derart geformten Wellen befindet sich die kegelförmige Verbindung an dem sich drehenden Turbinenteil, und zwar auf der Turbinenseite einer um die gelagerte Welle gelegenen Stopfbüchse. Diese Verbindung liegt so nahe dem Turbinenrad, daß (besonders bei Turbinen für hohen Dampfdruck) die Befestigungsvorrichtungen zwischen der Welle und den sich drehenden Turbinenteilen auf Grund der hohen Temperaturen sich festfressen, so daß die Verbindung nicht wieder gelöst werden kann, nachdem die Turbine in Betrieb gewesen ist. Besonders bei Turbinen mit radialer Dampfströmung ist die Verbindung in oder an der Wand des Kanals für Frischdampf von hoher Temperatur gelegen. Die Verbindung erhält nämlich, wenn sie auf der Turbinenseite der Stopfbüchse liegt, eine Temperatur, die der Temperatur des treibenden Mittels entspricht.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf derartige Turbinen für Dampf oder Gas mit in zwei Teile geteilter Turbinenwelle und bezweckt, Vorrichtungen zu schaffen, durch welche diese Nachteile beseitigt werden.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer fliegend angeordneten Dampf- oder Gasturbine, bei der die Turbinen welle in zwei Teile geteilt ist, der eine Teil, der einen Wellenzapfen bildet und von einer Stopfbüchse für Dampf oder Gas umgeben ist, mit dem anderen Teil, der eine gelagerte Welle bildet, durch eine Verbindung verbunden ist, die auf der zum Turbinenrad entgegengesetzten Seite der Stopfbüchse liegt und deren größter Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Stopfbüchse. Dabei ist gemäß der Erfindung der auf der zum Turbinenrad entgegengesetzten Seite der Stopfbüchse verlegte Wellenzapfenteil mit der gelagerten Welle durch eine an sich bekannte kegelförmig ausgestaltete Verbindung und einen zusammenhaltenden zentralen Bolzen verbunden.

Die schaufeltragende Trommel oder das Turbinenrad wird zweckmäßig in an sich bekannter Weise mit dem Wellenzapfen aus einem Stück hergestellt und letzterer wird so eingerichtet', daß er den umlaufenden Teil der Stopfbüchse trägt.

Weitere die Erfindung kennzeichnende Merkmale werden an Hand der Abbildungen beschrieben.

Abb. ι zeigt einen Schnitt durch eine Turbine nach der Erfindung.

*■) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

AIf Lysholm in Stockholm.

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Abb. 2~ zeigt die Verwendung der Erfindung an einer Turbine für doppelten Umlauf In Abb. ι bezeichnet' ι eine in Lagern ι und 3 gelagerte Welle, die in diesem Falle den Läufer eines in einem Gehäuse befindlichen elektrischen Stromerzeugers trägt-Diese Welle, die mit irgendeiner anderen Anlage zusammenarbeiten oder eine solche tragen kann, wird mittels einer in dem Turbinengehäuse 6 befindlichen Turbine angetrieben. Diese Turbine ist in bezug auf die Welle ι derart angeordnet, daß die Welle ι auch die Turbinenwelle bildet. Die in dieser Abbildung gezeigte Turbine ist eine einfach umlaufende, radial beaufschlagte Turbine, wobei ein Turbinenrad 7 mit der Turbinenwelle ι fest verbunden ist und eine Beschaufelung 8 trägt, deren Schaufelringe zwischen auf der festen Scheibe 9 angebrachten Leitschaufelringen eingesteckt sind. Das treibende Mittel (Dampf oder Gas) strömt durch eine Leitung 10 vom Einlaß zur Mitte 12 der Turbine und strömt- in der Richtung des Pfeiles radial durch die Beschaufelung zu dem Raum innerhalb des Turbinengehäuses, von welchem Raum es durch den Auslaß 13 ausgelassen wird. Das Turbinenrad/ ist in diesem Falle aus demselben Stück hergestellt wie der Wellenzapfen 14, welcher mit der gelagerten Turbinenwelle 1 verbunden ist. Diese Verbindung, die von bekannter Art sein kann, ist in dieser Ausführüngsform dadurch geschaffen, daß sich der Wellenzapfen 14 dem gelagerten Wellenteil 1 zu kegelförmig verjungt, derart, daß das Ende 15 des Wellenzapfens einer Aussparung "in der gelagerten Welle ι angepaßt ist. Die in dieser Weise entstehenden kegelförmigen Flächen werden mittels eines Bolzens 16 gegeheinandergepreßt, wodurch eine Verbindung zwischen den beiden Wellenteilen geschaffen wird, welche Verbindung die Wellen daran hindert, sich gegeneinander zu verschiebend Gesichert wird diese Wirkung noch dadurch, daß die bei 17 sich berührenden Teile der Wellen mit Verzahnungen oder anderen Ausschnitten, die ineinander eingreifen, versehen sind. Der Bolzen 16 ist bei 18 in dem einen Teil eingeschraubt und kann durch Drehen des auf dem Bolzen angebrachten Kopfes 19 angezogen oder gelöst werden. Um zu verhindern, daß Dampf zu den Bolzen und damit zur Ver-.; bindung dringt, ist der Bolzenkopf 19 in einer Höhlung im Wellenzapfen 14 angebracht,. welche Höhlung/durch einen Deckel geschlossen wird. Dieser Deckel ist mit einem "Bolzenkopf 21 und einem Bolzen 22 versehen, wodurch die Dichtung des Deckels gegen die Höhlung durch Einschrauben des' Bolzens 22 in den Bolzenkopf 19 gesichert wird.

In dieser Ausführung sind das Turbinenrad 7 und der Wellenzapfen 14 aus einem Stück hergestellt, doch können diese natürlich auch in zwei Teilen ausgeführt werden und die Verbindung zwischen denselben gesichert sein. Man läuft jedoch Gefahr, daß diese Verbindung, die nahe der Strömung des heißen Dampfes bei 12 gelegen ist, zusammengepreßt wird, was jedoch nicht das Auseinandernehmen der Turbine hindert, weil die Verbin- ~ dung zwischen dem kegelförmigen Ende 15 des Wellenzapfens 14 und der gelagerten Welle ι an einer Stelle liegt, die so weit von dem heißen Dampf strom bei 12 entfernt liegt, daß diese Verbindung stets gelöst werden kann. Die gelagerte Welle 1 kann auch in zwei oder mehrere Teile geteilt werden, welche mittels einer geeigneten Vorrichtung zusammengehalten werden können. Diese Teilung der Welle kann entweder zwischen den beiden Lagern, der. Welle oder auf der Turbinenseite der Lager vorgenommen wer- · den. Da auch bei solchen Bauarten die Turbinenwelle einen Wellenzapfen bildet, der mit einem -gelagerten Wellenteil durch eine Verbindung vereinigt ist, deren Durchmesser Meiner ist als der Durchmesser einer um den Wellenzapfen angebrachten Stopfbüchse, liegen auch diese "Bauarten* im Rahmen der Erfindung^ ' . "■ " : In Abb. 2 ist eine Ausführungsform nach der "„Erfindung bei radial beaufschlagten Turbinen mit Doppelunilauf gezeigt, wobei das sich drehende und schaufeltragende Turbinenrad 30 zu einem Wellenzapfen 31 ausgeformt ist. Um diesen Wellenzapfen ist eine, ringförmige Stopfbüchse; 32 angebracht, welche den Dampf, der durch' den Kanal 33 durch Löcher 34 in dem Turbinenrade 30 zur Mitte 35 der Turbine strömt und unter Abgabe von Energie die Beschaufelung 36 durchströmt, daran hindert, um die Turbinen welle herum auszulecken. Der Wellenzapfen 31 ist an dem Ende 37 kegelförmig verjüngt und ist einer Höhlung in der im Lager 38 gelagerten Welle

39 angepaßt. Diese kegelförmige Verbindung wird durch einen Bolzen 40 zusammengehalten, der in dem Wellenzapfen 41 eingeschraubt ist. Der Bolzen wird mittels des Bolzenkopfes 42 gedreht, wodurch die Wellen- n₀ teile gegeneinandergep'reßt werden. Um die Verbindung so zu sichern, daß die kegelförmigen Flächen sich gegeneinander nicht verschieben Jcörinen, ist eine Anzahl Bolzen 44 in Aussparungen in den kegeligen Flächen ein- n₅

elegt. Diese "Bolzen werden dadurch am Platz festgehalten, daß eine" Hülse 45, durch welche die Bolzen mit den beiden Wellenteilen zusammengeharten "werden, auf den Enden der Bolzen 44 ruht. Der Wellenzapfen 31 ist hohl, doch in dem inneren, nahe dem Bolzen gelegenen Teil durch einen in dem Wellen-

zapfen 31 festgeschraubten Deckel 43 abgeschlossen. Der Bolzen sowohl als auch die kegelförmigen Flächen und damit auch die ganze Verbindung liegen somit in größerer Entfernung von den Dampfkanälen 33, 34 und "35 "und können daher bei so niedriger Temperatur gehalten werden, daß eine Gefahr des Festfressens nicht vorliegt.

In diesen beiden Ausführungen hat der Wellenzapfen einen sich kegelförmig verjüngenden Teil, welcher einer Höhlung in der gelagerten Welle angepaßt ist. Nach der Erfindung kann auch die gelagerte Welle mit einem sich kegelförmig verjüngenden Teil, welcher in eine Höhlung in dem Wellenzapfen paßt, versehen sein. Die Verbindung zwischen den beiden Wellenteilen kann auch axial außerhalb der Stopfbüchse liegen, die wie üblich axial außerhalb der Beschaufelung liegt.

ao Ferner braucht der Wellenzapfen mit dem Turbinenrad nicht in einem Stück ausgeführt zu sein, sondern die Teile können in üblicher Weise miteinander verbunden werden, z. B. durch eine kegelförmige Verbindung. JSTatür-

»5 lieh frißt sich diese Verbindung bei Turbinen für hohe Temperaturen des treibenden Mittels fest; doch ist es nicht notwendig, daß diese Teile, wenn sie einmal richtig zusammengehalten sind, getrennt werden, denn die Turbine kann auch ohne Lösung dieser Teile auseinandergenommen werden. Z. B. wird die Stopfbüchse dadurch abgenommen, daß sie, nachdem die Verbindung zwischen dem Wellenzapfen und der gelagerten Welle gelöst ist, über das kegelförmig verjüngte Ende der Welle gezogen wird. Die Verbindung ist somit mit geringerem Durchmesser ausgeführt als die Stopfbüchse, damit die letztere über die Verbindung gezogen werden kann. Es geht hieraus hervor, daß die Erfindung bei Turbinen besonders günstig ist, bei welchen die Stopfbüchse axial ungeteilt ist.

In den hier beschriebenen Ausführungen sind Vorrichtungen bei radial beaufschlagten Turbinen fur sowohl einfachen als auch doppelten Umlauf gezeigt; es lassen sich jedoch Ausführungen für jede fliegend angeordnete Turbine denken.

Claims

Patentansprüche:

1. Fliegend angeordnete Dampf- oder Gasturbine, bei der die Turbinenwelle in zwei Teile geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil, der einen Wellenzapfen bildet und von einer Stopfbüchse für Dampf oder Gas umgeben ist, mit dem anderen Teil, der eine gelagerte Welle bildet, durch eine Verbindung verbunden ist, die auf der zum Turbinenrad entgegengesetzten Seite der Stopfbüchse liegt und deren größter Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Stopfbüchse.

2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der zum Türbinenrad entgegengesetzten Seite der Stopfbüchse verlegte Wellenzapfenteil mit der gelagerten Welle durch eine an sich bekannte kegelförmig ausgestaltete Verbindung und einen zusammenhaltenden zentralen Bolzen verbunden ist.

3. Turbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schaufeltragende Trommel oder das Turbinenrad in an sich bekannter Weise mit dem WeI-lenzapfen aus einem Stück hergestellt ist, wobei letztere den umlaufenden Teil der Stopfbuchse trägt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen