DE568632C - Aus radial beaufschlagter Turbine und Arbeitsmaschine bestehender Maschinensatz - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 21. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. November 1929 ab

Für den Zusammenbau einer radial beaufschlagten Turbine mit einer Arbeitsmaschine, ζ. B. einem elektrischen Stromerzeuger, ergibt sich eine besonders günstige Anordnung· dadurch, daß man die beiden Räder der Turbine frei fliegend auf den Wellenenden der dazwischenliegenden Arbeitsmaschine anordnet und die Räder derart beaufschlagt, daß die vom Dampf ausgeübten Achsschübe sich ausgleichen.

Der Schubausgleich durch Gegenschaltung der Räder ist bei einem derartigen Maschinensatz nur dann praktisch durchführbar, wenn die Drücke auf den beiden Turbinen-Seiten nicht zu weit voneinander abweichen. Das wird im allgemeinen nur bei Gegendruckturbinen der Fall sein. Bei Kondensationsmaschinen dagegen läßt sich bei wirtschaftlicher Verteilung der Gefalle auf die beiden Turbinenteile der Schubausgleich durch.. Gegenschaltung der Räder nicht mehr durchführen. Man müßte in solchen Fällen entweder das Gefälle auf zwei und. mehr Maschinensätze aufteilen, die dann in sich ausgeglichen werden können, oder man müßte Kammlager zur Aufnahme des Riestschubes vorsehen. Den ersten dieser beiden Wege ' v.ird man nur dann wählen, wenn die Leistung, für welche' die Maschine gebaut ist, den erhöhten Kostenaufwand, der -.bei dieser Bauart entsteht, rechtfertigt. Für kleinere Leistungen wäre die Aufteilung des Gefälles auf mehrere Maschineneinheiten unwirtschaftlich. Die Verwendung eines Kammlagers ist nur dann möglich, wenn der Restschub ver* hältnismäßig gering ist; denn man kann bekanntlich Kammlager nur bis zu einer bestimmten Grenze belasten.

Die Erfindung geht zur Lösung· der Auf-"gabe des Schubausgleichs durch Gegenschältung der Räder einen anderen Weg und besteht darin, daß die beiden Räder im gleichen Sinne vom Arbeitsdampf beaufschlagt werden und die nicht beschaufelte Seite des Hochdruckrades einem so hohen Druck ausgesetzt ist, daß ihr Schub der Resisltierenden aus den übrigen auf die beideji Räder wirkenden Schübe gleich und !entgegengesetzt gerichtet ist. Zweckmäßig erhält das Rad auf der Hochdruckseite eine insbesondere axial beaufschlagte Gleichdruckbeschaufelung. Besonders günstig ist es dabei, wenn man im radial beaufschlagten Teil des Hochdruckrades die Dampfströmung von außen nach innen, im Niederdruckrad dagegen die Dampfströmung von innen nach außen wählt; denn dann haben die Stopfbüchsen auf beiden Seiten nur gegen kleine Drücke abzudichten,

*) Von dem Patentstecher ist als der Erfinder angegeben worden: Diph-Ing, Dr. Ulrich Meininghaus in im, Ruhr.

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während eine Hochdruckstopfbüchse überhaupt in Fortfall kommen kann.

Ein' Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in' der Abbildung dargestellt.. Die Welle einer Arbeitsmaschine i, z. B. eines elektri-■schen" Stromerzeugers, trägt auf ihren in den' Lagern 2 und 3 gehaltenen Wellenenden 4 unds das den Hochdruckteil der Turbine bildende Laufrad 6 und das Laufrad 7 des Njederdruckteils. Beide Räder tragen außer der radial beaufschlagten¹ noch, eine axial beaufschlagte Beschaufelung, und zwar das Rad 7 in bekannter Weise eine axial beauf-" schlagte Niederdruckbeschaufelung 8, währerid das Laufrad 6 gemäß der Erfindung als Hochdruckbeschaufelung eine axial beaufschlagte Gleichdruckbeschauf elurig 9 trägt, der durch Düsen 10 in voller oder..teilweiser Beaufschlagung Dampf zugeführt wird. Der die Gleichdruckbeschaufelung 9 verlassende Dampf durchströmt in' radialer Richtung von außen' nach innen die radial beaufschlagte Beschaufelung 11 und wird nach deren Verlassen in den Niederdrückten 'eingeführt, durchströmt dessen radiale Beschaufelung 12 von' innen nach außen und wird nach Arbeitsleistung in der axial beaufschlagten Beschaufelung 8 durch den Stutzen 13, zum Kondensator abgeführt.

Bei dieser Anordnung herrscht in dem Raum 14, d. h. auf der nach links gerichteten' Fläche, des Rades 6, der Druck der Gleichdruckbeschaufelung, während sich auf der .. rechten Fläche-ein Druckverlauf ergibt, der, beginnend mit dem gleichen .Druck wie auf der linken Seite, nach der Achse zu immer mehr abnimmt. Es verbleibt dabei ein großer, nach rechts gerichteter Schub. Dieser Restschub wird nun dadurch ausgeglichen, .daß das Rad 7 mit der gleichen Schubrichtung vom Dampfdruck beaufschlagt wird ,wie das Rad 6. Es wird also bei dieser Anordnung ein Weg gewählt, der sich-vom normalerweise, angewendeten Schubausgleich dadurch unterscheidet, daß man nicht einen zwischen zwei entgegengesetzt beaufschlagten Turbinenteilen übrigbleibenden Restschub durch eine Gegenkraft ausgleicht, sondern daß man im Gegenteil einen großen Schub erzeugt und dieseri durch die Summe der Schübe der beauf* schlagten Turbinenteile ausgleicht. Auf diese Weise wird es möglich, selbst wenn große Druckunterscbiede zwischen den Turbinenteilen eines derartigen Maschinensatzes besteheri, also auch bei Kondensationsniaschi-, neri, einen guten Schubausgleich ohne Anweiu· dsing von. Kammlagern oder Verteilung des Gefälles auf mehrere Maschinensätze herbeizuführen. Allerdings wird man im allgemeinen auf das Kammlager nicht -verzichten,' sondern es beibehalten, aber nur, um eine Sicherheit gegen zufällige Störungen zu schaffen und um Restschübe auszugleichen, die sich unter Umständen bei Teillasten ergeben könnten. Man könnte selbstverständlich auch eine andere Anordnung wählen in der Weise, daß man die beiden Räder 6 und 7 gegeneinanderschaltet und dann, durch entsprechende Druckminderung im Raum 14 einen Achsschub erzeugt, der nur so groß ist, daß der Restschub, der sich aus dem Unterschied der ■ auf die Räder 6 und 7 wirkenden Dampfdrücke ergibt, ausgeglichen' wird.

Eine* andere Ausbildungsmöglichkeit ergibt sich dadurch, daß· die Axialbeaufsdhlagung im Hochdruckteil von' innen nach außen erfolgt und die radial beaufschlagte Beschaufelung außen angeordnet ist, während sich im Niederdruckteil· die· radial beaufschlagte Beschaufelung innen befindet und die axial beaufschlagte Beschaufelung von innen nach außen durchströmt wird. Diese Anordnung ergibt zwar höhere Stopfbüchsendrücke, bietet aber den Vorteil, daß die Welle auf Zug anstatt auf Druck beansprucht wird und daß. der Kondensator unmittelbar an die Turbine angebaut werden kann, wodurch sich ein einfacher Aufbau und günstige Strömungsverhältnisse ergeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   r. Aus radial beaufschlagter Turbine und Arbeitsmaschine bestehender Maschinensatz, bei dem die Turbine in zwei Teile mit je einem Laufrad aufgeteilt ist und die Lauf räder jeweils frei fliegend auf den Wellenenden der zwischen ihnen liegen-" deri Arbeitsmaschinen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rä- ioo der im gleichen; Sinne von Arbeitsdampf beaufschlagt werden und die nicht beschaufelte Seite des Hochdruckrades einem so hohen Druck ausgesetzt ist, daß ihr Schub der Resultiereriden aus. den übrigen' auf die beiden" Lauf räder wirkenden" ScKübe gleich und entgegengesetzt gerichtet ist.

   2, Maschinensatz nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad auf der 'Hochdruckseite eine insbesondere ' axial beaufschlagte Beschaufelung trägt und der sich hinter dieser Beschaufelung einstellende Druck auf die unbeschauf elte Seite des Hochdruckrades einen Schub X15 ausübt, welcher der Resultierjenden der übrigen' axialen Sehübe .der beiden Lauf- . räder gleich und entgegengesetzt gerichtet ist.

   3. Maschinensatz nach Anspruch 1, da- iap durch gekennzeichnet, daß das Laufrad auf der Niederdruckseite von innen nach

   außen durchströmt wird, und zwar mit einer Achsschubrichtung des Dampfes, welche der Schubrichtung des radial beaufschlagten' Rades im Hochdruckteil gleich ist.

   4. Maschinensatz nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine derartige Beaufschlagung der beiden Räder, daß die "Welle durch die ausgeglichenen Schübe auf Zug beansprucht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen