DE582955C - Radial beaufschlagte Turbine - Google Patents

Description

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Bur. Ind. Eigendom

12 SEP. 1933

REICHSPATENTAMT

AUSGEGEBEN AM
25. AUGUST 1933

.~.,~4>EUTSCHES REICH

PATENTSCHRIFT

JVi 582 KLASSE 14 c GRUPPE

A 62080 III4c Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: io. August 1933

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget in Västeräs, Schweden

Radial beaufschlagte Turbine Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Mai 1931 ab

Es sind bereits Turbinen für gasförmige Betriebsmittel mit axial verschiebbaren Leitschaufelkränzen bekannt. Durch die Verstellung der Leitschaufelkränze kann eine Regelung der Leistung der Turbine erreicht werden, indem durch diese Verstellung der Leitkränze das Betriebsmittel in seiner Richtung abgelenkt wird, um auf die eine oder andere Schaufelreihe eines mit zwei Schaufelreihen versehenen Laufrades zu wirken oder ganz aus dem Bereich beider Kränze gelenkt zu werden. Hierbei strömt das Betriebsmittel, sobald es auf nur eine Schaufelreihe oder auf keine Schaufelreihe wirkt, aus der Turbine aus, ohne seinen ganzen Energieinhalt an die Turbine abgegeben zu haben. Die Regelung der bekannten Turbinen muß deshalb als unwirtschaftlich bezeichnet werden.

Durch die Erfindung-wird eine radial beaufschlagte Turbine geschaffen, bei welcher die Regelung der Leistung der Turbine durch axiale Verstellung der feststehenden Turbinenscheibe oder des Turbinenrades oder durch gegenseitige axiale Verstellung zweier Turbinenräder derart erfolgt, daß die den radialen Durchgangskanal der Beschaufelung bildenden, radial aufeinanderfolgenden Durchgangsöffnungen der Schaufelringe nur zum Teil miteinander in Deckung stehen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß vor allem die Drosselverluste, die bei den bisher bekannten Regelungsvorrichtungen unvermeidlich sind, ganz vermieden werden. Die bei jedem Schaufelring entstehenden Drosselstellen verursachen beim Erfindungsgegenstand eine Erhöhung der Dampfgeschwindigkeit, welche Erhöhung in dem nachfolgenden Schaufelring in Arbeit umgewandelt wird. Die Turbine läßt somit die Verwendung von hohen Anfangsdrücken in den ersten Schaufelringen trotz kleiner Belastung der Turbine zu. Bei der bekannten, allgemein gebräuchlichen Regelung durch Drosselung des Einlaßventils muß schon bei kleiner Belastung der Dampfdruck bis zu einem Bruchteil des Vollastdruckes gedrosselt werden, und die dann entstehenden Drosselverluste machen den Betrieb unter solchen Verhältnissen eben unwirtschaftlich.

■ In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt:

Abb. ι ist ein Axialschnitt eines Teiles einer Turbine gemäß der Erfindung mit den Schaufelringen in normaler (ungedrosselter) Lage.

Abb. 2 ist ein ähnlicher Schnitt mit den Schaufelringen versetzt zwecks Drosselung des Dampfdurchganges.

Abb. 3 ist ein Axialschnitt einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Turbine mit Mitteln zur Bewirkung der Verstellung der Turbinenräder.

Abb. 4 ist eine Endansicht und

Abb. 5 ein Längsschnitt der Verstellungsvorrichtung.

In den Abb. 1 und 2 bezeichnet 1 und 2 zwei entgegengesetzt umlaufende Turbinenräder einer radial beaufschlagten Turbine.

Das Rad ι trägt Schaufelringe 3, während das Rad 2 Schaufelringe 4 trägt. Bei voller Belastung oder etwas darunter nehmen die Schaufelringe 3,4 die in Abb. 1 dargestellte S gegenseitige Lage ein, d. h. die Schaufeln bilden einen geraden Durchgangskanal. Wenn die Belastung derart abnimmt, daß eineDrosselung der Dampfzufuhr nötig wird, werden gemäß der Erfindung die Turbinenräder einander genähert, wie z. B. in Abb. 2 dargestellt ist. Hierdurch wird die radiale Durchgangsöffnung der Ringe3 zu derjenigen der Ringe4 axial versetzt, so daß die Durchgangsöffnungen der Schaufelringe nur zum Teil miteinander in Deckung stehen.

Nach Durchgang des Dampfes durch den dargestellten innersten Ring 4 kann der Dampf nur an der rechten Seite unbehindert weiter nach außen strömen; an der linken Seite aber trifft der Dampf auf den Ring 3 außerhalb der Schaufel 4 und wird somit daran gehindert, weiter nach außen zu strömen. Um diesen Dampf besser zurückzuhalten, kann der Fuß der Schaufel mit einem nach innen ragenden Vorsprung 5 versehen sein. Dabei läßt sich der Erfindungsgedanke aber nur dann praktisch durchführen, wenn für eine gute Dichtung zwischen den einzelnen Schaufelringen gesorgt ist. Zu demselben Zweck ist deshalb Vorsorge getroffen, daß die Durchgangsöffnungen seitlich durch nach innen oder außen oder sowohl nach innen und außen vorstehende Wände 6 begrenzt sind, die sich nahezu bis an den benachbarten inneren oder äußeren Schaufelring erstrecken.

In dem bei der Verstellung eines Rades oder zweier Turbinenräder entstehendenRaum seitlich der Durchgangsöffnung findet deshalb eine Anstauung und Verdichtung des Dampfes und somit eine dieser Anstauung und Verdichtung entsprechende Herabsetzung der durch, den Ring 3 weiterströmenden Dampfmenge" statt. Wenn der Dampf dann von dem Ring 3 auf den nächstfolgenden Ring 4 über-♦5 strömt, erfolgt eine ähnliche Anstauung und Verdichtung an der rechten Seite, und der Dampf erfährt also hier eine neue Drosselung. Es erfolgt somit eine Drosselung in jedem Übergang zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Schaufelringen. Wie schon gesagt, führt jede solche Drosselung zu einer Geschwindigkeitserhöhung in dem nächstfolgenden Schaufelring, die ihrerseits in Arbeit umgewandelt wird.

Abb. 3 stellt eine Gegenlaufturbine dar, bei welcher die Turbinenräder 1 und 2 axial verstellbar sind. Die Mittel zur Herbeiführung dieser Verstellung in bezug auf das rechte Rad 2 sind in den Abb. 4 und 5 beispielsweise dargestellt. Sie bestehen in dem dargestellten Beispiel aus einer auf der verschiebbar gelagerten Welle 7 des Rades 2 sitzenden Scheibe 8 (Abb. 5), die in ein Axiallager greift, welches im Gehäuse 10 verschiebbar angebracht ist, und dessen Ver-Schiebung mit Hilfe von vier Schraubenbolzen 11 erfolgt, die in mit Gewinde versehene öffnungen in einer Zwischenwand im Gehäuse eingeschraubt sind und je durch ein Treibrad 12 gedreht werden können. Die Treibräder 12 können in Innengewinden eines mit inneren und äußeren Gewinden versehenen Zahnringes 13 kämmen, in deren Außengewinde eine Treibkette 14 greift, die durch die Welle 15 und das darauf sitzende Handrad ιό bewegt werden kann. Beim Drehen der Bolzen 11 schrauben sie sich in der einen oder anderen Richtung je nach der Drehrichtung und bewirken somit die Längsverschiebung der Welle 7 mit dem Turbinenrad 2. Für das linke Turbinenrad 1 sind ähnliche Mittel vorgesehen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Durch die beschriebene Einrichtung kann eine Einstellung der Turbine während des Betriebes vorgenommen werden.

Natürlich können andere beliebige Mittel benutzt werden, um die Verstellung der Turbinenräder herbeizuführen. Gegebenenfalls kann nur das eine Turbinenrad verstellbar angeordnet werden.

In der Zeichnung ist eine von Hand einstellbare Steuerung vorausgesetzt. Oft ist es jedoch besser, eine selbsttätige Steuerung zu verwenden, wie z. B. mit Hilfe eines Drehzahlreglers.

Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß nach größtmöglicher axialer Verstellung des Turbinenrades oder der Turbinenräder die Wände 6 etwa in der Verlängerung der betreffenden Seitenwand der benachbarten inneren oder äußeren Durchgangsöffnung liegen, so daß zu jeder Seite des freien Durchgangskanals auf drei Seiten geschlossene Kammern zur Aufnahme von Dampfkissen entstehen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Radial beaufschlagte Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Leistung der Turbine durch axiale Verstellung des Turbinenrades oder der feststehenden Scheibe oder durch gegenseitige axiale Verstellung zweier Turbinenräder derart erfolgt, daß die den radialen Durchgangskaiial der Beschaufelung bildenden, radial aufeinanderfolgenden Durchgangsöffnungen der Schaufelringe nur zum Teil miteinander in Deckung stehen.
2. 2. Turbine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit der umlaufenden Welle

   des Turbinenrades oder jedes Turbinenrades drehbar verbundene Mittel zum Herbeiführen der Verstellung, während die Turbine in Betrieb ist.
3. 3. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen seitlich durch nach innen oder außen oder sowohl nach innen und außen vorstehende Wände begrenzt sind, die sich nahezu bis an den benachbarten inneren oder äußeren Schaufelring erstrecken.
4. 4. Turbine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Umfangsfläche. der Schaufelringe Dichtungsbleche derart vorgesehen sind, daß nach größtmöglicher axialer Verstellung des Turbinenrades oder der Turbinenräder diese Bleche etwa in der Verlängerung der betreffenden Seitenwand der benachbarten inneren oder äußeren Durchgangsöffnung liegen, so daß zu jeder Seite des freien Durchgangskanals auf drei Seiten geschlossene Kammern zur Aufnahme von Dampfkissen entstehen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   HERUM. GEDRUCKT IN DER