DE644819C

DE644819C - Turbine with overhung rotor for the expansion of heavily pre-cooled or partially liquefied gases

Info

Publication number: DE644819C
Application number: DEA72984D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Schlegel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-04-18
Filing date: 1934-04-18
Publication date: 1937-05-13

Description

Es sind Verfahren zur Erzeugung tiefer Temperaturen bekannt, bei denen die verdichteten Gase in Entspannungsturbinen entspannt werden. Hierbei bietet die konstruktive Durchbildung Schwierigkeiten, weil die Gase wegen der tiefen Temperaturen und infolge des hohen Druckes sehr dicht sind. Diese Schwierigkeiten sind insbesondere dann beachtlich, wenn in einer mehrstufigen Turbine die Abkühlung der Gase in der vorletzten-Stufe so weit geht, daß in der letzten Turbinenstufe reine Flüssigkeit zu entspannen ist. Hierbei ergeben sich erhebliche Reibungsverluste zwischen Laufrad und Arbeitsmittel, die eine unerwünschte Wärmezufuhr an das kalte Gas zur Folge haben.There are known methods for generating low temperatures in which the compacted Gases are expanded in expansion turbines. Here, the constructive training offers difficulties because the Gases are very dense because of the low temperatures and high pressure. These difficulties are particularly significant when in a multi-stage turbine the cooling of the gases in the penultimate stage goes so far that in the last turbine stage pure liquid is to relax. This results in considerable friction losses between the impeller and the work equipment, which leads to an undesirable supply of heat to the cold Result in gas.

Gemäß der Erfindung werden diese Reibungsverluste dadurch weitgehend verringert, daß entweder für die einzige Entspannungs>stufe oder mindestens für die letzte Entspannungsstufe eine Turbine mit senkrechter Welle benutzt wird, wobei der in bekannter Weise fliegend angeordnete Turbinenläufer am unteren Wellenende sitzt. Die in dieser Turbine durch Entspannung der stark vorgekühlten Gase gebildete Flüssigkeit wird in Richtung der Welle nach unten abgeführt, während die Gase in der Nähe des Laufrades abgeleitet werden.According to the invention, these friction losses are largely reduced by that either for the only stage of relaxation or at least for the last stage of relaxation a turbine with a vertical shaft is used, the turbine rotor being arranged overhung in a known manner sits at the lower end of the shaft. The in this turbine by relaxation of the strongly pre-cooled Liquid formed from gases is discharged downwards in the direction of the shaft, while the gases close to the impeller be derived.

Zufolge dieser Anordnung kommt die bei der Entspannung gebildete Flüssigkeit mit dem Laufrad und dem Gehäuse der Turbine so wenig wie möglich in Berührung. Insbesondere kann sich keine Flüssigkeit ansammeln, in welcher der untere Teil des Rades Wirbelungen und somit zusätzliche Reibungsverluste hervorrufen würde, was eine Zufuhr von Wärme zur Folge hätte.As a result of this arrangement, the liquid formed during the relaxation comes with it the impeller and the housing of the turbine in contact as little as possible. In particular no liquid can collect, in which the lower part of the wheel swirls and thus additional friction losses would cause, which would result in an addition of heat.

Die Zufuhr von Wärme wird ferner dadurch wirksam verhindert, daß das Traglager der Turbinenwelle möglichst weit oberhalb des Laufrades angeordnet ist. Die Übertragung der Lagerwärme auf das Laufrad und damit auf die zur Entspannung kommenden Gase wird so weitgehend unterbunden.The supply of heat is also effectively prevented by the fact that the support bearing the turbine shaft is arranged as far above the impeller as possible. The transfer The bearing heat on the impeller and thus on the gases that are released is largely prevented.

In weiterer Ausgestaltung dieses Vorschlages wird die Welle aus einem schlecht wärmeleitenden Material hergestellt, wobei das untere Ende der Welle oder ein Zwischenstück derselben aus Isolierstoff ausgeführt sein kann. Hierdurch wird die Lagerwärme nahezu vollkommen vom Laufrad ferngehalten. In a further embodiment of this proposal, the shaft is made of a poorly thermally conductive one Made of material, the lower end of the shaft or an intermediate piece of the same made of insulating material can be. As a result, the bearing heat is kept almost completely away from the impeller.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine einstufige Entspannungsturbine. As an embodiment of the invention, the drawing shows a single-stage expansion turbine.

ι ist das Laufrad dieser Turbine, das auf dem unteren Ende 2 der vertikal angeordnetenι is the impeller of this turbine, which is arranged on the lower end 2 of the vertically

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr.-Ing. Erich Schlegel in Berlin-Wilmersdorf.Dr.-Ing. Erich Schlegel in Berlin-Wilmersdorf.

Turbinenwelle fliegend gelagert ist. Das untere Wellenende besteht dabei aus einem Isolierstück, das in geeigneter Weise mit dem oberen, als Hohlwelle ausgebildeten Wellenteil verbunden ist. Das Traglager der Welle, das möglichst vom Laufrad entfernt liegen soll, ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Zeichnung zeigt lediglich das Lager 3, in welchem das untere Ende derTurbine shaft is overhung. The lower end of the shaft consists of one Insulating piece, which is formed in a suitable manner with the upper, as a hollow shaft Shaft part is connected. The support bearing of the shaft, as far as possible from the impeller should be, is not shown in the drawing. The drawing just shows that Camp 3, in which the lower end of the

to Turbinenwelle geführt wird.to turbine shaft is performed.

Das Turbinenrad ist bei der Ausführung der Abb. 1 mit Radialschaufeln und bei Ausführung der Abb. 2 mit Axialschaufeln versehen. Dementsprechend ist die An-Ordnung der Zuführungsdüse 4 bei dem ersten Ausführungsbeispiel waagerecht und bei dem zweiten senkrecht. Die Abführung der entspannten Flüssigkeit erfolgt in Richtung der Wellenachse durch den Stutzen 5. Die Gase werden durch einen Stutzen 6 in der Nähe des Laufrades abgeleitet.The turbine wheel is in the design of Fig. 1 with radial blades and in the design Fig. 2 provided with axial blades. The an-order is accordingly of the feed nozzle 4 horizontally in the first embodiment and vertically in the second. The discharge of the relaxed Liquid occurs in the direction of the shaft axis through the nozzle 5. The gases are passed through a nozzle 6 near the Impeller derived.

Ist eine mehrstufige Entspannung erforderlich, so kann die Turbine in bekannter Weise mit mehreren hintereinandergeschalteten Schaufelreihen versehen werden. «5If a multi-stage expansion is required, the turbine can be provided in a known manner with several rows of blades connected one behind the other. «5

Claims

Patent claims:

1. Turbine with overhung rotor for relieving heavily pre-cooled or. partially condensed gases for generating low temperatures, characterized in that the turbine rotor sits at the lower end of a vertical shaft and that the liquid formed during the expansion or already present before is discharged downwards in the direction of the shaft .

2. Turbine according to claim 1, characterized in that the shaft from bad thermally conductive material.

3. Turbine according to claim 2, characterized in that the lower end of the Shaft or an intermediate piece of the same made of insulating material.

1 sheet of drawings