-
Drehkolbenverdichter, insbesondere für ohne Drehzahländerung veränderliche
Leistung Die Regelung von Drehkolbenverdichtern für veränderliche Leistung erfolgt
in wirtschaftlicher Weise durch Änderung der Drehzahl des Verdichters, und es wird
daher von dieser Art der Regelung weitgehender Gebrauch gemacht. Es gibt aber viele
Fälle, in denen diese Regelung nicht möglich ist, weil der Verdichter auch-bei veränderter
Leistung mit unveränderlicher Drehzahl betriebenwerden muß oder weil die Bedarfsschwankungen
so groß sind, daß sie durch Drehzahländerung allein nicht ausgeglichen werden können.
Solche Fälle ergeben sich z. B. in Gasturbinenanlagen mit Gleichdruckverbrennung,
bei denen der Verdichter die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge auf einen bestimmten
Druck verdichtet, der sich in der Regel mit .der Belastung der Anlage ändert.
-
Handelt es sich um eine Gasturbinenanlage, bei welcher der Verdichter
von einer Turbine angetrieben wird, die von der Nutzleistungsturbine mechanisch
unabhängig ist, so kann die Verdichterleistung in -weiten Grenzen durch Drehzahländerung
unabhängig von der z. B. gleichbleibend zu haltenden Drehzahl der Nutzleistungsturbine
geregelt werden. Dies ist aber dann nicht möglich, wenn der Verdichter von einer
Turbine angetrieben wird, die auch Nutzleistung liefert, oder wenn die Verdichterturbine
und Nutzleistungsturbine in irgendeiner Weise mechanisch verbunden sind und die
Drehzahl der Nutzleistungsturbine sich entweder überhaupt nicht oder nicht in dem
Maße ändern darf, daß dadurch allein eine den veränderlichen Belastungsverhältnissen
angepaßte Regelung des Verdichters möglich wäre: In diesem Falle kann die Luftmenge
durch Drosselung geregelt werden, doch ist diese Art der-Regelung mit Rücksicht
auf die unvermeidlichen-Drosselverluste unwirtschaftlich. Es wurde auch vorgeschlagen,
die angesaugte Luft je nach der erforderlichen Verdichterleistung in verschiedene
Druckstufen des Verdichters einzuführen, derart, daß die Frischluft bei geringerer
Leistung in eine höhere Druckstufe geleitet wird. Bei dieser Regelung fällt naturgemäß
der Wirkungsgrad des Verdichters- bei von der normalen Belastung abweichenden Belastungen
stark ab, weshalb auch diese Regelung keine praktische Bedeutung erlangt hat. Ferner
wurde vorgeschlagen, besondere Regelverdichter anzuordnen, die je nach der Belastung
der Anlage völlig ausgeschaltet sind oder allein oder zusammen finit den übrigen
Verdichtern arbeiten.. Durch diese Anordnung wird eine Anpassungsfähigkeit an wechselnde
Belastungen erreicht, doch stellt die Ab- und Zuschaltung von Verdichtern, wenn
ihre Drehzahl nicht wesentlich geändert werden darf, nur eine Grobregelung dar;
zwecks genauer Anpassung der Förder-
Leistung an die Belastung der
Anlage muß auch hier, wenn auch in geringerem Maße, wieder gedrosselt werden:-Die
vorliegende Erfindung bezweckt, die angegebenen Übelstände zu vermeiden und somit
eine möglichst verlustfreie Regelung von Drehkolbenverdichtern für veränderliche
Leistung zu erhalten, deren Drehzahl sich nicht oder nicht in beliebig weiten Grenzen
ändern darf. Hierzu eignen sich besonders Drehkolbenverdichter in Gestaltvon Schrauben-
oder Zahnradverdichtern mit zwei oder mehreren zusammenarbeitenden umlaufenden Schraubenrädern,
deren Gewinde bei der Umdrehung der Läufer das angesaugte Arbeitsmittel, z. B. Luft,
in einem fortschreitend sich vermindernden, von den zusammenarbeitenden Gewinden
und dem Gehäuse eingeschlossenen Verdichterraum verdichten, "der nach Erreichung
des gewünschten Enddruckes nach der Druckleitung hin geöffnet wird. Wird nun in
einem solchen Verdichter eine Anzapföffnung vorgesehen, durch welche teilweise verdichtete
Luft ausströmen kann, dann kann bei unveränderter Drehzahl des Verdichters bei geringem
Luftbedarf die nicht benötigte Luftmenge durch die Anzapföffnung ausgelassen und
nur die erwünschte Luftmenge auf den Enddruck verdichtet werden. Der dabei auftretende
Verlust ist gering, wenn die Anzapföffnung so angeordnet ist, daß die Luft in dem
Augenblick beginnen kann auszuströmen, in welchem die Verdichtung beginnt. Die nutzlos
aufgewendete Verdichtungsarbeit ist dann klein, und die Verlustfläche im Verdichtungsschaubild
wird um ein bedeutendes-geringer als im Falle einer Drosselregelung. Es ist auch
einleuchtend, daß die beschriebene Anordnung wirtschaftlicher 'ist als das bei Fliehkraftverdichtern
übliche Ausblasen des auf den vollen Enddruck verdichteten Arbeitsmittels zwecks
Verhütung des Pumpens bei geringen Fördermengen. Fliehkraftverdichter eignen sich
für den Zweck der Erfindung überhaupt nicht, weil die Verringerung des auf den Enddruck
verdichteten Arbeitsmittels durch das Ausblasen bei geringen Leistungen in einer
niedrigen Druckstufe ein Pumpen des Verdichters mit dadurch bedingtem Abfall des
Wirkungsgrades verursachen würde. Bei mit veränderlichen Verdichterräumen arbeitenden
Drehkolbenverdichtern liegt dagegen diese Gefahr nicht vor.
-
Man hat versucht, bei Kreiselverdichtern die unangenehme Erscheinung
des Pumpens zu beseitigen, und zwar dadurch, daß ein Teil der von der ersten oder
mehreren ersten Verdichterstufen vorverdichteten Luft wieder abgeblasen wird. Dadurch
wird es aber bei dieser Einrichtung unvermeidbar, daß alle Verdichterstufen Verdichtungsarbeit
leisten, insbesondere auch die ersten Verdichterräder, die zwischen Ansaugrohr und
Abblasv entil liegen. Durch das Abströmen der Luft- ergeben sich Verluste, die auch
dadurch nicht ausgeglichen werden können, -daß man, wie bei dem bekannten Vorschlag
geschehen, die Abblasorgane soweit wie möglich an das Ansaugende des Verdichters
verlegt, beispielsweise bei einem drei- oder vierstufigen Verdichter an die erste
Stufe, bei einem neunstufigen Vei c-tichter an die dritte oder vierte Stufe.
-
Denn auch beider Anwendung dieser Vorsichtsmaßnahme ist es unvermeidbar,
daß die erste Stufe oder die ersten drei oder vier Stufen des Verdichters unbedingt
Verluststufen sein müssen.
-
Ist dein aber so, dann ist ein solcher Kreiselverdichter für Gasturbinenanlagen
mit Gleichdruckverbrennung des Treibmittels ungeeignet, da sein Wirkungsgrad bei
Teillast infolge der Verluste so stark vermindert werden muß, _daß er für Gasturbinenanlagen
unbrauchbar wird.
-
Man hat ferner zur Regelung der Leistung von Kapselgebläsen, bei denen
in einem zylindrischen Gehäuse ein mit_ radial beweglichen Schiebern ausgestatteter
Läufer: exzentrisch gelagert ist, vorgeschlagen, das verdichtete Arbeitsmittel mit
Hilfe von mehreren, in Umfangsrichtung hintereinander geordneter und wahlweise zu
öffnender Auslöseorganen von Stufe zu Stufe zu leiten. Auch diese Einrichtungen
müssen notwendigerweise zu Verlusten führen, die solche Verdichter zur Verwendung
in Gasturbinenanlagen ungeeignet machen, und zwar aus folgendem Grund: Laufen während
des Betriebes eines solchen Gebläses dis steuernden Kanten der einzelnen Schieber
an den Öffnungen crer Regelventile vorbei, so muß das verdichtete Arbeitsmittel
in dem Augenblick, in dem die Kanten eines Schiebers an einer Öffnung vorbeikommen,
durch diese Öffnung also eine Verbindung zwischen den vor und hinter dem Schieber
liegenden Verdichtungsräumen hergestellt wird, aus dem vor dem Schieber liegenden
Raum in den Raum hinter dem Schieber gelangen, und damit ist ohne weiteres der Druckverlust
der durch diesen Schieber verdichteten Arbeitsmittelteilmenge gegeben. Diese Verluste
sind so groß, daß ein mit dieser Einrichtung versehenes Kapselgebläse niemals illit
einem, insbesondere für Gasturbinenanlagen auch nur annähernd befriedigendem Wirkungsgrad
arbeiten kann.
-
Schließlich ist noch ein Vorschlag bekanntgeworden, in einem Schraubenräderkapselwerk
mit wenigstens zwei kegelförmigen Schraubenverdichterläufern -die verdichtete Luft
an verschiedenen über die Länge des
Kapselwerkes verteilten Anzapföffnungen
abzunehmen. Auch diese Einrichtung muß zu Verlusten führen, .da bei diesem Kapselwerk
das Einlaßvolumen unverändert bleibt und stets, jedenfalls im ersten Bereich des
Verdichters, in seiner Gesamtheit verdichtet werden muß, so daß beim Abblasen notwendigerweise
Verluste entstehen müssen. Der Wirkungsgrad solcher Schraubenräderkapselwerke kann
demnach ebenfalls, insbesondere bei Teillasten in Gasturbinenanlagen, nicht befriedigend
arbeiten.
-
Abweichend von allen bekannten Vorschlägen ist im vorliegenden Falle
als Verdichterteil der Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung desTreibmittels
einDrehkolbenverdichter angewendet, dessen zylindrische Drehkolben mit Schraubenverzahnung
gleichbleibender Steigung versehen sind, zwischen deren Flanken die Verdichtung
des Arbeitsmittels erfolgt. Bei einem solchen Verdichter werden nun zur Erreichung
des in der Einleitung dargelegten Zweckes gemäß der Erfindung im Drehkolbenzylinder
von- der Atmosphäre ohne Zwischenschaltung z. B. von Ventilen abschließbare Regelöffnungen
angeordnet, bei . deren Verbindung mit der Atmosphäre die von diesem Verdichter
zwischen Ansaugseite und Regelöffnung geförderte Luftmenge ganz oder teilweise abgeblasen
wird.
-
Dieser Verdichter wird zur Regelung der Gasturbinenanlage so gehandhabt,
daß die Regelöffnung oder Regelöffnungen durch eine Absperrvorrichtung beeinflußt
werden, die in Abhängigkeit von der Belastung der Anlage oder einer von der Belastung
abhängigen Größe derart geregelt wird, daß sie bei steigender Belastung den Öffnungsquerschnitt
verkleinert und bei sinkender Belastung vergrößert. Es kann jedoch auch die Absperrvorrichtung
in Abhängigkeit von der elektrischen Belastung geregelt werden oder in Abhängigkeit
von dem Druck des den Turbinen zugeführten Treibmittels.
-
Die Ausbildung der Regelöffnungen erfolgt so, daß die öffnenden und
schließenden Kanten der Absperrvorrichtung parallel oder annähernd parallel zu den
die Verdichterräume begrenzenden Kanten der Läufer angeordnet sind.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigt Fig. i eine Gasturbinenanlage mit zwei parallel arbeitenden, gemäß der
Erfindung ausgebildeten Verdichtern im axialen Längsschnitt, Fig.2 eine Gasturbinenanlage
mit zwei in Reihe geschalteten Verdichtern im axialen Längsschnitt und Fig.3 einen
0üerschnitt ,furch einen Verdichter in größerem Maßstab mit einer abgeänderten Ausführung
der Regelungseinrichtung zur Änderung des An-_ zapfquerschnittes.
-
In Fig. i bezeichnet i eine gegenläufige radial beaufschlagte Gasturbine,
deren Wellen 2 und 3 elektrische Stromerzeuger 4 und sowie Verdichter 6 und 7 antreiben.
Die Turbine und die beiden Stromerzeuger sind in einem gemeinsamen Gehäuse 8 untergebracht,
welches die Lager9, io, ii und 12 trägt. Der Verdichter 6 besteht aus zwei Schraubenrädern
13 und 1.4, die zweckmäßig so ausgebildet sind, daß sie sich gegenseitig nicht berühren,
sondern zwischen einander und dem Gehäuse Spielräume offen lassen, damit der Verdichter
mit hohen Drehzahlen betrieben werden kann. Die Welle 15 des Läufers 13 ist durch
eine feste Kupplung 16 mit der Welle des Stromerzeugers ¢ verbunden und bei 17 und
18 im Verdichtergehäuse gelagert. Auf der Welle 15 ist ein Zahnrad ig aufgekeilt,
das mit einem Zahnrad 2o in Eingriff steht, welches auf der Welle 2i des Läufers
14 aufgekeilt ist. Die Welle 21 ruht in Lagern 22 und 23 und trägt an ihrem linken
Ende einen Druckausgleichkolben 2.4, auf den z. B. der Druck der verdichteten Luft
zwecks Ausgleichs des durch die Verdichtung auf den Läufer i-. ausgeübten Axialdruckes
einwirken kann. Der Eintritt der Luft erfolgt an den durch die Pfeile 25 und 26
angegebenen Stellen, während die verdichtete Luft den Verdichter durch den Auslaßstutzen
27 verläßt.
-
Das Gehäuse des Verdichters ist bei 28 seitlich offen und bildet einen
Zylinder für einen Schieber 29, welcher in der dargestellten Lage das Innere des
Verdichters abschließt. Bei Verschiebung dieses Schiebers nach außen gelangt jedoch
das Innere des Verdichters durch den Raum 3o und den daran angeschlossenen Stutzen
31 mit der Außenluft in Verbindung. Je nach der Lage des Schiebers 29 kann also
die Anzapföffnung des Verdichters ganz geschlossen oder mehr öder weniger geöffnet
sein. Der Schieber 29 ist mit einer Stange 32 verbunden, die an ihrem oberen Ende
von einer Solenoidwicklung 33 umgeben ist und eine Platte 3.4 trägt, gegen die eine
Feder 35 anliegt. Die Solenoidwicklung wird mit elektrischem Strom durch Leitungen
36, 37 gespeist, die an die 'Netzleitung 38 des Stromerzeugers .4 angeschlossen
sind. Die Solenoidwicklung ist derart angeordnet und bemessen, daß das Solenoid
bestrebt ist, den Schieber 29 entgegen der Wirkung der Feder 33 in geschlossener
Stellung zu Balten und daß bei normaler Belastung des Stromerzeugers ,4 die vom
Solenoid ausgeübte Kraft die Spannung -der Feder überwindet.
-
Der Auslaßstutzen 27 des Verdichters 6 ist
durch eine
Leitung 39 mit einer Verbrennungskammer 4o verbunden. Der eigentliche Brennraum
41 ist durch einen Mantel 42 begrenzt. Brennstoff, z. B. Öl, wird mittels einer
Zahnradpumpe 43 aus einem nicht dargestellten Behälter durch eine Leitung 44 in
die Verbrennungskammer gepumpt, in die er durch Düsen 45, 46 eintritt. Ein von der
Welle des Stromerzeugers 5 aus angetriebener Fliehkraftregler 47 beeinflußt ein
zwecks Ausgleichs des Förderdruckes als Doppelschieber ausgebildetes Regelungsorgan
48 zur Regelung der in die Verbrennungskammer zu liefernden Brennstoffmenge.
-
Der Verdichter 7 ist durch eine feste Kupplung 49 mit der Welle des
Stromerzeugers 5 verbunden. Die Bauart dieses Verdichters und die Anordnung und
Regelung der Anzapföffnung ist dieselbe wie die des Verdichters 6, so daß sich eine
nähere Beschreibung erübrigt. Der Verdichter 7 saugt Luft bei 5o und 51 an und liefert
sie durch die Leitung 52 gleichfalls in die Verbrennungskammer 4o, wo sie zusammen
mit der vom Verdichter 6 durch die Leitung 39 zugeführten Luft zum Teil in den Brennraum
4i gelangt und die zur Verbrennung des Brennstoffes erforderliche Sauerstoffmenge
abgibt und zum Teil außen um den Mante142 des Brennraumes fließt und diesen dabei
kühlt. Die Verbrennungsgase und die Kühlluft gelangen durch die Leitungen 53 und
54 in zwei parallele Leitungen 55 und 56 und von dort aus gemeinsam in die Beschaufelung
der Turbine z. Nach erfolgter Entspannung verlassen die Verbrennungsgase die Turbine
durch den Auslaßstutzen 57.
-
Es ist angenommen, daß die Stromerzeuger 4 und 5 auf ein gemeinsames
elektrisches Netz arbeiten und mit gleicher Drehzahl laufen. Bei normaler Belastung
der Stromerzeuger fördert die Pumpe 43 eine bestimmte Menge von Brennstoff in die
Verbrennungskammer, und durch das dort erzeugte Treib-. mittel liefert die Turbine
die zur Deckung des Bedarfes der Stromerzeuger sowie zur Verdichtung der benötigten
Luftmenge erforderliche Leistung. Die Anzapföffnungen der Verdichter sind durch
die Schieber 29, 29' geschlossen, weil bei normaler Belastung die von den Solenoiden
erzeugte Schließkraft größer ist als die im Sinne des öffnens wirkende Spannung
der Federn 35, 35'. Die in der Zeiteinheit der Verbrennungskammer durch die Pumpe
4.3 zugeführte Brennstoffmenge ändert sich zufolge der Tätigkeit des Reglers .17
derart, daß sie bei zunehmender Belastung der Stromerzeuger größer und bei abnehmender
Belastung kleiner wird. In entsprechender Weise soll sich aber auch die der Verbrennungskammer
zugeführte Luftmenge ändern. Da die Drehzahl der Verdichter, abgesehen von der zur
Einleitung der Regelung der Brennstoffmenge durch den Fliehkraftregler erforderlichen
Abweichung von der normalen Drehzahl, sich nicht ändert, so ist die von den Verdichtern
geförderte Luftmenge bei normaler Belastung der Anlage, d. h. in der geschlossenen
Lage der Schieber 29 und -,9', gleichbleibend. Sobald aber die Belastung der Anlage
geringer wird, verringert sich auch die durch die Solenoide auf die Schieber ausgeübte
Schließkraft, so daß sich die Schieber je nach der Größe der Belastung der Anlage
unter dem Einfluß der Federn 35, 35' nach außen bewegen und die Anzapföffnungen
mehr oder weniger weit öffnen. Je geringer also die Belastung der Anlage ist, desto
mehr Luft wird durch die Anzapföffnungen ins Freie geblasen und desto weniger Luft
wird daher auf den Enddruck verdichtet und in die Verbrennungskammer geleitet. Dabei
ändert sich nicht nur die verdichtete Luftmenge, sondern auch der Enddruck derselben,
der um so geringer wird, je weniger Luft verdichtet wird, weil das Verhältnis des
Inhaltes der V erdichterräume zu Beginn der Verdichtung zu dem Inhalt am Ende der
Verdichtung unveränderlich ist. Ist aus irgendeinem Grunde ein gleichbleibender
Enddruck erwünscht, so kann dies dadurch erreicht werden, daß die Verdichterräume
bei geringererLeistung, wenn also einebestimmte Luftmenge durch die Anzapföffnung
-ausgeblasen wird, durch Absperrvorrichtculsen später nach der Druckseite hin geöffnet
werden als bei normaler Leistung, und zwar derart, daß der Inhalt der Verdichterräume
am Ende der Verdichtung um so viel kleiner geworden ist, daß die verminderte Luftmenge
denselben Enddruck erhält wie die normale Luftmenge bei normaler Belastung. .
-
Anstatt das Anzapfventil in Abhängigkeit von der elektrischen Belastung
der Anlage zu regeln, kann es auch von einer anderen mit der Belastung sich ändernden
Größe beeinflußt werden. Ein Beispiel hierfür ist in Fig.2 dargestellt, die ebenfalls
eine nachdem Gleichdruckverfahren arbeitende Gasturbinenanlage zeigt.
-
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gasturbine als axial beaufschlagte
Turbine 59 ausgeführt, die einen elektrischen Stromerzeuger 6o und einen Schraubenverdichter
6t unmittelbar antreibt, während ein zweiter Schraubenverdichter 62 mit dem erstgenannten
Verdichter durch- eine hydraulische Kupplung 63 verbunden ist. Der Verdichter
62
arbeitet als N iederdruckverdichter; er saugt Luft bei 64 und 65 an und
liefert die in ihm verdichtete Luft durch die Leitung 66 in den als Hochdruckverdichter
arbeitenden Verdichter
61. Die in letzterem endgültig verdichtete
Luft gelangt durch die Leitung 67 -in die Verbrennungskammer 40, die ebenso ausgebildet
ist wie beim erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel. Brennstoff wird mit Hilfe der
Pumpe 43 durch die Leitung 44 über das vom Regler 47 gesteuerte Ventil 48 in die
Verbrennungskammer eingespritzt. Das dort erzeug' teTreibmittel gelangt in dieTurbine
59, in der es sich unter Arbeitsabgabe entspannt und die es durch den Austrittsstutzen
69 verläßt.
-
Auch bei diesem Beispiel wird die am hTiederdruckverdichter 62 vorgesehene
Anzapföfnung durch einen Schieber 29 geregelt, der mit einem Kolben 34 verbunden
ist. Der Kolben ist dichtend in einem Zylinder 70 angeordnet. Auf die Unterseite
des Kolbens wirkt der Druck einer Feder 35, während die andere Seite vermittels
einer Leitung 71 unter der Einwirkung des Druckes der verdichteten Luft in der Leitung
67 steht.
-
Die hydraulische Kupplung steht mit Hilfe einer Leitung 72 mit einem
Regler 73 in Verbindung. Dieser Regler besitzt zwei in einem Zylinder 74 bewegliche,
miteinander verbundene Kolbenschieber 75 und 76, die. starr mit einem in einem Zylinder
77 dichtend beweglichen Kolben 79 verbunden sind. Auf die eine Seite des Kolbens
79 wirkt die Spannung einer Feder 8o, während die andere Seite des Kolbens mit Hilfe
einer Leitung 81 unter dein Einfluß des in den Leitungen 67 und 71
herrschenden
Druckes steht. Vom Regler 73 führen zwei weitere Leitungen 82 und 83 zu einem Behälter
84, der Arbeitsflüssigkeit für die liv draulische Kupplung 63 enthält und im dargestellten
Ausführungsbeispiel in einem niedrigeren Standort angeordnet gedacht ist als die
hydraulische Kupplung, so daß, wie weiter unten beschrieben wird, unter bestimmten
Betriebsverhältnissen Arbeitsflüssigkeit von selbst aus der Kupplung in den Behälter
hinabfließen kann. In der Leitung 82 befindet sich eine Zahnradpumpe 85, deren Saugseite
dein Behälter 84 und deren Druckseite dem Regler 73 zugewendet ist und die somit
Arbeitsflüssigkeit im Sinne des Pfeiles 86 fördert. In der Druckleitung der Pumpe
85 ist ein Sicherheitsventil 87 angeordnet, das die Druckleitung mit Hilfe
eines Rücklaufes 89 finit dem Behälter 84 verbindet, wenn der Regler 73 die Druckleitung
in der später zu beschreibenden Weise verschließt.
-
Die beschriebene Anlage arbeitet in folgender Weise. Bei der als Normalbelastung
angenommenen vollen Belastung der Anlage nimmt der Schieber 29 die in der Zeichnung
dargestellte Lage ein, weil die Spannung der Feder 35 so bemessen ist, daß der Druck
des Treibmittels auf den Kolben 34 den Druck der Feder überwindet, so daß die Anzapföffnung
geschlossen ist. . Der Regler 73 hat gleichfalls die in der Zeichnung dargestellte
Lage, in welcher die Leitungen 8a und 72 miteinander verbunden sind, während der
Schieber 76 die Leitung 83 abschließt. In dieser Lage steht die hydraulische Kupplung
63 unter dem Druck der Pumpe 85, und die beiden Verdichter 61 und 62 sind also miteinander
gekuppelt.
-
Es sei nun angenommen, daß die Belastung des Stromerzeugers geringer
werde. Dann wird die Brennstofflieferung durch das vom Regler47 gesteuerte Ventil48
in entsprechendem Maße gedrosselt. Dies hat eine Erniedrigung der Temperatur des
Treibmittels und damit auch eine Verringerung des Druckes des Treibmittels zur Folge.
Infolgedessen beginnt der Schieber29 unter demEinfluß der Feder 35 die Anzapföffnung
mehr oder weniger weit zu öffnen, und Luft strömt in der an Hand des ersten Ausführungsbeispieles
beschriebenen Weise durch den Stutzen 31 ins Freie. Entsprechend der verringerten
Belastung und verminderten Brennstoffzufuhr wird also auch eine geringere Luftmenge
_verdichtet und der Verbrennungskammer zugeführt. Dadurch steigt die Anfangstemperatur
des Treibmittels wieder ungefähr auf den normalen Betrag, doch ist die Gesamtmenge
des Treibmittels nunmehr geringer und daher auch der Druck desselben, so daß also
jeder Belastung eine bestimmte Stellung des Schiebers 29 und damit auch eine bestimmte
Menge an abgeblasener Luft entspricht.
-
Wenn die Belastung der Anlage von der Normallast angefangen abzunehmen
beginnt und damit auch der auf den Kolben 79 des Reglers 73 wirkende Druck geringer
wird, so beginnt der Kolben 79 sich unter dem Einfluß der Feder 8o nach rechts zu
verschieben. Die Schieber 75 und 76 nehmen ebenfalls an dieser Bewegung teil, doch
hat dies zunächst noch keinen Einfluß auf die hydraulische Kupplung, weil die Leitung
82 noch immer geöffnet und mit der Leitung 72 verbunden und-die Leitung 83 durch
den Schieber 76 noch immer geschlossen ist. Erst wenn die Belastung der Anlage und
der Druck des Treibmittels auf einen bestimmten Wert heruntergesunken sind, z. B.
bei Leerlauf, ist der Kolben79 so weit nach rechts gekommen, daß der Schieber 75
die Leitung 82 abschließt und gleichzeitig der Schieber 76 die Leitung 83 öffnet.
Dadurch wird die Verbindung der hydraulischen Kupplung mit der Pumpe 85 unterbrochen
und statt dessen die Kupplung durch die Leitungen72 und 83 mit dem tiefer liegenden
Behälter 84 verbunden, so daß die in der Kupplung befindlicheArbeitsfli.issiglceit
in
der Richtung des Pfeiles go in den Behälter hinabfließt. Die hydraulische Kupplung
wird dadurch außer Betrieb gesetzt und der Verdichter 6_ von der Turbine abgeschaltet.
Gleichzeitig öffnet sich unter der Saugwirkung des nunmehr allein arbeitenden Verdichters
61 ein in der Verbindungsleitung 66 zwischen den beiden Verdichtern angeordnetes
federbelastetes Rückschlagventil gi, und Luft wird nunmehr durch das Ventil gi angesaugt
und im Verdichter 61 allein verdichtet.
-
Beginnt nun die Belastung wieder anzusteigen, so erhöht sich infolge
vermehrter Brennstoffzufuhr und damit steigender Temperatur des Treibmittels dessen
Druck. Der Iiolben7g des Reglers73 verschiebt sich nach links und die Schieber 73
und ; 6 stellen bei Erreichung einer bestimmten Belastung wieder die ursprüngliche
Verbindung her, d. h. die Pumpe 85 wird wieder mit der hvdraulischen Kupplung verbunden
und die Leitung 83 versperrt. Die Pumpe füllt die Kupplung wieder mit Arbeitsflüssigkeit
an, und der Verdichter 62 wird dadurchwieder eingeschaltet. Infolgedessen steigt
der Druck der Luft in der Verbindungsleitung 66, wodurch das Ventil gi geschlossen
wird, worauf die beiden Verdichter wieder in Reihe arbeiten. Bei weiter ansteigender
Belastung schließt der Schieber 29 die Anzapföffnung mehr und mehr und bei Erreichung
der vollen Belastung nehmen die verschiedenen Teile wieder die in der Zeichnung
dargestellte Lage ein.
-
An Stelle der elektrischen Belastung oder des Druckes des Treibmittels
können auch andere sich mit der- Belastung ändernde Größen, wie z. B. . Temperatur
des Treibmittels vor oder hinter der Turbine zur Beeinflussung des Regelorgans herangezogen
werden. Die Regelung der Anzapföffnung kann auch von Hand aus erfolgen. Eine hierzu
geeignete Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt, die auch einen Schraubenverdichter
im Querschnitt zeigt.
-
DerVerdichterbesteht aus zwei zusammenarbeitenden Läufern 92--fflnd
93, die von dem gemeinsamen Gehäuse 94 umgeben sind. Die Anzapföffnung g, ist in
der dargestellten Lage durch den Schieber 29 völlig verschlossen. Die Schieberstange
32 ist mit Gewinde 96 in einem mit dem Gehäuse verbundenen Bügel q7 geführt und
mit einem Handradgg verbunden, durch dessen Drehung derSchieber mehr oderweniger
geöffnet werden kann.
-
Die Läufer des Verdichters drehen sich im Sinne der Pfeile ioo und
ioi. In dem zwischen den Gewinden io2 und 103 des Läufers 92 eingeschlossenen Raum
10..1, erfolgt in der dargestellten Lage eine Z'erdiclitung der eingeschlossenen
Luftmenge, weil sich der Raum io.4 schraubenförmig nach dem Saugende des Verdichters
hin fortsetzt, wo ein Gewinde des Läufers 93 in den Raum eindringt und dadurch den
Inhalt desselben vermindert. Der im Sinne der Umdrehung folgende Raum ios steht
noch mit der Saugseite in Verbindung, und zwar so lange, bis die Kante io6 des Gewindes
ioa die linke Begrenzungskante 107 der Anzaptöffnung 95 erreicht. In diesem Augenblick
beginnt die Verdichtung im Raume io,#. Ist zu dieser Zeit der Schieber 29 geöffnet,
so kann Luft durch die Anzapföffriung ausströmen. ohne daß sie vorher nennenswert
verdichtet worden ist. Ist die Kante io6 bis zur rechten Begrenzungskante io9 .der
Anzapföffnung gelangt, dann wird der Raum io4, falls er vorher durch die Anzapföffnung
in Verbindung mit der freien Luft war, davon getrennt.
-
Die Anzapföffnung besitzt zweckmäßig eine derartige Form, daß die
Verbindung des Verdichterraumes mit der freien Luft mit möglichst geringen Drosselverlusten
erfolgt. Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, die das Öffnen und Schließen der Anzaptöffnung
bewirkenden Kanten io6, 107 und iog parallel oder ungefähr parallel zueinander anzuordnen,
weil in diesem Falle das Öffnen und Schließen in möglichst kurzer Zeit erfolgt.