DE69206548T2

DE69206548T2 - Auslasssystem für Verbrennungsgase.

Info

Publication number: DE69206548T2
Application number: DE69206548T
Authority: DE
Inventors: Philip Rijk Koudijs
Original assignee: Individual
Current assignee: Braden-Europe Bv Heerlen Nl
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: CA2078158A1; EP0533282A1; ES2082351T3; ATE131272T1; EP0533282B1; DE69206548D1; RU2067731C1; NL9101570A; CA2078158C; US5322087A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auslaßsystem für Verbrennungsgase einer Gasturbine od.dgl., in dem ein Ende des Auslaßrohres an die Gasturbine od.dgl. angeschlossen ist, während das andere Ende dieses Auslaßrohres mit einem Wärmetauscher od.dgl. verbunden ist, und in dem ein Zweigrohr, welches sich quer zu diesem Auslaßrohr erstreckt, an dieses Auslaßrohr angeschlossen ist, und in dem ein Ventil in der Nähe des Anschlusses des Zweigrohres an das Auslaßrohr angeschlossen ist, wobei dieses Ventil um eine Schwenkachse zwischen einer ersten Stellung, in der das Ende des an das Auslaßrohr angeschlossenen Zweigrohres durch dieses Ventil geschlossen wird, welches sich mindestens weitgehend rechtwinklig zu der zentralen Achse des Zweigrohres erstreckt, und einer zweiten Stellung geschwenkt werden kann, in der diesee Auslaßrohr geschlossen ist. Dieses Ventil ist so konstruiert, daß in der zweiten Stellung dieses Ventils eine flache stromaufwärts liegende Grenzfläche des Ventils, welche sich in das Auslaßrohr von der Seite dieses Auslaßrohres in der Nähe des Zweigrohres erstreckt, einen Winkel von weniger als 90º mit der Längsachse des Auslaßrohres (1) bildet.
Solche Auslaßsysteme sind zum Beispiel aus der GB-A- 2,208,427 und der DE-A-3,504,443 bekannt. In der in der DE- A-3,504,443 beschriebenen Konstruktion sind auf beiden Seiten des Ventils Verschlußmittel am Ende des Ventils entfernt von diesem Schwenkzapfen angeordnet. In der Stellung, in der das Ventil das Zweigrohr verschließt, liegt der Endabschnitt des Ventils, welches die Verschlußmittel trägt, in einer Einbuchtung neben dem Zweigrohr. In der in der GB-A-2,208,427 beschriebenen Konstruktion, wirkt das von dem Schwenkzapfen entfernt liegende Ende des Ventils in der Stellung, in der dieses Ventil das Zweigrohr verschließt, mit einem Abschnitt in dem Zweigrohr zusammen. In dieser Vorrichtung aus dem Stand der Technik ist daher zumindest an seiner Verbindung mit dem Auslaßrohr der Durchgang des Zweigrohres kleiner, als der Durchgang des Auslaßrohres.
Dieser relativ kleine Durchmesser des Zweigrohres sorgt für einen zusätzlichen Widerstand gegen den Auslaß von Verbrennungsgasen aus der Turbine, welcher aufgrund der zwangsweisen Ablenkung des Gasstromes nach dem Ausstoß durch das Zweigrohr sowieso in jeden Fall einen gewissen Widerstand erfährt.
Nach der vorliegenden Erfindung ist der Durchgang des Zweigrohres größer, als der Durchgang des Auslaßrohres und das Ventil ist an seinem von der Schwenkachse entfernt liegenden Ende mit mindestens zwei Dichtlippen ausgestattet, wobei eine dieser Dichtlippen das Zweigrohr in der ersten Stellung und die andere Dichtlippe das Auslaßrohr in der zweiten Stellung des Ventils abdichtet, wodurch das freie Ende der in der ersten Stellung wirkenden Dichtlippe in einem größeren Abstand von der Schwenkachse angeordnet ist, als das freie Ende der in der zweiten Stellung wirkenden Dichtlippe.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Konstruktion kann in einfacher Weise ein günstiger relativ großer Durchgang des Zweigrohres erreicht werden, wobei trotzdem eine adäquate Abdichtung des Ventils in beiden Arbeitstellungen erreicht werden kann.
Weiterhin ist aus der DE-A-2 920 608 ein System mit einem Zweigrohr bekannt, welches einen Durchgang besitzt, der größer ist, als der Durchgang des Auslaßrohres. Das Ventil ist mehr oder minder U-förmig gestaltet und kann um eine Schwenkachse angeordnet werden, welche in der Nähe der Längsachse des Auslaßrohres angeordnet ist.
Auch die DE-U-870138 offenbart Möglichkeiten für die Herstellung von Dichtrohren.
Die Erfindung wird nachstehend im Detail in Bezug auf einige mögliche Ausführungsarten der erfindungsgemäßen Konstruktion erklärt, welche schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Auslaßsystems.
Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht im größeren Maßstab des eingekreisten Teils II aus Fig. 1.
Das in der Fig. 1 dargestellte Auslaßsystem enthält ein Auslaßrohr 1 und ein sich dazu rechtwinklig erstreckendes Zweigrohr 2, wobei in der Fig. 1 von dem Zweigrohr 2 nur der Verbindungsteil mit dem Auslaßrohr 1 dargestellt ist.
Wie man in der Fig. 1 erkennen kann, kommuniziert das stromaufwärts liegende Ende des Auslaßrohres 1 mit einer Gasturbine od.dgl., während das (nur teilweise gezeigte) stromabwärts liegende Ende des Auslaßrohres 1, welches im rechten Teil der Fig. 1 dargestellt ist, an einen Wärmetauscher od.dgl. angeschlossen ist.
Das in der Fig. 1 dargestellte Auslaßsystem ist außerdem mit einem Ventil 3 ausgestattet, welches aus einem Rahmen 4 besteht, der an seinen beiden Seiten mit einer feuerfesten Beschichtung 5 überzogen ist. Wie man in der Fig. 1 erkennen kann, ragt an der Bodenseite des Ventils die an der linken Seite des Rahmens 4 angebrachte Beschichtung über die an der rechten Seite angebrachte Beschichtung 5 hinaus. Das Ventil 3 kann um einen Schwenkzapfen 6 gedreht werden, der eine Schwenkachse bildet, welche die Längsachse des Auslaßrohres 1 rechtwinklig kreuzt, wobei dieser Schwenkzapfen flußabwärts von dem Zweigrohr 2 in der Nähe der Verbindung dieses Zweigrohres 2 mit dem Auslaßrohr 1 angeordnet ist.
In der in der Fig. 1 gezeigten Position verschließt das Ventil 3 das Auslaßrohr 1 flußabwärts an der Verbindung des Zweigrohres 2 mit dem Auslaßrohr 1, so daß aus der Gasturbine ausströmende Verbrennungsgase, welche durch das Auslaßrohr 1 in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung strömen, gezwungen werden, durch das Zweigrohr 2 in die durch den Pfeil B angedeutete Richtung zu fließen.
Wie man aus der Fig. 1 erkennen kann, neigt sich insbesondere die stromaufwärts liegende Grenzfläche 7 des Ventils 3 nach oben in den Auslaßkanal von der Seite 8 des Auslaßkanals entfernt von dem Zweigrohr in einer Weise, daß die an der Seite 8 liegenden Teile der Grenzfläche 7 noch weiter stromaufwärts angeordnet sind, als die Teile der Grenzfläche 7, die noch weiter entfernt von der Seite 8 liegen. In der dargestellten Ausführungsart bildet die Grenzfläche 7 einen Winkel von etwa 70º gegenüber der Längsachse des Auslaßrohres 1.
Man wird erkennen, daß aufgrund dieser geneigten Anordnung der Grenzfläche 7 die in die durch den Pfeil A angedeutete Richtung strömenden Gase allmählich in die durch den Pfeil B angedeutete Fließrichtung abgeleitet werden.
Wie im Einzelnen in der Fig. 2 gezeigt, sind Dichtlippen 9 an dem Ende des Ventils 3 angeordnet, welches entfernt von der Schwenkachse 6 liegt, wobei in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung diese Dichtlippen an einem U-förmigen Dichtabschnitt 10 anliegen, welcher an der Seite 8 des Auslaßkanals 1 angebracht ist. Wie man weiterhin aus der Fig. 2 ersehen kann,, sind in der Nähe der Dichtlippen 9 zusätzliche Dichtlippen 11 an dem Ventil 3 befestigt, wobei sich diese zusätzlichen Dichtlippen mindestens weitgehend parallel zu den Dichtlippen 9 und, gesehen von der Schwenkachse 6, über die Enden der Dichtlippen 9 erstrecken.
Soweit es sich als zweckmäßig erweist, die Verbrennungsgase an den Wärmetauscher od.dgl. zu liefern, welcher stromaufwärts von dem Auslaßrohr 1 angeordnet ist, kann das Ventil 3 in die von dem Pfeil C angedeuteten Richtung aus der in der Fig. 3 gezeigten Stellung in eine zumindest weitgehend horizontale Stellung geschwenkt werden, in der dieses Ventil 3 den Durchgang durch das Auslaßrohr 1 freigibt und den Endabschnitt des an das Auslaßrohr 1 angeschlossenen Zweigrohres 2 schließt, wodurch die oben erwähnten Dichtlippen 11 mit Hilfe von an der Verbindung vorgesehenen Dichtstreifen in Aktion treten, welche ähnlich dem Dichtabschnitt 10 sind.
Man wird erkennen, daß die Abmessung des Endabschnittes des an das Auslaßrohr 1 angeschlossenenen Zweigrohres 2 mindestens gleich der Abmessung der Grenzfläche 7 des Ventils 3 sein kann, wobei diese Abmessung größer ist, als die des Durchmessers des Auslaßrohres 1. Die Tatsache, daß die Abmessung des Durchganges des Endabschnittes des an das Auslaßrohr 1 angeschlossenen Zweigrohres 2 größer ist, als der Durchmesser des Auslaßrohres 1 selbst, trägt weitgehend zu einem raschen Ablaß der Verbrennungsgase aus dem Auslaßrohr in das Zweigrohr bei.

Claims

1. Auslaßsystem für die Verbrennungsgase einer Gasturbine od.dgl., in dem ein Ende des Auslaßrohres (1) an die Gasturbine od.dgl. angeschlossen ist, während das andere ende des Auslaßrohres (1) an einen Wärmetauscher od.dgl. angeschlossen ist, und in dem ein Zweigrohr (2), welches sich quer zu dem Auslaßrohr (1) erstreckt, an dieses Auslaßrohr (1) angeschlossen ist, und in dem eine Klappe (3) in der Nähe des Anschlusses des Zweigrohres (2) an das Auslaßrohr (1) angeordnet ist, wobei diese Klappe um eine Schwenkachse (6) zwischen einer ersten Stellung, in der das Ende des an das Auslaßrohr (1) angeschlossenen Zweigrohres (2) durch die Klappe (3) geschlossen ist, welches sich mindestens weitgehend rechtwinklig zu der zentralen Achse des Zweigrohres (2) erstreckt, und einer zweiten Stellung geschwenkt werden kann, in der das Auslaßrohr (1) geschlossen ist, wobei diese Schwenkachse (6) in der Nähe und stromabwärts dieser Verbindung und außerhalb des Durchgangs des Auslaßrohres und außerhalb des Durchgangs des Zweigrohres (2) angeordnet ist, und die Konstruktion der Klappe (3) so gestaltet ist, daß in der zweiten Stellung der Klappe eine flache stromaufwärts liegende Grenzfläche (7) der Klappe (3), welche sich in das Auslaßrohr (1) von der Seite dieses Auslaßrohres in der Nähe des Zweigrohres erstreckt, einen Winkel von weniger als 90º mit der- Längsachse des Auslaßrohres (1) bildet,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Durchgang des Zweigrohres (2) größer als der Durchgang des Auslaßrohres (1) ist, und daß die Klappe (3) an seinem von der Schwenkachse (6) entfernt liegenden Ende mit mindestens zwei Dichtlippen (9, 11) ausgestattet ist, von denen die eine Dichtlippe (11) das Zweigrohr in der ersten Stellung abdichtet und die andere Dichtlippe (9) das Auslaßrohr in der zweiten Stellung der Klappe abdichtet, wobei das freie Ende der in der ersten Stellung wirksamen Dichtlippe (11) in einem größeren Abstand von der Schwenkachse (6) angeordnet ist, als das freie Ende der in der zweiten Stellung wirksamen Dichtlippe (9).