DE696062C

DE696062C - Turbinengehaeuse, insbesondere fuer Gasturbinen

Info

Publication number: DE696062C
Application number: DE1938R0102806
Authority: DE
Inventors: Hans Petermann
Original assignee: Rheinmetall Borsig AG
Current assignee: Rheinmetall AG
Priority date: 1938-07-10
Filing date: 1938-07-10
Publication date: 1940-09-10

Description

Turbinengehäuse, insbesondere für Gasturbinen Zusatz zum Patent 687 io8 In dem Hauptpatent 687 108 ist ein Turbinen,gehäuse beschrieben, bei denn der die Düsen tragende Gehäuseteil von einem einteiligen, darüber geschobenen Treibmitteleintrittsgehäuse aus dünneue Blech umgeben ist. Die Gehäuseteile sind elastisch gegeneinander abgestützt, so daß bei Formänderungen, welche vor allem am Treibmitteleintrittsgehäuse infolge der hohen. Temperaturen und auch durch Rohrschübe hervorgerufen werden, der die Düsen aufnehmende Gehäuseteil möglichst unb@eeinflußt bleibt. Die Formhaltigkelt des dünnen Treibmitteleintrittsgehäuses wird durch verhältnismäßig starke Rippen erzwungen, die mit dem Gehäuse verbunden sind.. Diese Rippen: geben dem Eintrittsgehäuse .eine ziemlich große Steifigkeit, so. daß trotz der elastischen Verbindung der beiden Gehäuseteile Beanspruchungen an den Verbindungsstellen mit dem Düsengehäuse und dem Abgasgehäuse auftreten können.
Bei dein Vogrschlag des Hauptpatents ist das Treibmitteleintrittsgehäuse von einer dünnen Außenhaut umgeben, so daß Kanäle gebildet werden, durch die bei Einführung von Kühlluft eine Wärmeabfuhr aus den, den hohen Treibmitteltemperatuxen ausgesetzten Gehäusewandungen erlangt werden kann. Da der Wärmefluß nach außen infolge der gro,-ßen Wärmeübergangsfläche an den Verbindungsstellen des Treibmitteleintrittsgehäuses mit den- Rippen groß ist, erfolgt die Wärmeabgabe größtenteils durch Ahstrahlung nach außen. Dies ist unerwünscht.
Zur Vermeidung der angegebenen Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das vorzugsweise - aus dünnem Blech hergestellte Treibmitteleintrittsgehäuse von einem seiner Querschnittsform angepaßten, durch Verstei= fungsrippen und die Anschlußflanschen` gebildeten Traggerüst zu umgeben. Das Treibmitteleintrittsgehäuse wird also in einen nicht tragenden Teil, nämlich das einteilige Blechgehäuse selbst und einen besonderen tragenden Teil aufgelöst. Das nur dünne Blechgehäuse kann sich nunmehr in jeder Richtung beliebig verformen, da es hieran durch die Tragrippen nicht gehindert wird; es. können. somit auch nur geringe Beanspruchungen an den Verbindungsstellen oder den Abstützstellen auftreten. Bedingung ist jedoch, daßdas Traggerüst vor hohen Temperaturen bewahrt bleibt und so die Foirmhaltigkeit gesteigert wird. Erfindungsgemäß sind zu diesem. Zwecke - die Verbindungsrippen nur punktartig auf dem Treibmitteleintrittsgehäuse abgestützt: Auf diese Weise entsteht ein Netz von Stützpunkten, durch das die äußere Form des Eintrittsgehäuses gewahrt bleibt. Von wesentlicher Bedeutung ist aber, äaß der Wärmefluß von dem elvgentlichen Treibmitteleintrittsgehäuse zu den tragenden Teilen; nämlich den Versteifungsrippen, weitestgehend unterbunden. werden kann, da für die Wärmeabfuhr durch Leitung nur geringe Querschnitte zur Verfügung stehen. Die Wärmeabfuhr erfolgt hauptsächlich durch Wärrm-eaustausch mit dem um das Treibmitteleimtrittsgehäuse herumgeführten Kühlmi.ttelstram. Dieser kann in bekannter Weise durch ,ein auf der Welle des Turbinenläufers vorgesehenes Gebläse verstärkt werden. Die Kühlmittelkamäle sind, ähnlich wie beim Gegenstand des Hauptpatents, mit einer dünnen metallischen Außenhaut abgedeckt, die zur Herabsetzung der Strahlung innen versilbert sein kante. In gleicher Weise ist dann auch das Treibmitteleintrittsgehäuse auf seiner äußeren. Oberfläche mit einem Überzug aus Silber versehen. Die Tragrippen selbst bleiben frei vorn Strahlungsschutz, um sie möglichst kalt zu halte..
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen; Abb. i einen. Querschnitt durch ein Gehäuse, Abb. 2 einen. Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb: i durch das Traggerüst und. Abb:3 eitre Schnittansicht nach der Linie 3-3 der Abb: i.
Wie Abb. i zeigt,: ist das Turbinengehäuse, z. B. das Gehäuse einer ° Abgasturbine. zum Anttrileb des Aufladegebläses einer Verbrennungskrarftmaschine aus dem inneren, in waagerechter Richtung unterteilten Gehäuse i und denn einteiligen Treibmiitteleintriittsgehäuse 3 gebildet. Das innere Gehäuse- nimmt die Düsen 2 auf. Das Treibmi:tteleintrittts, gehäuse 3 stützt -seich einesteils auf der äußeren, Düsenbegrenzung i6 "und andernteils auf der $aauschartigen Verdickung 13 der den Treibmitteleintrittskanäl begrenzenden Wand a,5 des Düsengehäuses z ab.
Um, das Treibmitteleintrittsgehäuse 3 herum ist ein Traggerüst 6 vorgesehen, welches aus in ,gleichen Abständen in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Rippen 7 gebildet ist, die durch die Anschlußlanschen - r o und i i zusammengehalten werden. Die Rippen 7 sind mit Aussparungen 17 versehen, so. -daß 'sich das Gehäuse 3 nur punktartig auf den fußartigen. Vorsprüngen 22 abstützen kann. Das Treibmitteleintrittsgehäwse kann sich daher unter der Einwirkung der hohen Temperaturen zwischen j e vier Abstwtzstellen beliebig ausdehnen. Die punktförmige Abstützung -wird am besten so erfolgen, daß sich annähernd quadratische Felder ergeben; die Gesamtheanspruchungen des Treibmittel--eintrittsgehäuses 3 können dann am günstigsten. aufgenommen werden (Abb.3).
Wie bereits oben ausgeführt wurde, wird die Wärmeabfuhr aus dem Traggerüst 6 und aus dem Treibmitteleintrittsgehäuse 3 hauptsächlich durch Wärmeaustausch mit dem um das Gehäuse herumgeführten Kühlmittel bewirkt. Das Kühlmitbel kaum, wie beim Gegenstand des Hauptpatents, durch Ansaugung unter Zuhilfenahme des Treibmittelstrahles durch die Kühlräume geführt werden. Eine wirksamere Art der Kühlung kann durch' ein Kühlluft förderndes Gebläse 23 erreicht werden, welches in dem vom Düsengehäuse i und der Abdeckung i9 gebildeten Raum untergehracht ist. Der von diesem: Gebläse erzeugte Kühlluftstrom wird zum Teil durch die hohl ausgebildeten Düsen 2 in die ejektoT-artig ausgebildete Kammer 25 und zum anderen Teil durch den Kühlmittelkana1 z i des Düsengehäuses und dem sich diesem anschließenden Kühlmittelkana12o des Treibmitteleintritts,gehäuses 3 geschickt. Hierbei ist der Kanal. z i auf der Austrittsseite stark 'gedrosselt, um auch die nötigen Kühlluftmengen durch die hohlen Düsen hindurch treiben zu können.
Der Kanal 2o -wird mit möglichst geringem Querschnitt ausgeführt, um die Kühlluftmenge gering zu halten oder höhere Strömungsgeschwhndigkeiten zu ermöglichen. Zu diesem Zwecke ist die äußere Ummantelung i9 aufgeteilt und zwischen den Rippen 7 untergebracht; die Verbindung mit den Rippen erfolgt beispielsweise durch Punktschweißung. Dien Rippen 7 wird durch die Mantelblechteile z9 nach zusätzliche Wärme entzogen, da die durch den Luftstrom gekühlte Oberfläche vergrößert ist. Auch wird bei dieser Bauart die Festigkeit des Traggerüstes 6 verbessert:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Turbinengehäuse, insbesondere für Gastwrbinenmitenem luftgekühlten, durch Rippen versteiften Treihmitteleintri ttsgehäuse, welches den die Düsen tragenden Gehäuseteil umgibt, Zusatz zu Patent 687 iog, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise aus dünnem Blech hergestellte Treibmitteleintrittsgehäuse von ,einem seiner Querschmittsform angepaßfien, durch Versteifungsrippen und die Anschlußfianischen gebildeten Traggerüst umgeben ist.
2. Turbinengehäuse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vers.teifungsrippen auf dem Treibmitteleintrittsgehäuse punktartig abgestützt sind.
3. Turbinengehäuse nach den Ansprüchen. i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Stützpunkte annähernd gleich dein Abstand der Rippen sind. q.. Turbinengehäuse nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen nur an einzelnen Abstützstellen mit dem Gehäuse verschweißt oder verlötet sind.