Regelung einer Brennkraftturbine, vorzugsweise für beide Drehrichtungen
Die bekannten Bauarten der Gasturbinen haben den Nachteil, daß sie nur für eine
Drehrichtung geeignet sind, so daß z. B. bei Schiffs- oder sonstigen Fahrzeugantrieben
besondere Rückwärtsturbinen oder Schaltgetriebe für die Änderung des Drehsinnes
vorgesehen. werden müssen. Außerdem müssen in Brennkraftturbinenanlagen, bei welchen
die die Druckgase erzeugenden Maschinen von den die Nutzleistung abgebenden Turbinen
getrennt sind, besondere Umgehungsventile für die Abgase vorhanden sein, solange
die Hauptmaschine stillsteht. Derartige Ventile geben durch Undichtigkeit oder durch
Klemmen u. dgl. Anlaß zu betrieblichen Schwierigkeiten.Control of an internal combustion turbine, preferably for both directions of rotation
The known types of gas turbines have the disadvantage that they are only for one
Direction of rotation are suitable, so that, for. B. in ship or other vehicle propulsion
special reverse turbines or gearboxes for changing the direction of rotation
intended. Need to become. In addition, in internal combustion turbine systems, in which
the machines producing the compressed gases from the turbines providing the useful power
are separated, special bypass valves for the exhaust gases are available as long as
the main engine is at a standstill. Such valves give by leakage or by
Clamps and the like give rise to operational difficulties.
Dieser Nachteil wird durch die Turbinenbauart nach der vorliegenden
Erfindung vermieden. Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung einer Brennkraftturbine,
vorzugsweise für beide Drehrichtungen, bei der das Arbeitsmittel außerhalb des Radraumes
in besonderen Treibgaserzeugern erzeugt wird oder schon in Kraftmaschinen beliebiger
Bauart Arbeit geleistet hat. Das erfinderische Neue besteht darin, daß die Regelung
und Umsteuerung mittels drehbarer Leitschaufeln erfolgt, welche in der Mittel- oder
Ruhestellung etwa radial stehen und den Abgasen der dann weiterlaufenden Treibgaserzeuger
freien Durchtritt durch die Turbine geben.This disadvantage is compounded by the turbine design of the present invention
Invention avoided. The invention relates to the regulation of an internal combustion turbine,
preferably for both directions of rotation, in which the work equipment is outside the wheel space
is produced in special propellant gas generators or in any prime mover
Bauart has done work. The inventive thing is that the scheme
and reversal takes place by means of rotatable guide vanes, which in the central or
Rest position are approximately radial and the exhaust gases from the propellant gas generator then continue
give free passage through the turbine.
Die Abb. r und a zeigen eine Ausführung mit einem radial von außen
nach innen beaufschlagten Turbinenlaufrad a für hohe Umfangsgeschwindigkeiten mit
den Laufschaufeln b und der Welle c. Die Leitschaufeln sind in 3 Stellungen gezeichnet,
und zwar Stellung d »Vorwärtsfahrt«, Stellung e
»Riickwärtsfahrt« und
Stellung f .»Stillstand«. Die letzte Stellung f ist, wie bereits. erwähnt, für Brennkraftturbinen,
bei welchen die Druckgase in besonderen Maschinensätzen erzeugt werden, wichtig,
weil die Abgase dieser Sätze dann durch die Hauptturbine unter Vermeidung besonderer
Umschaltventile abgeführt werden und die Turbine auf höherer Temperatur halten.Figs. R and a show an embodiment with a turbine impeller a, which is acted upon radially from the outside inwards, for high circumferential speeds with the rotor blades b and the shaft c. The guide vanes are drawn in 3 positions, namely position d "forward travel", position e "reverse travel" and position f. "Standstill". The last position f is, as already. mentioned, for internal combustion turbines, in which the compressed gases are generated in special machine sets, important because the exhaust gases from these sets are then discharged through the main turbine avoiding special switching valves and keep the turbine at a higher temperature.
Die Regelung von Brennkraftturbinen mittels drehbarer Leitschaufeln
ist bekannt. Gegenüber den bisher bekanntgewordenen Bauarten von Brennkraftturbinen
mit verstellbaren Leitschaufeln bedeutet die neue Ausführungsart einen wesentlichen
Fortschritt,
da die bekannten drehbaren Leitschaufeln im wesentlichen
nur die Einstellung veränderlicher Leitkanalquerschnitte oder die Veränderung der
Leitkanalform für Unter-und Überschallgeschwindigkeiten erlauben, ohne einen Wechsel
der Drehrichtung zu ermöglichen und ohne die Möglichkeit zu geben, den durch die
Turbinen gehenden Gasstrom so zu leiten, daß derselbe auf das Laufrad kein nennenswertes
Drehmoment ausübt.The regulation of internal combustion turbines by means of rotating guide vanes
is known. Compared to the previously known types of internal combustion turbines
With adjustable guide vanes, the new design is an essential one
Progress,
since the known rotatable guide vanes essentially
only the setting of variable duct cross-sections or changing the
Guide channel shape for subsonic and supersonic speeds without a change
to enable the direction of rotation and without giving the possibility of the
To direct turbines going gas flow so that the same on the impeller no noteworthy
Torque exerts.
Die Erfindung ist naturgemäß nicht nur auf die gezeichnete Turbinenbauart
(einstufig-doppelseitig) beschränkt. In gleicher Weise können auch mehrstufige Turbinen
mit einseitig öder doppelseitig beaufschlagten Rädern für Vor- und Rückwärtslauf
ausgeführt werden, wobei der Antrieb der drehbaren Leitschaufeln der einzelnen Stufen
mittels durchgehender Achsen oder miteinander gekuppelter Verstellringe gemeinsam
erfolgen kann. Selbstverständlich kann. wenn dies die Druckverhältnisse angezeigt
erscheinen lassen, auch eine besondere Steuerung der Leitschaufeln jeder Stufe erfolgen.
Die Anordnung der Leitschaufeln der verschiedenen Stufen auf durchgehenden Verstellwellen
bietet die Möglichkeit, die Lagerstellen durch Hohlbohrung der Wellen ztt kühlen.
-Des weiteren soll der Gegenstand der Erfindung nicht nur an die gleichzeitige Anwendung
der in Abb. r und a gezeichneten Form der Laufradschaufelung gebunden sein. Sie
kann z. B. auch mit den heute verwendeten Turbinenbauarten und Laufradformen zur
Anwendung kommen, wobei die Mittelstellung der Leitschaufeln dadurch gekennzeichnet
ist, daß kein oder kein nennenswertes Drehmoment durch den Gasstrom an die Laufrädschaufelung
übertragen wird. Dabei- kann eine der Drehrichtungen gegenüber der anderen stärk
bevorzugt sein, so daß die durch die Leitschaufeln mit Verstellung erzielte Regelfähigkeit
im wesentlichen auch nur für eine Drehrichtung zur Wirkung kommt.The invention is of course not limited to the turbine design shown
(single-stage-double-sided) limited. Multistage turbines can also be used in the same way
with unilaterally or bilaterally loaded wheels for forward and reverse
are carried out, with the drive of the rotatable guide vanes of the individual stages
by means of continuous axes or adjusting rings coupled to one another
can be done. Of course you can. if this indicates the pressure conditions
A special control of the guide vanes of each stage can also be carried out.
The arrangement of the guide vanes of the various stages on continuous adjustment shafts
offers the possibility of ztt cooling the bearing points through hollow bores in the shafts.
-Furthermore, the subject matter of the invention should not only apply to simultaneous use
the shape of the impeller blades shown in Fig.r and a. she
can e.g. B. also with the turbine types and impeller shapes used today
Apply, the central position of the guide vanes being characterized
is that no or no significant torque due to the gas flow to the impeller blades
is transmitted. One of the directions of rotation can be stronger than the other
be preferred, so that the controllability achieved by the guide vanes with adjustment
essentially only comes into effect for one direction of rotation.