DE949473C

DE949473C - Regelorgan fuer das Treibmittel von Dampf- oder Gasturbinen

Info

Publication number: DE949473C
Application number: DEK10597A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Koehler
Original assignee: GUSTAV KOEHLER DIPL ING
Current assignee: GUSTAV KOEHLER DIPL ING
Priority date: 1951-07-14
Filing date: 1951-07-14
Publication date: 1956-09-20

Description

Regelorgan für das Treibmittel von Dampf- oder Gasturbinen Für hohe Wirtschaftlichkeit von Turbinen auch bei Teillasten muß das Arbeitsmittel den Turbinen möglichst ungedrosselt zugeführt werden. Zu diesem Zwecke ordnet man eine Anzahl Steuerorgane an, die bei steigender Last nacheinander öffnen und in getrennten Kanälen das Arbeitsmittel einer Regelstufe zuführen. Dabei wird üblicherweise jedes einzelne Steuerorgan durch einen besonderen Mechanismus betätigt. Dies ergibt einen großen räumlichen und auch materiellen Aufwand für die Ventile und ihre Antriebsorgane.
Zur Herabsetzung dieses Aufwandes sind Ausführungsformen bekanntgeworden, bei denen die Ventile um eine gemeinsame Antriebsspindel im Kreise angeordnet sind. Wird von diesen Ventilen eines nach dem anderen geöffnet, so entstehen Momente an der Ventilspindel, die durch entsprechende Kräfte in deren Führungen aufgenommen werden müssen. Die Steuerorgane und damit die gemeinsame Antriebsspindel sind im Betrieb dauernd in Bewegung, so daß die Ventilspindelführungen unter der Wirkung der genannten Kräfte einem Verschleiß unterworfen sind, der große Dampfleckagen zur Folge hat.
Die Erfindung hat eine Steuerung zum Gegenstand, bei der ebenfalls mehrere Steuerorgane im Kreis um eine gemeinsame Antriebsspindel angeordnet sind. Um den oben geschilderten Verschleiß in den Ventilspindelführungen bei dieser Ausführungsform zu vermeiden, wird erfindungsgemäß folgendes vorgeschlagen, daß a) jedes Steuerorgan in an sich bekannter Weise aus einem zylindrischen Schaft besteht, der mit geringem Spalt in: eine ihm zugehörige kreisrunde Öffnung für den Durchfluß des Treibmittelts taucht, und, b) die, zylindrischen Schäfte mit der Antriebsspindel so verbunden sind, daß sie , zwangläufig einander gleiche Hubstellung einnehmen, und c) die Längen je zweier einander diametral gegenüberliegenden Schäfte in an sich wesentlich bekannter Weise einander gleich sind, aber d) die Schaftlängen von Paar zu Paar verschieden sind, so daß die Steuerorgane paarweise nacheinander öffnen. bzw. schließen.
Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, daß die Dampfkräfte an den Steuerorganen keine Momente auf die Ventilspindel ausüben und daß somit auch Verschleiß und zunehmende Dampfleckage in den Führungsstellen der Spindel kaum auftritt.
Der Aufwand kann weiter wesentlich verringert werden, wenn die zu steuernden Durchflußöffnungen im Gehäuse auf der Eintrittseite des Arbeitsmittels düsen-, auf der Austrittseite diffusorförmig gestaltet sind. Dadurch wird es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmittels in den zu steuernden Durchflußquerschnitten bedeutend zu erhöhen und die Abmessungen für die Steuerorgane in demselben Maße zu verringern. Gleichzeitig verringern sich die auf die Steuerorgane einwirkenden Dampfkräfte und damit die zum Antrieb der Steuerorgane notwendigen Kräfte und die Abmessungen des Antriebsmechanismus.
Die diffusorförmige Ausbildung der Durchflußöffnungen auf ihrer Austrittseite ermöglicht, die Strömungsenergie des engsten Durchflußquerschnittes wieder als Druckenergie zurückzugewinnen.
Das Anfahr- und Schnellschlußventil kann in an sich bekannter Weise als glockenförmiges Element ausgebildet werden, welches in Schließstellung alle Steuerorgane nebst dem sie mit der Antriebsspindel verbindenden Körper umschließt und so die Zuströmung des Treibmittels zu den Steuerorganen absperrt.
Die Abb. i und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel für den Erfindungsgegenstand.
Abb. i zeigt einen Längsschnitt, Abb. 2 einen Ou:erschnitt durch die Steuerung. Dabei bedeutet i die gemeinsame Antriebsspindel für sechs um diese Spindel herum angeordnete Steuerorgane 2 und für das mittengleich zur Spindel angeordnete Steuerorgan 3. 4 ist ein Platten-oder sternförmig ausgebildetes Verbindungselement für die Steuerorgane- und die Spindel. 5 sind die zu steuernden Durchflußöffnungen, die auf ihrer Eintrittseite für das Arbeitsmittel düsen- und auf der Austrittseite diffusorförmig gestaltet sind. 7 sind die Verbindungskanäle der einzelnen Durchflußöffnungen zur Regelstufe der Turbine. 8 ist das glockenförmige zusätzliche Absperrorgan, welches durch die Hohlspindel 9 betätigt wird. 1o bedeutet den Einströmstutzen zum Ventilgehäuse 11. 12 ist der Kraftkolben zum Antrieb der Steuerorgane. 13 ist ein Hebel, der bei 14 gelagert ist und die Kraftübertragung von der Hohlspindel 9 zu einem zweiten Kraftkolben 15 vermittelt. Die Kraftkolben 12 und 15 werden in üblicher Weise durch Drucköl betätigt. Schnellschlußventil und Steuerorgane sind in Schließstellung gezeichnet. Der Längsschnitt nach Abb. i zeigt einer der beiden Steuerorgane 2 mit den kürzesten zylindrischen Schäften, also der Steuerorgane, die beim Öffnen der Steuerung als erste dem Arbeitsmittel den Weg zur Turbine freigeben. Sie haben einander gleich lange Schäfte. Ihre Verbindungskanäle zur Regelstufe münden gemeinsam in ein Düsensegment. Für die übrigen vier um die Spindel herum angeordneten Steuerorgane gilt paarweise dasselbe, jedoch mit dem Unterschied, daß sie - auch paarweise - längere Schäfte als die gezeichneten haben. Das Steuerorgan 3 hat den längsten Schaft, kommt also erst gegen das Ende des Spindelweges zur Wirkung:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Regelorgan für das Treibmittel von Dampf- oder Gasturbinen, bestehend aus mehreren Steuerorganen, die auf einem Kreis um eine gemeinsame Antriebsspindel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß a) jedes Steuerorgan in an sich bekannter Weise aus einem zylindrischen Schaft besteht, der mit geringem Spalt in eine ihm zugehörige kreisrunde Öffnung für den Durchfluß taucht, und b) die zylindrischen Schäfte mit der Antriebsspindel so verbunden sind, daß sie zwangläufig einander gleiche Hubstellung einnehmen, und c) die Längen je zweier einander diametral gegenüberliegenden Schäfte in an sich wesentlich bekannter Weise einander gleich sind, aber d) die Schaftlängen von Paar zu Paar verschieden sind, so daß die Steuerorgane paarweise nacheinander öffnen bzw. schließen.
2. Regelorgan nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnungen trompetenförmigen Einlauf und diffusorförmigen Auslauf haben.
3. Regelorgan nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerenden der zylindrischen Schäfte in an sich bekannter Weise kegelig oder paraboloidisch geformt sind.
4. Regelorgan nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmung des Treibmittels zu den der gemeinsamen Antriebsspindel zugeordneten Steuerorganen in an sich bekannter Weise durch ein glockenförmiges Element, welches in Schließstellung alle Steuerorgane nebst dem sie mit der Antriebsspindel verbindenden Körper umschließt, abgesperrt werden kann.
5. Regelorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das. glockenförmige Absperrorgan Schnellschluß- oder Anfahr-Ventil ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 57 i62, 153 419, 653 469, 69o 634 767 163; schweizerische Patentschrift Nr. 2i9 734; Buch von Zietemann, e>Die Dampfturbinen«, 1930, S. 3o9.