CH669428A5 - - Google Patents

Description

669428

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE

1. Zweiwellenradialturbine, in der die vollständige Expansion des Fluidums in den Düsen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Bestandteile enthält:

- einen hohlen Rotor (1), welcher an einer Rotorwelle (5) befestigt ist, an dessen Umfangswand Düsen (2) tangential angebracht sind, so dass sie einen Strahlenabfluss mit Überschallgeschwindigkeit ermöglichen und dadurch die Bildung eines Reaktionsdrehmomentes (R) am hohlen Rotor (1), das über die Rotorwelle (5) auf eine Kupplung (Si) übertragen wird;

- ein Schaufelrad (3), das mittels einer zentralen Rotornabe an einer Schaufelradwelle (16) befestigt ist, an dessen Umfangswand seitlich der Düsen (2) hin ein Schaufelradkranz (4) befestigt ist, der gekrümmt und in radialer Richtung unmittelbar nach dem Austrittsbereich der Düsen (2) angebracht ist, so dass während des Strahlenausflusses ein Aktionsdrehmoment (A) am Schaufelradkranz (4) gebildet wird, das über die Schaufelradwelle (16) auf eine Kupplung (S2) übertragen wird;

- Gehäuseteile (12,15,20), in denen sich der hohle Rotor (1), das Schaufelrad (3), Lager (18) der Schaufelradwelle (16) und Lager (7,14) der Rotorwelle (5) befinden;

- ein Zuleitungsrohr (10) für die Fluidumleitung in den Rotor (1), das seitlich an eine axiale Öffnung des Gehäuses (12) angeschlossen ist;

- einen Ableitdiffusor (21) für die Fluidumableitung aus dem Gehäuse (15) und

- Dichtungselemente (6,8,11,13,17,19).

2. Zweiwellenradialturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rotorwelle (5), die das Reaktionsdrehmoment (R) überträgt, und die Schaufelradwelle (16), die das Aktionsdrehmoment (A) überträgt, in den entgegengesetzten Richtungen drehen.

3. Zweiwellenradialturbine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rotorwelle (5) und der Schaufelradwelle (16) ein Getriebe eingebaut ist, durch das eine Drehzahlreduktion des hohlen Rotors (1) und des Schaufelrades (3) gewährleistet wird, zum Zwecke einer besseren Ausnutzung der verfügbaren Energie des Fluidums.

4. Zweiwellenradialturbine nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den inneren Flächen des hohlen Rotors (1), des Schaufelrades (3), des Zuleitungs-rohres (10) und der Gehäuseteile (12,15) eine Schicht aus einem Wärmeisolierstoff, zur Verminderung der Wärmeverluste und der thermischen Belastung, aufgetragen ist.

BESCHREIBUNG Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zweiwellenradialturbine, in der vollständige Expansion des Fluidums in Düsen durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Schaffung einer Zweiwellenradialturbine, bei welcher die Reaktionswirkung der Strahlen aus den Düsen über einen hohlen Rotor und dessen Welle übertragen wird, während über ein Schaufelrad gleichzeitig der Drehmoment der Aktionswirkung derselben Strahlen übertragen wird.

Zu diesem Zweck bei der im Anspruch 1 definierten Zweiwellenradialturbine drehen sich der hohle Rotor und das Schaufelrad in den entgegengesetzten Richtungen. Die mechanische Energie der einzelnen Rotoren wird separat für jede Maschine, Verbraucher dieser Energie, übertragen. Die neue vorgeschlagene Art der Energieverwertung zeichnet sich durch einen bedeutend grösseren effektiven Wirkungsgrad im Verhältnis zu den konventionellen Turbinen aus.

In folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt der Turbine.

Fig. 2 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, auf den hohlen Rotor und Schaufelrad, mit Blickrichtung von links gemäss Fig. 1.

Die Turbine enthält einen hohlen Rotor 1 und ein Schaufelrad 3. Der hohle Rotor 1 hat auf seiner Umfangswand tangential angebrachte Düsen 2 und ist fest mit einer Rotorwelle 5 verbunden, welche durch Lager 7 und 14 gestützt ist. Das Schaufelrad 3 ist mit einer Schaufelradwelle 16 fest verbunden, welche in einem Gehäuse 15 und einem Deckel 20 mittels doppelter Lager 18 gelagert ist. Mit einem Zuleitungs-rohr 10 wird das Fluidum (Dampf, Gas, usw.) in den hohlen Rotor 1 zugeführt, wobei die Abdichtung durch spezielle Metalldichtungsringe 11 ausgeführt ist. Die Schmierölabdichtung erfolgt durch Metalldichtungsringe 6,8,13,17 und 19. Zur Verminderung der Wärmeverluste wird eine Wärmeisolierschicht auf inneren Flächen des hohlen Rotor 1, des Schaufelrades 3, des Zuleitungsrohrs 10 und der Gehäuseteile 12 und 15 aufgetragen.

Um die verfügbare Energie eines gasförmigen oder flüssigen Fluidums besser ausnützen zu können, ist es notwendig, die Drehgeschwindigkeit, insbesondere beim Schaufelrad 3, mittels eines Zahnradpaares (nicht dargestellt) zu reduzieren.

Unter den Bedingungen der überkritischen Strömung wird das Fluidum unter Druck aus dem hohlen Rotor 1 durch die Düsen 2 vollständig expandiert, und dadurch entsteht ein Reaktionsdrehmoment R am hohlen Rotor 1. Nach dem Aus-fluss aus den Düsen wirken die Fluidumstrahlen auf einen Schaufelradkranz 4 und bilden dabei einen Aktionsdrehmoment A. Über Kupplungen Si und S2 werden Antriebe auf die einzelnen Maschinen, d.h. auf die Verbraucher der mechanischen Energie, übertragen.

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1 Blatt Zeichnungen