DE158212C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei mehrstufiger Ausnutzung der im gespannten Dampf oder Gas enthaltenen Energie leitet man das Betriebsmittel von einem zum anderen Laufrade durch Leitschaufelapparate über, deren Schaufeln die Zwischenräume zwischen den · einzelnen Rädern so überbrücken, daß das Betriebsmittel die einzelnen Treib- und Leitschaufeln der verschiedenen Stufen hintereinander in Schlangenlinien

ίο durchströmt. Auf diesem schlangenförmigen Wege erfährt das Betriebsmittel Ablenkungen seiner Bewegungsrichtung so oft, wie Schaufeln vorhanden sind. Nun findet aber bekanntlich, zumal bei den gebräuchlichen großen Strömungsgeschwindigkeiten, infolge der Fliehkraft in den gekrümmten Teilen der Schaufeln eine Verdichtung des Dampfes statt, die in dem ganzen Querschnitt bezw. in der Dicke des Dampfstrahles keine gleichmäßige ist. Die Verdichtung ist an den Wandungen der Taschen oder Schaufeln, also stets an der Außenseite des Dampfbogens, am größten, während sie sich nach dem Innern des Dampfbogens zu allmählich verringert.

Sobald der Dampf in der nächsten Schaufel seinen Bewegungssinn umkehrt bezw. die Bewegungsbahn einen Wendepunkt aufweist, findet dort wieder eine Verdichtung statt, jetzt jedoch so, daß diejenigen Dampf fäden, die in der vorigen Schaufel nach innen zu lagen und gar nicht oder doch nur wenig verdichtet wurden, jetzt die stärkste Verdichtung zu erleiden haben.

Ergibt sich nun schon durch die ungleichmäßige Verdichtung beim Durchströmen der ersten Schaufel eine Streuung des Dampfes, indem der aus der Düse in gleichmäßigem Strahl zur Schaufel übertretende Dampf infolge der in der Schaufel auftretenden Verdichtung sich ebenso ungleichmäßig wieder ausdehnt, so wiederholt sich dieser Vorgang nicht nur in jeder ferneren Schaufel, sondern es werden die Verhältnisse noch besonders ungünstig durch die Tatsache, daß die Verdichtung immer abwechselnd auf zwei Seiten des Dampfstrahles stattfindet. Die Streuung des Dampfstrahles wird dadurch eine außerordentlich große.

Die bekannten Turbinen, bei welchen der Dampf durch sogenannte Gegen- oder Umkehrschaufeln wiederholt in gleichem Drehungssinn in dasselbe Rad zurückgeführt wird, vermeiden zwar die vorstehend erläuterten Übelstände, jedoch können solche Turbinen den Anforderungen nach zweckmäßigerDampfausnutzung nicht entsprechen, weil man gezwungen ist, die wiederholte Ausnutzung des Dampfes in denselben Schaufeln vorzunehmen, während der fortschreitenden Dehnung bezw. der verminderten Dampfgeschwindigkeit entsprechend nacheinander Schaufeln von zunehmendem Fassungsvermögen Verwendung finden sollen.

Das neue Verfahren besteht darin, daß der Dampf zunächst in der üblichen Weise in der ersten Stufe zur Arbeit gebracht wird, daß er nun aber beim Verlassen dieser ersten Stufe zum zweiten Laufrade derart übergeleitet wird, daß sich der Ablenkungssinn

fs. Auflage, ausgegeben am 2g, Januar igo6.J

weder in den Leitschaufeln, noch in den Taschen des zweiten Rades verändert. Die bauliche Durchführung des Verfahrens ist in sehr einfacher Weise zu ermöglichen. Sind zwei Laufräder mit einfachen gekrümmten, z. B. U-förmigen Taschen nebeneinander angeordnet, so wird der Dampf in das erstere an der dem zweiten zugerichteten Kante, also gewissermaßen in der Mitte der beiden Räder

ίο zugeführt, so daß er an einer Außenkante das Rad wieder verläßt. Die Leitschaufeln erstrecken sich dann von dieser Außenkante des ersten Rades bis zur Außenkante des benachbarten Rades, so daß der Dampf dieses wieder gewissermaßen in der Mitte der beiden Räder, also an der dem ersten Rade benachbarten Kante des zweiten Rades verläßt. Jede Umkehr der Bewegungsrichtung ist vermieden ohne Beschränkung in der Bauweise bezw. Abmessung der einzelnen Dampfführungen.

Das Verfahren läßt sich auch ohne Schwierigkeiten auf solche Turbinen ausdehnen, bei welchen das erste Rad mit Doppelschaufeln nach Pelton'schem System ausgerüstet ist, wobei der aus der Düse tretende Dampfstrahl also in zwei Teile zerlegt wird, die das Schaufelsystem nach entgegengesetzten Richtungen durchströmen. Der Teilstrahl, welcher die eine Hälfte des ersten Doppelrades durchströmt, wird in dem Falle nach der Außenkante des der anderen Hälfte des ersten Rades benachbarten Zweistufenrades übergeleitet und tritt aus diesem an der Innenkante, also neben dem ersten mit Doppelschaufeln versehenen Rad aus. Darauf kann dann der Dampf in demselben Krümmungssinn zu beliebig vielen weiteren Rädern in der angegebenen Weise weitergeleitet werden. Bei einer Turbine mit Doppelschaufeln des erststufigen Rades müssen also die ersten Leitschaufeln nicht nur zwei, sondern drei Lauf schau feikränze überspannen.

Auf der Zeichnung sind einige Schaufeln einer zweistufigen Turbine dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Grundriß und Fig. 3 einen Querschnitt. Fig. 3 deutet an, daß nicht zwei gesonderte Räder, sondern zwei Schaufelkränze α und b an einem gemeinsamen Radkranz vorhanden sind. In Fig. I sind links einige Schaufeln α und rechts einige Schaufeln b gezeigt, so daß die Figur im unteren Teile zwei Teilschnitte nach den Ebenen x-x und y-y aufweist. Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, daß die Schaufeln der beiden Reihen α und b nicht nur in der Größe, sondern auch mit Bezug auf den Neigungswinkel zum Radumfang verschieden gedacht sind. Die Düsen c sind in ihren oberen Teilen gekrümmt und dort in einem Ringkörper d befestigt.

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, münden die Düsen über der Innenkante der Schaufelreihe a. Zwischen den Düsenkörpern bleiben Räume frei, durch welche Leitschaufeln e hindurchgelegt sind, deren Mündungen die Außenkanten der Schaufelreihen a und b überdecken. Diese Leitschaufeln sind bei dem Beispiel als lauter selbständige Einzelteile dargestellt, die, wie bei f in Fig. 1 angedeutet, ebenfalls an dem Ring d Befestigung finden können.

Der aus den Düsen c austretende Dampf durchströmt nun zunächst die Schaufeln a und tritt dann nach Verlassen dieser in die Leitkanäle e ein. Die letzteren leiten den Dampf an der Außenseite in die Schaufeln b ein und diese führen den Dampf in der Mitte des Schaufelsystems wieder ab. Sollen noch weitere Stufen angeschaltet werden, so ist der Dampf beim Austritt aus den Schaufeln b wieder von Leitschaufeln aufzufangen, die ihn zum nächsten Laufrad bezw. zum nächsten Leitschaufelrade in derselben Weise, wie für die Schaufeln α und b erläutert, weiter führen.

Die Form der Dampfwege kann beliebig verändert werden, wenn sie nur der Bedingung entspricht, daß der Ablenkungssinn des Betriebsmittels sich nicht ändert, bezw. daß die Kurven des Betriebsmittelweges keine Wendepunkte, also ein abwechselndes Lagern der Krümmungsmittelpunkte auf beiden Seiten der Kurve, aufweisen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb von Dampfund Gasturbinen mit mehreren achsial nebeneinander angeordneten Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsmittel nach dem Arbeiten in der ersten Stufe derart in die Schaufeln der zweiten oder weiteren Stufen übergeleitet wird, daß sich der Ablenkungssinn des Betriebsmittels auf seinem Wege durch die Leit- und Laufschaufeln hindurch nicht ändert.

2. Turbine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln der zwei benachbarten Laufräder die Treibschaufeln derart überspannen, daß der an no der Außenkante des einen Rades austretende Dampf auch an der Außenkante des benachbarten Rades wieder eingeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.