CH310946A - Gasturbinengetriebene Strömungsfördermaschine. - Google Patents

Gasturbinengetriebene Strömungsfördermaschine.

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CH310946A
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CH
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Alfred Dipl Ing Buechi
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Alfred Dipl Ing Buechi
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure

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Description


  Gasturbinengetriebene Strömungsfördermaschine.    Die vorliegende Erfindung bezieht sieb auf  eine gasturbinengetriebene     Strömungsförder-          mascline,    bei der zueinander in entgegenge  setzter Richtung laufende Turbinenlaufräder  je in gleicher Richtung laufende Verdichtungs  räder mittels     zweier    ineinander angeordneter  Wellen antreiben.

   Sie besteht darin, dass eine  von der axialen Richtung aus von innen nach  aussen durchströmte Schaufelkombination der  Fördermaschine derart ausgebildet ist, dass  einer Sehaufelung mit radialem Austritt eine  koaxiale gegenläufige Schaufelung vorgeschal  tet ist, der das Druckmittel in axialer     Rich-          turg    zuströmt und welche das vorkompri  mierte Druckmittel an die Schaufelung mit  radialem Austritt direkt abgibt.  



  In den beiliegenden Zeichnungen sind  einige beispielsweise     Ausführungsformen    des  Erfindungsgegenstandes in schematischer  Weise dargestellt. Gleiche oder ähnliche Teile  sind mit gleichen Zahlen bezeichnet.  



  Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine       erste    Ausführungsform des Erfindungsgegen  standes, in welcher einer     Radialsehaufelung     eine Zentrifugalschaufelung mit axialem Ein  tritt vorgesetzt ist.  



  In Fig.2 wird eine Ausführung gezeigt,  wobei das Gebläse aus einem ersten Zentrifu  galschaufelrad besteht, dem ein Axialschaufel  rad vor- und ein Axialschaufelrad nach  geschaltet ist. Die Turbine ist als von innen  beaufschlagte, gegenläufige Radialturbine  ausgebildet.    Fug. 3 zeigt ebenfalls im Axialschnitt eine  gegenüber der Ausbildung nach Fig.2 ge  änderte Lagerungsart der beiden ineinander  drehenden Wellen, und  Fig. 4 stellt zwei Querschnitte durch eine  Ausbildung nach Fig. 2 bzw. 3 dar.  



  Fig. 5 veranschaulicht eine Ausführung im  Axialschnitt, wobei einem Zentrifugalrad ein  mehrstufiges Axialrad vorgesetzt ist. Die  Turbine ist als von aussen beaufschlagte gegen  läufige Radialturbine ausgebildet.  



  Die Fig.6, 7 und 8 zeigen Axialschnitte  weiterer Ausführungsbeispiele, die neben  Unterschieden in den     Schaufelungen    noch  besondere, unter sieh verschiedene Lagerungs  arten der ineinander angeordneten, gegen  läufigen Wellen veranschaulichen.  



  In     Fig.1    ist. 1 das erste     Gebläselaufrad    mit  seiner     Zentrifugalsehaufelung    2, der das  Fördermittel in axialer Richtung zugeführt  wird. Dieses Rad 1 sitzt auf der innern  Welle 3. 4 ist das zweite Laufrad des Gebläses  mit seiner     Radialschaufelung    5, die das vor  komprimierte     Druckmittel    aus der     Schaufe-          lung    2 erhält und in radialer Richtung abgibt.  Die     Schaufelung    5 umschliesst die     Zentrifugal-          schaufelung    2 aussen.

   Dieses Rad 4 ist. auf der  äussern Welle 6     aufgekeilt    und durch die  Mutter 7 und den Keil 8 auf derselben fest  gemacht. Die     Gebläseräder    werden     fron    zuein  ander in entgegengesetzter Richtung laufen  den Turbinenlaufrädern je in gleicher Rich  tung mittels der Wellen 3 und 6 angetrieben,  und werden durch das zweiteilige Gehäuse 9      umschlossen, welches einen Austrittsstutzen 11  besitzt. Die Förderluft strömt in Richtung der  Pfeile von innen nach aussen durch die  Schaufelkombination 2 und 5, 31 ist ein in  neres Turbinenrad mit seiner Schaufelung 32.

    Mittels der Mutter 33 und des Keils 34 ist  dieses Rad auf der innern Welle 3     befestigt.     Es ist ferner ein zweites Turbinenrad<B>35</B> mit  seiner Radialschaufelung 36 angeordnet,  welche Schaufelung 36 die Sehaufelung 32  aussen umfasst. Das Druckmittel tritt durch  den Eintrittsstutzen 39 axial ein. Nach dem  Austritt ans der Radialsehaufelung 36 gelangt  das Druckmittel in das Austrittsgehäuse<B>37,</B>  welches seitlich durch den     zweiteiligen    Deckel  38 abgeschlossen wird. In dem Stutzen 39 kann  noch eine Leitsehaufelung 40 eingebaut sein.  Die Ausbildung kann aber auch ohne eine  solche Leitschaufelung ausgeführt werden. Die  Turbinenscheibe 35 kann mit der äussern  Welle 6 aus einem Stück sein. Beide Teile 35  und 6 können aber auch, wie wir später sehen,  aus zwei trennbaren Stücken bestehen.

    



  Für die     Lagerung    der innern Welle 3  sind drei Lager 60, 61 und 62 vorgesehen, und  zwar befinden sich die Lagerstellen 60 und 61  in der äussern Welle 6 und das Lager 62, das  auch als Axialdrucklager ausgebildet ist, be  findet sich am freien Ende der innern Welle 3.  Dort ist zur     gleichzeitigen        Befestigung    der  Radscheibe 1 eine Hülse 63 auf die innere  Welle 3 aufgeschraubt. Auf dieser Hülse ist  auch das Gebläserad 1 aufgeschraubt. Die  zweiteilige Lagerbüchse 64 ist in einem zwei  teiligen Lagerbock 65, 66 eingelassen, welcher  an dem mit dem Gebläsegehäuse 9 zusammen  hängenden Support 67 festgemacht ist.  



  Die äussere Welle 6 ist mittels der ein- oder  zweiteiligen Lagerschale 80 in einem zwei  teiligen Lagerbock 81, 82 festgehalten. Beid  seits der Lagerschalen 80 sind noch     Ölsehleu-          derringe    83, 84 eingebaut. Diese können  gleichzeitig auch zur Aufnahme des     Axial-          schtbes    auf die Räder dienen, welche auf der  äussern Welle festgemacht sind. Der untere  Lagersupport 81 kann, wie gezeichnet, mit  dem Gebläsegehäuse 9 aus einem Stück sein.  



  Die Zufuhr des Schmieröls zu der innern    Welle gescliclt durch die Leitung 90 und  die Welle a' zu den Lagerstellen 60 und 61,  Die Schmierölzufuhr zu den Lagerschalen 80  un die äussere Welle 6 herum erfolgt durch  die Leitung 91. Der Ablauf von den Lager  stellen 60, 61 und 80 erfolgt über die Schleu  derringe 83, 84 in den Lagersupport 81, 82  und von dort durch die Leitung 92 nach  aussen. Das äussere Lager 62, 64 wird von  aussen durch die Leitung 93 geschmiert und  das Schmieröl läuft via Lagerkörper 65 und  Leitung 94 nach aussen ab. Von den Lager  stellen 60 und 61 gelangt glas Sclmieröl dureh  die Bohrungen 95 in der äussern Welle 6 zu  der Lagerstelle 80 und von dort ebenfalls in  den Lagersupport 81.  



  An den verschiedenen Dichtungsstellen 100  und 101 zwischen der innern und äussern  Welle sind geeignete Labyrintldichtungen an  gebracht, welche von einem, unter Druck  stehenden Teil des Gebläses, zum Beispiel  durch die Hohlräume 102 und die Bohrungen  103 in der äussern Welle 6 Sperrluft erhalten.  Auch zwischen den Gehäusen 9 bzw. 38 und  der äussern Welle 6 sind Labyrinthdiehtungen  104 und 105 vorgesehen.  



  Bei der Ausführung nael Fig. 2 ist wieder  ein Laufrad 1 auf der innern Welle 3 ange  ordnet mit einer Zentrifugalsehaufelung 2.  Dieser Zentrifugalsehaufelung ist ein Axial  laufrad 2' vorgeschaltet. Ferner ist einzweites  Schaufelrad 4, das eine     Zentrifugalschaufe-          lung    5 trägt, auf der äussern Welle 6 mittels  des Keils 8 aufgekeilt und durch die Mutter 7  gesichert. Zwischen diesen Zentrifugalrädern 1  und 4 ist nun aber noch ein Axialsehaufelrad  14 angeordnet, das mit dem Schaufelrad 1. fest  verbunden ist. Dieses     Axialsehaufelrad    läuft  deshalb     gegenläufig    zum Schaufelrad 4.

   Die       Förderluft\    des     Gebläserades    1     gelangt    nun  ferner auf ihrem     Wege    zum     Axialsehaufelrad     14 noch in einen Kühlraum<B>15,</B> der mit Kühl  schlangen 15' versehen ist. Es findet also da  durch eine Kühlung der     Förderluft    statt, be  vor sie zum     Axialrad    14 und von dort     ähnlich     wie bei einer     Anordnung    nach     Fig.    1 an die       Zentrifugalsehaufelung        :,    mit radialem Aus  tritt     abgegeben    wird.

   Die     Sehaufelungen    14      und 5 entsprechen der vorerwähnten     Selaufel-          kombination.    9 und 10 sind die die Laufräder  tmgebenden zweiteiligen Gebläsegehäuse. Die  Radialturbine ist von innen beaufsehlagt und  besitzt ein inneres Laufrad 31, das nit zwei  radialen Schaufelkränzen 32' und 32 aus  gerüstet ist. Ferner sind für dieses Rad zwei  Leitsehaufelkränze 45 und 46 im Turbinen  gehäuse 37 befestigt, 35 ist das Laufrad, das  auf der äussern Welle 6 befestigt ist und mit  einer Radialsehaufelung 36 versehen ist. Das  Turbinengehäuse 37 wird durch einen zwei  teiligen Gehäusedeckel 38 abgeschlossen. Die  innere Turbinenscheibe 31 wird auf die innere  Welle 3 aufgeschraubt und dort gesichert.

   Die  äussere     Turbinenscheibe    35 wird hingegen  mittels der Sehrauben 50 auf der äussern  Welle 6 befestigt. Die Lagerung der innern       und    äussern Welle erfolgt hingegen wieder  älnliel wie nach Fig.l; desgleichen werden  alle drei Gebläseräder 2, 1 und 14 in gleicher  Weise auf der innern Welle 3 angebracht, wie  dies mit dem Rad 1 nach Fig.1 geschehen ist.  Auch das äussere Lager 62 bis 67 ist wieder  gleich ausgebildet wie nach Fig.1; ebenso die  Ölzu- und -abfuhr. Das gleiche gilt für die  Labyrintldichtungen und die Sperrluft  zufuhr.  



  In Fig. 3 ist noch eine Variante in bezug  aauf die Lagerausbildun gdargestellt, dargestellt, und zwau  sind dabei um die innern Lagerstellen 60 und  61 herum und ebenso innerhalb des grossen  Lagers 80, 84 an der äussern Welle 6 noch  frei drehende Büchsen 60', 61' und 80'     zwi-          sehengeschaltet.    Mit diesem Zwischenschalten  von frei drehbaren, relativ dünnen, vorteil  hafterweise gehärteten Büchsen soll eine  kleinere Umfangsgeselwindigkeit an den     La-          gerfläehen    erreicht werden, und damit auch  eine kleinere Reibungsarbeit. Sind zum Bei  spiel die Reibungskräfte innen und aussen an  diesen losen     Büchsen    annähernd gleich, so  werden sie im Betriebe annähernd stillstehen.

    Die relative Geschwindigkeit an den Lager  flächen wird deshalb nur halb so gross sein,  wie wenn beide Wellen in entgegengesetztem  Sinne ineinander rotieren. Deshalb wird au  den nunmehr zwei entstehenden Reibflächen    ungefähr nur halb so viel Reibungsenergie  verlorengehen. Diese losen Büchsen müssen  aber so ausgebildet sein, dass das Schmieröl an  alle Reibflächen hin gelangt. Sie müssen auch  so ausgebildet bzw. eingebaut werden, dass sie  gegen axiales Verschieben gesichert sind, was  am einfachsten, wie in Fig. 4 gezeigt ist,  durch eine einspringende (Lager 60) oder eine  vorspringende Nase (Lager 61) geschehen  kann.  



  Die lose Lagerschale 80' wird annähernd  die halbe     Umlaufgeschwindigkeit    erreichen,  wie die Welle 6 an ihrer Lagerstelle 80 hat.  80' wird durch zwei ihrer Vorsprünge in der  Lagerstelle 80 gehalten.  



  Fig.4 zeigt zwei Querschnitte durch ein  Maschinenaggregat nach Fig.2 bzw. 3. Die  obere Hälfte stellt einen Querschnitt nach der  Linie I-I von Fig. 3 und die untere Hälfte  einen Querschnitt nach Linie II-II von  Fig. 2 dar. In der obern Hälfte sieht man die  innere Welle 3. Darum herum ist der Ring 60'  gelegt, der in der äussern Welle 6 und um die  innere Welle 3 lose lerumgleitet. Ausserhalb  der äussern Welle 6 ist der lose Ring 80' an  geordnet und um ihn herum die zveiteilige,  feste Lagerschale 80. 82 ist der Lagerdeckel,  der durch die Schrauben 85 mit dem untern  Lagersupport 81 verbunden ist und durch den  die Schmierölzufuhrleitung 91 geführt ist.  



  In der untern Schnitthälfte sieht man  innen einen Schnitt durch Leitschaufelung 45,  dann durch die     Laufschaufelung    3'2', durch  die     Leitschaufelung    46, durch die     Lauf-          schaufelung    3'2 und dann zu äusserst durch  die zu 32 gegenläufige     Laufradschaufelung    36.  47 ist der Austrittsstutzen der Turbine. 48  sind die Füsse, auf welchen das 'Turbinen  gehäuse 37 ruht.  



  In     Fig.    5 ist eine Ausführung gezeigt, wo  bei auf der innern Welle 3 ein dreistufiges       Axialgebläse    mit den     Laufrädern    1, 1' und 1"       aufgekeilt    ist, welches     Laufschaufelungen    2,  2', 2"     trä-t.    Vor den     Laufsehaufelumgen    2, 2',  2" ist jeweils eine     Leitsehaufelung    16, 16', 16"  im zweiteiligen     Gebläsegehä.use    9 unter  gebracht. Des .ferneren ist auf der äussern  Welle 6 ein Laufrad 4 mittels des Keils     g         verkeilt, welches eine Zentrifugalschaufelung 5  trägt.

   Das Druckmittel tritt in axialer Rich  tung in die Laufschaufelkombination 2, 2',  2" und 5 ein und verlässt diese in radialer  Richtung. Die zum Rad 4 gegenläufigen Axial  räder 1, 1', 1" geben das Druckmittel an die  Schaufelung 5 ab. Aus dieser Schaufelung  tritt das Druckmittel in das Gehäuse 9 und  zum Austrittsstutzen 11. Die Turbine ist als  von aussen beaufschlagte Radialturbine aus  gebildet. Vom Eintrittsstutzen 39 gelangt das  Druckmittel durch die Leitschaufelung 40 zur  Radialschaufelung 32 des äussern Laufrades  31, von dort zur gegenläufigen     Radialschaufe-          lung    36 des innern Laufrades 35, von dort  weiter zu einer Leitradsehaufelung 36',  welche am Turbinengehäuse 37 festgemacht  ist, und nachher zu einer Laufradschaufelung  32', welche am innern Laufrad 35 angeordnet  ist.

   Das innere Laufrad 35 wird durch einen  Keil 34 auf der innern Welle 3 verkeilt. Das  äussere Laufrad 31 ist hingegen durch Sehrau  ben 50 mit der äussern Welle 6 verbunden.  Der Austritt der Gase erfolgt durch den  Stutzen 47. Im gezeichneten Beispiel ist die  innere Welle 3 auf der Austrittsseite der  Turbine verlängert und dort durch ein  äusseres Radialaxiallager 65, 66 geführt. Dieses  Lager ruht auf einem Support 67, der mit der  Maschinengrundplatte 48 verbunden ist. Das  Ende der Welle 3 trägt eine Kupplung 68,  mittels welcher Kraft nach aussen, zum Bei  spiel an einen Elektrogenerator oder an eine  andere Arbeitsmaschine abgegeben, oder zum  zusätzlichen Antrieb des Aggregates auf  genommen werden kann, zum Beispiel zum  Anlassen oder zusätzlichen Antrieb der  Gruppe.

   Die übrige Lagerung der innern  Welle 3 sowie der äussern Welle 6 sowie die  Zu- und Abfuhr des Schmieröls bzw. die Zu  fuhr der Sperrluft kann wieder in ähnlicher  Weise durchgeführt werden, wie dies bereits  für die Ausführungen nach Fig.1 bis 4 be  schrieben worden ist.  



  In Fig. 6 ist in bezug auf das Gebläse eine  ähnliche Ausführung dargestellt, wie in Fig. 5,  nur besitzt das vorgeschaltete Axialgebläse  nur zwei Laufschaufelungen 2 und 2' und    zwei hierzu vorgesetzte Leitsclaufelungen 16  und 16'. Die beiden Laufschaufelungen 2 und  2' sind auf einer Laufradnabe 1 angeordnet,  welche ihrerseits auf der innern Welle 3 auf  gekeilt ist. Die Leiträder 16, 16' sind im zwei  teiligen Gebläsegehäuse 9 untergebracht. 4 ist  ein Laufrad mit Zentrifugalschaufehung 5,  welches durch den Keil 8 und die Mutter 7 auf  der äussern Welle 6 befestigt ist. Das Gebläse  gehäuse 9 hat einen Deckel 10, in welchem 1l  den Austrittsstutzen des Gebläses darstellt.  



  Die Turbine besitzt Axiallaufräder. Das  Druckmittel gelangt in das Eintrittsgehäuse  39 und durch das Leitrad 40 in die     Turbinen-          laufradsehaufelung    32, welche auf dem Lauf  rad 31 angeordnet ist. Dieses Laufrad ist auf  die äussere Welle 6 mittels des Keils 34 auf  gekeilt. Aus dem Laufrad 32 gelangt das  Treibmittel auf die Laufsclaufelung 36. Diese  ist auf der Laufradscheibe 35 angeordnet,  welche mittels des Keils 43 von der innern  Welle 3 mitgenommen und durch die Mutter  49 darauf gesichert ist. Das Rad 35 läuft  gegenüber dem Rad 31 gegenläufig, 37 ist das  Austrittsgehäuse der Turbine und 47 sein  Austrittsstutzen.

   Auf der Turbinenseite hat  die Welle 3, ebenfalls wie in Fig. 6, eine Ver  längerung, welche hingegen in einem Kugel  lager 62, das auch den Axialsehub aufnehmen  kann, gelagert ist, das in einem Lagersupport  65 untergebracht ist. Die Welle 3 trägt an  ihrem Ende eine Kupplung 68, mittels wel  cher eine Arbeitsmaschine angetrieben oder  durch welche dem     Aggregat        zusätzliche    Kraft  von aussen zugeführt werden bann.

   Am  rechten     Ende    der Welle 3 ist auch eine  Kupplung 68' vorgesehen. 4S ist die     llaselii-          nengrundplat.te,    auf     welcher    der Lagersup  port 65, das Turbinen-     sowie         < las        Gebläsege-          häuse    abgestützt sind.

   Die     Anordnung    der  übrigen Lager 60, 61, 80 ist wieder ähnlich  ausgebildet, wie bei den übrigen bereits be  schriebenen     Aitsfüln#tzn,sbeispielen,    ebenso die  <B>Zu-</B> und Abführung des Schmiermittels zu  diesen     Lagerstellen.\Dabei    erfolgt allerdings  die Zufuhr des Schmiermittels nur durch das  mittlere Lager 80, welches die äussere W     elle    6       umfasst,    und zwar     aueli        zii    den     innern        Lagern.         60 und 61. Auch die Zufuhr der Sperrluft zu  den Labyrinthdiehtungen längs der innern  Welle 3 ist gleich wie bisher beschrieben, an  geordnet.

   Desgleichen alle     Labprinthdichtun-          gen    zwischen den beiden Wellen und zwischen  cer äussern Welle 6 und dem Gebläse- und  dem Turbinengehäuse. Auch auf der Auspuff  seite der Turbine ist eine Labe rinthdicltung  105 vorgesehen, welche durch die Leitung 106  ebenfalls zum Beispiel vom Gebläsegehäuse 9  aus ihre Druckluft erhält.  



  In Fig. 7 ist wiederum eine Schaufelkom  bination dargestellt, die von der axialen Rich  tung aus von innen nach aussen     durchströmt     ist. Im ersten Teil ist die     Strömungsförder-          mascliine    als Axialgebläse und im zweiten  Teil als Zentrifugalgebläse ausgebildet. Das  Fördermittel tritt dabei durch ein Leitrad 16  auf ein erstes Laufrad 20. Dieses Laufrad 20  ist mittels seines äussern Gewindes in einer  Trommel 21 lösbar untergebracht, welche auf  dir Deckscheibe 22 des Zentrifugalrades  und seiner Schaufelung 5 an ihrem axialen  Fnde aufgeschraubt ist. Am äussern, mit  Gewinde versehenen Ringteil sind die     Schau-          f    eln eingesetzt.

   Auch am innern Durchmesser  Ian das Axialrad 20 ebenfalls einen Verstär  kungsring 24 besitzen, in welchen die Schau  feln 20 eingesetzt sein können. Als nächstes  iad in der Strömungsrichtung kommt wieder  ein Laufrad 2, das mit seiner Nabe auf der  innern Welle 3 aufgekeilt ist. Dann folgt  wieder ein Laufschaufelrad 20', das aussen  im Ring 21 festgemacht ist und innen einen  Verstärkungsring 24' besitzt. Des ferneren  ist in Richtung der     Strömung    ein zweites  Axiallaufrad 2' auf der innern Welle 3 an  geordnet. Darauf folgt das Zentrifugallauf  rad 4, das auf der äussern Welle 6 angeordnet  ist, die, wenigstens teilweise, mit dem Rad 4  aus einem Stück hergestellt ist, und dem das  Vorkomprimierte Druckmittel aus der     Schau-          felung    2' zugeleitet wird.

   Die Turbine ist als  gegenläufige Axialturbine ausgebildet. 31 ist  las erste Laufrad fnit seiner Laufschaufelung  Dieses erhält sein Druckmittel aus dem  Eintrittsgehäuse 39 durch die     Leitschaufe-          lung    40. Die labe des Laufrades 31 ist    mittels einer mit Gewinde versehenen Verlän  gerung mit der äussern Welle 6 verschraubt,  so dass das Zentrifugalrad 4, sein Deckring 22  und der darauf geschraubte Verlängerungs  ring 21 mit den darauf befestigten     Axial-          schaufelungen    20 und 20' miteinander um  laufen. 35 ist das zweite Turbinenrad mit  seiner Axialschaufelung 36. Dieses Rad ist  mittels eines Keils 43 auf der innern Welle 3  verkeilt und durch eine Mutter 49 gesichert.

    Nach dem Austritt der Gase aus der     Schau-          felung    36 treten dieselben ins Austritts  gehäuse 37 der Turbine über und von dort  zum Austrittsstutzen 47. Die Lagerung der  innern Welle 3 erfolgt auf einer Seite durch  das zweiteilige Lager 65, 66, das, ähnlich wie  das gleiche Lager nach Fig. 1, als Kammlager  zum Festhalten der Welle 3 in axialer Rich  tung ausgeführt ist. 67 ist der Support, der  dieses Lager trägt. Er ist mit dem     Gebläse-          gehäuse    9     verbunden.    Der Austrittsstutzen  des Gebläses ist mit 11 bezeichnet. Des ferne  ren wird die innere Welle 3, auf der andern       'eite    ebenfalls aussen, noch durch ein Lager  65', 66' gehalten.

   Die äussere Welle 6 ist nur  auf der innern Welle 3 mit zwei Lagern 60,  61 gehalten. Diese beiden Lager sind ähnlich  ausgeführt, wie in     Fig.    3 dargestellt, das  heisst um die innere Welle     heriun    sind noch  lose, innen und aussen gehärtete Lagerbüchsen       f0',    61' angeordnet, die frei. sowohl um die  Welle 3 als in der Welle 6 rotieren können.  Im Fall von     Fig.    7 ist dann noch jeweils zwi  schen der Welle 3 und diesen losen Büchsen  je eine Büchse 60" bzw. 61" auf der Welle 3  fest angeordnet. Dabei handelt es sich zum  Beispiel um festaufgezogene Büchsen mit.  harter äusserer Oberfläche.

   Zwischen der  Büchse 60" und 61" ist noch eine Distanz  büchse auf der Welle 3 vorgesehen; ebenfalls  zwischen Büchse 61" und     Axialrad    2'. Im  Falle von     Fig.    3 war hingegen angenommen,  dass die losen Büchsen 60' und 61' mit Lager  metall versehen sind und die Wellen 3 und 6  an den .Lagerstellen harte Oberflächen auf  weisen. Die     ölzufuhr    zu den     Lagern    60 und       63.    erfolgt in gleicher Weise, wie in     Fig.1     gezeichnet, durch die innere Welle 3 l.in-      durch. Die Lager 65, 66 bzw. 65', 66' werden  von aussen her geschmiert, wie dies auch in  Fig. 1 dargestellt ist.

   Die Ableitung des  Schmieröls findet von der Mitte der Maschine  aus durch Bohrungen 95 in der Welle 6 und  durch die Nabe des Turbinenrades 31 zu  einem in der Mitte der Maschine angeordne  ten     Ölsammelgehäuse    96 und durch die  Leitung 92 nach aussen statt. Zwischen der  innern und äussern Welle sowie zwischen den  Gebläserädern und -gehäusen sowie den Tur  binenrädern und den -gehäusen werden, wie  schematisch dargestellt, Labyrinthdichtungen  angeordnet. Die Zufuhr von Sperrluft zum  Labyrinth 100 vor dem Lager 60 findet durch  eine Leitung 106 vom Gebläsegehäuse 9 aus  und durch eine Bohrung 107 durch die  innere Welle 3 statt.  



  Fig.8 zeigt eine ähnliche Schaufelkombi  nation einer Strömungsfördermaschine wie  eine solche in Fig. 7 dargestellt ist. Die Tur  bine ist ebenfalls ähnlich ausgeführt, wie in  Fig. 7. Hingegen ist die Lagerung der innern  Welle 3 sowie der äussern Welle 6 ganz  anders ausgeführt. Die innere Welle 3 ist  beidseitig ausserhalb der Maschine durch je  ein Lager 65, 66 bzw. 65', 66' gelagert. Die  äussere Welle 6 hingegen, auf welcher das  fliegend angeordnete Gebläseschaufelrad 4, 5  und das axiale, ebenfalls fliegend angeordnete  Turbinenrad 31 mit seiner Sehaufelung 32  befestigt ist, wird durch zwei nebeneinander  liegende Lager 81' und 81", mittels ihrer  Lagerschalen 80' und 80" von aussen gehalten.  Zwischen den gegenläufig sich drehenden  Wellen 3 und 6 besteht also gar keine Be  rührung durch Lager wie in den andern Aus  führungsbeispielen.

   Zwischen diesen Wellen  sind nur Labyrinthdichtungen 100 und 101  an den Enden der Welle 6 angeordnet zur  wenigstens teilweisen Verhinderung des  Durchtrittes von Luft vom Gebläse zum  Raum zwischen den beiden Turbinenrädern.  In diese Labyrinthe kann auch zum Beispiel  durch den Raum 102 vom Gebläse aus durch  Bohrungen 103 in der äussern Welle Sperr  luft zugeführt werden. Die Kombination der  Zentrifugalschaufelung mit gegenläufigen,    direkt in dieselbe fördernden Axialradern     he-          wirkt    eine grosse Steigeiungsfähigkeit des von  einem Zentrifugalrad erzeugten Enddruckes.  



  Die Lagerung der ineinander angeordne  ten innern und äussern Welle ist in den Aus  führungsbeispielen je nach     Ausbildung    der  Schaufelräder der Turbine und des     Verdieh-          ters    verschieden vorgesehen. Es sind Lager  stellen einer innern oder äussern Welle be  schrieben, die mit besonderen Lagerböcken  versehen sind und als Hauptlagerstellen an  gesehen werden können. Die Hauptlagerstelle  für die äussere Welle ist in einem freien  Raum zwischen der gegenläufigen Turbine  und dem gegenläufigen Gebläse vorgesehen  (Fig. 1-6).  



  Nal Fig. 7 sind die Hauptlager für die  innere Welle an ihren Enden vorgesehen.  Die äussere Welle ist dabei nur auf der innern  Welle gelagert. Sämtliche Lager besitzen dann  relativ kleine Durchmesser, kleine Umfangs  geschwindigkeiten und damit kleine Reibung.  



  Nach Fig.8 sind für die äussere und  innere Welle nur Hauptlager vorgesehen. Es  wird dabei eine minimale Beanspruchung der  innern Welle und ein relativ vibrationsfreier  Gang der Maschine erzielt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Gasturbinengetriebene Strömungsförder maschine, bei der zueinander in entgegen gesetzter Richtung laufende Turbinenlauf räder je in gleicher Richtung laufende Ver dichtungsräder mittels zweier ineinander an geordneter Wellen antreiben, dadurch ge- k ennzeichnet, dass eine von der axialen Rieh- tung ans von innen nach aussen durchströmte Schaufelkombination der Fördermaschine derart ausgebildet ist, dass einer Schaufelung mit radialem Austritt eine koaxiale gegen läufige Sehaufelung vorgeschaltet ist,
    der das Druekniittel in axialer Richtunu zuströmt und welche das vorkomprimierte Druckmittel an die Schaufeluni mit radialem Austritt direkt abgibt. UNTERANSPRL'CIIE 1. Strömungsförderniasehine nach Patent anspruc.li, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Deckscheibe einer Zentrifugalschaufelung eintrittsseitig eine Trommel verbunden ist, in welcher mindestens ein axial durchströmtes Schaufelrad angeordnet ist. 2.
    Strömungsfördermaschine nach Unter- anspruel 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in die Trommel eingesetzter Axialschaufelkranz solche Schaufeln auf weist, die -annähernd bis zur Nabe eines zu geordneten gegenläufigen, axial durchström ten Verdichterlaufrades reichen und innen an einem Ring befestigt sind, der die genannte Nabe umgibt. 3. Strömungsfördermasehine nach Unter enspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaufelkranz mit der trommelförmigen Ver längerung der Deckscheibe verschraubt ist, und ein nachfolgender Schaufelkranz mit einer trommelförmigen Verlängerung des ersten Schaufelkranzes verschraubt ist, wobei z wischen zwei Schaufelkr änzen der Trommel und der Zentrifugalschaufelung auf der innern Welle befestigte, gegenläufige Räder an ,geordnet sind.
    4. Strömungsfördermaschine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen gegenläufigen Zentrifugalrädern des Gebläses ein Axialrad angeordnet ist, welches gegenläufig zum näelstfolgenden Zentrifugal rad läuft. 5. Strömungsfördermaschine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass einem Verdicltungsrad mit radialer Schaufelung ein Verdichtungsrad mit axial-radialer Schaufe- lung vorgeschaltet ist. 6. Strömungsfördermasehine nach Patent- anspruel, dadurch gekennzeichnet, dass min destens das eine von zwei auf einer innern Welle (3) sitzenden Turbinen- und Verdich tungslaufrädern fliegend angeordnet ist. 7.
    Strömungsfördermaschine nach Patent- ansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass von sämtlichen Laufrädern die zwei auf der äussern Welle sitzenden Turbinen- und Ver dichtungslaufräder (3ö, 4) in bezug auf diese Welle fliegend angeordnet sind. B. Strömungsfördermaschine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelräder der Turbine durchwegs reit axialer Schaufelung ausgerüstet sind, und die Ausbildung derart getroffen ist, dass das Zentrifugalrad des Gebläses, dessen Deck scheibe mit einer Trommel verbunden ist, von der Hochdruckstufe der Turbine angetrieben wird. 9.
    Strömungsfördermasehine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelräder der Turbine durchwegs mit radialer Schaufelung versehen sind, und die Ausbildung so getroffen ist, dass die Hoch druckstufe der Turbine und die Hochdruck stufe des Gebläses auf einem gemeinsamen Welle befestigt sind. 10. Strömungsfördermaschinenach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vor gleichlaufenden Schaufelungen des Gebläses Leitschaufeln vorgesehen sind. 11.
    Strömungsfördermaschine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einem von aussen zugänglichen zwischen der gegenläufigen Turbine und dem gegenläufi gen Gebläse vorgesehenen Raum die äussere Welle auf ihrer Aussenseite mindestens eine zwischen den gleichlaufenden Turbinen- und Gebläserüdern vorgesehene Hauptlagerstelle aufweist. 12. Strömungsfördermasehine nach Patent- < < nspi-tich, dadurch gekennzeichnet, däss an- nähernd in der Mitte zwischen den gleich laufenden Turbinen- und Gebläserädern eine Hauptlagerstelle angeordnet ist.
    13. Ströniungsfördermaschine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Anordnung in bezug auf die Lagering der beiden ineinander drehenden -Wellen so aus gebildet ist, . dass die äussere Welle mindestens eine Lagerstelle auf der innern -Welle auf weist. 14. Strömungsfördermaschine nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in bezug auf die Lagerung der beiden ineinander drehenden Wellen so ausgebildet ist, dass die äussere -Welle zwei auf der innern Welle gegenläufig gleitende Lager stellen aufweist. 15.
    Strömungsfördermaschine nach Patent- ansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerausbildung so getroffen ist, dass sowohl die innere als auch die äussere Welle min destens eine fest angeordnete Hauptlagerstelle aufweist, und für die äussere Welle noch mindestens eine gegenläufige Lagerstelle zwischen den beiden Wellen vorgesehen ist. 16. Strömungsfördermaschine naeh Patent- ansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführung des Schmiermittels von der innern Welle durch die äussere Welle hindurch nach aussen erfolgt. 17.
    Strömungsfördermaschine nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeiehnet, dass an Lagerstellen zwischen den beiden gegen läufigen Wellen lose, frei bewegliche Lager- büehsen zwischengesclaltet sind, um die Lagergeschwindigkeit zu reduzieren. 18. Strömungsfördermaschine nach Patent- anspruel, dadurch gekennzeiehnet, dass bei der Lagerung der äussern, relativ dicken Welle lose, frei drehende Lagerbüchsen zwi schen den sieh drehenden und den still stellenden Lagerstellen zwischengeschaltet sind. 19.
    Strömungsfördermaschine nach Patent- ansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wolle aii den Enden in Hauptlagern gelagert ist, wobei eines derselben als Kamin lager zum Festhalten der Welle in axialer Richtung ausgeführt ist und die äussere Welle nur auf der innern Welle gelagert ist.
CH310946D 1952-04-30 1952-04-30 Gasturbinengetriebene Strömungsfördermaschine. CH310946A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1291943B (de) * 1961-09-15 1969-04-03 Birmann Rudolph Abgasturbolader fuer eine Brennkraftmaschine
DE3131716A1 (de) * 1980-08-19 1982-03-18 Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokyo Oeldichtung fuer eine lageranordnung eines turboaufladers

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DE3131716A1 (de) * 1980-08-19 1982-03-18 Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokyo Oeldichtung fuer eine lageranordnung eines turboaufladers

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