Turbineugebäuse Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Turbinengehäuse für Zentripetalgasturbinen, bei dem das Treibgas durch getrennte Leitungen und vom Eintritt in das Gehäuse durch Teilkanäle dem Leit- schaufelapparat zugeführt wird. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkanäle so ausgebildet sind, dass durch dieselben der grösste Teil des Treib gases in der Drehrichtung des Laufrades und ein kleinerer Teil in der zur Drehrichtung entgegen gesetzten Strömungsrichtung dem gemeinsamen Leitschaufelapparat zugeleitet wird.
Dadurch ent stehen die Vorteile eines Turbinengehäuses von sehr kleinen axialen sowie annehmbaren radialen Ab messungen, trotzdem mehrere getrennte Treibgas leitungen angeschlossen und bis vor das Laufrad getrennt weiter geführt werden.
Im nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnun gen beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Zentripetal turbine.
Fig. <I>2, 2a</I> und<I>2b</I> zeigen Axialschnitte bei ver schiedenen Befestigungsarten der Umlenkschaufeln längs Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt mit drei Abgasrohranschlüssen und einer zweiten Ausführungsform der Uml,enkschaufeln.
Fig. 4 zeigt einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt mit vier Abgasrohranschlüssen und einer dritten Ausführungsform der Umlenkschaufeln.
Fig. 5 ist eine Draufsicht der Ausführung nach Fig. 4.
Fig. 6 zeigt eine Ausführung mit zwei Anschluss- flanschen, die im Winkel zueinander gestellt sind. Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführung mit zwei Anschlussflanschen, die für<B>je</B> zwei in axialer Rich- tung nebeneinanderliegende Treibgaszuleitungen aus gebildet sind.
In Fig. 1 ist eine Ausführung dargestellt, die den Vorraum zum Leitschaufelapparat in zwei Teil kanäle 4, 5 unterteilt. Jeder Teilkanal ist mit einer Treibgasleitung verbunden. Die Achsen der öff- nungen im Anschlussflansch liegen in ein und der selben zur Laufradachse senkrechten Ebene. 6 ist der Leitschaufelapparat mit den Leitschaufeln B. Der Teilkanal 4 ist so vorgesehen, d'ass mindestens ein Teil seiner Treibgase in zur Drehrichtung des Laufrades entgegengesetzter Richtung zum Leitap- parat zuströmt.
Im Kanal 5 strömt seine gesamte Treibgasmenge dem Leitschaufelapparat 6 in Dreh richtung des Laufrades und Richtung der Leitschau- feln zu. Der Leitschaufelapparat hat gleich geformte Leitschaufeln mit je gleichen Ein- und Austritts winkeln. Die im Teilkanal 4 in entgegengesetzter Drehrichtung des Laufrades zugeleitete Treibgas menge wird in die Drehrichtung des Laufrades um gelenkt und gelangt mittels der Umlenkschaufeln 7 ian der Richtung der Leitschaufeln B.
Die den Leit- schaufeln 8 im Teilkanal 4 vorgeschalteten Umlenk- schaufeln sind mit von der Anschlussstelle grösser werdendem Abstand länger ausgeführt; mit der strichpunktierten Linie ist ferner angegeben, dass die Eintrittsenden der Umlenkachaufeln 7 mit vom Anschluss der Treibgasleitung an grösser werdendem Abstand auf einer zum Umfang -des Leitapparates divergierenden Spirale liegen.
Während der Teil kanal 5 zur Zuleitung aller Gase in Drehrichtung des Laufrades. vorgesehen ist, erfolgt im Teilkana14 die Zuleitung der Gase in beiden Drehrichtungen. Von der gesamten zugeführten Treibgasmenge wird ein grösserer Teil unmittelbar in Drehrichtung des Laufrades und ein kleinerer Teil über Umlenk- schaufeln in dieser Richtung den Leitschaufeln 8 zugeführt.
In den Fig. <I>2, 2a</I> und<I>2b</I> ist 1 das Turbinen laufrad, welches auf der Welle 2 befestigt ist und die vom Radkörper axial abstehenden Schaufeln 3 aufweist. 7 sind die Umlenkschaufeln, 8 die Leit- schaufeln. In Fig. 2 sieht man, dass für die Schau feln 7 ein Ringsegment 7' vorgesehen ist, das mit einer Gehäusewand vernietet ist.
In Fig. 2a sind Umlenkschaufeln 7 mit .einer Gehäusewand oder Teilkanalseitenwand aus einem Stück hergestellt, und nach Fig. 2b sind die Schaufeln 7 mit beiden Gehäuse- oder Teilkanalseitenwänden aus einem einzigen Stück hergestellt.
In Fig. 3 ist eine Ausführung mit drei Teil kanälen 4a, 5a und 5b dargestellt. Jedem derselben ist eine gleiche Anzahl Leitschaufeln 8 zugeordnet. Im Kanal 4a wird der grössere Teil des Treibgases über Umlenkschaufeln 7a dem Leitapparat 6 in Drehrichtung zugeführt, während die Teilkanäle 5a und 5b das Treibgas unmittelbar dem Leitapparat in Drehrichtung zuleiten.
Die Umlenkschaufeln im Teilkanal 4a sind hier in Umfangsrichtung versetzt zu den Leitschaufeln und in radialer Richtung im Abstand ausserhalb von den Leitschaufeln 8 angeordnet und mit Austritts richtung gegen den Leitapparat ausgebildet; ihre Anzahl und Anordnung ist von der Lage und An zahl der ihr zugeordneten Leitschaufeln 8 unab hängig. Es kann auch nur ein Teil der Umlenk- schaufeln in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein.
In Fig. 4 ist eine Ausführung mit vier Teil kanälen<I>4b, 5c, 5d</I> und 5e dargestellt. Die Um- l.enkschaufeln 7b sind als unmittelbare Fortsetzung der Leitschaufeln 8 anschliessend oder mit denselben verbunden ausgeführt. Die Teilkanäle 5c, 5d und 5e sind ohne Umlenkschaufeln ausgeführt; 5e ist der längste Teilkanal.
In Fig. 5 ist in Draufsicht der Anschlussflansch aller Treibgasleitungen an die Teilkanäle darge stellt. Man sieht, dass die Achsen der Teilkanäle in einer Ebene senkrecht zur Laufradachse angeord net sind.
Fig. 6 zeigt eine Ausbildung des Turbinenge häuses mit zwei getrennten Anschlussflanschen für die Treibgasleitungen an ihre Teilkanäle, die in einem Winkel zueinander gestellt sind. Die Teil kanäle sind mit 4c, 5 f für den einen Anschluss- flansch und mit 5g, 5h für den andern Anschluss- flansch bezeichnet, 6 ist der einheitliche Leitap- parat mit den Leitschaufeln B.
Im kürzesten Teil kanal 4c sind Umlenkschaufeln vorgesehen, die wie gezeichnet oder wie an Hand der vorstehend er wähnten Figuren beschrieben angeordnet und aus gebildet werden. Es ist ersichtlich, dass die Achsen der Teilkanäle, wie bei den vorstehend erwähnten Figuren, in einer Normalebene zur Achse des Leit- apparates angeordnet sind.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des Turbinen gehäuses ebenfalls für je zwei in einem Winkel zueinander gestellte Anschlussflanschen, wobei die Ausbildung hier so getroffen ist, dass die Achsen der Anschlussöffnungen in axialer Richtung neben einanderlxegen; die Teilkanäle <I>4d,</I> 5i, <I>5k, 5m</I> leiten die Gase in die Mittelebene des Leitapparates 6 mit den Leitschaufeln 8 über. Die Umlenkschaufeln 7 sind an einem Ringsegment 7' befestigt, wie im Axialschnitt in Fig. 2 dargestellt.
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf das Turbinen gehäuse nach Fig. 7 und zeigt den Verlauf der Teilkanäle von den Anschlussstellen in die Mittel ebene des Leitapparates 6. Auch bei dieser Aus führungsform können die Umlenkschaufein nach einer der vorstehend beschriebenen Arten ausgebildet und angeordnet sein.
New turbine housing The present invention relates to a turbine housing for centripetal gas turbines, in which the propellant gas is fed to the guide vane apparatus through separate lines and from the inlet to the housing through partial ducts. It is characterized in that the sub-channels are designed so that through them most of the propellant gas is fed to the common guide vane apparatus in the direction of rotation of the impeller and a smaller part in the direction of flow opposite to the direction of rotation.
This ent has the advantages of a turbine housing with very small axial and acceptable radial dimensions, but several separate propellant gas lines are connected and carried on separately up to the impeller.
In the following, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are described with reference to the drawings.
Fig. 1 shows a cross section of a centripetal turbine.
FIGS. <I> 2, 2a </I> and <I> 2b </I> show axial sections with different types of fastening of the deflecting vanes along line II-II in FIG. 1.
FIG. 3 shows a section corresponding to FIG. 2 with three exhaust pipe connections and a second embodiment of the Uml, enkschaufeln.
FIG. 4 shows a section corresponding to FIG. 3 with four exhaust pipe connections and a third embodiment of the deflection vanes.
FIG. 5 is a top plan view of the embodiment of FIG. 4.
6 shows an embodiment with two connection flanges which are set at an angle to one another. 7 and 8 show an embodiment with two connection flanges, which are designed for two propellant gas feed lines that are located next to one another in the axial direction.
In Fig. 1 an embodiment is shown which divides the antechamber to the guide vane apparatus into two sub-channels 4, 5. Each sub-channel is connected to a propellant gas line. The axes of the openings in the connection flange lie in one and the same plane perpendicular to the impeller axis. 6 is the guide vane apparatus with the guide vanes B. The partial duct 4 is provided in such a way that at least some of its propellant gases flow towards the diffuser in the opposite direction to the direction of rotation of the impeller.
In the channel 5, its entire amount of propellant gas flows to the guide vane device 6 in the direction of rotation of the impeller and in the direction of the guide vanes. The guide vane apparatus has guide vanes of the same shape, each with the same inlet and outlet angles. The propellant gas supplied in the partial channel 4 in the opposite direction of rotation of the impeller is diverted into the direction of rotation of the impeller and arrives at the direction of the guide vanes B by means of the deflecting vanes 7.
The deflecting vanes upstream of the guide vanes 8 in the sub-channel 4 are designed to be longer with an increasing distance from the connection point; The dash-dotted line also indicates that the inlet ends of the deflecting blades 7 lie on a spiral diverging towards the circumference of the diffuser, with a distance that increases from the connection of the propellant gas line.
During the partial channel 5 for the supply of all gases in the direction of rotation of the impeller. is provided, the supply of the gases in both directions of rotation takes place in the partial duct14. Of the total amount of propellant gas supplied, a larger part is fed directly to the guide vanes 8 in the direction of rotation of the impeller and a smaller part via deflecting vanes in this direction.
In FIGS. <I> 2, 2a </I> and <I> 2b </I>, the turbine runner is 1, which is attached to the shaft 2 and has the blades 3 protruding axially from the wheel body. 7 are the deflecting vanes, 8 the guide vanes. In Fig. 2 it can be seen that for the blades 7 a ring segment 7 'is provided, which is riveted to a housing wall.
In FIG. 2a, deflection blades 7 with a housing wall or partial channel side wall are made from one piece, and according to FIG. 2b the blades 7 with both housing or partial channel side walls are made from a single piece.
In Fig. 3, an embodiment with three sub-channels 4a, 5a and 5b is shown. An equal number of guide vanes 8 is assigned to each of these. In the channel 4a, the greater part of the propellant gas is fed to the diffuser 6 in the direction of rotation via deflection blades 7a, while the sub-passages 5a and 5b feed the propellant gas directly to the diffuser in the direction of rotation.
The deflecting blades in the sub-channel 4a are here offset in the circumferential direction to the guide blades and in the radial direction at a distance outside of the guide blades 8 and formed with the outlet direction against the guide apparatus; Their number and arrangement is independent of the location and number of their associated guide vanes 8. It is also possible for only some of the deflection blades to be arranged offset in the circumferential direction.
In Fig. 4, an embodiment with four sub-channels <I> 4b, 5c, 5d </I> and 5e is shown. The guide vanes 7b are designed as a direct continuation of the guide vanes 8 following or connected to them. The sub-channels 5c, 5d and 5e are designed without deflection blades; 5e is the longest sub-channel.
In Fig. 5, the connecting flange of all propellant gas lines to the sub-channels is in a plan view provides Darge. It can be seen that the axes of the sub-channels are net angeord in a plane perpendicular to the impeller axis.
Fig. 6 shows an embodiment of the Turbinenge housing with two separate connection flanges for the propellant gas lines on their sub-channels, which are placed at an angle to each other. The sub-ducts are designated 4c, 5f for one connection flange and 5g, 5h for the other connection flange, 6 is the uniform guide device with guide vanes B.
In the shortest part channel 4c deflection blades are provided, which are arranged as drawn or as described with reference to the figures mentioned above and are formed from. It can be seen that the axes of the sub-channels, as in the figures mentioned above, are arranged in a plane normal to the axis of the control apparatus.
7 shows an embodiment of the turbine housing, likewise for two connection flanges each set at an angle to one another, the design here being such that the axes of the connection openings lie next to one another in the axial direction; the sub-channels <I> 4d, </I> 5i, <I> 5k, 5m </I> guide the gases into the center plane of the diffuser 6 with the guide vanes 8. The deflecting blades 7 are attached to a ring segment 7 ', as shown in the axial section in FIG.
Fig. 8 is a plan view of the turbine housing according to FIG. 7 and shows the course of the sub-channels from the connection points in the central plane of the guide apparatus 6. In this embodiment, too, the deflection blades can be designed and arranged in one of the ways described above.