DE1426856A1 - Entspannungsturbine zur Ausnutzung der Energie von unter Druck stroemenden warmen staubhaltigen Gasen - Google Patents

Entspannungsturbine zur Ausnutzung der Energie von unter Druck stroemenden warmen staubhaltigen Gasen

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DE1426856A1 DE19641426856 DE1426856A DE1426856A1 DE 1426856 A1 DE1426856 A1 DE 1426856A1 DE 19641426856 DE19641426856 DE 19641426856 DE 1426856 A DE1426856 A DE 1426856A DE 1426856 A1 DE1426856 A1 DE 1426856A1
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Description

DIPL-ING. E. RATHMANN
DIPL-ING. R. MERTENS 6 Frankfurt a. M., den - 5, MaJ 1961I
PATENTANWÄLTE Neue Mainzer Str. 40-42 v/1t-/A Fernsprecher 2 3927, 2 7525 «/AI/UÄ
- P 6494 -
SOCISfB ASOHXME DBS ETABLISSEMENTS NEU
Sac Postal Ho. 23
Lille (Bord) / Frankreich
" Entspannungsturbine zur Ausnutzung der Energie von unter Druck strömenden warmen staubhaltigen Gasen1*
Ss iat eise Tielzahl von Maschinen bekannt, die die Bewegungeenergie Ton heißen Gasen ausnutzen, die unter Brück aus öfen, Hochöfen, Orackanlagen für flüssige oder gasförmige Iremdstoffe oder aus Brennkammern austreten»
Derartige Maschinen werdei im allgemeinen eingeteilt in:
8 0 9 8 12/0369 BAD ORIGINAL
U2685.6
Axialturbinen,
Zentripetal- oder Zentripetal-Axial turbinen und
Zent rifugal turbinen ·
Den Zentripetal turbinen wird oft dann der Vorzug gegeben, wenn das durchzusetzende Gas staubhaltig ist· Xn diesen Fällen wird stromaufwärts des Turbinenrades eine Torrichtung vorgesehen, die den strömenden Gas einen Drall erteilt. Durch diese Drehbewegung des Gases tritt eine Ausscheidung der Staubteilchen durch die Zentrifugalwirkung ein, so daß ein bestimmter Anteil des Staubes das Turbinenrad nicht durchströmt, sondern im Stator aufgefangen wird.
Die Torliegende Erfindung verbindet dieses Prinzip alt weiteren gas-dynamisehen Torrichtungen, wobei die erfindungsgemäße Kombination den Torteil einer sehr wirksamen Staubabscheidung aufweist. Auf diese Weise wird das Turbinenrad nur noch von einer geringen Henge des in den Brenngasen enthaltenen Staubes durchströmt, so daß es weitgehend von den nachteiligen Auswirkungen geschützt bleibt; darüber hinaus wirkt das Rad der Entspannungsturbine auch als Entstaubungsanlage mit gutem Wirkungsgrad, so daß nun die Turbine mit Gasen sehr hohen Staubgehaltes beaufschlagt werden kann, wodurch die Wirtschaftlichkeit sehr erhöht wird·
ist gemäß der Erfindung eine in einem Spiralgehäuse laufende Zentripetalturbine vorgesehen, bei der die einströmenden Gase zunächst durch eine düsenartige Terengung des Stromungskanale in Drehung versetzt werden. Die Auüenwandung des Spiralgehäuse β weist tangential endende Schlitze auf, in die der nach außen abgeschiedene Staub in Stromungsrichtung
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eintritt und in einer gemeinsamen Absaugeleitung entfernt wird.
Sin Ausführungsbeispiel ist in den fig· 1und 2 dargestellt wobei
Fig· 1 einen Achsenschnitt quer zur Rotationsachse des Turbinenrades darstellt und
Fig. 2 einen Schnitt längs dieser Achse darstellt·
Die hier dargestellte featripetalturbine besteht !«.wesentlichen aus des !Turbinenrad 1, das eine Habe 2 aufweist, die auf einer Weile 3 sitzt· An der Habe sind Badialschaufeln 4 oder Schaufeln, die gegenüber der Radialrichtung geneigt sind, angebracht, wobei dieses Badialturbinenrad nach hinten durch eine Scheibe 6 und nach rom durch eine Begrensungswand 5 abgeschlossen ist« Das lad kann in bekannt«1 Weise einstückig ausgebildet sein, oder auch geschweißt, genietet, oder gesctie^rubt sein·
Das Turbinenrad dreht sich in eines Gehäuse 7» dessen Aussenbegrensung eine Spiralfora aufweist, wobei das Arbeitegas an de« AuBenuvfang tangential durch einen Flansch 8 eintritt·
Xa Gegensats su den üblichen Einrichtungen wird hier daa Gas nicht durch ein Leitschaufelgitter in Drehung rersetzt, »ondern einfach dadurch, daß dae Gas tangential eintritt und durch die Spiralform des Gehäuses in Drehung TersÄt wirft« Der Eintritt des Gases erfolgt in «inta ausreichend gro£e& Abstand Ton de« Außemmfang des Turbinenrades.
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Der Abetsad del? mittleren Stromlinie dos eintretenden Gases won der fux&gmemeslLse 3. veafe&Lt sich isa AoBeiiradius des
etwa wie 1,1 : Ί bis 1,5 : 1·
Bei diesen SaQiIeJfwarten ergebm »icli gate Wirkungegrade, ohne daß tleewegen die Sahlenwert· notwendig diese Öröfi% haben aüB-ten.
BAD OBiQfNAL 809812/0369
Si· lintrittsg«sehwindlgkeit dar Gase in da« Spiralgehäuse duroh dan Hanech 8 wird erhöht Auren Torschaltung einer dilsenartigen Terengung 9 und «in Üsergangsstüek 10» daaaan Querschnitt la wesentlichen konstant oder l«ieht kanrergent sein kann. Mute Übergangsstück XO ist angeaehloas«n an da« Speieerohr 11, das μ ei et «inen kreierucdan Querschnitt anfwaiat und «in«n auarelohend groaaaA Soreluuiaaar hat, ao daaa die Rohrr#ibunfeT*rluat· niedrig gehalten werden können. Xn fig« 1 let dargeetellt, daaa die Terainderung dee Quereohnitte dee Strunmgakanala mwiachen dan Teilen U und β erfolgt durch die beiden Taila 9 und 10 ι ·» eteht jedoch nichts entgegen, die·β beiden Tail· in «in Teil «uaaauaeneufaeeen. Zn dea Boiur iat in einer auereichenden Entfernung τοη der düeeüartigen Terengung 9 Btromaufwärte eine Torrichtung et» Tereprühen τοη Waaaar 12 Torgeaahan· Maa· dient anr weiteren Erhöhung d«a Stauitrennungaeffektea dar Anlage.
Saa Arbeitegaa tritt aua Aaa Turbinenrad 1 parallel ita deaaen Aohae aua und wird in eine» Diffuser 17 T*rlangaaait. An den Ddffueor 17 aonlieaat eich aina Rohrleitung 18 an» dia au dam alt da« Oaa au apavendan lata fuhrt· Hw Siffuaor 17 ist ao auegelegt, daas ar ein Maziau« dar dynaeieohen StrOemngaanargia dar aua Aaa Rad auatretenden Oase auruakgawinnt. Xn ng· 2 iat hier lediglieh ein DiffuBor dargestellt, dar iia axial geriohtete 0a~ eohwindigkeitskoapenente rerringert und dia in dieser Bewegung liegende ftiergle surüokgewinnt. Wann dan austretenden Oasen jedooh neeh ein beträchtlioher Stall anhaftet, aa wird sweeksissig ein Leitschaufelkrana rorgeaahen, dureh den Aia amargla Aar Drehbewegung mrUakg«wonn«n warAan kann. Im Aaa gleiohen Zweek kann au*h aia splralisak
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gelerntes Gehäuseteil dienen«
Di® Geeamtt or richtung setzt sich ale® suaamssn au» de» Waeserserst&uber, einem ansehltessenSen i Beschleuniger* eimern de» oral! de? Strömung Spiralgehäuse, und einer §ent.rip®ii&ltisrbim·* Me auf« eimaüderfolgenden Wlrkungm diese? Seile führen in diese? !©n&ination su einer senf wirksames! Abscheidung *·· Staubgehaltes dea Arbeitegases v©r dels T^fcir.s&rad, »c dass diese» TO^ Iroelon mid ander^a 2©rstörnjßg«a ge-
ist lind «eine Aufgabe &%v Unerglsrüclcg*wiimimj£ beeinträchtigt wird»
WteSomg de^ Waeserserstäu^era It im dem 3t^@s d** si&mbhaltigen A.Tbeitegafc*,s erkig^ft «i^k In $'>? Weise» daes
Staut^irtilcelohen befeuohtet wtrdasßtj. wotmreh sie Ter» und beschwert werden« bo dass die Ssatrifugal- und weitere Abaeheidungesi gefördert werden« Is kosttt hi£sm9 dass naeh der Serstäubumg d«e Wasser» in &®n Strom des Arbeitsgases dieses einer plötnliohen l@aohltunigung unterworfen wird, Hierbei folgen die kleinen Staubteilchen im wesentlichen dieser Besehleunigungt während die grossen Staubteilchen aufgrund ihrer grOeseren Hasse der Beschleunigung nur rersugert folgen· Ss prallen somit die kleinen Staubteilehen auf die grös·» seren auf, wodurch eine weitere Vergrößerung und Ver* kluÄp-ung der Staubtellehen eintritt. Dieser Bffekt wird e.B. stromaufwärts der engsten Stelle tob Tenturl-Euhren in feuchten Bctetaubunsanlagen angewandt·
Oer die angefeuehteten und easammeBgeballtem Stattet·!!* ohen tragend· Oasetrom tritt nun mit grosser ö«eekwindig~ keit in das Spiralgehäuse ein und wird τοη dem Mmtritt··* fl«»eM β an bis sum Eintritt am Aussemuafang des Turbiatmrades einer beschleunigten Wirbelbewegung unterworfen,
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SI· daait »nf die Staubteilchen wirkend« Zentrifugalkraft treibt dl·«· naoh auseen an di· Peripherie de» Spiralgehäuse· 7.
9a daa Austrat·» der eejnrerunreinigungen *u erleichtern, tat dl· Auaaenwandung des Oehäu··· suaam&engeaetzt baw· auag«kl«ld«t alt gekrümmten Platten 13, die rorsugeweiee leicht de»ontierl»ar angeordnet eind, da es sieh ua Terschlfeiaateile handelt· Dieee Platten eind so angeordnet« daaa al· der Peripherie des Spiralgehäuse» 7 Schlitse 14 bilden« dar·» Öffnung im wesentlichen senkrecht auf der Innenoberfläoae de« Oehäueee eteht, so daaa di· linetrömrlohtung also tangential let. Den dichten Auasenabsöhluee de· Oehauees Bildet dann eine »weite Wand 15* line Abfuhrleitung Ii AiHat die auegeechiedenen Terxmreijiiguiigeii auf,
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Claims (2)

  1. Patentansprüche t
    f 1. Wrbine für staubhaltiges Arbeitegas, dadurch \_y& ©kennzeichnet , dass ein Zentripetal- !turbinenrad (1) in einem die Drehbewegung des Gases beschleunigenden Spiralgehäuse (7) angeordnet ist, in das das Gas tangential eintritt« wobei dieses Spiralgehäuse an seinem Aussenumfang Schlitze (14-) aufweist, die sich tangential in das Gehäuse öffnen und su einer Abfuhrleitung (16) führen.
  2. 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet t dass das Arbeitsgas vor Eintritt in das Spiralgehäuse (7) in einem düsenförmig konvergenten Kanal (9»10) beschleunigt wird»
    t Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass strom-auf des Beschleunigungsteils des Kanals (9, 10) eine Wasserzerstäubungsanlage (12) vorgesehen ist·
    r;
    r.ii.- χ ANWÄLTE
    809812/0369
DE19641426856 1963-05-16 1964-05-09 Entspannungsturbine zur Ausnutzung der Energie von unter Druck stroemenden warmen staubhaltigen Gasen Pending DE1426856A1 (de)

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