DE191169C

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Publication number: DE191169C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- jyi 191169 KLASSE 4-6 c. GRUPPE

Luftgasventilator. Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Februar 1905 ab.

Es ist bekannt, doppelte Zentrifugalkompressoren von der Turbinenwelle einer Gasturbine direkt anzutreiben und durch diese Kompressoren Luft und Gas getrennt vorzukomprimieren. Jedoch beschränkt sich dieses Bekanntsein lediglich auf den Vorschlag, die Einrichtung in der angegebenen Weise einzurichten. Auf die näheren Erfordernisse, wie sie aus folgender Erörterung hervorgehen,

ίο ist man dabei nicht eingegangen.

An Hochdruckventilatoren werden in Verbindung mit Gasturbinen besondere Anforderungen gestellt, die sich aus der Natur des Betriebs der Gasturbine ergeben. Zunächst müssen in der Regel beide Ventilatoren von der Gasturbine ihren Antrieb erhalten und sind demnach an dieselbe Tourenzahl gebunden. Ferner muß das Mischungsverhältnis ein verschiedenes sein,- je nach der Natur des Gases, d. h. bei reichen Gasen muß mehr Luft, bei armen Gasen weniger Luft im Verhältnis zum Gas zugeführt werden. Dem hierdurch gegebenen verschiedenen Lieferungsvermögen des Luftventilators und Gasventilators muß die Ausbildung der Ventilatoren entsprechen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß im allgemeinen die gleichzeitige Kompression des bei atmosphärischem Druck zusammengebrachten Gemisches in einem gemeinsamen Ventilator wegen der damit verbundenen Gefahren unzulässig erscheint. Zunächst bringt die hohe Kompressionswärme, welche durch die Reibungswärme des Gemisches noch erhöht wird, das Gemisch leicht in die Nähe der Zündungstemperatur. Andererseits liegt die Gefahr vor, daß bei den geringen anzuwendenden Spielräumen eine Reibung zwischen den rotierenden und stillstehenden Teilen entsteht und durch die Reibungsfunken das Gemisch entzündet wird. Es entsteht deshalb die Aufgabe, die beiden Ventilatoren bei gleicher Umdrehungszahl so auszubilden, wie es das jeweilige Mischungsverhältnis bedingt.

Hierzu kommt nun noch ein erschwerender Umstand, welcher durch das verschiedene spezifische Gewicht gegeben ist. Wenn das Gas, wie es meist der Fall ist, leichter als die Luft ist, ergeben sich bei einer symmetrischen gleichmäßigen Durchbildung beider Ventilatoren verschiedene Kompressionsspannungen. Die Folge davon wäre eine totale Verschiebung des angestrebten richtigen Mischungsverhältnisses, da die höher komprimierte Luft in größerer Menge in den Mischungsraum überströmen würde als das geringer komprimierte Gas. Unter Umständen würde" sogar eine Mischung überhaupt unmöglich werden. Es entsteht deshalb die Aufgabe, das spezifische Gewicht in der Konstruktion der Ventilatoren zu berücksichtigen. Eine nähere rechnerische Untersuchung zeigt nun, daß es nötig ist, entweder dem Gasventilator bei derselben Umdrehungszahl eine größere Zahl Stufen zu geben oder den Gasventilatorrädern bei derselben Stufenzahl einen größeren Durchmesser zu geben oder ein kombiniertes System anzuwenden, d. h. dem Gasventilator sowohl eine größere Stufenzahl als auch größere Raddurchmesser zu geben. Bei den hier in Betracht kommenden Kompressionsdrucken ist die Hintereinanderschaltung einer größeren Zahl von Ventilatoren nötig.

Wenn das spezifische Gewicht nicht sehr ver-

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schieden ist, kann unter Umständen der verschiedene Raddurchmesser bei derselben Stufenzahl beider Ventilatoraggregate am bequemsten zum Ziele führen. Wenn dagegen das spezifische Gewicht sehr verschieden ist, dürfte die Ausbildung derselben Ventilatorgröße bei allen Ventilatoren derselben Aggregate, jedoch bei verschiedener Zahl der Ventilatoren beider Aggregate, konstruktiv empfehlenswert sein.

ίο Wenn noch Unterschiede verbleiben, müssen solche eventuell durch gleichzeitige verschiedene Ausbildung der Ventilatorraddurchmesser beseitigt werden. Wenn alsdann noch Unterschiede vorhanden sind, können . diese durch Abschlußorgane in den Saugröhren beider Ventilatoraggregate durch entsprechende Einstellung beseitigt werden.

Zum Zweck der Erzielung einer gedrängten Anordnung und einer einfachen Führung der Luft bzw. des Gases ist es zweckmäßig, die Ventilatoren beider Aggregate in bekannter Art einseitig auszubilden, d. h. die Flügel nur auf einer Seite der Ventilatorscheibe anzubringen. Das ist namentlich für Ventilatoren zweckmäßig, welche ein geringes Fördervolumen haben. Bei Ventilatoraggregaten dieser Konstruktion erscheint es nun zweckmäßig, die beiden Aggregate in ebenfalls bekannter Weise entgegengesetzt auszubilden, so daß der summarische Axialdruck des Luftventilatoraggregats durch den summarischen Axialdruck des Gasventilatoraggregats aufgehoben wird. Eine rechnerische Untersuchung zeigt, daß bei der verschiedenen Ausbildung beider Ventilator aggregate, sei es durch verschiedene Bemessung der Ventilatorraddurchmesser, sei es durch verschiedene Bemessung der Ventilatorzahl, sei es durch verschiedene Bemessung beider Größen, sowie es der Unterschied des spezifischen Gewichts erfordert, sich ein gleicher summarischer Axialdruck für beide Ventilatoraggregate ergibt. Die Ausbildung der Ventilatoraggregate, so wie oben beschrieben, hat demnach noch den sehr schätzenswerten Vorteil, daß sich bei symmetrischer, aber entgegengesetzter Durchbildung beider Aggregate, so wie oben beschrieben, eine völlige Ausbalancierung in axialer Richtung ergibt. Wie der Betrieb mit Dampfturbinen, Hochdruckventilatoren und Zentrifugalpumpen zeigt, ist dies für die Instandhaltung der Spurlager von allergrößtem Wert. Bei einer Ausbildung beider Aggregate so, daß sowohl dem unterschiedlichen spezifischen Gewicht als auch der axialen Druckausgleichung -Rechnung getragen wird, erscheint es zweckmäßig, die beiden letzten Ventilatoren beider Aggregate zu einem gemeinsamen Doppelventilator zu vereinigen, derart, daß das gemeinsame Ventilatorrad auf beiden Seiten mit Flügeln versehen wird. Alsdann wird durch dieses gemeinsame letzte Rad sowohl der Luft wie dem Gas die letzte Druckerhöhung gegeben. Die Vereinigung und Mischung beider erfolgt nun im gemeinsamen Druckraum des letzten gemeinsamen Ventilators.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Luftgasventilator, bestehend aus einem mehrstufigen Luftvenfilator und einem mehrstufigen Gasventilator, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventilatoren dem verschiedenen zpezifischen Gewicht der Luft und des Gases entsprechend mit einer verschiedenen Zahl von Stufen oder mit verschiedenem Raddurchmesser oder mit verschiedener Stufenzahl bei gleichzeitiger verschiedener Bemessung der Raddurchmesser versehen werden zu dem Zweck, in beiden Ventilatoren denselben Endkompressionsdruck und das gewünschte richtige Mischungsverhältnis zu erzielen.

2. Luftgasventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden letzten Räder beider Ventilatoren zu einem doppelseitig geschaufelten Rad vereinigt werden, so daß hierdurch der Luft und dem Gas die letzte Druckerhöhung erteilt wird, worauf die Vereinigung und Mischung beider im gemeinsamen Druckraum erfolgt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.