DE1935872A1 - Stroemungsmaschine mit mindestens zwei verschiedenen Stroemungswegen im Laufrad - Google Patents

Description

• Zusatz- Patentanmeldung zu P 1933070.2 Bezeichnung der Hauptanmeldung: "Laufrad einer radialen Strömungsmaschine mit axialer Strömung am Ein- und Austritt und im Aussenbereich überwiegend tangentialer Strömungsrichtung, Bezeichnung der vorliegenden Zusatzanmeldung: "Strömungsmaschine mit mindestens zwei verschiedenen Strömungswegen im gleichen Laufrad." Es ist bekannt, die Strömungswege Je eines Verdichtunga- und Entspannungsvorganges im gleichen Laufrad anzuordnen. Diese Anordnung wurde vorgeschlagen teils um Platz zu sparen, teils um einen Teil der Entspannungsenergie ohne den Umweg über eine Welle direkt zur Verdichtung auszunutzen. Bei den bekannten Vorschlägen sind die Axialkomponenten der Strömungen, die sich im Laufrad kreuzen, gegenläufig. tis wurde auch bereits vorgeschlagen das Arbeitsmittel der Verdichtung einer solchen Kombination zur Kühlung des Entspannungskanals zu verweiden.
• Die Kiihlfläche ist allerdings bei sich kreuzenden Strömungswegen nicht ausreichend, um eine gleichmässige Wärmeübertragung über einen grösseren Teil der Begrenzungs chen des Strömungsweges drr Entspannung zu ermöglichen, Um diesen Nachteil zu beseitigen wird vorgeschlagen mindestens zwei konstruktiv nach dem Vorschlag den Hauptpatentanmeldung ausgeführte Strömungswege derart miteinander im gleichen Laufrad zu kombinieren, dass sie sich nicht kreuzen sondern dachziegelartig in radialer Richtung gestaffelt derart sneinander anschliessen, dass Je zwei benachbarte Strömungswege auf einen grossen Teil ihrer radialen Erstreckung Je eine Begrenzungswand miteinander gemeinsam haben, Eine solche Kombination von zwei parallel geschalteten Entspannungs-Strömungswegen, wie sie in Fig.1 dargestellt ist, wurde für thermodynamisch gleichartige Arbeitsmittel bereits vorgeschlagen. Wenn der Druckverlauf in beiden Strömungswegen praktisch gleich ist, genügt eine (in der Skizze nicht dargestellte) konventionelle Dichtung am Austritt zur Vermeidung etncr Mischung der beiden Arbeitsmittel. Auf die Welle wird hier die Summe beider Entspannungsenergisen Ebartragen Eine Konbination von drei Strömun swegen im gleichen Laufrad für thermodynamisch verschiedene Arbeitsmittel zeigt Fig. 2: Hier ist ein Entspannungs- zwischen zwei Verdichtungs-Strömungswegen angeordnet. Die Entspannungsenergie wird wieder unmittelbar auf die Verdichtungs-Strömungswege übertragen, die Welle überträgt nur Differenzenergie. Die Axialkomponenten sind gegeläufig. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen können jedoch dic beiden zur Achse senkrechten und mit benachbarten Verdichtun,skanälen gemeinsamen Begrenzungsflächen des Entspannungskanale durch das (die) zu verdichtenden Arbeitsmittel wirksain gekühlt werden. Es sind hier zwischen Je zwei Mündungen von Kanälen Dichtungen snzuordnen (In Fig.2 nicht dargestellt.),die nicht nur Mengen- und Druckverluste, sondern auch unerwünschte mischungen der Arbeitsmittel zu verhindern haben.
• Bei d vorgeschlagenen Kombination von drei Kanälen int es auch möglich, die beiden radial zur Achae v-rlaufenden Bearenzungsflächen des Entspannungskanals wirksam zu kühlen, wenn sie mit Kühlkanälen versehen werden und wenn die Druckbereiche der vorn gleichen Arbeitsmittel durchströmten Verdichtungska näle verschieden sind. Werden die Kühlkanäle mit den beiden verdischtungskanälen verbunden, dann können- wie in Fig.2 strichpunktiert dargestellt- Teilströme des Verdichtungs-Arbeitsmittels vom höheren zum niedrigeren Druckbereich überströmen und damit auch die radialen Begrenzungsflächen des Entspannungskanals wirksam kühlen.
• Als Anwendungsbeispiel zeigt Fig. 3 das Schaltschema, Fig.4 das Anordnungsschema der Strömungswege einer kombinierten Strömungsmaschine für einen Fahrzeugantrieb in offener Gasturbinenschaltung: Es sind je zwei Entspannunsstufen a1, a2 und vier Verdischtungsstufen b1 bis b4 in zum Druckausgleich zweiflutiger Ausführung dargestellt. Zwischen den Laufrädern erfolgt in Leiträdern die Umlenkung und Querschnittsänderung der Strömungswege. Die zweite Verdichtungsstufe b2 möndet aus Platzgründen radial, die vierte b4 in die hohle Welle. Zwischenktihler a, Wärmetauscher d und die ringförmige Brennkammer o sind ausoen angeordnet. Die erforderlichen Dichtungen sind nicht eingezeichnet,

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Strömungsmaschine mit Laufrändern in der Ausführung der Hauptanmeldung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei verschiedene Strömungswege im gleichen Laufrad radial Ubereinander derart angeordnet sind, dass eie mindestens eine Begrenzungswand auf einen erheblichen Teil ihrer radialen Erstreckung miteinander gemeinsam haben.
2. 2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 dass auch in den nach- bzw. vorgeschalteten Leiträdern til mindestens zwei Strömungswege in gleicher Weise angeordnet sind.
3. 3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Entspannungs-Strömungsweg zwischen zwei Verdichtungs-Strömungswegen liegt, sodass die beiden zur Achse genkrechten Begrenzungswände, die je zwei benachbarten Kanilen gemeinsam sind, durch das Abbeitemittel der Verdichtungs-Strömungswege gekühlt werden.
4. 4. Strömungsmaschine nach Anspruch 1 undtitii a, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Achse radial liegenden Begrenzungswände des innen liegenden Entspannungs-Strömungsweges mit Kühlkanälen ausgestattet sind, die mit den beiden benachbarten Verdichtungs-Strömungswegen derart in Verbindung stehen, dass sie durch über die Kühlkanäle Uberströmende Teilströme des Verdichtungs-Arbeitsmittels gekühlt werden.

   Angezogene Litteratur- und Patentschriften: Zeitschrift "Motorrundschau" NK 2 6/1952 Anmeldung P 1426793.7 (B 76342) Anmeldung P 1933070.2 (Haupt-Anmeldung).

   Anmeldung P 1933088.2 u.a.