DE3404921A1 - Guide vane system - Google Patents

Abstract

Guide vane system with parallel guide vanes (1), valves being arranged in the flow channels (2) between the guide vanes. For the adjustment of the flow, the valves can be adjusted individually, more specifically such that the said individual valves are either completely open or completely closed. For fine adjustment, one or several of the valves can also be moved into an intermediate position. The adjustment of the valves can be effected manually or automatically. In the latter case, there is an adjusting device, for example in the form of a link motion with one or more grooves for journals on actuating arms on the valves. Only one valve at a time can have its position changed by the adjusting device. <IMAGE>

Description

Leitschaufelsystem Guide vane system

Die Erfindung betrifft ein Leitschaufelsystem mit parallelen Leitschaufeln.The invention relates to a guide vane system with parallel guide vanes.

Leitschaufeln kommen sowohl in Turbinen wie in Schaufelkompressoren, aber auch in anderen Zusammenhängen vor und dienen dazu, einen Fluß zu steuern. Hierbei kann der Wunsch bestehen, den Fluß einstellen, steuern oder regeln zu könne. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Drosseln oder Ventile, die von den Leitschaufeln selbst unabhängig sind, oder drehbare Leitschaufeln zu verwenden.Guide vanes are used in both turbines and vane compressors, but also in other contexts and serve to control a river. There may be a desire to adjust, control or regulate the flow. For this purpose it is known to use throttles or valves from the guide vanes themselves are independent, or to use rotating guide vanes.

Normalerweise erfolgt dann die Verstellung des Flusses durch Drosselung des Flusses in größerem oder kleinerem Maße, was fast zimmer mit erheblichen Drosselverlusten verbunden ist.Normally the flow is then adjusted by throttling of the river to a greater or lesser extent, which almost results in significant throttling losses connected is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitschaufelsysem der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem der Fluß eingestellt, gesteuert oder geregelt werden Ikann, ohne daß hierbei nennenswerte Drosselverluste auftreten.The invention is based on the object of a Leitschaufelsysem to develop initially mentioned type with which the flow is adjusted, controlled or I can be regulated without significant throttle losses occurring.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Leitschaufelsystem nach dem Oberbegriff ;des Anspruches 1 vorgeschlagen welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.A guide vane system according to the preamble is used to solve this problem ; of claim 1 proposed which according to the invention in the characterizing part of claim 1 has the features mentioned.

l Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt. l Advantageous embodiments of the invention are mentioned in the further claims.

Ein solches Leitschaufelsystem kann zur manuellen Einstellung des Flusses verwendet werden, beispielsweise beim Eintrimmen eines Flusses in einer Anlage; es ist jedoch ebenfalls gut geeignet zur maschinellen Verstellung für eine Steuerung oder Regelung mit Hilfe passender Verstellvorichtungen. Eine solche Verwendung des Leitschaufelsystem als Stellglied einer Regelung oder Steuerung kann beispielsweise in einer Turbomaschine stattfinden, bei der die Dampfabnahme an einer Schaufelstufe verstellt wird.Such a guide vane system can be used for manual adjustment of the River can be used, for example when trimming a river in a System; However, it is also well suited for mechanical adjustment for a Control or regulation with the help of suitable adjustment devices. Such a use the guide vane system as an actuator of a regulation or control can for example take place in a turbo machine, in which the steam is drawn off at a blade stage is adjusted.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 und 2 den prinzipiellen Aufbau eines Leitschaufelsystems gemäß der Erfindung, Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsprinzip für ein Leitschaufelsystem gemäß der Erfindung, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Verstellvorrichtung zur maschinellen Steuerung oder Regelung.Based on the exemplary embodiments shown in the figures, the Invention will be explained in more detail. 1 and 2 show the basic structure of a guide vane system according to the invention, FIG. 3 shows a modified embodiment principle for a guide vane system according to the invention, FIG. 4 shows an embodiment of a Adjustment device for machine control or regulation.

Figur 1 zeigt mehrere parallele Leitschaufeln 1 zwischen denen mehrere parallele Strömungskanäle 2 gebildet werden. Der Begriff der Parallelität bezieht sich hierbei auf die Strömungsrichtung. Handelt es sich beispielsweise um die Leitschaufeln einer Turbine oder eines Turbokompressors, so sitzen die Leitschaufeln radial im Ring, so daß sie nicht in der Längsrichtung parallel sind, jedoch fortwährend im Verhältnis zu der Strömungsrichtung parallel, und zwar alle senkrecht zu dieser Richtung sind.Figure 1 shows several parallel guide vanes 1 between which several parallel flow channels 2 are formed. The concept of parallelism relates refer to the direction of flow. For example, if it is the guide vanes a turbine or a turbo compressor, the guide vanes sit radially in the Ring so that they are not parallel in the longitudinal direction, but continuously in the Relation to the direction of flow parallel, and indeed all perpendicular to this Direction are.

Zur Einstellung des Flusses durch die Strömungskanäle 2 sind zwischen den Leitschaufeln 1 drehbare Ventile 3 eingesetzt. In Figur 1 sind alle Ventile geschlossen, während in Figur 2 das oberste geschlossen ist, die beiden unteren ganz geöffnet sind und das zweitoberste teilweise geöffnet ist. Der Sinn der Erfindung besteht also darin, daß die Verstellung schrittweise geschieht, so daß der überwiegende Teil aller Ventile entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen ist und nur ein Ventil oder einige wenige Ventile zur Feineinstellung teilweise geöffnet sind.To adjust the flow through the flow channels 2 are between the guide vanes 1 rotatable valves 3 used. In Figure 1 are all valves closed, while in Figure 2 the top one is closed, the two the lower ones are fully open and the second uppermost is partially open. The meaning the invention consists in the fact that the adjustment is done gradually, so that the vast majority of all valves are either fully open or fully closed is and only one valve or a few valves for fine adjustment partially are open.

Hierdurch erfolgt die Einstellung kontinuierlich Schritt für Schritt, wobei durch die meisten Ventile entweder ein völlig freier oder gar kein Durchfluß möglich ist.This means that the setting is carried out continuously, step by step, with most valves either completely free or no flow at all is possible.

Drosselverluste treten nur in den teilweise geöffneten Ventile auf.Throttling losses only occur in the partially open valves.

Wenn das Leitschaufelsystem gemäß der Erfindung zum Eintrimmen eines Flusses nur eimmal oder gelegentlich verstellt wird, kann die Einstellung manuell in der Weise geschehen, daß jedes Ventile mit einer bekannten Art von Betätigungsarm versehen ist, wobei jeweils eines der Ventile geöffnet oder geschlossen wird, bis man den gewünschten Fluß erreicht hat. Falls erforderlich, kann eine Feineinstellung dadurch erfolgen, daß ein oder einige Ventile teilweise geöffnet werden.When the guide vane system according to the invention for trimming a If the flow is only adjusted once or occasionally, the setting can be done manually done in such a way that each valve has a known type of actuator arm is provided, with one of the valves being opened or closed until you have reached the desired flow. If necessary, fine adjustment can be made take place in that one or some valves are partially opened.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Ventile nicht die dargestellte Form durchbohrter Zylinder haben müssen, sondern auch als flache Drehdrosseln oder Schiebeventile ausgeführt sein können. Wichtig ist, daß zumindest der überwiegende Teil der Ventile dazu bestimmt ist, entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen zu werden.It should be noted that the valves are not those shown Must have the shape of a pierced cylinder, but also as a flat rotary throttle or Slide valves can be designed. It is important that at least the majority Part of the valves is intended to be either fully open or fully closed to become.

Wenn die Leitschaufeln in einem Ring sitzen, wie z.B. in Turbomaschinen, kann es mit Rücksicht auf die Symmetrie, d.h. zur Vermeidung einer Schrägbelastung des Rotors, angebracht sein, das Leitschaufelsystem in Gruppen von Leitschaufeln zu unterteilen, wobei beim Betrieb jede Gruppe dieselbe oder annähernd dieselbe Anzahl voll geöffneter, geschlossener und teilweise geöffneter Ventile enthält.If the guide vanes are in a ring, as in turbo machines, for example, it can be done with consideration of the symmetry, i.e. to avoid an oblique load of the rotor, be attached, the guide vane system in groups of guide vanes to subdivide, with each group being the same or approximately the same in operation Number of fully open, closed and partially open valves contains.

Ferner müssen bei einem Ring von Leitschaufeln entweder die Schaufeln oder die Ventile oder beide in radialer Richtung konisch ausgeführt sein mit dem größten Querschnitt ganz außen, damit man eine Passung zwischen Schaufeln und Ventilen enthält.Furthermore, in the case of a ring of guide vanes, either the vanes or the valves or both be designed conically in the radial direction with the largest cross-section on the outside so that you can get a fit between blades and valves contains.

Figur 3 zeigt eine Variante des in Figur 1 gezeigten Leitschaufelsystems, bei der außer den durchgehenden Leitschaufeln 1 ZwischenLeitschaufeln 4 vorhanden sind, welche die Strömungskanäle zwischen den Leitschaufeln 1 aufteilen. Dadurch erhält man einen glatten Strömungskanal auch bei einem nur halb geöffneten Ventil und damit kleinere Drosselverluste.Figure 3 shows a variant of the guide vane system shown in Figure 1, in addition to the continuous guide vanes 1 intermediate guide vanes 4 are present which divide the flow channels between the guide vanes 1. Through this a smooth flow channel is obtained even when the valve is only half open and thus smaller throttle losses.

Ist es erforderlich, das Leitschaufelsystem während des Betriebs zum Zwecke der Steuerung oder Regelung zu verstellen, so benötigt man im allgemeinen eine maschinell betätigbare Verstellvorrichtung, um die Ventile kontinuierlich und schrittweise öffnen und schließen zu können. Eine solche Vorrichtung kann gemäß Figur 4 aufgebaut sein.Is it necessary to use the guide vane system during operation To adjust the purposes of the control or regulation, so you need in general a mechanically operated adjustment device to adjust the valves continuously and to be able to open and close gradually. Such a device can according to Figure 4 be constructed.

In Figur 4 sind die Ventile 3 durch gestrichelte Linien angedeutet. Jedes Ventil ist mit einem Betätigungsarm versehen, der in einem Zapfen endet. Diese Zapfen werden von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung in Form einer Kulissensteuerung mit einer Nut für die Zapfen gesteuert.In Figure 4, the valves 3 are indicated by dashed lines. Each valve is provided with an actuating arm that ends in a pin. These Pins are operated by a common actuating device in the form of a link control controlled with a groove for the tenons.

Bei einer Turbomaschine kann die Kulissensteuerung die Form eines Ringes haben, der die Leitschaufeln umgibt, wobei die Nut eine Schraubenlinie mit zwei Windungen bildet, die in je einer Ebene verlaufen und über ein Ubergangsstück miteinander verbunden sind. Wenn die Kulissensteuerung mit diesem Ubergangsstück einen Zapfen passiert, wird das zugehörige Ventil aus der geöffneten in die geschlossene Stellung oder umgekehrt umgestellt. In Figur 3 sind die beiden unteren Ventile offen, das zweitoberste ist halb geöffnet und das oberste ist geschlossen.In the case of a turbo machine, the gate control can take the form of a Ring that surrounds the guide vanes, with the groove having a helical line forms two turns, each running in a plane and over a transition piece are connected to each other. If the gate control with this transition piece If a pin happens, the associated valve changes from the open to the closed one Position or vice versa. In Figure 3, the two lower valves are open, the second on top is half open and the top one is closed.

Wenn die Ventile in Gruppen aufgeteilt sind, hat jede Gruppe ihre eigene Nut in der Kulissensteuerung, mit einer Länge, die ungefähr doppelt so lang wie die Länge der Gruppe ist.When the valves are divided into groups, each group has its own own groove in the gate control, with a length that is about twice as long what the length of the group is.

Oft kann ein Teil der Strömungskanäle ohne Ventile ausgeführt sein, da häufig kein Bedarf besteht, den Fluß völlig abzustellen.Often some of the flow channels can be designed without valves, since there is often no need to shut off the flow entirely.

Claims (4)

Patentansprüche: M Leitschaufelsystem mit parallelen Leitschaufeln (1), dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des durch das Leitschaufelsystem strömenden Flusses Ventile (3) in den Strömungskanälen zwischen den Leitschaufeln (1) angeordnet sind, welche Ventile mit Vorrichtungen zur individuellen Einstellung von jeweils nur einem Ventil zur gleichen Zeit versehen sind. Claims: M guide vane system with parallel guide vanes (1), characterized in that for setting the through the guide vane system flowing flow valves (3) in the flow channels between the guide vanes (1) are arranged, which valves with devices for individual adjustment are provided by only one valve at a time. 2. Leitschaufelsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (3) manuell einstellbar sind.2. guide vane system according to claim 1, characterized in that the valves (3) can be adjusted manually. 3. Leitschaufelsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstellvorrichtung (8), beispielsweise in Form einer Kulissensteuerung, zur Umstellung von jeweils einem Ventil zur gleichen Zeit zwischen der völlig geöffneten und der völlig geschlossenen Stellung vorhanden ist.3. guide vane system according to claim 1, characterized in that an adjusting device (8), for example in the form of a link control, for Switching one valve at a time between the fully open one and the fully closed position is present. 4. Leitschaufelsystem nach Anspruch 3, bei dem die Leitschaufeln (1) in Gruppen aufgeteilt sind , dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe mit einer eigenen Verstellvorrichtung zur Umstellung von jeweils einem Ventil zur gleichen Zeit in der Gruppe versehen ist.4. guide vane system according to claim 3, wherein the guide vanes (1) are divided into groups, characterized in that each group with its own Adjustment device for switching one valve at a time in the group is provided.