DE681492C - Drehkolbenverdichter, insbesondere fuer ohne Drehzahlaenderung veraenderliche Leistung - Google Patents

Drehkolbenverdichter, insbesondere fuer ohne Drehzahlaenderung veraenderliche Leistung

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DE681492C DEG90161D DEG0090161D DE681492C DE 681492 C DE681492 C DE 681492C DE G90161 D DEG90161 D DE G90161D DE G0090161 D DEG0090161 D DE G0090161D DE 681492 C DE681492 C DE 681492C
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    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/055Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor being of the positive-displacement type

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Description

  • Drehkolbenverdichter, insbesondere für ohne Drehzahländerung veränderliche Leistung Die Regelung von Drehkolbenverdichtern für veränderliche Leistung erfolgt in wirtschaftlicher Weise durch Änderung der Drehzahl des Verdichters, und es wird daher von dieser Art der Regelung weitgehender Gebrauch gemacht. Es gibt aber viele Fälle, in denen diese Regelung nicht möglich ist, weil der Verdichter auch-bei veränderter Leistung mit unveränderlicher Drehzahl betriebenwerden muß oder weil die Bedarfsschwankungen so groß sind, daß sie durch Drehzahländerung allein nicht ausgeglichen werden können. Solche Fälle ergeben sich z. B. in Gasturbinenanlagen mit Gleichdruckverbrennung, bei denen der Verdichter die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge auf einen bestimmten Druck verdichtet, der sich in der Regel mit .der Belastung der Anlage ändert.
  • Handelt es sich um eine Gasturbinenanlage, bei welcher der Verdichter von einer Turbine angetrieben wird, die von der Nutzleistungsturbine mechanisch unabhängig ist, so kann die Verdichterleistung in -weiten Grenzen durch Drehzahländerung unabhängig von der z. B. gleichbleibend zu haltenden Drehzahl der Nutzleistungsturbine geregelt werden. Dies ist aber dann nicht möglich, wenn der Verdichter von einer Turbine angetrieben wird, die auch Nutzleistung liefert, oder wenn die Verdichterturbine und Nutzleistungsturbine in irgendeiner Weise mechanisch verbunden sind und die Drehzahl der Nutzleistungsturbine sich entweder überhaupt nicht oder nicht in dem Maße ändern darf, daß dadurch allein eine den veränderlichen Belastungsverhältnissen angepaßte Regelung des Verdichters möglich wäre: In diesem Falle kann die Luftmenge durch Drosselung geregelt werden, doch ist diese Art der-Regelung mit Rücksicht auf die unvermeidlichen-Drosselverluste unwirtschaftlich. Es wurde auch vorgeschlagen, die angesaugte Luft je nach der erforderlichen Verdichterleistung in verschiedene Druckstufen des Verdichters einzuführen, derart, daß die Frischluft bei geringerer Leistung in eine höhere Druckstufe geleitet wird. Bei dieser Regelung fällt naturgemäß der Wirkungsgrad des Verdichters- bei von der normalen Belastung abweichenden Belastungen stark ab, weshalb auch diese Regelung keine praktische Bedeutung erlangt hat. Ferner wurde vorgeschlagen, besondere Regelverdichter anzuordnen, die je nach der Belastung der Anlage völlig ausgeschaltet sind oder allein oder zusammen finit den übrigen Verdichtern arbeiten.. Durch diese Anordnung wird eine Anpassungsfähigkeit an wechselnde Belastungen erreicht, doch stellt die Ab- und Zuschaltung von Verdichtern, wenn ihre Drehzahl nicht wesentlich geändert werden darf, nur eine Grobregelung dar; zwecks genauer Anpassung der Förder- Leistung an die Belastung der Anlage muß auch hier, wenn auch in geringerem Maße, wieder gedrosselt werden:-Die vorliegende Erfindung bezweckt, die angegebenen Übelstände zu vermeiden und somit eine möglichst verlustfreie Regelung von Drehkolbenverdichtern für veränderliche Leistung zu erhalten, deren Drehzahl sich nicht oder nicht in beliebig weiten Grenzen ändern darf. Hierzu eignen sich besonders Drehkolbenverdichter in Gestaltvon Schrauben- oder Zahnradverdichtern mit zwei oder mehreren zusammenarbeitenden umlaufenden Schraubenrädern, deren Gewinde bei der Umdrehung der Läufer das angesaugte Arbeitsmittel, z. B. Luft, in einem fortschreitend sich vermindernden, von den zusammenarbeitenden Gewinden und dem Gehäuse eingeschlossenen Verdichterraum verdichten, "der nach Erreichung des gewünschten Enddruckes nach der Druckleitung hin geöffnet wird. Wird nun in einem solchen Verdichter eine Anzapföffnung vorgesehen, durch welche teilweise verdichtete Luft ausströmen kann, dann kann bei unveränderter Drehzahl des Verdichters bei geringem Luftbedarf die nicht benötigte Luftmenge durch die Anzapföffnung ausgelassen und nur die erwünschte Luftmenge auf den Enddruck verdichtet werden. Der dabei auftretende Verlust ist gering, wenn die Anzapföffnung so angeordnet ist, daß die Luft in dem Augenblick beginnen kann auszuströmen, in welchem die Verdichtung beginnt. Die nutzlos aufgewendete Verdichtungsarbeit ist dann klein, und die Verlustfläche im Verdichtungsschaubild wird um ein bedeutendes-geringer als im Falle einer Drosselregelung. Es ist auch einleuchtend, daß die beschriebene Anordnung wirtschaftlicher 'ist als das bei Fliehkraftverdichtern übliche Ausblasen des auf den vollen Enddruck verdichteten Arbeitsmittels zwecks Verhütung des Pumpens bei geringen Fördermengen. Fliehkraftverdichter eignen sich für den Zweck der Erfindung überhaupt nicht, weil die Verringerung des auf den Enddruck verdichteten Arbeitsmittels durch das Ausblasen bei geringen Leistungen in einer niedrigen Druckstufe ein Pumpen des Verdichters mit dadurch bedingtem Abfall des Wirkungsgrades verursachen würde. Bei mit veränderlichen Verdichterräumen arbeitenden Drehkolbenverdichtern liegt dagegen diese Gefahr nicht vor.
  • Man hat versucht, bei Kreiselverdichtern die unangenehme Erscheinung des Pumpens zu beseitigen, und zwar dadurch, daß ein Teil der von der ersten oder mehreren ersten Verdichterstufen vorverdichteten Luft wieder abgeblasen wird. Dadurch wird es aber bei dieser Einrichtung unvermeidbar, daß alle Verdichterstufen Verdichtungsarbeit leisten, insbesondere auch die ersten Verdichterräder, die zwischen Ansaugrohr und Abblasv entil liegen. Durch das Abströmen der Luft- ergeben sich Verluste, die auch dadurch nicht ausgeglichen werden können, -daß man, wie bei dem bekannten Vorschlag geschehen, die Abblasorgane soweit wie möglich an das Ansaugende des Verdichters verlegt, beispielsweise bei einem drei- oder vierstufigen Verdichter an die erste Stufe, bei einem neunstufigen Vei c-tichter an die dritte oder vierte Stufe.
  • Denn auch beider Anwendung dieser Vorsichtsmaßnahme ist es unvermeidbar, daß die erste Stufe oder die ersten drei oder vier Stufen des Verdichters unbedingt Verluststufen sein müssen.
  • Ist dein aber so, dann ist ein solcher Kreiselverdichter für Gasturbinenanlagen mit Gleichdruckverbrennung des Treibmittels ungeeignet, da sein Wirkungsgrad bei Teillast infolge der Verluste so stark vermindert werden muß, _daß er für Gasturbinenanlagen unbrauchbar wird.
  • Man hat ferner zur Regelung der Leistung von Kapselgebläsen, bei denen in einem zylindrischen Gehäuse ein mit_ radial beweglichen Schiebern ausgestatteter Läufer: exzentrisch gelagert ist, vorgeschlagen, das verdichtete Arbeitsmittel mit Hilfe von mehreren, in Umfangsrichtung hintereinander geordneter und wahlweise zu öffnender Auslöseorganen von Stufe zu Stufe zu leiten. Auch diese Einrichtungen müssen notwendigerweise zu Verlusten führen, die solche Verdichter zur Verwendung in Gasturbinenanlagen ungeeignet machen, und zwar aus folgendem Grund: Laufen während des Betriebes eines solchen Gebläses dis steuernden Kanten der einzelnen Schieber an den Öffnungen crer Regelventile vorbei, so muß das verdichtete Arbeitsmittel in dem Augenblick, in dem die Kanten eines Schiebers an einer Öffnung vorbeikommen, durch diese Öffnung also eine Verbindung zwischen den vor und hinter dem Schieber liegenden Verdichtungsräumen hergestellt wird, aus dem vor dem Schieber liegenden Raum in den Raum hinter dem Schieber gelangen, und damit ist ohne weiteres der Druckverlust der durch diesen Schieber verdichteten Arbeitsmittelteilmenge gegeben. Diese Verluste sind so groß, daß ein mit dieser Einrichtung versehenes Kapselgebläse niemals illit einem, insbesondere für Gasturbinenanlagen auch nur annähernd befriedigendem Wirkungsgrad arbeiten kann.
  • Schließlich ist noch ein Vorschlag bekanntgeworden, in einem Schraubenräderkapselwerk mit wenigstens zwei kegelförmigen Schraubenverdichterläufern -die verdichtete Luft an verschiedenen über die Länge des Kapselwerkes verteilten Anzapföffnungen abzunehmen. Auch diese Einrichtung muß zu Verlusten führen, .da bei diesem Kapselwerk das Einlaßvolumen unverändert bleibt und stets, jedenfalls im ersten Bereich des Verdichters, in seiner Gesamtheit verdichtet werden muß, so daß beim Abblasen notwendigerweise Verluste entstehen müssen. Der Wirkungsgrad solcher Schraubenräderkapselwerke kann demnach ebenfalls, insbesondere bei Teillasten in Gasturbinenanlagen, nicht befriedigend arbeiten.
  • Abweichend von allen bekannten Vorschlägen ist im vorliegenden Falle als Verdichterteil der Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung desTreibmittels einDrehkolbenverdichter angewendet, dessen zylindrische Drehkolben mit Schraubenverzahnung gleichbleibender Steigung versehen sind, zwischen deren Flanken die Verdichtung des Arbeitsmittels erfolgt. Bei einem solchen Verdichter werden nun zur Erreichung des in der Einleitung dargelegten Zweckes gemäß der Erfindung im Drehkolbenzylinder von- der Atmosphäre ohne Zwischenschaltung z. B. von Ventilen abschließbare Regelöffnungen angeordnet, bei . deren Verbindung mit der Atmosphäre die von diesem Verdichter zwischen Ansaugseite und Regelöffnung geförderte Luftmenge ganz oder teilweise abgeblasen wird.
  • Dieser Verdichter wird zur Regelung der Gasturbinenanlage so gehandhabt, daß die Regelöffnung oder Regelöffnungen durch eine Absperrvorrichtung beeinflußt werden, die in Abhängigkeit von der Belastung der Anlage oder einer von der Belastung abhängigen Größe derart geregelt wird, daß sie bei steigender Belastung den Öffnungsquerschnitt verkleinert und bei sinkender Belastung vergrößert. Es kann jedoch auch die Absperrvorrichtung in Abhängigkeit von der elektrischen Belastung geregelt werden oder in Abhängigkeit von dem Druck des den Turbinen zugeführten Treibmittels.
  • Die Ausbildung der Regelöffnungen erfolgt so, daß die öffnenden und schließenden Kanten der Absperrvorrichtung parallel oder annähernd parallel zu den die Verdichterräume begrenzenden Kanten der Läufer angeordnet sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Gasturbinenanlage mit zwei parallel arbeitenden, gemäß der Erfindung ausgebildeten Verdichtern im axialen Längsschnitt, Fig.2 eine Gasturbinenanlage mit zwei in Reihe geschalteten Verdichtern im axialen Längsschnitt und Fig.3 einen 0üerschnitt ,furch einen Verdichter in größerem Maßstab mit einer abgeänderten Ausführung der Regelungseinrichtung zur Änderung des An-_ zapfquerschnittes.
  • In Fig. i bezeichnet i eine gegenläufige radial beaufschlagte Gasturbine, deren Wellen 2 und 3 elektrische Stromerzeuger 4 und sowie Verdichter 6 und 7 antreiben. Die Turbine und die beiden Stromerzeuger sind in einem gemeinsamen Gehäuse 8 untergebracht, welches die Lager9, io, ii und 12 trägt. Der Verdichter 6 besteht aus zwei Schraubenrädern 13 und 1.4, die zweckmäßig so ausgebildet sind, daß sie sich gegenseitig nicht berühren, sondern zwischen einander und dem Gehäuse Spielräume offen lassen, damit der Verdichter mit hohen Drehzahlen betrieben werden kann. Die Welle 15 des Läufers 13 ist durch eine feste Kupplung 16 mit der Welle des Stromerzeugers ¢ verbunden und bei 17 und 18 im Verdichtergehäuse gelagert. Auf der Welle 15 ist ein Zahnrad ig aufgekeilt, das mit einem Zahnrad 2o in Eingriff steht, welches auf der Welle 2i des Läufers 14 aufgekeilt ist. Die Welle 21 ruht in Lagern 22 und 23 und trägt an ihrem linken Ende einen Druckausgleichkolben 2.4, auf den z. B. der Druck der verdichteten Luft zwecks Ausgleichs des durch die Verdichtung auf den Läufer i-. ausgeübten Axialdruckes einwirken kann. Der Eintritt der Luft erfolgt an den durch die Pfeile 25 und 26 angegebenen Stellen, während die verdichtete Luft den Verdichter durch den Auslaßstutzen 27 verläßt.
  • Das Gehäuse des Verdichters ist bei 28 seitlich offen und bildet einen Zylinder für einen Schieber 29, welcher in der dargestellten Lage das Innere des Verdichters abschließt. Bei Verschiebung dieses Schiebers nach außen gelangt jedoch das Innere des Verdichters durch den Raum 3o und den daran angeschlossenen Stutzen 31 mit der Außenluft in Verbindung. Je nach der Lage des Schiebers 29 kann also die Anzapföffnung des Verdichters ganz geschlossen oder mehr öder weniger geöffnet sein. Der Schieber 29 ist mit einer Stange 32 verbunden, die an ihrem oberen Ende von einer Solenoidwicklung 33 umgeben ist und eine Platte 3.4 trägt, gegen die eine Feder 35 anliegt. Die Solenoidwicklung wird mit elektrischem Strom durch Leitungen 36, 37 gespeist, die an die 'Netzleitung 38 des Stromerzeugers .4 angeschlossen sind. Die Solenoidwicklung ist derart angeordnet und bemessen, daß das Solenoid bestrebt ist, den Schieber 29 entgegen der Wirkung der Feder 33 in geschlossener Stellung zu Balten und daß bei normaler Belastung des Stromerzeugers ,4 die vom Solenoid ausgeübte Kraft die Spannung -der Feder überwindet.
  • Der Auslaßstutzen 27 des Verdichters 6 ist durch eine Leitung 39 mit einer Verbrennungskammer 4o verbunden. Der eigentliche Brennraum 41 ist durch einen Mantel 42 begrenzt. Brennstoff, z. B. Öl, wird mittels einer Zahnradpumpe 43 aus einem nicht dargestellten Behälter durch eine Leitung 44 in die Verbrennungskammer gepumpt, in die er durch Düsen 45, 46 eintritt. Ein von der Welle des Stromerzeugers 5 aus angetriebener Fliehkraftregler 47 beeinflußt ein zwecks Ausgleichs des Förderdruckes als Doppelschieber ausgebildetes Regelungsorgan 48 zur Regelung der in die Verbrennungskammer zu liefernden Brennstoffmenge.
  • Der Verdichter 7 ist durch eine feste Kupplung 49 mit der Welle des Stromerzeugers 5 verbunden. Die Bauart dieses Verdichters und die Anordnung und Regelung der Anzapföffnung ist dieselbe wie die des Verdichters 6, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt. Der Verdichter 7 saugt Luft bei 5o und 51 an und liefert sie durch die Leitung 52 gleichfalls in die Verbrennungskammer 4o, wo sie zusammen mit der vom Verdichter 6 durch die Leitung 39 zugeführten Luft zum Teil in den Brennraum 4i gelangt und die zur Verbrennung des Brennstoffes erforderliche Sauerstoffmenge abgibt und zum Teil außen um den Mante142 des Brennraumes fließt und diesen dabei kühlt. Die Verbrennungsgase und die Kühlluft gelangen durch die Leitungen 53 und 54 in zwei parallele Leitungen 55 und 56 und von dort aus gemeinsam in die Beschaufelung der Turbine z. Nach erfolgter Entspannung verlassen die Verbrennungsgase die Turbine durch den Auslaßstutzen 57.
  • Es ist angenommen, daß die Stromerzeuger 4 und 5 auf ein gemeinsames elektrisches Netz arbeiten und mit gleicher Drehzahl laufen. Bei normaler Belastung der Stromerzeuger fördert die Pumpe 43 eine bestimmte Menge von Brennstoff in die Verbrennungskammer, und durch das dort erzeugte Treib-. mittel liefert die Turbine die zur Deckung des Bedarfes der Stromerzeuger sowie zur Verdichtung der benötigten Luftmenge erforderliche Leistung. Die Anzapföffnungen der Verdichter sind durch die Schieber 29, 29' geschlossen, weil bei normaler Belastung die von den Solenoiden erzeugte Schließkraft größer ist als die im Sinne des öffnens wirkende Spannung der Federn 35, 35'. Die in der Zeiteinheit der Verbrennungskammer durch die Pumpe 4.3 zugeführte Brennstoffmenge ändert sich zufolge der Tätigkeit des Reglers .17 derart, daß sie bei zunehmender Belastung der Stromerzeuger größer und bei abnehmender Belastung kleiner wird. In entsprechender Weise soll sich aber auch die der Verbrennungskammer zugeführte Luftmenge ändern. Da die Drehzahl der Verdichter, abgesehen von der zur Einleitung der Regelung der Brennstoffmenge durch den Fliehkraftregler erforderlichen Abweichung von der normalen Drehzahl, sich nicht ändert, so ist die von den Verdichtern geförderte Luftmenge bei normaler Belastung der Anlage, d. h. in der geschlossenen Lage der Schieber 29 und -,9', gleichbleibend. Sobald aber die Belastung der Anlage geringer wird, verringert sich auch die durch die Solenoide auf die Schieber ausgeübte Schließkraft, so daß sich die Schieber je nach der Größe der Belastung der Anlage unter dem Einfluß der Federn 35, 35' nach außen bewegen und die Anzapföffnungen mehr oder weniger weit öffnen. Je geringer also die Belastung der Anlage ist, desto mehr Luft wird durch die Anzapföffnungen ins Freie geblasen und desto weniger Luft wird daher auf den Enddruck verdichtet und in die Verbrennungskammer geleitet. Dabei ändert sich nicht nur die verdichtete Luftmenge, sondern auch der Enddruck derselben, der um so geringer wird, je weniger Luft verdichtet wird, weil das Verhältnis des Inhaltes der V erdichterräume zu Beginn der Verdichtung zu dem Inhalt am Ende der Verdichtung unveränderlich ist. Ist aus irgendeinem Grunde ein gleichbleibender Enddruck erwünscht, so kann dies dadurch erreicht werden, daß die Verdichterräume bei geringererLeistung, wenn also einebestimmte Luftmenge durch die Anzapföffnung -ausgeblasen wird, durch Absperrvorrichtculsen später nach der Druckseite hin geöffnet werden als bei normaler Leistung, und zwar derart, daß der Inhalt der Verdichterräume am Ende der Verdichtung um so viel kleiner geworden ist, daß die verminderte Luftmenge denselben Enddruck erhält wie die normale Luftmenge bei normaler Belastung. .
  • Anstatt das Anzapfventil in Abhängigkeit von der elektrischen Belastung der Anlage zu regeln, kann es auch von einer anderen mit der Belastung sich ändernden Größe beeinflußt werden. Ein Beispiel hierfür ist in Fig.2 dargestellt, die ebenfalls eine nachdem Gleichdruckverfahren arbeitende Gasturbinenanlage zeigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gasturbine als axial beaufschlagte Turbine 59 ausgeführt, die einen elektrischen Stromerzeuger 6o und einen Schraubenverdichter 6t unmittelbar antreibt, während ein zweiter Schraubenverdichter 62 mit dem erstgenannten Verdichter durch- eine hydraulische Kupplung 63 verbunden ist. Der Verdichter 62 arbeitet als N iederdruckverdichter; er saugt Luft bei 64 und 65 an und liefert die in ihm verdichtete Luft durch die Leitung 66 in den als Hochdruckverdichter arbeitenden Verdichter 61. Die in letzterem endgültig verdichtete Luft gelangt durch die Leitung 67 -in die Verbrennungskammer 40, die ebenso ausgebildet ist wie beim erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel. Brennstoff wird mit Hilfe der Pumpe 43 durch die Leitung 44 über das vom Regler 47 gesteuerte Ventil 48 in die Verbrennungskammer eingespritzt. Das dort erzeug' teTreibmittel gelangt in dieTurbine 59, in der es sich unter Arbeitsabgabe entspannt und die es durch den Austrittsstutzen 69 verläßt.
  • Auch bei diesem Beispiel wird die am hTiederdruckverdichter 62 vorgesehene Anzapföfnung durch einen Schieber 29 geregelt, der mit einem Kolben 34 verbunden ist. Der Kolben ist dichtend in einem Zylinder 70 angeordnet. Auf die Unterseite des Kolbens wirkt der Druck einer Feder 35, während die andere Seite vermittels einer Leitung 71 unter der Einwirkung des Druckes der verdichteten Luft in der Leitung 67 steht.
  • Die hydraulische Kupplung steht mit Hilfe einer Leitung 72 mit einem Regler 73 in Verbindung. Dieser Regler besitzt zwei in einem Zylinder 74 bewegliche, miteinander verbundene Kolbenschieber 75 und 76, die. starr mit einem in einem Zylinder 77 dichtend beweglichen Kolben 79 verbunden sind. Auf die eine Seite des Kolbens 79 wirkt die Spannung einer Feder 8o, während die andere Seite des Kolbens mit Hilfe einer Leitung 81 unter dein Einfluß des in den Leitungen 67 und 71 herrschenden Druckes steht. Vom Regler 73 führen zwei weitere Leitungen 82 und 83 zu einem Behälter 84, der Arbeitsflüssigkeit für die liv draulische Kupplung 63 enthält und im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem niedrigeren Standort angeordnet gedacht ist als die hydraulische Kupplung, so daß, wie weiter unten beschrieben wird, unter bestimmten Betriebsverhältnissen Arbeitsflüssigkeit von selbst aus der Kupplung in den Behälter hinabfließen kann. In der Leitung 82 befindet sich eine Zahnradpumpe 85, deren Saugseite dein Behälter 84 und deren Druckseite dem Regler 73 zugewendet ist und die somit Arbeitsflüssigkeit im Sinne des Pfeiles 86 fördert. In der Druckleitung der Pumpe 85 ist ein Sicherheitsventil 87 angeordnet, das die Druckleitung mit Hilfe eines Rücklaufes 89 finit dem Behälter 84 verbindet, wenn der Regler 73 die Druckleitung in der später zu beschreibenden Weise verschließt.
  • Die beschriebene Anlage arbeitet in folgender Weise. Bei der als Normalbelastung angenommenen vollen Belastung der Anlage nimmt der Schieber 29 die in der Zeichnung dargestellte Lage ein, weil die Spannung der Feder 35 so bemessen ist, daß der Druck des Treibmittels auf den Kolben 34 den Druck der Feder überwindet, so daß die Anzapföffnung geschlossen ist. . Der Regler 73 hat gleichfalls die in der Zeichnung dargestellte Lage, in welcher die Leitungen 8a und 72 miteinander verbunden sind, während der Schieber 76 die Leitung 83 abschließt. In dieser Lage steht die hydraulische Kupplung 63 unter dem Druck der Pumpe 85, und die beiden Verdichter 61 und 62 sind also miteinander gekuppelt.
  • Es sei nun angenommen, daß die Belastung des Stromerzeugers geringer werde. Dann wird die Brennstofflieferung durch das vom Regler47 gesteuerte Ventil48 in entsprechendem Maße gedrosselt. Dies hat eine Erniedrigung der Temperatur des Treibmittels und damit auch eine Verringerung des Druckes des Treibmittels zur Folge. Infolgedessen beginnt der Schieber29 unter demEinfluß der Feder 35 die Anzapföffnung mehr oder weniger weit zu öffnen, und Luft strömt in der an Hand des ersten Ausführungsbeispieles beschriebenen Weise durch den Stutzen 31 ins Freie. Entsprechend der verringerten Belastung und verminderten Brennstoffzufuhr wird also auch eine geringere Luftmenge _verdichtet und der Verbrennungskammer zugeführt. Dadurch steigt die Anfangstemperatur des Treibmittels wieder ungefähr auf den normalen Betrag, doch ist die Gesamtmenge des Treibmittels nunmehr geringer und daher auch der Druck desselben, so daß also jeder Belastung eine bestimmte Stellung des Schiebers 29 und damit auch eine bestimmte Menge an abgeblasener Luft entspricht.
  • Wenn die Belastung der Anlage von der Normallast angefangen abzunehmen beginnt und damit auch der auf den Kolben 79 des Reglers 73 wirkende Druck geringer wird, so beginnt der Kolben 79 sich unter dem Einfluß der Feder 8o nach rechts zu verschieben. Die Schieber 75 und 76 nehmen ebenfalls an dieser Bewegung teil, doch hat dies zunächst noch keinen Einfluß auf die hydraulische Kupplung, weil die Leitung 82 noch immer geöffnet und mit der Leitung 72 verbunden und-die Leitung 83 durch den Schieber 76 noch immer geschlossen ist. Erst wenn die Belastung der Anlage und der Druck des Treibmittels auf einen bestimmten Wert heruntergesunken sind, z. B. bei Leerlauf, ist der Kolben79 so weit nach rechts gekommen, daß der Schieber 75 die Leitung 82 abschließt und gleichzeitig der Schieber 76 die Leitung 83 öffnet. Dadurch wird die Verbindung der hydraulischen Kupplung mit der Pumpe 85 unterbrochen und statt dessen die Kupplung durch die Leitungen72 und 83 mit dem tiefer liegenden Behälter 84 verbunden, so daß die in der Kupplung befindlicheArbeitsfli.issiglceit in der Richtung des Pfeiles go in den Behälter hinabfließt. Die hydraulische Kupplung wird dadurch außer Betrieb gesetzt und der Verdichter 6_ von der Turbine abgeschaltet. Gleichzeitig öffnet sich unter der Saugwirkung des nunmehr allein arbeitenden Verdichters 61 ein in der Verbindungsleitung 66 zwischen den beiden Verdichtern angeordnetes federbelastetes Rückschlagventil gi, und Luft wird nunmehr durch das Ventil gi angesaugt und im Verdichter 61 allein verdichtet.
  • Beginnt nun die Belastung wieder anzusteigen, so erhöht sich infolge vermehrter Brennstoffzufuhr und damit steigender Temperatur des Treibmittels dessen Druck. Der Iiolben7g des Reglers73 verschiebt sich nach links und die Schieber 73 und ; 6 stellen bei Erreichung einer bestimmten Belastung wieder die ursprüngliche Verbindung her, d. h. die Pumpe 85 wird wieder mit der hvdraulischen Kupplung verbunden und die Leitung 83 versperrt. Die Pumpe füllt die Kupplung wieder mit Arbeitsflüssigkeit an, und der Verdichter 62 wird dadurchwieder eingeschaltet. Infolgedessen steigt der Druck der Luft in der Verbindungsleitung 66, wodurch das Ventil gi geschlossen wird, worauf die beiden Verdichter wieder in Reihe arbeiten. Bei weiter ansteigender Belastung schließt der Schieber 29 die Anzapföffnung mehr und mehr und bei Erreichung der vollen Belastung nehmen die verschiedenen Teile wieder die in der Zeichnung dargestellte Lage ein.
  • An Stelle der elektrischen Belastung oder des Druckes des Treibmittels können auch andere sich mit der- Belastung ändernde Größen, wie z. B. . Temperatur des Treibmittels vor oder hinter der Turbine zur Beeinflussung des Regelorgans herangezogen werden. Die Regelung der Anzapföffnung kann auch von Hand aus erfolgen. Eine hierzu geeignete Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt, die auch einen Schraubenverdichter im Querschnitt zeigt.
  • DerVerdichterbesteht aus zwei zusammenarbeitenden Läufern 92--fflnd 93, die von dem gemeinsamen Gehäuse 94 umgeben sind. Die Anzapföffnung g, ist in der dargestellten Lage durch den Schieber 29 völlig verschlossen. Die Schieberstange 32 ist mit Gewinde 96 in einem mit dem Gehäuse verbundenen Bügel q7 geführt und mit einem Handradgg verbunden, durch dessen Drehung derSchieber mehr oderweniger geöffnet werden kann.
  • Die Läufer des Verdichters drehen sich im Sinne der Pfeile ioo und ioi. In dem zwischen den Gewinden io2 und 103 des Läufers 92 eingeschlossenen Raum 10..1, erfolgt in der dargestellten Lage eine Z'erdiclitung der eingeschlossenen Luftmenge, weil sich der Raum io.4 schraubenförmig nach dem Saugende des Verdichters hin fortsetzt, wo ein Gewinde des Läufers 93 in den Raum eindringt und dadurch den Inhalt desselben vermindert. Der im Sinne der Umdrehung folgende Raum ios steht noch mit der Saugseite in Verbindung, und zwar so lange, bis die Kante io6 des Gewindes ioa die linke Begrenzungskante 107 der Anzaptöffnung 95 erreicht. In diesem Augenblick beginnt die Verdichtung im Raume io,#. Ist zu dieser Zeit der Schieber 29 geöffnet, so kann Luft durch die Anzapföffriung ausströmen. ohne daß sie vorher nennenswert verdichtet worden ist. Ist die Kante io6 bis zur rechten Begrenzungskante io9 .der Anzapföffnung gelangt, dann wird der Raum io4, falls er vorher durch die Anzapföffnung in Verbindung mit der freien Luft war, davon getrennt.
  • Die Anzapföffnung besitzt zweckmäßig eine derartige Form, daß die Verbindung des Verdichterraumes mit der freien Luft mit möglichst geringen Drosselverlusten erfolgt. Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, die das Öffnen und Schließen der Anzaptöffnung bewirkenden Kanten io6, 107 und iog parallel oder ungefähr parallel zueinander anzuordnen, weil in diesem Falle das Öffnen und Schließen in möglichst kurzer Zeit erfolgt.

Claims (5)

  1. PciTENTANSPRÜci-if.: i. Drehkolbenv erdichter, insbesondere für ohne Drelizahlä nderung veränderliche Leistung mit an Inhalt veränderlichen Arbeitsräumen vorzugsweise für Gasturbinenanlagen mit Gleichdrucke erbrennung des Treibmittels, dessen zylindrische Drehkolben mit Schraubenverzahnung gleichbleibender Steigung versehen sind, zwischen deren Flanken die - Verdichtung des Arbeitsmittels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß iinDrehkolbenzvlinder von der Atmosphäre ohne Zwischenschaltung z. B. von Ventilen abschließbare Regelöffnungen vorgesehen sind, bei deren Verbindung mit der Atmosphäre die vom Verdichter zwischen Ansaugseite und Regelöffnung geförderte Luftmenge ganz oder teilweise abgeblasen wird.
  2. 2. Verdichter nach Anspruch i für eine Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung des Treibmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelöffnung durch eine Absperrvorrichtung beeinflußt wird, die in Abhängigkeit von der Belastung der Anlage oder einer von der Belastung abhängigen Größe derart geregelt wird, claß sie bei steigender Belastung den Ü$fnungsduerschnitt verkleinert und bei sinkender Belastung vergrößert.
  3. 3. Verdichter nach Anspruch 2 mit Stromerzeugerbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung in Abhängigkeit von der elektrischen Belästung der Anlage geregelt wird. a.
  4. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung in Abhängigkeit von dein Drucke des den Turbinen zugeführten Treibmittels geregelt wird.
  5. 5. Verdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnenden und schließenden Kanten der Absperrvorrichtun- parallel oder annähernd parallel zti den die Verdichterräume begrenzenden Kanten der Läufer angeordnet sind.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1042299B (de) * 1957-07-12 1958-10-30 Werner Kesel Gasturbinenanlage fuer Kraftfahrzeuge
DE1293387B (de) * 1959-06-04 1969-04-24 Svenska Rotor Maskiner Ab Regelungseinrichtung an einer zur Kompression oder Expansion eines Foerder- bzw. Arbeitsmediums geeigneten Schraubenrotormaschine
DE3844585C2 (de) * 1987-05-01 1992-01-23 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe, Hyogo, Jp

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1042299B (de) * 1957-07-12 1958-10-30 Werner Kesel Gasturbinenanlage fuer Kraftfahrzeuge
DE1293387B (de) * 1959-06-04 1969-04-24 Svenska Rotor Maskiner Ab Regelungseinrichtung an einer zur Kompression oder Expansion eines Foerder- bzw. Arbeitsmediums geeigneten Schraubenrotormaschine
DE3844585C2 (de) * 1987-05-01 1992-01-23 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe, Hyogo, Jp

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