DE735955C - Anordnung zur Zu- und Abfuehrung eines umlaufenden Kuehlmittels zu bzw. von den Kuehlmittelraeumen eines Turbinenlaufrades ueber die hohle, mit Kuehlmittelzu- bzw. -abfuhrwegen versehene Turbinenwelle - Google Patents

Description

• Anordnung zur Zu- und Abführung eines umlaufenden Kühlmittels zu bzw. von den Kühlmittelräumen eines Turbinenlaufrades über die hohle, mit Kühlmittelzu- bzw. -abfuhrwegen versehene Turbinenwelle Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Zu- und Abführung eines umlaufenden Kühlmittels zu bzw. von den Kühlmittelräumen eines Turbinenlaufrades über die hohle, mit Kühlmittelzu- bzw. -abfuhrwegen versehene Turbinenwelle, bei welcher der Kühlmittelaustritt aus der Welle in größerer Entfernung von der Wellendrehachse als der Kühlmitteleintritt angeordnet ist.
• Es ist bekannt, in einem Turbinenlaufrad Hohlräume zur Durchleitung eines Kühlmittels vorzusehen und die Zu- bzw. Ableitung des Kühlmittels durch die hohle Laufradwelle vorzunehmen. Die Be«regung des Kühlmittels wird durch eine .von dem.Laufrad und der Turbinenwelle getrennt angeordnete Fördermaschine (Pumpe oder Gebläse) bewirkt. Dabei ergibt sich aus Gründen der Konstruktion zwangsläufig, daß der am Umfang der Welle angeordnete Kühlmittelaustritt eine größere Entfernung von der Wellendrehachse aufweist als der an der Stirnseite der Welle befindliche Kühlmitteleintritt, weil nämlich für die Welle auch an der Austrittsstelle eine bestimmte Wandstärke notwendig ist.
• Der Nachteil einer solchen Anordnung liegt in -der Notwendigkeit zusätzlicher Kühlmittelfördereinrichtungen (Pumpe, Getriebe, Gebläse usw.), die infolge ihres Energiebedarfes den Wirkungsgrad der gesamten Anlage verschlechtern und die oftmals, insbesondere bei beschränktem Einbauraum, nur schlecht unterzubringen sind. Im übrigen stellen alle Zusatzgeräte-eine Quelle von Betriebsstörungsmöglichkeiten dar und sind aus diesem Grunde unerwünscht. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Zu- und Abführung des Kühlmittels zu bzw. von den Kühlmittelräumen eines Turbinenlaufrades über die hohle, mit Kühlinittelzu- bzw. -abfuhrwegen versehene Turbinenwelle zu schaffen, bei welcher der Umlauf des Kühlmittels unter Vermeidung der oben angeführten Nachteile erzielt wird.
• Gemäß der Erfindung wird diese. Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kühlmittelaustritt aus der Welle in so viel größerer Entfernung von ihrer Drehachse als der Kühlmitteleintritt angeordnet ist, daß der bei der Drehung der Welle erzeugte L'berschuß an Fliehkraft ausreichend ist, um das Kühlmittel durch die Kühlmittelräume von Welle und Laufrad zu bewegen. Auf diese Weise wirkt die Welle zusammen mit ihren Kanälen zum Kühlmittelein- bzw. -austritt nach Art einer Schleuderpumpe. An der von der Drehachse weiter entfernten Kühlmittelaustrittsstellewirkt nämlich beim Drehen der Welle auf das Kühlmittel eine größere Fliehkraft als an der der Drehachse näher liegenden Kühlmittelzufuhrstelle. Die Folge davon ist, daß sich ein lebhafter Kühlmittelstrom von der Eintrittsstelle zur Austrittsstelle hin ausbildet.
• In einer Sonderausführung einer Anordnung nach der Erfindung wird das Kühlmittelzuleitungsrohr an dem Ende, an dem das Kühlmittel in das Rohr eintritt, mit einem flanschartigen Fortsatz versehen, durch den es in der Hohlwelle abgestützt und gegen den Kühlm-ittelabfuhrweg abgedichtet ist. Das Kühlmittelzuleitungsrohr kann ferner an dem Ende, an dem das Kühlmittel aus ihm austritt, eine trompetenartige Erweiterung besitzen, die in den Kühlraum des Laufrades hineinragt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Kühlraumbegrenzung des im wesentlichen als Vollscheibe ausgebildeten Turbinenlaufrades von dieser Scheibe selbst und einem dünnwandigen Fortsatz derselben gebildet wird, der flüssigkeitsdicht an die den Kühlmittelabfuhrweg begrenzenden Wandung der Hohlwelle angeschlossen ist.
• Eine Turbinenwelle nach der Erfindung hat den Vorteil, daß sich besondere Einrichtungen zum Fördern und Umwälzen des Kühlmittels erübrigen und daß damit eine größere Betriebssicherheit erreicht wird.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung nach der Erfindung im :Mittellängsschnitt dar.
• Die Welle :2 des Turbinenlaufrades i ist in dem Lager 3 gelagert und enthält einen Hohlraum .l. zur Aufnahme des Kühlmittels. Der dem Laufrad abgekehrte Teil 5 dieses Hohlraumes ist zylindrisch ausgebildet und wird durch einen Stopfen 6 verschlossen. In dem zylindrischen Teil der Hohlwelle befindet sich ein Rohr;, das an seinem dein Laufrad abgekehrten Ende umgebördelt und mit einem bis zur Innenwand der Hohlwelle reichenden und dicht an dieser abgestützten Fortsatz 8 versehen ist. Das Rohr ; wird durch die Stege 9 achsgleich zum Hohlraum .4 gehalten. An dein anderen Ende ist es trichterförmig aufgebogen, so daß es eine Art Düse io bildet. An dieser Stelle ist die Hohlwelle nach Art eines Ellipsoides i i erweitert, so daß sie einen Hohlraum bildet, dessen Begrenzung von dem im wesentlichen als volle Scheibe ausgeführten Turbinenlaufrade und einem dünn«-andigen Fortsatz 2o derselben gebildet wird. Die Trennwand £ des Rohres 7 teilt vom zentrischen Hohlraum .1 einen Teil 5 ab, der durch Offnungen 12 mit einer Ringleitung 13 verbunden ist, in «-elche die Kühlmittelzuleitung 1.:1. mündet. Der auf der anderen Seite der Trennwand 8 -liegende Teil der zylindrischen Hohlwelle enthält Bohrungen oder Kanäle 15, die in einem auf ihr aufgesetzten oder finit ihr aus einem Stück bestehenden Umlaufkörper i9 fortgesetzt werden und in eine Ringleitung 17 münden, an - welche die Ableitung 1S angeschlossen ist. Der Außendurchmesser Di der Welle beim Kühlmitteleintritt 12, 13 ist kleiner als der Außendurchmesser D. der Welle beim Kühlmittelaustritt 16.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Das Kühlmittel tritt durch die Zuleitung 14. in die Ringleitung i3 und von dort durch die Bohrungen 12 in den Rauin 5 der Hohlwelle. Durch das Rohr ; wird es in die Nähe des Turbinenradkörpers i gebracht, den es, an der Düse io austretend, innen umspült und dessen Wärme es aufnimmt. Das Kühlmittel gelangt bis an die Trennwand 8 der Hohlwelle, wo es infolge der Fliehkraft durch die Bohrungen 15 in den Ringraum 17 geschleudert wird, um endlich durch die Ableitung 18 dem nicht gezeichneten Kühler zugeführt zu werden. Die Bewegung des Kühlmittels innerhalb der Hohlwelle wird dadurch erzeugt, daß die Fliehkraft infolge des größeren Durchmessers D> beim Kühlmittelaustritt 16 größer ist als beim Kühlinitteleintritt 12. Der sich innerhalb der Hohlwelle ausbildende Kühlmittelstrom ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Zu- und Abführung eines umlaufenden Kühlmittels zu bzw. von den Kühlmittelräumen eines Turbinenlaufrades über die hohle, mit Külilmittelzu-bzw. -abfuhrwegen versehene Turbinenwelle, bei welcher der Kühlmittelaustritt aus der Welle in größerer Entfernung von der Wellendrehachse als der Kühlmitteleintritt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelaustritt (i6) aus der Welle (2) in so viel größerer Entfernung von ihrer Drehachse als der Kühlmitteleintritt (i2, 13) angeordnet ist, daß der bei der Drehung der Welle erzeugte Überschuß an Fliehkraft ausreichend ist, um das Kühlmittel durch die Kühlmittelräume von Welle und Laufrad zu bewegen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i mit auf der gleichen Laufradseite liegender Kühlmittelzufuhr- und Kühlmittelabfuhrstelle, e dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuleitungsrohr (7) an dem Ende, an dem das Kühlmittel in das Rohr eintritt, einen flanschartigen Fortsatz (8) besitzt, durch den es in der Hohlwelle abgestützt und gegen den Kühlmittelabfuhr-,veg abgedichtet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuleitungsrohr (7) an dem Ende, an dem das Kühlmittel aus ihm austritt, eine trompetenartige Erweiterung (io) besitzt, die in den Kühlraum (i i) des Laufrades (i) hineinragt. q.. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlraumbegrenzung des im wesentlichen als volle Scheibe ausgebildeten Turbinenlaufrades (i) von dieser Scheibe selbst und einem dünnwandigen Fortsatz (2o i derselben gebildet wird, der flüssigkeitsdicht, an die den Kühlmittelabfuhrweg begrenzende Wandung (2) der Hohlwelle angeschlossen ist.