DE304483C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES.

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Turbinenanlage mit mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitenden und in getrennten Gehäusen untergebrachten Turbinengruppen, wobei in an sich bekannter Weise eine Einrichtung zur Verringerung des Widerstandes der jeweils leerlaufenden Schaufeln vorgesehen ist, indem der jeweils leer laufende Teil unter Kondensatorspannung gesetzt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zum Schütze des Gehäuses der jeweils leerlaufenden Turbine gegen den Zutritt des Treibmittels ein Kolben oder Ventil vorgesehen, weldies die Verbindung mit dem Kondensatoreinlaß bedient und durch einen Kolben gesteuert wird, der seinerseits in einem Zylinder arbeitet, welchem Dampf an dem entgegengesetzten Ende durch Leitungen zugeführt wird, die mit der Dampfzufuhr der beiden

. Turbinenelemente in Verbindung stehen. Ein jedes Turbinenelement ist hierbei mit einem Sauger versehen, dessen Treibmittel von der Dampfzufuhr für die Turbinenelemente so abgeleitet wird, daß der mit dem jeweils leerlaufenden Teil der Turbinenanlage verbundene Sauger Dampf von dem jeweils arbeitenden Teil bzw. den jeweils arbeitenden Teilen der Anlage erhält.

Hierdurch wird die Herbeiführung einer starken Luftverdünnung im Gehäuse der leerlaufenden Turbine bedingt, so daß eine wesentliche Verringerung der Verluste infolge . des Luft- oder Gaswiderstandes für das in diesem Mittel leerlaufende Turbinenrad erzielt wird. Die Sauger entfernen Wasser oder sonstige Niederschläge aus dem Turbinengehäuse, so daß es nicht erforderlich wird, diese Niederschläge durch Verdampfung aus dem Gehäuse zu entfernen, wodurch die Zeit verringert wird, die zur Herbeiführung der erwünschten starken Luftverdünnung im Gehäuse erforderlich ist.

Die Dampfzuführung für den Sauger eines leerlaufenden Elements wird bei der Vorzugsweise zur' Anwendung kommenden Ausführungsform zweckmäßig von einer Zwischenstufe des krafterzeugenden Elements entnommen, und der bzw. die Sauger münden zweckmäßig an der Stelle in den Kondensator, wo der geringste Druck herrscht, wodurch die Wirtschaftlichkeif der Anlage wesentlich erhöht wird.

Auf der Zeichnung ist schematisch eine Anlage nach vorliegender Erfindung dargestellt.

Die Anlage hat eine Vorwärtsturbine 3 und eine Rückwärtsturbine 4. Die beiden Turbinen laufen in getrennten Gehäusen und haben getrennte Laufräder. Ihre Wellen sind jedoch gekuppelt, und beide Turbinen können

mit einer angetriebenen Welle, beispielsweise der Schraubenwelle eines Schiffs, verbunden werden. Außerdem können die beiden Turbinengehäuse mit demselben Kondensator in Verbindung gebracht werden, dessen Einmündung 5 in der Zeichnung sichtbar ist.

Die -Vorwärtsturbine 3 hat ein Gehäuse 6, in welchem der Turbinenkörper 7 läuft. Das Gehäuse hat ein Einströmrohr 8 und ein Ausströmrohr 9. Die Turbine selbst hat drei Stufen, eine Hochdruckstufe 10, eine Mitteldruckstufe 11 und eine Niederdruckstufe 12. Die Hochdruckstufe wird von einer Düse 13 oder mehreren derartigen Düsen mit Treibmittel gespeist. Die Düse steht mit dem Einströmrohr 8 in Verbindung. Das Treibmittel durchzieht die Hochdruckstufe id und geht durch die Mitteldruckstufe 11 und die Niederdruckstufe.12 in die Ausströmung 9.

Die Rückwärtsturbine ist in ihrer Bauart der Turbine 3 ähnlich. Sie hat ein Gehäuse 6¹ mit Einströmrohr 8¹ und Ausströmkanal 9¹ und enthält eine Turbine 7¹, welche ebenfalls in drei Stufen io¹, 11¹, I2¹, die Hoch-, Mittel- und Niederdruckstufe, geteilt ist. Treibmittel wird durch die Düse 13¹ bzw. mehrere solcher Düsen der Hochdruckstufe zugeführt.

Ein Rohr 14 steht mit dem Einströmrohr 8 der Turbine 3 in Verbindung. Ein ähnliches Rohr 14¹ führt Dampf oder ein anderes Treibmittel dem Einströmrohr 8¹ zu.

Die Ausströmung 9 und 9¹ stehen beide mit der Kondensatormündung 5 in Verbindung, so daß beide Turbinen von einem Kondensator bedient werden können. Diese Anordnung ist jedoch nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung.

Eine selbsttätige Einrichtung bewirkt, daß die Verbindung zwischen der jeweils leerlaufenden Turbine und dem Kondensatoreinlaß unterbrochen wird, und zwar indem der Druck des Treibmittels in der arbeitenden Turbine diese selbst mit dem Kondensator in Verbindung bringt, die leerlaufende dagegen absperrt. Diese Einrichtung besteht aus einem Kolben 16, auf dessen Stange 17 ein in einem Zylinder 19 arbeitender Kolben' 18 sitzt. Das eine Ende des Zylinders ist durch ein Rohr 20 mit dem Einströmrohr 14 des Gehäuses 3, das andere Ende durch ein Rohr 20¹ mit dem Einströmrohr 14¹ des Gehäuses 4 verbunden. Wenn Treibmittel beispielsweise, in das Gehäuse 3 eingeführt wird, so gelangt es durch das Rohr 20 zu dem in der Zeichnung rechts liegenden Ende des Zylinders 19, während, wenn das Gehäuse 4 Treibmittel empfängt, dieses durch das Rohr 20¹ zum Unken Ende des Zylinders gelangt. Wenn also beispielsweise dem Gehäuse 3 Druckmittel zugeführt wird, so geht der Kolben 18 nach links, und der Kolben 16 schließt den Aus-■strömungskanal 9¹ der Turbine 4 gegen die Kondensatormündung 5 ab. Umgekehrt geht, wenn Druckmittel der Turbine 4 zugeführt wird, der Kolben 18 nach rechts und sperrt durch den Kolben 16 den Ausströmkanal 9 der Turbine 3 von der Kondensatormündung 5 ab.

Es empfiehlt sich, mit dem Absperrkolben 16 eine Einrichtung zu verbinden, welche in dem Gehäuse der jeweils leerlaufenden Turbine eine stärkere Luftverdünnung hervorruft, als sie in dem Ausströmungskanal der arbeitenden Turbine oder an dem Punkt herrscht, wo die Ausströmung" der leerlaufenden Turbine in die Kondensatormündung 5 übergeht. Als Beispiel ist ein Sauger dargestellt, welcher beispielsweise durch den Auspuff von Hilfsmaschinen oder auch unmittelbar von der Treibmittelquelle aus bedient wird. Auf der Zeichnung ist jeder der beiden Sauger■, welcher mit einer Turbine zusammen arbeitet, so eingerichtet, daß er von der anderen Turbine mit etwas gedehntem Druckmittel gespeist wird. Anstatt jede Turbine 3 und 4 mit einem besonderen Sauger in Verbindung' zu bringen, kann man' einen einzigen Sauger' anordnen, welcher je nach dem mit dem einen oder dem anderen Gehäuse 3 bzw. 4 in Verbindung gebracht werden kann. Natürlich braucht auch nicht notwendig gerade die dargestellte Saugergattung, 'verwendet zu werden,, sondern man kann sich jeder Vorrichtung bedienen, welche verdünnte Luft oder Dampf aus einem geschlossenen Behälter absaugen kann.

Ah einer geeigneten Stelle des Turbinengehäuses 6 ist ein Kanal 22 vorgesehen, mit welchem ein Sauger 23 in Verbindung steht. Der Sauger hat eine Düse 24 von. der üblichen Bauart, welcher Treibmittel von der Mittel- ■ drucksstufe 11¹ der Turbine 4 durch ein Rohr 25 zugeführt wirdr Es ist gleichgültig, an welcher' Stelle der Sauger mit dem Innern. des Gehäuses 6 in Verbindung steht. Man kann beispielsweise den Kanal 22 auch an der Hochdruckseite der Turbine oder" in ihrer Nähe anordnen. Es ist zweckmäßig, ihn in solche Lage zu bringen, daß er Wasser oder sonstige Niederschläge aus dem Turbinengehäuse entfernen hilft. Dies erübrigt es, Wasser oder sonstige Kondensate durch Verdampfung aus dem Gehäuse zu -entfernen, j und verringert daher die Zeit, welche erforderlich ist, um die erwünschte starke Luftverdünnung im Gehäuse herbeizuführen.

Das Gehäuse 6¹ der Turbine 4 hat einen Kanal 22¹, mit welchem ein Sauger 23¹ in Verbindung steht. Dieser erhält Treibmittel von der Mitteldruckstufe 11 der Turbine 3 durch ein Rohr.25¹. Jedes Rohr 25 und 25¹

hat ein besonderes Rückschlagventil 26, 26¹, welches dem Treibmittel zwar gestattet, nach dem Sauger, aber nicht in entgegengesetzter, Richtung zu strömen.

Die Anlage arbeitet in folgender Weise:

Wenn der Turbine 3 Treibmittel zugeführt wird, so verschieben sich die Kolben 18 und 16 in die gezeichnete Stellung. Dies bringt die Turbine 3 in unmittelbare Verbin-

dung mit der Kondensatormündung .5 und sperrt gleichzeitig die Verbindung zwischen der Turbine 4 und der Kondensatormündung ab. Das schon etwas gedehnte Treibmittel geht aus der Turbine 3 durch das Rohr 25¹ zu dem Sauger 23¹, und dieser entleert daher das Gehäuse 6¹ der Turbine 4. Auf diese Art ist es möglieh, eine stärkere Luftverdünnung im Gehäuse der Turbine 4 herbeizuführen, als es möglich wäre, wenn die Turbine in unmittelbarer Verbindung mit dem Kondensator stände. Da nun die Arbeit, welche dadurch verloren geht, daß man einen Körper, beispielsweise ein Turbinenlaufrad, in Dampf oder Luft umlaufen läßt, direkt proportional ist dem absoluten Druck des umgebenden Mittels, so verringert die vorliegende Erfindung wesentlich die Verluste durch den Luftbzw. Gaswiderstand und damit auch die sich hieraus ergebenden Nachteile.

Wenn die Treibmittelzufuhr von der Turbine 3 abgesperrt wird, so verringert sich natürlich der Druck auf den Kolben'18, und die Druckmittelzufuhr zum Sauger 23¹ hört auf. Wenn jetzt Treibmittel der Turbine 4 zugeführt wird, so strömt es gleichzeitig durch das Rohr 20¹ am anderen Ende des Zylinders 19 ein, so daß das Kolbenventil. 16 nach rechts verschoben wird und jetzt das Gehäuse 6¹ der Turbine 4 mit der Kondensatormündung verbindet, die Turbine 3 dagegen von ihm absperrt. Gleichzeitig strömt aus der Turbine 4 in den Sauger 23 Treibmittel, das das Gehäuse 6 der Turbine 3 auspumpt.

Die Sauger können unmittelbar in den Kondensator abblasen, und zwar, wenn möglich, in die Gegend des geringsten Kondensatordrucks. Dadurch wird die Verdichtungsarbeit der Sauger verringert gegenüber der dargestellten Anordnung. Tatsächlich kann die Sparsamkeit einer gewöhnlichen Anlage, wie dargestellt, dadurch erhöht werden, daß man die unmittelbare Verbindung zwischen dem Gehäuse der leer-, laufenden Turbine und der Kondensatormündung absperrt und das Gehäuse mit einem Behälter verbindet, in welchem geringer Druck herrscht, beispielsweise dem Teil eines Kondensators, in welchem der Druck am kleinsten ist. Dies ist zu verstehen, wenn man bedenkt, daß immer ein beträchtlicher Druckunterschied zwischen der Kondensatormündung und dem Teil des Kondensators besteht, an welchem die Kondensation so gut wie vollendet ist.

Die dargestellte Turbine 4 ist als Rückwärtsturbine gedacht. Es versteht' sich aber, daß die Erfindung ebensogut in Verbindung mit irgendeinem Teil einer Turbinenanlage ,gebracht werden kann, mögen diese Teile von vornherein dazu bestimmt sein, unabhängig voneinander zu arbeiten, oder mögen' sie mit anderen Teilen zusammen arbeiten und zeitweise leer gehen, wie das bei Schiffsturbinen mit den Teilen der Fall ist, welche bei langsamer Fahrt in Tätigkeit treten. Außerdem kann man die Erfindung bei einer Anlage anwenden, bei welcher die verschiedenen Turbinenteile in einem einzigen Gehäuse liegen oder miteinander zusammen arbeiten oder zwangläufig durch Getriebe miteinander verbunden sind, die ihrerseits die angetriebene Welle in Gang setzen. Daher ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, sondern sie hat, allgemein gesprochen, Einrichtungen zum Gegenstand, welche die Verbindung absperren zwischen einem leerlaufenden Turbinenteil und der Kondensatormündung, d.h. der Gegend des Auspuffs, wobei dieser Teil unter normalen Bedingungen unmittelbar mit der

j Kondensatormündung oder dem Auspuff verbunden sein kann oder nicht. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung,' welche den Druck im Gehäuse des leer-

; laufenden Teils unter denjenigen verringert, welcher auftreten würde, wenn man den Auslaßkanal des leerlaufenden Teils mit der Kondensatormündung oder dem Auspuff verbände, wie das jetzt üblich ist.

Claims (3)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Turbinenanlage mit mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitenden und in getrennten Gehäusen untergebrach-. ten Turbinengruppen, von denen der jeweils leerlaufende Teil zur Verringerung des Widerstandes unter Kondensatorspannung gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben oder Ventil (16), welches die Verbindung mit dem Kondensatoreinlaß bedient, durch einen Kolben (18) gesteuert wird, der seinerseits in einem Zylinder (19) arbeitet, welchem Dampf an den entgegengesetzten Enden durch Leitungen zugeführt wird, die mit der Dampfzufuhr der beiden Turbinenelemente (3, 4) in Verbindung stehen und wobei j edes Turbinenelement mit einem Sauger versehen ist, dessen Treibmittel von der Dampfzufuhr für die Turbinenelemente derart abgeleitet wird, daß der

   mit dem jeweils leerlaufenden Teil der Turbinenanlage verbundene Sauger Dampf von dem jeweils arbeitenden Teil bzw. den jeweils arbeitenden Teilen der Anlage erhält.
2. 2. Turbinenanlage nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfzufuhr für den Sauger eines leerlaufenden Elements von einer Zwischenstufe eines krafterzeugenden Elementes entnommen wird.
3. 3. Turbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauger, bzw. die Sauger, in den Kondensator dort mündet, wo der geringste Druck herrscht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.