DE940951C

DE940951C - Regelungseinrichtung fuer rotierende Stroemungsmaschinen

Info

Publication number: DE940951C
Application number: DEB21628A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr-Ing Bachl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-08-17
Filing date: 1952-08-17
Publication date: 1956-03-29

Description

Regelungseinrichtung für rotierende Strömungsmaschinen Es ist bekannt, eine Strömungsmaschine durch Drosseln des Strömungsquerschnittes im Leitkörper (Drosselregelung) oder durch stufenweises Zu- oder Abschalten parallel geschalteter Strömungswege (Düsenregelung) zu regulieren. Diese Regelung kann durch Betätigung von Ventilen oder Schiebern, z. B. auch von Drehschiebern erfolgen.
Es ist auch bekannt, die Leitapparate einer Strömungsmaschine zur Regelung heranzuziehen, wobei nicht nur die Ausströmquerschnitte, sondern auch die An- und Ausströmwinkel der Strömung verändert werden (Drallregelung).
Die Erfindung betrifft nun die Ausbildung einer Regelungseinrichtung für Strömungsmaschinen, bei denen das Arbeitsmittel den Leit- und Läuferkörper in geschlossenen Kanälen durchströmt und am Rotor annähernd tangential ein- und austritt. Die Strömung wird dabei im Rotor und bei mehrstufigen Maschinen auch im Stator um etwa 18o° umgelenkt. Derartige Maschinen sind bereits anderweitig vorgeschlagen worden. Die Regelung erfolgt bei diesen Maschinen erfindungsgemäß nicht durch Drosseln, sondern ähnlich der Drallregelung- durch eine stetige Veränderung der Querschnittverhältnisse am Ein- und Austritt eines Leitelementes, ohne jedoch die Zu- und Abströmwinkel wie bei der bekannten Drallregelung zu verändern. Als Element der Regelung dient ein zwischen Leit- und Laufkörper angeordneter Drehschieber, in den halbmondförmige Stege eingearbeitet werden. In Fig.zistseinLeitkanal. 11 und t2 sind zwei Läuferkanäle. Fig. 3 bzw. t, nach Fig. = und 2 angeordnet werden und ihre Verdrehung z. B. durch Steuerorgane erfolgen, die durch eine Bohrung in der Mittelachse des Rotors hindurchgeführt . werden. Die gleiche Einrichtung kann verwendet werden, wenn die Strömungsmaschine als Verdichter arbeitet. Mit ioo ist der Drehschieber, mit ioi der Steg bezeichnet. Der Austrittsquerschnitt aus dem Leitkörper ist mit M bezeichnet; er liegt in Fig. i im Schnitt S3. Fig. 2 zeigt den Drehschieber in einer anderen Stellung Hier liegt der Austrittsquerschnitt Ml im Schnitt S4. M, ist kleiner als M, es ist also eine stetige Änderung des Expansionsverhältnisses der Düse bzw. bei umgekehrter Strömungsrichtung des- Diffusors erfolgt.
Bei. Verwendung der Maschine als Turbine tritt das Strömungsmittel-,durch den Leitkanal s ein und wird etwa tgngential iri den Läuferkörper mittels des Läuferkörperkanals t, eingeführt. Im Laufkörper wird das Strömungsmittel durch eine annähernd U-förmige Krümmung des Kanals t, aus der Zeichnungsebene heraus um etwa 18o° umgelenkt und tritt aus einem nicht dargestellten Kanal, der in axialer Richtung gegen den Kanal t, versetzt ist, ebenfalls etwa tangeniial aus dem Läuferkörper aus, wobei es seine Energie teils durch Stoß beim Umlenken, teils durch Rückdruck beim Austritt an den Läufer abgibt.
Es ist möglich, durch den Drehschieber die Eintritts-und Austrittsquerschnitte der Leitkanäle gleichzeitig, und zwar im allgemeinen in entgegengesetzter Drehrichtung zu verändern und beide Steuerungen - z. B. über ein Getriebe - zwangläufig zu koppeln. In gleicher Weise können auch die Steuerungen mehrerer Druckstufen miteinander verbunden werden. Es ist ferner möglich, die Kanalquerschnitte so zu bemessen, daß die Drehung sämtlicher Steuerringe um einen gleichen Winkel erfolgen kann. In diesem Falle können einzelne Steuerringe durch Steuerzylinder ersetzt werden, die die Mündungen mehrerer zu steuernder Leitkanäle enthalten. Die Steuerzylinder oder Drehschieber können von außen, z. B. mittels Zahnkranz und Ritzel, im Stator verdreht werden, so daß eine Anpassung der Leitkanalquerschnitte an verschiedene Drehzahlen und Durchsatzmengen möglich wird. Die Steuerzylinder oder Drehschieber können gleichzeitig zur Aufnahme von Dichtungselementen zwischen. den einzelnen Stufen dienen.
In Fig. 3 sind die Welle mit zog, der Läufer mit 103, die Leitkanäle mit io8 bis iir und die Läuferkanäle mit 104 bis io7 bezeichnet. 112 bis 115 5 sind die Drehschieber zur Regelung von je zwei Ein- und Austrittsstufen, 116 bis ii9 Schnecken zum Drehen der Schieber und i2o Labyrinthdichtungen, die mit den Drehschiebern aus einem Stück bestehen. Ähnliche zylindrische Drehschieber können auch auf dem Läufer 103 drehbar zwecks Veränderung der Ein- und Austrittsquerschnitte der Läuferkanäle 104 bis 107 nach

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Regelungseinrichtung für rotierende Strömungsmaschinen mit Führung des Arbeitsmittel: in geschlossenen Kanälen in Stator und Läufer mit tangentialem oder annähernd tangentialem Eim-und Austritt in bzw. aus Stator und Läufer, mit Strömungsumlenkung im Läufer, bei mehrstufigen Maschinen auch im Stator um etwa 18o° und mit im Stator der Maschine mit Gleitsitz um die Drehachse drehbar angeordnetem konzentrischem Ringschieber, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringschieber Nuten von der Breite der Lauf-und Leitkanäle derart eingearbeitet sind, daß bei Drehung des Ringschiebers nicht nur der Ausströmquerschnitt der Leitkanäle verändert, sondern gleichzeitig ein allmählicher Übergang vom ursprünglichen Leitkänalquerschnitt zum Querschnitt der neuen Mündung geschaffen, d. h. das Entspannungsverhältnis - der Düse (des Diffusors) verändert wird.
2. Regelungseinrichtung fürStrömungsmaschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerringe von Ein- und Austrittskanälen im Stator sowie von mehreren Stufen der Maschine zwangläufig miteinander verbunden werden.
3. Regelungseinrichtung für Strömungsmaschinen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte mehrerer Aus- oder Eintrittsstellen von Leitkanälen mittels eines an Stelle mehrerer Steuerringe verwendeten gemeinsamen Steuerzylinders gleichzeitig verändert werden.
4. Regelungseinrichtung fürStrömungsmaschinen nach Anspruch i oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerringe auch zur Aufnahme von Dichtungselementen zwischen den einzelnen Druckstufen dienen.
5. Regelungseinrichtung fürStrömungsmaschinen nach Anspruch i oder 3, gekennzeichnet durch ihre Anordnung auch am Läufer der Maschine. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 451778; schweizerische Patentschrift Nr. 272 38q.; französische Patentschrift Nr. 527 388.