120729. lajstromszámú szabadalom • Berendezés gázturbinákhoz
expandál, munkát végez és végül a turbinát a (19) csatornán át elhagyja. A (17) csatornán kiáramló komprimált munkaközeget — ismeretes javaslatok 5 szerint — a turbinát elhagyó fáradt gázok melegével egy megfelelő hőkicserélő szerkezetben még a tüzelőanyag melegének bevezetése előtt is elő lehet melegíteni. Más javaslatok szerint a tüzelőanyag 10 melegét a turbinán való átáramlás közben, vagy pedig, teljesen vagy részben, akár a turbinán való átáramlás után is be lehet vezetni, s a fejlesztett meleget ez utóbbi esetben a friss munkaközegre 15 egy hőkicserélő segítségével átvinni. A 2. ábrán a (20) és (21) mozgó kompresszorlapátkoszorúk az (I) nyíl irányában (u) kerületi sebességgel forognak, míg a (22) és (23) álló lapátkoszorúk 2a mozdulatlanok. A mozgó lapátprofilok alapvonala (amely közelítőleg megegyezik az aerodinamikailag semleges irányával, vagyis azzal, amelyben támadó légáram a lapáton nem okoz felhajtó erőt) 25 a kerületi iránnyal a lapátkoszorúból való kilépésnél a ((32 ) szöget zárja be, míg az álló lapátok alapvonala, ugyancsak a lapátkoszorúból való kilépésnél, a kerületi irányhoz a (px ) szög alatt hajlik. 30 A 3. ábrán feltüntetett sebességháromjzögeknél a (va ) jelenti a munkaközegnek a kompresszoron való átáramlási (meridián) sebességét, (u) a forgó kerületi sebességét, (vt ) pedig a munkaközeg" 35 közepes kerületi irányú sebességét. Valamely álló lapátkoszorúba a munkaközeg a (c^) abszolút sebességgel lép be és azt a (c2 ) abszolút sebességgel hagyja el. A két sebesség (ct) középértéke a munka-40 közeg közepes abszolút sebessége. Ennek kerületi irányú komponense (vt ), amelynek átlag-értéke a lapátok legalább egy átmérőjén véve célszerűen közelítőleg egyenlő a kerületi sebesség felével, de 45 lehet ennél nagyobb vagy kisebb is (a találmány szempontjából az a fontos, hogy a közeg átlagos kerületi sebessége elég nagy legyen a forgó kerületi sebességéhez képest). A forgó lapátokra vonat -50 koztatott viszonylagos belépési sebességet megkapjuk, ha az álló lapátokra vonatkozó kilépési sebességet és az (u) rebességet összegezzük. A nyert sebesség (c'j); a viszonylagos kilépési sebesség 55 (c'2 ), a viszonylagos közepes sebesség pedig (c'k). A lapátok aerodinamikailag semleges iránya, mint említve volt, az az irány, amelyben való viszonylagos áramlásnál Í29. 3 az áramlás irányára merőleges lapáterő 60 (0), ez az irány tehát közelítőleg megegyezik a lapátprofil nyomott oldal felőli érintőjének, azaz alapvonalának irányával. Az e meghatározás szerinti irány és a kerületi irány által bezárt szög a 3. ábra «5 szerint is az álló lapátoknál (px ), a forgó lapátoknál pedig ((32 ). Ahhoz, hogy a viszonylagos sebesség a munkaközeg és a lapátok között lehetőleg kicsiny legyen, a közeg közepes forgási sebességét igen 70 előnyösen a kerületi sebesség felével kell egyenlővé tenni. Közelítőleg ez a feltétel akkor van kielégítve, ha az álló, valamint a forgó lapátok profiljának alapvonalai és a kerületi irány által bezárt 75 szögek legalább a lapátok egy átmérőjén egymással közelítőleg megegyeznek. A 4. ábrán feltüntetett turbinalapátoknál a (24) és (25) mozgó lapátkoszorúk a (II) nyíl irányában (u) kerületi sebesség- 80 gel forognak és lapátprofiljaik alapvonalai (közelítőleg az aerodinamikailag semleges irány) a lapátkoszorúba való belépésnél a kerületi iránnyal a ((34 ) szöget, a (26) és (27) álló lapátkoszorúk 85 lapátprofiljainak alapvonalai pedig, ugyancsak a lapátkoszorúba való belépésnél, a (P3 ) szöget zárják be. Az 5. ábrán feltüntetett sebességi háromszögeknél a jelölések értelem sze- 90 rint megegyeznek a 3. ábrán látható jelölésekkel. A lapátok és a munkaközeg között, adott kerületi és adott meridiánsebesség mellett, legkisebb viszonylagos sebességet akkor kapunk, ha a munka- 95 közeg átlagos forgási sebessége, legalább a lapátok egy átmérőjén, közelítőleg megegyezik a forgó kerületi sebességének felével. Ez elérhető, ha a lapátszögeket úgy állítjuk be, hogy-az álló és a mozgó 100 lapátok profiljainak alapvonalai (illetőleg aerodinamikailag semleges irányai) a lapátkoszorúk legalább egy-egy átmérőj én, a kerületi iránnyal közelítőleg egyenlő szögeket zárnak be. 105 Minthogy a munkaközeg hőfoka úgy a kompresszorban, mint a turbinában változó, a legkisebb viszonylagos sebesség feltételét nem szükséges minden fokozatban megvalósítani. Igen nagy előnyt 110 érünk el már akkor is, ha a munkaközegnek a forgó kerületi sebességének irányában jelentős átlagos forgást adunk. Ezt úgy a kompresszornál, mint a turbinánál elérhetjük, ha az álló lapátok alap- 115 vonalát a meridiánsíkból az áramlás irányában nézve a forgó kerületi sebességének irányában elforgatjuk.
