182534. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nagyolvasztóból kibocsátott gáz energiájának visszanyerésére
9 18Z.5J*» 10 A 8. ábrán látható diagram felmérve a megtapadó por vastagsága ordináta tengely és a lapáthosszúság abszcissza tengely közötti összefüggést mutatja, hogy az S/C arány körülbelül 1,5. A 8. ábrából megállapítható, hogy a lapát méretének növelésével a porvastagság, azaz a megtapadó por mennyisége viszonylag csökken. A 8. ábrán a P pont azt az értéket mutatja, amit akkor kapunk, ha a lapát C hossza 35 mm, és a gáz V0 kilépési sebessége 136 m/sec, a Q pont pedig azt az értéket mutatja, amit akkor kapunk, ha a lapát hosszúsága 120 mm és a kilépési sebesség 120 m/sec. A fenti kísérleti eredményekből látható, hogy ha a lapát mérete nő, a köd végigáramolhat a lapát mentén, és eközben a lapát hátsó felületét is érinti. Ezért a lapáthoz tapadt por lemosódik. így a por még akkor sem tömi el a vezetőlapátozást, ha a turbinát hosszú ideig folyamatosan üzemeltetjük. A 9. ábrán látható diagram a futólapátozás a2 kilépési szöge (relatív szög) (abszcissza tengelye) és a relatív V2 sebesség (ordináta tengely) viszonyát mutatja, ahol a V2 sebesség a futólapátozást elhagyó gáz sebessége. Ha a ^ áramlási sebesség együttható a 0,4-0,7 terjedő tartományban van, és az áramlási sebesség 120-180 m/sec, vagy 140—180 m/sec, amelyet az 5. ábrán feltüntetett eredményekből határoztunk meg, és az ordináta tengelyen ábrázoltuk, és megrajzoltuk a 0,4— 0,7 értékű <p áramlási sebesség együtthatók vonalait, látható, hogy egy megfelelő a2 kilépési szög körülbelül 50—60°-os tartományban van. Mint már említettük, a találmány szerinti axiális turbinát az jellemzi, hogy a lapátok hosszát megnöveltük, különösen az első fokozatban (a magasság aránya a lapáthosszhoz 0,7—1,5), a lapát kilépő élének vastagságát 6—12mm-re növeltük, és a vezetőlapátozás kilépési szöge a kilépési sebesség és a futólapátok külső végének kerületi sebessége kisebb, mint a szokásos axiális turbinánál. Ezen jellemző következtében a találmány szerint a vízporlasztást igen hatékonyan alkalmazzuk por megtapadásának és felhalmozódásának megakadályozására a vezetőlapátokhoz, különösen az első fokozatban, és a beporlasztott víz által okozott eróziót gyakorlatilag elhanyagolhatót szinten tartjuk. Továbbá a találmány szerinti axiális turbinában a gáz kiáramlási sebessége különösen az első fokozat vezetőlapátozásán (az első fokozat állólapátozásán) kisebb, mint egy szokásos axiális turbinánál, és 120—180 m/sec-ra van beállítva, előnyösen 140— -180m/sec-ra a gáz kiáramlási szöge 46-60° és a futólapátok külső végének kerületi sebessége 150—230 m/sec. A találmány ezen jellemzőinek köszönhetően a vezetőlapátozásból kilépő gáz abszolút sebessége és a futólapátozáson áthaladó, illetve abból kilépő gáz abszolút sebessége úgy van beállítva, hogy örvénylő áramlások keletkeznek, amelyek a turbina tengelye körül ugyanabban az irányban forognak. Pontosabban a gázáramlás a turbina belsejében örvénylő mozgást végez a turbina tengelye körül, és ha a gáz így végigörvénylik a turbinában, centrifugális erő keletkezik a gázban, és ez a centrifugális erő kiválasztja a gázból a por- és a ködrészecskéket és ezeket a turbinaház belső falára juttatja. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas axiális turbina szerkezetét a továbbiakban rajz alapján ismertetjük részletesebben. A 10. ábra az axiális turbina első fokozatának metszetét mutatja, beleértve a turbina tengelyét is. All. ábra a lapátok elrendezését szemlélteti, a 12. ábra pedig a sebességvektor háromszögeket mutatja. A 31 forgórészagy forgathatóan van ágyazva a 30 turbinaház központi részében, továbbá a 30 házon egy 32 gázbelépő nyílás van kialakítva. Az első fokozat 34 vezetőlapátozása (állólapátozás) és a második fokozat 35 vezetőlapátozása az említett forgórészagyat körülvevő ház 33 szakaszának belső oldalán van elhelyezve. Az első fokozat 36 futólapátozása és a második fokozat 37 futólapátozása egymás után van elhelyezve a 31 forgórészagyon. A gáz útja a következő: A 11. és 12. ábra szerint az első fokozat 34 vezetőlapátozásából és a második fokozat 35 vezetőlapátozásából a gáz V0i, illetve V02 sebességgel lép ki. A V) j és V]2 sebességek jelentik a gáz viszonylagos beömlési sebességét a 36, illetve 37 futólapátozásokon. Az első fokozat 36 futólapátozásából, illetve a második fokozat 37 futólapátozásából kilépő gáz a V34, illetve V35 abszolút sebességekkel rendelkezik. A 36, illetve 37 futólapátozásokból kiáramlásnál V21, illetve V22 a relatív sebesség. A 12. ábrán, all. ábrán feltüntetett gázsebességek vektorai láthatók; amint a 12. ábrán látható a Voi,; V02,; V34); V35, sebességkomponensek a Voi és V02 abszolút sebességekhez tartoznak, amelyekkel a gáz elhagyja az első fokozat, illetve a második fokozat 34, illetve 35 vezetőlapátozását, továbbá a V34 és V35 abszolút sebességekhez tartoznak, amelyekkel a gáz elhagyja az első fokozat, illetve a második fokozat 34, illetve 35 futólapátozását, amelyek a turbina tengelyéhez viszonyítva ugyanabban az irányban vannak elhelyezve. Részletesebben, a találmány szerint a 34, 35 vezetőlapátozásból kiáramló gáz abszolút sebességét és a 36, 37 futólapátozásból kiáramló gáz abszolút sebességét, amely a 34, 35 vezetőlapátozásból kilépő gáz abszolút sebességét veszi fel, úgy határozzuk meg, hogy a turbina tengelyére vonatkoztatva azonos irányú sebességkomponenseik legyenek. Ezáltal a turbinában áramló gáz örvénylő komponensekkel rendelkezhet, amelyek ugyanabban az irányban forognak, és középpontjuk a turbina tengelye. így tehát a gáz spirál alakban örvénylik a turbina tengelye körül és a gáz ebben az örvénylő állapotban halad a kilépő nyílás felé. A 13. ábrán a vezetőlapátozások a futólapátozások elrendezése, valamint a gáz áramlása látható a vezetőlapátozásokból a futólapátozásokból. A V0i és V02 abszolút sebesség, amellyel a gáz a0 kiáramlási szöggel kilép a vezetőlapátozásokból, illetve a futólapátozásokból a3 kiáaranűásí szöggel kilépő gáz V34 és V35 abszolút sebessége azonos irányú. Ezáltal örvénylő áramlások keletkeznek a gázban, amelyek egyirányban forognak. Ennek következtében centrifugális erő lép fel a gázban, ami hatékonyan kiválasztja a gázból a por- és ködrészecskéket. Amint a 10. ábrán látható, a gázcsatorna kerületén, a ház 33 szakaszán, a 13 turbina tengelyére 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
