CH115781A - Uberdruckbeschaufelung. - Google Patents
Uberdruckbeschaufelung.Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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Description
Überdruckbeschaufelung. Man hat bisher im Dampfturbinenbau bei Schaufelungen meist eine rasche Querschnitts und Richtungsänderung des Dampfstrahles für nachteilig gehalten. Man bevorzugte da her sanft verlaufende Kanäle und vermied, wo immer möglich, stark gekrümmte Bahnen. So hat man vor allem bei Überdruckbeschau felungen von der Anwendung spitzer Dampf austrittswinkel abgesehen und lieber den Dampfstrahl mit grosser Axialkomponente austreten lassen, statt diese durch eine voll kommenere Umlenkung des Dampfstrahles auf ihren möglichen Mindestwert zu verrin gern. Es galten eben die Verluste durch die Umlenkung des Dampfstrahles für grösser als die Verluste, die durch die unvollstän dige Rückgewinnung der Austrittsgeschwin digkeit bewirkt wurden. Bei der Überdruck- beschaufelung ist bisher auch stets auf eine allmähliche Querschnittsverengung und eine längere Führung des Dampfstrahles im engsten Querschnitt des Schaufelkanals besonders Ge wicht gelegt worden. Man konnte die bisher üblichen Schaufelformen der Überdrucktur binen umso eher für zweckentsprechend und kaum noch einer Verbesserung zugänglich betrachten, als sie bereits beträchtlich höhere Wirkungsgrade ergaben, als die besten Gleich- druekbeschaufelungen. Durch eine Reihe vergleichender Studien und praktischer Versuche ist der Anmelderin jedoch gelungen, auch an der Überdrucktur bine noch ganz wesentliche Verbesserungen. zu erzielen durch eine neue Schaufelform, die gemäss der Erfindung sowohl für Leit- wie für Laufrad nach Art der parallelwan- digen Leitschaufeln der Gleichdruckturbinen ausgebildet ist. In der Zeichnung ist in den Figuren 2 und 5 je eine beispielsweise Ausführungs form der Erfindung dargestellt, während die Figuren 1, 3 und 4 zur näheren Erläuterung dienen. Als günstigste Schaufelform hat sich ein Profil ergeben, das auf folgende Weise er halten wird: Trägt man (Fig. 1) auf der Abwicklung a der mittleren Schaufelbahn b (Fig. 2) die verschiedenen Durchtrittsquer- achnitte e, und zwar als Radien der einbe schriebenen Kreise auf, so sollen die End punkte derselben auf einer Geraden d liegen, die gegenüber Linie a unter einem Winkel von 16-20 , im Mittel 18 , geneigt ist. Durch diese Verringerung des Schaufelaus trittswinkels - auf 20 und darunter; ferner durch Formung des Schaufelkanals derart, dass der weite Eintrittsquerschnitt möglichst unmittelbar in den engen Austrittsquerschnitt übergeht, was beides bei den Leitschaufeln voll Gleichdruckturbinen bekannt, aber in Anwendung auf Überdruckturbinen neu ist, und schliesslich durch Formung des Schaufel kanals nach einer bestimmten Gesetzmässig keit erzielt man weitere Verbesserungen. Der möglichst unmittelbare Übergang eines weiten Eintrittsquerschnittes in einen engen Austritts querschnitt wurde übrigens auch bei den Laufschaufeln der Gleichdruckturbinen nicht immer beobachtet. aDie beiden Enden der Linien d weichen von der Geraden etwas ab, und zwar bildet das Ende e das Stück der Geradführung in der Schaufel, während das Ende f durch die Abrundung der Schaufel eintrittskanten bedingt wird. Das Ende e ist nur etwa 1/4 bis 1r, der Schaufelbahnlänge a. Die Versuche, die zur vorliegenden Schau felform führten, zeigten eben, dal3 trotz der grossen Krümmung, entgegen den bisherigen Anschauungen, infolge der Vergrösserung der LTinfangskomponente bei kleinen Winkeln ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht werden kann, wenn der Teil der Schaufel, der vom Dampf mit hoher Geschwindigkeit durchflossen wird, verkürzt und die Führung des Dampfes auf das äusserste verringert wird, so dass die Rei bungsverluste ein Minimum werden. An Stelle der Geraden d könnte auch eine schwach gekrümmte Linie treten, deren Sehne etwa<B>16-20'</B> gegen Linie ca geneigt ist. Damit die Schaufelform die Bedingungen eines raschen Querschnittsüberganges erfüllt, kann die Linie auch nach oben konvex gekrümmt sein, während die konkave Krümmung auf eine allmählichere Geschwindigkeitsänderung deutet. Die Neuheit dieser Schaufelform und ihr Unterschied gegenüber der gewöhnlichen Über druckschaufel (Parsonsschaufel) ist deutlich erkennbar, wenn man die Kanalquerschnitte einer solchen bekannten Schaufel auf die Ab- wicklung ihrer mittleren Schaufelbahn auf trägt (Fig. 3 und 4). Die Verbindungslinie d' (Fig. 4) ist hier nach oben schwach konkav gekrümmt und ihre Neigung zu Linie ra' we sentlich geringer als 16 , der Ansatz zum engsten Querschnitt erfolgt sehr früh, die Strahlführung e' ist also bedeutend länger als bei dem Profil nach vorliegender Erfindung. Aber auch bei Austrittswinkeln von der Grösse des Winkels des bekannten Überdruck- Profiles der Fig. 3 kann die Erfindung An wendung finden, wenn der Verlauf und die Neigung der Linie d wie sie für das neue Profil gefordert werden, ausgeführt werden. Ein derartiges Profil gemäss der Erfindung ist in Fig. 5 aufgezeichnet, während des bes seren Vergleiches wegen Linie d" über a' der Fig. 4 aufgetragen wurde. Es zeigt sich, dass bei gleicher Teilung die neue Schaufel we sentlich schmäler, bezw. bei gleicher Schaufel breite die Teilung der neuen Schaufel bedeutend grösser werden kann.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH: Überdruckbeschaufelung für Dampf- und Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe sowohl für die Leitschaufeln, wie für die Laufschaufeln nach Art der parallel wandigen Leitradbeschaufelung der Gleich druckturbinen ausgeführt ist.UNTERANSPRüCHE 1. Überdruckbeschaufelung nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Scllaufelaustrittswinkel sowohl für Leit-, wie für Laufschaufeln sehr spitz sind (etwa 20' und darunter.) Überdruckbeschaufelung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslinie (cl) der Radien (e) der in den Schaufelkanal einbeschriebenen Kreise, auf der Abwicklung (a) der mitt leren Kanalbahn (b) aufgetragen, mit der Abwicklung (a)im grüssten Teil ihres Verlaufes einen Winkel voll <B>16-200</B> ein schliesst.
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