CH115781A - Uberdruckbeschaufelung. - Google Patents

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)

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.