Niederdruckschaufel von Dampfturbinen. Um gegen die an den Niederdruckschau- feln auftretende Erosion durch das im Dampf enthaltene Wasser wirksame Massnahmen treffen zu können, ist es notwendig, sich über das Verhalten des Dampfes und des von ihm mitgeführten Wassers Klarheit zu ver schaffen.
Durch die Umlenkung des Dampfes schlägt sich ein grosser Teil der Dampfnässe auf den Hohlseiten der Schaufel nieder. Das zunächst vom Dampf in Form kleinster Wasserteilchen mitgeführte Wasser (fVasser- tropfen erster Art) vereinigt sich an den Schaufelwandungen zu grösseren Tropfen (Wassertropfen zweiter Art). Die Wasser tröpfchen zweiter Art gelangen auf die Hohl seite der Laufschaufel und bleiben nicht, wie es zunächst den Anschein hat, auf dem Rük- ken der Laufschaufel.
Man hat auf der Hohlseite von Laufschaufeln die charakte ristischen Fliessfiguren beobachten können, während der Rücken hinter der aufgerauhten Eintrittskante sich als vollkommen blank und ohne Fliessfiguren erwies. Nachdem das Wasser aber auf die Laufschaufelwand ge langt ist, unterliegt es ausser der Reibung durch die Dampfströmung einer weitaus grösseren äussern Einwirkung, nämlich der Fliehkraft. In welchem Verhältnis die Ein wirkung der Dampfreibung und der Flieh kraft zueinander stehen, lässt sich aus dem Verlauf der Fliessfiguren erkennen. Die Fliessfiguren sind fast radial nach aussen ge richtet.
Das auf der Laufschaufelwand nie dergeschlagene Wasser wird also zum gröss ten Teil gegen .das Deckband geschleudert.
Beim Austritt des Dampfes aus der ersten Laufschaufel .eines Niederdruckteils ist die gleichmässige Verteilung der Dampfnässe, über die Schaufellänge ,schon sehr stark ge stört, und zwar derart, dass etwa 60 bis 70 der gesamten Dampfnässe sich nach der Spitze :der Laufschaufel zu konzentriert. Die übrigen 40 bis 30/'o verteilen sich auf die übrige Laufschaufellänge, und zwar derart, dass auch hier eine Steigerung der Dichte der Dampfnässe von innen nach aussen vor handen ist.
Beim Austritt aus :der ersten Laufschau fel haben Wasser und Dampf auch verschie dene Str'ömungsriehtungen. Die Folge davon ist, @dass die Wassertröpfchen sofort nach ihrer Loslösung von der Austrittskante der Laufsehaufel mit dem Dampfstrahl zum Stoss kommen, fein zerstäubt werden, sich mit dem Dampf innig mischen und so in die Leitschaufel .der nächsten Stufe gelangen.
Eine Verminderung der Erosion wäre dann zu erreichen, wenn es gelingt, das Ab fliessen des Wassers von der Austrittskante der Laufsehaufel zu verhindern, das heisst zu vermeiden, dass das von der Schaufel ab strömende Wasser durch den Dampfstrahl getroffen, fein zerstäubt und dadurch wieder mit dem Dampf gemischt wird. Es muss also verhütet werden, dass die Wassertropfen zweiter Art an die Austrittskanten gelangen.
Dieses Ziel lässt sich bei der den Erfindungs gegenstand bildenden Niederdruckschaufel von Dampfturbinen gemäss der Erfindung er reichen, dass die Breite der Niederdruck schaufel mindestens gleich der Erstreckung des Weges ist, den ein am innersten Schau felpunkt eintretendes Flüssigkeitsteilchen in achsialer Richtung bis zur obern Schaufel kante zurücklegt. Dadurch werden alle Flüs sigkeitströpfchen zweiter Art bis zur Schau felspitze geführt, so dass sich das angesam- melte Wasser :dort auf mechanischem Wege entfernen lässt.
Mehrere Ausführungsbeispiele--des Erfin dungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt die erste Ausfüh rungsform. Die F'ig. ja, 1b und 1c zeigen eine zweite Ausführungsform. Die Fig. la und 1b sollen die Farm ,des Abschirmbleches derselben besonders deutlich werden lassen.
Sie geben eine Ansicht in Richtung x (Fig. la) und eine Ansicht in y (Fig. 1b). Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ersichtlich ist, wie man das radial abgeschleuderte Wasser zweckmässig ableitet; Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform;
Fig. 3a eine Draufsicht derselben und Fig. 3b einen Schnitt derselben nach Linie A-B der Fig: @a.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh rungsform sind die Wege, die die Wasser tröpfchen zweiter Art auf der .Schaufel zu rücklegen, durch hie gestrichelt eingetrage nen Linien 1 angedeutet. Man sieht, @dass die Schaufel s breiter ist als die Erstreckung des Weges tv, den ein im ersten Schaufelpunkt P eintretendes Flüssigkeitsteilchen in achsialer Richtung bis zur obern Schaufelkante K zu rücklegt. Das obere Ende der Schaufel ist zur Bildung einer Fangrinne f umgebogen.
Auch die übrigen dargestellten Schaufeln weisen eine Breite auf, die mindestens gleich der Erstreckung des Weges ist, :den ein am innersten Schaufelpunkt eintretendes Flüs sigkeitsteilchen in achsialer Richtung bis zur obern Schaufelkante zurücklegt. Das hauben artige Abschirmblech u der zweiten Ausfüh rungsform ist auf den Schaufelkopf aufge- nietet, besitzt im Querschnitt U-Form und ist in seiner Längsrichtung um ein gewisses Stück nach oben umgebogen. Es geht in der Strömungsrichtung des Dampfes gesehen von annähernd achsialer Erstreckung in eine im wesentlichen radiale Erstreckung über.
Um .die Länge der radialen Erstreckung ist der Schaufelkopf verlängert. Diese teilweise Schaufelverlängerung mitsamt dem Ab schirmblech zc reicht ein Stück in eine ring förmige Fangrinne r im Gehäuse hinein. Bei ,den in den Fig. 2, ä, 3a und 3b dargestellten Ausführungsformen ist das obere Ende zur Bildung einer Fangrinne f umgebogen. Auch hier .ragt dieses Schaufelende in eine ring förmige Fangrinne r hinein..
Durch die ange führte Bemessung der Breite der dargestell ten Schaufeln, sowie durch die Verwendung und die Art des Abschirmbleches u bezw. der Fangrinne f der Schaufel wird erreicht, dass das auf den Schaufeln niedergeschla gene und nach aussen geschleuderte Wasser sich nicht achsial, sondern radial von der Laufschaufel loslöst.
Das Abschirmblech zc bezw. :die Fanzrinne f fängt das nach aussen geschleuderd.c Wasser auf und leitet es dem verlängerten Schaufelende zu, während der die Abschirmung bildende Teil das abge- schleuderte Wasser vor dem Stoss mit dem achsial strömenden Dampf schützt. Das Was ser braucht ausserhalb der Schaufel nicht um gelenkt zu werden, sondern behält seine durch die Fliehkraft bestimmte Strömungs richtung bei. Es wird nicht zerstäubt und nicht wieder mitgerissen.
Um mit Sicherheit ein Rückfliessen des in die Fangrinne r ab- geschleuderten Wassers zu verhindern, emp fiehlt es sich, in derselben einen Unterdruck wirken zu lassen.
Durch .die beschriebenen Ausführungs formen wird noch erreicht, dass man zum Entfernen des nach aussen geschleuderten Wassers nicht einen geschlossenen Ring ähn lich einem Deckband zu verwenden braucht. Das, Abschirmblech bezw. die Fangrinne ge nügen vollkommen, denn es handelt sich nur darum, das auf den Schaufelwandungen nie dergeschlagene Wasser abzuführen.
An sich würde es vollkommen genügen, wenn das Abschirmblech u nur auf der Hohl seite der Schaufel angebracht würde. Das auf genietete Blech wird aber zur Entlastung der Nieten von Biegungsbeanspruchungen zweckmässig wie ersichtlich symmetrisch ausgebildet.