CH189937A - Guide device for turbo machines, in particular for gas and steam turbines and axial compressors. - Google Patents

Guide device for turbo machines, in particular for gas and steam turbines and axial compressors.

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CH189937A
CH189937A CH189937DA CH189937A CH 189937 A CH189937 A CH 189937A CH 189937D A CH189937D A CH 189937DA CH 189937 A CH189937 A CH 189937A
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CH
Switzerland
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blades
guide device
disk
gas
steam turbines
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Application number
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German (de)
Inventor
Aktiengesell Maschinenfabriken
Original Assignee
Escher Wyss Maschf Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector

Description

  

  Zeitvorrichtung für     Tarbomaschinen,    insbesondere für .Gas- und Dampfturbinen  sowie     Azialverdichter.       Die     Erfindung    betrifft     eine        Leitvorrich-          tung    für     Turbomasehinen,    insbesondere für  Gas- und Dampfturbinen, sowie     Axialver-          dichter,    welche zwei :

  Schaufelsysteme auf  weist, von denen das eine     aus        'Stützschaufeln          besteht,    ,die     .in        erster        Linie        einen        Aussenkranz     mit einer     Scheibe    zu verbinden haben, wäh  rend :das zweite     System    von     verhältnismässig     enger Schaufelteilung     sich    aus in     Nuten    der  Scheibe und :

  des     Kranzes        eingesetzten    Schau  feln, sowie     Zwischenstücken    aufbaut.  



       Überschreitet        :die    radiale Länge der       Schaufeln    von     Turbomaschinen        ein        gewisses     Mass, so     machen        sich    die     Unterschiede    in der       Umfangsgeschwindigkeit    am     innern    und  äussern Ende :der Laufschaufeln     hinsichtlich     der Strömung derart geltend, dass die geord  nete     Durchströmung    der verschiedenen Lauf  mhaufelungen     gestört    wird.

   Das hat     einen          schlechten    Wirkungsgrad der     Maschinen    zur  Folge. Um diesen Übelstand zu beheben, ist  schon     vorgeschlagen    worden, bei     konstantem            Leitschaufelwinkel    :den Ein- und Austritts  winkel :der Laufschaufeln in deren radialer  Richtung von     innen    nach     aussen    entsprechend  anzupassen. Die     Herstellung    derartiger     Lauf-          schaufeln    ist jedoch     verwickelt    und     infolge-          dessen    auch teuer.  



  Zweck vorliegender     Erfindung    ist,     die    er  wähnten Übelstände durch eine     neuartige          Ausbildung    einer     Leitvorrichtung    :der     ein-          gangs    erwähnten Gattung zu beheben.

   Zu  .diesem Behufe sind bei einer     :solchen    Leit  vorrichtung     gemäss    :der Erfindung die     Zwi-          schenatüoke    des Kranzes     und    der Scheibe ver  schieden geformt, so     :dass    sie auf     .die    da  zwischen     festgeklemmten,        ursprünglich    ,ge  raden Schaufeln     Verdvillmomente    ausüben,  welche eine     Verwindung        :der    :

  dünnen     Leit-          schaufeln        zwischen    ihren eingespannten  Enden bewirken.  



  Diese     Verdrillung    bewirkt auch eine er  hebliche     Versteifung    :der     Leitsehaufelbleche,         so dass diese dünn gehalten werden können,  was einer Herabsetzung der     Leitschaufel-          verluste        gleichkommt.     



  Zweckmässig werden die zwei Arten von       Zwischenstücken    .so geformt,     dass    die .in die  Scheibe     eingesetzten        Zwischenstücke    eine  stärkere Verwindung der 'Schaufeln gegen  über der     Agialrichtung    der     Maschine    bewir  ken als die in den Kranz     eingesetzten.     



  Diese Bauweise kann sowohl für dem  Laufrad vor- wie nachgeschaltete     Leitvor-          richtungen        sinngemäss    verwendet werden. Um  etwaige zu hohe Spannungen infolge der       Verdrillung    in den Leitblechen     unschädlich     zu machen, kann die     neuartige        Leitvorrich-          tung    nach dem     Zueammenbau        entsprechend     ausgeglüht werden.  



  Auf der beiliegenden     Zeichnung        ist    eine       beispielsweise        Ausführungsform    des     Erfin-          dungs.gegenstandes    an einer dem Laufrad  einer     Dampfturbine    vorgeschalteten     Leitvor-          riehtung    gezeigt.

   Es ist:       Fig.    1 eine schaubildliche Darstellung  eines Stückes der neuartigen     Leitvorrichtung,          Fig.    2 ein in die Zeichnungsebene     ab-          gewickelter    'Schnitt     nach    der Linie     II        II     der     Fig.    1,       Fig.3    ein ebenfalls .in die Zeichnungs  ebene abgewickelter Schnitt nach :

  der Linie       III-III    der     Fig.    1,     und          Fig.    4 ein Schnitt nach der Linie     IV    IV  der     Fig.    3.  



  1     bezeichnet        Stützschaufeln    der Leitvor  richtung, welche in     erster    Linie einen  Aussenkranz 2 mit einer Scheibe 3 zu ver  binden haben. Die Stützschaufeln 1 weisen       stromlinienförmigen        Querschnitt    auf, und die  Teilung zwischen denselben ist verhältnis  mässig gross. Dem System von     Stützschau-          feln    1 ist ein     zweites    Schaufelsystem nach  geschaltet (in der     Strömungsrichtung    des       Arbeitsmittels    betrachtet).

   Dieses     zweite          System    baut     sich    aus :dünnen     Bleohschau-          feln    4     und        Zwischenstücken    5, 6 auf. Die       Zwischenstücke    5 sind in eine Nut 7 der  Scheibe 3 und die Zwischenstücke 6 in eine  Nut 8 des Kranzes 2     eingesetzt;    die gleich-         zeitig    in die Nuten 7, 8 ragenden Blech  schaufeln 4 sind     zwischen    den Stücken 5, 6  festgeklemmt.

   Dieses zweite     'Schaufelsystem,     das zur genauen Dampfführung dient, weist  eine     verhältnismässig    enge     Schaufelteilung     auf. Es ergeben sich infolgedessen in diesem       Schaufelsystem    nicht nur     praktisch    keine       Wirbelverluste    hinter den dünnen     .Schaufeln     4,     sondern    auch kleine     Variationen    der Aus  trittsgeschwindigkeit.

   Um     ferner    dem Ein  flusse Rechnung zu tragen, :den die Unter  schiede     Ader    Umfangsgeschwindigkeiten am  innern und äussern Ende der Laufschaufeln  auf die Strömung :ausüben, sind .die Zwischen  stücke 5, 6 verschieden geformt, so dass  sie auf die dazwischen     festgeklemmten,     ursprünglich geraden, also     gleichwinkligen          Leitschaufeln    4     Verdrillmomente    ausüben,  welche eine     Verwindung    :

  dieser     dünnen,    even  tuell     profilierten        Blechschaufeln        zwischen     ihren     eingespannten    Enden bewirken. Bei  dem     gezeigten    Ausführungsbeispiel     sind    die       Zwisohenstücke    5, 6 in bezug     aufeinander    so  geformt,     dass    die in die -Scheibe 3 eingesetz  ten     Zwischenstücke    5 eine stärkere Verwin  dung :

  der Schaufeln 4 gegenüber der     Agial-          richtung    der     Maschine        bewirken    als die in  den Kranz 2 eingesetzten     Zwischenstücke    6.  so dass der     Austrittswinkel        a,        Wig.3)    am  innern Ende kleiner     ist        als    der     Austritts-          winkel        a2        (Fig.    2) am äussern Ende.



  Timing device for tarbo machines, in particular for gas and steam turbines and social compressors. The invention relates to a guide device for turbo machines, in particular for gas and steam turbines, and axial compressors, which have two:

  Has blade systems, one of which consists of 'support blades, which primarily have to connect an outer ring with a disk, while: the second system of relatively narrow blade spacing consists of grooves in the disk and:

  the wreath used blades, as well as intermediate pieces builds.



       If: the radial length of the blades of turbo machines exceeds a certain amount, the differences in the peripheral speed at the inner and outer end: of the rotor blades with regard to the flow apply in such a way that the orderly flow through the various rotor piles is disturbed.

   This results in poor machine efficiency. In order to remedy this drawback, it has already been proposed, with a constant guide vane angle: the inlet and outlet angle: adjust the rotor blades accordingly in their radial direction from the inside to the outside. However, the manufacture of such rotor blades is complex and consequently also expensive.



  The purpose of the present invention is to remedy the evils mentioned by a novel design of a guide device: of the type mentioned at the beginning.

   For this purpose, in such a guiding device according to the invention, the intermediate parts of the ring and the disc are shaped differently so that they exert twisting moments on the originally straight blades clamped between them :the    :

  cause thin guide vanes between their clamped ends.



  This twisting also causes a considerable stiffening of the guide vane plates, so that they can be kept thin, which is equivalent to a reduction in the guide vane losses.



  The two types of intermediate pieces are expediently shaped in such a way that the intermediate pieces inserted into the disk cause a greater twisting of the blades relative to the axial direction of the machine than those inserted into the rim.



  This design can be used for both upstream and downstream guide devices. In order to make any excessive stresses due to the twisting in the guide plates harmless, the new guide device can be annealed accordingly after the assembly.



  The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the subject of the invention on a guide device connected upstream of the impeller of a steam turbine.

   It is: FIG. 1 a diagrammatic representation of a piece of the novel guide device, FIG. 2 a section developed into the plane of the drawing along the line II - II of FIG. 1, FIG. 3 a section likewise developed into the plane of the drawing :

  the line III-III of FIG. 1, and FIG. 4 shows a section along the line IV IV of FIG. 3.



  1 denotes the support blades of the Leitvor direction, which primarily have an outer ring 2 with a disc 3 to bind ver. The support blades 1 have a streamlined cross section, and the pitch between them is relatively moderately large. The system of supporting blades 1 is followed by a second blade system (viewed in the flow direction of the working medium).

   This second system is built up: thin bleoh blades 4 and spacers 5, 6. The intermediate pieces 5 are inserted into a groove 7 of the disk 3 and the intermediate pieces 6 into a groove 8 of the ring 2; the sheet metal blades 4 projecting into the grooves 7, 8 at the same time are clamped between the pieces 5, 6.

   This second 'vane system, which is used for precise steam guidance, has a relatively narrow vane pitch. As a result, there are not only practically no vortex losses behind the thin .Schaufeln 4 in this blade system, but also small variations in the exit speed.

   In order to also take into account the influence that the different vein circumferential speeds at the inner and outer end of the rotor blades exert on the flow, the intermediate pieces 5, 6 are shaped differently, so that they are originally straight on the ones clamped between them , i.e. equiangular guide vanes exert 4 torsional moments, which cause a twist:

  effect this thin, possibly profiled sheet metal blades between their clamped ends. In the exemplary embodiment shown, the spacers 5, 6 are shaped in relation to one another in such a way that the spacers 5 inserted into the disk 3 have a greater twist:

  of the blades 4 opposite the axial direction of the machine act as the intermediate pieces 6 inserted in the ring 2 so that the exit angle a, Wig.3) at the inner end is smaller than the exit angle a2 (FIG. 2) at the outer end .

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Leitvorrichtung für Turbomaschinen, ins- besondere für Gas- und Dampfturbinen, sowie Agialverdichter, welche ein Stütz- schaufelsystem, : PATENT CLAIM: Guide device for turbo machines, especially for gas and steam turbines, as well as agial compressors, which have a support blade system: das in erster Linie einen Aussenkranz mit einer Scheibe zu verbinden hat, und ein zweites Schaufelsystem mit ver- bältnismässig enger 'Schaufelteilung aufweist, das sich aus in Nuten der Scheibe und des Kranzes eingesetzten Schaufeln und Zwischenstücken aufbaut, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zwischenstücke des Kran zes und der Scheibe verschieden geformt sind, so dass sie auf die dazwischen fest geklemmten, which primarily has to connect an outer ring to a disk, and has a second blade system with a relatively narrow blade pitch, which is made up of blades and spacers inserted into grooves in the disk and the ring, characterized in that the spacers of the Kran zes and the disc are shaped differently, so that they can be attached to the ursprünglich geraden Schaufeln Verdrillmomente ausüben, welche eine Ver- windung :der dünnen Leitschaufeln zwischen ihren eingespannten Enden bewirken. originally straight blades exert torsional moments which cause a twisting of the thin guide blades between their clamped ends. UNTERANSPRUCH: Leitvorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, d#ass die in die Scheibe eingesetzten Zwischenstücke eine stärkere Verwindung der Schaufeln gegen über der Agialriehtung der Maschine bewir- ken als die in .den Kranz eingesetzten. SUBSTANTIAL CLAIM: Guide device according to patent claim, characterized in that the spacers inserted into the disk cause a stronger twisting of the blades with respect to the agial direction of the machine than those inserted into the rim.
CH189937D 1936-05-27 1936-05-27 Guide device for turbo machines, in particular for gas and steam turbines and axial compressors. CH189937A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3038699A (en) * 1958-11-04 1962-06-12 Poly Ind Inc Nozzle ring assembly
FR2594176A1 (en) * 1986-02-10 1987-08-14 Alsthom Diaphragm for an action (Curtis) turbine
FR2641328A1 (en) * 1988-12-29 1990-07-06 Gen Electric MOUNTING OF A TURBINE ENGINE PROVIDED WITH REAR OUTPUT DIRECTIVE BLADES
EP0942150A3 (en) * 1998-03-11 2000-12-20 Rolls-Royce Plc A stator vane assembly for a turbomachine

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