CH620739A5

CH620739A5 - Blade ring of a hydraulic machine, with fixed blades

Info

Publication number: CH620739A5
Application number: CH71477A
Authority: CH
Inventors: Martin Dipl Ing Staehle; Noel Meystre
Original assignee: Escher Wyss Ag
Priority date: 1977-01-21
Filing date: 1977-01-21
Publication date: 1980-12-15
Also published as: DE2711409A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaufelkranz einer hydrau- 50 lischen Maschine, mit fest auf der Kranzwand sitzenden Schaufeln, die miteinander durch im Betriebswasserraum angeordnete Versteifungselemente verbunden sind. The invention relates to a blade ring of a hydraulic machine, with blades firmly seated on the ring wall, which are connected to one another by stiffening elements arranged in the process water chamber.

Aus der Zeitschrift des VDI, Band 45, Nummer 46 vom 16.11.1901, Seite 1633 ist ein Gehäuse einer hydraulischen 55 Maschine mit einem Kranz von fest mit dem Gehäuse verbundenen Stütz- oder Leitschaufeln bekannt, bei welchem diese festen Schaufeln in der Schaufelhöhe durch zur Gehäuseachse konzentrische Ringe in voneinander getrennte Abschnitte unterteilt sind. Diese Ringe haben den Zweck, den 60 Betriebswasserraum zu begrenzen, wenn einer oder mehrere der Schaufelabschnitte von einem Ringschieber überdeckt sind. From the magazine of the VDI, volume 45, number 46 from November 16, 1901, page 1633, a housing of a hydraulic machine with a ring of supporting or guide blades fixedly connected to the housing is known, in which these fixed blades are at the blade height by Housing axis concentric rings are divided into separate sections. The purpose of these rings is to limit the 60 operating water space if one or more of the blade sections are covered by a ring slide.

Die genannten Ringe versteifen zwar die festen Schaufeln, sie stellen aber einen ganz erheblichen Wasserwiderstand dar. 65 Although the rings mentioned stiffen the fixed blades, they represent a very considerable water resistance. 65

Andererseits ist es beispielsweise aus der USA-Patentschrift 1 618 296 bekannt, bei einem Dampfturbinenrotor die die Rotorschaufeln miteinander verbindenden Versteifungselemente in Form von Stäben auszubilden. Damit lassen sich aber nur sehr kurze Schaufelprofile versteifen. On the other hand, it is known, for example from US Pat. No. 1,618,296, to design the stiffening elements which connect the rotor blades to one another in the form of bars in the case of a steam turbine rotor. However, only very short blade profiles can be stiffened with this.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei hydraulischen Maschinen grosser Abmessungen einen Schaufelkranz zu schaffen, dessen feste Schaufeln ausreichend versteift sind, und dessen Versteifungselemente nur einen kleinen Strömungswiderstand bilden. The invention has for its object to provide a blade ring, even with hydraulic machines of large dimensions, the fixed blades of which are sufficiently stiffened, and the stiffening elements of which form only a small flow resistance.

Bei einem Schaufelkranz der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Versteifungselement durch zwei Stäbe gebildet bzw. in Strömungsrichtung des Betriebswassers begrenzt ist, die von der Mitte und/oder vom oberwasserseitigen Ende der Unterseite einer Schaufel zur Mitte und/oder zum unterwasserseitigen Ende der Oberseite der benachbarten Schaufel geführt sind. In the case of a blade ring of the type described in the introduction, this object is achieved according to the invention in that a stiffening element is formed by two rods or is limited in the direction of flow of the process water, which extends from the center and / or from the upper water-side end of the underside of a blade to the center and / or are guided below the water-side end of the top of the adjacent blade.

Der Erfindung liegt die neue Erkenntnis zugrunde, dass es zur wirksamen Versteifung der Schaufeln genügt, ein Ende und die Mitte des Schaufelprofils festzuhalten. The invention is based on the new finding that it is sufficient for an effective stiffening of the blades to hold one end and the center of the blade profile.

Wenn die beiden Stäbe in der Strömungsrichtung des Betriebswassers fluchten, d. h. in Strömungsrichtung genau hin-tereinanderliegen, und der Zwischenraum zwischen den Stäben durch eine die Stäbe zu einer Platte ergänzende Wand überbrückt ist, ergibt sich ein besonders starkes Versteifungselement mit kleinem Strömungswiderstand. If the two rods are aligned in the direction of flow of the process water, i. H. If they lie exactly behind each other in the direction of flow and the space between the bars is bridged by a wall that complements the bars to form a plate, this results in a particularly strong stiffening element with a small flow resistance.

Die die Stäbe zu einer Platte ergänzende Wand kann vorteilhafterweise als Hohlwand ausgebildet sein. Weiter ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Wand und der Schaufel eine Fuge freigelassen ist. The wall supplementing the bars to form a plate can advantageously be designed as a hollow wall. It is also advantageous if a joint is left free between the wall and the blade.

In der Zeichnung, anhand welcher die Erfindung näher erläutert wird, sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen: In the drawing, on the basis of which the invention is explained in more detail, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form. Show it:

Fig. 1 einen das Schaufelprofil aufweisenden Teilschnitt durch einen Schaufelkranz; 1 shows a partial section of the blade profile through a blade ring;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II—II in Fig. 1; 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1.

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform; und 3 shows a section corresponding to FIG. 2 through a further embodiment; and

Fig. 4 bis 6 dem Teilschnitt nach Fig. 1 entsprechende Teilschnitte durch weitere Ausführungsformen. 4 to 6 the partial section according to FIG. 1 corresponding partial sections through further embodiments.

Fig. 7 bis 12 die schematische Darstellung der sechs möglichen Varianten des Versteifungselementes. 7 to 12 the schematic representation of the six possible variants of the stiffening element.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Schaufelkranz gehört zu einer Francisturbine und ist deren Finkschem Drehschaufelkranz vorgelagert. Dabei weist der dargestellte Schaufelkranz fest in der Kranzwand 1 sitzende Schaufeln 2 auf, welche miteinander durch Versteifungselemente 3 verbunden sind. Ein Versteifungselement 3 wird im wesentlichen durch zwei Stäbe 4 und 5 gebildet, welche eine gerade Verbindung zwischen vier ausgezeichneten Punkten zweier benachbarten Schaufeln 2 herstellen. The blade ring shown in FIGS. 1 and 2 belongs to a Francis turbine and its Finkschem rotary blade ring is located upstream. The blade ring shown here has blades 2 which are firmly seated in the ring wall 1 and which are connected to one another by stiffening elements 3. A stiffening element 3 is essentially formed by two rods 4 and 5, which establish a straight connection between four excellent points of two adjacent blades 2.

Diese vier ausgezeichneten Punkte sind das oberwassersei-tige Ende a der dem Unterwasser zugewandten «Unterseite» des Profils einer Schaufel 2, zweitens die Mitte b der «Unterseite» der Schaufel 2, drittens die Mitte c der dem Oberwasser zugewandten «Oberseite» des Profils der benachbarten Schaufel 2, und viertens das unterwasserseitige Ende d der «Oberseite» der benachbarten Schaufel 2. Dabei führt beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 der Stab 4 vom Punkt a einer Schaufel 2 zum Punkt c der benachbarten Schaufel 2, und der Stab 5 vom Punkt b der Schaufel 2 zum Punkt d der benachbarten Schaufel 2. These four marked points are the upper-water side end a of the “underside” of the profile of a blade 2 facing the underwater, secondly the middle b of the “bottom” of the blade 2, thirdly the middle c of the “top side” of the profile of the top water adjacent blade 2, and fourth, the underwater end d of the “top” of the adjacent blade 2. In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the rod 4 leads from point a of a blade 2 to point c of the adjacent blade 2, and rod 5 from point b of blade 2 to point d of adjacent blade 2.

Die beiden Stäbe 4 und 5 fluchten in der Strömungsrichtung des Betriebswassers, und der Zwischenraum zwischen den Stäben 4 und 5 ist durch eine die Stäbe zu einer Platte ergänzende Wand 6 überbrückt. Diese Wand 6 ist als Hohlwand ausgebildet, d. h. sie besteht aus zwei an die Stäbe 4 und 5 anschliessenden Wandteilen 61 und 62. The two rods 4 and 5 are aligned in the direction of flow of the process water, and the space between the rods 4 and 5 is bridged by a wall 6 which supplements the rods to form a plate. This wall 6 is designed as a hollow wall, i. H. it consists of two wall parts 61 and 62 adjoining the bars 4 and 5.

Zwischen der Wand 6 und den Schaufeln 2 ist eine Fuge 7 freigelassen, um die Schweissnähte zwischen den Schaufeln 2 und dem Versteifungselement 3 kleinzuhalten. A gap 7 is left free between the wall 6 and the blades 2 in order to keep the weld seams between the blades 2 and the stiffening element 3 small.

3 3rd

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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Wand 6 als Vollwand ausgebildet und kann mit den Stäben 4 und 5 aus einem Stück bestehen. 3, the wall 6 is formed as a solid wall and can consist of one piece with the bars 4 and 5.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Schaufelkranz gehen beide Stäbe 4 und 5 vom Punkt a der «Unterseite» der Schaufel 2 aus, und der Stab 4 führt zum Punkt c und der Stab 5 zum Punkt d der «Oberseite» der benachbarten Schaufel 2. In the blade ring shown in FIG. 4, both rods 4 and 5 start from point a on the “underside” of blade 2, and rod 4 leads to point c and rod 5 leads to point d on the “top” of adjacent blade 2.

Beim Schaufelkranz nach Fig. 5 führt der Stab 4 vom Punkt a zum Punkt c, und der Stab 5 vom Punkt b zum Punkt c. 5 the rod 4 leads from point a to point c, and rod 5 from point b to point c.

Beim Schaufelkranz nach Fig. 6 führt der Stab 4 vom Punkt a zum Punkt d, und der Stab 5 vom Punkt b zum Punkt c. Dabei kreuzen sich die Stäbe 4 und 5. 6 the rod 4 leads from point a to point d, and rod 5 from point b to point c. Bars 4 and 5 intersect.

Besonders vorteilhaft sind die Ausführungsformen nach Fig. 1, 2 und nach Fig. 6, bei welchen die Stäbe jeweils alle vier ausgezeichneten Punkte a, b, c und d miteinander verbinden. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Versteifung der Schaufeln 2. The embodiments according to FIGS. 1, 2 and 6, in which the rods connect all four marked points a, b, c and d to one another, are particularly advantageous. This results in particularly good stiffening of the blades 2.

Schliesslich zeigt das beigefügte Schema die sechs Möglichkeiten A, B, C, D, E und F, welche der Patentanspruch 1 5 für die Führung der Stäbe 4 und 5 beinhaltet. Finally, the attached diagram shows the six options A, B, C, D, E and F, which patent claim 1 5 contains for guiding rods 4 and 5.

Die Ausführungsformen nach Fig. 4 und Schema E sind deshalb sehr vorteilhaft, weil bei ihnen die Stäbe 4, 5 beide Enden und die Mitte des Schaufelprofils festhalten, und das Versteifungselement trotzdem sehr kleine Abmessungen bekommt. The embodiments according to FIG. 4 and scheme E are very advantageous because the rods 4, 5 hold both ends and the center of the blade profile, and the stiffening element nevertheless has very small dimensions.

Die Stäbe 4, 5 können, wenn nicht durch eine Wand 6 verbunden, in der Höhe der Schaufel gegeneinander versetzt sein. If not connected by a wall 6, the bars 4, 5 can be offset from one another at the height of the blade.

15 Ebenso können die Versteifungselemente selber gegeneinander in der Höhe der Schaufel versetzt sein. 15 Likewise, the stiffening elements themselves can be offset from one another at the height of the blade.

M M

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. blade ring of a hydraulic machine, with blades firmly seated on the ring wall, which are connected to one another by stiffening elements arranged in the process water space, characterized in that a stiffening element (3) is formed by two rods (4, 5) or in the direction of flow of the service water is limited, that from the middle (b) and / or from the upper water side end (a) of the underside of a shovel (2) to the middle (c) and / or to the underwater side end (d) of the upper side of the adjacent shovel (2) are performed.

2. blade ring according to claim 1, characterized in that the two rods (4, 5) are aligned in the direction of flow of the process water, and the space between the rods (4, 5) by a wall complementing the rods to a plate ( 6) is bridged.

3. blade ring according to claim 2, characterized in that the wall (6) is designed as a hollow wall.

4. blade ring according to claim 2 or 3, characterized in that between the wall (6) and the blade 20 (2) a joint (7) is left free.

5. blade ring according to claim 1, characterized in that the one rod (4) from the upper water-side end (a)

a blade (2) to the center (c) of the adjacent blade

(2), and the other rod (5) is guided from the center (b) of one blade (2) to the lower end (d) of the adjacent blade (2) (FIG. 1).

6. blade ring according to claim 1, characterized in that the one rod (4) from the upstream end (a)

a shovel (2) to the underwater end (d) of the adjacent shovel (2), and the other rod (5) from the center (b) of one shovel (2) to the center (c) of the adjacent shovel (2 ) is performed (Fig. 6).

7. blade ring according to claim 1, characterized in that the one rod (4) from the upper-water end (a) 35 of a blade (2) to the center (c) of the adjacent blade (2) and the other rod (5) from the upper-water end (a) a blade (2) is guided to the lower end (d) of the adjacent blade (2) (FIG. 4).

8. blade ring according to claim 1, characterized in that the one rod (4) from the upstream end (a)

one shovel (2) to the lower end (d) of the adjacent shovel (2) and the other rod (5) from the center (b) of one shovel (2) to the lower end

(d) the adjacent blade (2) is guided.