DE102013018033B4

DE102013018033B4 - BELT-RUNNING RUNNING OR GUIDANCE ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING

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Publication number: DE102013018033B4
Application number: DE102013018033.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: DE102013018033A1

Abstract

Bandförmige Lauf- oder Leitschaufelanordnung für Lauf- oder Leiteinrichtungen einer Turbine, wobei die Anordnung aufweist einen flachen, in eine Kreisform biegbaren Bandträger (4a–c), und eine Vielzahl von auf dem Bandträger (4a–c) angeordneten Lauf- oder Leitschaufeln (6a–c).A belt-like blade or vane assembly for turbine runners, the assembly comprising a flat belt-shaped belt support (4a-c) and a plurality of runners or vanes (6a-6c) disposed on the belt support (4a-c) c).

Description

Die Erfindung betrifft eine bandförmige Lauf- oder Leitschaufelanordnung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung und eine Lauf- oder Leitschaufeleinrichtung.The invention relates to a band-shaped rotor or vane arrangement, a method for producing such an arrangement and a running or Leitschaufeleinrichtung.

Eine Turbine, beispielsweise eine Windturbine zur Stromerzeugung, weist Laufschaufeln und Leitschaufeln auf, wie in der CH 625 018 A5 gezeigt. Die Leitschaufeln sind fest im Gehäuse der Turbine eingebaut und leiten das Arbeitsmittel, z.B. Luft, im optimalen Winkel auf die Laufschaufeln, die auf drehbaren Wellen befestigt sind. Ein Kranz aus Laufschaufeln mit dem zugehörigen Kranz von Leitschaufeln nennt man eine Stufe. A turbine, for example a wind turbine for power generation, has blades and vanes, as in the CH 625 018 A5 shown. The vanes are firmly installed in the housing of the turbine and direct the working fluid, eg air, at the optimum angle to the blades, which are mounted on rotatable shafts. A wreath of blades with the associated ring of vanes is called a step.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach, schnell und kostengünstig herstellbare Lauf- oder Leitschaufelanordnung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung und eine Leit- oder Laufeinrichtung mit einer solchen Anordnung bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a simple, quick and inexpensive to manufacture runner or vane assembly, a method for producing such an arrangement and a guide or running device with such an arrangement.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 7, 8 bzw. 10 gelöst. This object is achieved with the features of claim 1, 7, 8 and 10, respectively.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Gemäß Anspruch 1 wird eine bandförmige Lauf- oder Leitschaufelanordnung bzw. ein Laufschaufelband oder Leitschaufelband für die Herstellung von Laufeinrichtungen bzw. Laufrädern und Leiteinrichtungen einer Turbine beansprucht. Die Anordnung weist einen Bandträger auf, auf dem eine Vielzahl von Laufschaufeln (für eine Laufeinrichtung bzw. ein drehbares Laufrad) oder Leitschaufeln (für eine feststehende Leiteinrichtung) angeordnet bzw. befestigt sind. Der Bandträger kann beispielsweise aus Blech oder Kunststoff hergestellt sein. Der Begriff 'Bandträger' bzw. 'bandförmiger Träger' definiert, dass das Trägermaterial flach ausgebildet ist und in Längsrichtung eine wesentlich größere Ausdehnung aufweist als quer zur Längsrichtung, beispielsweise ein Stahlband. Beispielsweise können Bandträger und Lauf-/Leitschaufeln einteilig ausgebildet sein. Alternativ sind die Lauf-/Leitschaufeln einzeln auf dem Bandträger befestigt. Mit der oben beschriebenen bandförmigen Anordnung können auf einfache Weise Turbinenlaufräder oder Turbinenleiteinrichtungen hergestellt werden. Beispielsweise kann das Lauf-/Leitschaufelband an einem Außenumfang eines scheibenförmigen Grundkörpers befestigt werden, so dass die Lauf-/Leitschaufeln vom Bandträger bzw. Grundkörper aus radial nach außen weisen. Alternativ kann ein Lauf-/Leitschaufelband am Innenumfang eines ringförmigen Grundkörpers befestigt werden, so dass die Lauf-/Leitschaufeln (vom Bandträger aus) radial nach innen weisen. Mit dem oben beschriebenen Lauf-/Leitschaufelband kann ein Laufrad und eine Leiteinrichtung für eine Turbine schnell und einfach hergestellt werden. Insbesondere ist es durch die bandförmige Anordnung nicht notwendig jede einzelne Laufschaufel bzw. Leitschaufel zeitaufwendig an einem Laufrad bzw. einer Leiteinrichtung zu befestigen. Ein scheibenförmiger oder ringförmiger Träger kann mit dem oben beschriebenen, zunächst flachen und dann in eine Kreisform biegbaren Lauf-/Leitschaufelband schnell und einfach mit einer Vielzahl von Lauf/Leitschaufeln bestückt werden, unabhängig vom Durchmesser des Trägers.According to claim 1, a band-shaped runner or vane assembly or a rotor blade or Leitschaufelband for the production of running devices or wheels and baffles of a turbine is claimed. The assembly comprises a tape carrier on which a plurality of blades (for a rotatable impeller) or vanes (for a fixed blade) are mounted. The tape carrier may be made of sheet metal or plastic, for example. The term 'tape carrier' or 'tape-shaped carrier' defines that the carrier material is flat and has a substantially greater extent in the longitudinal direction than transversely to the longitudinal direction, for example a steel band. For example, tape carrier and rotor / vanes may be integrally formed. Alternatively, the blades / vanes are individually mounted on the belt carrier. With the band-shaped arrangement described above, turbine runners or turbine guide devices can be produced in a simple manner. For example, the runner / vane belt may be attached to an outer periphery of a disk-shaped base body so that the runners / vanes face radially outward from the tape carrier or body. Alternatively, a runner / vane belt may be secured to the inner circumference of an annular body so that the runners / vanes face radially inward (from the tape carrier). With the rotor / vane belt described above, an impeller and a turbine guide can be made quickly and easily. In particular, due to the band-shaped arrangement, it is not necessary to attach each individual moving blade or guide blade to a runner or guide in a time-consuming manner. A disk-shaped or annular support can be quickly and easily populated with a plurality of runners / vanes, as described above, initially flat and then bendable in a circular shape, regardless of the diameter of the carrier.

Der erfindungsgemäße Bandträger ist flexibel, so dass der flexible Bandträger mit den bereits darauf befestigten oder den aus diesem ausgebildeten Lauf- oder Leitschaufeln- als 'Reif' auf eine Scheibe oder einen Kranz der Lauf- oder Leiteinrichtung aufgezogen werden kann. Der Bandträger ist während der Ausbildung oder Anbringung der Lauf- oder Leitschaufeln flach und wird dann zum Aufziehen auf die Scheibe oder den Kranz (auch scheiben- oder ringförmiger, formstabiler Träger bzw. Grundkörper) der Lauf- oder Leiteinrichtung gebogen.The strip carrier according to the invention is flexible, so that the flexible strip carrier can be mounted on a disc or a ring of the running or guiding device with the running or guide blades already mounted thereon or formed therefrom. The belt carrier is flat during formation or attachment of the rotor blades or vanes and is then bent to wind on the pulley or rim (also disc or annular, rigid support or body) of the rotor or guide.

Vorzugsweise sind die Vielzahl von Lauf- oder Leitschaufeln mit dem Bandträger verklebt oder verschweißt. Beispielsweise werden die einzelnen Lauf-/Leitschaufeln auf einer Oberseite des Bandträgers positioniert und anschließend mit dem Bandträger verklebt oder verschweißt. Dadurch können Bandträger und Schaufeln besonders schnell und einfach miteinander verbunden werden.Preferably, the plurality of blades or vanes are glued or welded to the tape carrier. For example, the individual runners / guide vanes are positioned on top of the tape carrier and then glued or welded to the tape carrier. As a result, strip carrier and blades can be connected to each other particularly quickly and easily.

Bevorzugt ist jede Laufschaufel oder Leitschaufel in zumindest einer Vertiefung des Bandträgers eingesteckt bzw. der Bandträger weist eine Vielzahl von Vertiefungen auf in die die entsprechenden Lauf-/Leitschaufeln eingesteckt werden. Dadurch wird die korrekte Positionierung der Lauf-/Leitschaufeln auf dem Bandträger deutlich vereinfacht. Nach dem Einstecken können die Lauf-/Leitschaufeln mit dem Bandträger verschweißt oder verklebt werden. Alternativ ist jede Lauf- oder Leitschaufel in zumindest eine Öffnung des Bandträgers eingesteckt bzw. der Bandträger weist für jede Lauf-/Leitschaufel zumindest eine (durch den Bandträger durchgehende) Öffnung auf in die die jeweilige Lauf-/Leitschaufel eingesteckt bzw. durchgesteckt wird. Eine Ausnehmung oder Vertiefung kann sich über die gesamte Schaufelbreite erstrecken, so dass die jeweilige Lauf-/Leitschaufel in ihrer gesamten Breite in den Bandträger eingesteckt oder durchgesteckt werden kann. Alternativ weist jede Lauf-/Leitschaufel beispielsweise zwei vorspringende Zapfen auf, die in die entsprechenden zwei Ausnehmungen des Bandträgers eingesteckt werden können. Je geringer die Ausdehnung oder Größe der Ausnehmungen, desto stabiler ist der Bandträger.Preferably, each blade or vane is inserted in at least one recess of the tape carrier or the tape carrier has a plurality of wells into which the corresponding runners / guide vanes are inserted. This significantly simplifies correct positioning of the blades / vanes on the belt carrier. After inserting the runners / guide vanes can be welded or glued to the tape carrier. Alternatively, each runner or guide vane is inserted into at least one opening of the tape carrier or the tape carrier has for each runner / vane at least one (through the tape carrier continuous) opening into which the respective runner / vane is inserted or pushed through. A recess or recess may extend over the entire blade width, so that the respective running / guide blade can be inserted or pushed through in its entire width in the tape carrier. Alternatively, each runner / vane, for example, on two protruding pins, which can be inserted into the corresponding two recesses of the tape carrier. The smaller the extent or size of the recesses, the more stable is the tape carrier.

Vorzugsweise ist die in zumindest eine Öffnung eingesteckte Lauf- oder Leitschaufel auf der Rückseite des Bandträgers mit dem Bandträger verklebt oder verschweißt. D.h. in dieser Ausgestaltung liegen Schweißnähte und/oder Klebepunkte auf der Rückseite des Lauf-/Leitschaufelbands, wodurch sie vor äußeren Einflüssen bzw. vor Erosionsverschleiß geschützt sind. Die Außenseite oder Oberseite entspricht der Seite des Bandträgers auf der die Lauf-/Leitschaufeln angeordnet sind. Nach der Herstellung einer Lauf-/Leiteinrichtung, liegt die Rückseite bzw. Innenseite des Bandträgers auf dem Außenumfang eines Trägerrades bzw. einer Trägerscheibe auf. Wenn anstatt eines scheibenförmigen Grundkörpers ein reifförmiger Grundkörper verwendet wird, an dessen Innenumfang der Bandträger befestigt wird, dann liegt nach der Herstellung der Lauf-/Leiteinrichtung die Rückseite bzw. Innenseite des Bandträgers auf dem Innenumfang des reifförmigen Trägers auf. The running or guide blade inserted in at least one opening is preferably glued or welded to the tape carrier on the rear side of the tape carrier. That is, in this embodiment are welds and / or adhesive dots on the back of the runner / Leitschaufelbands, whereby they are protected from external influences or erosion wear. The outside or top corresponds to the side of the tape carrier on which the runners / vanes are arranged. After the production of a running / guiding device, the rear side or inside of the tape carrier lies on the outer circumference of a carrier wheel or a carrier disk. If a reifförmiger body is used instead of a disc-shaped base body, is attached to the inner periphery of the tape carrier, then lies after the preparation of the running / guiding the back or inside of the tape carrier on the inner circumference of the reifförmigen carrier.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Bandträger in Längsrichtung eine Vielzahl von Ausnehmungen oder Öffnungen auf, um die bandförmige Lauf- oder Leitschaufelanordnung auf einem Grundkörper (z.B. einer Scheibe, einem Rad, einem Reif oder einem Hohlzylinder) zur Herstellung einer Lauf- oder Leiteinrichtung für eine Turbine zu befestigen. Mittels entsprechend ausgebildeter Zapfen, Zungen oder Vorsprünge an einem Außenumfang einer Scheibe/ eines Rades (oder an einem Innenumfang eines Reifs oder Hohlzylinders), die in die entsprechenden Ausnehmungen des Bandträgers eingreifen, kann ein Lauf-/Leitschaufelband einfach und schnell auf dem Grundkörper positioniert und fixiert werden, vorteilhaft durch Schweißen und/oder Kleben.According to a preferred embodiment, the tape carrier in the longitudinal direction a plurality of recesses or openings to the band-shaped running or vane assembly on a base body (eg a disc, a wheel, a hoop or a hollow cylinder) for producing a running or guiding device for a Attach turbine. By means of correspondingly formed pins, tongues or projections on an outer circumference of a disc / wheel (or on an inner circumference of a hoop or hollow cylinder) which engage in the corresponding recesses of the tape carrier, a running / Leitschaufelband can be easily and quickly positioned on the base body and be fixed, advantageously by welding and / or gluing.

Vorzugsweise sind der Bandträger und die Lauf- oder Leitschaufeln einteilig ausgebildet. Beispielsweise ist das Lauf-/Leitschaufelband aus einem Blechmaterial hergestellt, wobei die Leit- oder Laufschaufeln aus dem Blechmaterial heraus gebogen werden. Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Lauf-/Leitschaufelbands weist die Schritte auf: (i) Bereitstellen eines Blechbands, (ii) Einschneiden des Blechbands, (iii) Biegen von Lauf- oder Leitschaufel aus dem Blechband. Preferably, the tape carrier and the running or vanes are integrally formed. For example, the runner / vane band is made of a sheet metal material, with the guide or rotor blades being bent out of the sheet material. An exemplary method of making a one-piece runner / vane band comprises the steps of: (i) providing a metal band, (ii) cutting the band, and (iii) bending a blade or vane from the band.

Besonders bevorzugt werden beim Einschneiden des Blechbands mit jeweils einem Schnitt zwei Kanten von nebeneinanderliegenden Lauf- oder Leitschaufeln festgelegt bzw. definiert, so dass beim Einschneiden kein Material aus dem Blechband herausgeschnitten wird bzw. beim Schneiden oder Stanzen des Blechbandes fällt vorzugsweise kein Materialabfall an. Dadurch wird eine maximale Fläche des Blechmaterials zur Herstellung der Lauf-/Leitschaufeln verwendet.Particularly preferably, two edges of adjacent blades or vanes are defined or defined during cutting of the metal strip with one cut, so that no material is cut out of the metal strip during cutting or when cutting or punching the metal strip is preferably no material waste. As a result, a maximum area of the sheet material is used for the production of the guide vanes.

Vorzugsweise wird das Blechband so eingeschnitten, dass rechteckförmige oder im Wesentlichen rechteckförmige Elemente aus dem bandförmigen Grundkörper freigeschnitten sind, wobei parallel oder im Wesentlichen parallel zu den Längskanten (in Längsrichtung) des Blechbands zumindest ein Teilbereich des rechteckförmigen Elements mit dem Blechband verbunden bleibt oder zumindest ein Teilbereich des rechteckförmigen Elements nicht freigeschnitten ist. Dieser Teilbereich bildet die Verbindung zwischen dem Teil des Blechbands der an einer Scheibe/ einem Rad aufliegt (Bandträger) und den aus dem Blechband gebogenen Lauf-/Leitschaufeln.Preferably, the sheet-metal strip is cut in such a way that rectangular or substantially rectangular elements are cut free from the strip-shaped base body, wherein at least a partial area of the rectangular element remains connected or at least parallel to the longitudinal edges (in the longitudinal direction) of the sheet-metal strip Part of the rectangular element is not cut free. This portion forms the connection between the part of the metal strip which rests against a disc / a wheel (tape carrier) and the curved out of the sheet metal strip / guide vanes.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Lauf- oder Leiteinrichtung bereitgestellt mit einem scheibenförmigen, radförmigen, hohlzylinderförmigen, reifförmigen oder ringförmigen Grundkörper und einer bandförmigen Lauf- oder Leitschaufelanordnung gemäß einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen. Die bandförmige Lauf- oder Leitschaufelanordnung ist am Außenumfang des (z.B. scheibenförmigen oder radförmigen) Grundkörpers oder am Innenumfang des (z.B. hohlzylinderförmigen) Grundkörpers befestigt. Beispielsweise mit Befestigungsmitteln wie Schrauben oder Nieten, mittels Verschweißen oder Verkleben. Alternativ oder zusätzlich sind wie oben beschrieben Zapfen, Stifte, Vorsprünge am Außenumfang oder Innenumfang des Grundkörpers vorgesehen, die in entsprechende Öffnungen am Lauf- oder Leitschaufelband eingreifen. Beispielsweise kann die bandförmige Lauf- oder Leitschaufelanordnung an der Innenseite eines Hohlzylinders, eines Zylindermantels oder am Innenumfang eines Reifs befestigt sein. Insbesondere kann eine Laufeinrichtung als Außenläufer ausgebildet sein, z.B. ein Reif an seinem Außenumfang drehbar gelagert sein.According to a preferred embodiment, a running or guiding device is provided with a disk-shaped, wheel-shaped, hollow-cylindrical, reef-shaped or annular base body and a band-shaped running or vane arrangement according to one of the previously described embodiments. The band-shaped running or vane assembly is secured to the outer periphery of the (e.g., disc-shaped or wheel-shaped) body or to the inner periphery of the (e.g., hollow cylindrical) body. For example, with fasteners such as screws or rivets, by welding or gluing. Alternatively or additionally, as described above, pins, pins, projections on the outer circumference or inner circumference of the base body are provided which engage in corresponding openings on the running or Leitschaufelband. For example, the band-shaped running or vane assembly may be secured to the inside of a hollow cylinder, a cylinder jacket, or the inner circumference of a hoop. In particular, a running device may be designed as an external rotor, e.g. a hoop may be rotatably mounted on its outer circumference.

Anhand der Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the figures. Show it:

1a–c eine bandförmige Lauf- oder Leitschaufelanordnung gemäß einer ersten Ausgestaltung in Draufsicht vor einem Biegevorgang und in Draufsicht und perspektivischer Seitenansicht nach einem Biegevorgang, 1a C shows a band-shaped running or guide blade arrangement according to a first embodiment in plan view before a bending operation and in plan view and perspective side view after a bending operation,

2a–c Drauf- und Seitenansicht von Einzelteilen einer bandförmigen Lauf- oder Leitschaufelanordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltung, 2a -C top and side view of individual parts of a band-shaped rotor or vane assembly according to a second embodiment,

3a–c Drauf- und Seitenansicht von Einzelteilen einer bandförmigen Lauf- oder Leitschaufelanordnung gemäß einer dritten Ausgestaltung, 3a -C top and side view of parts of a band-shaped rotor or vane assembly according to a third embodiment,

4 eine schematische Seitenansicht einer Windturbine mit einer bandförmigen Lauf- und Leitschaufelanordnung, und 4 a schematic side view of a wind turbine with a band-shaped rotor and vane assembly, and

5 eine schematische Außenansicht eines Abschnitts einer Turbinenstufe von 4. 5 a schematic external view of a portion of a turbine stage of 4 ,

Im Folgenden werden beispielhaft verschiedene Ausgestaltungen einer bandförmigen Laufschaufelanordnung oder Leitschaufelanordnung bzw. eines Laufschaufelbands oder Leitschaufelbands beschrieben. Wenn die Anordnung nur Leitschaufeln aufweist, ist sie als Leitschaufelband ausgebildet. Wenn die Anordnung nur Laufschaufeln aufweist, ist sie als Laufschaufelband ausgebildet. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird im Folgenden auf ein Laufschaufelband Bezug genommen. Sofern nicht anders angemerkt entsprechen die beschriebenen Merkmale und Funktionen eines Laufschaufelbands denen eines Leitschaufelbands.In the following, various embodiments of a band-shaped blade arrangement or vane arrangement or a rotor blade band or vane band are described by way of example. If the arrangement has only vanes, it is designed as a vane belt. If the arrangement has only blades, it is designed as a rotor blade. In order to simplify the description, reference will now be made to a blade belt. Unless otherwise noted, the described features and functions of a blade band are those of a vane band.

1a–b zeigen Draufsichten einer einteiligen bandförmigen Laufschaufelanordnung 2 bzw. Laufschaufelbands während der Herstellung gemäß einer ersten Ausgestaltung. 1a Figure-b show plan views of a one-piece band-shaped blade assembly 2 or blade bands during manufacture according to a first embodiment.

Das Laufschaufelband 2 ist einteilig aus einem bandförmigen Blechmaterial 4a hergestellt. In 1a ist ein Teilausschnitt des Blechmaterials 4a dargestellt. Die Längsrichtung A des bandförmigen Materials ist durch einen Pfeil angedeutet. Im Blechmaterial 4a sind mehrere L-förmige Einschnitte angeordnet, um den Bereich des Blechmaterials 4a freizuschneiden, aus dem die Laufschaufeln 6a–6a' gebogen werden. Eine gestrichelte Linie deutet die (Haupt-)Biegekante bzw. den Biegebereich an. In 1b sind die aus dem Blechmaterial 4a heraus gebogenen Laufschaufeln 6a–6a'' in Draufsicht zu sehen und in 1c ist eine perspektivische Seitenansicht des Laufschaufelbandes 2 mit einer fertig gebogenen Laufschaufel 6a' zu sehen. Die Laufschaufeln 6a–6a“ sind gewölbt und so angeordnet, dass die fluidleitenden Seiten 16a der Laufschaufeln 6a–6a'' im Wesentlichen in Längsrichtung A des Laufschaufelbands 2 bzw. Laufrichtung R eines Laufrades 30 (5) weisen. The blade belt 2 is in one piece from a band-shaped sheet metal material 4a produced. In 1a is a partial section of the sheet metal material 4a shown. The longitudinal direction A of the band-shaped material is indicated by an arrow. In the sheet metal material 4a Several L-shaped cuts are arranged around the area of the sheet material 4a Cut out the blades 6a - 6a ' be bent. A dashed line indicates the (main) bending edge or the bending area. In 1b are the ones from the sheet material 4a curved blades out 6a - 6a '' to be seen in plan view and in 1c is a side perspective view of the blade strip 2 with a finished curved blade 6a ' to see. The blades 6a - 6a " are curved and arranged so that the fluid-conducting sides 16a the blades 6a - 6a '' essentially in the longitudinal direction A of the blade belt 2 or running direction R of an impeller 30 ( 5 ) point.

Zur Herstellung eines Laufrads 30 (bzw. einer Leiteinrichtung) kann das oben beschriebene Laufschaufelband 2 (bzw. ein entsprechendes Leitschaufelband) am Außenumfang eines scheibenförmigen Grundkörpers (Scheibe, Reif oder Rad) befestigt werden – vergleiche Laufrad 30 oder Leiteinrichtung 24 in 4 und 5. In der in 4 und 5 dargestellten Ausgestaltung liegt der Bandträger 4a auf dem Außenumfang der Scheibe (des Grundkörpers) auf, so dass die Laufschaufeln 6a–6a'' mit ihrem freien Ende vom Bandträger 4a aus radial nach außen weisen. Alternativ kann als Grundkörper ein Reif oder ein Hohlzylinder verwendet werden an dessen Innenumfang bzw. Innenseite das Laufschaufelband 2 wie oben beschrieben befestigt wird. In dieser alternativen Ausgestaltung weisen die freien Enden der Laufschaufeln 6a–6a'' vom Bandträger 4a aus radial nach innen.For the production of an impeller 30 (or a guide), the above-described blade belt 2 (or a corresponding Leitschaufelband) on the outer periphery of a disc-shaped base body (disc, hoop or wheel) are attached - compare impeller 30 or guide 24 in 4 and 5 , In the in 4 and 5 illustrated embodiment of the tape carrier 4a on the outer circumference of the disc (of the main body), so that the blades 6a - 6a '' with her free end from the tape carrier 4a pointing radially outward. Alternatively, as a base body, a hoop or a hollow cylinder can be used on the inner circumference or inside of the rotor blade 2 as described above is attached. In this alternative embodiment, the free ends of the blades 6a - 6a '' from the tape carrier 4a from radially inwards.

Das Laufschaufelband 2 weist eine Vielzahl von Ausnehmungen 8a, 8a' bzw. Schlitzen auf, in die entsprechende Zapfen oder Vorsprünge am Außen- oder Innenumfang eines Grundkörpers (z.B. einer Scheibe oder eines Reifs) eingreifen. Dadurch wird die Positionierung des Laufschaufelbands 2 auf dem Grundkörper vereinfacht. Zur Fixierung kann das Laufschaufelband 2 am Grundkörper z.B. mittels Schrauben, Nieten, Verkleben oder Verschweißen befestigt werden. The blade belt 2 has a plurality of recesses 8a . 8a ' Slots on which engage corresponding pins or projections on the outer or inner circumference of a base body (eg a disc or a hoop). This will cause the positioning of the blade belt 2 simplified on the basic body. For fixation, the bucket belt 2 be attached to the body eg by means of screws, rivets, gluing or welding.

2a–c zeigen Draufsichten und eine Seitenansicht von einzelnen Elementen eines Laufschaufelbands gemäß einer zweiten Ausgestaltung. Sofern nicht anders angemerkt entsprechen die Elemente und Funktionen der zweiten Ausgestaltung den Elementen und Funktionen der ersten Ausgestaltung. 2a Figure -c show plan and side views of individual elements of a blade band according to a second embodiment. Unless otherwise stated, the elements and functions of the second embodiment correspond to the elements and functions of the first embodiment.

In dieser Ausgestaltung wird ein Bandträger 4b (2a) bereitgestellt, auf dem einzelne Laufschaufeln 6b befestigt werden. 2b zeigt die Laufschaufel 6b in Seitenansicht und 2c zeigt die Krümmung der Laufschaufel 6b in Draufsicht. Der Bandträger 4b weist für jede Laufschaufel eine Ausnehmung bzw. einen Schlitz 10a–b auf, die bzw. der ausgebildet ist, die (gekrümmte) Unterkante einer Laufschaufel 6b aufzunehmen bzw. in die/den die Laufschaufel 6b eingesteckt wird.In this embodiment, a tape carrier 4b ( 2a ) provided on the individual blades 6b be attached. 2 B shows the blade 6b in side view and 2c shows the curvature of the blade 6b in plan view. The band carrier 4b has a recess or a slot for each blade 10a -B which is formed, the (curved) lower edge of a blade 6b or in the / the blade 6b is inserted.

Der Schlitz 10a–b kann durchgehend sein, so dass die Laufschaufel 6d durch den Bandträger 4b durchgesteckt wird und anschließend von der Rückseite aus mit dem Bandträger z.B. verklebt oder verschweißt wird.The slot 10a -B can be continuous, leaving the blade 6d through the band carrier 4b is pushed through and then glued or welded from the back of the tape carrier, for example.

Alternativ kann der Schlitz 10a–b im Bandträger 4b als Vertiefung oder Nut ausgebildet sein (nicht durch den Träger 4b durchgehend), so dass eine Laufschaufel 6b in die Vertiefung eingesteckt (aber nicht durchgesteckt) werden kann und anschließend auf der Vorderseite des Bandträgers 4b mit dem Bandträger 4b verklebt oder verschweißt werden kann.Alternatively, the slot 10a -B in the tape carrier 4b be formed as a recess or groove (not by the carrier 4b continuous), leaving a blade 6b can be inserted into the depression (but not pushed through) and then on the front of the tape carrier 4b with the tape carrier 4b can be glued or welded.

Die (durchgehenden oder nicht durchgehenden) Ausnehmungen 10a–b erleichtern das Positionieren der Laufschaufeln 6b auf dem Bandträger 4b vor Verbinden der Schaufeln 6b mit dem Bandträger 4b.The (continuous or non-continuous) recesses 10a -B make it easier to position the blades 6b on the tape carrier 4b before connecting the blades 6b with the tape carrier 4b ,

Wie oben in Bezug auf 1a–c beschrieben, weist der Bandträger 4b ebenfalls Befestigungsschlitze 8b, 8b' auf, um den Bandträger 4b zusammen mit den darauf befestigten Laufschaufeln 6b auf einem scheibenförmigen Grundkörper zu befestigen. As above regarding 1a -C described, the tape carrier points 4b also mounting slots 8b . 8b ' on to the band carrier 4b along with the blades attached to it 6b to fix on a disc-shaped base body.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) ist kein Schlitz 10a–b im Bandträger ausgebildet, so dass die Laufschaufeln einfach an der jeweilig gewünschten Endposition auf dem Bandträger positioniert und anschließend mit dem Bandträger verklebt oder verschweißt werden. According to an alternative embodiment (not shown) is not a slot 10a -B formed in the tape carrier, so that the blades are simply positioned at the respective desired end position on the tape carrier and then glued or welded to the tape carrier.

3a–c zeigen Draufsichten und eine Seitenansicht von einzelnen Elementen eines Laufschaufelbands gemäß einer dritten Ausgestaltung. Sofern nicht anders angemerkt entsprechen die Elemente und Funktionen der dritten Ausgestaltung den Elementen und Funktionen der ersten und zweiten Ausgestaltung. 3a Figure -c show plan views and a side view of individual elements of a blade belt according to a third embodiment. Unless otherwise noted, the elements and functions of the third embodiment correspond to the elements and functions of the first and second embodiments.

In dieser Ausgestaltung wird ebenfalls ein Bandträger 4c bereitgestellt, auf dem einzelne Laufschaufeln 6c befestigt werden. Im Unterschied zur zweiten Ausgestaltung weisen die Laufschaufeln 6c an ihrer Unterkante (die mit dem Bandträger 4c verbunden wird) zwei vorspringende Zapfen 14a–b auf. Der Bandträger 4c weist entsprechende Ausnehmungen 12a–d bzw. Öffnungen auf, die ausgebildet sind, die Zapfen 14a–b aufzunehmen. In this embodiment also becomes a tape carrier 4c provided on the individual blades 6c be attached. In contrast to the second embodiment, the blades 6c at its lower edge (the one with the tape carrier 4c connected) two projecting pins 14a -B on. The band carrier 4c has corresponding recesses 12a -D or openings, which are formed, the pin 14a -B record.

Wie oben in Bezug auf 2a–c beschrieben, erleichtern die Ausnehmungen 12a–d und die zugehörigen Zapfen 14a–b die Positionierung der Schaufeln 6c auf dem Träger 4c. Im Vergleich zur zweiten Ausgestaltung, sind die Ausnehmungen 12a–d der dritten Ausgestaltung wesentlich kleiner, so dass die Stabilität des Bandträgers 4c durch die Ausnehmungen 12a–d nicht oder im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird.As above regarding 2a -C described, facilitate the recesses 12a -D and the associated cones 14a -B the positioning of the blades 6c on the carrier 4c , Compared to the second embodiment, the recesses 12a -D the third embodiment is much smaller, so that the stability of the tape carrier 4c through the recesses 12a -D is not or is substantially unaffected.

Wie oben in Bezug auf 1a–c beschrieben, weist der Bandträger 4c ebenfalls Befestigungsschlitze 8c, 8c' auf, um den Bandträger 4c zusammen mit den darauf befestigten Laufschaufeln 6c auf einem scheibenförmigen Grundkörper zu befestigen. As above regarding 1a -C described, the tape carrier points 4c also mounting slots 8c . 8c ' on to the band carrier 4c along with the blades attached to it 6c to fix on a disc-shaped base body.

4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Turbine 18 mit einem Laufrad 30 und einem Leitapparat 24 (Leiteinrichtung), das bzw. der jeweils mit einem Laufschaufelband bzw. Leitschaufelband wie oben beschrieben ausgestattet ist. 4 shows a schematic side view of a turbine 18 with an impeller 30 and a nozzle 24 (Leiteinrichtung), which is or each equipped with a rotor blade or Leitschaufelband as described above.

Die Turbine 18, in dieser Ausgestaltung eine Windturbine zur Stromerzeugung, weist auf:
einen Schacht (Zylindermantel) 20 zum Einströmen für flüssige und gasförmige Medien, einen darin angeordneten kegelförmigen oder Paraboloid-förmigen Teil 22 zur Leitung der strömenden Medien in den Leitapparat 24, einen Leitapparat 24 mit Leitschaufeln 26a–c (5) zur Leitung der strömenden Medien in die Laufradschaufeln 28a–d (5), ein oder mehrere drehbare Laufräder 30, einen oder mehrere an die Laufradwelle 32 angeschlossene Generatoren 34 zur Stromerzeugung und eine Dreheinrichtung 42 zur Drehung der Windturbine in die optimale Einströmrichtung E. Der Durchmesser der Turbinenteile wie Schacht 20, Laufräder 30, Leitapparate 24 zwischen den Laufrädern, Ausströmschacht 36 kann zwischen 50 mm und 5000 mm und mehr betragen. Von der Eintrittsöffnung her, bei der der freie Querschnitt vorzugsweise der freien Innenfläche des Zylindermantels 20 entspricht, verkleinert der Teil 22 die freie Querschnittsfläche zunehmend bis zum Leitapparat 24, so dass die Strömungsgeschwindigkeit stetig erhöht wird.The turbine 18 , in this embodiment, a wind turbine for power generation, has:
a shaft (cylinder jacket) 20 for flowing in for liquid and gaseous media, a cone-shaped or paraboloid-shaped part arranged therein 22 to direct the flowing media into the diffuser 24 , a nozzle 24 with vanes 26a -C ( 5 ) for directing the flowing media into the impeller blades 28a -D ( 5 ), one or more rotatable wheels 30 , one or more to the impeller shaft 32 connected generators 34 for power generation and a rotating device 42 for rotation of the wind turbine in the optimum inflow direction E. The diameter of the turbine parts such as shaft 20 , Wheels 30 , Diffusers 24 between the wheels, discharge shaft 36 can be between 50 mm and 5000 mm and more. From the inlet opening, wherein the free cross section preferably the free inner surface of the cylinder jacket 20 corresponds, the part shrinks 22 the free cross-sectional area increasingly up to the diffuser 24 , so that the flow rate is steadily increased.

Am Außenumfang des Leitapparats 24 ist ein wie oben beschriebenes Leitschaufelband mit Leitschaufeln 26a–c befestigt. Am Außenumfang des Laufrades 30 ist ein wie oben beschriebenes Laufschaufelband mit Laufschaufeln 28a–c befestigt. Der Leitapparat 24 ist mit dem feststehenden Schacht 20 verbunden, so dass die feststehenden Leitschaufeln 26a–c des Leitapparats 24 das Medium unter optimalem Winkel auf die Laufschaufeln 28a–d des Laufrades 30 leiten, wodurch auf die Laufradschaufeln 28a–d eine Umfangskraft wirkt. In 5 ist die Anordnung der (feststehenden) Leitschaufeln 26a–c relativ zu den Laufradschaufeln 28a–d schematisch und beispielhaft dargestellt. Zwischen der Leiteinrichtung 24 und dem Laufrad 30 ist ein Ringspalt 44 vorgesehen, so dass das Laufrad 30 frei drehen kann. Das aus der Einströmrichtung E hereinströmende Medium wird über die Leitschaufeln 26a–c umgelenkt, so dass das Medium unter einem optimalen Winkel auf die Schaufeln 28a–d trifft und damit das Laufrad 30 in Antriebsrichtung R angetrieben wird.On the outer circumference of the distributor 24 is a guide vane belt with vanes as described above 26a -C attached. On the outer circumference of the impeller 30 is a bucket with blades as described above 28a -C attached. The diffuser 24 is with the fixed shaft 20 connected so that the fixed vanes 26a -C of the distributor 24 the medium at an optimal angle to the blades 28a -D of the impeller 30 conduct, causing the impeller blades 28a -D a peripheral force acts. In 5 is the arrangement of the (stationary) vanes 26a -C relative to the impeller blades 28a D schematically and exemplified. Between the guide 24 and the impeller 30 is an annular gap 44 provided so that the impeller 30 can rotate freely. The medium flowing in from the inflow direction E is conveyed via the guide vanes 26a -C deflected, leaving the medium at an optimal angle to the blades 28a -D hits and thus the impeller 30 is driven in the drive direction R.

Die Laufradschaufeln 28a–d können wie Tragflügelprofile oder wie Turbinenschaufeln ausgebildet sein, die entsprechend des Massendurchsatzes eines strömenden Mediums konstruiert sind.The impeller blades 28a -D may be formed like airfoils or turbine blades constructed according to the mass flow rate of a flowing medium.

Der Schacht 20 zur Leitung flüssiger oder gasförmiger Medien kann eintrittsseitig einen zylindrischen, elliptischen oder rechteckigen Querschnitt haben. Vor dem Leitapparat 24 ist eine kegelförmige oder Paraboloid-förmige Einrichtung 22 angebracht, die das einströmende Medium E in einem Ringspalt zwischen dem Schacht 20 und der kegelförmigen oder der Paraboloid-förmigen Einrichtung 22 führt. Der Durchmesser der kegelförmigen oder Paraboloid-förmigen Einrichtung ist dabei größer als der Innenkreis des Leitapparats. D.h. mittels der Einrichtung 22 wird das strömende Medium sicher auf die Leitschaufeln des Leitapparats 24 gelenkt, insbesondere als eine laminare Strömung ohne Wirbel.The shaft 20 for the conduction of liquid or gaseous media may have a cylindrical, elliptical or rectangular cross-section on the inlet side. In front of the diffuser 24 is a cone-shaped or paraboloid-shaped device 22 attached, the inflowing medium E in an annular gap between the shaft 20 and the cone-shaped or paraboloid-shaped device 22 leads. The diameter of the conical or paraboloid-shaped device is larger than the inner circle of the distributor. That means by means of the device 22 the flowing medium is safely on the guide vanes of the distributor 24 directed, in particular as a laminar flow without vortex.

Das anströmende Medium, das durch die Leitschaufeln 26a–c des Leitapparats 24 umgelenkt wurde, strömt auf die Laufradschaufeln 28a–d und durch die Laufradschaufeln 28a–d, die mit dem Laufrad 30 fest verbunden sind. Dadurch wird ein Drehmoment auf das Laufrad 30 ausgeübt, das das drehbare Laufrad 30 in Rotation versetzt.The inflowing medium passing through the vanes 26a -C of the distributor 24 was deflected, flows on the impeller blades 28a -D and through the impeller blades 28a -D, with the wheel 30 are firmly connected. This will create a torque on the impeller 30 exercised that the rotatable impeller 30 set in rotation.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) weist der Leitapparat bzw. die Leiteinrichtung 24 als Grundkörper einen Hohlzylinder auf, an dessen Innenumfang ein wie oben beschriebenes Leitschaufelband befestigt ist. D.h. die freien Enden der Leitschaufeln 26a–c weisen vom Bandträger aus radial nach innen. In dieser Ausgestaltung kann der an die Leiteinrichtung 24 angrenzende Teil 22 an den freien Enden (d.h. an den nicht am Bandträger befestigten Enden) der Leitschaufeln 26a–c befestigt sein. D.h. die Leitschaufeln sind an beiden Enden fixiert (einmal auf dem Bandträger und einmal am Teil 22), wodurch eine besonders stabile Anordnung bereitgestellt wird.According to an alternative embodiment (not shown), the nozzle or the guide 24 as a base body on a hollow cylinder, on the inner circumference of a fixed as described above Leitschaufelband. That is, the free ends of the vanes 26a -C point radially inward from the tape carrier. In this embodiment, the to the guide 24 adjacent part 22 at the free ends (ie at the ends not secured to the tape carrier) of the vanes 26a -C be attached. That is, the vanes are fixed at both ends (once on the tape carrier and once on the part 22 ), whereby a particularly stable arrangement is provided.

Das Laufrad 30 oder die Laufräder sind mit einer Laufradwelle 32 verbunden, um das Drehmoment auf die Laufradwelle 32 zu übertragen. Ein oder mehrere Generatoren 34 sind zur Stromerzeugung mit der Laufradwelle 32 verbunden. Die Laufradwelle 32 ist in einem Lagerbock 38 gelagert. Eine Dreheinrichtung 42 dreht die Windturbine so, dass das einströmende Medium E ein maximales Drehmoment auf den Laufradschaufeln 28a–d erzeugt und damit eine maximale Stromerzeugung ermöglicht.The impeller 30 or the wheels are with an impeller shaft 32 connected to the torque on the impeller shaft 32 transferred to. One or more generators 34 are for power generation with the impeller shaft 32 connected. The impeller shaft 32 is in a bearing block 38 stored. A rotating device 42 The wind turbine rotates so that the incoming medium E a maximum torque on the impeller blades 28a -D generated and thus allows maximum power generation.

Im Schacht 36 ist auf der Ausströmseite des Laufrades 30 eine kegelförmige oder eine Paraboloid-förmige Einrichtung 40a angebracht, die das ausströmende Medium aus dem Schacht 36 und der kegelförmigen oder der Paraboloid-förmigen Einrichtung 22 führt.In the shaft 36 is on the outflow side of the impeller 30 a conical or a paraboloid-shaped device 40a attached, the outflowing medium from the shaft 36 and the cone-shaped or paraboloid-shaped device 22 leads.

Alternativ zur Einrichtung 40a kann eine zylinderförmige Einrichtung 40b (gestrichelt dargestellt) vorgesehen sein, so dass zwischen Schacht 36 und Einrichtung 40b ein gleichmäßiger ringförmiger Austrittsquerschnitt bereitgestellt wird.Alternatively to the facility 40a can be a cylindrical device 40b be provided (dashed lines), so that between shaft 36 and furnishings 40b a uniform annular outlet cross-section is provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Lauf-/Leitschaufelband Running / Leitschaufelband
4a–c4a-c: Bandträger tape carrier
6a–c, 6a', 6a''6a-c, 6a ', 6a' ': Lauf-/Leitschaufel Running / vane
8a–c, 8a'–c'8a-c, 8a'-c ': Befestigungsschlitz für Scheibenträger Mounting slot for disk carrier
10a–b10a-b: Aufnahme (Schlitz, Ausnehmung) für Lauf-/Leitschaufel Recording (slot, recess) for running / guide vane
12a–d12a-d: Aufnahme (Schlitz, Ausnehmung) für Lauf-/Leitschaufel Recording (slot, recess) for running / guide vane
14a–b14a-b: Zapfen spigot
16a–c16a-c: fluidleitende Seite der Lauf-/Leitschaufel fluid-conducting side of the rotor / guide vane
1818: Windturbine wind turbine
2020: Einströmschacht inflow shaft
2222: Paraboloid-förmiger Teil Paraboloid-shaped part
2424: Leitapparat/Leiteinrichtung Diffuser / guide
26a–c26a-c: Leitschaufel vane
28a–d28a-d: Laufradschaufel impeller blade
3030: Laufrad/Laufeinrichtung Impeller / overflow device
3232: Laufradwelle impeller shaft
3434: Generator generator
3636: Ausströmschacht Ausströmschacht
3838: Lagerbock bearing block
40a40a: Kegel-/Paraboloid-förmige Einrichtung Cone / paraboloid shaped device
40b40b: zylinderförmige Einrichtung cylindrical device
4242: Dreheinrichtung rotator
4444: Ringspalt annular gap
AA: Längsrichtung Bandträger Longitudinal tape carrier
Ee: optimale Einströmrichtung/Medium optimal inflow direction / medium
RR: Bewegungsrichtung Laufrad Direction of movement impeller

Claims

A belt-shaped blade or vane assembly for turbine runners, the assembly comprising a flat belt-shaped belt support ( 4a -C), and a variety of on the tape carrier ( 4a -C) arranged runners or guide vanes ( 6a c).

Arrangement according to claim 1, wherein the runners or guide vanes ( 6b -C) with the tape carrier ( 4b -C) are glued or welded.

Arrangement according to claim 1 or 2, wherein each runner or guide vane ( 6b C) in at least one depression of the tape carrier ( 4a C) is inserted, and / or wherein each runner or vane ( 6b C) in at least one recess or slot ( 10a -b; 12a -D) of the tape carrier is inserted.

Arrangement according to claim 3, wherein the in at least one recess or a slot ( 10a -b; 12a -D) inserted runner or guide vane ( 6b -C) on the back of the tape carrier ( 4b C) is glued or welded to the tape carrier.

Arrangement according to claim 1, wherein the tape carrier ( 4a -C) and the blades or vanes ( 6b C) are formed in one piece, in particular made of a metal sheet.

Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the tape carrier ( 4a -C) longitudinally slits ( 8a c, 8a ' -C ') for attaching the band-shaped rotor or vane assembly to a disc, a wheel, a hoop or a hollow cylinder for the production of a running or guiding device of a turbine ( 18 ).

Method for producing a band-shaped running or vane arrangement according to one of claims 1 to 4 or 6, comprising the steps of: providing a tape carrier ( 4b C), arranging a rotor or vane ( 6b -C) on the tape carrier ( 4b -C), and gluing or welding the rotor blade or vane ( 6b -C) with the tape carrier ( 4b c).

Method for producing a band-shaped rotor or vane assembly according to one of claims 1 or 6, comprising the steps of: providing a metal band, cutting the metal band, bending a rotor blade or vane ( 6a - 6a '' ) from the sheet metal strip.

The method of claim 8, wherein when cutting the metal strip with a cut two edges of adjacent blades or vanes are limited / defined, or wherein when cutting the metal strip no material is cut out of the metal strip or no non-usable material remains.

Running or guide device with a disc, wheel, ring or hollow cylindrical body ( 24 ; 30 ), and a band-shaped rotor or vane arrangement according to one of claims 1 to 6, wherein the band-shaped rotor or vane arrangement on the outer circumference or inner circumference of the base body ( 24 ; 30 ) is attached.