DE1090599B - Impeller with fixed blades for rimless axial water turbines - Google Patents

Impeller with fixed blades for rimless axial water turbines

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DE1090599B
DE1090599B DESCH26113A DESC026113A DE1090599B DE 1090599 B DE1090599 B DE 1090599B DE SCH26113 A DESCH26113 A DE SCH26113A DE SC026113 A DESC026113 A DE SC026113A DE 1090599 B DE1090599 B DE 1090599B
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12Blades; Blade-carrying rotors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

Laufrad mit festen Schaufeln für kranzlose Axial-Wasserturbinen Laufräder mit zur Laufradwelle senkrecht liegenden Flügeln und rippenartigen Flügelversteifungen, welche die Flügel miteinander verbinden, sind bekannt. Solche Laufrad'flügel mit ihren Versteifungen haben den Nachteil, daß sie ungeeignet sind für die Aufnahme der Fliehkräfte, wie sie z. B. aus den sich drehenden Wassermassen bei Wasserturbinen herrühren.Impeller with fixed blades for rimless axial water turbines with blades perpendicular to the impeller shaft and rib-like blade stiffeners, which connect the wings to each other are known. Such impeller blades with their stiffeners have the disadvantage that they are unsuitable for inclusion the centrifugal forces, as they z. B. from the rotating masses of water in water turbines originate.

Diesen Nachteil beseitigen die besonders geformten, festen Laufradschaufeln für kranzlose Axial-Wasserturbinen mit ihren Streben. Diese Streben verbinden die Laufradnabe mit jeder Laufradschaufel. Es ist ihre Aufgabe, die Fliehkräfte der auf ihr lastenden Wassermassen aufzunehmen. Damit wird auch das Ziel erreicht, die Ausbiegung der Laufradschaufeln zu verhindern, die labilen Verhältnisse an der Schaufelspitze zu beseitigen und den Schaufelspalt auf ein Mindestmaß zu beschränken.The specially shaped, solid impeller blades eliminate this disadvantage for rimless axial water turbines with their struts. These strivings connect the Impeller hub with each impeller blade. It is their job to control the centrifugal forces to absorb on their burdensome masses of water. This also achieves the goal that To prevent bending of the impeller blades, the unstable conditions at the blade tip to eliminate and to limit the blade gap to a minimum.

Ein Laufrad mit Schaufeln, die von der Laufradnabe an mit wachsendem Radius größer werdende Schaufelsteigungswinkel y in der Meridianschnittebene aufweisen, wird gegenüber einem Laufrad mit zum Meridianschnitt senkrecht liegenden Schaufeln, wie dies z. B. bei Kaplan- und Propellerturbinen der Fall ist, in radialer und tangentialer Richtung stärker belastet. Während die größere tangentiale Belastung erwünscht und von Nutzen ist, wirkt sich die größere radiale Belastung nachteilig aus.An impeller with blades that grow from the impeller hub onwards Radius have increasing blade pitch angles y in the meridional section plane, is opposite to an impeller with blades perpendicular to the meridional section, how this z. B. is the case with Kaplan and propeller turbines, in radial and tangential Direction heavier burdened. While the greater tangential load is desirable and is useful, the greater radial load is detrimental.

Würden Schaufeln eines solchen Laufrades ohne Streben verwendet werden, dann würde der Schaufelrand bei wechselnder Belastung sich verschieden weit ausbiegen. Aus Gründen der Betriebssicherheit müßte eine solche Schaufel einen größeren Spalt zwischen Wasserführungsrohr und Schaufelspitze bzw. Schaufelrand aufweisen als sonst üblich, weil sie bei voller Belastung und Füllung gegen das Wasserführungsrohr ausfedert. Wird dagegen die Schaufel weniger belastet, wie das bei Teilfüllung der Fall ist, federt sie weit weniger aus, und es vergrößert sich der Spalt, und die Spaltverluste erhöhen sich beträchtlich. Wird diese dadurch entstehende W irkungsgradininderung nicht beseitigt, so ist es fraglich, ob sich ein besserer Wirkungsgrad erzielen läßt.If the blades of such an impeller were to be used without struts, then the blade edge would bend to different extents with changing loads. For reasons of operational safety, such a blade would have to have a larger gap between the water pipe and the tip or edge of the bucket than usual common because it rebounds against the water pipe when fully loaded and filled. If, on the other hand, the bucket is less loaded, as is the case with partial filling, it rebounds far less, and the gap increases, and the gap losses increase considerably. Is this resulting reduction in efficiency not eliminated, it is questionable whether a better degree of efficiency can be achieved leaves.

Um diese unerwünschte Auswirkung der Ausfederung zu beseitigen und um ein starres Laufrad zu erhalten, das auch den auftretenden Fliehkräften standhält, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, jede Schaufel mit der Laufradnabe durch eine oder zwei Streben, die auch stromlinienförmig ausgebildet sein können, fest zu verbinden. Der Schaufeldruck ist über die ganze Schaufel nicht gleichmäßig verteilt. Er nimmt mit kleiner werdendem Radius sowie vom Schaufeleintritt bis zum Schaufelaustritt stetig ab. Bei Anbringung der Strebe an die Laufradschaufel muß diese Tatsache berücksichtigt werden. Wird an der Schaufel nur eine Strebe, die auch stromlinienförmig ausgebildet sein kann, angebracht, so sollte sie im Angriffspunkt aller an der Laufradschaufel wirksamen Kräfte angebracht werden. Bei Verwendung von zwei Streben müßte eine Strebe derart angeordnet sein, daß der Abstand vom Schaufelrand zu dem genannten Angriffspunkt sich etwa auf die Hälfte verringert und sie sich in der Nähe oder am Schaufeleintritt befindet. Die Richtung der Strebe soll in die Richtung der Resultierenden aus axialer und radialer Kraft fallen.To eliminate this undesirable effect of the rebound and to obtain a rigid impeller that can withstand the centrifugal forces that occur, is proposed according to the invention, each blade with the impeller hub by a or to firmly connect two struts, which can also be streamlined. The blade pressure is not evenly distributed over the entire blade. He takes with decreasing radius and from the blade inlet to the blade outlet steadily from. This fact must be taken into account when attaching the strut to the impeller blade will. If there is only one strut on the blade, which is also designed in a streamlined manner can be attached, it should be in the point of application of all on the impeller blade effective forces are applied. When using two struts, one strut would have to be be arranged such that the distance from the blade edge to said point of application is reduced by about half and it is close to or at the inlet of the shovel is located. The direction of the strut should be in the direction of the resultant from axial and radial force fall.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Teil der Vorderansicht eines Laufrades einer Wasserturbine mit festen Schaufeln und einer Strebe, Abb. 2 einen Teil der Vorderansicht eines solchen mit zwei Streben.The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown. It shows Fig. 1 part of the front view of an impeller Water turbine with fixed blades and a strut, Fig. 2 part of the front view one with two struts.

Die Laufradnabe ist mit N, die Laufrad-schaufeln sind mit S und die Streben mit St bzw. St' bezeichnet.The impeller hub is marked with N, the impeller blades are marked with S and die Struts designated with St or St '.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Laufrad mit festen Schaufeln für kranzlose Axial-Wasserturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Laufradschaufel (S) durch eine bzw. zwei Streben (St), die stromlinienförmig ausgebildet sein können, mit der Laufradnabe (N) fest verbunden ist. PATENT CLAIMS: 1. Impeller with fixed blades for rimless axial water turbines, characterized in that each impeller blade (S) is firmly connected to the impeller hub (N) by one or two struts (St) which can be streamlined. 2. Laufrad nach Anspruch 1 mit einer Strebe für jede Laufradschaufel, dadurch gekennzeichnet, daß diese im Angriffspunkt sämtlicher an der Schaufel (S) wirksamen Kräfte angebracht ist. 2. Impeller according to claim 1 with a strut for each impeller blade, characterized in that this is all at the point of application is attached to the blade (S) effective forces. 3. Laufrad nach Anspruch 1 mit zwei Streben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mittelstrebe (St) im Angriffspunkt sämtlicher, an der Schaufel (S) wirksamen Kräfte und die andere (Seiten-) Strebe (St') etwa auf der Hälfte des Abstandes zwischen Schaufelrand und Kraftangriffspunkt in der Nähe oder am Schaufeleintritt angeordnet ist. 3. Impeller according to claim 1 with two struts, characterized in that a central strut (St) in the point of application of all, on the blade (S) effective forces and the other (side) strut (St ') about half the distance between Blade edge and force application point is arranged in the vicinity or at the blade inlet. 4. Laufrad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Mittelstrebe (St) möglichst in Richtung der Resultierenden aus axialer und radialer Kraft fällt. In Betracht gezogene Druckschriften.: Deutsche Patentschrift Nr. 454 469; USA.-Patentschrift Nr. 2 872 988.4. Impeller according to claim 1 to 3, characterized in that the direction of the central strut (St) falls as far as possible in the direction of the resultant of the axial and radial force. Documents considered: German Patent No. 454 469; U.S. Patent No. 2,872,988.
DESCH26113A 1959-05-27 1959-05-27 Impeller with fixed blades for rimless axial water turbines Pending DE1090599B (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE454469C (en) * 1928-01-07 Eugen Moeller Dr Ing Impeller for screw fans and screw pumps
US2872988A (en) * 1954-09-10 1959-02-10 Westinghouse Electric Corp Air translating apparatus

Patent Citations (2)

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