DE1261520B - Axialturbinen-Leitschaufelgitter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

FOId

Deutsche KI.: 14 c-12/01

Nummer: 1 261 520

Aktenzeichen: E 243291 a/14 c

Anmeldetag: 14. Februar 1963

Auslegetag: 22. Februar 1968

Die Erfindung betrifft ein Axialturbinen-Leitschaufelgitter.

Die Schaufeln eines solchen Gitters werden durch den Unterschied der Drücke auf Biegung beansprucht — besonders die Leitschaufeln von Turbinen der Kammerbauart, da diese auch den auf den Leitschaufeldeckel (Zwischenboden) ausgeübten Druck tragen — und müssen daher, um das nötige Widerstandsmoment zu haben, in Richtung der Maschinenachse beträchtlich breit sein; und dann sind die Schaufelkanäle lang und ihre Wandflächen groß und ist somit auch die Reibung des Strömungsmittels an den Kanalwänden groß.

Bei den bekannten Schaufeln dieser Art nimmt vom Eintritt zum Austritt hin der Schaufelwinkel und somit die Kanalweite ziemlich gleichmäßig ab, also die Strömungsgeschwindigkeit gleichmäßig zu und ist daher die mittlere Strömungsgeschwindigkeit und somit auch die Wandreibung ziemlich groß.

Die Erfindungsaufgabe ist, diese Reibung zu vermindern. Das kann nicht etwa dadurch geschehen, daß die Schaufelbreite vermindert wird; denn diese ist um des Biegewiderstandmomentes willen unabänderlich nötig. Die Erfindung erreicht das vielmehr durch Verminderung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit, nämlich dadurch, daß sie die Kanäle auf einem großen Teil der Kanallänge verbreitert.

Die Erfindung besteht darin, daß mindestens auf einem Teil der radialen Schaufellänge über die Schaufelkanallänge hin der Schaufelwinkel von der Eintrittskante an zunächst stetig zunimmt und erst danach bis auf den vorgegebenen Schaufelaustrittswinkel stetig abnimmt.

Das Schaufelprofil ist also S-förmig. Auf dem mittleren Teil der Schaufelkanallänge sind also die Schaufeln und die Schaufelkanäle stärker axial gerichtet, also die Kanäle breiter als bei den bekannten Schaufeln, und daher ist dort die örtliche Strömungsgeschwindigkeit und somit insgesamt die mittlere Strömungsgeschwindigkeit kleiner als bei den bekannten Schaufelgittern. Daher ist auch die Reibungsarbeit, die ja stets wesentlich proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit ist, geringer; und da die Kanäle dank der mehr axialen Richtung ihres mittleren Längenbereiches auch kürzer sind, so ist die Reibungsarbeit noch geringer.

Die Erfindung hat natürlich Vorteil nur bei solchen Gittern, bei denen der Schaufeleintrittswinkel kleiner als 90° ist.

Die Zeichnung zeigt erfindungsgemäße Schaufelgitter, und zwar in F i g. 1 ein solches mit Schaufeln konstanter Dicke, sogenannten Blechschaufeln, und Axialturbinen-Leitschaufelgitter

Anmelder:

Escher Wyss G. m. b. H., 7980 Ravensburg

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Masch. Techn. Karl Holliger,
Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 30. November 1962 (14 098)

in F i g. 2 ein solches mit Schaufeln veränderlicher Dicke, sogenannten Profilschaufeln.

Darin bedeuten g die Gitterfront, Ct₁ und <x₂ die Winkel, die die Strömungsrichtung mit der Gitterfront g vor dem Eintritt des Strömungsmittels in das Gitter bzw. nach dessen Austritt aus dem Gitter einschließt, α die Schaufel und s die Skelettlinie des Schaufelprofils, d. h. die Verbindungslinie der Mittelpunkte aller Kreise, welche dem Schaufelprofil einbeschrieben werden können.

Die Tangente an die Skelettlinie ist an der Eintrittskante zur Gitterfront g unter einem Winkel O₁, dem Schaufeleintrittswinkel, der kleiner als 90° ist, geneigt und an der Austrittskante unter einem Winkel σ₂, dem Schaufelaustrittswinkel, der kleiner ist als O₁. Dazwischen besitzt die Skelettlinie einen Wendepunkt S, an welchem der Schaufelwinkel a_s größer ist als a_v

Der Schaufelwinkel nimmt somit über die Schaufelkanallänge hin von der Eintrittskante an zunächst stetig von O₁ bis o_s zu und nimmt erst danach bis auf den vorgegebenen Schaufelaustrittswinkel σ₂ stetig ab.

Gemäß F i g. 1 liegt der Wendepunkt S in einem Abstand b von der eintrittsseitigen Gitterfront g, der etwa ein Drittel der gesamten Gitterbreite c beträgt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Axialturbinen-Leitschaufelgitter, bei dem der Schaufeleintrittswinkel kleiner als 90° ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens auf einem Teil der radialen Schaufellänge über die Schaufelkanallänge hin der Schaufelwinkel von der Eintrittskante an zunächst stetig zunimmt und erst danach bis auf den vorgegebenen Schaufelaustrittswinkel stetig abnimmt.