DE173131C

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Publication number: DE173131C
Application number: DENDAT173131D
Authority: DE

Description

cl la

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 173131 KLASSE 14 c. GRUPPE

Laufrad für Turbinen oder Verdichter. Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Januar 1904 ab.

Die Erfindung betrifft eine Turbine für elastische Treibmittel, welche, wie alle Turbinen, sowohl als Kraftmaschine wie auch in der Umkehrung als Verdichter dienen kann, und besteht insbesondere darin, daß der bekanntlich durch Querschnittverengung in der Laufradzelle hervorgerufene Verdichtungsstoß durch wellenförmige Ausgestaltung der Zellenwände in derselben Zelle wiederholt hervorgebracht und ausgenutzt wird.

Fig. ι zeigt den Längsschnitt durch die Grundform der zur Erzeugung eines Verdichtungsstoßes geeigneten Zelle in bekannter Ausführungsform, die in der Mitte eine Verengung aufweist; Fig. 2 gibt einen Teil eines Querschnittes durch die festen Düsen und das Laufrad der beanspruchten Turbine senkrecht zur Turbinenachse; Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine Düse; Fig. 4 zeigt den Schnitt durch eine Zelle nach der Linie X-Y der Fig. 2; Fig. 5 ist ein der Fig. 2 entsprechender Schnitt durch eine fernere Ausführungsform der Erfindung; Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie Z-Z der Fig. 5; Fig. 7 ist ein Schnitt in der Stromrichtung nach der in Fig. 5 punktiert gezeichneten Linie; Fig. 8 zeigt den Querschnitt durch eine Turbine anderer Form; Fig. 9 und 10 sind Schnitte durch eine Zentrifugalturbine in Richtung der Achse und senkrecht zu dieser.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Laufradzelle, deren Seitenwände B sich in der Mitte nähern, wird bekanntlich das Treibmittel durch die Querschnittsverengung verdichtet und dehnt sich in dem weiter werdenden Ende der Zelle aus. In der Einschnürung übt das verdichtete Druckmittel einen Druck oder Stoß auf die Zellenwände aus, durch den das Rad umgetrieben, somit ein Teil der im Treibmittel vorher enthaltenen lebendigen Kraft in Arbeit umgesetzt wird. Von dieser bekannten Erscheinung wird nach der neuen Erfindung in derselben Zelle durch wiederholte Verengung und Erweiterung wiederholt Gebrauch gemacht.

In Fig. 2 sind A die festen Düsen. Das teilweise oder vollständig in diesen Leitschaufeln expandierte Treibmittel tritt in das .-Laufrad D mit großer Geschwindigkeit ein. Dieses besitzt eine Anzahl von Zellen B, welche von den gewellten Seitenwänden und den leicht gekrümmten Zwischenwänden oder Schaufeln gebildet werden. Die Wellen der Seitenwände des Laufrades D sind in Fig. 4 gezeigt. Der Abstand der gewellten Seitenwände ändert sich entsprechend der Geschwindigkeit und Druckänderung des Druckmittels, wird daher bei einer Turbine allmählich in Richtung der Strömung vergrößert. Die Schaufeln endigen in einem Teil F, welcher entsprechend einem günstigen Austrittswinkel für das Treibmittel stärker zurückgebogen ist. Auf die Wellen wirkt das Treibmittel wiederholt stoßend, während es auf den Teil F durch die Ablenkung zur Einwirkung gelangt.

Richtet man die Wellen der verschiedenen Kanäle B derart ein, daß sie untereinander bei derselben Krümmung in gleicher Richtung verlaufen (Fig. 5), so kann man ohne Nachteil den Teil α der Schaufeln weglassen oder

hur den Teil ^derselben stehen lassen, wie dies in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt ist.

Bei dieser Ausführungsform reichen die Wellen nicht ganz an den Umfang des Läufrades heran, um Spaltverluste zu vermeiden.

Das Laufrad kann außerdem auf seiner

Außenseite mit Wellen versehen sein (Fig.. 8) und in einem Gehäuse mit glatter Wandung laufen. Dann tritt außerhalb des Laufrades gleiche Wirkung wie in der Zelle ein, vorausgesetzt, daß ein genügender Raum zum Durchgang des Treibmittels verbleibt.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Verengungen oder Wellen mehr oder weniger lotrecht zu der Bahn des Treibmittelstrahles gerichtet, aber es kann unter Umständen vorteilhaft sein, sie geneigt dazu an-, zuordnen.

Bei der in Fig. 9 und IO dargestellten Zentrifugalturbine führt das Rohr G das Gas nach dem festen Leitrad bezw. nach der Expansionskammer H, welche zentral die Achse der Arbeitswelle umgibt. Die Wände I, J dieser Kammer, zwischen denen der Leitschaufelkrariz K sitzt, sind durch letzteren und durch feste Querbolzen L miteinander verbunden. Beim Verlassen der festen Zellen des Leitrades wird das Druckmittel zwischen die gewellten Scheiben des Laufrades sowie zwischen letztere und die glatten, festen Wandungen nach dem Auslaß R getrieben. Die drei vorhandenen Scheiben Q. tragen die Wellen, deren Form und Anordnung aus Fig..9 und 10 ersichtlich ist, wobei die Wellen derart angeordnet sind, daß die — sowohl durch die Wellen zweier benachbarter Scheiben als auch die Wellen auf der Außenseite einer Scheibe und der glatten Oberseite einer festen Wandung — gebildeten Verengungen lotrecht zu der Bahn der Gasmoleküle gerichtet sind. Die Laufradscheiben sind durch Querbolzen N miteinander verbunden, durch welche sie gleichzeitig an einer Radscheibe befestigt werden, 'deren Welle sich in den Lagern O und P dreht.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Laufrad für Turbinen oder Verdichter, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen eine Reihe von aufeinanderfolgenden Verengungen und Erweiterungen besitzen, deren,Abstand sich im Sinne der Druck- und Geschwindigkeitsänderung des Treibmittels ändert, zu dem Zwecke, die in derselben Zelle wiederholt aufeinanderfolgenden Verdichtungsstöße im Treibmittel zur Verringerung der Umdrehungszahl des Laufrades auszunutzen.

2. Ausführungsform des Laufrades nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände gewellt sind und die Wellen lotrecht oder annähernd lotrecht zur Richtung des Treibmittelstromes verlaufen, im übrigen aber zur Unterteilung der Stromfäden Schaufeln rechtwinklig zu den gewellten Seitenwänden angeordnet sind, die am letzten Ende (F) umgebogen sind, um dadurch das Treibmittel günstig und nutzbringend abzulenken.

3. Ausführungsform der Turbine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilungsschaufeln wegfallen und nur die ablenkenden Schaufeln (F) vorgesehen sind.

4. Ausführungsform der Turbine nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenlaufrad auf seiner äußeren Oberfläche die gleichen Wellen wie innen hat und in einem Gehäuse mit glatter Wandung untergebracht ist, wobei zwischen diesem Rad und der äußeren Fläche der Turbine nur so viel Raum verbleibt, um außen einen Teil der Flüssigkeit durchzulassen, welcher aus den festen Kanälen austritt, und die Stoß-Wirkungen der Flüssigkeit nicht nur in den inneren Kanälen, sondern auch in den Räumen zwischen den gewellten Wänden des Laufrades und den glatten Wandungen des festen Gehäuses auszunutzen. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.