DE203173C

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Publication number: DE203173C
Application number: DENDAT203173D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 203173 — KLASSE 880. GRUPPE

NILS BAASHUUS in KRISTIANIA.

Turbinenlaufrad. Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Juni 1906 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbinenausführung, mittels welcher das Treibmittel (Wasser, Dampf, Gas) bei wechselnder Füllung der Turbine besonders gut ausgenutzt werden soll.

Fig: ι zeigt einen Schnitt durch ein Laufrad einer Achsialturbine, worin a a die äußere, i i die innere Begrenzung der Schaufeln ist. Die dazugehörigen Halbmesser sind r_a und ^.

ίο Wickelt man den'Verlauf der Schaufeln in den Zylinderflächen α α und i i in die Zeichenebene ab, so kommt die Schaufelung zum Vorschein (Fig. 2). Die Schaufelschnitte längs α α und i i der Fig. ι sind in a-a und i-i der

iS Fig. 2 in dieser Weise dargestellt, woraus auch die lichten Austrittsweiten w_a und w, an der äußeren und inneren Begrenzung hervorgehen. Die Winkel g_a und gv sind die Austrittswinkel, welche die Abfluß Verluste bestimmen. Die Änderung der lichten Austrittsweiten mit den Halbmessern der Austrittskante ist in der Fig. 3 dargestellt, wo die Breite b der Schaufel als Länge und .die lichten Austrittsweiten als Höhen aufgetragen sind. Es ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß die lichten Austrittsweiten mit wachsendem Halbmesser zunehmen, wie es bei Turbinen nach bisher bekannter Ausführung der Fall ist.

Nach dieser Erfindung werden durch die Bemessung der Austrittswinkel g_a' und g,·' die lichten Austrittsweiten derart gestaltet, daß sie mit wachsendem Halbmesser ständig abnehmen, also nach Fig. 4 ausgeführt sind, wo a-a und i-i die abgewickelten Schaufelschnitte längs α α und ii der Fig. ι und wj und w/ die neuen lichten Austrittsweiten sind. Die 45

zugehörige Abnahme dieser Austrittsweiten mit der Zunahme der Halbmesser der Austrittskante ist aus Fig. 5 ersichtlich.

Daß eine solche Bemessung der lichten Austrittsweiten möglich ist, geht aus der Betrachtung hervor, daß die lichte Austrittsweite das Vielfache ist aus der Teilung t_a und i,- (Fig. 2) und dem Sinus des Winkels g_a bzw. gv, also im allgemeinen W_x = t_x· sin g_x ist. Für diese Betrachtung kann von dem Einfluß der endlichen Dicke der Schaufeln abgesehen werden. In diesem Ausdruck ist bei gegebener Schaufelzahl die Größe t_x als gegeben zu betrachten, und es können je nach dem Erfordernis dem Winkel g_x verschiedene Werte gegeben werden. In bewußter Weise werden nun nach dieser Erfindung den Winkeln g_x solche Werte gegeben, daß die lichte Austrittsweite am äußeren Umfang w_a' kleiner ausfällt als diejenige am inneren Umfang Wi, und daß die lichten Austrittsweiten mit abnehmendem Halbmesser ständig zunehmen.

Der an der Achsialturbine gezeigte Grundsatz der Bemessung der Schaufelwinkel derart, daß die lichten Austrittsweiten mit wachsendem Halbmesser abnehmen, kann auch bei Radialturbinen verwendet werden. Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch ein Laufrad einer solchen Turbine, worin α α die äußere, * i die innere Begrenzung der Schaufeln · ist. Die Äustrittskante ist mit b und einer ihrer mittleren Punkte mit m bezeichnet. In Fig. 7 ist die Austrittskante in die Zeichenebene als eine gerade Linie abgewickelt und als Grundlinie einer Liniendarstellung benutzt, die derjenigen in Fig. 3 und 5 ähnlich ist. Als Höhen sind

Claims

die zugehörigen lichten Austrittsweiten aufgetragen. Die Kurven I, II, III und IV zeigen die bis jetzt verwendeten Änderungen der Austrittsweiten längs der Austrittskante.

*5 Kurve I zeigt, daß die Austrittsweite von außen (bei a) nach innen (bei i) abnimmt. Kurve II zeigt, daß sie längs der Austrittskante gleichbleibend gemacht wird. Kurve III zeigt, daß sie sowohl von außen wie von

ίο innen nach der Mitte zu (bei m) abnimmt.

Kurve IV zeigt, daß sie sowohl von außen wie von innen nach der Mitte zu zunimmt.

Nach der vorliegenden Erfindung werden

die lichten Austrittsweiten durch die Bemessung der Austrittswinkel so gestaltet, daß sie von außen nach innen ständig zunehmen, wie die drei Kurven der Fig. 8 dieses zeigen. Die Möglichkeit dieser Gestaltung geht aus dem über Achsialturbinen Gesagten hervor.

Durch eine derartige Verteilung des Austrittsquerschnittes wird erreicht, daß das Treibmittel bei verringerter Füllung der Turbine besonders gut ausgenutzt wird, weil bei verringerter Füllung infolge der Abnahme des Spaltüberdruckes der wachsende Einfluß der Fliehkraft das Treibmittel zum überwiegenden Austreten an den von der Drehachse am meisten entfernten Stellen der Austrittskante, also zu den Stellen nach α hin, zwingt. An diesen Stellen sind nun durch die Wahl der Austrittswinkel die lichten Austrittsweiten kleiner als bei Laufrädern nach den bisher bekannten Ausführungen. Dadurch wird bezweckt, daß die Austrittsverluste an diesen Stellen kleiner ausfallen, und, da bei verringerter Füllung sich der Austritt hauptsächlich in diesem Gebiet (nach α hin) abspielt, daß Laufräder nach diesem Patent innerhalb sehr weiter Geschwindigkeits- und Füllungsgrenzen einen besseren Wirkungsgrad geben als Laufräder nach den bisher bekannten Ausführungen.

Ρλ τ ε ν τ - A ν s ρ R υ c Ii:

Turbinenlaufrad, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Austrittsweiten mit wachsendem Halbmesser ständig abnehmen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.