DE2440475C2

DE2440475C2 - Scheibenförmiges Laufrad einer Strömungsmaschine

Info

Publication number: DE2440475C2
Application number: DE2440475A
Authority: DE
Inventors: Herbert Prof. Dr.-Ing. 8000 Muenchen Bachl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-23
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1975-12-11
Also published as: NL7510029A; CA1028671A; FR2282542B1; GB1523652A; BE832688A; US4029431A; FR2282542A1; DE2440475B1

Description

Die Erfindung betrifft ein scheibenförmiges Laufrad einer Strömungsmaschine mit im mittleren Bereich überwiegend radial durchströmten Strömungskanälen und mit auf verschiedenen Umfangsünien auf den beiden Stirnseiten des Laufrades angeordneten öffnungen der Strömungskanäle, die so gestaltet sind, daß in ihnen je eine tangentiale, in Drehrichtung des Laufrades weisende und eine axiale Komponente der Relativgeschwindigkeit des Strömungsmittels auftreten, wobei jeweils die axialen Komponenten in die gleiche und die tangentialen Komponenten in die entgegengesetzte Richtung weisen.

Ein derartiges Laufrad ist aus der Zeitschrift »Brenn-475

stoff Wärme Kraft«, November 1970, S. 509 bis 512 bekannt.

Bei dieser bekannten Ausfühiung wird der Strömungskanal im Bereich der äußeren öffnungen außen durch eine gekrümmte Leitfläche und innen durch eine abgerundete Kante begrenzt. Die Krümmungsradien liegen in einer Ebene, die mit tier Relativgeschwindigkeit des Strömungsmiuels in der äußeren öffnung der Strömungskanäle einen Winkel einschließt. Bei der Umlenkung des Strömungsmittels zwischen der axialtangentiaien Richtung in der Öffnung und der radialen Richtung im mittleren Bereich des Laufrades tritt daher eine Relativbewegung zum Krümmungsverlauf auf, die Strömungsverluste zur Folge hat. Da der Strömungskanal in seiner ganzen Länge einen viereckigen Querschnitt aufweist, treten zudem im radialen mittleren Bereich zusätzliche Strömungsverluste durch Sekundärströmungen in den Ecken des Querschnitts auf, wenn der Winkel zwischen den Relativgeschwindigkeiten in den Axialschnitten erheblich von 90° abweicht.

Es liegt die Aufgabe vor, diese Strömungsverluste zu vermeiden, um den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Laufrad der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, ausgehend von den öffnungen der Strömungskanäle, jeweils ein Krümmer in den radial durchströmten mittleren Bereich des Strömungskanals führt, dessen Krümmungsradien zumindest im nächsten Bereich der äußeren öffnungen in jeweils einer Ebene liegen, die mit der Ebene der Relativgeschwindigkeit des Strömungsmittels in dem der öffnung benachbarten Teil des Krümmers übereinstimmt.

Ferner wird der Strömungskanalquerschnitt so gestaltet, daß er im radial durchströmten mittleren Bereich des Laufrades von einer allseits gekrümmten Kurve, z. B. einem Kreis, begrenzt ist und die jweils von den vier Ecken der öffnungen der Strömungskanäle ausgehenden Begrenzungskanten im Übergangsbereich zum radial durchströmten mittleren Bereich derart auslaufen, daß von außen nach innen der viereckige in einen von einer allseits gekrümmten Kurve begrenzten Strömungsquerschnitt übergeht.

Zwischen den Laufrädern sind Leiträder mit spiegelbildlicher Ausführung der Strömungskanäle angeordnet.

Ein Ausführungsbeispiel eines Laufrades nach der Erfindung zeigt F i g. 1. Im Schnitt a-a sind die schlitzförmigen, von je zwei Geraden und zwei Kreisbögen begrenzten öffnungen gestrichelt eingezeichnet, in Schnitt b-b der hier S-förmige — bei Turbinen üblicherweise zentripetale — Strömungsverlauf. Im Schnitt c-c mit kreisförmigem Strömungskanalquerschnitt entspricht die mit P bezeichnete projizierte Begrenzungsfläche des Strömungskanals einem Ausschnitt aus der Halbkugel eines Peltonrades. Zu den Schnitten d-d und e-e sind Geschwindigkeitsdreiecke gezeichnet, die denen konventioneller Axialmaschinen entsprechen. F i g. 2 zeigt die entsprechenden Schnitte eines spiegelbildlich ausgeführten Leitrades.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 24 3

1. Scheibenförmiges Laufrad einer Strömungsmaschine mit im mittleren Bereich überwiegend radial durchströmten Strömungskanälen und mit auf verschiedenen Umfangsünien auf den beiden Stirnseiten des Laufrades angeordneten öffnungen der Strömungskanäle, die so gestaltet sind, daß in ihnen je eine tangentiale, in Drehrichtung des Laufrades weisende und eine axiale Komponente der Relativgeschwindigkeit des Strömungsmittels auftreten, wobei jeweils die axialen Komponenten in die gleiche und die tangentialen Komponenten in die entgegengesetzte Richtung weisen, dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend von den öffnungen der Strömungskanäle, jeweils ein Krümmer in den radial durchströmten mittleren Bereich des Strömungskanals führt, dessen Krümmungsradien zumindest im nächsten Bereich der äußeren öffnungen in jeweils einer Ebene liegen, die mit der Ebene der Relativgeschwindigkeit des Strömungsmittels in dem der öffnung benachbarten Teil des Krümmers übereinstimmt.

2. Scheibenförmiges Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanalquerschnitt im radial durchströmten mittleren Bereich des Laufrades von einer allseits gekrümmten Kurve, z. B. einem Kreis, begrenzt ist und die von den jeweils vier Ecken der öffnungen der Strömungskanäle ausgehenden Begrenzungskanten im Übergangsbereich zum radial durchströmten mittleren Bereich derart auslaufen, daß von außen nach innen der viereckige in einen von einer allseits gekrümmten Kurve begrenzten Strömungskanalquerschnitt übergeht.

3. Scheibenförmiges Laufrad nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mehreren Laufrädern Leiträder mit zu den Laufrädern spiegelbildlicher Ausführung der Strömungskanäle angeordnet sind.