DE2461770C3 - - Google Patents

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DE2461770C3
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Boris Abramovitsch Arkadiev
Anatoly Viktorovitsch Garkuscha
Ljudmila Dmitrievna Moskvina
Anna Grigorievna Ponkratova Geb. Gorgotz
Yakov Isidorovitsch Schnee
Viktor Pavlovitsch Suchinin
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Charkovskij Politechnitscheskij Institut Imeni Vi Lenina Charkow (sowjetunion)
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Charkovskij Politechnitscheskij Institut Imeni Vi Lenina Charkow (sowjetunion)
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
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    • 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
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laufrad-Beschaufelung einer axial durchströmten Strömungsmaschine, wobei die Beschaufelung aus radial äußeren Schaufelblättern und radial inneren Schaufelblättern besteht, mit einem Deckband, das die äußeren und inneren Schaufelblätter radial voneinander trennt, und wobei innerhalb der durch die äußeren Schaufelblätter festgelegten Umfangsteilung mehrere innere Schaufelblätter angeordnet sind.The present invention relates to an impeller blading of an axial flow machine, wherein the blading is made up of radially outer airfoils and radially inner airfoils consists, with a shroud that separates the outer and inner blades radially from each other, and a plurality of inner ones within the circumferential division defined by the outer airfoils Airfoils are arranged.

Eine solche Laufrad-Beschaufelung ist aus der FR-PS 31 273 bekannt.Such an impeller blading is known from FR-PS 31 273.

Bei dieser bekannten Ausbildung, welche als Mantelstromgebläse für eine Zweikreis-Flugzeugantriebsturbine dient, geht es darum, daß starke Geräuschentwicklungen verhindert werden sollen, die dann auftreten würden, wenn zur Gewährleistung ausreichender Leistung ziemlich lange Profilsehnen Verwendung finden müßten. Deshalb wird hier an Stelle eines Strömungsprofils mit lai.ger Profilsehne radial innen, wo es vor allem zur Geräuschentwicklung kommt, innerhalb des Deckbandes zwei Schaufelblätter hintereinander angeordnet, die mit ihren Köpfen in einem gemeinsamen Knoten zusammenlaufen, an dem ein radial äußeres Schaufelblatt befestigt ist Dabei stellt jedes der inneren Schaufelblätter ein vollständiges Strömungsprofil dar, so daß im Grunde genommen zwei hintereinander angeordnete Laufschaufelkränze vorliegen. In this known design, which is used as a sheath flow fan for a two-circuit aircraft propulsion turbine serves, the point is that strong noise should be prevented, which then occur would, if using fairly long profile tendons to ensure adequate performance would have to find. Therefore, instead of a flow profile with a long profile chord, radially inside, where it comes mainly to the development of noise, two blades in a row within the shroud arranged, which converge with their heads in a common node at which a radially outer blade is attached. Each of the inner blades represents a complete Flow profile, so that basically there are two rotor blade rings arranged one behind the other.

hestigkeitsprobieme werden bei der bekannten Ausbildung nicht betrachtet, und diese wären zur Lösung von solchen Problemen auch nicht geeignetDifficulty problems are not considered in the known training, and these would be for Solving such problems is also not suitable

Bei der vorliegenden Erfindung geht es um die letzten Stufen von Kondensationsdampfturbinen, wo der Dampf bereits große spezifische Volumina erreicht hat und wo dementsprechend große Volumendurchsätze beherrscht werden müssen. Dies bedeutet, daß die Schaufeln so lang wie festigkeitsmäßig möglich gewählt werden müssen.The present invention is about the final stages of condensing steam turbines where the Steam has already reached large specific volumes and where, accordingly, large volume throughputs must be mastered. This means that the blades should be as long as possible in terms of strength Need to become.

Die entscheidenden Beanspruchungen ergeben sich dabei aus den Zentrifugalkräften und den Biegemomenten. So erreichen die Zentrifugalkräfte jeder Laufschaufel, die von deren Fuß in die Scheibe eingeleitet werden müssen, Größenordnungen von 100 bis 200 t, was bei einer Zahl von 70 bis 140 Laufschaufeln eines Laufschaufelkranzes erhebliche Beanspruchungen der Scheibe bedingt Für die Aufnahme solcher Kräfte und Beanspruchungen wäre die bekannte Konstruktion ganz ungeeignet bei der die Schaufeln beider hintereinanderliegender innerer Laufschaufelkränze an dem gleichen dünnen Nabenkörper befestigt sind.The decisive stresses result from the centrifugal forces and the bending moments. In this way, the centrifugal forces reach each rotor blade, which is introduced into the disk from its root must, orders of magnitude from 100 to 200 t, which equates to a number of 70 to 140 blades Blade ring causes considerable loads on the disk for the absorption of such forces and The known construction would be completely unsuitable for the two blades consecutive inner rotor blade rings are attached to the same thin hub body.

In besonderem Maße gilt dies für die auftretenden Biegemomente. Die bekannte Konstruktion mit den radial nach außen zusammenlaufenden inneren Schaufeiblättern hat in Umfangsrichtung ein kleines Widerstandsmoment insbesondere bei schwach gekrümmten Schaufelprofilen, das angesichts der erheblichen Kräfte, wie sie auf die Schaufeln der letzten Stufen von Dampfturbinen wirken, nicht ausreichen würde.This applies in particular to the bending moments that occur. The well-known construction with the inner blades converging radially outwards have a small section modulus in the circumferential direction especially with slightly curved blade profiles, which in view of the considerable forces how they act on the blades of the last stages of steam turbines would not be enough.

Besonders fühlbar werden die vorgenannten Nachteile, wenn bei einer Dampfturbine unter Aufrechterhaltung des optimalen Wärmegefälles der letzten Stufe der Wirkungsgrad in bekannter Weise dadurch erhöht werden soll, daß das Wärmegefälle der äußeren Schaufeln der vorletzten Stufe vermindert wird, was zur Notwendigkeit führt, auch das Wärmegefälle an den inneren Schaufeln zu vermindern, wie dies schon in der Monographie von A. Stodola, »Dampf- und Gasturbinen«, Berlin 1924, erwähnt istThe aforementioned disadvantages are particularly noticeable when, in the case of a steam turbine, this is maintained the optimal heat gradient of the last stage increases the efficiency in a known manner should be that the heat gradient of the outer blades of the penultimate stage is reduced, which leads to Necessity leads to reduce the heat gradient on the inner blades, as already in the Monograph by A. Stodola, "Steam and Gas Turbines", Berlin 1924, is mentioned

Eine Verringerung des Wärmegefälles bedingt aber eine geringere Krümmung der Mittellinie des Profils und dadurch eine Verringerung seines Trägheitsmoments, so daß ein bestimmtes Biegemoment größere Beanspruchungen mit sich bringt.A reduction in the heat gradient, however, results in a smaller curvature of the center line of the profile and thereby a reduction in its moment of inertia, so that a given bending moment is greater Brings stresses with it.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine zweietagige Laufradbeschaufelung einer axial durchströmten Strömungsmaschine zu schaffen, die von besonderer Festigkeit, insbesondere gegenüber den auftretenden Biegemomenten, ist.The object of the present invention is to provide a two-tier impeller blading of an axially flowed through To create turbomachine that is of particular strength, in particular with respect to the occurring bending moments is.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Deckband entsprechend der Umfangsteilung der äußeren Schaufelblätter segmentiert ist und daß die inneren Schaufelblätter entspre· chend der Deckbandsegmente Profilabschnitte sind, die zwischen Deckbandsegment und Schaufelfuß unter Bildung mindestens eines Strömungskanals nebeneinander angeordnet sind und mit den jeweils in Umfangsrichtung anliegenden Profilabschnitien der Nachbarschaufeln vollständige Strömungsprofile bilden.Based on the training described at the outset, this object is achieved according to the invention proposed that the shroud segmented according to the circumferential division of the outer blades and that the inner blades, corresponding to the shroud segments, are profile sections which between the shroud segment and the blade root to form at least one flow channel next to one another are arranged and with the profile sections of the neighboring blades which are in contact in the circumferential direction form complete flow profiles.

Durch diese Ausbildung bilden jeweils mehrere innere Schaufelblätter mit dem zugehörigen Deckbandsegmeht eine rahmenartige starre Baueinheit, die gegenüber den auftretenden Biegemomenten besonders steif und widerstandsfähig ist, auch wenn die vollständigen Strömungsprofile, zu denen sich ihre Profilabschnitte zusammenfügen, nur schwach gekrümmt sind. Dadurch verringert sich das WärmegefäÜe an denAs a result of this design, a plurality of inner blades with the associated shroud form each time a frame-like rigid structural unit that is particularly resistant to the bending moments that occur is stiff and resilient, even if the complete airfoil to which its profile sections form join together, are only slightly curved. This reduces the heat vessels to the

Schaufeln der inneren Etage.Shoveling the inner tier.

Die Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln der inneren Etage der vorletzten Turbinenstufe gestattet auch die Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln der äußeren Etage dieser Stufe, was dazu führt, daß das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit U des Laufrades zur Geschwindigkeit C3, die dem Wärmegefälle äquivalent ist, also das Verhältnis U/Ca sich dem Optimalen nähert, wobei sich der Vektor der Austrittsgeschwindigkeit aus der Turbine der axialen Richtung nähert Dadurch werden die Energieverluste am Austritt geringer und der Wirkungsgrad der Turbine besser.The reduction in the heat gradient on the blades of the inner tier of the penultimate turbine stage also allows the heat gradient to be reduced on the blades of the outer tier of this stage, which means that the ratio of the circumferential speed U of the impeller to the speed C 3 , which is equivalent to the heat gradient , i.e. the ratio U / Ca approaches the optimum, whereby the vector of the exit speed from the turbine approaches the axial direction. This means that the energy losses at the exit are lower and the efficiency of the turbine is better.

Eine andere Folge der Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln der äußeren Etage ist es, daß die Machzahlen im Leitschaufelkranz und im Laufschaufel-Jiranz geringer werden. Dadurch werden die mit Verdichtungsstößen und Verdünnungswellen verbundenen Verluste geringer, was ebenfalls im Sinne einer Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbine wirktAnother consequence of the reduction in the heat gradient on the blades of the outer tier is that the Mach numbers in the guide vane ring and in the rotor blade Jiranz become lower. This will make the with Losses associated with compression shocks and dilution waves are lower, which is also in the sense of a Increasing the efficiency of the turbine acts

Eine v/eitere Folge der Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln der oberen Etage ist eine Herabsetzung der Dampfparameter am Eintritt in diese Schaufeln, was bei vorgegebenem Dampfdurchsatz eine Vergrößerung der Schaufelkanalquerschnittsfläche der äußeren Etage des LeitschaufeSkranzes an der engsten Stelle bedeutet. Damit verbunden ist eine Vergrößerung der Schaufelwinkel der äußeren Etage des Leitschaufelkranzes, d. h. eine Annäherung an die optimalen Werte. Auch dies verringert Energieverluste und verbessert den Wirkungsgrad.Another consequence of the reduction in the heat gradient on the blades of the upper tier there is a reduction in the steam parameters at the entrance to them Shovels, which for a given steam throughput increases the blade channel cross-sectional area of the means outer tier of the guide vane ring at the narrowest point. Associated with this is an enlargement the vane angle of the outer tier of the vane ring, d. H. an approximation of the optimal values. This also reduces energy losses and improves efficiency.

Außerdem gestattet die Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln der äußeren Etage die Vergrößerung des Wärmegefälles der letzten Turbinenstufe, so daß es zu einer Vergrößerung der Dampfparameter im Übergangsstutzen zwischen den Laufschaufeln der inneren Etage der vorletzten Stufe und den Leitschaufeln der letzten Stufe kommt, was eine geringere Dampfstromgeschwindigkeit bedeutet. Diese geringere DampfstromgeschwinHigkeit bedeutet wiederum eine Verringerung der Energieverluste.In addition, the reduction in the heat gradient on the blades of the outer tier allows the Increase in the heat gradient of the last turbine stage, so that there is an increase in the steam parameters in the transition nozzle between the blades of the inner tier of the penultimate stage and the Last stage vanes comes in, which means lower steam flow velocity. These lower steam flow speed means, in turn, a reduction in energy losses.

Durch die Verringerung der Energieverluste an den äußeren Schaufeln des Leitschaufelkranzes und des Laufschaufelkranzes infolge der Verringerung des Wärmegefälles an diesen Schaufeln wird es zweckmäßig, den Dampfdurchsatz durch die Schaufeln der äußeren Etage ta erhöhen, und zwar durch Vergrößerung der Austrittsquerschnittsfläche der äußeren Laufschaufeln, d. h. durch eine Verschiebung des Deckbandes auf einen kleineren Durchmesser.By reducing the energy losses at the outer vanes of the vane ring and the rotor blade ring as a result of reducing the thermal gradient in these blades it is convenient to ta increase the vapor flow rate through the blades of the outer floor, through enlargement of the outlet cross-sectional area of the outer blades, ie by a Shifting the shroud to a smaller diameter.

Mit kleiner werdendem Wärmegefälle an den Schaufeln der äußeren Etage nimmt die optimale Länge dieser Schaufeln zu und erreicht etwa 65 bis 75% von der Gesamtlänge der äußeren und inneren Laufschaufeln. As the heat gradient on the blades of the outer tier becomes smaller, the optimum length increases of these blades and reaches about 65 to 75% of the total length of the outer and inner blades.

Durch eine solche Verschiebung des Deckbandes nach innen kann die Austrittsquerschnittsfläche der Turbine erhöht, der Dampfdurchsatz gesteigert und die Turbinenleistung erhöht werden.Such a displacement of the shroud inwards can reduce the exit cross-sectional area of the Turbine increased, the steam throughput increased and the turbine output increased.

In einer besonderen Ausbildung der vorliegenden Erfindung liegt die Schwerpunktachse des äußeren Schaufelblattes radial über der Schwerpunktachse eines der inneren Profilabschnitte. Bei einer solchen Ausbildung kommt es zu keiner wesentlichen Biegebeanspruchung des zugehörigen Deckbandsegments durch die am äußeren Schaufelblatt angreifende Fliehkraft.In a special embodiment of the present invention, the center of gravity axis of the outer Airfoil radially above the center of gravity axis of one of the inner profile sections. With such a training there is no significant bending stress on the associated shroud segment by the Centrifugal force acting on the outer blade.

Es ist auch zweckmäßig, wenn die Schwerpunktachse des äußeren Schaufelblattes gegenüber der Schwerpunktachse mindestens eines der Profilabschnitte dera/t versetzt ist, daß das durch die Fliehkraft entstehende Biegeinoment dem durch die Gaskräfte auf die SchauJel wirkenden Biegemoment entgegenwirkt Durch eine solche Ausbildung kann es gelingen, die insgesamt wirkenden Biegemomente fast völlig zum Verschwinden zu bringen.It is also useful if the center of gravity axis of the outer blade is opposite to the center of gravity axis at least one of the profile sections is offset so that the centrifugal force Bending moment due to the gas forces on the swing acting bending moment counteracts Through such a training it can succeed, the total to make acting bending moments almost completely disappear.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt ίο Fig. 1 die Frontansicht eines Teils der Laufradbeschaufelung einer axial durchströmten Strömungsmaschine gemäß der Erfindung,
F i g. 2 den Schnitt nach Linie U-II in F i g. 1,
F i g. 3 die Abwicklung des Schnittes nach Linie M-Hl inFig.2,
Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the front view of part of the impeller blading of an axially flow-through flow machine according to the invention,
F i g. 2 shows the section along line U-II in F i g. 1,
F i g. 3 the development of the cut along line M-Hl inFig. 2,

F i g. 4 eine andere Ausführung der Beschaufelung der inneren Etage,F i g. 4 another version of the blading of the inner floor,

F i g. 5 die Abwicklung des Schnittes nach Linie V-V in F i g. 4,F i g. 5 shows the development of the section along line V-V in FIG. 4,

F i g. 6 eine dritte Ausführung der Beschaufelung der inneren Etage,F i g. 6 a third embodiment of the blading of the inner tier,

F i g. 7 die Abwicklung des Schnittes nach Linie VII-VII in F ig. 6,F i g. 7 the development of the section according to line VII-VII in F ig. 6,

Fig.8 eine zweietagige Beschaufelung, in der die Schwerpunktachse eines Profilabschnitts der inneren Etage mit der Schwerpunktachse der Profile des äußeren Schaufelblattes zusammenfällt,8 shows a two-tier blading, in which the center of gravity axis of a profile section of the inner Floor coincides with the center of gravity axis of the profiles of the outer blade,

F i g. 9 die Abwicklung des Schnittes nach Linie IX-IX in F i g. 8,F i g. 9 the development of the section along line IX-IX in F i g. 8th,

F i g. 10 eine Ausführung, in der die Schwerpunktachsen von innerer und äußerer Beschaufelung in bestimmter Weise versetzt sind,F i g. 10 an embodiment in which the axes of gravity the inner and outer blading are offset in a certain way,

F i g. 11 die Abwicklung des Schnittes nach Linie XI-XI in Fig. 10.F i g. 11 the development of the cut according to the line XI-XI in Fig. 10.

Das in Fig. 1 gezeigte Laufrad einer Strömungsmaschine hat ein Scheibenrad 1, an dem Schaufeln 2 der inneren Etage mit einem Deckband 3 angebracht sind. Das Deckband 3 ist in Segmente unterteilt, und jedes Segment trägt ein äußeres Schaufelblatt 4. Jedes innere Schaufelblatt hat einen Schaufelfuß 5, mit dem es am Scheibenrad 1 befestigt wird.The impeller of a turbomachine shown in FIG. 1 has a disk wheel 1 to which blades 2 of the inner tier are attached with a shroud 3. The shroud 3 is divided into segments, and each segment carries an outer airfoil 4. Each inner one The blade has a blade root 5 with which it is attached to the disk wheel 1.

Jedes innere Schaufelblatt 2 stellt im normal zu seiner Längserstreckung genommenen Schnitt kein vollständiges Strömungsprofil dar, sondern besteht aus Profilabschnitten 6 und 7, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der der Größe des Schaufelkanals gleich istEach inner blade 2 does not constitute a complete section in the section taken normal to its longitudinal extension Flow profile, but consists of profile sections 6 and 7, which are at a distance from each other are arranged, which is equal to the size of the blade channel

Jedes Deckbandsegment 3 bildet mit mindestens zwei solcher Profilabschnitte 6 und 7 eine rahmenartige steife Konstruktion. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, bildet jeder Profilabschnitt 6 mit dem Profilabschnitt 7 der benachbarten Schaufel ein verständiges Strömungsprofil. Each shroud segment 3 forms with at least two such profile sections 6 and 7 a frame-like rigid one Construction. As shown in FIG. 3, each profile section 6 forms with the profile section 7 of the adjacent blade a reasonable flow profile.

Die Erhöhung der Steifigkeit der inneren Beschaufelung verbessert die Aufnahme der Biegemomente, die von den Kräften des Dampfstroms erzeugt werden. Dadurch wird es möglich, die Krümmung der Skelettlinie b-b der vollständigen Strömungsprofile zu verringern, d. h., die Winkel ß\ am Eintritt des Dampfstroms und 02 am Austritt zu vergrößern. Die Vergrößerung der Winkel ß\ und ß2 bringt eine Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln 2 der inneren Etage mit sich. Dies wiederum vermindert das Wärmegefälle an den äußeren Schaufelblättern 4.The increase in the stiffness of the inner blading improves the absorption of the bending moments that are generated by the forces of the steam flow. This makes it possible to reduce the curvature of the skeleton line bb of the complete flow profiles, that is, to enlarge the angles β \ at the inlet of the steam flow and O2 at the outlet. The enlargement of the angles β \ and β 2 brings about a reduction in the heat gradient on the blades 2 of the inner tier. This in turn reduces the heat gradient at the outer blades 4.

Die Verringerung des Wärmegefälles an den äußeren Schaufelblättern 4 führt dazu, daß das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit (J des Laufrades zur Geschwindigkeit C0, die dem Wärmegefälle äquivalent ist,The reduction in the heat gradient at the outer blades 4 leads to the ratio of the circumferential speed (J of the impeller to the speed C 0 , which is equivalent to the heat gradient,

also das Verhältnis -=- , sich dem optimalen nähert undso the ratio - = -, approaches the optimal and

folglich der Vektor der Austrittsgeschwindigkeit der Turbine sich der axialen Richtung nähert infolgedessen werden die Energieverluste mit der Austrittsgeschwindigkeit geringer, und der Wirkungsgrad der Turbine wird besser.consequently the vector of the exit velocity of the The turbine approaches the axial direction as a result, the energy losses increase with the exit speed lower, and the efficiency of the turbine gets better.

Eine weitere Folge der Verringerung des Wärmegefälles an den äußeren Schaufelblättern 4 ist, daß die Mach-Zahlen an den Schaufein des Leitschaufeikranzes (nicht abgebildet) und den äußeren Schaufelblättern 4 des Laufrades geringer werden. Dies führt zur Verminderung der Energieverluste aufgrund von Verdichtungsstößen und Verdünnungswellen.Another consequence of the reduction in the heat gradient on the outer blades 4 is that the Mach numbers on the blade of the guide vane ring (not shown) and the outer blades 4 of the impeller become smaller. This leads to Reduction of energy losses due to shock waves and thinning waves.

Die Verminderung der Energieverluste an den äußeren Schaufelblättern 4 des Laufrades gestattet es, das Deckband 3 auf einen kleineren Durchmesser zu verschieben. Dies vergrößert die Länge der äußeren Schaufelblätter 4 des Laufrades, wodurch der Dampfverßrauch und die Turbinenleistung heraufgesetzt werden können.The reduction of the energy losses on the outer blades 4 of the impeller allows to move the shroud 3 to a smaller diameter. This increases the length of the outer Blade 4 of the impeller, whereby the steam consumption and the turbine power can be increased.

Der Strömungskanal 10 besitzt ein Konfusor-Diffusor-Profil längs der Richtung des Geschwindigkeitsvektors w des Dampfstrcms, d h, die Abmessung 20 des Schaufelkanals am Dampfeintritt ist größer als die Abmessung at im Inneren des Kanals 10, und diese ist kleiner als die Abmessung ar am Dampfaustritt.The flow channel 10 has a confuser-diffuser profile along the direction of the velocity vector w of the steam flow, that is, the dimension 20 of the blade channel at the steam inlet is greater than the dimension at inside the channel 10, and this is smaller than the dimension ar at the steam outlet .

Im Konfusorabschnitt des Schaufelkanals 10 erfolgt die Beschleunigung des Dampfstroms bis auf eine Geschwindigkeit, die zum Durchtritt der erforderlichen Dampfdurchsatzmenge erforderlich ist Im Diffusorabschnitt wird ein Teil der kinetischen Energie in potentielle Energie umgesetzt Dies gestattet, das Wärmegefälle an den inneren Schaufeln 2 des Laufrades zu verringern und folglich Wirkungsgrad und Leistung der Turbine zu erhöhen.In the confuser section of the blade channel 10, the steam flow is accelerated up to one Velocity required to pass the required amount of steam through the diffuser section a part of the kinetic energy is converted into potential energy Heat gradient at the inner blades 2 of the impeller to reduce and consequently to increase the efficiency and power of the turbine.

In der in Fig.4/5 gezeigten Ausführungsvariante bestellt jede innere Schaufel 11 im normal zu ihrer Erstrevkung genommenen Schnitt aus drei Profilabschnitten 12, 13 und 14, so daß sich ein vollständiges Strömungsprofil über drei benachbarte Schaufeln hinweg erstrecktIn the variant shown in Fig. 4/5 orders each inner blade 11 in the normal section taken from its extension from three profile sections 12, 13 and 14 so that there is a complete flow profile over three adjacent blades extends away

In der in Fig.6/7 gezeigten Ausführungsvariante besteht jede innere Schaufel 16 aus drei Profilabschnitten 17,18 und 19, von denen nur die Profiiabschnitte 17 und 18 Hill dem Deckbandsegment 20 verbunden sind.In the variant embodiment shown in FIG. 6/7, each inner blade 16 consists of three profile sections 17, 18 and 19, of which only the profile sections 17 and 18 Hill are connected to the shroud segment 20.

In d/r in Fig. 8/9 gezeigten Ausführungsvariante der inneren Schaufeln 35, die sich jeweils aus Profilabschnitten 3S und 39 zusammensetzen, fällt die Schwerpunktachse der Profilabschnitte 36 mit der Schwerpunktachse der Profile 37 des zugehörigen äußeren Schaufelblattes 38 zusammen bzw. stellt die Verlängerung desselben dar. In diesem Fall greift die Fliehkraft des äußeren Schaufelblattes 38 hauptsächlich am Profiiabschnitt 36 der inneren Schaufel 35 an. Der verbleibende Profilabschnitt 39 der inneren Schaufel 35 nimmt über das Deckbandsegment 40 das Biegemoment von den Kräften auf, die auf die Schaufeln vom Dampfstrom ausgeübt werden.In the embodiment variant shown in Fig. 8/9 of the inner blades 35, which are each composed of profile sections 3S and 39, falls the axis of the center of gravity of the profile sections 36 with the center of gravity axis of the profiles 37 of the associated outer airfoil 38 together or represents the extension of the same. In this case, the centrifugal force of the outer one engages Blade 38 mainly on the profile section 36 of the inner blade 35. The remaining profile section 39 of the inner blade 35 takes the bending moment from the shroud segment 40 Forces that are exerted on the blades by the steam flow.

In der in Fig. 10/11 gezeigten Ausführungsvariante der inneren Schaufeln 44, die aus jeweils zwei Profilabschnitten 45 und 46 bestehen, liegt die Schwerpunktachse des Systems aus den beiden Abschnitten 45 und 46 jeder inneren Schaufel 44 nicht in Verlängerung der Schwerpunktachse der Profile 37 des zugehörigen äußeren Schaufelblattes 38, sondern gegenüber dieser um die Größe <5 versetzt Dabei ist das von der Fliehkraft des äußeren Schaufelblattes 38 erzeugte Biegemoment, das dem Produkt aus der Fliehkraft Fmal der Größe ό gleich ist, entgegengesetzt dem Biegemoment von der Kraft des Dampfstroms gerichtet, der auf die Schaufeln einwirkt Infolgedessen sind die Profilabschnitte 45 und 46 von Biegekräften entlastetIn the embodiment variant shown in Fig. 10/11 of the inner blades 44, each of which consists of two Profile sections 45 and 46 consist, the center of gravity of the system is from the two Sections 45 and 46 of each inner blade 44 not in extension of the center of gravity axis of the profiles 37 of the associated outer blade 38, but offset from this by the size <5 by the centrifugal force of the outer airfoil 38 generated bending moment, which is the product of the Centrifugal force F times the size ό is the opposite the bending moment directed by the force of the steam flow acting on the blades as a result the profile sections 45 and 46 are relieved of bending forces

Hierzu 4 Blatt ZeichnuneenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Laufrad-Beschaufelung einer axial durchströmten Strömungsmaschine, wobei die Beschaufelung aus radial äußeren Schaufelblättern und radial inneren Schaufelblättern besteht, mit einem Deckband, das die äußeren und inneren Schaufelblätter radial voneinander trennt, und wobei innerhalb der durch die äußeren Schaufelblätter festgelegten Umfangsteilung mehrere innere Schaufelblätter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckband entsprechend der Umfangsteilung der äußeren Schaufelblätter (4) segmentiert ist und daß die inneren Schaufelblätter(2) entsprechend der Deckbandsegmente (3) Profilabschnitte (6, 7) sind, die zwischen Deckbandsegment (3) und Schaufelfuß (5) unter Bildung von mindestens eines Strömungskanals (10) nebeneinander angeordnet sind und mit den jeweils in Umfangsrichtung anliegenden Profilabschnitten der Nachbarschaufeln vollständige Strömungsprofile bilden.1. Impeller blading of an axial flow machine, the blading consists of radially outer blades and radially inner blades, with a shroud, which radially separates the outer and inner airfoils from one another, and wherein within the determined by the outer blades circumferential division several inner blades are arranged, characterized in that the shroud according to the circumferential division the outer blades (4) is segmented and that the inner blades (2) accordingly of the shroud segments (3) are profile sections (6, 7) between the shroud segment (3) and Blade root (5) arranged next to one another to form at least one flow channel (10) and with the profile sections of the neighboring blades which are in contact in the circumferential direction form complete flow profiles. 2. Laufrad-Beschaufelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerpunktachse des äußeren Schaufelblattes (38) radial über der Schwerpunktachse eines der inneren Profilabschnitte (35) liegt.2. impeller blading according to claim 1, characterized in that the center of gravity axis of the outer airfoil (38) radially above the center of gravity axis of one of the inner profile sections (35) lies. 3. Laufrad-Beschaufelung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerpunktachse des äußeren Schaufelblattes (38) gegenüber der Schwerpunktachse mindestens eines der Profilabschnitte (45,46) derart versetzt ist, daß das durch die Fliehkraft (F) entstehende Biegemoment dem durch die Gaskräfte auf die Schaufel wirkenden Biegemoment entgegenwirkt.3. impeller blading according to claims 1 and 2, characterized in that the center of gravity axis of the outer blade (38) relative to the center of gravity axis of at least one of the profile sections (45,46) is offset in such a way that the bending moment produced by the centrifugal force (F) counteracts the bending moment acting on the blade by the gas forces.
DE2461770A 1973-12-28 1974-12-28 Impeller blading Granted DE2461770B2 (en)

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SU2073685 1974-11-20
SU2073684 1974-11-20
SU2073683 1974-11-20

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DE2461770B2 DE2461770B2 (en) 1978-06-15
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DE2461770A1 (en) 1975-07-03
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CS171083B1 (en) 1976-09-15

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