DE262119C

DE262119C -

Info

Publication number: DE262119C
Application number: DENDAT262119D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■- Λ* 262119 KLASSE 14 c. GRUPPE

Man hat schon öfters vorgeschlagen, mehrstufige Einscheibenturbinen zu bauen, also Turbinen, bei welchen die der Stufenzahl entsprechenden Laufschaufelkränze an einer einzigen Laufscheibe angeordnet waren, z. B. ein oder zweiseitig beaufschlagte Radialturbinen. Auch ordnete man radial beaufschlagte Schaufelkränze an beiden Stirnflächen der Laufscheibe an, wobei der Dampf durch eine Leitvorrichtung dem innersten Laufschaufelkranz der einen Stirnfläche zugeführt, nach Durchtritt durch die folgenden Schaufelkränze dieser Seite auf den äußersten Schaufelkranz der anderen Stirnfläche übergeleitet und schließlich von

¹S dem innersten Schaufelkranz dieser Stirnfläche abgeleitet wurde.

Die bei den üblichen Dampfgeschwindigkeiten in den Leit- und Laufkanälen erforderliche erhebliche Stufenzahl bedingte in Verbindung mit dieser Anordnung der Laufkränze, daß die Beaufschlagungsdurchmesser derselben von der innersten zur äußersten Stufe außerordentlich variierten (bis ioö Prozent und mehr). Da nun bei gleichem Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit zu Austrittsgeschwindigkeit aus den Leitvorrichtungen (u: C₁Jdie Leistungen der aufeinanderfolgenden Stufen sich wie die Quadrate der Umfangsgeschwindigkeiten verhalten, so war hierdurch ein außerordentlich verschiedener Leistungsanteil einer jeden Stufe bedingt.

Auch hat man schon vorgeschlagen, nicht nur radial zu beaufschlagende Schaufelkränze an den Stirnflächen einer Laufscheibe vorzusehen, sondern auch die Mantelfläche der Laufscheibe mit achsial zu beaufschlagenden Schaufelkränzen zu versehen. Dabei bildeten jedoch die Schaufelkränze von den inneren radialen der einen Stirnfläche bis zum inneren radialen der anderen Stirnfläche keine fortlaufende Stufung, sondern es erfolgte durch eine Doppelleitvorrichtung die Zuführung des Dampfes symmetrisch zur achsialen Schaufelung, so daß die links zur Mittelebene der Laufscheibe liegenden Schaufelkränze getrennt von den rechts liegenden für sich arbeiteten. Diese Ausführungsform kennzeichnet sich als eine Doppel- oder Zwillingsturbine, wobei jede einzelne Turbine unter Berücksichtigung der erforderlichen großen Zahl von Stufen zur Ausnutzung des Wärmegefälles bei den üblichen Dampf geschwindigkeiten alle diejenigen Nachteile aufwies, welche bereits oben bezüglich der radial beaufschlagten mehrstufigen Einscheibenturbinen geltend gemacht worden sind. Außerdem sind auch bei gleichen Spaltquerschnitten die Undichtigkeitsverluste rund doppelt so groß.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine mehrstufige Einscheibenturbine, insbesondere für kleine und mittlere Leistungen, welche bei günstigstem thermischen Wirkungsgrade und gleichem oder fast gleichem Leistungsanteil einer jeden Stufe arbeitet. Wählt man die Austrittsgeschwindigkeit des Dampfes aus der Leitvorrichtung erheblich größer als die kritische Geschwindigkeit, ferner die relative Durchflußgeschwindigkeit des Dampfes

durch einen Laufkanal gleich oder angenähert gleich der kritischen Geschwindigkeit, so kann man nach den Untersuchungen der Erfinder auch das größte verfügbare Druckgefälle in sechs bis acht Stufen ausnutzen. Wählt man als Vorstufe eine Turbine mit einmaliger Geschwindigkeitsstufung, so sind nur vier bis höchstens sechs Stufen erforderlich.

Unter Voraussetzung dieser Dampfgeschwindigkeitsverhältnisse besteht nun das Wesen der vorliegenden Erfindung darin, daß die vier bis höchstens acht erforderlichen Schaufelkränze fortlaufend um die mit entsprechendem Kopf versehene Lauf scheibe angeordnet sind, derart, daß die auf der einen Stirnfläche der Laufscheibe angeordneten radial beaufschlagten Laufkränze die ersten Stufen bilden, die auf der Mantelfläche angeordneten achsial beaufschlagten die mittleren Stufen und ferner die auf der zweiten Stirnfläche wieder radial beaufschlagten Schaufelkränze die letzten Stufen. Dabei nimmt der Beaufschlagungsbogen zweckmäßig von der ersten zur letzten Stufe zu . und geht gegebenenfalls von . partieller Beaufschlagung in die volle Beaufschlagung über. Infolge der an sich geringen Stufenzahl, insbesondere der Anordnung der mittleren Stufen auf der Mantelfläche der Laufscheibe ist es möglich, daß die Beaufschlagungsdurchmesser aller Stufen untereinander nur um wenige Prozent abweichen; die mittlere Umfangsgeschwindigkeit aller Stufen ist annähernd gleich groß, weshalb bei konstantem u: C₁ auf alle Stufen gleiche oder fast gleiche Leistungsanteile entfallen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 schematisch im Schnitt eine sechsstufige Druckturbine ohne Geschwindigkeitsstufung,· während die Fig. 2 bis 7 im Schnitt verschiedene Ausführungsformen von Laufscheiben mit auf der Stirn- und Mantelfläche angeordneter Laufschaufelung darstellt.

Gemäß Fig. 1 tritt der Dampf bei 1 ein. Die Beaufschlagung erfolgt zunächst radial nach außen, dann achsial und schließlich wieder radial nach innen, wobei man von der partiellen in die volle Beaufschlagung zweckmäßig übergeht. Alle Laufschaufeln sitzen auf der einzigen Laüfscheibe 2; die mittlere Umfangsgeschwindigkeit der einzelnen Stufen ist nur um wenige Prozent verschieden, so daß jede Stufe bei bestem indizierten Wirkungsgrad gleich oder annähernd gleichviel zur Leistungsentwicklung bei minimalstem Aufwand an hochwertigem Konstruktionsmaterial beiträgt. Das Laufrad selbst rotiert im Dampf von geringer Spannung (eventuell Vakuum), wobei die Labyrinthdichtung 3 und 4 auf beiden Seiten des Laufrades (oder falls erwünscht, nur auf einer Seite desselben) zur Herabsetzung der Undichtigkeitsverluste angeordnet ist. Zur Verhinderung des Achsialschubes dienen außerdem noch ein oder mehrere Ausgleichrohre 5. Der Dampf verläßt die Turbine durch den Abdampfstutzen 6.

Claims

Patent-Anspruch :

Mehrstufige Einscheibenturbine mit Überschallgeschwindigkeit in den Leitvorrich- / tungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelkränze fortlaufend von der ersten zur letzten Stufe auf der einen Stirnfläche der Laufscheibe als radial beaufschlagte, auf der Mantelfläche als achsial' beaufschlagte, auf der anderen Stirnfläche wieder als radial beaufschlagte, die Laufscheibe also allseitig umschließend, und mit angenähert dem gleichen mittleren Durchmesser angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.