DE363705C

DE363705C - Mehrstufige Druckturbine fuer Dampf oder Gas

Info

Publication number: DE363705C
Application number: DEA36733D
Authority: DE
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1921-11-26
Filing date: 1921-12-06
Publication date: 1922-11-13

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. NOVEMBER 1922

•REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 363705 KLASSE 14 c GRUPPE 4

(A 36733 Il 14c)

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Gie. in Baden, Schweiz.

Mehrstufige Druckturbine für Dampf oder Gas. Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Dezember 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in der Schweiz vom 26. November 1921 beansprucht.

Das Patent 361440 hat in Anwendung dieser Erfindung· auf Druckturbinen mit Scheibenrädern zu einer den Gegenstand' vorliegender Erfindung 'bildenden Lösung geführt, die die bekannten Zwischenböden zwischen

den einzelnen Druckstufen vermeidet oder ihre Anzahl herabsetzt.

Die Erfindung besteht darin, daß bei mehrstufigen Druckturbmen für Dampf oder Gas mit Scheibenrädern die nach der Welle zu

liegenden, also inneren Ein- und Austrittsbegrenzungen der Leitvorrichtungen derart ausgebildet werden, daß sie eine an sich bekannte Saug- und Stauwirkung des Treibmittelstroms erzeugen und den Druck im freien Raum zwischen zwei Scheiben ungefähr auf einer Höhe halten, die zwischen Ein- und Austritts druck der betreffenden Leitvorrichtung liegt, derart, daß beim Übergang von der ίο vorhergehenden Laufschaufel in die Leitvorrichtung· der Überdruck im Raum zwischen den Scheiben durch, die Saugwirkung aufgehoben, anderseits beim Übergang von der Leitvorrichtung zur nachfolgenden Laufschaufel der Unterdruck durch die Stauwirkung aufgehoben wird, so daß dieser Druckunterschied¹ bestehen bleiben kann, ohne daß eine Strömung von schädlicher Bedeutung außerhalb der Leitvorrichtung veranlaßt wird.

In der Zeichnung ist in Abb. 1 ein Teil einer mehrstufigen Druckturbine mit Scheibenrädern im Schnitt dargestellt.

Abb. 2 zeigt den Druckverlauf einerseits in mit Leit- und Laufschaufeln versehenen Strömungsweg des Treibmittels, anderseits in den Räumen zwischen den Scheiben der Laufräder. α sind Laufradscheiben, b Laufradschaufeln und c Leitvorrichtungen einer Druckturbine, in der der Druck in den ersten Leitvorrichtungen vom Wert p_x auf den Wert^>₂ fällt, vor und hinter dem ersten Laufrad diesen Wert ungefähr beibehält, dann in der nächsten Leitvorrichtung auf den Wert/>_s sinkt uaw. nach dem bekannten Kennzeichen der Druckturbine. Die Leitvorrichtungen c sind durch Bleche d abgedeckt und ragen derart nach innen, daß das Treibmittel am Eintritt in die Leitvorrichtung eine Saugwirkung und am Austritt eine Druckwirkung auf den Inhalt des Raums e zwischen zwei Laufrädern α ausübt. In der Abb. ι hat das Blech d einen verhältnismäßig weiten Abstand f, in radialer Richtung gemessen, von der inneren Austrittsbegrenzung der vorhergehenden Laufradschaufelung,. so daß der Treibmittelstrahl den Spalt g zwischen Laufschaufeln b und Leitvorrichtungen c glatt überspringt und verlustlos oder annähernd verlustlos in die Leitvorrichtungen gelangt. Durch Strahlwirkung erfolgt ein Saugen aus dorn Raum e und damit eine Druckverminderung. Auf der Austrittsseite der Leitvorrichtungen findet das Gegenteil statt. Die innere Begrenzung des. Treibmittel-SS Stroms durch das Blech d ist hier mit Bezug zur inneren Begrenzung der folgenden Laufradschaufelung so, daß eine gewisse Stromschicht keinen Eingang in die Laufradschaufelung findet, sondern zum Raum e hin abgelenkt wird und seine Bewegungsenergie in - Druckenergie umsetzt. Saug- und Druokwir--' kling· zusammen halten in den Räumen e die ι Drücke p_v p₂, p_s usw. aufrecht, möglichst j ohne daß ein Teil des Treibmittels außerhalb j der Leitvorrichtung wader mit noch entgegen- ^; gesetzt der Richtung des Hauptstroms fließt, l Infolge der Unterdrückung der festen Zwischenwände übernehmen die Laufradscheiben ¹ die sich durch den Druckverlauf ergebenden Druckunterschiede. Die Laufräder können als ungeteilte Scheiben diesen Überdruck ; besser als die geteilten Zwischenboden auf- ; nehmen, um so mehr, als ihre bauliche Durch-

■ bildung nicht durch Zwischenwände gehindert

i ist und außerdem die Fliehkraft der Durchj biegung entgegenwirkt.

■ Im übrigen kann das Merkmal des Patents ! 361440, daß die der ersten Scheibe nachfoli genden, durch, immer weiter abnehmende ' Druokunterschiiede weniger beanspruchten

■ Räder kleineren Durchmessers zur Entlastung j der vorderen Scheibe herangezogen werden,

auch hier, also bei Druckturbinen ohne Zwi- : sehenböd'en, entsprechende Anwendung finden.

Der gegen früher größere Achsialschub j wird durch ein entsprechend stärsker bemessenes Kammlager oder durch einen Entlastungskoliben oder durch eine dbppelendige Anordnung der Turbine aufgenommen. Die Radkränze können mit Ablenkungs- und Zulenkungsivorsprüngen h und i nach den Leitvorrichtungen hin versehen, sein.

Es sind auch Venbindungen in einem einzigen Turbinengehäuse möglich, nachi welchen die Turbine zum Teil aus Druckstufen mit Zwischenböden und zum Teil aus solchen ohne Zwischenböden gemäß der Erfindung, also mit Scheibenrädern, besteht. Schließlich kann eine Druckturbine gemäß der Erfindung auch mit einer Überdruckturbine gemäß Patent 361440 vereinigt werden oder dieser Überdruckteil das dritte Glied zur erstgenannten Verbindung bilden.

Nachdem es nun möglich ist, Druckturbinen mit Scheibenrädern ohne Zwischenböden auszuführen, kann mit dieser neuen Turbine auch das bisher nur für Überdruckturbinen mit Scheibenrädern Geltung besitzende Kennzeichen des Patents 335944 vorteilhaft vereinigt werden, nach, welchem die Leitschaufeln so viel breiter gemacht werden als die nachfolgenden Laufschaufeln, 'daß ohne unzulässige Achsialspiele zwischen Leit- und Laufschaufeln der für eine Vergrößerung· des Raddurchmessers und der Schaufellänge erforderlache Raum für die Nabe gewonnen wird. Dieses Merkmal entsteht zwar bei Druckturbinen mit Zwischenböden durch letztere ohne weiteres von selbst und ist auch dort bekannt;, sobald aber die Zwischenboden wegfallen, wird diese Verbreiterung allein durch die notwendige Nabenbemessung bestimmt. Da je-

doch die Scheiben baulich besser ausgebildet werden können, kann bei gleicher Beanspruchung die Baulänge kürzer gehalten werden. Die Druckturbine mit Scheibenrädern gemaß der Erfindung hat also kurz zusammengefaßt die folgenden Hauptrvorteile:

1. Die Zwischenboden fallen fort, daher Vereinfachung der Turbine, Ersparnis an Gewicht und Bearbeitung·, also Verbilliigung der

ίο Turbine.

2. Ersparnis an Reibungsarbait, also Erhöhung des Turbinenwirkungsgirades.

3. Die Möglichkeit, die Leitvorrichtungen genauer bearbeiten zu können, was ebenfalls zur Verbesserung des Turbinenwiirkungsgrad'es beiträgt.

4. Die Möglichkeit, diie Lauiradscböiiben besser als Räder glaicher Festigkeit, besonders im mittleren Teil, ausbilden zu können, da keine Rücksicht mehr auf eine Abdichtung von Zwischenboden zu nehmen ist.

5. Das Fehlen der Abdichtungen an der Welle macht die Turbine unempfindlicher gegen Schwingungen.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Mehrstufige Druckturbine für Dampf oder Gas mit iScheibenrädern, dadurch gekennzeichnet, .daß die Leitvorrichtungen ohne Zwischenboden ziwischen den Laufradschailben angeordnet sind und ihre nach der Welle zu 'liegenden, also inneren, Ein- und Au'strittsbegrenzuingen derart ausgebildet sind¹, daß sie eine Saug- und Stauwirkumg des Treibmittelstroms erzeugen und den Druck ;im freien Raum zwischen ■zwei Scheiben .ungefähr auf einer Höhe halten, die zwischen Fin- und Austrittsdruck der betreffenden Leitvorrichtung liegt, derart, daß beim Übergang von der vorhergehenden Laufschaüfel' lin die Leitvorrichtung der Überdruck im Raum· zwisehen den Scheiben durch die Saugwirkung aufgehoben und beim Übergang von der Leitvorrichtung zur nachfolgenden Laufschaufel· der Unterdruck durch die Stauwirkung aufgehoben wird, so daß ,dieser Druckunterschied bestehen bleiben

einem Entlastungs-

kann, ohne daß eine Strömung außerhalb der Leitvorrichtumg wranllaßt wird.
2. Mehrstufige Druckturbine nach Patentanspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanten der Leitvorrichtungen nach der Welle hin wesentlich langer sind als die Austrittskanten der vorhergehenden Laufschaufeln und die Austrittsikan'ten der Leitvorrichtungen derart radial innerhalb des Laufkranzes endigen, daß ein Teil! des Treibmittels same Bewegungsenergie in Druck umsetzt. •
3. Mehrstufige Druckturbine nach Patentanspruch ι und 2, gekennzeichnet durch Zu- und Ablenkfiächen an der Aiisunid Bintrittsseite des Laufradkranzes.
4. Mehrstufige Druckturbine nach Patentanspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, .daß eine solche Drudkturibine ohne Zwischenboden mit

kolben versehen ist.
5. Mehrstufige Druckturbine nach Patentanspruch i, gekennzeichnet durch eine doppelenddge Anordnung der Turbine.
6. Mehrstufige Druckturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Diruckturbine mit einer Druckturtbine mit mindestens einem Zwischenboden vereinigt ist.
7. Mehrstufige Druckturbine nach Pa^J tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Druckturbine mit einer Überdruckturbine nach Patent 361440 vereinigt ist.
8. Mehrstufige Driucktiurbiiie nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -eine solche Druckturbine mit einer Druckturbine mit mindestens einem Zwischenboden und mit einer Überdruckturbine nach Patent 361440 vereinigt ist. go
9. Mehrstufige Druckturbine nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen so viel breiter gemacht werden, als die nachfolgenden Laufschaufeln, daß ohne unzulässige Achsialspiele zwischen Leit- und Laufschaufeln der für aine Vergrößerung des Raddurchmessers und der Schaufellänge erforderliche Raum für die Nabe gewonnen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.