DE373786C

DE373786C - Radiale Dampf- oder Gasturbine

Info

Publication number: DE373786C
Application number: DEW62076D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Publication date: 1923-04-16

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Radialturbinen, die durch Dampf oder Gas betrieben werden, und ist besonders bestimmt für Turbinen mit gegenläufigen Rädern. Der Zweck der Erfindung besteht darin, daß Niederdruckschaufeln vorgesehen sind, welche einfach in der Form und zur Bewältigung großer Niederdruckdampfmengen geeignet sind.

Turbinen mit Gegenlaufrädern, beispielsweise nach der Ljungström - Bauweise, sind praktisch auf geringe Leistungen beschränkt. Es ist vorgeschlagen worden, die Leistungsfähigkeit von Turbinen dieser Art dadurch zu steigern, daß die Läufer mit Zwischenschaufeln versehen werden, in denen Dehnungskanäle vorgesehen sind. Eine solche Beschaufelung ist aiber hohen Fliehkraftbeanspruchungen ausgesetzt, ist teuer herzustellen, schwierig zusammenzubauen und auf die Dauer betriebssicher zu erhalten.

Demgegenüber wird gemäß der Erfindung in der Radialturbine der letzte Schaufelkranz so ausgebildet, daß er den Dampf in allgemein radialer Richtung aufnimmt, ihn aber radial und seitlich ausläßt, wodurch ein ausreichender Austrittsquerschnitt zur Bewältigung großer Dampfmengen mit günstigen kleinen Austrittswinkeln erzielt wird. Im Rahmen dieser grundsätzlichen Anordnung ist die ,besondere Form der Schaufeln nicht wesentlich. Damit aber unausgeglichene Biegungsmomente durch die Fliehkräfte vermieden werden, sind die Schaufeln vorteilhafterweise so gestaltet, daß der Schwerpunkt jeder Schaufel im wesentlichen in der Mitte ihres Baustoffes liegt.

j Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß die Schaufeln einen im wesentlichen radialen ■ Innenteil und einen hakenförmigen oder trogförmigen Rand erhalten, wobei im letzteren Falle dieser Teil vorteilhaft so gestaltet ist, daß sich erweiternde Dampfwege gebildet werden, um die Dehnung des Druckmittels zu steigern.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsformen. Abb. 1 ist teilweise ein Schnitt durch eine Radialturbine mit Gegenlaufrädern mit einer Ausführungsform des letzten Schaufelkranzes. Abb. 2 und 3 sind Schnitte nach den Linien H-II und IH-III der Abb. 1. Abb. 4 zeigt eine abgeänderte Schaufelform, von der die Abb. 5 und 6 Schnitte nach den Linien V-V und VI-VI sind. Abb. 7 zeigt einen Teilschnitt einer abgeänderten Form des Schaufelrandes gegenüber den Abb. 5 und 6, während Abb. 8 eine weitere Ausführungsform zeigt.

In der Abb. 1 ist eine Radialturbine 10 dargestellt, in deren Gehäuse 11 Läufer 12 auf Wellen 13 gegenläufig umlaufen. Diese WeI-len sind in geeigneter Weise in Gehäusen gelagert und mit Stopfbüchsen 14 versehen. Die Läufer 12 sind mit Schaufeln 15 versehen, deren Befestigung in beliebiger Weise, beispielsweise mittels Expansionsringen ιό, erfolgt.

Der Dampf wird durch geeignete Leitungen 17 nach dem Raum 18 im Innern der Schaufeltrommel geführt. Die Leitungen 17 münden in Kammern 19, welche durch Kanäle 20 in den Läufern mit dem Mittelraum 18 in Verbindung stehen.

Bine Labyrinthdichtung 21 ist zwischen die Läufer 12 und das Gehäuse 11 eingeschaltet, um einen Übertritt des Dampfes in die Auspuffkammer 22 zu verhindern und gleichzeitig dem Schub auf die Läufer entgegenzuwirken.

Nach den Abb. 1 bis 7 besteht der gemäß der Erfindung ausgeführte letzte Schaufelkranz aus Schaufeln 25, die an Seitenringen 26 in geeigneter Weise befestigt sind, von denen der eine mit dem einen Läufer, beispielsweise durch einen Expansionsring 27, verbunden ist.

Die Schaufeln 25 halben gerade Einlaßkanten 128 und halbkreisförmige Auslaßkanten 29, so daß die Auslaßkanten langer sind als die Einlaßkanten. Die Schaufeln 25 sind also so geformt und gekrümmt, daß sie den Diampf sowohl radial wie auch achsial austreten las-

ao sen, wie durch die Pfeile in Abib. 1 angedeutet. Da die Auelaßkante erheblich langer ist als die Einlaßkante, wird ©ine ausreichende Austrittsnäehe für große Dampfmengen bei verhältnismäßig kleinem Austrittswinkel ge-

ä5 wonnen. In den Abb. r bis 3 sind die Schaufeln 25 von halbmondförmigem oder konkavkonvexem Querschnitt mit einer geraden Einlaßkante 28. In den Abb. 4, 5 und 6 ist die Schaufel mit einem hakenförmigen Rand 30 versehen, der im wesentlichen konzentrisch zur gekrümmten Kante 29 verläuft und eine im wesentlichen halbkreisförmige Mittelfläche 31 umschließt. Ein Vorteil dieser Ausfüliriungsform der Abb. 4 ibis 6 ist der, daß die Maße jeder Schaufel; so gestaltet werden kann, daß der 'Schwerpunkt im wesentlichen in der Mitte der Dicke des Innenteiles 31 liegt, wodurch unausgeglichene Fliehkraftsbiegungsmomente vermieden werden.

Eine Abänderung der Ausführungsform der Abb. 4, 5 und 6 ist in Abb. 7 ersichtlich, ■bei welcher die Auslaßsteile 32 des hakenförmigen Randes 30 so gestaltet sind, daß düsenartige, divergierende Spalten 33 ent-

stehen mit einem verengten Querschnitt 34. Hierdurch soll die Dehnung des Dampfes gesteigert werden.

Eine weitere Ausführungsform zeigt Abb. 8, bei welcher die Auslaßkante noch weiter verlängert ist. Die verlängerte Schaufel 35 (hat eine gerade Einlaßkante 36 und seitliche Auskultanten 37, die durch eine gekrümmte Auslaßkante 38 verbunden sind. Für diese Schaufelform kann der Querschnitt nach den Abb. 1 bis 7 gewählt werden, um einen kleinen Austrittswinkel zu bekommen. Die Schaufeln 35 werden durch kräftige Ringwulste 39 versteift, von denen der eine mit dem einen Läufer 12 mittels eines !geeigneten Expansionsringes 40 verbunden ist.

Wesentlich ist, daß die Gesamtlänge der Auslaßkante erheblich größer ist als die Emlaßkainte, wodurch das Ergebnis einer großen Dampfaustrittsfläche bei kleinem Auslaßwinker erzielt wird.

Die Arbeitsweise folgt ohne weiteres aus der ,Schaufelform. Der Dampf oder das Gas wind radial zwischen den Zwischenschaufeln den gegenläufigen Läufer 12 in bekannter Weise expandiert und tritt aus dem letzten Schaufelkranz 15 zwischen die Einlaßkanten oder 36 der Endschaufeln 25 oder 35. Zwischen diesen wird das Treibmittel weiter gedehnt, und es tritt sowohl radial wie auch seitlich aus, wie aus den Pfeilen in den Abb. 1 und 8 ersichtlich.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Radialturbine, 'dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung eines großen Austrittsquerschriittes bei kleinen Austrittswinkeln der letzte Laufschaufelkranz das Triöbmittel in wesentlich radialer Richtung strömend empfängt und es sowohl radial wie auch achsial austreten läßt.

2. Radialturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung .unausgeglichener Biegungsmomente im letzten Schaufelkranz jede Schaufel so gestaltet ist, daß ihr Schwerpunkt in der . Mitte der Baustoff dicke liegt.

3. Radialturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln des letzten Schaufelkranzes einen im wesentlichen radialen Innenteil (3.1) und einen hakenförmigen Randteil (30) zeigen.

4. Radialturbine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hakenförmige Randteil zu düsenförtnigen Kanälen (33) gekrümmt ist.

5. (Schaufel für Radialturbinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel bei ,annähernd gerader Einlaßkante (28) einen beiderseits an die Enden der Einlaßkante anschließenden gekrümmten Auslaßrand (29) hat.

6. Schaufel für Radialturbinen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die gerade Einlaßkante (36) beiderseits zunächst gerade, radiale Auslaßkanten (40) vor dem Übergang in die gekrümmte Auslaßkante (38) anschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.