DE437969C - Dampfturbinenschaufel grosser Laenge - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
4. DEZEMBER 1926

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 437969 KLASSE 14 c GRUPPE

(A 39^63 l\i4c)

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*).

Dampfturbinenschaufel großer Länge. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. April 1923 ab.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Vermeidung schädlicher radialer Strömungen bei Schaufeln, welche in bezug auf den Laufraddurchmesser verhältnismäßig lang sind, die Achsialkomponente der relativen Austrittsgeschwindigkeit aus der Schaufel durch allmähliches Größerwerden des Austrittswinkels vom Fuß bis zum Kopf der Schaufel trotz der nach dem äußeren Ende der Schaufel zu zunehmenden Umfangsgeschwindigkeit gleichbleibend zu erhalten.

Die Erfindung bezweckt nun, die radialen Dampf strömungen bei Schaufeln großer Länge mit unveränderlichem Austrittswinkel zu vermeiden und dadurch die Verwendung der leichter herstellbaren Schaufeln mit gleichbleibendem Austrittswinkel auch bei großen Schaufellängen zu ermöglichen.

Infolge der" Breite der Schaufelkanten am Austrittsende steht nicht jedesmal die volle Schaufelteilung für den Dampfdurchfluß offen. Es verbleibt für den Durchfluß, wemfTdie Teilung und χ die Kantenbreite am
trittsende bedeuten, der Anteil

I — X

Aus

welcher als Durchflußziffer bezeichnet wird. Dies gilt sowohl für die Laufschaufel als auch für die Düsen. Der Erfindungsgedanke beruht nun auf der Erkenntnis, daß keine oder doch praktisch keine Strömung in der Längsrichtung der Schaufel auftreten kann, wenn ρ längs der ganzen Schaufel gleichbleibend ist. Ist auch bei der Leitschaufel ρ gleichbleibend, so muß auch das Verhältnis der Durchflußziffern

PR (Rad)

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längs der ganzen Schaufel unveränderlich sein, wobei vorausgesetzt ist, daß das Ver-

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Walter Kieser in Berlin-Charlottenburg.

Claims (2)

hältnis der Achsialgeschwindigkeit beim Düsenaustritt zu demjenigen beim Schaufel^ austritt längs der ganzen Schaufel ein feststehendes ist. Ist die Düsenteilung im Verhältnis zur Schaufelteilung sehr groß, so kann die Breite der Austrittskante der Düsenbleche vernachlässigt werden, so daß in diesem Falle der Nenner gleich ι wird. Es genügt also in ίο diesem Falle, lediglich für das .Laufrad das Verhältnis χ zu t längs der ganzen Schaufel konstant zu wählen, um schädliche Querströmungen zu vermeiden. Während also bei Laufschaufeln mit auf ihrer ganzen Länge gleicher Kantenb'reite am Austrittsende für einen gleichbleibenden Dampfdurchtritt auf der ganzen Länge der Schaufel die Kantenbreite am Schaufelfuß zu groß und am Schaufelkopf zu klein ist, wird durch Anpassen der Kantenbreite zu der Teilung auf der ganzen Schaufellänge eine gleichmäßige Dampfströmung erreicht. In dem Falle, wo die Düsenteilung im Verhältnis zur Schaufelteilung nicht sehr groß ist, muß nach der oben angegebenen Formel auch die Kantenbreite der Austrittskante der Düsenbleche im Verhältnis zu der nach außen zunehmenden Düsenteilung verbreitert werden, damit auch qd sich in gleichem Verhältnis wie Qn ändert. Der Austrittsdüsenwinkel der Leitschaufel ist dann ebenso wie bei der Laufschaufel auf der ganzen Länge unveränderlich zu halten. Die Erfindung läuft also "darauf hinaus, daß die Austrittskantenbreite der Schaufel und bei kleiner Düsenteilung auch der Düsen von innen nach außen entsprechend der zunehmenden Teilung allmählich, zunimmt. Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und'zwar stellt Abb. 1 das Fuß- und Kopfprofil einer im Erfindungssinne ausgeführten Laufschaufel übereinander gezeichnet dar, während in Abb. 2 und 3 die entsprechenden Fuß- und Kopfprofile mehrerer Schaufeln für sich veranschaulicht sind. In der Abb. 4 und 5 sind an benachbarten Schaufeln eines Schaufelrades, denen in Abb. 4 noch eine nach dem Erfindungssinne ausgebildete Düse vorgeschaltet ist, die in Betracht kommenden Verhältnisse näher dargestellt. Abb. 6 zeigt bei gleicher Düsenneigung y für die ganze Länge der Leitschaufel und bei gleicher Größe der Achsialkcmponente für die Austrittsgeschwindigkeit aus den Leitschaufein die Dampfeintrittsrichtungen in die Laufschaufeln am Fuße und am Kopfe. Die Dampf austrittsrichtung aus denLauf schaufeln soll, wie oben erwähnt, gleichbleibend auf der ! ganzen Schaufellänge sein, und zwar = ß, wie in Abb. 1 bis 4 dargestellt ist. Ist am Austrittsende der Schaufel t und J1 die Schaufelteilung und χ und X1 die Kantenbreite am Schaufelfuß und am -Schaufelkopf, so muß ^=- sein, d. h. es muß die Kantendicke Vom Fuß bis zum Kopf entsprechend der wachsenden Teilung zunehmen, wie dies aus 'der Abb. 1 bis 4 zu ersehen ist. Da nun das Verhältnis -τ = — ist und der Austrittswinkel β unveränderlich gehalten ist, so bleibt auch der Dampfdurchtritt auf der ganzen Länge der Schaufeln unverändert, so daß keine schädlichen radialen Dampf strömungen innerhalb der Schaufel auftreten können. Mit der Düse verfährt man bei kleiner Leitschaufelteilung genau so. Auch hier wird bei gleichbleibendem Austrittswinkel y das Verhältnis der Düsenblechbreite am Austrittsende zur Teilung auf der ganzen Höhe" gleichbleibend gehalten. Es wird der Dampf also schon aus der Düse gleichmäßig ausströmen, so daß also auch das Verhältnis ?-£- unveränderlich bleibt. • p D '- ■■ Patentan-sprüche:

1. Turbinenschaufel großer Länge mit gleichbleibendem Austrittswinkel, dadurch gekennzeichnet,; daß längs der ganzen Laufschaufel am Äustrittsende das Verhältnis zwischen der Breite der Laufschaufelkanteund der Laufschaufelteilung das gleiche ist, um einen gleichbleibenden Dampf durchtritt auf der ganzen Länge zu erhalten und dadurch radiale Strömungen in der Laufschaufel zu vermeiden.

2. Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl bei den Lauf- wie bei den vorgeschalteten Leitschaufehl die Kantenbreite an der Austrittsseite im gleichen Verhältnis wie die nach außen zunehmende Teilung allmählich nach außen hin zunimmt, so daß das Verhältnis der Durchtrittsziffern zwischen Leit- und Laufrad längs der ganzen Schaufel das gleiche ist..

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.