DE541846C - Blading for radially loaded turbines - Google Patents

Blading for radially loaded turbines

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DE541846C
DE541846C DEA56728D DEA0056728D DE541846C DE 541846 C DE541846 C DE 541846C DE A56728 D DEA56728 D DE A56728D DE A0056728 D DEA0056728 D DE A0056728D DE 541846 C DE541846 C DE 541846C
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DE
Germany
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blade
blades
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Expired
Application number
DEA56728D
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Inventor
Alf Lysholm
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LJUNGSTROEMS ANGTURBIN AB
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LJUNGSTROEMS ANGTURBIN AB
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/24—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by counter-rotating rotors subjected to same working fluid stream without intermediate stator blades or the like
    • F01D1/28—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by counter-rotating rotors subjected to same working fluid stream without intermediate stator blades or the like traversed by the working-fluid substantially radially

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

AUSGEGEBEN AM 22. JANUAR 1932ISSUED ON JANUARY 22, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Jift 541846 KLASSE 14 c GRUPPEJift 541,846 CLASS 14 c GROUP

Aktiebolaget Ljungströms Angturbin in Stockholm *) Beschaufelung für radial beaufschlagte Turbinen Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Februar 1929 ab Aktiebolaget Ljungström's Angturbin in Stockholm *) Blading for radially admitted turbines Patented in the German Reich on February 6, 1929

Die Erfindung betrifft eine Beschaufelung für radial beaufschlagte Turbinen. Bei diesen hat man bisher Turbinen geringerer Leistung, nämlich bis etwa 750 kW, derartig gebaut, daß der Dampfstrom einflutig verläuft. Die Größenordnung dieser Turbinen läßt sich etwa so bestimmen, daß der Auslaßquerschnitt am äußersten radial beaufschlagten Schaufelkranz dieserThe invention relates to blading for radially loaded turbines. With these has So far, turbines of lower power, namely up to about 750 kW, are built in such a way that the Steam flow is single-flow. The size of these turbines can be determined as follows: that the outlet cross-section at the outermost radially acted upon blade ring this

Turbinen kleiner ist als der Wert 0,4 · I- 1 ,Turbines is smaller than the value 0.4 I- 1,

wobei η die Drehzahl der Turbine bedeutet.where η is the speed of the turbine.

Bei radial beaufschlagten Turbinen größerer Leistung und einem Auslaßquerschnitt, der den vorgenannten Wert überschreitet, wurde durchweg die äußere Beschaufelung mehrflutig ausgestaltet, wobei der Dampfstrom in einer Reihe bis zu sechs Dampf strömen unterteilt wurde. Man ging bei dieser Bauart von dem Bestreben aus, den Durchmesser der Turbine möglichst gering zu halten, mußte dabei aber notwendigerweise auf große Schaufellängen kommen, die nur durch mehrflutige Bauart bewältigt werden konnten.
Diese Entwicklung der radial beaufschlagten Turbinen hoher Leistung hat insofern zu ungünstigen Bauarten geführt, als die mehrflutige Turbine eine außerordentlich hohe Schaufelzahl und überdies noch innerhalb des Schaufelsystems Reibungs-, Wirbelungs- und Strömungs-Verluste bedingte.In the case of radially loaded turbines of greater power and an outlet cross-section that exceeds the aforementioned value, the outer blading was consistently designed with multiple flows, the steam flow being subdivided into a series of up to six steam flows. With this type of construction, the aim was to keep the diameter of the turbine as small as possible, but it was necessary to achieve great blade lengths, which could only be managed with a multi-flow construction.
This development of the radially loaded high-performance turbines has led to unfavorable designs in that the multi-flow turbine has an extraordinarily high number of blades and, moreover, has caused friction, eddy and flow losses within the blade system.

Diese Mängel der bisherigen Entwicklung werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, welche darin besteht, bei radial beaufschlagten Turbinen, deren Auslaßquerschnitt am äußersten radial beaufschlagten Schaufel-These deficiencies of the previous development are eliminated by the present invention, which consists, in the case of radially admitted turbines, their outlet cross-section at the outermost radially loaded blade

kranz größer ist als 0,4 · I j , die Beschaufelung bis zum äußersten Radialschaufelkranz einflutig auszubilden und hierbei die Schaufeln der letzten Schaufelkränze hinsichtlich Breite und Länge schneller fortschreitend wachsen zu lassen als Länge und Breite der inneren Schaufelkränze. ring is greater than 0.4 · I j, the blades up to the outermost radial blade ring to be single-flow and the blades of the last blade rings in terms of width and increasing the length progressively faster than the length and width of the inner blade rings.

Durch die Erfindung erreicht man einerseits eine gute Dampfführung und gute Entspannungsverhältnisse, anderseits aber eine erhebliche Herabsetzung der Schaufelzahl der Turbine und eine Verbesserung ihres Wirkungsgrades.The invention achieves, on the one hand, good steam guidance and good relaxation conditions, on the other hand, however, a considerable reduction in the number of blades of the turbine and an improvement in its efficiency.

Im Vergleich mit einer für dieselbe Leistung berechneten Doppelumlaufturbine der früheren Bauart mit axial beaufschlagter Niederdruckbeschaufelung wird durch die Erfindung erreicht, daß die Schaufelzahl der Turbine auf etwa ein Drittel herabgesetzt wird, wobei diese gewonnene bedeutende Vereinfachung keinesfalls auf Kosten des Wirkungsgrades der Turbine erfolgt; dieser wird vielmehr noch gesteigert. Die Verwendung breiter Schaufeln ist für den Wirkungsgrad insofern günstig, als die breiten Schaufeln geringere Reibung haben als die schmalen Schaufeln. Die Erfindung kann aber auch bei solchen Turbinen, besonders für große Leistungen, Verwendung 'finden, die außer der radial beaufschlagten BeschaufelungIn comparison with a double-circulating turbine of the previous one calculated for the same output Design with axially loaded low-pressure blading is achieved by the invention, that the number of blades of the turbine is reduced to about a third, this Significant simplification gained by no means at the expense of the efficiency of the turbine he follows; on the contrary, this is increased. The use of wide blades is beneficial for efficiency in that the wide blades have less friction than the narrow shovels. The invention can also be used in such turbines, especially for find great services "use", which apart from the radially acted blading

*.' Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: *. ' The patent seeker stated as the inventor:

AIf Lysholm in Stockholm.AIf Lysholm in Stockholm.

Claims (1)

auch eine axial beaufschlagte Beschaufelung aufweisen. also have axially loaded blades. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
S Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing.
S it shows Abb. ι einen axialen Schnitt durch eine Turbine gemäß der Erfindung,Fig. Ι an axial section through a turbine according to the invention, Abb. 2 eine Abänderung der Ausführungsform gemäß Abb. i, Fig. 2 a modification of the embodiment according to Fig. I, ίο Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in Abb. 2,ίο Fig. 3 a section along the line AA in Fig. 2, Abb. 4 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Abb. 3,Fig. 4 is a top view of the embodiment according to Fig. 3, Abb. 5 ein Geschwindigkeitsschaubild.Fig. 5 is a speed diagram. In Abb. ι ist 1 die Mittellinie der Turbinenwelle, während 2 und 3 zwei in entgegengesetzten Richtungen umlaufende Turbinenwellen bezeichnen. Der Dampf gelangt zur Turbine durch den Kanal 4 in der Richtung des Pfeiles 5 undIn Fig. Ι 1 is the center line of the turbine shaft, while 2 and 3 denote two turbine shafts rotating in opposite directions. The steam reaches the turbine through channel 4 in the direction of arrow 5 and ao strömt unter Abgabe von Energie von dem mittleren Raum 6 durch den ersten Schaufelring 7 und dann durch sämtliche Schaufehinge in radialer Richtung bis an den Auslaß 8, der nach außen vom Turbinengehäuse 9 begrenztao flows with the release of energy from the central space 6 through the first blade ring 7 and then through all the Schaufehinge in the radial direction to the outlet 8, the bounded to the outside by the turbine housing 9 as wird. Die Schaufeln 10 des äußersten Schaufelringes sind in radialer Richtung erheblich breiter als die inneren Schaufelringe. Die Breite, d. h. die radiale Ausstreckung der Schaufeln, ist entsprechend der zulässigen Baustoffbeanspruchung zu wählen.as will. The blades 10 of the outermost blade ring are considerably wider in the radial direction than the inner blade rings. The width, i.e. H. the radial extension of the blades is in accordance with the permissible building material stress to choose. Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 strömt der Dampf durch die Schaufelung von den Schaufeln 7 nach den Schaufehl 10. Die Schaufeln 10 haben hier eine radiale Ausdehnung δ, die bedeutend größer ist als die Breite desjenigen Ringverbandes, in dem sie befestigt sind. Der Dampf kann somit, nachdem er den Ringverband 18 passiert hat, nach dem Raum oder Auslaß 8 durch einen Kanal-in axialer Richtung entweichen, wie dies durch den Pfeil 19 angedeutet ist. Auch in diesem Falle sind die Schaufehl 10 breiter als die Schaufehl 13 des benachbarten innenliegenden Schaufelringes, und diese Schaufeln 13 sind ihrerseits breiter als die innerhalb derselben gelegenen Schaufehl 14.In the embodiment according to Fig. 2, the steam flows through the blades from the The blades 7 after the blade part 10. The blades 10 here have a radial extension δ, which is significantly larger than the width of the ring bandage in which it is attached are. The steam can thus, after it has passed the ring bandage 18, to the room or outlet 8 escape through a channel in the axial direction, as indicated by the arrow 19 is indicated. In this case too, the blades 10 are wider than the blades 13 of the adjacent inner blade ring, and these blades 13 are in turn wider than the shovel 14 located within it. Sämtliche Schaufeln 10,13 und 14 sind erheblich breiter als die der Turbinenwelle näher gelegenen Schaufehl, beispielsweise die Schaufehl 12.All of the blades 10, 13 and 14 are substantial wider than the blade shell which is closer to the turbine shaft, for example the blade shell 12. Der äußerste Schaufelkranz erfüllt auch mit Bezug auf den Auslaßquerschnitt die zu Abb. 1 beschriebene Bedingung; um den hierfür erforderlichen großen Auslaßquerschnitt unter Beibehaltung von Schaufelringen mit in axialer Richtung geringer Ausdehnung zu erhalten, ist für den Abdampf eine Möglichkeit vorgesehen worden, von dem letzten Schaufehing aus in axialer Richtung zu entweichen, wie oben bereits beschrieben und in Abb. 3 gezeigt ist.The outermost blade ring also fulfills the requirements of Fig. 1 with regard to the outlet cross-section condition described; around the large outlet cross-section required for this Maintaining blade rings with little expansion in the axial direction is to be obtained A possibility has been provided for the exhaust steam from the last Schaufehing in to escape in the axial direction, as already described above and shown in Fig. 3. In Abb. 4 ist wieder der Ringverband 18 veranschaulicht, der zwei Schaufehl 10 trägt. An derjenigen Stelle in der Nähe der konkaven pläche der Schaufeln, wo der Dampf vorzugsweise auch in axialer Richtung strömt,wie z.B. gemäß Abb. 2, sind kleine, radial gestellte Schaufeln 20 vorgesehen, welche zur Ablenkung des Dampfes in gewünschter Richtung beitragen. Hierdurch wird auch der Vorteil erreicht, daß die radiale Einlaßgeschwindigkeit nach dem in radialer Richtung äußerst liegenden Schaufehing größer ist als die radiale Auslaßgeschwindigkeit von demselben Schaufelring. Dieses Verhältnis wird in Abb. 5 schematisch veranschaulicht, welche die Schaufehl des äußersten Schaufelkranzes und des dem äußersten Kranze benachbarten Schaufelkranzes zeigt. Die beiden Schaufelringe liegen in der Wirklichkeit so, daß nur ein geringer Spalt zwischen ihnen vorhanden ist, wobei diese Schaufelringe in entgegengesetzten Richtungen umlaufen.In Fig. 4 the ring bandage 18 is again illustrated, who carries two Schaufehl 10. At that point near the concave surface of the blades where the steam preferably also flows in the axial direction, e.g. according to Fig. 2, small, radially positioned blades 20 are provided, which for deflection of the steam in the desired direction. This also has the advantage of that the radial inlet velocity after the extreme in the radial direction Blade ring is greater than the radial outlet velocity from the same blade ring. This relationship is illustrated schematically in Fig. 5, which shows the display of the outermost blade ring and the blade ring adjacent to the outermost ring shows. The two blade rings are in reality so that only a small gap is present between them, these vane rings in opposite directions circulate. C1 und C2 in Abb. 6 sind die betreffenden relativen Auslaßgeschwindigkeiten des Dampfes im Verhältnis zur Schaufel. U1 und U2 sind die betreffenden Umfangsgeschwindigkeiten der Schaufehringe im Verhältnis zu dem nächstfolgenden Schaufelring oder Dampfauslaß, W1 und ws sind relative Einlaßgeschwindigkeiten zu der nächsten Schaufel oder zum Dampfauslaß. W1 ist annähernd radial gerichtet, und seine Projektion auf dem Halbmesser ist mit W1 bezeichnet. Die Projektion von W2 auf dem Halbmesser ist mit W3 bezeichnet. W1 soll größer sein als W2. C 1 and C 2 in Figure 6 are the respective relative outlet velocities of the steam in relation to the blade. U 1 and U 2 are the respective peripheral speeds of the blade rings in relation to the next following blade ring or steam outlet, W 1 and w s are relative inlet speeds to the next blade or to the steam outlet. W 1 is directed approximately radially, and its projection on the radius is denoted by W 1. The projection of W 2 on the radius is denoted by W 3. W 1 should be greater than W 2 . Mit ■ Schaufelungen nach der vorliegenden Erfindung können ohne Verwendung einer besonderen axial beaufschlagten Beschaufelung größere Turbinen billiger gebaut werden, als dies bisher möglich war. Diese Grenze ist von 3000 kW Normallast auf 10 000 kW Normallast oder von 4200 kW maximaler gleichbleibender Last auf 14 000 kW maximale gleichbleibende Last gestiegen.With ■ blades according to the present invention can without using a special axially loaded blading, larger turbines can be built cheaper than this was previously possible. This limit is from 3000 kW normal load to 10,000 kW normal load or from 4200 kW maximum constant load to 14,000 kW maximum constant load Load increased. TANSFRU CU :TANSFRU CU: Beschaufelung für radial beaufschlagteTurbinen, deren Auslaßquerschnitt am äußersten radial beaufschlagten Schaufelkranz größer als 0,4· ( 3°00 1 ist, dadurch gekennzeichnet,Blading for radially loaded turbines, the outlet cross-section of which at the outermost radially loaded blade ring is greater than 0.4 ( 3 ° 00 1, characterized in that daß die Beschaufelung bis zum äußersten Schaufelkranz einflutig ausgebildet ist und die Schaufeln der letzten Schäufelkränze hinsichtlich Breite und Länge schneller fortschreitend anwachsen als die Schaufehl der inneren Schaufelkränze. 1 1^that the blading is designed to be single-flow up to the outermost blade ring and the blades of the last blade rings grow progressively faster in terms of width and length than the blade length of the inner blade rings. 1 1 ^ Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
DEA56728D 1928-10-30 1929-02-06 Blading for radially loaded turbines Expired DE541846C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE758702C (en) * 1937-09-15 1954-03-15 Ljungstroms Angturbin Ab Counter-rotating steam or gas turbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE758702C (en) * 1937-09-15 1954-03-15 Ljungstroms Angturbin Ab Counter-rotating steam or gas turbine

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