DE689593C

DE689593C - Centrifugal machine, preferably a steam or gas turbine

Info

Publication number: DE689593C
Application number: DE1934M0126231
Authority: DE
Original assignee: PHIL ULRICH MEININGHAUS DR ING
Current assignee: PHIL ULRICH MEININGHAUS DR ING
Priority date: 1934-01-21
Filing date: 1934-01-21
Publication date: 1940-03-28

Description

Kreiselmaschine, vorzugsweise Dampf- oder Gasturbine Zusatz zum Patent 647 473 Bei Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf-oder Gasturbinen, hängt der Wirkungsgrad der Beschauflung bekanntlich wesentlich von dem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Schaufeln is zu der in ihnen relativ zu den Schaufeln auftretenden Austrittsgeschwindigkeit des Arbeitsmittels c ab. Z. B. treten bei Überdruckbeschauflung die günstigsten Verhältnisse ein, wenn die Umfangsgeschwindigkeit u fast gleich groß ist wie die Geschwindigkeit des Arbeitsmittels c. In der Nähe dieses günstigsten Wertes ist der Einfluß einer Änderung des Verhältnisses allerdings gering, der Wirkungsgrad fällt aber um so steiler ab, je mehr man sich von dem Bestpunkt entfernt. Ist die Zahl der Schaufelreihen und ihre- Umfangsgeschwindigkeit aus baulichen und wirtschaftlichen Gründen gegeben und ergibt das in ihnen zu verarbeitende Gefälle des Arbeitsmittels im Mittel größere Geschwindigkeiten des Arbeitsmittels, als dem günstigsten Wert ulc entsprechen würden, so ist es theoretisch vorteilhaft, den Wert des Verhältnisses ulc möglichst gleichmäßig in allen Schaufelreiben abzusenken, um im Durchschnitt dem Bestwert dieses Verhältnisses möglichst nahe zu bleiben und in keiner Schaufelreihe in das Gebiet der steilen Wirkungsgradabnahme zu fallen. Diese- theoretischen Erkenntnisse werden besonders im Dampf- und Gasturbinenbau seit langem berücksichtigt, da praktische Erfahrungen immer wieder bestätigt haben, daß der . sich aus den Geschwindigkeitsdreiecken der Beschauflung theoretisch ergebende Wirkungsgradabfall mit abnehmendem Verhältnis u/c.tatsächlich noch in viel höherem Maße auftritt, da bei den in derartigen Maschinen bisher üblichen Strömungsgeschwindigkeiten die mit sinkendem Verhältnis ulc zunehmende Umlenkung des Dampf- oder Gasstrahls eine wesentliche Erhöhung der Strömungsverluste zur Folge hat.Centrifugal machine, preferably steam or gas turbine. Patent addition 647 473 In centrifugal machines, especially steam or gas turbines, the efficiency depends As is well known, the blading depends largely on the ratio of the circumferential speed of the blades is related to the exit velocity occurring in them relative to the blades of the work equipment c. For example, the most favorable ones occur with overpressure inflation Ratios when the peripheral speed u is almost the same as the Speed of work equipment c. Is near this cheapest value the influence of a change in the ratio is small, however, the efficiency however, the more you get away from the best point, the steeper it falls. Is the Number of rows of blades and their peripheral speed from structural and economic Given reasons and results in the gradient of the work equipment to be processed in them on average higher speeds of the work equipment than the most favorable value ulc, it is theoretically advantageous to determine the value of the ratio ulc as evenly as possible in all shovel rubs in order to average to stay as close as possible to the best value of this ratio and not in any row of blades to fall into the area of the steep decrease in efficiency. This theoretical knowledge have long been considered, especially in steam and gas turbine construction, because they are practical Experience has repeatedly confirmed that the. from the speed triangles The theoretical decrease in efficiency resulting from the blading with a decreasing ratio u / c. actually occurs to a much greater extent than in such machines hitherto customary flow velocities that increase with decreasing ulc ratio Redirection of the steam or gas jet significantly increases the flow losses has the consequence.

Besondere bauliche Verhältnisse haben häufig dazu gezwungen, von einer Gleichhaltung des. Verhältnisses ulc über alle Stufen hinweg abzuweichen. Beim Bau von axial beaufschlagten 'Turbinen ist z. B. die Zunahme der Beaufschlagungsdurchmesser in Anpassung an den während der Entspannung anwachsenden Rauminhalt begrenzt. Eine sprunghafte Vergrößerung der-Durchmesser hat-Austrittsverluste an den Stellen der Abstufung im Gefolge, während eine kegelige Anordnung der Schaufeln aus Strömungsrücksichten nicht übertrieben werden darf. Das gleiche gilt für die Anpassung der Schaufellänge an - die Ausdehnung des Arbeitsmittels. Man muß daher bei axial beaufschlagten Maschinen häufig das Verhältnis u1c mit wachsender Ausdehnung des Arbeitsmittels abnehmen lassen: Bei kleinen Mengen und geringem Rauminhalt ist es weiterhin bei axial beaufschlagten Maschinen als zweckmäßig erkannt worden, in den Hochdruckstufen zur Erzielung ausreichender Schaufellängen möglichst.kleine Strömungsgeschwindigkeiten anzuwenden, indem hier das höchstzulässige Verhältnis zs/c gewählt wird. Beide Maßnahmen zielen also darauf hin, das Verhältnis u1c bei den kleinen Beaufschlagungsdurchmessern zu vergrößern.Special structural conditions have often forced one Keeping the ratio ulc to deviate across all stages. During construction of axially acted 'turbines is z. B. the increase in application diameter limited in adaptation to the increasing volume of space during relaxation. One The sudden increase in the diameter has leakage losses at the points of the Gradation in the wake, while a conical arrangement of the blades from flow considerations should not be exaggerated. The same applies to the adjustment of the blade length an - the extension of the Work equipment. One must therefore with axial loaded machines often the ratio u1c with increasing expansion of the Have work equipment removed: In the case of small quantities and small volume, it is has also been recognized as useful in axially loaded machines, in the High-pressure stages to achieve sufficient blade lengths, if possible, low flow velocities to be used by choosing the highest permissible ratio zs / c here. Both measures aim at the ratio u1c for the small application diameters to enlarge.

Bei radial beaufschlagten Kreiselmaschinen ist es möglich, die Änderung der Beaufschlagungsdurchmesser im gleichen Sinne vorzunehmen wie die Änderung des Rauminhaltes des Arbeitsmittels. Z. B. beaufschlagt man bei Dampf- und Gasturbinen die Beschauflung zweckmäßig von innen nach außen. Es tritt dann häufig der Fall ein, daß die Änderung der Beaufschlagungsdurchmesser schneller erfolgt als die Änderung des Rauminhaltes des Arbeitsmittels. So kann es bei radial von innen beaufschlagten Dampf- oder Gasturbinen erforderlich werden, die Schaufelkanäle nach außen zu trotz der Entspannung des Treibmittels verkleinern zu müssen. Insbesondere bei den inneren Schaufelreihen des Hochdruckteiles kann hierbei zum Teil die erforderliche Änderung der Schaufellänge so erheblich werden, daß strömungstechnische Bedenken auftreten. In solchen Fällen wird eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit gegenüber dem aus dem erstrebten Verhältnis zs/c sich errechnenden Wert in den inneren Schaufelreihen und eine entsprechende Verschlechterung des Verhältnisses u 1c erforderlich.In the case of centrifugal machines with radial pressure, it is possible to make the change to make the application diameter in the same sense as changing the Volume of the work equipment. For example, one acts on steam and gas turbines the blading expediently from the inside out. It often happens then one that the change in the application diameter takes place faster than the change the volume of the work equipment. So it can be applied radially from the inside Steam or gas turbines are required, despite the vane channels to the outside to reduce the expansion of the propellant. Especially with the inner ones Rows of blades of the high pressure part can make the necessary change here the blade length become so significant that flow concerns arise. In such cases there is an increase in the flow velocity compared to the The value calculated from the desired ratio zs / c in the inner blade rows and a corresponding deterioration in the ratio u 1c is required.

Die Erkenntnisse auf Grund der vorliegenden Erfindung gehen über den Rahmen dieser zwangsläufig bedingten Veränderung des Verhältnisses u1c hinaus. Sie machen sich die besonderen Verhältnisse zunutze, welche bei der Verteilung von radial beaufschlagten Schaufeln auf eine größere Anzahl von Rädern entstehen, als es die Berechnung der Räder und der mit ihnen verbundenen Tragringe auf zulässige Höchstbeanspruchung des Baustoffes für die Unterbringung der notwendigen Schaufelzahl erfordert. Gemäß der Erfindung wird für vielstufige, radial beaufschlagte Kreiselmaschinen mit derartig beschaufelten Rädern vorgeschlagen, das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit u von an einem Ende abgestützten Laufschaufeln zu der in den Laufschaufeln oder den zugehörigen Leitschaufeln erzeugten relativen Austrittsgeschwindigkeit c des Arbeitsmittels durch Verkleinerung des gesamten Austrittsquerschnittes der inneren und Vergrößerung des gesamten Austrittsquerschnittes der äußeren Schaufelkränze gegenüber den bei@Gleichhaltung des Wertes zt/c gegebenen Austrittsquerschnitten mit abnehmendem Beaufschlagungsdurchmesser stärker abnehmen zu lassen, als es mit Rücksicht auf unzulässige Querschnittsveränderung der Schaufelkanäle. erforderlich ist.The findings based on the present invention go beyond the This inevitably conditioned change in the ratio u1c beyond. she make use of the special conditions that arise in the distribution of radial acted upon blades arise on a larger number of wheels than it Calculation of the wheels and the supporting rings connected to them for the maximum permissible load of the building material required to accommodate the necessary number of blades. According to the invention is used for multi-stage, radially loaded centrifugal machines with such Bladed wheels proposed the ratio of the peripheral speed u from blades supported at one end to that in the blades or blades associated guide vanes generated relative exit speed c of the working fluid by reducing the total exit cross-section of the inner and enlarging it of the entire outlet cross-section of the outer blade rings compared to the @ equality of the value zt / c given outlet cross-sections with decreasing admission diameter to decrease more than it would with regard to impermissible changes in cross-section of the blade channels. is required.

Als noch unbedenklich zulässig gilt im Dampfturbinenbau allgemein ein Erweiterungswinkel von i5°, bezogen auf die Gesamterweiterung beider Schaufelflanken.In steam turbine construction, it is generally accepted as harmless an extension angle of i5 °, based on the total extension of both blade flanks.

Vielstufige, radial beaufschlagte Kreiselmaschinen mit derartig beschaufelten Rädern lassen die Verwendung außergewöhnlich kleiner Strömungsgeschwindigkeiten zu. Bei der Anwendung derartig kleiner Str5mungsgeschwindigkeiten verringern sich gemäß den Erkenntnissen der Erfindung nicht nur die Strömungsverluste an sich, sondern die Strömungsverluste werden mehr und mehr unabhängig von dem Grade der Umlenkung in der Beschauflung und damit auch unabhängig von dem Verhältnis ulc. Die Verschlechterung des Wirkungsgrades mit abnehmendem Verhältnis u1c hält sich also in den theoretisch aus den Geschwindigkeitsdreiecken der Beschauflung errechenbaren Größen. Andererseits tritt die noch verbleibende, verhältnismäßig geringe -\Terschlechterung des Wirkungsgrades, wie sie sich aus dem Geschwindigkeitsschaubild ergibt, gerade in den inneren Schaufelreihen ein, deren Durchmesser klein sind. Kleine Durchmesser bedingen einen kleinen Umfang, ! also an sich schon kleinen Spaltquerschnitt in den Abdichtungen, der noch dadurch vermindert wird, daß bei kleinen Durchmessern erfahrungsgemäß engere Spalte eingehalten werden können. Der Spaltverlust ist demnach in den inneren Schaufelreihen geringer als in den äußeren, und erfindungsgemä$ kann der Gesamtwirkungsgrad unter Berücksichtigung des Spaltverlustes in den inneren Schaufelreihen selbst bei verringertem Verhältnis u1c höher. oder etwa gerade so hoch sein wie in. den äußeren Schaufelreihen. Unter Durchführung des Erfindungsgedankens kann eine gleichmäßige Verteilung des Gesamtwirkungsgrades über die einzelnen Schaufelreihen erzielt werden.Multi-stage, radially loaded centrifugal machines with such bladed Wheels allow the use of exceptionally low flow velocities to. With the use of such low flow velocities decrease according to the findings of the invention not only the flow losses per se, but the flow losses become more and more independent of the degree of deflection in the blading and thus also independent of the ratio ulc. The deterioration of the efficiency with decreasing ratio u1c thus remains in the theoretical Quantities that can be calculated from the speed triangles of the blading. on the other hand if the remaining, relatively minor deterioration in efficiency occurs, as can be seen from the speed diagram, especially in the inner rows of blades one whose diameters are small. Small diameters require a small circumference, ! So in itself already a small gap cross-section in the seals, which is still thereby it is reduced that, with small diameters, experience has shown that narrower gaps are maintained can be. The gap loss is therefore lower in the inner rows of blades than in the outer, and according to the invention, the overall efficiency can be taken into account the gap loss in the inner rows of blades even with a reduced ratio u1c higher. or about just as high as in. the outer rows of blades. Under Implementation of the inventive concept can achieve a uniform distribution of the overall efficiency can be achieved via the individual rows of blades.

Eine Vergrößerung des Austrittsverlustes infolge dieser Verschlechterung des Verhältnisses u1c tritt bei einer an einer Scheibe umeinander angeordneten, von innen beaufschlagten Beschauflung nicht ein, da das Verhältnis u/c: nur in den inneren Schaufelreihen verschlechtert wird. Die Austrittsgeschwindigkeit der inneren Schaufelreihen findet bei von innen beaufschlagter Überdruckbeschauflung ifire Ausnutzung in den sie umgebenden äußeren Schaufelreihen: Wenn also in der äußersten Schaufelreihe das Verhältnis illc unverändert bleibt, so tritt keinerlei Vergrößerung des Austrittsverlustes der auf der einen Scheibe angeordneten Beschauflung ein. Das Verhältnis ic/c der äußersten Schaufelreihe kann vielmehr auf Grund der Verringerung des Verhältnisses u/c in den inneren Schaufelreihen und der hierdurch bedingten höheren Gefällsumsetzung in diesen Reihen meistens günstiger gestaltet werden, so daß sich eine merkliche Verringerung des Austrittsverlustes der Schaufelgruppe ergibt. Die starke Veränderung der Schaufeldurchmesser bei radialer Beaufschlagung wird also gemäß der Erfindung planmäßig dahin ausgenutzt, den Austrittsverlust der Schaufelgruppen bei gleicher Stufenzahl zu verringern oder die Stufenzahl herabzusetzen bei gleichem Austrittsverlust.An increase in the leakage loss as a result of this deterioration of the ratio u1c occurs in the case of a loaded from the inside, since the ratio u / c: only in the inner rows of blades is deteriorated. The exit velocity of the inner Rows of blades are used if overpressure blading is pressurized from the inside in the outer rows of blades that surround them: So if in the extreme Blade row the ratio illc remains unchanged, so no enlargement occurs the leakage loss of the blading arranged on one disk. Rather, the ratio ic / c of the outermost row of blades may be due to the reduction of the ratio u / c in the inner rows of blades and the resulting higher slope implementation in these rows can usually be designed more cheaply, so that there is a noticeable reduction in the outlet loss of the blade group. The strong change in the blade diameter with radial loading is that is, according to the invention, the loss of the blade groups from the outlet is used according to the plan to reduce the number of steps if the number of steps is the same or to reduce the number of steps if the number of steps is the same Exit loss.

Es ergeben sich aber aus der bewußten Verschlechterung der Verhältnisse u1c in den inneren Schaufelreihen weitere wesentliche Vorteile, welche den Vorteil des Gegenstandes des Hauptpatents zweckmäßig fördern. Bei Anordnung mehrerer radial beaufschlagter Scheiben nebeneinander auf der gleichen Welle entsprechend dem Hauptpatent wird der Abstand der Scheiben voneinander und damit die axiale Baulänge der Welle und Maschine durch die Länge der inneren Schaufelreihen maßgebend bestimmt. Infolge der kleinen Durchmesser ergeben sich in den inneren Schaufelreihen die größten Schaufellängen, und ebenso muß die axiale Länge des das Arbeitsmittel zuführenden Zwischenraumes zwischen den Rädern und Scheiben am Innendurchmesser am größten gewählt werden, da hier der zur Verfügung stehende Umfang am kleinsten ist. Wird die Strömungsgeschwindigkeit in den inneren Schaufelringen groß gewählt, so halten sich auch hier die Schaufellängen in erträglichen Grenzen. In dem engsten Querschnitt innen zwischen den Rädern und Scheiben können die Zuflußgeschwindigkeiten zur innersten Schaufelreihe entsprechend erhöht werden, so daß auch der zur Zuführung des Arbeitsmittels erforderliche Zwischenraum verkürzt werden kann.But they result from the deliberate deterioration of the situation u1c in the inner rows of blades further significant advantages, which the advantage expediently promote the subject matter of the main patent. If several are arranged radially loaded discs next to each other on the same shaft according to the main patent is the distance between the disks and thus the overall axial length of the shaft and machine largely determined by the length of the inner rows of blades. As a result the small diameter results in the largest blade lengths in the inner blade rows, and also the axial length of the space supplying the working medium choose the largest between the wheels and disks on the inside diameter, since the available scope is the smallest here. Will the flow rate Choosing a large size in the inner blade rings means that the blade lengths are also maintained here within tolerable limits. In the narrowest section inside between the wheels and Disks can adjust the inflow velocities to the innermost row of blades accordingly are increased, so that the space required for supplying the working medium can be shortened.

Aber auch die Achsschübe der die Schaufelreihen tragenden Räder oder Scheiben, deren Verringerung die Aufgabe des Hauptpatents ist, werden durch die Geschwindigkeitsverteilung gemäß der Erfindung vorteilhaft beeinflußt. Bei angenähert gleichbleibendem Verhältnis u1c entlang eines Rades oder einer Scheibe treten in den äußeren Schaufelreilieii entsprechend den größeren Umfangsgeschwindigkeiten größere Geschwindigkeiten des Arbeitsmittels auf. Die in den Schaufelreihen verarbeiteten Gefälle des Arbeitsmittels sind dem Quadrate der Geschwindigkeiten verhältnisgleich, so daß in den äußeren Schaufelreihen viel größere Druckgefälle auftreten. Auf den großen Außenflächen der Räder oder Scheiben lasten also bei der üblichen Gefällsverteilung vergrößerte Druckunterschiede, und die Schubbelastung der Räder oder Scheiben steigt entsprechend an. Diese Belastung durch vergrößerte Druckunterschiede ergibt aber weiterhin nachteilige, zusätzliche Beanspruchungen für die durch Fliehkraft bereits hochbeanspruchten Tragringe der äußeren Schaufelreihen. Durch die Geschwindigkeitsverteilung nach der vorliegenden Erfindung kann dagegen ein ziemlich geradlinig entlang des Rades oder der Scheibe verlaufender Druckabfall erreicht werden, so daß die geschilderten Nachteile nicht eintreten. Ähnliche Überlegungen wie für den Druckabfall gelten auch für den Temperaturabfall entlang des Rades oder der Scheibe. Die Beanspruchung der Scheiben wird übrigens auch dann herabgesetzt, wenn in Ausnutzung des Erfindungsgedankens gemäß obigen Ausführungen die auf einem Rade oder einer Scheibe angeordnete Stufenzahl bei gleichem Auslaßverlust der Schaufelgruppe verkleinert und damit der äußere Durchmesser des Rades oder der Scheibe vermindert wird. Die vorliegende Erfindung trägt also zur Lösung der dem. Hauptpatent zugrunde liegenden Aufgabe einer Verminderung der Achsschübe wesentlich bei.But also the axial thrusts of the wheels or the rows of blades Discs, the reduction of which is the task of the main patent, are provided by the Speed distribution influenced according to the invention advantageous. When approximated constant ratio u1c along a wheel or disk occur in the outer blade clearance corresponding to the greater circumferential speeds higher speeds of the work equipment. The ones processed in the rows of shovels The gradients of the work equipment are proportional to the square of the speeds, so that much larger pressure gradients occur in the outer rows of blades. On the The large outer surfaces of the wheels or disks are therefore a burden with the usual gradient distribution increased pressure differences, and the thrust load on the wheels or disks increases accordingly. However, this load results from increased pressure differences further disadvantageous, additional stresses for those caused by centrifugal force already highly stressed support rings of the outer rows of blades. By the speed distribution according to the present invention, however, a fairly straight line along the Wheel or disk running pressure drop can be achieved, so that the described Disadvantages do not occur. Similar considerations as for pressure drop apply also for the temperature drop along the wheel or disc. The stress incidentally, the disks will also be reduced when taking advantage of the inventive concept according to the above, the number of stages arranged on a wheel or disk with the same outlet loss of the blade group and thus the outer diameter of the wheel or disc is reduced. The present invention thus sustains to solve the dem. Main patent underlying task of reducing the Axle thrusts contribute significantly.

Zur Erreichung einer stärkeren Abnahme des Verhältnisses u/c, als mit Rücksicht auf unzulässige Querschnittsveränderung der Schaufelkanäle erforderlich ist, verringert sich nach dem Vorschlag der vorliegenden Erfindung die in an einem Rade oder einer Scheibe abgestützten Schaufelreihen relativ zu den Schaufeln erzeugte Austrittsgeschwindigkeit mit abnehmendem Beschauflungsdurchmesser wesentlich langsamer als der Beaufschlagungsdurchmesser. Besonders vorteilhafte und übersichtliche Verhältnisse, welche zugleich die Berechnung wesentlich vereinfachen, ergeben sich, wenn in an einem Rade oder einer Scheibe abgestützten Schaufeln ohne Rücksicht auf die Veränderung der Beaufschlagungsdurchmesser durch Verkleinerung des gesamten Austrittsquerschnittes der inneren und Vergrößerung des gesamten .Austrittsquerschnittes der äußeren Schaufelkränze etwa die gleiche relative Austrittsgeschwindigkeit des Arbeitsmittels erzeugt wird. Um den Austrittsverlust der Gruppe von Schaufelreihen eines Rades oder einer Scheibe möglichst klein zu halten, wird weiterhin vorgeschlagen, in allen Schaufelkanälen eines Rades oder einer Scheibe durch Verkleinerung des gesamten Austrittsquer- Schnittes der inneren und Vergrößerung des gesamten Austrittsquerschnittes der äußeren Schaufelkränze eine relative Austrittsgeschwindigkeit des Arbeitsmittels zu erzeugen, welche angenähert gleich der Umfangsgeschwindigkeit der äußersten Schaufelreihen des Rades ist. Schließlich tritt eine gute Anpassung an die Änderung des Rauminhaltes des Arbeitsmittels mit wachsender Arbeitsumsetzung ein, wenn radial beaufschlagte, von axial hintereinandergeschalteten Rädern oder Scheiben getragene Schaufelgruppen, in welchen eine innerhalb der Gruppen annähernd gleichbleibende relative Austrittsgeschwindigkeit erzeugt wird, durch eine hinter der Rauminhaltsänderung des Arbeitsmittels zurückbleibende Vergrößerung der gesamten Austrittsquerschnitte der Schaufelkränze von Gruppe zu Gruppe mit zunehmender Geschwindigkeit beaufschlagt sind.To achieve a greater decrease in the ratio u / c than Required with regard to impermissible changes in the cross-section of the blade channels is, according to the proposal of the present invention is reduced in one Rade or a disk supported blade rows generated relative to the blades Exit speed is much slower with decreasing blading diameter than the application diameter. Particularly advantageous and clear conditions, which at the same time significantly simplify the calculation, result if in on a wheel or a disk supported blades regardless of the change the application diameter by reducing the total outlet cross-section the inner and enlargement of the entire outlet cross-section of the outer blade rings approximately the same relative exit speed of the working fluid is generated. About the leakage loss of the group of rows of blades of a wheel or disk Keeping it as small as possible is also proposed in all blade channels of a wheel or a disc by reducing the total exit cross- Cut the inner and enlargement of the entire outlet cross-section of the outer blade rings to generate a relative exit speed of the working fluid, which approximates is equal to the peripheral speed of the outermost rows of blades of the wheel. In the end there is a good adaptation to the change in the volume of the work equipment increasing work implementation, if applied radially, from axially one behind the other Groups of blades carried by wheels or disks, in which one within the groups approximately constant relative exit speed is generated by an enlargement that lags behind the change in the volume of the work equipment of the total outlet cross-sections of the blade rings from group to group with increasing Speed are applied.

Die Abbildung gibt einen senkrechten Schnitt durch eine gemäß dem Hauptpatent gebaute Dampfturbine wieder. In den Lagern. i ist die Welle 2 der Turbine und des von der Turbine angetriebenen, zwischen den beiden Lagern angeordneten Stromerzeugers (nicht gezeichnet) gelagert. Die Lagergehäuse 3 sind durch die an Scheiben e1, e2, dl und d@ befestigten Abdichtungen q. gegen das Eindringen von Dampf geschützt. Der Leckdampf dieser Abdichtungen entweicht durch die Rohre 5. Gegen die Schultern 6 der auf die Wellenenden aufgeschobenen Büchsen 7 stützen sich die mit radial beaufschlagten Schaufeln a1 bis a$ versehenen Räder b1 bis b". Mit den Rädern a1 bis a8 stehen die ruhenden Scheiben cl bis c8 im Eingriff. Diesen' radial beaufschlagten .Schaufelgruppen ist mit Rücksicht auf den großen Rauminhalt des Dampfes am Ende der Ausdehnung eine axial beaufschlagte Beschauflung 8 nachgeschaltet, die auf dem Rade 9 und dem Ring io befestigt ist. In das Hochdruckgehäuse i i tritt der Dampf bei 12 ein, durchströmt von innen nach außen nacheinander die axial hintereinandergeschalteten, radial beaufschlagten Schaufelgruppen a1 bis a5, tritt durch die Rohrleitung 13 in das Niederdruckgehäuse 1q. über und durchfließt schließlich nacheinander die axial hintereinandergeschalteten, radial beaufschlagten Schaufelgruppen a, bis ae und die axial beaufschlagte Schaufelgruppe S, um dann bei 15 in den nicht gezeichneten Kondensator abzuströmen: Diese Turbine ist beispielsweise so entworfen, daß die in den radial beaufschlagten Schaufeln in: jeder Reihe erneut erzeugte Dampfgeschwindigkeit in den Schaufelgruppen a1 bis: a, der gemäß der Erfindung beschaufelten Räder b1 bis b7 innerhalb der an einem Rade b oder einer Scheibe c befestigten Schaufelgruppe a angenähert gleich ist. Die Schaufelgruppe as, welche an dem gemäß bekannter Bauart beschaufelten Rade b3 befestigt ist, weist dagegen in den äußeren Schaufelreihen zweckmäßig ein gleichbleibendes Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit zc zur Dampfgeschwindigkeit c auf, d: h. die Dampfgeschwindigkeit nimmt in den äußeren Schaufelreihen nach außen hin zu, da im Unterdruckgebiet die Zunahme des Rauminhaltes des Dampfes größer ist als die bei derart großen, an die Grenze der Fliehkraftbeanspruchung gehenden Durchmessern von Reihe zu :Reihe auftretende Vergrößerung des jeweiligen Umfanges der Schaufelreihen. Auch entstehen im Unterdruckgebiet keine großen Achsschübe mehr, so daß besondere Maßnahmen zur Verminderung der Achs-Schübe in diesem Gebiet nicht mehr erforderlich sind. Doch ist es meist aus baulichen Rücksichten vorteilhaft, Räder mit bis: zur Grenze der Fliehkraftbeanspruchung ausgedehnter Beschauflung in zwei umeinander angeordnete Räder zu zerlegen; so däß dann für das innere Rad die Erkenntnisse der Erfindung Geltung haben würden.The figure shows a vertical section through a steam turbine built according to the main patent. In the camps. i the shaft 2 of the turbine and of the power generator (not shown) driven by the turbine and arranged between the two bearings is supported. The bearing housings 3 are secured to the disks e1, e2, dl and d @ seals q. protected against the ingress of steam. The leakage steam from these seals escapes through the pipes 5. The wheels b1 to b ", which are provided with radially acted blades a1 to a $, are supported against the shoulders 6 of the bushings 7 pushed onto the shaft ends. With the wheels a1 to a8 the stationary disks cl to c8 in engagement. These 'radially acted groups of blades are followed by an axially acted blading 8, which is attached to the wheel 9 and the ring 10, in consideration of the large volume of the steam at the end of the expansion. The steam enters the high pressure housing ii at 12, flows through the axially one behind the other, radially acted vane groups a1 to a5 one after the other, passes through the pipeline 13 into the low-pressure casing 1q acted upon blade group S, to then at 15 in the not shown n condenser to flow down: This turbine is designed, for example, in such a way that the steam speed generated in the radially acted blades in: each row again generated steam speed in the blade groups a1 to: a, of the wheels b1 to b7 bladed according to the invention within the at a wheel b or a Disk c attached blade group a is approximately the same. The blade group as, which is attached to the bladed wheel b3 according to the known design, on the other hand, expediently has a constant ratio of circumferential speed zc to steam speed c in the outer rows of blades, ie. The steam speed increases in the outer rows of blades towards the outside, since in the negative pressure area the increase in the volume of the steam is greater than that of such large diameters that approach the limit of the centrifugal force: row enlargement of the respective circumference of the rows of blades. Also, there are no longer any large axle thrusts in the negative pressure area, so that special measures to reduce the axle thrusts in this area are no longer necessary. However, for structural reasons it is usually advantageous to dismantle wheels with extended blading up to the limit of the centrifugal force load into two wheels arranged around one another; so that the knowledge of the invention would then apply to the inner wheel.

' Die Wahl einer etwa gleichbleibenden Dampfgeschwindigkeit für jede an einem Rade b oder einer Scheibe c befestigte Schaufelgruppe a und die sich hieraus gemäß der Erfindung ergebende Verringerung des Wertes u% nach innen zu ergibt, wie die Figur zeigt, in den Hochdruckschaufelgruppen a1 bis a5 noch eine mäßige Zunahme der erforderlichen Schaufellängen nach innen zu, selbst wenn die Schaufelteilung nach innen zu in zulässigen Grenzen vergrößert wird: Dieses Anwachsen der Schaufellängen hält sich aber in Grenzen, die unterhalb des Maßes liegen, das mit Rücksicht auf gute Strömungsverhältnisse erforderlich erscheint. Die Abnahme des Wertes u1c ist bewußt weitergetrieben, als mit Rücksicht auf unzulässige Querschnittsveränderung der Schaufelkanäle erforderlich ist. Besonders deutlich wird diese Tatsache bei den Niederdruck--'schaufelgruppen a, bis äs, bei denen die Schaufellängen für jede Schaufelgruppe gleich sind.'Choosing a roughly constant steam speed for each Blade group a attached to a wheel b or a disk c and the result of this according to the invention resulting reduction in the value u% inwardly results in how the figure shows a moderate increase in the high-pressure blade groups a1 to a5 the required blade lengths to the inside, even if the blade pitch is increased inward to within permissible limits: This increase in the blade lengths but keeps within limits, which are below the level that with consideration good flow conditions appear necessary. The decrease in the value u1c is consciously driven further than with consideration for impermissible cross-sectional changes the blade channels is required. This fact becomes particularly clear with the low pressure - 'vane groups a, to äs, in which the vane lengths for each Blade group are the same.

Durch die angenäherte Gleichhaltung der Dampfgeschwindigkeiten innerhalb der einzelnen Schaufelgruppen a wird eine gute gegenseitige Anpassung der verschiedenen Strömungsverluste und ein entsprechend gleichmäßiger Wirkungsgrad der einzelnen Schaufelreilien einer Gruppe erzielt. Weiterhin wird erreicht, daß die in den einzelnen Reihen einer Gruppe umgesetzten Wärmegefälle nach innen zu nur wenig abnehmen und damit ein höheres Wärmegefälle in jeder Gruppe bei gleichem Austrittsverlust verarbeitet werden kann. Durch diese veränderte Verteilung des Wärmegefälles wiederum wird der Achsschub der die Schaufeln tragenden Scheiben und Räder herabgesetzt, da sich die Druckverteilung ändert. Schließlich wird die gesamte Baulänge der Turbine und insbesondere die Länge der Welle durch die eintretende Verkürzung an den inneren Schaufelreihen wesentlich verringert.Due to the approximate equalization of the steam speeds within the individual blade groups a will be a good mutual match of the various Flow losses and a correspondingly uniform degree of efficiency of the individual A group of scoops scored. It is also achieved that in the individual Rows of a group of implemented heat gradients inwardly decrease too little and thus a higher heat gradient in each group with the same exit loss can be processed. In turn, this changed distribution of the heat gradient the axial thrust of the disks and wheels carrying the blades is reduced, because the pressure distribution changes. Finally the entire length of the turbine and in particular the length of the shaft due to the shortening that occurs on the inner Rows of blades significantly reduced.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Centrifugal machine with radially loaded blades, preferably a steam or gas turbine with blades loaded from the inside, the blades of which are distributed over a larger number of wheels than the calculation of the wheels and the supporting rings connected to them for the maximum permissible load on the building material for accommodating the necessary Number of blades required according to patent 647473, characterized in that the ratio of the circumferential speed (2c) of blades supported on a wheel to the relative outlet speed (c) of the working fluid generated in the blades or the associated guide vanes by reducing the total outlet cross-section of the inner and enlarging the The overall outlet cross-section of the outer blade rings decreases more sharply with decreasing admission diameter compared to the outlet cross-sections given when the value (xslc) is kept the same, than it does with regard to impermissible cross-sectional variations Change of the vane channels is required.

2. Centrifugal machine according to claim i. characterized in that in on a wheel or blades supported by a disk regardless of the change in the admission diameter by reducing the total exit cross-section of the inner and enlarging it of the entire exit cross section of the outer blade rings is approximately the same relative exit speed of the working fluid is generated.

3. Centrifugal machine according to claim 2, characterized in that in all blade cannulas of a wheel or a disc by reducing the total exit cross-section of the inner and enlargement of the total outlet cross-section of the outer blade rings a relative exit speed of the working fluid is generated which approximates is equal to the peripheral speed of the outermost rows of blades of the wheel. 4 .. Centrifugal machine according to claim 1, 2 or 3, characterized in that radially acted blade groups supported by axially series-connected wheels or disks, in which an approximately constant relative within the groups. Exit speed is generated by a lagging behind the volume change of the work equipment Enlargement of the total outlet cross-sections of the blade rings from group to Group are acted upon at increasing speed.