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Vielkränzige, radial beaufschlagte überdruck-Dampf- oder Gasturbine
Die Erfindung bezieht sich auf vielkränzige. radial beaufschlagte überdruck-Dampf-
.oder Gasturbinen. Bei diesen hat sich die Maßnahme, die Schaufeln auf der Einlaßseite
mit verdickten Einlaßkanten zu versehen, als besonders vorteilhaft erwiesen. Es
hat sich nun gezeigt, daß eine wesentliche Verbesserung dieser Turbinenart unter
nachstehenden Gesichtspunkten noch möglich ist.
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Bei radial beaufschlagten Turbinen ist es wie auch bei anderen Turbinen
unvermeidlich, daß zwischen den benachbarten Schaufelkränzen infolge des zwischen
den .einzelnen Spalten bestehenden Druckunterschiedes Treibmittelmengen hindurchtreten,
die beispielsweise als Leckdampf auf dem Wege durch die Dichtungen an die benachbarten
Schaufelaustrittskanten herantreten. Die Energie dieser Leckdampfmengen bestimmt
sich nicht nur aus ihrer durch den Spaltdruckunterschied bedingten Strömungsgeschwindigkeit,
sondern bei radial läe.aufschlagten Turbinen auch durch die nach dem Umfang hin
stetig zunehmende Fliehkraftbeschleunigung dieser Leckdampfmengen. Bei den bisherigen
Bauarten von radial beaufschlagten Dampf- oder Gasturbinen traten die Leckdampfmengen
senkrecht in den radial nach außen gerichteten Treibmittelhauptstrom ein und verursachten
an den Enden der Schaufelspalte Wirbelungen, die, wie neuere Untersuchungen gezeigt
haben, sehr viel erheblicher sind, als bisher angenommen wurde.
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Um diese Nachteile zu verkleinern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
in vielkränzigen, radial beaufschlaten Überdruck-Z>
Dampf- oder
Gasturbinen. deren Schaufeln auf ihrer ganzen Länge verdickte Einlal3)-kanten haben,
die Schaufeln sowohl mit ihren Einlaß- als auch mit ihren Auslaßkanten in Richtung
des Treibmittelhauptstromes gegenüber den neben ihnen liegenden zylindrischen Begrenzungen
ihrer Tr:iger vorzuschieben und die übergänge vom Schaufelträ gerkörper zu den seitlichen
Enden beider lsante,n jeder Schaufel gut auszuru nden.
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-Bei axial beaufschlagten Turbinen hat man bereits vorgeschlagen,
in der Treniifl-"i<-h#- z«-ischen Treibmittelstrahl und dem den letzteren umgebenden
Treibmittelmantel auftretende Wirbelungen dadurch herabzusetzen. daß die Eintrittskanten
der Schaufeln an den beiden Schaufelenden scharf oder nahezu scharf, zwischen den
Enden dagegen stark abgerund.-t sind, wobei der übergang von der einen zur anderen
hantenforin in oder nahezu in der Trennfläche zwischen dem Tre ibmittelstrahl und
dem den letzteren tinigeb,-tideii Treibmittelmantel liegt.
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Oh dieser Vorschlag bei axial beaufschlagten Turbinen, insbesondere
solchen mit größeren Schaufellängen, sich bewährt hat oder nicht, kann dahingestellt
bleiben. Jedenfalls würde er, auf radial beaufschlagte Turbinen angewendet, zum
Mißerfolg führen müssen. Bekanntlich sind in letzteren, besonders im Hochdruckteil,
die Schaufellängen sehr klein. Würde man diese Schaufeln nun, wie der bekannte Vorschlag
vorschreibt, an - den Enden scharfkantig und in der Mitte abgerundet ausbilden.
so würde von der bei der radial beaufschl.agten Turbine als ganz besonders wertvoll
bewährten Abrundung der Schaufeleinlaßkanten über ihre gesamte Länge wenig übrigbleiben,
und das Ergebnis w@ire, insbesondere im Hochdruckteil, eine Verschlechterung des
Strömungsverlaufes und damit des gesamten Wirkungsgrades der Turbine. Diese bekannte
Maßnahme ist also für radial beaufschlagte Turbinen unbrauchbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
die einen Ausschnitt aus einer radial beaufschlagten Turbine mit gegenläufigen Rädern
zeigt.
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In der Zeichnung sind die Schaufelkränze i bis S dargestellt, wie
sie sich beispielsweise in einer Ljungström=Turbine befinden. Diese Schaufelrit)gverbände
bestehen aus den einzelnen Ringen i, i', =, 2' usw., zwischen denen in bekannter
Weise die eigentlichen Schaufein i", =", ;" usw. durch bekannte Methoden, beispielsweise
seitliche Schiva]W-nschwanzbefestigung, gehalten «erden.
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Zwischen den einzelnen Schaufelkränzen sind die hekannten Dichtungen
io angeordnet, und jeder Kranz ist durch die ebenfalls bekannten federnden Mitiiehmerglieder
i i abwechselnd mit der rechten und linken Läuferscheibe verbunden. Insoweit handelt
es sich um eine vollkommen übliche gegenläufige Turbine Ljungströmscher Bauart.
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Gemäß der Erfindung ist im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen
dafür Vorsorge getragen, daß die seitlich eintrztenden Treibmittelteilmengen rechtzeitig
in die Haupt= strömungsrichtung umgelenkt werden. In einfacher Weise ist das im
gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Austrittskantena der einzelneu
Schaufeln gegenüber dem jeweils zugehörigen Außendurchmesserd der die Schaufeln
tragenden Ringe und entsprechend auch die Eintrittskanten nach außen, d. h. in Richtung
des Treibmittelauslasses, vorgeschobxn und die Übergänge vom Schaufelträgerkörper
ztt den Enden der beiden Schaufelkanten gut ausgerundet sind, so daß auf diese Weise
die seitlich herantretenden Treibmittelmengen sanft umgelenkt \v-erden. In der Figur
ist das angedeutet durch den Pfeil,x. Die Wirbelbildung, die bisher vorhanden war,
ist also durch dieses Mittel, durch welches gegenüber den bisherigen Herstellungsverfahren
keinerlei, Erschwerung bedingt ist, in einfacher Weise wirksam verringert. Wie aus
der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht, wird durch diese: neue Ausbildung der Schaufelkränze
auch die durch den Hauptstrom an den Austrittskanten verursachte Wirbelbildung bedeutend
vermindert.