DE880307C - Unter Last mit stark veraenderlicher Drehzahl betriebene UEberdruck-Dampf- oder -Gasturbine - Google Patents

Description

• Gegenstand -des Patents 844 013 ist eine unter Last mit stark --veränderlicher Drehzahl betriebene Überdruck-Dämpf- oder -Gasturbine, insbesondere Fahrzeugturbine, mit Stufen, in denen die Leitschaufeln größere Austriftswinkel_ als die Laufschaufeln besitzen.
• :Nach der Erfindung wird der Gegenstand des :ge-` nannten Patents weiter ausgebildet dadurch, -daß Laüfschäufeln mit kleinen Austrittswinkeln auch in denjenigen Stufen der Turbine verwendet werden, in denen die Leitschaufeln mit Rücksicht auf das durch dieEntspannungvergrößerte spezifischeVolumen des Dampfes größere Austrittswinkel aufweisen.
• Bei den heute üblichen Dampf- oder Gas-Überdruckturbinen erfolgt die Bemessung der einzelnem Stufen derart, daß der Zunahme des spezifischen- Volumenswährend der Entspannung von Stufe zu Stufe oder von Gruppe zu Gruppe äuzcE-- Vergrößerung der Schaufellängen einerseits und der .Schaufelaustrittswinkel von Leit- und Laufschaufelprofil andererseits Rechnung getragen wird.
• Nach der Erfindung wird nun vorgeschlagen, die infolge der Vergrößerung des spezifischen Volumens des Dampfes erforderliche Zunahme der freien Durchtrittsquerschnitte der Schaufelkränze für eine mehr oder weniger große Anzahl von Stufen nur in den. Leitschaufeln durch Vergrößerung des Austrittswinkels zu berücksichtigen, während die Laufschaufeln für diese Stufen nur an der Vergrößerung der Schaufelhöhen teilnehmen. Die Laufschaufeln -behalten. die kleinen Austrittswinkel der vorhergehenden Stufen bei, während die Leitschaufeln von . Stufe zu- Stufe größere Austrittswinkel aufweisen. Durch Beibehaltung des kleinen Austrittswinkels der Laufschaufeln, ungeachtet der von Stufe zu Stufe größeren Austrittswinkel der Leitschaufeln, tritt in diesen Stufen die praktisch gleiche Verteilung des Gefälles auf Leit- und Laufkanal nicht mehr ein. In den kleineren Querschnitten des Laufkanales entstehen größere Geschwindigkeiten als im dazugehörigen Leitkanal; die Entspannung konzentriert sich stärker auf den Laufkanal, der Reaktionsgrad steigt erheblich über den üblichen Wert o,5. Ohne daß besondere°oder auch nur zusätzliche Mittel, wie besondere Schaufelformen usw., verwendet werden müssen, treten die Vorteile des hohen Reaktionsgrades ein. Sie bestehen nicht nur in einem besonders hohen Wirkungsgrad, sondern auch in einem großen Bereich des guten Wirkungsgrades bei Veränderungen der Dampf- oder der Umfangsgeschwindigkeiten. Durch diese Bauregel ermäßigen sich die Kosten der Schaufelung erheblich, da. die Turbine mit einer geringeren Anzahl von Laufschaufelprofilen aufgebaut werden kann. Da der Kostenaufwand für die Schaufelung einen wesentlichen Bestandteil der Gesamtkosten der Turbine darstellt, bringt eine Beschränkung der Laufschaufelprofile eine wesentliche . Verbilligung der Gesamtherstellungskosten der Turbine mit sich.
• Abb. i stellt eine Reihe von Überdruckstufen a dar; deren Schaufelhöhen von Stufe zu Stufe zunehmen. Der Dämpf- tritt durch den Stutzen b in die Schaufe-Jung ein und verläßt sie durch den Stutzen r.. In Abb.2 ist der Verlauf des Reaktionsgrades dargestellt. Darin gehört die Kurve d zu der üblichen Ausführung, bei der nach dem Vorbild von Parsons Lauf- und Leitrad der gleichen Stufe die gleichen Austrittswinkel aufweisen; der Reaktionsgrad liegt bei ihr infolge der Zunahme des spezifischen Volumens innerhalb der Stufen bei Verwendung gleicher und auf gleiche Winkel zur Umfangsgeschwindigkeit gestellter Profite.-, für Leit- und Laufrad der gleichen Stufe etwas über'o,5. Wird für die letzten Stufen ein größerer Austrittswinkel der Laufschaufeln als der LeitschäufelÜ vertsv7jndet, so sinkt der Reaktionsgrad unter-den.Wlit:von. o,5, wie es die Kurve d zeigt.
• Gemäß der Erfindung wird die Schaufelung derart ausgelegt, daß der Übergang auf größere Austrittswinkel sich auf die Leitschaufeln beschränkt. Die Kurve-'f, elie..-den Verlauf der Reaktionsgrade für diesen Fall darstellt, erhebt sich über die Kurve d von einer mittleren Stufe ab, bei der die Vergrößerung der Schaufelhöhen für die Berücksichtigung des zunehmenden spezifischen Volumens allein nicht ausreicht. Die folgenden Stufen weisen einen Reaktionsgrad auf, der wesentlich über dem Wert 0,5 liegt. In allen Stufen wird das gleiche Laufradprofil verwendet; nur das Leitradprofil ist in den späteren Stufen für einen .größeren Austrittswinkel eingerichtet. In der letzten Stufe kann ähnlich vorgegangen werden wie üblich, nämlich den Austrittsminkel der Laufschaufelung größer zu wählen `als den Austrittswinkel der Leitschaufelung. Die Kurve f neigt sich dann auch nach unten,.und der Auslaßverlust ist gering.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Unter Last mit stark veränderlicher Drehzahl betriebene Überdrucl@-Dämpf- oder -Gasturbine, insbesondere Fahrzeugturbine,-'.mit - Stufen, in denen die Leitschaufeln größere Austrittswinkel als die Laufschaufeln besitzen, nach Patent 844 013, dadurch gekennzeichnet, daß Laufschaufeln mit kleinen Austrittswinkeln auch in denjenigen Stufen der Turbine verwendet werden, in denen die Leitschaufeln mit Rücksicht auf das durch die Entspannung vergrößerte spezifische Volumen des Dampfes größere Austrittswinkel aufweisen.
2. 2. Überdruck-Dampf- und -Gasturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittswinkel des Laufschaufelprofils und damit das Laufschaufelprofil selbst - für eine möglichst große Zahl von Stufen aufrechterhalten bleibt.