DE2461770A1

DE2461770A1 - IMPELLER OF A FLOW MACHINE

Info

Publication number: DE2461770A1
Application number: DE19742461770
Authority: DE
Inventors: Boris Abramowitsch Arkadiew; Anatoly Wiktorowitsc Garkuscha; Ljudmila Dmitriewna Moskwina; Geb Gorgotz Anna Gr Ponkratowa; Yakow Isidorowitsch Schnee; Wiktor Pawlowitsch Suchinin
Original assignee: Kh Politekhn I Im W I
Current assignee: Kh Politekhn I Im W I
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1974-12-28
Publication date: 1975-07-03
Also published as: CS171083B1; CH583848A5; DE2461770C3; DE2461770B2; FR2256310A1; FR2256310B1

Description

Dipl.-hsy. Dr. fur. P A~, Dipl.-hsy. Dr. for. PA ~,

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Frankfurt aiii Main ?'■ Frankfurt aiii Main ? '■

Gntenstraße 123Gntenstrasse 123

LAUi¹BAD EBJE'R STRÖMUNGSMASCHINELAUi ¹ BAD EBJE'R FLOW MACHINE

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Strömungsmaschinenbaus, genauer auf Laufrader von Strömungsmaschinen* The present invention relates to the field of Turbomachinery construction, more precisely on impellers of turbomachines *

Am vorteilhaftesten kann die vorliegende Erfindung in hochleistungsfähigen Kondensatlonsdatmpfturbinen verwendet werden·Most advantageously, the present invention can be used in high performance Condensate steam turbines are used

Es ist bekannt, daß zur Erhöhung der Leistung der Turbine ihre Austrittsquerschnittsfläche unter der Bedingung vergrößert werden muß, daß die Geschwindigkeitswerte der Strömung in diesem Querschnitt unveränderlich bleiben· Im folgenden wird in der Beschreibung unter dem Austrittsquerschnitt der Turbine der Querschnitt ver3tanden| der zur Turbinenachse senkrecht ist und dessen Fläche dem Produkt aus dem Kreisumfang mit einem Halbmesser, der dem mittleren Halbmesser des Laufrades gleich ist, mal der Schaufellänge des Laufrades gleich lst_t das am Austritt der Strömung aus der Turbine in den Kondensator angeordnet ist« Bekannt ist eine mehrstufige Dampfturbine, die es gestattet,It is known that to increase the output of the turbine, its outlet cross-sectional area must be increased under the condition that the velocity values of the flow in this cross-section remain invariable.In the description below, the cross-section is understood under the outlet cross-section of the turbine is perpendicular to the turbine axis and the surface of the product of the circumference with a radius that is the mean radius of the impeller the same, times the vane length of the impeller equal to lst _t which is arranged at the outlet of the flow from the turbine to the condenser is "known a multi-stage steam turbine that allows

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die Leistung der Turbine durch Vergrößerung ihrer Austrittsquerschnittsfläche zu erhöhen (deutsches Patent Nr. 322194 in der Klasse 14c 4/01 aus dem Jahre 1920)·the performance of the turbine by increasing its outlet cross-sectional area to increase (German Patent No. 322194 in of class 14c 4/01 from 1920)

In der erwähnten Turbine ist beispielsweise als vorletzte Stufe eine Stufe angeordnet, die einen Leitapparat mit Zweistockschaufeln und em Laufrad mit Zweistockschaufeln einschließt· Das Laufrad enthält eine Scheibe mit an ihr' angebrachten Schaufeln des unteren Stocks und Scheidewänden, an denen die Schaufeln des oberen Stocks befestigt sind·In the mentioned turbine, for example, is the penultimate one Stage arranged a stage, which has a diffuser with two-deck blades and includes an impeller with two-tier blades. The impeller includes a disc with blades attached to it of the lower floor and partitions on which the blades of the are attached to the upper floor

Am Eintritt in die Stufe wird der Dampfstrom, der gleichen Druck vor den Schaufeln des Laitapparates des oberen und des unteren Stocks der erwähnten Stufe besitzti in zwei Teile getrennt· Der eine Teil des Stroms passiert die Schaufeln des oberen Stocks des Leitapparates und des Laufrades, wo er sich bis zum Druck ausdehnt, der dem Gegendruck hinter der Turbine gleich ist, und gelangt In den Kondensator·At the entrance to the stage, the steam flow becomes the same Pressure in front of the blades of the lait apparatus of the upper and lower Stocks of the above-mentioned level are divided into two parts. One part of the stream goes through the blades on the upper floor the diffuser and the impeller, where it expands to the point of pressure, which is equal to the back pressure behind the turbine, and gets into the condenser

Der andere Teil des Stroms passiert, indem er sich stetig bis zum Gegendruck hinter der Turbine ausdehnt, die Schaufeln des unteren Stocks des Leitapparates und des Laufrades, dann einen Übergangsstutzen, der sich zwischen den Schaufeln des unteren Stocks des Laufrades und de» Schaufeln des Lgitapparates der letzten Stufe befindet, sodaan die letzte Stufe der Turbine und gelangt in den Kondensator·The other part of the stream happens by being steady until the counter pressure behind the turbine expands, the blades of the lower floor of the nozzle and the impeller, then one Transitional connection between the blades of the lower stick of the impeller and the blades of the Lgitapparates the last Stage is located, so the last stage of the turbine and arrives into the condenser

Die Anwendung einer Stufe mit Zweistockschaufeln des LeItapparates und des Laufrades erlaubt es in der bekannten Konstruk-The use of a stage with two-tier blades of the guide apparatus and the impeller allows it in the known construction

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tion, die Austrittsquerschnittsfläche der Turbine auf Kosten der Austrittsquerschnlttsflache der Schaufeln des oberen Stocks des Laufrades der vorletzten Stufe zu erhöhen· Die Erhöhung der Aus~ trittsquerschnlttsfläche der Turbine aber gestattet es, dention, the exit cross-sectional area of the turbine at the expense of the Exit cross-sectional area of the blades of the upper floor of the Increase the impeller of the penultimate stage · Increasing the off ~ However, the turbine cross-section allows the

Dampf verbrauch und folglich dia .Turbinenlelstung zu erhöhen. Eine Analyse der Arbelt der Turbine, in der die vorletzteSteam consumption and consequently increase the turbine output. An analysis of the work of the turbine in which the penultimate one

Stufe,,mit Zwelstockschaufeln ausgeführt 1st, 'zeigt, daß ihre Hauptbesonderheit darin besteht, daß das Wärmegefälle an den Schaufeln des oberen Stocks die Summe der Warmegefälle an den Schaufeln des unteren Stocks und der -vorletzten Stufe beträgt. Die Wahl des Wärmegefälles an den Schaufeln der letzten Stufe und des unteren Stocks der vorletzten Stufe aus der Bedingung des gewährleisteten optimalen Verhältnisses, der Umfangsgeschwindigkeit U des ".y Laufrades zur Geschwindigkeit O_, die dam Wärmegefälle TJ The stage "executed with two-storey blades" shows that its main peculiarity is that the heat gradient on the blades of the upper storey is the sum of the heat gradients on the blades of the lower storey and the penultimate stage. The choice of the heat gradient on the blades of the last stage and the lower stick of the penultimate stage from the condition of the guaranteed optimal ratio, the circumferential speed U of the ".y impeller to the speed O_, the dam heat gradient TJ

äquivalent 1st, führt zu erhöhten Werten des Warmegefalles an den Schaufeln des oberen .Stocks der vorletzten Stufe, dih· zu nicht optimalen Werten von tf an den Schaufeln des oberen Stocksequivalent 1st, leads to increased values of the heat gradient on the blades of the upper stick of the penultimate stage, that is, to suboptimal values of tf on the blades of the upper stick

der vorletzten Stufe· Hler und im folgenden bedeutet U die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades und C₀ die Geschwindigkeit, die dem wärmegefälle je Stufe äquivalent ist*of the penultimate stageHler and in the following, U means the circumferential speed of the impeller and C ₀ the speed that is equivalent to the heat gradient per stage *

Das gegenüber dem optimalen erhöhte Wärmegefälle an den Schaufeln des oberen Stocks führt dazu, daß der Geschwindlgkeitsvektor am Ausgang hinter den Schaufeln des oberen Stocks des Lauf-Compared to the optimal, increased heat gradient to the Shoveling the upper floor causes the speed vector at the exit behind the shovels of the upper floor of the

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rades von der axialen Richtung abweicht, wodurch die Energieverluste mit der Austrittsgeschwindigkeit ansteigen und folglich der Wirkungsgrad der Turbine vermindert wird·rades deviates from the axial direction, whereby the energy losses increase with the exit velocity and consequently the efficiency of the turbine is reduced

Da gegenwärtig eine Tendenz zur Anwendung von'große Wärmegefälle aufweisenden letzten Turbinenstufen, beispielsweise zur Verringerung von durch Feuchtigkeit bedingten Verlusten, besteht, wird das wärmegefalle an den Schaufeln des oberen .Stocks noch größer. In diesem Fall erreichen Mach-Zahlen M, , die als Verhält-Since there is currently a tendency to use 'large heat gradients having the last turbine stages, for example to reduce losses caused by moisture, the heat drop on the blades of the upper .stock is still greater. In this case, Mach numbers reach M, which as a ratio

^G1 nls der Stromgeschwindigkeit G^, am Austritt aus dm Schaufeln ^G 1 nls the flow velocity G ^, at the exit from the blades

des Leitapparates zur Schallgeschwindigkeit definiert werden, und ι die als Verhältnis der Stromgeschwindigkeit W₂ am Austrittof the diffuser are defined for the speed of sound, and ι as the ratio of the flow speed W ₂ at the outlet

aus den Schaufeln des Laufrades in der Relativbewegung zur Schallgeschwindigkeit definiert werden, an den Schaufeln des oberen Stocks 1,6 und mehr« Dies führt zum Anstiö.g der Energieverluste an den Schaufeln, beispielsweise dank den Verdichtungsstoßen und VerdÜnnungswellen, was eine Verminderung des Wirkungsgrades der Turbine hervorruft. Hier und im folgenden bedeutet C-dl© Stromgeschwindigkeit am Austritt aus den Schaufeln des Leitapparates, W₂ die Stromgeschwindigkeit am Austritt aus den Schaufeln des Laufrades m der Relativbewegung, M„ -Mach-Zahl, die alscan be defined from the blades of the impeller in the relative movement to the speed of sound, on the blades of the upper stick 1.6 and more «This leads to an increase in the energy losses on the blades, for example thanks to the shock waves and thinning waves, which reduce the efficiency of the Turbine causes. Here and in the following, C-dl © means the _{flow speed at the outlet from the blades of the diffuser, W 2} the flow speed at the outlet from the blades of the impeller m of the relative movement, M "-Mach number, which as

^C1 ^C 1

Verhältnis der Stromgeschwindigkeit C- am Austritt aus den Schaufeln des Leitapparates zur Schallgeachwmdigkeit definiert wird, Uly -Mach-Zahl, die als Verhältnis dar Stromgeschwindigkeit W₂ am Austritt aus den Schaufeln des Laufrades m der RelativbewegungThe ratio of the flow speed C- at the outlet from the blades of the diffuser to the noise level is defined, Uly -Mach number, which is the ratio of the flow _{speed W 2} at the outlet from the blades of the impeller m of the relative movement

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zur Schallgeschwindigkeit definiert wird*is defined for the speed of sound *

Eina weitere Folge des großen wärmegefalles an den Schaufeln des oberen Stocks sind niedrige Größen geometrischer Winkel der Schaufeln des Leitapparates des oberen Stocks, die als Arkusslnus-Verhältms des Durchmessers des Kreises, der in den Schaufel· kanal an der schmälsten Stelle desselben eingeschrieben ist, zur Schaufelteilung definiert wird· Niedrige Werte der geometrischen Winkel sind dadurch bedingt, daß bei Überschall-Stromgeschwindlgkeiten die erwähnten Winkel eine Funktion der Dampfparameter am Eintritt m die Schaufeln des oberen Stocks des Leitapparates sindi Mit dem größer werdenden Wärmegefalle an den Schaufeln des oberen Stocks nehmen auch die Dampfparameter am Eintritt in diese Schaufeln zu, was bei vorgegebener Dampfverbrauchsmenge zur Verminderung der !Fläche der Schaufelkanäle dar Schaufeln des oberen Stocks des Leitapparates an der schmälsten Stelle derselben und folglich zur Verringerung der Werte der geometrischen Winkel führt» Nach industriellen Angaben sind (Turbinen bekannt, bei denen die erwähnten Winkelwerte 7° - 9° erreichen, was beträchtlich unter den optimalen Werten derselben liegt· Dies ruft erhöhte Energieverluste an den Schaufeln des oberen Stocks des Leitapparates hervor, was den Wirkungsgrad der Turbine herabsetzt·Another consequence of the large drop in heat on the blades of the upper floor are low sizes of geometric angles Shovels of the distributor of the upper floor, the arctum ratio of the diameter of the circle which is inscribed in the blade channel at the narrowest point of the same, for Blade pitch is defined · Low values of the geometric Angles are caused by the fact that at supersonic Stromgeschwindlgkeiten the angles mentioned are a function of the steam parameters am Entrance m the blades of the upper floor of the diffuser arei With the increasing heat gradient on the blades of the upper Stocks also take the steam parameters at the entrance to these vanes to what, for a given amount of steam consumption, reduces the area of the blade channels in the blades of the upper floor of the diffuser at its narrowest point and consequently leads to a reduction in the values of the geometric angles » According to industrial data, (turbines are known in which the mentioned angle values reach 7 ° - 9 °, which is considerably below the optimal values of the same · This causes increased energy losses on the blades of the upper floor of the diffuser, which reduces the efficiency of the turbine

Die erhöhten Energieverluste an den Schaufeln des Leitapparates und des Laufrades des oberen -Stocks führen dazu, daß es unzweckmäßig wird, den Verbrauch des Arb.eitsmitt.els durch dieThe increased energy losses on the vanes of the diffuser and the impeller of the upper stick cause it becomes inexpedient, the consumption of labor by the

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Schaufeln des oberen, Stocks der Zweistockstufe durch VergrößerungShoveling of the upper, floor of the two-tier step by enlargement

der Austrittsquersühnittsflache der Schaufeln das oberen Stocks des Laufrades, d.h. durch Verschiebung der Scheidewand auf einen kleineren Durchmesser, au erhöhen»the exit cross-section surface of the blades is the upper floor of the Impeller, i.e. by moving the partition to one smaller diameter, increase au »

In diesem Fall wurde die vergrößerte Durchsatzmenge, die die Schaufeln des oberen Stocks passiert, 'Erhöhte Bnergieverluste haben was zur Verringerung des Wirkungsgrades der Turbine führt· Deswegen betragt die optimale Länge der Schaufeln des oberen Stocks dar Zweistockstufe, die in der Industrie verwendet wird_t ^0-40% von der Summenlange der Schaufeln des oberen und des unteren Stocks des Laufrades.In this case, the increased flow rate which passes through the blades of the upper floor, 'Elevated Bnergieverluste was have what is used in the industry to reduce the efficiency of the turbine leads · Therefore, amounts, the optimum length of the blades of the upper floor are two floor level, _t ^ 0-40% of the total length of the blades of the upper and lower stick of the impeller.

Außerdem stellt der vorhandene lange Ubergangsstutzen zwischen den Schaufeln des unteren Stocks des Laufrades der vorletzten Stufe uM den Schaufeln des Lei tapparates der vorletzten Turbinenstufe eine weitere Quelle von Energieverlusten dar, was zu einer noch stärkeren Verringerung des Wirkungsgrades der Turbine führt·In addition, the existing long transition piece between the blades of the lower stick of the impeller of the penultimate stage and the blades of the conduction apparatus of the penultimate stage Turbine stage is another source of energy loss, which leads to an even greater reduction in the efficiency of the turbine leads·

Auf diese Welse sind In der Turbine, in der die vorhandene vorletzte Stufe Zwelstockschaufeln des Leitapparates und des Laufrades besitzt, erhöhte EnergieVerluste zu verzeichnen, die den Wirkungsgrad der Turbine verringern, was ihren industriellen Einsatz einschränkt·In these catfish are In the turbine in which the existing penultimate stage Zwelstock vanes of the guide device and the impeller has experienced increased energy losses that reduce the Reduce the efficiency of the turbine, which limits its industrial use

Dia unternommenen Versuche aur Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbine durch Verminderung des wärmegefalles an den Schaufeln des oberen Stocks bei unveränderlichem optimalen Wärmegefälle anAttempts have been made to increase the efficiency of the turbine by reducing the heat gradient on the blades of the upper floor while maintaining the optimal heat gradient

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de* !atzten Stufe führten zur Notwendigkeit, das wärmegefalle an den Schaufeln des unteren Stocks zu verringern, was unter anderem in der Monographie von■A· Stodola "Dampf- und Gasturbinen"; Berlin, 1924, erwähnt wurde.de *! etzten stage led to the need to reduce the heat drop on the blades of the lower floor, which is, among other things, in the monograph by ■ A · Stodola "Steam and gas turbines"; Berlin, 1924, was mentioned.

Jedoch 1st dieser Weg zur Erhöhung des Wirkungsgrades in der Industrie bis zum heutigen Tag nicht realisiert worden. Die Hauptursache besteht darm, daß die Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln des unteren Stocks eine Vergrößerung der Winkel ß_f und β j der Profile der Querschnitte, bewirkt, die zur Achse der Schaufeln senkrecht sind, wobei unter dem Winkel /5^ der Winkel zwischen der Tangente und der Mittellinie des Quer schnitt sprofills am Eintritt des Stroms in das Laufrad und der Richtung des Umfangsgeschwindlgkeitsvektors verstanden wird, während unter dem Winkel yöp der Winkel zwischen der Tangente und der Mittellinie des Querschnitt sprofils am Austritt des Stroms aus dem Laufrad und der Sichtung des Urafangsgeschwindlgkeltsvektors verstanden wird» Wie es im Turbinenbau üblich ist, werden die Winkel ydL im Uhrzeigersinn, die Winkel ß>^ aber entgegen dem Uhrzeigersinn abgezählt. Eine Vergrößerung der Wnftfrel ß^ und /3_O führt zur Verminderung der Krümmung der Mittellinie des Querschnittsprofils undHowever, this way of increasing efficiency in industry has not yet been implemented. The main reason is that the reduction in the heat gradient on the blades of the lower stick causes an increase in the angles β _f and β j of the profiles of the cross-sections perpendicular to the axis of the blades, with an angle between / 5 ^ between the tangent and the center line of the cross section profile at the entry of the flow into the impeller and the direction of the circumferential speed vector, while the angle yöp is the angle between the tangent and the center line of the cross section profile at the exit of the stream from the impeller and the sighting of the initial velocity vector is understood »As is customary in turbine construction, the angles ydL are counted clockwise, but the angles ß> ^ counterclockwise. An increase in the Wnftfrel ß ^ and / 3 _O leads to a reduction in the curvature of the center line of the cross-sectional profile and

hiermit zur Verminderung des Trägheitsmomentes des Querschnitts, was die Fähigkeit des Querschnitts verringert, große Biegemomente von Summenkraften des Dampfstromes aufzunehmen, die auf die Schaufeln des oberen und des unteren Stocks des Laufrades einwirken.herewith to reduce the moment of inertia of the cross-section, which reduces the ability of the cross-section to absorb large bending moments from cumulative forces of the steam flow acting on the blades the upper and the lower stick of the impeller act.

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Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, ein Laufrad der Strömungsmaschine mit Zwelstockschaufeln zu schaffen, in dem die Querschnitte der Schaufeln des unteren Stocks eine erhöhte Festigkeit gegen das Blegemoment der Kräfte des Dampfstromes besitzt , wodurch das Wärmegefälle an der unteren Etage verringert und hierdurch Wirkungsgrad und Leistung der Turbine erhöht werden könnten·The invention is based on the object of an impeller to create the flow machine with Zwelstock blades in which the cross-sections of the blades of the lower stick increased Resistance to the momentum of the forces of the steam flow owns, which reduces the heat gradient on the lower floor and thereby efficiency and the power of the turbine could be increased

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Laufrad der Strömungsmaschine, die ein Scheibenrad mit an ihm angebrachten Schaufeln des unteren Stocks mit Scheidewänden enthält, an denen die Schaufeln des oberen .Stocks befestigt sind, erfindungsgemäß d^cte Schaufel des unteren Stocks mindestens aus zwei Teilen besteht, derart, daß in jedem Querschnitt, der zur Schaufelachse senkrechtThis object is achieved in that in the impeller of the turbomachine, the one disc wheel with blades attached to it of the lower floor with partitions on which the Shovels of the upper .Stocks are attached, according to the invention d ^ cte The blade of the lower stick consists of at least two parts, such that in each cross-section that is perpendicular to the blade axis

ist, si« ein Profil besitzt, das zumindest aus zwei Elementen besteht, die m einem Abstand voneinander angeordnet sind, welcher der Größe des Schaufelkanals gleich ist, wobei jede Scheidewand mindestens an zwei Elementen des Profils befestigt ist·is, si «has a profile that consists of at least two elements, which are arranged at a distance from each other, which equal to the size of the blade channel, with each partition being attached to at least two elements of the profile

Diese Ausführung des Laufrades der Strömungsmaschine, beispielsweise einer Dampf.turbine, fuhrt zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbine, in der die vorletzte Stufe ZweistockschaufelnThis execution of the impeller of the turbomachine, for example a steam turbine, leads to an increase in efficiency the turbine, in which the penultimate stage two-deck blades

des Leitapparates und des Laufrades besitzt.the nozzle and the impeller.

Die Steigerung des Wirkungsgrades der Turbine wird durch Erhöhung der Quersohnittsfe3tigkelt der Schaufeln des unteren Stocks des Laufrades durch Bildung einer rahmenartigen steifen Konstruk-The increase in the efficiency of the turbine is achieved by increasing it the lateral movement of the shovels on the lower floor of the impeller by forming a frame-like rigid construction

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tion gewähr leistet, dia aus einem System: Scheidewand - Elemente des SchaufelprofiIs - Schaufelwurzel besteht· Hler und welter im Text wird unter der Schaufelwurzel jener Schaufelteil verstanden, mit dem die Schaufel an dem Scheibenrad befestigt ist«tion guarantees, dia from one system: partition wall - elements of the shovel professional - the shovel root consists of Text is understood under the blade root that blade part, with which the shovel is attached to the disc wheel «

Dio Steif Igkoltserhöhirig der Schaufeln des unteren Stocks verbessert die Fähigkeit ihrer Querschnitte, Biegemomente von den Kräften des Dampfstromes aufzunehmen, die auf die Schaufeln des oberen und des unteren Stocks des Laufrades einwirken«Dio Steif Igkoltserhöhirig the shovels of the lower floor improves the ability of their cross-sections, bending moments of absorb the forces of the steam flow acting on the blades the upper and the lower stick of the impeller act "

Infolge/dessen wird es möglich, die Krümmung der Mittellinie der Querschnlttsprofile zu verringern, d· h· die Winkel /,. der Querschnlttsprofile der Schaufeln des Laufrades am Eintritt des Stroms und Sp der Querschnlttsprofile der Schaufeln des Laufrades am Austritt des Stromes aus demselben zu vergrößern, - DieAs a result, it becomes possible to reduce the curvature of the center line of the cross-sectional profiles, i.e. the angles /,. of the cross-sectional profiles of the blades of the impeller at the inlet of the flow and Sp of the cross-sectional profiles of the blades of the impeller at the outlet of the flow from the same to increase, - The

Vergrößerung der Winkel fi> ^ und /5« führt zur Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln des unteren Stocks·Enlargement of the angles fi> ^ and / 5 «leads to a reduction in the heat gradient on the blades of the lower stick.

Die Verringerung des Wärmegefalles an den Schaufeln des unteren Stocks dar vorletzten Stufe gestattet es, das Wärmegefälle an den Schaufeln des oberen Stocks dieser Stufe zu verringern»The reduction in the heat gradient on the blades of the lower Stocks on the penultimate level allow the heat gradient to be reduced on the blades of the upper level of this level »

Die Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufel*des aberen Stocks führt dazu, daß das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit U des Laufrades zur Geschwindigkeit C₀, die dem Wärmegefälle equivalent ist, also das Verhältnis U , sich dem optimalenThe reduction in the heat gradient on the blade * of the buten stick leads to the ratio of the circumferential speed U of the impeller to the speed C ₀ , which is equivalent to the heat gradient, i.e. the ratio U , being the optimum

nähert, und folglich nähert sich der Austrittsgescüwliindlgkeltsvektor der Turbine der axialen Richtung· In der Folge davon werdenapproaches, and consequently the exit slope vector is approaching the turbine of the axial direction · As a result of it will be

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EAD ORIQINÄLEAD ORIQINÄL

- ίο -- ίο -

die EnergieVerluste mit der iustrittsgeschwindlgkelt geringer, und folglich wird der Wirkungsgrad der Turbine gesteigert·the energy losses decrease with the exit speed, and consequently the efficiency of the turbine is increased

. Eine andere Folge der Verringerung des wärmegefalles an den Schaufeln des oberen Stocks ist, daß die Mach-Zahlen an den Schaufeln des-^eitapparates und des Laufrades geringer werden· Dies führt zur Verminderung der Energieverloste an den Schaufeln, beispielsweise dank den Verdichtungsstößen,und Verdünnungswellen, was eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbine mit sich bringt». Another consequence of the reduction in the drop in heat to the Shoveling the top floor is that Mach numbers on the shovels of the auxiliary apparatus and the impeller are reduced · This leads to a reduction in the amount of energy lost on the blades, for example thanks to the compression shocks and dilution waves, which increases the efficiency of the turbine »

Eine weitere Folge der Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln des oberen Stocks ist eine Verminderung der Dampfparameter am Eintritt in diese Schaufeln, was bei vorgegebener Dampfverbrauchsnienge zur Vergrößerung der Fläche der Schaufelkanäle der Schaufeln des oberen Stocks des Leitapparates an der schmälster Stelle derselben führt· Djte s führt zur Vergrößerung der geometrischen Winkel der Schaufeln des oberen Stocks des I/eitapparates, unö zwar zur .Annäherung derselben an die optimalen Werte, wodurch die Energieverlüste an diesen Schaufeln vermindert werden, was den Wirkungsgrad der. Turbine erhöht»Another consequence of the reduction in the heat gradient on the upper deck blades is a reduction in the steam parameters at the entry into these blades, which is the case with a given steam consumption rate to enlarge the area of the vane channels of the vanes of the upper stick of the diffuser at the narrowest Place of the same leads · Djte s leads to the enlargement of the geometric Angle of the blades of the upper floor of the apparatus, uno to approximate the same to the optimal values, whereby the Energy losses at these blades are reduced, which increases the efficiency of the. Turbine increased »

Außerdem gestattet es die Verringerung des Wärmegefalles an den Schaufeln des oberen Stocks, das Wärmegefälle an der letztenIt also allows the heat gradient to be reduced the shovels on the upper floor, the heat gradient on the last

Stufe zu vergrößern,_, was in der bekannten Konstruktion, die m der Einleitung beispielsweise im erwähnten deutschen Patent beschrieben ist, unmöglich wäre, da es zu einer noch stärkeren Erhöhung des Wärmegefälles an den Schaufeln des oberen Stocks der .Step to enlarge, _ what in the known construction, the m the introduction described, for example, in the aforementioned German patent is, would be impossible, since there would be an even greater increase in the heat gradient on the blades of the upper floor of the.

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Zweistockstufe und folglich zur Verminderung des Wirkungsgrades der Turbine führen würde.Two-story stage and consequently would lead to a reduction in the efficiency of the turbine.

Die Erhöhung des Wärmegefälles an der letzten Stufe führt zur Vergrößerung der Dampfparameter im Übergangsstützen zwischen den Schaufeln des unteren Stocks des Laufrades der vorletzten Stufe und den Schaufeln des Leitapgcates der letzten Stufe undThe increase in the heat gradient at the last stage leads to increase the steam parameters in the transition supports between the blades of the lower stick of the impeller of the penultimate one Step and the blades of the Leitapgcates of the last step and

folglich zur Verminderung der Dampfstromgeschwindigkeit im Übergangsstutzen· consequently to reduce the steam flow velocity in the transition nozzle

Die Verminderung der Dampfstromgeschwindigkeit bei konstanten Koeffizienten der Energleverluste führt zur Abnahme der absoluten Werte der EnergieVerluste und folglich zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbine·The decrease in steam flow velocity at constant The coefficient of energy losses leads to a decrease in the absolute Values of energy losses and consequently an increase in the Turbine efficiency

Die Verminderung der Energleverluste an dai Schaufeln des oberen Stocks des Leitapparates und des Laufrades infolge der Verringerung des Wärmegefalles an diesen Schaufeln führt dazu, daß es zweckmäßig wird, den Arbeitsmittelverbrauch durch die Schaufeln des oberen Stocks durch Vergrößerung der Austrittsquerschnlttsflache der Schaufeln des oberen Stocks des Laufrades, d.h. durch Verschiebung der Scheidewand auf einen kleineren Durchmesser, zu erhöhen. Mit dem kleiner werdenden wärmegefaile an den Schaufeln des oberen Stocks nimmt die optimale Länge dieser Schaufeln zu, wobei sie beispielsweise 65-75% von der Summenlänge der SchaufelnThe reduction of the energy losses on the blades of the Upper floor of the diffuser and the impeller as a result of the reduction in the heat gradient on these blades leads to the fact that it becomes useful to reduce the consumption of work equipment by the blades of the upper floor by enlarging the exit cross-sectional area the blades of the upper stick of the impeller, i.e. by moving the partition to a smaller diameter raise. With the decreasing heat failure on the blades of the upper stick, the optimal length of these blades increases, being for example 65-75% of the total length of the blades

des oberen und des unteren Stocks des Laufrades erreicht.of the upper and lower sticks of the impeller.

Die Vergrößerung der Länge der Schaufeln des oberen StocksIncrease in the length of the blades of the upper floor

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der Zwelstockstafe durch Verschiebung der Scheidewand auf einen kleineren Durchmesser gestattet es, die AustrittsquerSchnitts« fläche der Schaufeln des oberen Stocks des Laufrades und folglich die Austrittsquerschnittsfläche der Turbine zu vergrößern· Die Vergrößerung der Austrittsquerschnittsfläche der Turbinethe Zwelstockstafe by shifting the partition to one smaller diameter allows the exit cross section " to increase the area of the blades of the upper stick of the impeller and consequently the exit cross-sectional area of the turbine The increase in the exit cross-sectional area of the turbine

gestattet es, den Dampfverbrauch und folglich die Turblnenleistung zu erhöhen«it allows the steam consumption and consequently the turbo performance to increase "

Vorzugswelse werden die Elemente des Profils der Schaufel desThe elements of the profile of the blade are preferred

unteren Stocks den ^Laufrades in bezug auf die Richtung des Geschwindigkeit sVektors des Arbeltsmittels in Reihe mit den Elementen des Profils der Nachbarschaufeln derart angeordnet, daß sie aerodynamische Profile bilden·Stocks lower the ^L aufrades arranged with respect to the direction of the velocity of the sVektors Arbeltsmittels in series with the elements of the profile of the adjacent blades such that they form aerodynamic profiles ·

In diesem Fall besitzt jede Schaufel des unteren Stocks des Laufrades in dem Querschnitt, der zJßr Achse derselben senkrecht ist, kein aerodynamisches Profil nach herkömmlicher Vorstellung· Nur gemeinsam mit den Nachbarschaufeln bilden die Elemente des Pro» flls der Schaufeln des unteren Stocks aerodynamische Profile* dieIn this case, each blade of the lower stick of the impeller is perpendicular in cross-section to its axis along its axis is, not an aerodynamic profile according to conventional ideas · Only together with the neighboring blades do the elements of the pro » flls of the blades of the lower stick aerodynamic profiles * the

in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der der Größe des Schaufelkanals gleich ist» Diese konstruktive Lösung gestattet es, die Profilverluste minimal zu halten und folglich einen hohen Wirkungsgrad der Schaufeln des unteren Stocks des Laufrades aufrechtzuerhalten, der für moderne Profile von Turbinenschaufeln kennzeichnend 1st·are spaced apart from one another which is the size of the Blade channel is the same »This constructive solution allows to keep the profile losses minimal and consequently a high one Maintain efficiency of the blades of the lower stick of the impeller, which is necessary for modern profiles of turbine blades characteristic 1st

Die Elemente des Profils der Schaufel des unteren Stocks desThe elements of the profile of the shovel of the lower stick of the

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Laufrades können gegenüber den Elementen dar Profile der Nachbarschaufeln in Richtung des Umfangsgeschwindigkeitsvektors des Laufrades versetzt sein«The impeller can represent profiles of the neighboring blades in relation to the elements in the direction of the circumferential speed vector of the impeller to be offset "

Ferner können die Elemente des Profils der Schaufel des unteren Stocks des Laufrades gegenüber den Elementen der -Profile der Nachbar schaufeln in Richtung der axialen Komponente des Geschwindigkeit svektors des Arbeltsmittels versetzt sein·Furthermore, the elements of the profile of the blade of the lower Stocks of the impeller compared to the elements of the profiles of the Neighbor shovel in the direction of the axial component of the speed be offset by the vector of the working material

Die Versetzung der Elemente der Profile der Schaufeln des unteren Stocks bezüglich der Profile der Nachbarschaufeln erlaubtThe displacement of the elements of the profiles of the blades of the lower floor with regard to the profiles of the neighboring blades

es, den Schaufelkanal, und zwar den Abstand zwischen den Elementen des Profils einer jeden Schaufel zu verändern, was zur Änderung der Trägheitsmomentes des Profils führt, das aus einem System von Elementen besteht· Infolgedessen wird die Fähigkeit der Schaufeln des unteren Stocks verbessert, Biegekrafte vom Dampfstrom aufzunehmen»it, the blade channel, namely the distance between the elements of the profile of each blade to change, which leads to the change in the moment of inertia of the profile resulting from a system consists of elements · As a result, the ability of the blades of the lower floor improved, bending forces from the steam flow record »

Vorzugsweise haben die SchauÜelkanale der Schaufeln des unteren Stocks des Laufrades ein Konfusor-Dlffusorprofil längs der Richtung des Geschwindigkeitsvektors des Arbeltsmittels·Preferably, the scoop channels of the blades have the lower one Stock of the impeller a Konfusor-Dlffusorprofil along the Direction of the velocity vector of the working means

Da die geometrischen Maße der Elemente der -Profile der Querschnitte, die zur Achse der Schaufel des unteren Stocks senkrecht-Since the geometric dimensions of the elements of the profiles of the cross-sections, perpendicular to the axis of the shovel of the lower stick

und nach der Bedingung der gewährleisteten Festigfceitsparameter des Laufrades dimensioniert sind, in Anwendung auf die vorletzte Stufe der Dampfturbine recht groß sind» sind die Geschwindigkeiten des Dampfstromes in den Schaufelkanälen sehr hoch»and according to the condition of the guaranteed strength parameters of the impeller are dimensioned, in application to the penultimate one Stage of the steam turbine are quite large »are the speeds of the steam flow in the blade channels is very high »

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Deshalb kann die Aufgabe einer beträchtlichen Verringerung des Wärmegefälles nur dann gelöst werden, wenn der Schaufelkanal mit einem Konfusor-Diffusorprofil ausgeführt wird, d.h. daß im Diffusorteil des Schaufelkanals, der am Dampfaustritt liegt, ein Teil der kinetischen Energie der Geschwindigkeit des 'Dampfstromes im Schaufelkanal In die potentielle Energie umgesetzt werden, könnte» Die Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln des unteren Stocks führt zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbine· Vorzugsweise werden die Elemente der Profile der Schaufeln des unteren Stocks bezüglich der Schaufeln des oberen Stocks so anger¹ bracht,daß die Linie, die die Schwerpunkte mindestens eines Elementes des Profils der Schaufeln des unteren Stocks verbindet, mit der Schwerpunktlinie der Profile der Schaufel des oberen Stocks zusammenfallen würde«Therefore, the task of a considerable reduction in the heat gradient can only be achieved if the blade channel is designed with a cone-diffuser profile, that is, in the diffuser part of the blade channel that is located at the steam outlet, part of the kinetic energy of the speed of the steam flow in the blade channel In the potential energy to be implemented, could "the reduction of the thermal gradient at the blades of the lower floor leads to an increase of the efficiency of the turbine · Preferably, the elements of the profile of the blades of the lower floor with respect to the blades of the top floor so anger ¹ placed that the Line connecting the centers of gravity of at least one element of the profile of the blades of the lower stick would coincide with the center of gravity line of the profiles of the blades of the upper stick "

In diesem Fall 1st die Fliehkraft der Schaufel des oberen Stocks zwischen entsprechenden Elementen des Profils der Schaufel des unteren Stocks verteilt, so daß jedes der erwähnten Elemente mit annähernd gleicher Querschnittsfläche ausgeführt werden kann, was erhöhte Steifigkeit der Schaufeln des unteren Stocks des Laufrades gewährleistet·In this case the centrifugal force of the shovel is the upper one Sticks distributed between corresponding elements of the profile of the blade of the lower stick, so that each of the mentioned elements can be made with approximately the same cross-sectional area, resulting in increased rigidity of the blades of the lower stick of the impeller guaranteed

Wenn die Linie, die die Schwerpunkte eines Elementes des Profils der Schaufel des unteren Stocks verbindet, mit der Schwerpunktllnle der Profile der Schaufel des oberen Stocks zusammenfälltIf the line that is the centroid of an element of the Profile of the shovel of the lower stick connects with the center of gravity the profiles of the blade of the upper floor coincides

so wird die Fliehkraft der Schaufel des oberen Stocks hauptsächlichso the centrifugal force of the upper stick shovel becomes main

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an diesem Element der Schaufel des unteren Stocks angreifen· Andere Elemente der Schaufel des unteren Stocks werden über die Schel· dewand das Biegemoment von den Kräften aufnehmen, die auf die Schaufel vom Dampfstrom.einwirken·attack on this element of the shovel of the lower stick · Others Elements of the shovel of the lower stick are placed over the shovel dewand absorb the bending moment from the forces acting on the The shovel acted by the steam flow

Vorzugsweise ist die Linie, die die Schwerpunkte mindestens eines Elementes des Profils der Schaufel des unteren Stocks ver~ bindet, gegenüber der Schwerpunktlinie der Profile der Schaufel des oberen Stocks auf solche Weise versetzt, daß das Biegemoment von der Fliehkraft der Schaufel des oberen Stocks entgegengesetzt dem Biegemoment gerichtet ist, -das auf die Schaufel vom Dampfstrom ausgeübt wird·Preferably is the line that has the focal points at least of an element of the profile of the blade of the lower stick ver ~ binds, opposite the center of gravity line of the profiles of the blade of the upper floor offset in such a way that the bending moment by the centrifugal force of the top stick blade opposite to the bending moment, -that on the blade from the steam flow is exercised

Vorzugsweise ist mindestens eines der Elemente des Profils der Schaufel des unteren Stocks mit einer Schaufelwurzel versehen·Preferably at least one of the elements is of the profile the shovel of the lower stick provided with a shovel root

Hierbei ist zweckmäßigerweise mit der unabhängigen Schaufelwurzel genes Element des Profils der Schaufel des unteren Stocks versehen, das die größte Krümmung der Mit'telllnle des Elementes * des Profils besitzt, was die Anwendungsmöglichkelten verschiedenerIn this case, it is advisable to use the independent blade root the same element of the profile of the blade of the lower stick, which has the greatest curvature of the center of the element * of the profile has what the possible applications of different

Werkzeuge bei dessen mechanischer Bearbeitung erweitert und folglich den Arbeitsaufwand bei der Herstellung des Laufrades verringert· ·Tools expanded during its mechanical processing and consequently reduces the amount of work involved in manufacturing the impeller

Das Laufrad der Strömungsmaschine, das gemäß der Erfindung ausgeführt und m der Kondensatlonsdampfturbine eingebaut ist, in welcher die vorletzte Stufe mit Zweistockschaufeln'des Leitapparates und des Laufrades ausgeführt ist, gestattet, es, den Wirkungs-The impeller of the turbomachine, which according to the invention executed and m the condensate steam turbine is installed, in which is the penultimate stage with two-tier blades of the diffuser and the impeller is designed, it allows the effective

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grad der Turbine beispielsweise mit; einer Leistung von 1 Mio. kW um 0,1 - 0,3% zu erhöhen· Hierbei kann die Austrittsquerschnittsflache der Turbine vergrößert werden, was es gestattet, den Arbeltsmittelverbrauch beispielsweise um das Zweifache und folglich auch die Turbmenlelstung zu steigern·degree of the turbine for example with; an output of 1 million kW by 0.1 - 0.3% · The exit cross-sectional area the turbine can be enlarged, which allows the consumption of arbeltsmittel for example to double and consequently also to increase the turbulence performance

Die Verwendung eines Laufrades der Strömungsmaschine, dasThe use of an impeller of the turbomachine that

gemäß dar vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, erlaubt eine Erhöhung der Turbinenlel stung bis auf 2-3 Mio. kW»is carried out according to the present invention, allows an increase the turbine output up to 2-3 million kW »

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus dem nachfolgenden Ausführungsbeisplel und belllegenden Zeichnungen verständlich; xn deD.Zelohnungen ,.zeigt:Further objects and advantages of the invention will become apparent from the following exemplary embodiment and the accompanying drawings understandable; xn deD.Rewards, .shows:

Flg.. 1 - schematische Darstellung elnss Teiles des Laufrades der Strömungsmaschine gemäß der Erfindung; Flg. 2 - Schnitt nach ΪΙ-ΙΙ in Fig. 1; Flg. 3 - Abwicklung des Schnittes nach HI-III m Fig. 2;Flg. 1 - schematic representation of part of the impeller the turbo machine according to the invention; Flg. 2 - section according to ΪΙ-ΙΙ in Fig. 1; Flg. 3 - Processing of the section according to HI-III m Fig. 2;

Flg· 4 - Variante der Schaufel des unteren Stocks des Laufrades gemäß der Erfindung;Flg · 4 - variant of the blade of the lower stick of the impeller according to the invention;

Flg. 5 - Abwicklung des Schnittes nach V-V m Flg· 4;Flg. 5 - Processing of the cut according to V-V m Flg · 4;

Flg· 6 - Variante der Schaufel des unteren Stocks des Laufrades gemäß der Erfindung;Flg · 6 - variant of the blade of the lower stick of the impeller according to the invention;

Flg. 7 - Abwicklung des Schnittes nach VII-VII in Flg. 6;Flg. 7 - Processing of the section according to VII-VII in Flg. 6;

Flg. 8 - Variante der Schaufel des unteren Stocks des Laufrades gemäß der Erfindung;Flg. 8 - variant of the shovel of the lower stick of the impeller according to the invention;

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S¹Ig· y - Abwicklung das Schnittes nach IX-IX in Jig. 8;S ¹ Ig · y - processing of the section after IX-IX in jig. 8th;

Π-. 10 - Variante der Schaufel dds unteren Stocks dos Laufrades gemäß der Erfindung»Π-. 10 - variant of the shovel dds lower stocks dos impeller according to the invention »

S¹Ig. 11 - Abwicklung des Schnittes nach XI-XI in Piß. 10;S ¹ Ig. 11 - Processing of the cut according to XI-XI in Piß. 10;

Flg. 12 - Zweistockschaufol, in dar die Linie, die die Schwerpunkte eines Elementes des Profils der Schaufel des unteren Stocks verbindet, mit der Schwerpunktlinie der Profile der Schaufel des oberen Stocks zusammenfällt, gemäß der Erfindung; S¹Ig· 13 - Abwicklung des Schnittes nach XIII-XIII in Pig· 12;Flg. 12 - two-level blade, in which the line connecting the centers of gravity of an element of the profile of the blade of the lower stick coincides with the center of gravity line of the profiles of the blade of the upper stick, according to the invention; S ¹ Ig · 13 - processing of the section according to XIII-XIII in Pig · 12;

B¹Ig. 14 - Variante der relativen Anordnung dar Schaufeln des unteren und des oberen Stocks, gemäß der Erfindung; J¹Ig, 15 - Abwicklung des Schnittes nach XV-XV in Pig· 14;B ¹ Ig. 14 - variant of the relative arrangement of the blades of the lower and upper hive, according to the invention; J ¹ Ig, 15 - processing of the section according to XV-XV in Pig · 14;

Fig· 16 - Variante der relativen Anordnung der Schaufeln des unteren und des oberen Stocks, gemäß der Erfindung; Flg. 17 - Abwicklung des Schnittes nach XVII-ZVII in Flg. 16;Fig. 16 - variant of the relative arrangement of the blades the lower and upper floors, according to the invention; Flg. 17 - Processing of the section according to XVII-ZVII in Flg. 16;

Flg. 18 - Variante der Schaufel des unteren Stocks des Laufrades, gemäß der Erfindung;Flg. 18 - variant of the blade of the lower stick of the impeller, according to the invention;

Flg. 19 - Abwicklung des Querschnittes nach XIX-XjCX in Flg. 18«Flg. 19 - Processing of the cross-section according to XIX-XjCX in Flg. 18 «

Das Laufrad der. Strömungsmaschine gemäß der Erfindung enthält ein Scheibenrad 1 (Flg· 1), an dem Schaufeln 2 des unteren Stocks mit Scheidewänden 3 angebracht sind· An den letzteren sindThe impeller of the. Contains fluid flow machine according to the invention a disk wheel 1 (Flg · 1), on which blades 2 of the lower Stocks with partitions 3 are attached · To the latter are

Schaufeln 4 des oberen Stocks befestigt. Jede Schaufel 2 ist mit einer Schaufelwurzel 5 versehen, mit der sie am Scheibenrad 1 be·Shovels 4 attached to the upper floor. Each shovel 2 is with provided with a blade root 5, with which it is attached to the disk wheel 1

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ORIGINALORIGINAL

festigt wird·is consolidated

«Jade Schaufel 2 (5¹Ig· 2) des unteren Stocks besitzt in jedem«Jade shovel 2 (5 ¹ Ig · 2) of the lower stick possesses in each

Querschnitt, dar zur Achse der Schaufel 2 senkrecht ist, ein Profil, da3 mindestens aus zwei Elementen 6 und 7 (l^?ig· 3) besteht, die m einem Abstand voneinander angeordnet sind, der d8r Größe des Schaufelkanals gleich ist* Hierbei 1st jede Scheidewand 3 mindestens an zwei Elementen 6 und 7 des Profils befestigt, wodurch eine rahmenartige ,,steife Konstruktion gebildet wird, die aus einem System: die Scheidewand 3 - Elemente .6 und 7 des Profils - Schaufel» wurzel 5 Qi¹IS· 2) besteht.Cross-section, represents the axis of the blade 2 is vertical, a profile da3 of at least two elements 6 and 7 ^(l? Ig x 3), which meters a distance spaced from each other, the d8r size of the blade channel is equal to * These 1st each Partition 3 attached to at least two elements 6 and 7 of the profile, whereby a frame-like, rigid construction is formed, which consists of a system: partition 3 - elements 6 and 7 of the profile - blade »root 5 Qi ¹ IS · 2) consists.

Die Erhöhung der Steifigkeit der Schaufeln 2 des unteren Stocks verbessert die Fähigkeit -ihrer Querschnitte j Biegemomente von den Kräften des Dampfstromes aufzunehmen, die auf die Schaufeln des oberen 4 und des unteren Stocks 5 des Laufrades einwirken· Increasing the rigidity of the blades 2 of the lower Stocks improves the ability of their cross-sections j bending moments absorbed by the forces of the steam flow acting on the The blades of the upper 4 and lower 5 of the impeller act

Dadurch wird es möglich, die Krümmung der Mittellinie b-b der aerodynamischen Profile zu verringern, d.h. die Winkel Rj der Querschnittsprofile der Schaufeln des Laufrades am Eintritt des Dampfstroms und /3^ ^dar Querschnittsprofile der Schaufeln des ^aufrades am Austritt des Dampfrades aus demselben zu vergrößern· Die Vergrößerung der Winkel β . und ß_n bringt eine Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln 2 des unteren Stocks mit sich·This makes it possible to the curvature of the center line bb to reduce the aerodynamic profile, the angle Rj ie the cross-sectional profiles of the blades of the impeller at the inlet of the steam flow and / 3 ^ ^are cross-sectional profiles of the blades of the ^ aufrades at the outlet of the steam wheel of the same zoom · The enlargement of the angle β. and ß _n brings about a reduction in the heat gradient at the blades 2 of the lower stick

Die Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln 2 des unteren Stocks vermindert das wärmegefalle an den Schaufeln 4 des oberen Stocks. 509827/0291The reduction in the heat gradient on the blades 2 of the The lower floor reduces the drop in heat on the blades 4 of the upper floor. 509827/0291

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Die Verringerung des Wänuegefalles an den Schaufeln 4- desThe reduction in the swell on the blades 4- des

oberen Stocks, führt dazu, daß das Verhältnis der UmEangsgescb» mdlgkelt U des Laufrades zur Geschwindigkeit C_Q, die dem Warmegefälle äquivalent ist, also das Verhältnis .., U , sichupper floor, leads to the fact that the ratio of the UmEangsgescb »mdlgkelt U of the impeller to the speed C _Q , which is equivalent to the heat gradient, thus the ratio ..., U , itself

dem optimalen nähert und folglich der Vektor der Austrittsgeschwindigkeit der Turbine sich der axialen Eichtung nähert* Infolgedessen werden die Saergleverluste mit der Austrittsgeschwindigkeit geringer, und der Wirkungsgrad der Turbine nimmt hiermitapproaches the optimal and consequently the vector of the exit velocity the turbine approaches the axial direction * As a result the Saergle losses increase with the exit velocity lower, and the efficiency of the turbine thereby decreases

Eine weitere Folge der Verringerung des Wärmegefälles an den Schaufeln 4 des oberen Stocks ist, daß die Mach-Zahlen an den Schaufeln des Leitapparates (lh Fig· nlwht abgebildet) und denAnother consequence of the reduction in the heat gradient on the Shovels 4 of the upper floor is that the Mach numbers on the Vanes of the diffuser (lh Fig · nlwht shown) and the

Schaufeln 4 des Laufrades geringer werden· Dies führt zur Verminderung der Energieverluste an den erwähnten Schaufeln, beispielsweise dank Verdichtungsstoßen und Verdünnungswellen, was eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbine bewirkt»Blades 4 of the impeller become smaller · This leads to a reduction the energy losses at the mentioned blades, for example thanks to shock waves and thinning waves, what a Increases the efficiency of the turbine »

Die Verminderung der Energieverluste an den ScIb ufeln 4 des oberen Stocks des Laufrades gestattet es, die Scheidewand-Platte 3 auf einen kleineren Durchmesser zu verschieben· Dies vergrößert die Läng⁹ der Schaufeln 4· des oberen Stocks des Laufrades, wodurch der Dampf verbrauch und dae'Turbinenleistung erhöht werden· Hierbei sind die Elemente 6 und 7 des QuerschnittsprofilsThe reduction of the energy losses at the blades 4 of the upper stick of the impeller allows the partition plate 3 to be displaced to a smaller diameter.This increases the length ^{9 of} the blades 4 of the upper stick of the impeller, whereby the steam is consumed and dae 'Turbine output can be increased · Here are elements 6 and 7 of the cross-sectional profile

der Schaufel 2 des unteren Stocks des Laufrades, wie es aujö Fig» 3 ersichtlich ist, in bezug auf die Richtung .des Geschwindlgkelts-the blade 2 of the lower stick of the impeller, as shown in fig » 3 can be seen, in relation to the direction of the speed

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Vektors W des DampfStroms in Reihe mit den Elementen 8 und 9 des Querschnittsprofils der Nachbarsehäufein 2 derart angeordnet, daß ale aerodynamische Profile bilden, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, wölcher der Größe des Schaufelkanals 10 gleich ist.Vector W of the steam flow in series with elements 8 and 9 of the cross-sectional profile of the neighboring shells 2 arranged in such a way that all form aerodynamic profiles at a distance from one another are arranged, whichever is the size of the blade channel 10 is the same.

Diese konstruktive Lösung gestattet es, die -^r ofllverlusteThis constructive solution allows the - ^ r ofllverluste

minimal zu halten und folglich einen hohen Wirkungsgrad der Türbine aufrechtzuerhalten, der für moderne Profile der Turbinenschaufeln kennzeichnend ist»to keep it to a minimum and consequently a high degree of efficiency of the door hinge which is characteristic of modern turbine blade profiles »

Der Schaufelkanal 10 besitzt ein Konfusor-Diffusor-Profil längs der Richtung des Geschwindigkeitsvektors W des Dampfstroms, d«h· die Fläche a des Schaufelkanals am Dampfeintritt größer alsThe blade channel 10 has a confuser-diffuser profile along the direction of the velocity vector W of the steam flow, d «h · the area a of the blade channel at the steam inlet is greater than

die Fläche a . im Innern des Kanals 10 ist, und die letztere ist kleiner als die Flache a am Dampfaustritt·the area a. is inside the channel 10, and the latter is smaller than the area a at the steam outlet

Im Konfusorabschnltt des Schaufelkanals 10 erfolgt die Beschleunigung des Dampfstroms bis auf eine Geschwindigkeit, die zum Durchtritt der erforderlichen Dampfdurcheaismenge erforderlich ist· Im Diffusorabschnitt wird ein Teil der kinetischen Energie in die potentielle Energie umgesetzt· Dies gestattet, das wärmegefälle an den Schaufeln 2 des unteren Stocks des Laufrades zu verringern und folglich Wirkungsgrad und Leistung der Turbine zu erhöhen.The acceleration takes place in the confuser section of the blade channel 10 of the steam flow up to a speed that is suitable for Passage of the required amount of steam is required is · In the diffuser section is part of the kinetic energy converted into potential energy · This allows the heat gradient on the blades 2 of the lower stick of the impeller and consequently the efficiency and power of the turbine increase raise.

In einer Ausführungsvailante einer Schaufel 11 (Flg. 4) des unteren Stocks besteht m jedem Querschnitt, der zur Achse derIn one embodiment of a blade 11 (Flg. 4) of the The lower floor consists of every cross-section that goes to the axis of the

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Schaufel 11 senkrecht ist, das Querschnittsprofil aus drei Elementen 12, 13 und 14 (Pig· 5)» die an ihrer Scheidewand 14 (Flg, 4) befestigt sind·Blade 11 is vertical, the cross-sectional profile of three elements 12, 13 and 14 (Pig · 5) »those on their septum 14 (Flg, 4) are attached

In einer AusfuhrungsVariante einer Schaufel 16 (I¹Ig. 6) des unteren Stocks besteht m jedem Querschnitt, der zur Achse der Schaufel 16 sankrecht ist, das Querschnittsprofil aus drei Elementen 17, 18 und 19 (Pig· 7)> von denen nur die Elemente 17 und 18 an einer Scheidewand 20 (Flg. 6) befestigt sind·In an embodiment variant of a blade 16 (I ¹ Ig. 6) of the lower stick, the cross-sectional profile of three elements 17, 18 and 19 (Pig 7)> of which only the Elements 17 and 18 are attached to a partition 20 (Fig. 6) ·

In einer AusfUhrungsVariante einer Schaufel 21 (Hg. 8) 1st ein Element 22 (Flg. 9) des Profils des Querschnitts IX-IX, der zur Achse der Schaufel 21 (Fig. 8) senkrecht ist, gegenüber einem Element 25 (Flg. 9) das Profils der Nachbarschaufel in Richtung des Vektors der Umfangsgeschwindigkeit U des Laufrades versetzt, und ein Element 24 des Profils ist gegenüber einem Elementes 25In a A a blade usfUhrungsVariante 21 (ed. 8) 1st an element 22 (Flg. 9) of the profile of the cross section IX-IX, of the axis of the blade 21 (Fig. 8) is perpendicular, with respect to a member 25 (Flg. 9) the profile of the neighboring blade is offset in the direction of the vector of the circumferential speed U of the impeller, and an element 24 of the profile is opposite an element 25

der Nachbarschaufel in der Richtung versetzt, die dem Vektor der Umfangsgeschwindigkeit U -tntgegengesetzt ist. Das Element 22 des Profils bildet zusammen mit dem Element 25 der Nachbarschaufel einen Schaufelkanal 26 mit einem Konfusorprofil längs der Richtung des Vektors der Geschwindigkeit W. Das Element 24 des Profils bildet zusammen mit dem Element 2p des Profils der Nachbarschaufel einen Schaufelkanal 27 mit einem Diffusorprofil. Im Konfusorkanal 26 findet die beschleunigung des Dampfstromes statt, und im Diffusorkaaal 27 wird ein Teil der kinetischen Energie des Dampfstrome in die potentielle Energie umgesetzt, was das Warmegefälleoffset of the neighboring blade in the direction that corresponds to the vector of Peripheral speed U -t is opposite. The element 22 of the profile forms together with the element 25 of the neighboring blade a vane channel 26 having a confuser profile along the direction of the vector of the velocity W. Element 24 of the profile forms together with element 2p of the profile of the neighboring blade a blade channel 27 with a diffuser profile. In the confuser channel 26 the steam flow is accelerated, and in Diffusorkaaal 27 becomes part of the kinetic energy of the steam flow converted into potential energy, which is the heat gradient

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^ßADßAD

am unteren Stock verringert und somit den Wirkungsgrad der Turbine erhöht.on the lower floor and thus the efficiency of the turbine elevated.

In einer anderen Ausführungsvariante einer Schaufel 29 (Flg· 10) ist ein Element 30 (Flg. 11) des Profils des Querschnitts XI-XI der Schaufel 29 (Flg. 10) gegenüber einem Element 31. (Fig. 11) des Profils der Nachbarschaufel in der Richtung versetzt, die dem Vektor der axialen Komponente der Dampfgeschwindigkeit V/^ entgegengesetzt ist, während ein Element 32 des Profils gegenüber einem Element 33 des Profils der Wachbarschaufel in Sichtung der axialen Komponente des Vektors der Dampfgeschwindlgkelt W-g versetzt ist»In another embodiment of a blade 29 (Flg 10) is an element 30 (Fig. 11) of the profile of the cross-section XI-XI of the blade 29 (wing 10) opposite an element 31. (Fig. 11) of the profile of the neighboring blade offset in the direction that the Vector of the axial component of the vapor velocity V / ^ opposite is, while an element 32 of the profile opposite an element 33 of the profile of the watchable shovel in sight of the axial component of the vapor velocity vector W-g is"

Die Versetzung der Elemente 22 und 24 (Fig. 9) des Profils der Schaufel 21 (Flg. 8) des unteren Stocks gegenüber den Elementen 23 und 25 (Flg. 9) der Profile der Hachbarschaufeln 21 sowie der Elemente 30 und 32 (Flg. 11) der Schaufel 29 (Flg. 10) der unteren Etage gegenüber den Elementen 31 unä 33 (Flg. 11) des Profils der Nachbarschaufeln 29 erlaubt es, den Abstand zwischen den Elementen 22 und 24 (Flg. 9) und den Elementen 30 und 32 (Flg. 11) zu verändern, was zur Änderung des Trägheitsmomentes des Profils der Schaufel 21 (Flg. 8) und des Profils der Schaufel 29 (Fig. 10) führt. Infolgedessen wird die Fähigkeit der Schaufeln 21 (Flg. 8)The displacement of the elements 22 and 24 (Fig. 9) of the profile of the shovel 21 (Fig. 8) of the lower stick opposite the elements 23 and 25 (wing 9) of the profiles of the neighboring shovels 21 and of the elements 30 and 32 (wing 11) of the shovel 29 (wing 10) of the lower tier opposite the elements 31 and 33 (wing 11) of the profile the neighboring blades 29 allows the distance between the elements 22 and 24 (Flg. 9) and the elements 30 and 32 (Flg. 11) to change, which changes the moment of inertia of the profile the blade 21 (wing 8) and the profile of the blade 29 (Fig. 10) leads. As a result, the ability of the blades 21 (Fig. 8)

und 29 (Flg. 10) des unteren Stocks verbessert _f Biegekräfte vom Dampfstrom aufzunehmen, die auf die Schaufeln 28 ( Flg. 8) und (Flg· 10) des oberen Stocks sowie auf die Schaufeln 21 (Flg. 8)and 29 (Flg. 10) of the lower floor improved _{f to} absorb bending forces from the steam flow, which on the blades 28 (Flg. 8) and (Flg · 10) of the upper floor as well as on the blades 21 (Flg. 8)

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und 29 (ffig. 10) einwirken.and 29 (ffig. 10) act.

Xn etna ι AusfShEvmgavaE laute ilßflE Schaufel 35 (Elg· des unteren Stocks fällt,dlo Linlo, die die Schwerpunkte beispielsweise eines Elementes 36 (Flg. 13) des Profils der Schaufel 35 des unteren Stocks verbindet, mit der Schwerpunktllnle der Profile 37 einer Schaufel 38 (Flg. 12) des oberen Stocks zusammen· In diesem Fall greift die Fliehkraft der Schaufel 38 des oberen Stocks hauptsächlich am Element 36 (Flg. 13) des· Profils der Schaufel 35 des unteren Stocks an. Ein anderes Element 39 der Schaufel 35 des unteren Stocks nimmt über eine Scheidewand 40 (Fig. 12) das Biegemoment von den Kräften auf, die auf die Schaufel 34 des oberen Stocks und .das Element 36 (Fig. 13) der Schaufel des unteren Stocks vom Dampfstrom ausgeübt werden«Xn etna ι AusfShEvmgavaE loud ilßflE Schaufel 35 (Elg · the lower floor falls, dlo Linlo, which is the focus for example an element 36 (Fig. 13) of the profile of the blade 35 of the lower stick connects, with the center of gravity of the Profiles 37 of a shovel 38 (wing 12) of the upper floor together · In this case, the centrifugal force of the blade 38 engages upper floor mainly on element 36 (wing 13) of the profile the shovel 35 of the lower stick. Another element 39 the shovel 35 of the lower floor takes over a septum 40 (Fig. 12) the bending moment from the forces acting on the Shovel 34 of the upper floor and .the element 36 (Fig. 13) of the Shovel of the lower stick to be exercised by the stream of steam "

In einer weiteren Ausführungsvariante einer Schaufel 41 (Flg. 14) des unteren Stocks fällt die Linie, die die Schwerpunkte beispielsweise eines Systems von zwei Elementen 42 und 43 (Flg. 15) des Profils der Schaufel 41 des unteren Stocks verbindet, mitIn a further embodiment variant of a shovel 41 (wing 14) of the lower stick, the line that has the focal points falls for example a system of two elements 42 and 43 (Flg. 15) of the profile of the blade 41 of the lower stick connects with

der Schwerpunktlinie der Profile 37 der Schaufel 38 (Flg. 14) des oberen Stocks zusammen. Die Fliehkraft der Schaufel 38 der oberen Etage wird zwischen Elementen 42 und 43 (Flg. 15) des Profilsthe center of gravity of the profiles 37 of the blade 38 (Flg. 14) of the upper floor together. The centrifugal force of the blade 38 of the upper tier is between elements 42 and 43 (wing 15) of the profile

der Schaufel 41 des unteren Stocks verteilt sein· Infolgedessen wird jedes der erwähnten Elemente mit etwa gleicher Querschnittsfläche ausgeführt, was erhöhte Steifigkeit der Schaufeln 41 des unteren Stocks des Laufrades gewährleistet.of the shovel 41 of the lower stick may be distributed · As a result each of the mentioned elements is designed with approximately the same cross-sectional area, which increases the rigidity of the blades 41 of the lower stock of the impeller guaranteed.

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In einer weiteren AusfuhrungsvarXante der Schaufel 44 (Flg.In a further embodiment of the blade 44 (Flg.

16) des unteren Stocks ist dia Linie, die die Schwerpunkte belspeiLlswelse eines Systems von zwei Elementen 4-5 und 46 (E¹Ig. 17) des Profils der Schaufel 44 des unteren Stocks verbindet, gegenüber der Schwerpunkt linie der Profile 37 der Schaufel 38 (Hg. 16) des oberen Stocks um die Größe S (Fig. 17) versetzt· Ih diesem Fall ist das Biegemoment von der Fliehkraft der ^chaufel 38 (Flg. 16), das dem Produkt aus der Fliehkraft F der Schaufel 38 mal der Größe ο gleich ist, entgegengesetzt dem BiegemomeJit von der Kraft des DampfStroms gerichtet, der auf die Schaufel 44 einwirkt· Infolgedessen sind die Elemente 45 und 46 (Fig.16) of the lower stick is the line connecting the centers of gravity of a system of two elements 4-5 and 46 (E ¹ Ig. 17) of the profile of the blade 44 of the lower stick, opposite the center of gravity of the profiles 37 of the blade 38 (Hg. 16) of the upper stick offset by the size S (Fig. 17) In this case the bending moment of the centrifugal force of the blade 38 (wing 16) is the product of the centrifugal force F of the blade 38 times the Size ο is the same, opposite to the bending momenJit of the force of the steam flow acting on the blade 44 As a result, the elements 45 and 46 (Fig.

17) des Profils der Schaufel 44 des unteren Stocks von Biogekräften entlastet·17) the profile of the blade 44 of the lower stick of bio-powers relieved

In einer weiteren Ausführungsvariante einer Schaufel 47 (3?ig. 18) das unteren Stocks ist beispielsweise ein Element 48 (Fig. 19) des Schaufelprofils mit einer Schaufelwurzel 49 (Flg. 18) versehen. Dies gestattet, das erwähnte Element 48 (Flg. 19) unabhängig von anderen Elementen 50 und 51 anzubringen, die mit der Schaufelwurzel 5 (Flg. 18) versehen sind· Hierbei ist zweckmäßigerweise mit der Schaufe!wurzel 49 (Flg. 18) Jenes Element desIn a further variant embodiment of a blade 47 (3-way. 18) the lower stick, for example, an element 48 (FIG. 19) of the blade profile is provided with a blade root 49 (blade 18). This allows the mentioned element 48 (Fig. 19) to be attached independently of other elements 50 and 51 which are provided with the blade root 5 (Fig. 18). This element is expediently provided with the blade root 49 (Fig. 18) of

Profils der Schaufel 47 des unteren Stocks versehen, das dieProfile of the blade 47 of the lower stick provided that the

größte Krümmung der Mittellinie besitzt. Dies erleichtert^umechanische Bearbeitung des Elementes des Schaufelprofils und senkt den Arbaltsaufwand bei der Herstellung des Laufrades,has the greatest curvature of the center line. This facilitates ^and mechanical processing of the element of the blade profile and reduces the Arbaltsaufwand in the preparation of the impeller,

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Claims

- 25 -PATENTANSPRÜCHE - 25 - PATENT CLAIMS

1. Laufrad einer Strömungsmaschine, das ein Scheibenrad mit an ihm angebrachten Schaufein des unteren Stocks mit Scheide»* wanden enthalt, an denen Schaufeln des oberen Stocks befestigt sind, dadurch gekennzeichnet ,daß jede Schaufel (2) des unteren Stocks mindestens aus zwei Teilen besteht, derart, daß im Querschnitt, der zur Achse der Schaufel (2) senkrecht ist, sie ein Profil besitzt, das zumindest aus zwei Elementen (6, 7) besteht, die voneinander in einem Abstand angeordnet sind, welcher der Größe des Schaufelkanals gleich ist, wobei mindestens zwei Elemente (6, 7) des Profils an ihrer Scheidewand O) befestigt sind·1. Impeller of a turbomachine that has a disc wheel attached to it the shovel of the lower stick with scabbard »* Contains walls to which blades of the upper floor are attached, characterized in that each The shovel (2) of the lower stick consists of at least two parts, such that in cross section that corresponds to the axis of the blade (2) is vertical, it has a profile that at least consists of two elements (6, 7) which are spaced apart from each other are arranged, which is equal to the size of the blade channel, at least two elements (6, 7) of the profile at their partition wall O) are attached

2, Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Elemente (6, 7) des Profils jeder Schaufel (2) des unteren Stocks in bezug auf die Richtung des Vektors der Geschwindigkeit (W) des Arbeitsmittels in Reihe mit den Elementen (8, 9) der Nachbarschaufeln (2) des unteren Stocks derart angeordnet sind, daß sie aerodynamische Profile bilden· 2. Impeller according to claim 1, characterized in that the elements (6, 7) of the profile of each blade (2) of the lower stick with respect to the direction of the vector of the speed (W) of the working medium are in series with the elements (8, 9) of the neighboring blades (2) of the lower stick are arranged in such a way that they form aerodynamic profiles

3· Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Elemente (22, 24) des Profils jeder Schau-' fei (21) des unteren Stocks gegenüber den Elementen (23, 25) der Profile der Nachbarschaufeln (21) des unteren Stocks in der £liei3e des Vektors der Umfangsgeschwindigkeit (U) des Lauf Bades ver-3 · impeller according to claim 1, characterized that elements (22, 24) of the profile of each show 'fei (21) of the lower floor opposite the elements (23, 25) the profiles of the neighboring blades (21) of the lower stick in the £ liei3e of the vector of the circumferential speed (U) of the running bath

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setzt sind«sets are "

4, Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß Elemente (30, 32) o'eder Schaufel (29) des unteren Stocks gegenüber dan Elementen (31» 33) der Profile der Nachbarschaufein (29). des unteren Stocks in dor Ebene der axialen Komponente des Vektors der Geschwindigkeit (W^, ) des Arbeitsmittels versetzt sind·4, impeller according to claim 1, characterized that elements (30, 32) or the blade (29) of the lower floor opposite the elements (31 »33) of the profiles of the Neighboring shop (29). of the lower floor in the plane of the axial Component of the vector of the speed (W ^,) of the working medium are offset

5* Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Schaufelkanäle (10) ein Konfusor-Diffusor-Profil längs dar Sichtung des Vektors der Geschwindigkeit (W) des Arbeltsmittels haben» 5 * impeller according to claim 1, characterized in that the blade channels (10) have a confuser-diffuser profile along the sighting of the vector of the velocity (W) of the working medium »

6. Laufrad nach Ansprüchen 1-4, dadurch ' . g e kennze lehne t ,daß die Linie, die die Schwerpunkte mindestens eines Elementes (36) des Profils der Schaufel (35) des unteren Stocks verbindet, mit dar Schwerpunktlinie der Profile der Schaufel (38) des oberen Stocks zusammenfällt,6. Impeller according to claims 1-4, thereby '. g e mark lean t that line that is the focal point at least an element (36) of the profile of the blade (35) of the connects the lower floor, with the center of gravity of the profiles of the Top stick blade (38) collapses,

7· Laufrad nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet ,daß die Linie, die die Schwerpunkte mindestens eines Elementes (45, 46) des Profils der Schaufel (44) des unteren Stocks verbindet, gegenüber der Schwerpunktlinie der Profile der Schaufel (38) des oberen Stocks derart versetzt ist, daß das Biegemoment der Fliehkraft der Schaufel (38) des oberen Stocks entgegengesetzt dem Biegemoment gerichtet ist, das auf die Schaufel (38) des oberen Stocks vom Strom des Arbeltsmittels ausgeübt wird·7 · impeller according to claims 1-4, characterized that the line that is the focal point at least an element (45, 46) of the profile of the blade (44) of the connects the lower floor, opposite the center of gravity of the profiles the blade (38) of the upper floor is offset in such a way that the bending moment of the centrifugal force of the blade (38) of the upper floor is directed opposite to the bending moment acting on the blade (38) of the upper floor exercised by the flow of labor will·

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8· Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn· ze lehnet ,daß mindestens eines der Elemente ( Λ8) des Profils der Schaufel (4-7) des unteren Stocks mit einer Schauf el-τι ur ze 1 (49) versehen ist«8 · Impeller according to claim 1, characterized · ze rejects that at least one of the elements (Λ8) of the Profile of the shovel (4-7) of the lower stick with a shovel el-τι ur ze 1 (49) is provided «

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