DE553284C - Gegenlaufschaufelung fuer Dampf- oder Gasturbinen - Google Patents

Description

Bei den bisher ausgeführten Gegenlaufturbinen ist die Verwendung gleicher Schaufelquerschnitte für benachbarte Schaufelkränze vorgesehen. Dabei entsteht etwa gleiche Verteilung des verfügbaren Wärmegefälles auf die benachbarten Schaufelreihen, deren mittlere Umfangsgeschwindigkeiten wenig voneinander abweichen und damit zusammenhängend auch gleiche Umfangsleistung dieser Schaufelkränze.

Um einen vorhandenen Raum, in axialer Richtung gemessen bei axialbeaufschlagter Gegenlaufschaufelung, in radialer Richtung gemessen bei radialbeaufschlagter Gegenlaufschaufelung, zur Umsetzung möglichst großer Gefälle auszunutzen, besteht die Erfindung darin, daß von je zwei in der Strömungsrichtung des Dampfes aufeinanderfolgenden Schaufelkränzen, die zusammen eine

ao Gruppe bilden sollen, in dem ersten Kranz das dieser Stufe zugeteilte Wärmegefälle völlig oder zum größten Teil in Geschwindigkeit umgesetzt wird, während der zweite Kranz nur den etwa verbliebenen geringen Teil des Gefälles verarbeitet.

Es werden also verschiedene Schaufelquerschnitte für zwei unmittelbar benachbarte Schaufelkränze verwendet. Im Grenzfall wird der vorgeschaltete Schaufelkranz der aus zwei benachbarten Kränzen bestehenden Gruppen das ganze Wärmegefälle der betreffenden Gruppe in kinetische Energie überführen, während der zweite Kranz der Gruppe an der Überführung potentieller in kinetische Energie nicht teilnimmt.

Dieser Strömungsverlauf ist für den Sonderfall des senkrechten Austritts bei reibungsfreier Strömung in Abb. 1 dargestellt. Es ist dabei eine mittlere Stufengruppe angenommen, der der Dampf mit der gleichen Austrittsgeschwindigkeit zuströmt, mit der er sie verläßt.

In Abb. 2 ist zum Vergleich die bisher übliche Gefälleaufteilung zugrunde gelegt, die die Umwandlung des gleichen Wärmegefälles in den benachbarten Schaufelkränzen vorsieht.

Die Umfangsgeschwindigkeit der benachbarten Schaufelkränze ist gleich groß angenommen, was für axialbeaufschlagte Gegenlaufschaufelung besser zutrifft als für radialbeaufschlagte. Aus den in die Abbildung aufgenommenen Gleichungen ist zu entnehmen, daß in dem in Abb. 1 dargestellten Sonderfall der verlustlosen Strömung mit senkrechtem Austritt, bei dem nur der eine der beiden Schaufelkränze an der Überführung von der potentiellen in die kinetische Energie teilnimmt, von der aus zwei Schaufelkränzen bestehenden Gruppe das doppelte Wärmegefalle umgesetzt wird als in Abb. 2, bei der beide Schaufelkränze in gleicher Weise an dieser Umsetzung in kinetische Energie teilnehmen. Außerdem ergibt sich aus diesen Gleichungen, daß trotz dieser verschiedenen Gefällsverteilung die Verteilung der Um-

fangsleistung bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit beider Schaufelkränze die gleiche bleibt wie in der normalen bisher verwendeten Schaufelung nach Abb. 2. Man kann also durch verschiedene Verteilung des Gefälles auf benachbarte Schaufelkränze bei gegebener Umfangsgeschwindigkeit ein größeres Gefälle mit einer gegebenen Anzahl von Schaufelkränzen umsetzen als bei gleicher Verteilung des Gefälles, ohne daß dadurch die Umfangsleistung ungleich auf die benachbarten Kränze verteilt wird. ■

Die ungleiche Gefälleverteilung, die den Gegenstand der Erfindung bildet, kann also dazu verwendet werden, die Zahl der Schaufelringe bei gegebenem Wärmegefälle den bekannten Ausführungen gegenüber zu beschränken, den Axialschub des einen Läufers auf Kosten des anderen zu verringern und ao die Abdichtungsteile, die für die Schaufelkränze vorgesehen sind, auf die Hälfte der vorhandenen Schaufelringe zu beschränken.

Diese Vorteile werden erzielt, ohne daß die Leistungsverteilung auf die benachbarten »5 Kränze und damit auch die ungefähre Leistungsgleichheit der angetriebenen Maschinen oder Maschinenteile beseitigt wird.

Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine axialbeaufschlagte Gegenlaufschaufelung bei der die im äußeren Läufer α befestigten Laufkränze b als erste Kränze von Gruppen b, c verwendet sind. Die Schaufelquerschnitte für die beiden Reihen b, c sind wegen der Gefälleverteilung verschieden ausgeführt. Die Abdichtungsteile beschränken sich auf die Schaufelkränze b und liegen deshalb auf dem Innendurchmesser.

Im Ausführungsbeispiel ist ein in den Schaufelkopfring d eingestemmter Doppelringe vorgesehen. Seine Unterbringung im Schaufelkopfrihg ermöglicht die mehrteilige Ausführung, da die Fliehkraft nicht auf Loslösen der Verbindung zwischen Dichtungsteil, Kopfring, Schaufel und Gegenläufer hinwirkt. _

In Abb. 4 ist als erster Kranz b einer Gruppe von axialbeaufschlagten Gegenlaufkränzen b, c der am Innenläufer / befestigte verwendet. Die Abdichtung e erfolgt in diesem Fall auf den äußeren Durchmesser, Die Abdichtungsteile können unmittelbar in dem äußeren Schaufelträger untergebracht werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gegenlaufschaufelung für Dampf- oder Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß von je zwei in der Strömungsrichtung des Dampfes aufeinanderfolgenden Schaufelkränzen, die zusammen eine Gruppe bilden sollen, in dem ersten Kranz das dieser Stufe zugeteilte Wärmegefälle völlig oder zum größten Teil in Geschwindigkeit umgesetzt wird, während der Zweite Kranz nur den etwa verbliebenen geringen Teil des Gefälles verarbeitet.

2. Gegenlaufschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kranzreihe der Gruppen von geringer Schaufelhöhe mit besonderen Dichtungseinrichtungen versehen wird.

3. Gegenlaufschaufelung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei axialer Beaufschlagung der im äußeren Läufer sitzende Schaufelkranz als erster Kranz einer Gruppe verwendet wird, damit die Abdichtung auf kleinstem Durchmesser erfolgen kann.

4. Gegenlaufschaufelung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei axialer Beaufschlagung der im inneren Läufer sitzende Schaufelkranz als erster Kranz einer Gruppe verwendet wird, damit die AbdicMungsteile im äußeren Läufer untergebracht werden können, wo ihre Fliehkräfte nicht auf Loslösung wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen