CH205625A - Strömungskanal für Lauf- oder Leiträder von Dampf- bezw. Gasturbinen. - Google Patents

Description

  Strömungskanal. für Lauf- oder Zeiträder von Dampf-     bezw.    Gasturbinen.    Bekanntlich treten beim Durchströmen des  Treibmittels durch die     Leit-    oder Laufkanäle  von Dampf-     bezw.    Gasturbinen Ablösungs  erscheinungen des     Treibmittelstrahls    an der  Schaufelrückwand ein, die durch die Rich  tungsänderung des     Treibmittelstrahls    hervor  gerufen werden. Die Grösse des Ablösungs  gebietes ist hierbei abhängig von der Grösse  der Krümmung, von der Dampfgeschwindig  keit und von der Dichte des Dampfes.  



  Die Hauptströmung des     Treibmittelstrahls     erfährt nun durch dieses Wirbelgebiet eine       Querschnittseinschränkung,    so dass die Ge  schwindigkeit des Strahls an dieser Stelle  unter gleichzeitiger Druckminderung höhere  Werte annimmt als die dem Kanalquerschnitt  und dem zur Verfügung stehenden Wärme  gefälle entsprechen.

   Wird die einschnürende  Wirkung der     Strahlablösung    auf den Quer  schnitt des Hauptstrahls bei der Formgebung  der Schaufel nicht berücksichtigt, so ergibt  sich bei der Verwendung von Schaufeln üb-         licher    Form der Nachteil, dass in den der       Einschnürung    folgenden Stellen des Führungs  kanals eine unbestimmte Erweiterung entsteht,  weil sich gewissermassen eine erweiterte Düse  mit flüssiger Wandung bildet, deren eine Be  grenzungswand das Wirbelgebiet selbst ist.  



  Um nun die schädlichen Folgen der Ab  lösungserscheinungen des     Treibmittelstrahls     in den Lauf- oder Leitkanälen von     Dampf-          bezw.    Gasturbinen, wie Auftreten von     Wirbel-          und    Unterdruckgebieten und Verdichtungs  stössen, möglichst zu verringern, ist gemäss der  Erfindung der durch Schaufeln begrenzte  Strömungskanal so geformt, dass der Bildung  von Wirbel- und Unterdruckgebieten begegnet  wird und hinter der durch die     Strahlablösung     hervorgerufenen     Einschnürung    eine geregelte  Führung des     Treibmittelstrahls    gewährleistet  ist.  



  Zu diesem Zwecke kann z.. B. die Schaufel  form nach dem Austritt zu dem     durch    die       Strahlablösung    herbeigeführten wirklichen           Strahlquerschnitt    angepasst werden, indem  durch Vorspringen der Rückwand einer der  Grösse des Wirbelgebietes entsprechende all  mähliche oder scharfkantige Verengung des  Kanalquerschnitts vorgenommen wird. Die  unerwünschte     Querschnittserweiterung    des  Strahls hinter seinem wirklichen engsten Quer  schnitt wird dadurch unterbunden und somit  auch das Auftreten einer     Diffusorwirkung    ver  mieden.

   Die     Strahlgeschwindigkeit    kann     dem-          nachnicht    mehr über derjenigen Wertwachsen,  der dem im Schaufelkranz verarbeiteten  Wärmegefälle entspricht. Eine     Strahlablen-          kung,    durch die der     Querschnitt    des     Trteib-          mittelstrahls    vergrössert und eine schädliche  Erweiterung herbeigeführt wird,     lässtsich    nebst  der damit verbundenen     Druckumsetzung    eben  falls vermeiden, da sich der Strahl erfahrungs  gemäss an die Rückenfläche des Schaufel  austrittsschenkels anlegt.

   Dem Auftreten von  Überschallgeschwindigkeit hinter der Strahl  einschnürung und der damit verbundenen  Verdichtungsstösse wird dadurch wirksam be  gegnet.  



  Die erwähnten nachteiligen Wirkungen  der durch     Strahlablösung    hervorgerufenen       Strahleinschnürung    treten in besonders star  kem Masse bei Turbinen mit hohem Anfangs  druck auf, weil dort die     Trägheitskräfte    wie  allgemein bei hohen     Reyuold'schen    Zahlen die  Zähigkeitskräfte weit übersteigen     nrrd    daher  das Auftreten von Ablösungserscheinungen  begünstigen.  



  Die durch Richtungsänderungen des Treib  mittelstrahls hervorgerufenen Ablösungser  scheinungen lassen sich ferner stark ein  schränken, wenn an der Schaufelrückseite vor  der Ablösungsstelle ein in den Führungskanal  hineinragender Vorsprung vorgesehen ist, der  Wirbel erzeugen soll, um der Grenzschicht  des Treibmittels neue Energie zuzuführen  und sie dadurch an einem Ablösen von der  Schaufelrückseite zu hindern.

   Ein weiteres  Mittel, um die Ablösung des     Treibmittelstrahls     in den Führungskanälen und das Auftreten  von     Wirbelungs-    und Unterdruckgebieten hin  ter den Stellen der Richtungsänderung zu mil  dern, besteht darin, dass in den Schaufeln    Durchbohrungen,     bezw.    Schlitze vorgesehen  sind, die diese Gebiete zwecks Druckausgleichs  mit Führungsstellen höbet-en Druckes des glei  chen Schaufelkanals verbinden.  



  Die     Zeichnung    zeigt ein Ausführungsbei  spiel der     Erfindung.    Es bezeichnen     cs        Leit-          bezw.    Laufschaufeln einer Dampf- oder Gas  turbine, die einen Führungskanal b zwischen  sich einschliessen. Die     Schaufelrückenseite     springt an der Stelle c hinter dem Ablösungs  gebiet des durch den Kanal hindurchtretenden  Dampfstrahls nach dein Führungskanal b zu  vor und bildet dadurch eine allmähliche oder  scharfkantige Verengung des Kanalquerschnit  tes.

   Vor der Ablösungsstelle des durchtreten  den     Treibmittelstralrls    ist an der Schaufel  rückenseite ein in den Führungskanal b hinein  ragender Vorsprung d vorgesehen, um durch  Wirbelbildung der Grenzschicht des Treib  mittels erneute Energie zuzuführen und da  durch dessen Ablösung von der Schaufel  rückenseite zu mildern. Des weitern sind  Durchbohrungen e     bezw.    Schlitze vorgesehen,  die die durch Richtungsänderung des Treib  mittelstrahls     hervor-geruferren    Unterdruck- und  Wirbelgebiete des Führungskanals zwecks  Druckausgleichs mit Stellen höheren Druckes  i des gleichen Kanals verbinden.

   Der Strahl  wird dann an der Stelle i an die Rückwand  der Schaufel     herangesaugt,    so dass er zum  Anliegen gezwungen wird und dann die Ab  lösung des Strahls erst später einsetzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Strömungskanal für Lauf- oder Leiträder von Gas- bezw. Dampfturbinen, dadurch ge kennzeichnet, dass der durch Schaufeln be grenzte Strömungskanal so geformt ist, dass der Bildung von Wirbel- und TJnterdrucks- gebieten begegnet wird und hinter der durch die Strahlablösung hervorgerufenen Einschnü- rung eine geregelte Führung des Treibmittel strahls gewährleistet ist. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Strömungskanal nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass dessen Quer schnittsform hinterderdurchWirbelbildung des sich von der Schaufelrückwand bei Richtungsänderung ablösenden Strahls her vorgerufenen Strahleinschnürung dem durch diese bedingten Strahlverlauf dadurch an gepasst ist, dass die Schaufelrückwand am Austrittsende nach dem Führungskanal zu vorspringt. 2. Strömungskanal nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die den Kanal bildenden Schaufeln an ihrer Rückseite vor den Wirbelgebieten mit einem in den Führungskanal hineinragenden Vorsprung versehen sind. 3.

   Strömungskanal nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in den Schaufeln Durchbrechungen vorgesehen sind, welche die durch das Beharrungsvermögen des Treibmittelstrahls entstehenden Wirbel- und Unterdruckgebiete mit Führungsstellen höheren Druckes des gleichen Schaufel kanals verbinden.