Leitvorrichtung für mit einem gasförmigen Mittel betriebene Kreiselmaschinen. Die Erfindung betrifft eine Leitvorrich- tung für mit einem gasförmigen Mittel, zum Beispiel mit Verbrennungsgasen, mit Dampf oder mit Luft betriebene Kreiselmaschinen, welche sich aus aneinander gereihten Einzel stücken aufbaut, die düsenförmige, je von einer Schaufelhohl- und Rückenfläche, sowie zwei Seitenwänden begrenzte Kanäle bilden.
Zweck vorliegender Erfindung ist, durch 0<B>"</B> e ichzeitiges Herabdrücken der Leckver- luste und der Reibungs-, sowie übrigen Strö mungsverluste in derartigen Kanälen den Wirkungsgrad von Kreiselmaschinen der er wähnten Art zu erhöhen.
Zu diesem Behufe werden bei einer Leit- vorrichtung der hier in Betracht kommenden Art gemäss vorliegender Erfindung die Hohl fläche und die zwei Seitenwände eines jeden Kanals von einem Schaufelstück ,gebildet, während die Rückenfläche dieses Kanals vom benachbarten Schaufelstück gebildet wird, und es beträgt ferner an der engsten Stelle jedes Kanals der Abstand der beiden Seitenwände mindestens das Dreifache des Abstandes seiner Rückenfläche von der Hohl fläche.
Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung eingehender erläutert werden, wobei in dieser Zeichnung Fig. 1 schaubildlich eine Leitvorrichtung bekannter Bauart zeigt und Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ist, wobei der zwischen den zwei gezeichneten Einzelstücken vorhandene Spalt in grösserem Massstab gezeichnet ist;
Fig. 3 zeigt in einer schaubildlichen Dar stellung ein Ausführungsbeispiel einer Leit- vorrichtung nach vorliegender Erfindung, während Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 ist, wobei auch in diesem Fälle der zwischen den zwei gezeichneten Einzel stücken vorhandene Spalt in grösserem Mass stab .gezeichnet ist;
Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 und Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI- Vr der Fig. 5 ; Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 8 durch ein weiteres Aus führungsbeispiel nach der Erfindung, und Fig. 8 ist ein in die Blattebene ab gewickelter Schnitt in der Umfangsrichtung durch diese letzte Ausführungsform.
Die in Fig. 1 und ,2 gezeichnete Leitvor- richtung baut sich aus aneinander gereihten Einzelstücken 1, 2 auf, die düsenförmige Kanäle 3 begrenzen. Jeder dieser Kanäle 3 wird von einer konkaven Schaufelhohlfläche 4, einer Rückenfläche 5, sowie zwei .Seiten wänden 6, 7 begrenzt.
Bei .dieser Ausfüh- rungsform sind die zwei Seitenwände 6, 7 und die Rückenfläche 5 eines jeden Kanals 3 an einem der Schaufelstücke vorgesehen, während die -Hohlfläche 4 am benachbarten Schaufelstück vorgesehen ist. 8 (Fix. 2) be zeichnet den zwischen zwei benachbarten Schaufelstücken 1, 2 vorhandenen Spalt.
In einem düsenförmigen Kanal der beschrie benen Form stellt sich bekanntlich an der konkaven Fläche 4 der grösste (+) und an der konvexen Rückenfläche 5 der kleinste (-) Druck ein, das heisst dort, wo der Spalt 8 vorhanden ist, weist das durch den Kanal 3 strömende Mittel auch den höchsten Druck auf. Das ist recht ungünstig, da eine solche Druckverteilung im Kanal 3 die Verhinde rung von Lockverlusten durch den Spalt 8 in hohem Masse erschwert.
Im Gegensatze zu dieser bekannten Aus führungsform sind bei der in Fig. @3 bis 6 gezeigten Leitvorrichtung, welche sich aus aneinander gereihten Schaufelstücken 10, 11 aufbaut, gemäss vorliegender Erfindung die Hohlfläche 12 und die zwei Seitenwände 13, 14 eines jeden Kanals 15 auf einem Schau felstück und die Rückenfläche 16 am benach barten Schaufelstück vorgesehen.
Da das die Kanäle 15 durchströmende Mittel wiederum längs der in erster Linie die Umlenkung be wirkenden Hohlfläche 12 den grössten (-f-) und an der konvexen Rückenfläche 16 den kleinsten (-) Druck aufweist, so herrscht in jedem der Kanäle 15 in der Nähe des zwi- schon je zwei benachbarten Schaufelstücken 10, 11 vorhandenen Spaltes 17 der kleinste Druck, was selbstverständlich Lockverluste durch diesen Spalt viel leichter zu verhin dern gestattet als im Falle, wo am Spalt der grösste Druck herrscht, wie dies bei einer Leitvorrichtung nach Fig. 1 und 2 der Fall ist.
Bei einer Leitvorrichtung nach vorliegen der Erfindung beträgt ferner an der engsten Stelle 18 (Fix. 5) jedes Kanals der Abstand der beiden Seitenwände 13, 14 mindestens das Dreifache des Abstandes der Rücken fläche 16 von der Hohlfläche 12 (vergleiche diesbezüglich Fig. 6).
Auf diese Ausbildung ist die Erfinderin, gestützt auf nachfolgende Überlegungen, deren Richtigkeit auch durch Versuche, die von ihr durchgeführt worden sind, bestätigt wurde, gekommen: Der Hauptanteil der Ver luste in jeder Leitvorrichtung tritt natur gemäss an denjenigen Stellen auf, an denen die grössten Durchströmgeschwindigkeiten vorhanden sind, ,das heisst also in der Gegend des engsten Querschnittes bis zum Austritt des Kanals.
Die Form und Ausbildung die ser Kanalgebiete sind daher von ausschlag gebender Bedeutung für eine ,gute Energie- umsetzung. Die Erfinderin hat nun fest gestellt, dass die Verluste, bei gegebener Querschnittsfläche, hauptsächlich vom Ver hältnis der Höhe zur Breite der Kanalquer schnitte abhängen und dass sie bei dem im vorstehenden angegebenen Verhältnis am kleinsten ausfallen.
Die nach vorliegender Erfindung in Betracht kommende hohe und schmale Kanalform im Gebiete grosser Ge schwindigkeiten bietet den weiteren Vorteil, dass der Hauptströmung überlagerte Wirbel bewegungen, welche sonst infolge der Um lenkung entstehen würden, nicht auftreten.
Die beschriebene Leitvorrichtung ist ins besondere für Kreiselmaschinen geeignet, die ein Mittel von hohem Druck zu verarbeiten haben, also zum Beispiel für Hochdruck dampfturbinen, wo infolge der kleinen Volu mina die Schaufelkanäle klein zu bemessen sind. Wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, können Schaufeln 20 der beschriebenen Form, die in erster Linie zur Führung des Dampfes dienen, gewünschtenfalls in an sich bekann ter Weise auch noch Stege 21 vorgeschaltet werden, wobei dann letztere hauptsächlich zur Aufnahme des Überdruckes, der sich auf das Leitrad 212 geltend macht, dienen.