Die Erfindung betrifft ein Spiralgehäuse für Strömungsmaschinen, bestehend
aus einem Traversenring mit zwischen zwei Kränzen angeordneten Vorleitschaufeln
und einer geteilten Spirale mit zur Verbindung mit dem Traversenring dienenden Wulstringen.The invention relates to a spiral housing for turbomachines, consisting
from a traverse ring with inlet guide vanes arranged between two rings
and a split spiral with bead rings serving to connect to the truss ring.
Die Teilung einer Spirale vorzugsweise län-s einer Axialebene
- wird dann notwendig, wenn sie auf Grund ihrer großen Abmessungen nicht
mehr von der Werkstatt bis zur Baustelle transportiert werden kann, wie es bei den
größer werdenden Dimensionen von Wasserturbinen oder Pumpen immer häufiger vorkommt.
Die einzelnen vorgefertigten Teile werden dann nach der Werkstattmontage zerlegt
und auf der Baustelle wieder zusammengefügt. Je nach Größe des Spiralgehäuses kann
die Spirale für sich allein oder zusammen mit dem Traversenring geteilt werden.
Aus Festigkeits- und Dichtungsgründen sollte jedoch angestrebt werden, wenigstens
den Traversenring einteilig auszuführen und nur die Spirale zu teilen. Dies ist
besonders dann erforderlich, wenn die Anzahl der Vorleitschaufeln groß ist, da in
diesem Falle eine geschraubte Flanschverbindung für die Teile des Traversenringes
konstruktiv sehr aufwendig wird und die Unterbringung der Schrauben an den Teilflanschen
Schwierigkeiten verursacht.The division of a spiral, preferably along an axial plane, is necessary when it can no longer be transported from the workshop to the construction site due to its large dimensions, as happens more and more frequently with the increasing dimensions of water turbines or pumps. The individual prefabricated parts are then dismantled after assembly in the workshop and put back together again on the construction site. Depending on the size of the volute casing, the volute can be split on its own or together with the truss ring. For reasons of strength and sealing, however, the aim should be to make at least the truss ring in one piece and only to divide the spiral. This is particularly necessary when the number of inlet guide vanes is large, since in this case a screwed flange connection for the parts of the traverse ring becomes structurally very complex and the accommodation of the screws on the partial flanges causes difficulties.
Es sind Konstruktionen bekannt, bei welchen die zur Befestigung der
Spirale am Traversenrin- dienenden, an der Spirale fest angebrachten Wulst- oder
Verstärkungsringe durch je einen konzentrischen Haltering gegen einen Bund
am jeweiligen Kranz des Traversenringes gedrückt und so gehalten werden. Da die
auf die Spirale ausgeübten axialen Druckkräfte über den Haltering in den Traversenring
eingeleitet werden ', müssen der Haltering und die Schrauben zu seiner Befestigung
am Traversenring außerordnetlich kräftig ausgeführt werden. Bei großen Fallhöhen
der Strömungsmaschine, z. B. einer Francis-Turbine, werden diese Kräfte aber so
groß, daß die Anwendung dieses Konstruktionsprinzips unwirtschaftlich wird.There are known constructions in which serves for fixing the spiral on Traversenrin-, are each pressed against the coil fixedly attached bead or reinforcing rings by a concentric retaining ring against a collar on the respective rim of the ring and Travers kept as the. Since the axial compressive forces exerted on the spiral are introduced into the truss ring via the retaining ring, the retaining ring and the screws for attaching it to the truss ring must be made extremely strong. In the case of large heads of the turbomachine, e.g. B. a Francis turbine, these forces are so great that the application of this design principle is uneconomical.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Spiralgehäuse
zu schaffen, das auch bei großen Fallhöhen, d. h. bei hoben Betriebsmitteldrücken,
die Verwendung einer geteilten Spirale gestattet, die baulich einfach und platzsparend
ausgebildet ist und geringe Kosten verursacht.The invention is based on the object of creating such a spiral housing that can be used even at great heights, i.e. H. in the case of high operating fluid pressures, the use of a split spiral is permitted, which is structurally simple and space-saving and causes low costs.
Die Erfindung löst das Problem dadurch, daß die beiden Kränze des
Traversenringes auf ihrer der Spirale zugekehrten Seite eine Nut zum achssenkrechten
Einschieben des jeweiligen zugeordneten Wulstringes aufweisen.The invention solves the problem in that the two wreaths of the
Traverse ring on its side facing the spiral a groove to the axis perpendicular
Have inserting the respective associated bead ring.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung werden nicht nur die Halteringe
samt Befestigungsschrauben eingespart, die bei den hier in Frage kommenden Dimensionen
ein beträchtliches Konstruktionsgewicht darstellen, sondern der Traversenring wird
insbesondere in seiner axialen Erstreckung wesentlich kürzer. Dies wirkt sich in
der Konstruktion der gesamten Anlage sehr vorteilhaft aus, da dadurch der Lagerabstand
kürzer und der Wellendurchmesser kleiner wird. Dies wiederum hat günstige Folgen
im Hinblick auf einen geringeren umbauten Raum der Kaverne oder des Maschinenhauses,
in welchem die Strömungsmaschine mit dem Spiralgehäuse untergebracht ist, so daß
nicht nur unmittelbar die Kosten für den Traversenring geringer werden, sondern
hierdurch die Kosten für die gesamte Anlage günstig beeinflußt werden. Auch die
in radialer Richtung sich ergebenden geringeren Dimensionen haben außer den Kosteneinsparungen
noch weitere Vorteile zur Folge. Der Anschluß der Spirale am Traversenring kann
ohne Schwierigkeiten so ausgebildet werden, daß die Krafteinleitung von der Spirale
über die Wulstringe in den Traversenring sehr günstig wird, denn auf Grund der durch
die Erfindung sich ergebenden gedrängten Bauweise kann die aus dem Spiralenzug herrührende
Querkraft direkt im Bereich des Traversenringschwerpunktes eingeleitet werden.The inventive training not only the retaining rings
including fastening screws saved in the case of the dimensions in question here
represent a considerable construction weight, but the truss ring will
in particular much shorter in its axial extent. This affects in
the construction of the entire system is very advantageous, as this reduces the bearing spacing
shorter and the shaft diameter becomes smaller. This in turn has beneficial consequences
with regard to less built-up space in the cavern or the machine house,
in which the turbomachine is housed with the spiral housing, so that
not only directly reduce the costs for the truss ring, but
this has a favorable effect on the costs for the entire system. Also the
In addition to the cost savings, the resulting smaller dimensions in the radial direction
result in even more advantages. The connection of the spiral on the truss ring can
can be designed without difficulty so that the introduction of force from the spiral
over the bead rings in the truss ring is very cheap, because due to
the compact construction resulting from the invention can be that resulting from the spiral train
Transverse force can be introduced directly in the area of the center of gravity of the truss ring.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung näher erläutert, welche im Schnitt den Anschluß des oberen Teiles
eines horizontal liegenden Traversenringes an die Spirale darstellt. Der untere
Teil kann dabei in spiegelbildlich gleicher Weise ausgeführt sein.The invention is based on an exemplary embodiment below
explained in more detail in the drawing, which shows the connection of the upper part in section
represents a horizontally lying truss ring on the spiral. The lower
Part can be designed in a mirror-inverted manner.
Der Traversenring besteht aus den Vorleitschaufeln 1, die zwischen
einem oberen Kranz 2 und einem in der Figur nicht dargestellten unteren Kranz befestigt
sind, und ist als einteiliges Gußstück hergestellt. Auf der der Spirale
3 zugekehrten Seite 4 des Kranzes 2 ist eine Nut 5 vorgesehen, in
welche der an der Spirale 3 angeschweißte Wulstring 6 paßt. Die in
der Werkstatt vorgefertigten Teile der Spirale 3
werden an der Baustelle in
den Traversenring eingeschoben und dann mittels Teilflanschen 7 miteinander
verschraubt. Zwischen den an den Spiraleninnenraum angrenzenden Flächen des Kranzes
2 und des Wulstrin-es 6 ist eine Dichtung 8 vorgesehen. Diese Dichtung
kann aber auch an den der Atmosphäre zugewandten Flächen zwischen Wulstring und
Nut angeordnet werden.The traverse ring consists of the inlet guide vanes 1, which are fastened between an upper rim 2 and a lower rim, not shown in the figure, and is manufactured as a one-piece casting. On the side 4 of the ring 2 facing the spiral 3 , a groove 5 is provided into which the bead ring 6 welded to the spiral 3 fits. The parts of the spiral 3 prefabricated in the workshop are pushed into the truss ring at the construction site and then screwed together by means of partial flanges 7. A seal 8 is provided between the surfaces of the ring 2 and the bead ring 6 adjoining the spiral interior. This seal can, however, also be arranged on the surfaces facing the atmosphere between the bead ring and the groove.
Durch Anwärmen der Kränze, z. B. induktiv, können die Wulstringe eingeschrumpft
werden, so daß sich die Klemmwirkung noch erhöht. Falls eine Verbindung der aneinanderstoßenden
Enden der Wulstringteile erwünscht ist, können hierfür Schraubverbindungen oder
beispielsweise Schrumpfanker verwendet werden.By heating the wreaths, e.g. B. inductive, the bead rings can be shrunk
so that the clamping effect is increased. If there is a connection between the abutting
Ends of the bead ring parts is desired, screw connections or
For example, shrink anchors can be used.