Патент 1399

Устройство лопаток осевых паровых турбин

 

№ 1399 (, Класс 14с

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства лопаток осевых паровых турбин.

К патенту ин-ца Ч. А. Парсонса (С. А. Parsons), в городе

Нью-Кестле, Англия, заявленному 3 сентября 1924 года (sass. свил. № 476).

Действительные изобретатели указаны ин-цы Ч. А. Парсонс и Ф. У. Гарднер.

0 выдаче патента опубликовано 30 июня 1926 года. Действие патента распространяется иа 15 лет от 15 сентября 1924 года.

1!редлагаемое изобретение касается устройства турбинных лопаток.

Обычно в турбинах реактивного типа лопаткам как неподвижных, так и подвижных рядов придаются одинаковые размеры, причем они удерживаются на надлежащих расстояниях помощью соответствующих распорочных частей, так что канал для жидкости между лопатками ротора соответствует на всех радиальных расстояниях такому же каналу между лопатками статора.

Кроме того, как неподвижные, так и подвижные лопатки иногда перекручиваются около их продольных осей, так что поперечные сечения лопаток на раз- i личных радиальных расстояниях образуют различные углы с продольною осью ротора; это делается с целью получения более однообразного отверстия вдоль лопатки или с целью изменения угла выпуска жидкости по длине лопатки соответственно меняющейся скорости на окружности. В таких случаях канал для пара также можно устраивать таким образом, чтобы в смежных неподвижных и подвижных рядах, при всех соответствующих радиальных положениях, он имел соответственно одинаковую ширину.

В некоторых случаях оказывается целесообразным устраивать лопатки ротора с утонением от корневой части к вершине, с целью уменьшения напряжения у корня лопатки, вызываемого центробежною силою В этом случае соответствия между смежными неподвижными и подвижными лопатками более не получается, так что в неперекрученных лопатках канал для жидкости между неподвижными лопатками не может быть таковым же, как канал между подвижными лопатками на всех соответствующих радиальных расстояниях, следствием чего является разница в скоростях пара относительно скоростей лопаток, а также боковое смешение жидкости, при прохождении ее между смежными не подвижными и подвижными рядами, а следовательно и уменьшение полезного действия.

В случае перекрученных лопаток, утонение лопаток ротора вызывает подобный же недостаток. Если в подобном случае увеличивать или уменьшать величину перекручивания лопаток статора или ротора так, чтобы впусные отверстия канала для жидкости были одинаковы в соответствующих точках, то возникает новое затруднение, а именно: угол выпуска жидкости перестает отвечать скорости лопаток на окнужности во всех радиальных точках.

Эти затруднения устраняются помощью предлагаемого устройства лопаток, состоящего в применении совместно действующих рядов турбинных лопаток, причем в одном ряду толщина лопаток уменьшается в направлении от корневой части к вершине, а. в другом— в обратную сторону. Вообще предлагается делать выступающие внутрь лопатки статора с утонением от вершины к корневой части в соответствии с действующими совместно с ними выступающими наружу лопатками ротора, которые утоняются от корня к вершине.

Турбина, у которой ротор снабжен лопатками, утоняющимися от корня к вершине, снабжается также неподвижными утоняющимися лопатками такой формы, что каналы для жидкости в статоре и в роторе получают геометрически подобную форму, а угол выпуска жидкости находится в надлежащем соответствии во всех точках со скоростью лопаток по окружности.

На приложенных схематических чертежах фиг. 1 изображает вертикальный разрез части осевой реактивной турбины; фиг. 2, 3 и 4 — изображают поперечные разрезы смежных лопаток, соответственно по линиям А — А, B — В и С вЂ” С на фиг. 1, поясняющие форму утоняющихся лопаток; фиг. 5 — соответствующий перспективный вид половины одной из лопаток статора; фиг. 6, 7 и 8 — поперечные разрезы по линиям

А — А,  — В и С вЂ” С, видоизмененного устройства, в котором утоняющиеся лопатки кроме того еще и перекручены; фиг. 9 — перспективный вид половины одной из скрученных лопаток статора; фиг. 10 — вертикальный разрез части осевой реактивной турбины, у которой лопатки статора и ротора имеют различную ширину; фиг. 11, 12 и 13 †поперечные разрезы по линиям D — D, Š— Е и F — F на фиг. 10.

На фигурах 2, 3, 4; 6, 7, 8 и 11, 12, 13 лопатки статора раси оложены вверху, а лопатки ротора †вни, причем одинаковые части на различных фигурах имеют одни и те же обозначения.

Согласно предложения в форме осуществления, показаной на фиг. 1 — 5, в применении к осевой реактивной турбине, надлежаще расставленные лопатки а ротора укреплейы каким нибудь способом к ротору b, причем, как показано на фиг. 2, 3 и 4, они уменыпаются в толщине от корневой части а1 к вершине а, Подобным же образом, лопатки с статора укрепляются надлежащим способом к статору d; при этом, как показывают поперечные сечения на фиг. 2, 3, 4, толщина их уменьшается от вершины с2 к корневой части с, причем толщина лопаток в роторе и в статоре на одинаковых радиальных расстояниях одинакова. На фиг. 5, изображающей перспективный вид лопатки статора, толщина ее уменьшается от вершины с к корневому концу с 1, который переходит дальше в корневую часть е. Очевидно, что при таком устройстве статорных и роторных лопаток толстые вершины с лопаток статора действуют совместно с толстыми корневыми концами а лопаток ротора, а тонкие корневые части с1 статорных лопаток совместно с тонкими вершинами а роторных лопаток, так что канал для жидкости между лопатками статора на всех радиальных расстояниях соответствует такому же каналу между лопатками ротора.

Уменьшения толщины лопагок может быть однообразным по всей длине или же может быть произведено лишь на некоторой ее части, причем толщина и величина утонения подбираются сОобразно каждому отдельному случаю.

В видоизмененной форме осуществления устройства (фиг. 6, 7, 8) толщина и расположение лопаток статора и ротора одинаковы с показанными выше, но кроме того лопатки еще и перекручены около продольных осей, благодаря чему угол выпуска жидкости на всех радиальных расстояниях соответствует скорости лопаток на окружности. Так как сечение лопаток статора на каком нибудь радиальном расстоянии одинаково с сечением лопаток ротора на таком же расстоянии, то перекручивание лопаток не изменяет соответствия каналов для пара между лопатками ротора и статора, вследствие чего не происходит и уменьшения полезного действия.

Фиг. 9 изображает перспективный вид такой перекрученной лопатки статора, у которой с — толстая вершина, а c2— тонкий корневой конец.

В некоторых случаях, вследствие особых условий напряжения или по другим причинам, приходится лопаткам статора придавать иную ширину, чем лопаткам ротора. Так, как показано на фиг. 10 — 13, лопатка статора / имеет меньшую ширину, чем лопатка ротора а, но толщина ее по прежнему уменьшается от наибольшей,— у вершины/-,— до наименьшей, — у корневого конца / .

Лопатки ротора, как и раньше, утоняются от корня а к вершине а . В этом случае, как показано на фиг. 11—

13, лопатки статора / устанавливаются плотнее лопаток ротора а так, чтобы каналы Ь для струи пара между статорными лопатками геометрически были подобны (или приблизительно подобны) каналам г между лопатками ротора.

Согласно видоизменению устройства, неподвижная лопатка съуживается в меньшей мере, чем подвижная, так что канал для струи пара между неподвижными лопатками не в точности соответствует каналу между подвижными лопатками, а лишь близок к нему. Такое видоизменение с успехом применимо в тех случаях, когда сгибающее усилие в неподвижных лопатках, возникающее от падения давления протекающего через них пара имеет такую величину, что величина утонения, допустимая для неподвижной лопатки ограничивается условиями напряжения у корневой части лопатки.

При некоторых условиях может оказаться выгодным перекручивать лопатки статора в иной мере, чем лопатки ротора.

Лопатки ротора и статора можно снабжать утонением при самом изготовлении или же их можно получать каким-нибудь подходящим способом из лопаток с параллельным сечением, изготовленных по какому нибудь известному способу.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

1. Устройство лопаток осевых паровых турбин, характеризующееся тем, что рабочие лопатки (подвижные) делаются утоняющимися от корня к вершине, а направляющие (неподвижные) лопатки делаются утоняющимися от вершины к корню (фиг. 1 — 9).

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 устройства лопаток, отличающееся тем, что напрявляющие лопатки f д еeл а ю тTс я у ж еe, чем рабочие а (фиг. 10 — 13).