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AT412495B - Laufrad einer hydraulischen maschine - Google Patents

Laufrad einer hydraulischen maschine Download PDF

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AT412495B
AT412495B AT0144602A AT14462002A AT412495B AT 412495 B AT412495 B AT 412495B AT 0144602 A AT0144602 A AT 0144602A AT 14462002 A AT14462002 A AT 14462002A AT 412495 B AT412495 B AT 412495B
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AT
Austria
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impeller
blade
edge
blades
impeller blade
Prior art date
Application number
AT0144602A
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English (en)
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ATA14462002A (de
Inventor
Helmut Dr Keck
Original Assignee
Va Tech Hydro Gmbh & Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Va Tech Hydro Gmbh & Co filed Critical Va Tech Hydro Gmbh & Co
Priority to AT0144602A priority Critical patent/AT412495B/de
Priority to EP03798896A priority patent/EP1543240A1/de
Priority to AU2003266365A priority patent/AU2003266365A1/en
Priority to PCT/EP2003/009989 priority patent/WO2004030430A1/de
Priority to ARP030103361A priority patent/AR041277A1/es
Publication of ATA14462002A publication Critical patent/ATA14462002A/de
Application granted granted Critical
Publication of AT412495B publication Critical patent/AT412495B/de

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    • F03B3/12Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/125Rotors for radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side, e.g. for Francis-type turbines
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  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die gegenständliche Anmeldung betrifft ein Laufrad einer hydraulischen Maschine, vorzugs- weise vom Überdrucktyp, wie z. B. eine Francis-Turbine, Francis-Pumpturbine oder Radial- bzw. 



  Diagonalpumpe, mit einer Anzahl von Laufradschaufeln, wobei zumindest eine Laufradschaufel geteilt ausgeführt ist und zumindest zwei Laufradschaufelteile voneinander lösbar angeordnet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Laufrades. 



   Ein Laufrad einer hydraulischen Maschine, wie z. B. eine Francis-Turbine oder-Pumpturbine, weist eine Mehrzahl von Laufradschaufeln auf, wobei jeweils zwei Schaufeln einen Strömungska- nal für ein Betriebsmedium, z. B. Wasser, ausbilden, durch den das Betriebsmedium im Betrieb der hydraulischen Maschine fliesst und so den Läufer in Rotation versetzt. Die Fertigung eines solchen Läufers ist aufgrund der komplexen geometrischen Formen der Laufradschaufeln sehr aufwendig. 



  Um die Fertigung des Läufers, z. B. durch Schweissen, etc., und/oder eine entsprechende Bearbei- tung der Oberflächen, z. B. durch Schleifen, Polieren, etc., mittels Bearbeitungsmaschinen, wie z.B. 



  Robotern, etc., zu ermöglichen, dürfen die Laufradschaufeln nicht zu knapp aneinander liegen. 



  Darüber hinaus besteht bei eng benachbarten Schaufelregionen immer die Gefahr, dass Schwemmgut im Laufrad stecken bleibt und somit den Betrieb beeinträchtigt, oder sogar die Ab- schaltung der hydraulischen Maschine notwendig macht. 



   Andererseits ist im Bereich der Austrittskante (=Eintrittskante bei einer Pumpturbine im Pump- betrieb) der Laufradschaufeln ein kleiner Radius an der inneren Deckscheibe erwünscht, da dies für den Betrieb, vor allem in Betriebspunkten abseits des Auslegebetriebspunktes, von Vorteil ist. 



  Bei kleinem Radius würde sich beispielsweise die Wirbelbildung am Austritt der Laufrades in Teillastbereichen wesentlich verbessern. Viele Laufräder weisen auch eine Laufradhaube auf, um die Strömung nach dem Austritt aus der Laufradschaufel kontrolliert weiterführen zu können, die bei solchen kleinen Radien jedoch eine Montage des Laufrades an der Welle erschweren oder gar unmöglich machen würde. Am Laufradaustritt führt eine hohe Schaufelzahl und kleine Durchmes- ser zu sehr engen Platzverhältnissen. Eine kleine Schaufelzahl führt andererseits am Laufradein- tritt zu weiten Abständen und einer hohen Belastung und Kavitation am Laufradeintritt. 



   Um diesen grundsätzlichen Widerspruch zu beseitigen, wurden Laufräder z. B. derart gefertigt, dass jede zweite oder dritte Schaufel im gesamten Austrittsbereich der Laufradschaufeln kürzer als die benachbarten Laufradschaufeln ausgeführt wurde, sogenannte "splitter blade runner", und die Laufradschaufeln im Eintrittsbereich allesamt gleich belassen wurden. Der Vorteil dieser Ausfüh- rung ist der, dass damit im Austrittsbereich mehr Platz geschaffen wurde, womit die obigen Nachteile im Wesentlichen beseitigt waren. Allerdings erhöht sich dabei die Kavitationsgefahr im Bereich der äusseren Deckscheibe zwischen Schaufelmitte und Austrittskante, da sich dort auf- grund der teilweise reduzierten Schaufellängen die Schaufelbelastungen erhöhen. 



   Aus der US 6,135,716 wiederum ist ein Läufer einer Francis-Turbine bekannt, bei dem das Kavitationsverhalten verbessert wurde, indem die Eintritts- und die Austrittskanten der Laufradschau- feln bezüglich der Rotationsachse der Turbine besonders geformt werden. Die Längen aller Lauf- radschaufeln werden dabei gleich belassen, entsprechen somit einem herkömmlichen Laufrad. 



  Damit ergeben sich jedoch wieder die oben angeführten Nachteile in Bezug auf die Fertigung und Betrieb abseits der Auslegung. 



   Der DE 198 03 390 C1 zeigt ein Laufrad, das aus mehreren Einzellaufrädern besteht, um ein besonders anpassungsfähiges Laufrad zu erhalten, das für einen sehr breiten Bereich von Be- triebsbedingungen einen möglichst hohen Wirkungsgrad erzielt. Ein solches Laufrad bedingt aber einen sehr hohen Fertigungsaufwand. 



   Die Fertigung von Laufrädern kann unter Umständen vereinfacht werden, indem das Laufrad und/oder die Laufradschaufeln aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt wird. Beispiele dafür finden sich in der DE 19 44 360 A oder der US 6,155,783 A. 



   Bei all diesen Varianten bleibt jedoch das Problem der Befestigung bzw. Montage des Laufra- des bei Laufrädern mit Laufradschaufeln die sehr nahe an die Drehachse der hydraulischen Ma- schine herangeführt werden, was ja den Betrieb der hydraulischen Maschine in Teillastbereichen verbessert, erhalten. 



   Eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es daher, ein Laufrad einer hydraulischen Ma- schine anzugeben, das auch bei sehr kleinen Laufradschaufeldurchmessern im Bereich der inne- ren Deckscheibe eine einfache Montage des Laufrades ermöglicht. 



   Diese Aufgabe wird durch die gegenständliche Erfindung gelöst, indem zumindest ein Teil der 

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 Laufradschaufel an einer vom Laufrad lösbaren Laufradhaube angeordnet ist. 



   Durch die Teilung der Laufradschaufel ist es nun möglich einen Teil der Laufradschaufel vom Rest des Laufrades zu lösen und damit die Verbindung zwischen Laufrad und Welle zugänglich zu machen. Damit können aber auch sehr kleine Laufradschaufeldurchmesser ohne Einschränkungen verwirklicht werden. 



   Die Laufradhaube eignet sich ganz besonders gut zur Aufnahme zumindest eines Teil der Laufradschaufeln, da diese in Regel vom Laufrad lösbar ausgeführt ist, um die Montage zu erleich- tern. Ausserdem ist die Laufradhaube ein im Vergleich zum restlichen Laufrad kompakter und einfach handzuhabender Bauteil, sodass die Montage des Laufrades mit den geteilten Laufrad- schaufeln einfach bewerkstelligt werden kann. 



   Dazu ist es auch günstig die Laufradhaube mittels eines Verbindungsmittel direkt mit der Lauf- radnabe lösbar zu verbinden, was ebenfalls die Montage erleichtert. 



   Ein besonders einfach zu fertigendes Laufrad erhält man, wenn die Laufradschaufel zweigeteilt ausgeführt ist. Damit kann das Laufrad einfach zusammengesetzt werden. 



     Um das Betriebsverhalten  einer geteilten laufladschaufel zu verbessern, ist es günstig die ein- zelnen Teile der Laufradschaufel miteinander zu verbinden. Dadurch kann das Schwingverhalten der Laufradschaufel durch Erhöhung der Stabilität wesentlich verbessert werden. 



   Ein besonders vorteilhaftes Laufrad ergibt sich, wenn ein Kontaktpunkt zwischen innerer Deck- scheibe und Eintrittskante und/oder ein Kontaktpunkt zwischen innerer Deckscheibe und Austritts- kante zumindest einer ersten Laufradschaufel einen bezüglich der Drehachse der hydraulischen Maschine grösseren Radius aufweist wie die entsprechenden Kontaktpunkte einer unmittelbar benachbarten zweiten Laufradschaufel, wobei die Kontaktpunkte zwischen äusserer Deckscheibe und Ein- und Austrittskante der ersten und zweiten Laufradschaufel im Wesentlichen den selben Radius aufweisen. 



   Damit gelingt es zum Einen, im Austrittsbereich des Laufrades an der inneren Deckscheibe sehr kleine Radien zu realisieren, ohne Fertigungsprobleme oder Probleme durch eine zu enge Schaufelanordnung zu verursachen. Zum Anderen, wird die Belastung in den Bereichen hoher Schaufellast, also im Kontaktbereich der Schaufel mit der äusseren Deckscheibe nicht, bzw. nur unwesentlich vergrössert, da die Kontaktlängen in diesen Bereichen gegenüber herkömmlichen Laufrädern nicht verändert werden, sodass sich hinsichtlich der Kavitation keine Verschlechterung im Betrieb ergibt. 



   Hydraulisch und fertigungstechnisch ist es vorteilhaft, wenn die Eintritts- und Austrittskanten einer ersten und zweiten Laufradschaufel des Läufers zumindest abschnittsweise gleich geformt sind, wobei die Kanten vorzugsweise zwischen dem Kontaktpunkt an der äusseren Deckscheibe und einem beliebigen Punkt auf der Eintritts- bzw. Austrittskante gleich geformt sind. 



   Um die hydraulische Maschine auch in Teillastbereichen reibungslos betreiben zu können, wird das Verhältnis zwischen dem kleinsten Radius eines Kontaktpunktes der Austrittskante mit der inneren Deckscheibe einer Schaufel und dem Radius des Kontaktpunktes der Austrittskante mit der äusseren Deckscheibe dieser Schaufel kleiner oder gleich 0,4, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,2, vorgegeben. Damit erreicht man, dass der Austrittswirbel aus dem Laufrad verringert wird und sich die hydraulischen Maschine auch in Teillastbereichen einwandfrei betreiben lässt. 



   Die Anzahl der Laufradschaufeln des Laufrades wird vorteilhaft durch zwei oder drei teilbar gewählt, wobei dann jede zweite oder dritte Laufradschaufel unterschiedliche Ein- und/oder Aus- trittskanten aufweist, wodurch sich zumindest im Bereich kleiner Radien grosse fertigungstechni- sche Vorteile ergeben, da dadurch die einzelnen Laufradschaufeln problemlos bearbeitbar sind. 



   Aus hydraulischen Gründen ist es günstig, den Kontaktpunkt zwischen Austrittskante und inne- rer Deckscheibe zumindest einer Schaufel in axialer Richtung unterhalb der Mitte der Eintrittskante dieser Schaufel und bezüglich der Drehrichtung des Laufrades die Kontaktpunkte der Ein- und Austrittskante mit der äusseren Deckscheibe zumindest einer Schaufel vor den entsprechenden Kontaktpunkten der Ein- und Austrittskante mit der inneren Deckscheibe dieser Schaufel anzuord- nen.

   Zusätzliche Verbesserungen des hydraulischen Verhaltens der Maschine ergeben sich, wenn bezüglich der Drehachse des Laufrades der radiale Abstand zwischen den Kontaktpunkten der Austrittskante mit der äusseren und inneren Deckscheibe zumindest einer Schaufel grösser als der radiale Abstand zwischen den Kontaktpunkten der Eintrittskante mit der äusseren und inneren Deckscheibe dieser Schaufel ist, vorteilhaft grösser 10 , vorzugsweise grösser 15 . Unter anderem 

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 kann damit das Kavitationsverhalten der hydraulischen Maschine noch weiter verbessert werden. 



   Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden schematischen, nicht einschränken- den Figuren 1 bis 4 beschrieben, wobei die 
Fig. 1 ein erfindungsgemässes Laufrad, 
Fig. 2 eine Laufradschaufel eines herkömmlichen Laufrades einer hydraulischen Maschine, 
Fig. 3 Laufradschaufeln einer hydraulischen Maschine mit unterschiedlichen Ein- bzw. Aus- trittskanten und 
Fig. 4 ein Ansicht in axialer Richtung einer Laufradschaufel zeigt. 



   Ein Laufrad 1 einer Überdruckturbine, wie z. B. eine Francis-Turbine oder-Pumpturbine, ist in der Regel wie in Fig. 1 dargestellt über eine Laufradnabe 9 mittels einem geeigneten Befesti- gungsmittel 8, hier z. B. eine Schraubenverbindung, mit der Welle 7 verbunden, sodass die Dreh- bewegung des Laufrades 1 auf die Welle 7 übertragen wird, oder umgekehrt bei einer Pumpturbine im Pumpbetrieb. Das Laufrad 1 weist ausserdem eine innere 3 und äussere Deckscheibe 6 auf, zwischen denen zumindest teilweise die Laufradschaufeln 2 angeordnet sind. Die Laufradschau- feln 2 können dabei mit einer beliebigen Methode, in der Praxis oftmals durch Schweissen, an den Deckscheiben 3, 6 befestigt werden, könnten aber genauso als ein Teil gegossen werden. 



   In Verlängerung der Laufradnabe 9 ist eine Laufradhaube 10 angeordnet, an der ein Teil der Laufradschaufel 2a befestigt ist, z. B. wieder durch Schweissen. Gleichfalls könnte die Laufradhaube 10 mit dem Laufradschaufelteil 2a als ein Teil gegossen werden. Die Laufradschaufel 2 ist hier also zweigeteilt, wobei die beiden Teile voneinander lösbar sind. Dazu ist ein Verbindungsmittel 11 vorgesehen, hier z. B. Senkschrauben, mit dem die Laufradnabe 9 mit der Laufradhaube 10 lösbar verbunden werden kann. Damit ist es möglich einen Teil der Laufradschaufel 2a mit der Laufrad- haube 10 vom restlichen Laufrad abzunehmen, wodurch die Zugänglichkeit im axialen Bereich des Laufrades 1, z. B. zur Laufradbefestigung 8, verbessert wird. Selbstverständlich wäre auch jede andere Verbindung zwischen Laufradhaube 10 bzw. Laufrad 1 und Laufradnabe 9 denkbar. 



   Die Ansicht Y der Fig. 1 zeigt die Laufradhaube 10 in einer axialen Ansicht, wobei in diesem Beispiel alle Laufradschaufeln 2 geteilt ausgeführt sind, was, wie weiter unten noch beschrieben wird, jedoch nicht notwendiger Weise der Fall sein muss. 



   Der Schnitt X - X durch die Verbindungslinie der Laufradschaufelteile der Fig. 1 zeigt, dass die einzelnen Teile durch ein geeignetes Verbindungsmittel 12, wie hier z. B. Senkschrauben, auch entlang der Verbindungslinie miteinander verbunden werden können, was das Betriebsverhalten der Laufradschaufeln 2, vor allem hinsichtlich Schwingungsverhalten und Stabilität, verbessert. 



   Selbstverständlich könnten anstelle von Senkschrauben 11, 12 auch beliebige andere geeigne- te Verbindungsmittel zur Anwendung kommen. 



   Eine herkömmliche Laufradschaufel 2 einer hydraulischen Maschine nach Fig. 2 ist zwischen einer inneren 3 und äusseren Deckscheibe 6 angeordnet und weist eine Eintritts- 4 und eine Aus- trittskante 5 auf, die an den vier Kontaktpunkten A, B, C und D die innere 3 und äussere Deckschei- be 6 schneiden. 



   Benachbarte Laufradschaufeln 1 bilden einen Strömungskanal, der vom Betriebsmedium, bei- spielsweise Wasser, durchströmbar ist. Für eine hydraulischen Maschine ergäbe sich eine Strö- mung von der Eintrittskante 4, z. B. von einem hier nicht dargestellten, hinlänglich bekannten Spi- ralgehäuse und einem Leitapparat, zur Austrittskante 5 und weiter zu einem hier ebenfalls nicht dargestellten, hinlänglich bekannten Saugrohr, welches in ein Unterwasser mündet. Für eine Pumpe oder Pump-Turbine im Pumpbetrieb würde sich die Strömungsrichtung entsprechend umkehren, hier also von Austrittskante 5 zur Eintrittskante 3. Durch die Strömung des Betriebsme- diums wird das Laufrad 1 in Rotation gesetzt (bei einer Turbine) bzw. durch die Rotation des Lauf- rades 1 wird Betriebsmedium gefördert (bei einer Pumpturbine in Pumpbetrieb).

   Die Drehachse der Turbine ist durch die strichpunktierte Linie angedeutet. 



   Die Laufradschaufel 1 ist in den meisten Fällen nicht eben, sondern kann grundsätzlich eine beliebige räumliche Krümmung aufweisen, wie in Fig. 4 angedeutet, in der eine Ansicht einer Laufradschaufel 2 in axialer Richtung der Drehachse dargestellt ist. Man erkennt, dass die Kon- taktpunkte C (bzw. G), D der Eintrittskante 4 (bzw. 4a) an der inneren Deckscheibe 3 und an der äusseren Deckscheibe 6 bezüglich der Drehachse der Turbine einen zirkumferentialen Abstand   #E   aufweisen können, also bezogen auf die axiale Richtung der Drehachse nicht auf einer radialen 

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 Linie durch die Drehachse zu liegen kommen, sondern in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sind. Das Gleiche kann natürlich auch für die Kontaktpunkte B (bzw.

   F), A der Aus- trittskante 5 (bzw. 5a) an der inneren 3 und äusseren Deckscheibe 6 gelten, wo ein zirkumferentia- ler Abstand   #A   vorgesehen werden kann. Für das Kavitationsverhalten der Turbine ist dabei güns- tig, wenn dieser zirkumferentiale Abstand   #A   der Kontaktpunkte B (bzw. F), A der Austrittskante 5 (bzw. 5a) grösser wie der radiale Abstand   #E   der Kontaktpunkte C (bzw. G), D der Eintrittskante 4 (bzw. 4a) gewählt wird. Ein bevorzugter Wert für   #A   ist dabei 15  oder grösser. 



   Ausserdem erkennt man in Fig. 4, dass die Kontaktpunkte D, A an der äusseren Deckscheibe 6 in Drehrichtung gesehen vor den entsprechenden Kontaktpunkten B (bzw. F), C (bzw. G) an der inneren Deckscheibe angeordnet sind. 



   In Fig. 3 ist nun schematisch ein Laufrad 1 dargestellt dessen Laufradschaufeln 1 wieder zwi- schen einer inneren 3 und äusseren Deckscheibe 6 angeordnet sind und wieder einen Strömungskanal für das Betriebsmedium bilden. 



   Bei diesem Laufrad 1 sind nun jedoch die Eintrittskante 4 und die Austrittskante 5 jeder zweiten oder dritten Laufradschaufel 2 bezogen auf die Drehachse der Turbine teilweise nach aussen gezogen (bzw. nach innen gezogen, je nach Sichtweise). D. h., dass nach wie vor ein Teil der Laufradschaufeln 2 herkömmlich, wie in Fig. 1 beschrieben, begrenzt werden, also von einer Eintrittskante 4 zwischen den Kontaktpunkten C und D, einer Austrittskante 5 zwischen den Kon- taktpunkten A und B, sowie der inneren 3 und äusseren Deckscheibe 6. Jede zweite oder dritte Laufradschaufel 2 weicht von dieser Begrenzung ab.

   Die Eintrittskante 4 zweier benachbarter Laufradschaufeln 2,2' verläuft ausgehend vom Kontaktpunkt D zwischen Eintrittskante 4 und äusserer Deckscheibe 6 bis zu einem beliebigen Punkt H auf der Eintrittskante 4 gleich, ab diesem Punkt H ist die Eintrittskante 4a bezüglich der Drehachse nach aussen gezogen, d. h. dass der Kontaktpunkt G der Eintrittskante 4a der Laufradschaufel 2 an der inneren Deckscheiben 3 einen grösseren Radius aufweist, wie der entsprechende Kontaktpunkt C der benachbarten Laufradschaufel 2'. 



   An der Austrittskante 5 gilt das oben gesagte analog. Die Austrittskanten 5 der unmittelbar be- nachbarten Laufradschaufeln 2,2' decken sich im Wesentlichen zwischen einem Kontaktpunkt A an der äusseren Deckscheibe 6 und einem beliebigen Punkt E auf der Austrittskante 5. Ausgehend von diesem Punkt E ist die Austrittskante 5a jeder zweiten oder dritten Laufradschaufel 2 nach aussen gezogen (bzw. nach innen gezogen, je nach Sichtweise), d. h. dass der Kontaktpunkt B der Austrittskante 5a der Laufradschaufel 2 an der inneren Deckscheibe 3 einen grösseren Radius aufweist, wie der entsprechende Kontaktpunkt F der benachbarten Laufradschaufel 2'. 



   Die Begrenzung eines Teiles der Laufradschaufeln 2 verläuft somit zwischen den Kontaktpunk- ten C und D, die die Eintrittskante 4 bilden, sowie den Kontaktpunkten A und B, die die Austritts- kante 5 bilden, wie bei herkömmlichen Schaufeln, und die Begrenzung jeder zweiten oder dritten Laufradschaufel 2' verläuft zwischen den Punkten D, H und G, die die Eintrittskante 4a bilden und den Punkten A, E und F, die die Austrittskante 5a bilden. 



   Die obige Beschreibung ist selbstverständlich lediglich beispielhaft. Es wäre natürlich auch denkbar, nur die Eintrittskante 4 oder nur die Austrittskante 5 oder Ein- 4 und Austrittskante 5 abwechselnd abschnittsweise nach aussen zu ziehen. 



   Die Punkte E und H können darüber hinaus an einer beliebigen Position auf der Austritts- 5 bzw. Eintrittskante 4 angeordnet sein, insbesondere könnten diese Punkte E und H in einer erfin- dungsgemässen Ausführung auch mit den Kontaktpunkten A und D an der äusseren Deckscheibe 6 zusammenfallen. 



   Durch diese abwechselnd unterschiedlich verlaufenden Austrittskanten 5,5a können die Lauf- radschaufeln 2,2' sehr nahe an die Drehachse der Turbine herangebracht werden, d. h. dass die Kontaktpunkte F der Austrittskanten 5 an der inneren Deckscheibe 3 sehr kleine Durchmesser aufweisen können. Insbesondere lässt sich ein Radiusverhältnis rF/rA an der Austrittskante 5 von kleiner oder gleich 0. 2 erzielen, was bisher problematisch, wenn überhaupt möglich, war. 



   Wird die Austrittskante 5 im Bereich der inneren Deckscheibe 3 sehr nahe an die Drehachse herangeführt, kann es unter Umständen zu Platzproblemen mit der Befestigung des Laufrades 1 an der Welle 7 kommen. Um dieses Problem zu lösen, könnte man z. B., wie zu Fig. 1 bereits beschrieben, zumindest die Laufradschaufeln 2' die nahe an die Drehachse heranreichen zweitei- len und den Laufradschaufelteil der durch die Punkte E, F, B markiert ist auf der Laufradhaube 10 

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 anordnen. Es könnte natürlich die Laufradschaufel 2 auch an jeder anderen beliebigen Stelle geteilt werden, was den erfinderischen Charakter nicht verändern würde. Erst nach der Montage des Laufrades 1 würde dann die Laufradschaufeln 2 komplett ausgebildet sein.

   Um die Montage zu erleichtern, wäre es auch denkbar an der Laufradhaube 10 und/oder an der Laufradnabe 9 Zentne- rungshilfen, wie z. B. eine Nut und ein Keil oder ähnliches, vorzusehen. 



   Wäre beispielsweise nur jede zweite Laufradschaufel 2, wie oben beschrieben, in Richtung der Drehachse verlängert, z. B. um den Laufradschaufelteil zwischen den Punkten E, F und B, so könnte es auch ausreichen, nur diese verlängerten Laufradschaufel 2 zu teilen, wodurch die Lauf- radhaube 10 einfacher gefertigt werden könnte. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Laufrad einer hydraulischen Maschine, vorzugsweise vom Überdrucktyp, wie z. B. eine 
Francis-Turbine, Francis-Pumpturbine oder Radial- bzw. Diagonalpumpe, mit einer Anzahl von Laufradschaufeln (2), wobei zumindest eine Laufradschaufel (2) geteilt ausgeführt ist und zumindest zwei Laufradschaufelteile (2,2a) voneinander lösbar angeordnet sind, da- durch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil (2a) der Laufradschaufel an einer vom 
Laufrad (1 ) lösbaren Laufradhaube (10) angeordnet ist.

Claims (1)

  1. 2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufel (2) zwei- geteilt ausgeführt ist.
    3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsmittel (11) vorgesehen ist, mit dem die Laufradhaube (10) mit einer Laufradnabe (9) lösbar ver- bindbar ist.
    4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbin- dungsmittel (12) vorgesehen ist, mit dem zumindest zwei Teile der Laufradschaufel (2,2a), vorzugsweise lösbar, miteinander verbindbar sind.
    5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontakt- punkt (G) zwischen einer inneren Deckscheibe (3) und einer Eintrittskante (4a) und/oder ein Kontaktpunkt (B) zwischen innerer Deckscheibe (3) und einer Austrittskante (5a) zu- mindest einer ersten Laufradschaufel (2) einen bezüglich der Drehachse der hydraulischen Maschine grösseren Radius aufweist wie die entsprechenden Kontaktpunkte (F, C) einer unmittelbar benachbarten zweiten Laufradschaufel (2'), wobei die Kontaktpunkte (A, D) zwischen äusserer Deckscheibe (6) und Ein- und Austrittskante (4,5) der ersten und zwei- ten Laufradschaufel (2,2') im Wesentlichen den selben Radius aufweisen.
    6. Laufrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskanten (4,4a) der ersten und zweiten Laufradschaufel (2,2') des Laufrades (1) zumindest abschnittsweise unterschiedlich verlaufend geformt sind.
    7. Laufrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskanten (4,4a) der ersten und zweiten Laufradschaufel (2, 2') des Laufrades (1) zwischen dem Kontaktpunkt (D) der Eintrittskante (4,4a) an der äusseren Deckscheibe (6) und einem vorbestimmbaren Punkt (H) auf der Eintrittskante (4,4a) im Wesentlichen gleich verlaufend geformt sind.
    8. Laufrad nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Austritts- kanten (5, 5a) der ersten und zweiten Laufradschaufel (2, 2') des Laufrades (1) zumindest abschnittsweise unterschiedlich verlaufend geformt sind.
    9. Laufrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittskanten (5,5a) der ersten und zweiten Laufradschaufel (2,2') des Laufrades (1) zwischen dem Kontaktpunkt (A) der Austrittskante (5, 5a) an der äusseren Deckscheibe (6) und einem vorbestimmbaren Punkt (E) auf der Austrittskante (5, 5a) im Wesentlichen gleich verlaufend geformt sind.
    10. Laufrad nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhält- nis zwischen dem kleinsten Radius rF eines Kontaktpunktes (F) der Austrittskante (5) mit der inneren Deckscheibe (3) einer Laufradschaufel (2,2') und dem Radius rA des Kontakt- punktes (A) der Austrittskante (5) mit der äusseren Deckscheibe (6) dieser Laufradschaufel (2,2') kleiner oder gleich 0,4, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,2, ist.
    11. Laufrad nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl <Desc/Clms Page number 6> der Laufradschaufeln (2,2') des Laufrades (1) durch zwei oder drei teilbar ist.
    12. Laufrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch zwei teilbaren Anzahl von Laufradschaufeln (2,2') die Austrittskante (5) und/oder die Eintrittskante (4) je- der zweiten Laufradschaufel (2') einen Kontaktpunkt (F) an der inneren Deckscheibe (3) mit einem bezüglich der Drehachse des Laufrades (1) kleineren Radius als der entspre- chende Kontaktpunkt (B) der benachbarten Laufradschaufel (2) aufweist.
    13. Laufrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch drei teilbaren Anzahl von Laufradschaufeln (2,2') die Austrittskante (5) und/oder die Eintrittskante (4) eines Drittels der Laufradschaufeln (2,2') einen Kontaktpunkt (F) an der inneren Deck- scheibe (3) mit einem bezüglich der Drehachse des Laufrades (1) kleineren Radius als die entsprechenden Kontaktpunkte (B) der benachbarten Laufradschaufeln (2) aufweisen.
    14. Laufrad nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontakt- punkt (F, B) zwischen Austrittskante (5,5a) und innerer Deckscheibe (3) zumindest einer Laufradschaufel (2, 2') in axialer Richtung unterhalb der Mitte der Eintrittskante (4, 4a)die- ser Laufradschaufel (2,2') angeordnet ist.
    15. Laufrad nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Drehrichtung des Laufrades (1) die Kontaktpunkte (A, D) der Ein- und Austrittskante (4,4a, 5,5a) an der äusseren Deckscheibe (6) zumindest einer Laufradschaufel (2,2') vor den entsprechenden Kontaktpunkten (B, C, F, G) der Ein- und Austrittskante (4,4a, 5,5a) an der inneren Deckscheibe (3) dieser Laufradschaufel (2, 2') angeordnet sind.
    16. Laufrad nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Drehachse des Laufrades (1) der zirkumferentiale Abstand #a zwischen den Kontakt- punkten (A, B, F) der Austrittskante (5,5a) an der äusseren (6) und inneren Deckscheibe (3) zumindest einer Laufradschaufel (2,2') grösser als der zirkumferentiale Abstand #E zwischen den Kontaktpunkten (D, C, G) der Eintrittskante (4,4a) an der äusseren (6) und inneren Deckscheibe (3) dieser Laufradschaufel (2, 2') ist.
    17. Laufrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zirkumferentiale Abstand #A zwischen den Kontaktpunkten (A, B, F) der Austrittskante (5,5a) an der äusseren (6) und inneren Deckscheibe (3) zumindest einer Laufradschaufel (2,2') grösser 10 , vorzugs- weise grösser 15 , ist.
    18. Verfahren zur Herstellung eines Laufrades (1) einer hydraulischen Maschine, vorzugswei- se vom Überdrucktyp, wie z. B. eine Francis-Turbine, Francis-Pumpturbine oder Radial- bzw. Diagonalpumpe, mit einer Anzahl von Laufradschaufeln (2), dadurch gekennzeich- net, dass zumindest ein Teil (2a) zumindest einer Laufradschaufel (2) an einer Laufrad- haube (10) befestigt wird, zumindest ein weiterer Teil dieser Laufradschaufel (2) an einer Laufradnabe (9) befestigt wird und im Anschluss daran die Laufradhaube (10) mit der Lauf- radnabe (9), vorzugsweise lösbar, verbunden wird, sodass die einzelnen Laufradschaufel- teile eine im Wesentlichen durchgängige Laufradschaufel (2) ausbilden.
    19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Laufrad- schaufelteile, vorzugsweise lösbar, miteinander verbunden werden.
    20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschau- felteile vorab als Einzelteile gefertigt werden und im Anschluss daran mit der Laufradhaube (10) bzw. Laufradnabe (9) verschweisst werden.
    21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lauf- radschaufelteile mit der Laufradhaube (10) bzw. Laufradnabe (9) als ein Teil gegossen werden und gegebenenfalls im Anschluss daran mit einem Oberflächenbearbeitungsver- fahren, wie, z.B. Schleifen oder Polieren, bearbeitet werden.
    HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN
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