Dampfturbinen
317
Geftaltung die Spaltverlutte, befonders bei R-Stufen, herabgefetzt. Eine Verfteifung der Lauf-
fchaufeln gegeneinander iit auch durch einen oder mehrere Drähte möglich, die die Schaufeln
miteinander verbinden, wie dies von Brown, Boveri 8: Cie. ausgeführt wird, wobei die
Drähte mit den einzelnen Schaufeln mittels Silberlotes verlötet werden. Die Beanfpruchung der
Lauffchaufeln erfolgt auf Biegung und Zug; da die gefamte Spannung am Fußende am größten
iit, kann man den Schaufelquerfchnitt nach außen zu verjüngen, was insbefondere bei längeren
Schaufeln zweckmäßig iit. Als Material für die Schaufeln kommen in Betracht: Meffing aus
etwa 72 "In Kupfer und 28 "[0 Zink zufammengefetzt; es hat den Vorteil, roftbeftändig zu fein
und {ich leicht bearbeiten zu lafien, hat aber eine verhältnismäßig geringe Fettigkeit, die bei
höherer Temperatur abnimmt. Für folche Fälle kommt es daher nicht in Betracht, dagegen kann
es bei feuchtem Dampf vorteilhaft fein. Auch Aluminiumbronze wird, obwohl tie bei mittleren
Temperaturen fehr empfindlich gegen chemifche Einflüffe iit, verwendet. Am häufigften werden
die Schaufeln aus Flußitahl oder auch aus Nickelifahl mit 3-5010 Nickelgehalt hergeitellt. Ein
höherer Nickelgehalt ift unzweckmäßig, weil die Schaufeln iehr leicht brüchig werden. Ein
neuerdings befonders in Amerika zur Anwendung kommender Bauitoff ilt das Monelmetall, das
aus Nickel und Kupfer betteht. Vorteilhaft iil deffen hohe Bruchfefiigkeit felblt bei hohen Tem-
peraturen, nachteilig die niedrige Streckgrenze, ferner der Umftand, daß es wegen der großen
Härte fchwer zu bearbeiten ift. Für hohe Beanfpruchungen und hohe Temperaturen kommen
befondere Materialien in Frage, z. B. die Kruppfchen Sonderftähle, ferner Kobalt-Chrom-Legie-
rungen u. dgl. Die Schaufeln werden nicht nur mechanifch beanfprucht, lie find auch der
Abnützung und dem Rotten unterworfen; Veranlaffung hierzu bieten insbefondere naffer Dampf,
ferner unreiner Dampf und chemifche Einflüffe
2. Der Läufer. Der Aufbau des Läufers hängt insbefondere davon ab, ob man die
Trornmelbauart oder die Räderbauart wählt. Die Trommel ift an {ich ein fehr widerftandsfähiger
Mafchinenteil, der auch Schwingungen und andern ltörenden Erfcheinungen viel weniger aus-
gefetzt ift wie das Rad. Anderfeits ilt die Trommel aus feftigkeitstechnifchen Gründen nicht
für hohe Umfangsgefchwindigkeiten brauchbar, auch eignet (ie {ich nicht bei fehr kleinen
Schaufelhöhen, weil dabei die Undichtheitsverluile zu fehr ins Gewicht fallen. Führt man die
Trommel als hohle Trommel aus, fo iind Umfangsgcfchwindigkeiten über 110 mjsek nicht zu-
läffig. fofern man nichtzu befonderen Bauftoffen greift, die aber die Mafchine verteuern. Die
Beanfpruchung eines frei umlaufenden Ringes durch die eigene Fliehkraft hängt nur von der
Umfangsgefchwindigkeit ab, und zwar nach der Fgrmel [1]
a i zu u 1
worin i: die Dichte, u die Umfangsgefchwindigkeit und a die Spannung bedeuten. Wird die
Trommel voll (mafiiv) ausgeführt, wie z. B. bei der in Fig. 46 dargeilellten Turbine, fo können
die Beanfpruchungen höher gewählt werden, da hier gewiffermaßen eine Scheibe gleicher Dicke
vorliegt. Bei einzelnen Laufrädern können wefentlich höhere Umfangsgefchwindigkeiten zu-
gelaffen werden, da man nach der von de Laval vorgefchlagenen Form (vgl. Fig. 10) das
Laufrad als Körper gleicher Feitigkeit ausbilden kann, wobei es in axialer Richtung gegen die
Mitte zu verbreitert wird. Bezeichnet man mity die Scheibendicke an beliebiger Stelle, mitya die
Scheibendicke am Wellenmittel, mit u die Umfangsgeqfchwindigkeit für den Halbmetfer r, fo
gut lnyi;.'l_
y 2 cr
Bei mehritufigen Turbinen ilt es jedoch nicht möglich, die Wellenenden mit dem Rad in der
Lavalfchen Art zu verbinden; jedes Rad wird daher mit einer Nabe verfehen, die auf die
Welle aufgefetzt wird, gegebenenfalls unter Heranziehung einer befonderen Büchfe. Die Räder
werden auf die Welle vielfach warm aufgezogen, damit iie beim Erkalten eine Spannung er-
geben und dadurch fett anliegen. Bei wenigen Rädern kann eine Mittenbohrung vermieden
werden (vgl. Fig. 44). Eine Vermeidung jeglicher Bohrung ermöglicht auch die Herftellung des
Läufers aus einem Stück, wie dies in Fig. 47 dargeitellt iit. Als Material für den Läufer kommt
vor allem Siemens-Martin-Stahl in Betracht.
In der Regel wird die Betriebsdrehzahl fo gewählt, daß fie über der kritifchen liegt, doch
kommt auch der umgekehrte Fall in Frage. Es genügt, wenn die Betriebsdrehzahl weit genug
von den kritifchen Drehzahlen entfernt ilt, wie dies bereits de Laval erkannt hat, bei deffen
Turbine die Welle mit Abficht fo fchwach bemeffen iit, daß die Betriebsdrehzahl wefentlich
über der kritifchen liegt. Zur Ermittlung der kritifchen Drehzahl dient bei einer Einzellaft
(Scheibe) die Formel V7
w]; z: a,
m
worin wk die kritifche Winkelgefchwindigkeit (wie Ingißk), m die Maße der Scheibe bedeutet,
während a eine Verhältniszahl iß, deren Produkt mit der Durchbiegungy diejenige Kraft P
ergibt, welche die Durchbiegung y hervorruft. Es ift alfo Pzuy; a kann auch als diejenige
Kraft aufgefaßt werden, welche die Durchbiegung 1 erzeugt. Bei mehreren Laufrädern, wie
überhaupt bei verwickelterer Ciewichtsbelaftung, ermittelt man die kritifche Drehzahl nach andern
Verfahren, wobei man {ich zweckmäßig graphifcher Methoden bedient.
3. Das Turbinengehäufe wird in der Regel zweiteilig ausgebildet mit Teilfuge in
der wagrechten Mittelebene. Einlfrömkörper mit Gehäufedeckel einerfeits und Abdampfftutzen
anderfeiis werden vielfach getrennt ausgeführt; als Material kommt vor allem Gußeifen, bei
hohen Temperaturen auch Stahlguß in Frage. Bei Kondenlationsturbinen ilt darauf zu achten,
daß für das Austtrömen des Dampfes ein genügend großer Raum zur Verfügung iteht, ebenfo
daß der Abdampfltutzen auf keinen Fall zu eng gewählt wird, weil f0nl't das Vakuum nicht
ausgenützt werden kann. Eine Ausführung für Hochdruckdampf zeigt Fig. 47.