<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
EMI1.2
schlagung gering und die Belastung konnte nur innerhalb enger Grenzen geändert werden. Ein weiterer Nachteil dieser Turbinen besteht darin, dass ihr Wirkungsgrad bei Rückstau im Unterwasser erheblich
EMI1.3
an Energie viel verzehrt wird.
Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass man an der bisher als unerschütterlich gegoltenen Voraussetzung, nach welcher der Wasserstrahl das Trommelinnere ohne Streifung der Welle durchzulaufen hat, nicht festzuhalten braucht. Theoretische Erwägungen führten zu der durch Versuche bestätigten Tatsache, dass in einem Wasserstrang, welcher das freie Trommelinnere auf beiden Seiten der Welle ausgebreitet durchläuft, solche Stromlinien entstehen, bei welchen nur ganz unerhebliche Energieverluste auftreten, so dass die Durchströmturbine auch dann tadellos wirkt, wenn die Welle nicht in Luft, sondern in Wasser läuft.
Solange, bis man mit der Vergrösserung der beaufschlagten Bogenlänge unter dem Grenzwert bleibt, über welchen der das Trommelinnere durchlaufende Wasserstrang im freien Trommelinneren keinen Raum mehr findet, so dass die äusseren Stromfäden gezwungen sind, unter Umkehrung der Bewegungsrichtung durch die Eintrittsschaufelkanäle auszuströmen, arbeitet die Turbine im wesentlichen in gleicher Weise und mit demselben Wirkungsgrad wie die bekannten Freistrahl (Freiström) tnrbinen, nur dass im Trommelinneren je nach der Beaufschlagung ein mehr oder minder hoher Überdruck entsteht.
Über den erwähnten Grenzwert entsteht im Trommelinneren ein hoher Überdruck, wodurch der Wasserstrang sich über sämtliche Ausflusskanäle ausbreitet. Der Wirkungsgrad wird zwar infolge der Umkehrung der Bewegungsrichtung einzelner Wasserfäden in den Einlassschaufelkanälen theoretisch vermindert, jedoch ist dieser Verlust praktisch ohne Belang, da die überwiegende Mehrzahl der Wasserfäden mit vollem Wirkungsgrad arbeitet.
Füllt der die Turbine durchlaufende Wasserstrang sämtliche freien Schaufelkanäle ans, so nimmt
EMI1.4
gehende Ausflussgeschwindigkeit vermindert wird.
Die Erfindung besteht demnach darin, dass die bekannte Durchströmturbine mit einer Reguliervorrichtung versehen wird, welche die Vergrösserung der der freien Durchströmung entsprechenden geringen Eintrittsbogenlänge in dem Masse ermöglicht, dass dadurch der Wasserstrang die Welle überflutet. Hiedurch wird erreicht, dass die Leistungsfähigkeit der Durchströmturbine bei zunehmender
EMI1.5
<Desc/Clms Page number 2>
der Turbine bis zur denkbaren äussersten Grenze gesteigert, anderseits wird eine Turbine geschaffen, welche auch bei Rückstau im Unterwasser mit vorziiglichem Wirkungsgrad arbeitet.
Die Zeichnung stellt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in senkrechtem Schnitt dar. Fig. 1 zeigt die Reguliervorrichtung auf geringe Beaufschlagung eingestellt, wobei die Turbine in bekannter Weise als Freiströmturbine arbeitet. Fig. 2. zeigt dieselbe in der der grössten Beaufschlagung entsprechenden Grenzlage.
Das Innere der bekannten Turbinentrommel a mit Schaufeln b ist ganz frei, nur die Welle c setzt ihre Mitte durch. Die Trommel ist in dem gleichzeitig den Einlasskanal dund Auslasskanal d2 umfassenden Gehäuse d eingeschlossen. Die den Einlasskanal d1 bildende Rückwand ist in der Nähe der Trommel nach einer logarithmischen Spirale ausgebildet, damit der Wasserstrang allen Schaufeln unter gleichem Winkel und auf dem kürzesten Wege zugeführt wird. Unmittelbar über der Trommel a ist am Einlasskanal (It eine Klappe e vorgesehen, deren Achse e1 in den beiden Seitenwänden des Gehäuses d drehbar gelagert ist. Das eine Ende der Achse e1 ragt aus der Seitenwand hervor und ist mit Vorrichtungen zum Festlegen in verschiedenen Drehlagen versehen.
Der Flügel der Klappe e bildet eine Fortsetzung der Vorderwand des Einlasskanals fund wird, zumindest an seinem freien Ende, nach einer logarithmischen Spirale ausgebildet. Ein an der Nabe der Klappe vorgesehener Anschlag e2 stösst in der äussersten, der grössten Beaafschlagung entsprechenden Lage der Klappe gegen eine Fläche am Gehäuse an. Die gezeichneten Stromlinien zeigen die Bahn der einzelnen Wasserfäden an.
In der in Fig. 1 dargestellten, einer geringen Beaufschlagung entsprechenden Lage dient die Klappe e nur zur Bestimmung der Dicke des Wasserstranges, so dass der in die Turbine eintretende Wasserstrang nur durch die spiralförmig ausgebildete Rückwand, also einseitig geleitet wird, was aber bei dünnem Wasserstrahl erfahrungsgemäss genügt.
In der äussersten, der grössten Beaufschlagung entsprechenden Lage (Fig. 2) der Klappe e legt sich ihr freies Ende auf dem Trommelumfang eng an, so dass der Wasserstrang bis zu seinem Eintritt beiderseitig geleitet wird, damit alle Wasserfäden unter richtigem Winkel in die Trommel eintreten.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Reguliervorrichtung beschränkt, vielmehr umfasst sie die Verwendung jeglicher Reguliervorrichtungen von beliebiger Ausführung, welche die Vergrösserung der Beaufschlagungsbogenlänge über den oben genau angegebenen Grenzwert hinaus ermöglichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wasserturbine mit freiem Radinneren u. nd radialer Ein-und Ausströmung am äusseren Radumfang, sowie mit Regelungsvorrichtung zur Änderung der Einlassbogenlänge, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die Vergrösserung einer der freien Durchströmung an einer Seite der Welle entsprechenden geringen Beaufschlagungsbogenlänge bis zu dem Wert ermöglicht, bei dem die Welle von dem dasfreie Trommelinnere durchströmenden Wasserstrang überflutet wird.