AT107157B - Wasserstromablenker. - Google Patents

Wasserstromablenker.

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AT107157B
AT107157B AT107157DA AT107157B AT 107157 B AT107157 B AT 107157B AT 107157D A AT107157D A AT 107157DA AT 107157 B AT107157 B AT 107157B
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Description


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    Wasserstroma. bleuker.   
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 des Wassers ermöglicht, wobei die Strömungsrichtung des in einer geschlossenen Leitung fliessenden Wassers geändert und eine   Abbiegung   der Wassersäule unter möglichst kleinen Winkel ohne   Druckverluste   ermöglicht wird. Der Appart ist bei Zentrifugalpumpen, Wasserkraftanlagen uzw. vorteilhaft anwendbar und gestattet im letzteren Falle die Koslen für die 
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   fülrungsform   ; Fig. 4 ist ein Schnitt durch einen hydraukonischen Rückgewinner: Fig. 5 ist ein Grundriss der in Fig.   (i   gezeigten Ansführungsform; Fig. 6 ist ein Schuill durch ein 
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   und Rückgewinners an einer Wasserkraftanlage.

   Fig. 8   zeigt   eine andere Anwendungsform   des Hydraukonusses an einer   Wasserkraftanlage.   



   Trifft ein freier Strahl von kreisförmigem Querschnitt auf eine rechtwinkelig zur Achse des Strahles stehende Ebene, so nimmt, wie die VErsuche zeigten, das nach allen Richlungen abgelenkte Wasser die Form eines mit dem Strahl Gleichachsigen Konoides an, welche 
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 gebildet. Mit A-B ist eine senkrecht zum Strahl an einer Stelle kurz vor Wahrnehnung der   Aufschlagwirkung gelegte   Ebene bezeichnet. In der Ebene G-H und in allen zur Platte parallelen Ebenen sind die GEschwindigkeiten und Drücke der in der betreffenden Ebene   liegenden, von der Strahhnitte gleich   weit entfernten Wasserteilche, z.   R.   a, a', gleich. Dies 
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  An den durch die Linie   c-   (Fig. l) angedeuteten Stellen, ausgenommen jene an der Begrenzungsflche, wo die Geschwindigkeit jener des Strahles gleichbleibt, sind die Drucke am grössten und die Geschwindigkeiten am geringsten. Beim Austritt aus dem Hydraukonus sind die Drücke wieder in Geschwindigkeit umgewandelt und die Geschwindigkeiten und die Drücke haben wieder annähernd das Mass erlangt, das sie beim Eintritt in den Hydraukonus (Ebene   A-B)   hatten. Dies trifft für alle   Strahlenfäden   zu und jene in der Achse des Strahles, wo die Gesehwindigkeit sukzessive in Druck übergeht bis zum   Aufschlagpunkt c. wo   die Geschwindigkeit Null wird und der Druck gleich dem Gefälle des Strahles ist. 



   Um die   hydraukonische   Wirkung für die Rückgewinnung von Druck aus Geschwindig. keit auszunutzen, wird gemäss der Erfindung eine konoidale Kammer mit axialem Einlass und radialem Auslass nahe der Aufslossfläche gebaut, deren Wände   ein grösseres Volumen ein-   schliessen als jenes, welches der Form eines freien   Hydraukonusses   entspricht. Wenn der freie   Hydraukonus   in einer konoidalen Kammer eingeschlossen ist, verzögert die Reibung des Wassers an den konoidalen Wänden die Geschwindigkeit der äusseren Wasserfäden und der durch die Zentrifugalkraft dieser Wasserfäden ausgeübte Druck nimmt bei ihrer   Richtungs-   änderung ab.

   Der Grund der Vergrösserung der konoidalen Kammer   über die einem   freien Hydraukonus entsprechende Kapazität hinaus war der, einen Druck durch die Zentrifugalkraft 
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 der Fäden   herrührende   Druckabnahme zu kompensieren. 



   Die Geschwindigkeitsabnahme der Strahlfäden längs den konoidalen Wänden macht es auch notwendig, beim Austritt aus der konoidalen. Kammer eine grössere Kapazität vorzusehen als die entsprechende Kapazität am Austritt eines freien Hydraukonus, um die Druckabnahme von der Basismitte nach dem Austritt längs der Basis des eingeschlossenen Hydrallkonus beizubehalten, wie dies längs der Basis des freien Hydraukonusses der Fall ist. Demgemäss wurde der Abstand zwischen der unteren   Fläche   der konoidalen Wand und der Oberfläche der Aufstossplatte gegenüber dem entsprechenden Abstand des freien Hydraukonusses vergrössert. 



   Nachdem zunächst ein eingeschlossener Hydraukonus mit den Eigenschaften eines freien Hydraukonusses vorgesehen wurde, wobei der Druck längs der Fläche der konoidalen Wand gleich jenem   der Fläche   des Strahles beim Eintritt ist, wurde eine weitere konoidale Kammer gebaut und mit hydraukonischer Rückgewinner bezeichnet, deren Wände eine in der   Strömungs-   
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 schlossenen Hydraukonusses vorgesehenen Wände. Hiebei bilden die Wände der   Kammer   einen Divergenzwinkel mit der   natürlichen   Form des   eingeschlossenen Hydraukonusses.   



   In Fig.   2   bezeielmet 10 eine sieh einem freien Hydraukonus anpassende Kammer von allmählich zunehmender Kapazität mit konoidaler Wand 11, kreisförmigen Einlass 12, Platte 13 und ringförmigem Auslass 14, von welchem das Wasser nach allen   Richtungen ausfliesst. Die   Krümmung der Wand 11 ist eine solche, dass das Wasser die Wand bestreicht und innerhalb der Kammer einen freien   Hydraukonns   bildet. Der zentrale Wasserfaden fliesst in die Mitte der Ablenkplatte 16 und gewinnt hiebei an Druck, während seine Geschwindigkeit bis Null im Punkt   16   abnimmt. Da er aber von diesem Punkt an längs der Platte abgelenkt wird und der hohe Druck in den niederen übergeht, nimmt seine Geschwindigkeit zu, so dass die Energie des Wasserfaden in der   Hauptsache   konstant bleibt.

   Durch die Platte wird das Wasser von innen abgelenkt und durch das Ablenken des Wassers nach allen   Richtungen   werden Schwankungen der Zentrifugalkraft in Strahlfäden von gleichem radialen Abstand vermieden, so dass Wirbel und Energieverluste verursachende Querströmungen vermieden werden. 



   Die Fig. 3 und 4 zeigen einen hydraukonischen Ablenker. welcher vorteilhaft in Verbindung mit   Zentrifugalpumpen   angewandt werden kann, wobei die hohe Geschwindigkeit des aus dem Pumpengehäuse austretenden Wassers in Druck für Nutzarbeit in einer in der Be-   wegungsrichtung   des aus dem Pumpengehäuse austretenden Wassers gemessenen kurzen Distanz umgewandelt werden kann. Der Ablenker besitzt eine   hydraukonisehe   Kammer 25 mit konoidalen Wänden 26, Einlass 27, flacher   Aufschlagplatte   28 in solchem Abstand von den konoidalen Wänden der Kammer, dass eine   ringförmige,   nach allen Richtungen offene Austrittsöffnung 31 gebildet wird.

   Ein Gehäuse 32 bildet eine Aufnahmekammer 33 für das aus der   ringförmigen   Öffnung 31 austretende Wasser, die allmählich in die Auslassöffnung 34 übergeht und eine in der Richtung der Strömung allmählich zunehmende Kapazität besitzt. 



  Die   Querschnittsfläche   des ringförmigen Auslasses 31 ist grösser als   jene" des Einlasses 27.   und die   Krümmung   der konoidalen Wände 26 ist derart, dass eine konoidale Kammer von leicht zunehmender grösserer Kapazität als jene, welche für die Gestalt des eingeschlossenen Hydraukonusses erforderlich ist, geschaffen wird. Durch die   Platte, 95 wird das Wasser unter   möglichst kleinem Winkel ohne innere Störung abgelenkt. 

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 Kniestücken mit kleinem Radius. Diese Vorrichtung Besitzt konidale Wände 35, welche in der   Strömungsrichtung   vom Einlass 36 an nach aussen abbiegen und eine   hydraukonisehe   Kammer 37 bilden.

   Diese Kammer ist mit einer quer zu ihrem Auslass 39 gerichteten, im Knie   liegenden Ahlenkplatte   38 versehen. Die gebogenen Wände reichen über und um die   Platte. 38   und bilden mit ihr eine Kammer mit dem rechtwinklig zum Einlass 36 liegenden Auslass   39.   Die Platte 38 ist vom Ende des Knies und von dessen Boden entfernt und es ist so um sie herum und unter ihr ein ununterbrochener Durchlass 40 gebildet, dessen Auslass 41 mit der Austrittsöffnung 42 des Kniestückes kommuniziert.

   Durch die Anformung der hydraukonischen   Kammer 37 am Kniestück   ist das Wasser veranlasst, seine Richtung in einem kleinen Raume und   ohne störende Wirkungen   zu   ändern.   
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 anlagen (Wasserrädern, vertikalen   Franzisturbinen usw.)   können die in den sonst   üblichen   gebogenen Leitungen von konstantem Querschnitt auftretenden Verluste vermieden und es kann Druck aus Geschwindigkeit auf kurze Distanz unter dem Laufrad   zurückgewonnen und gleich-   zeitig eine kostspielige Ausgrabung umgangen werden. 



   Fig. 7 zeigt ein in den Betonabzugskanal einer   Wasserkraftmaschine   eingebautes hydraukonisches Kniestück. Vom Laufrad 50 entweicht das Wasser in einem vertikalen, sich in der   Strörnungsrichtung   erweiternden Teil der   Aufnaluneleitung     51. Dieser Teil   ist am unteren Ende zu einer hydraukonischen Kammer 52 ausgebogen, Eine ebene Platte 54 bildet die Basis des Hydraukonusses und ein   ringförmiger   Auslass 53 führt vom letzteren in die die Platte 54 umgebende Sammelkammer 55. Das über und unter der Platte   54 -durchfliessende   
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 richtung erweiernden Ablasskanal 57 und fliesst bei 58 ganz aus dem Abzugsschacht in das Unterwasser.

   Es ist ersichtlich, dass Kammer 52, Auslass 53, Platte 54, Sammelkammer   a5   und   Auslass 56 ein dem   in den Fig. 4 und   5   gezeigten Kniestück ähnliches, aber in Beton 
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 51 gesetzt werden. 



   In Fig. 8 ist der untere, nach aussen abgebogene freihängende Teil der das Wasser vom Laufrad 61 aufnehmenden Leitung   6'0   als konoidale Kammer ausgebildet und es ist eine Ablenkplatte 62 gegenüber der kolloidalen Kammer angeordnet. Vom Austritt 64 der konoidalen   Kammer führt   ein ringförmiger, sich erweiternder Raum   6'3   in eine rund   um   und über der Platte   6. 8 liegende Sammelkammer   65. Auf diese Weise ist   man   imstande, das vom LaufradkommendeWasserohnevonWirkelenherrürendeStörungenrechtwinkligabzulenken und in den Abzugskanal abzulassen, und mit grösstem Wirkungsgrad aus Geschwindigkeit 
 EMI3.5 
 Winkel eine kostspielige   Ausgrabung   vermieden wird. 



   Vorzugsweise soll der grösste Austrittsdurchmesser der hydraukonischen Kammer mindestens das zweieinhalbfache des Durchmessers betragen, welchen diese Kammer an der Stelle aufweist, wo ihre Erweiterung beginnt. Ferner soll das Stromablenkelement von der Stelle des maximalen Durchmessers der   Kammern   einen Abstand haben, der kleiner ist als ein Drittel der Differenz zwischen   dem grössten Ausflussdurchmesser   der Kammer und ihrem Durchmesser an der Stelle, wo ihre Erweiterung beginnt. Der   ringförmige   Auslass der konoidalen Kammer kann auch statt kontinuierlich, unterbrochen sein.

   Unter ringförmiger   Öffnung   soll hier überhaupt eine Öffnung verstanden sein, deren Umfang gegenüber der axialen Abmessung wesentlich grösser ist, und welche einen zur Achse des Laufrades radialen Austritt des Wassers gestattet. Statt flach kann der Boden der hydraukonischen Kammer, d. h. die   Aufstossfläche. auch konisch,   konvex oder konkav sein. Zweckmässig ist er zur Achse des aufstossenden Strahles konzentrisch. Die Form 
 EMI3.6 
 
PATENT-ANSPRÜCHE :
1.

   Wasserstromablenker. gekennzeichnet durch eine Kammer mit kegel-oder trompeten-   förmigen Wandungen   die in der Stromrichtung stetig und in steigendem Masse divergieren und   sich nahe dem   Austrittsende nach allen Richtungen im wesentlichen senkrecht zur Achse des   rohrförmigen   Teiles nach aussen derart erweitern, dass die Kammer in jedem Punkte einen   Querschnitt aufweist,   der etwas grösser ist als der an diesem Punkte vom freien (nicht ein-

Claims (1)

  1. EMI3.7 <Desc/Clms Page number 4>
    3. Wasserstromablenker nach Anspruch 1 oder 2, dadureh gekennzeichnet. dass am Auslassende der Kammer ein Ablenkelement von derartiger Ausbildung vorgesehen ist, dass von der Zentrallinie der Kammer gleichweitabstehende Oberflächenpunkte dieses Elementes im wesentlichen gleichweit von der Wand der Kammer abstehen.
    4. Wasserstromablenker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die. Durchfluss- querschnitte der durch die Kammer und das Ablenkelement gebildeten Wasserführung stetig und in steigendem Verhältnis gegen das Austrittsende dieser Wasserführung zunehmen.
    5. Wasserstromablenker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement eine im wesentlichen flache zur Zentrallinie der Kammer rechtwinkelig stehende Ober- EMI4.1
    6. Wasserstromablenker nach Anspruch 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an die kegel-oder trompetenförmige Kammer eine Sammelkammer anschliesst, die das Ablenkelement bzw. die Ablenkplatte einschliesst, wobei diese zusammen mit der Innenwand der Kammer eine Wasserführung bildet, deren Durchflussquerschnitte in der Strömungsrichtung zunehmen.
    7. Wasserstromablenker nach Anspruch 6 für knieförmig gebogene Leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die trompetenförmige Kammer vor dem knieförmig gebogenen Leitungstück liegt, während die die Ablenkplatte einschliessende Sammelkammer in der Krümmung angeordnet ist und in den Ablasskanal übergeht.
    8. Wasserstromablenker nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die trompetenförmige Kammer und die Sammelkammer mit der Ablenkplatte einen einheitlichen Gesamtkörper bilden.
    9. Wasserstromablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromablenkelement von der Kammer an der Stelle ihres grössten Durchmessers einen Abstand hat, der kleiner ist als ein Drittel der Differenz zwischen ihrem grössten Ausfluss- durchmesser und dem Durchmesser an der Stelle, wo die Erweiterung beginnt.
    10. Wasserstromablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der grösste Ausflussdurchmesser der trompetenförmigen Kammer mindestens gleich ist dem zweieinhalbfachen Durchmesser dieser Kammer an der Stelle, wo die Erweiterung beginnt. EMI4.2
AT107157D 1915-07-06 1921-03-30 Wasserstromablenker. AT107157B (de)

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