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Turbinenregulierung.
Wenn Überdruckturbinen hintereinander geschaltet werden, ist ein stationärer Zustand nur dann möglich, wenn jede Turbine dieselbe Wassermenge konsumiert. Dieser stationäre Zustand ist-dann zu erreichen, wenn das Verhältnis der den einzelnen Turbinen zugeteilten Tei1gefälle konstant bleibt. Würde beispielsweise eine Turbine momentan mehr Wasser verbrauchen, als die andern Turbinen bei den bestehenden Gefällsverhältnissen durchlassen können, so müsste eine Stauung eintreten, weil die Wassermenge, welche die eine Turbine mehr durchlässt, von den andern Maschinen nicht verbraucht werden kann. Daher ist es klar, dass ein Beharrungszustand nur dann erreicht werden kann, wenn erzwungen wird, dass durch alle hintereinander geschalteten Maschinen gleiche Wassermengen durchfliessen.
Hand in Hand damit geht der Zwang der Aufrechterhaltung des je einer dieser hintereinander geschalteten Maschinen zugeteilten Gefälles.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, bei welchem durch sämtliche Turbinen gleiche Wassermengen hindurchtreten bzw. bei welchem automatisch die Gefällsteilung bei den hintereinander geschalteten Maschinen derartig erzwungen wird, dass jede Maschine stets den gleichen Anteil des jeweils zu verarbeitenden Gesamtgefälles erhält, wobei diese Anteile untereinander jedoch verschieden sein können.
Die konstruktive Ausbildung dieses Verfahrens ist in vielfacher Weise möglich. In Verwendung kann dabei die sogenannte Sehwimmerregulierung genommen werden. welche als Regulierung neben
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das Gefälle, unter dem eine Turbine arbeitet, konstant oder annähernd konstant zu halten. Sie arbeitet neben der Geschwindigkeitsregulierung in solcher Weise, dass sie der Gesehwindigkeitsregulierung so lange freie Bahn lässt, als das Gefälle vorhanden ist. Im andern Falle wirkt eben die Sehwimmerregulierung derart, dass sie unter keinen Umständen die Gefällsverkleinerung zulässt.
Die Schwimmerregulierung wird mit der Geschwindigkeitsregulierung im allgemeinen kombiniert ausgeführt und kann in dieser Form sinngemäss bei der Anordnung von hintereinander geschalteten Turbinen Verwendung finden. Nun wirkt die Schwimmerregulierung derart, dass sie ein bestimmtes Gefälle annähernd konstant hält. Bei Hintereinanderschaltung von Turbinen soll aber die Gefällsteilung konstant bleiben, d. h. das Verhältnis der Gefälle unter dem die einzelnen Turbinen arbeiten, soll das gleiche bleiben. Eine derartige Regelung kann dadurch erhalten werden. dass eine mechanische Vorrichtung eingeschaltet wird, welche die Gefällsteilung entsprechend auf den Regulator überträgt.
Die normale Schwimmervorrichtung muss daher durch eine mechanische Vorrichtung ergänzt werden, die den gewünschten geometrischen kinematischen Zusammenhang erzwingt.
Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise in der in der Zeichnung dargestellten Weise ausgebildet werden. Es sei vorausgesetzt, dass drei Turbinen hintereinander geschaltet werden, welche unter offenem Gefälle arbeiten und alle gleich sind. Dann liegt offenbar die Forderung vor, dass jede Turbine ein Drittel des Gefälles verarbeitet. Oberhalb der Wasserkammer 1. 11. III (Fig. 1) wird eine Welle 1
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wenn der Wasserspiegel in den Kammern Il und III nicht die richtige Lage hat. Die Relatiwerdrehungen müssen nun zur Verstellung des Regulators herangezogen werden. Konstruktiv lässt sich das in verschiedenartiger Weise ausführen. Man kann entweder ein Differentialgetriebe oder ein Schraubengetriebe oder irgendeine andere mechanische Konstruktion heranziehen.
Wenn die Relativverschiebung als Grösse eine Replatorversstellung herbeiführt, so wird der Regulator so lange verstellt, bis die Tendenz zur Verschiebung ein Ende hat, d. h. bis eben die richtige Gefällsteilung erreicht ist. Der Angriff der die Relativverschiebung darstellenden Grösse hat sinngemäss am Regulator dort stattzufinden, wo die
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dargestellte Vorrichtung erfolgen. Es können beispielsweise zwei Zahnräder 5,6 vorhanden sein, welche beide mit den vorerwähnten Scheiben m Verbindung stehen. Die Relativverdrehung wird nun auf die beiden Zahnräder übertragen. Das eine Zahnrad (6) ist mit seiner Achse 7 durch Muttergewinde verbunden, während das zweite Zahnrad 5 eine glatte Bohrung mit Keil 8 besitzt, so zwar, dass die Achse 7 längsverschieblich ist.
Wenn sieh die Zahnräder ungleichmässig drehen, so erfolgt eine Längsversehiebung der Achse ?'und damit eine Betätigung des Regulators.
Wie schon bemerkt, ist es nicht notwendig, dass die Turbinen gleich sein müssen, es ist ganz gut möglich, dass die Turbinen ungleich sind, was zugeordnetes Gefälle anbelangt. Die zu verarbeitende Wassermengemuss selbstverständlich für alle hintereinander geschalteten Turbinen gleich sein. In diesem Falle wird man die Scheibendurchmesser so wählen, wie das Verhältnis der zugeordneteil Gefäüshöhen es verlangt.
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Turbine.
Was nun die Geschwindigkeitsregulierung selbst anlangt, so ist es ohne weiteres möglich, eine der
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Turbinen nur mit Schwimmerregulierung zur Gefällseinstellung auszugestalten. Natürlich ist es aber auch möglich, hier eine beliebige Kombination zu schaffen und nur einzelne Turbinen beliebiger Anordnung mit Schwimmer-und Geschwindigkeitsregulierung zu versehen und schliesslich können auch alle Turbinen gleichzeitig mit beiden Regulierungen ausgestattet sein, was z. B., wenn grosse Belastungsänderungen vorkommen, gewisse praktische Vorteile mit sich bringt.
Wesentlich ist, dass die Schwimmerregulierung mit der Geschwindigkeitsregulierung kombiniert auf die Regulatoren einzuwirken hat, wobei die Schwimmer- regulierung nicht von der absoluten Grösse der Wasserspiegelhöhen, sondern von dem relativen Verhältnis der Gefälle abhängt.
Statt durch Schwimmerregulierung die Gefällsänderungen auf den Regulator wirken zu lassen, kann auch derart vorgegangen werden, dass Änderungen des Druckes, z. B. im Leitapparat, zur Beeinflussung des Regulators herangezogen werden. Die diesbezüglichen Mechanismen können mit Manometer oder andern Druckmessinstrumenten ausgestattet sein.
Um zu erreichen, dass sämtliche Turbinen immer untereinander gleiche Wassermengen erhalten, könnte schliesslich auch jeder der Turbinen ein Apparat zur Messung der Wassermengen vor-oder nach- geschaltet werden, dessen Ausschläge auf den Regulator übertragen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung von hintereinander geschalteten Turbinen, dadurch gekennzeichnet, dass nebst der üblichen Geschwindigkeitsregulierung eine Regelungseinrichtung vorhanden ist, welche selbsttätig auf für alle Turbinen untereinander gleiche Wassermengen reguliert.