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liegeiungsvornchtung zur gleichzeitigen Einstellung der Lautrad-und der LeitschaMtein von Wasserturbinen.
Die Regelung der Lauf-und Leitschaufeln von Wasserturbinen erfolgt gewöhnlich getrennt und die die augenblicklich vorteilhafteste Stellung der Laufschaufeln gegenüber den Leitschaufeln ermittelnde Übersetzung ist bei den bisher bekannten Anordnungen in der Regel ausserhalb der Turbine angeordnet, so dass die Regelungseinrichtung sehr kompliziert ist.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, dass die Regelungsvorrichtung unmittelbar in der Turbine angeordnet und die Einstellung der Lauf-und Leitschaufeln durch einen einzigen Antrieb von aussen derart bewirkt werden kann, dass die Stellung der Laufschaufeln gegenüber den Leitschaufeln jeweils dem besten Wirkungsgrade der Turbine entspricht.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch die Turbine mit der Regelungseinrichtung gemäss der Erfindung. Fig. 2 ist ein Schnitt nach B.-B in Fig. 1. Fig. 3 zeigt den Regelungsring. Fig. 4 ist eine teilweise Seitenansicht zur Fig. 1. Fig. 5 zeigt im axialen Schnitt das zweite Ausführungbeispiel. Fig. 6 ist eine teilweise Seitenansicht zur Fig. 5, teilweise im Schnitt.
Gemäss Fig. 1 bis 3 ist auf den Deckel der Turbine eine Konsole 1 befestigt, die das Gehäuse 2 für das Lager 3 der Welle 4 des Laufrades 5 und für das Lager 6 der Regelungsvorrichtung trägt. Auf dem Lager 6 sind in axialer Richtung Führungsleisten 7 ausgebildet, die in Ausschnitte im Gehäuse 2 hineinragen. Auf dem Gehäuse 2 ist ein Regelungsring, in dessen innerer Wand zwei bzw. mehrere Nuten 9 (Fig. 3) ausgebildet sind. in welche an Leisten 7 drehbar gelagerte Rollen 10 hineinragen. Im Lager 6 ist ein Querstück 11 befestigt, das ohne Spiel durch das äussere Ende der Steuerstange./, S durchgeht, die durch die Übersetzung 13 mit den Umlaufschaufeln verbunden ist.
In der Stirnfläche des Ringes 8 sind Zapfen 14 (Fig. 4) befestigt, an welchen Arme 15 drehbar aufgesetzt sind. die mit den die Zapfen 1'7 der Leitschaufeln 18 fest umschliessenden Hebeln 16 gelenkig verbunden sind.
Die Nuten 9 des Regelungsringes 8 sind derart gestaltet, dass sie die jeweils wirksamste Stellung der Leitschaufeln gegenüber den Umlaufschaufeln bestimmen.
Es ist ersichtlich, dass bei Verdrehung des Regelungsringes 8 die Leitschaufeln durch die Übersetzung 14. 15, 16 eingestellt werden und gleichzeitig durch die Zusammenwirkung der Rollen 10 mit den Nuten 9 die Steuerstange 12 verstellt wird, die mittels der Übersetzung die Laufschaufeln verdreht.
Der Regelungsring 8 wird im veranschaulichten Ausführungsbeispiel mittels der Schnecke 19 entweder von Hand oder motorisch. oder durch einen geeigneten von der Turbine beeinflussten Regler angetrieben.
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in diesem Falle muss jedoch auf den Ring noch eine besondere Büchse aufgesetzt werden und erst an diese Büchse wird die die Leitschaufeln betätigende Übersetzung angeschlossen.
Die Steuerstange 12 kann hohl ausgebildet werden und als ein Teil eines zur indirekten Regelung gewöhnlich benutzten Servomotors dienen, dessen anderer Teil die Einstellung der Umlaufschaufeln bewirken wird.
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Ein solcher Servomotor ist auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 benutzt, die von der oben beschriebenen noch darin abweicht, dass der Regelungsimpuls nicht auf den Regelungsring, der dann die Leitschaufeln direkt und die Umlaufschaufeln entweder gleichfalls direkt oder. wie oben erwähnt, über einen Servomotor verstellt, sondern durch eine Bohrung der Welle des Laufrades auf den Servomotor ausgeübt wird, der. wie bekannt, die Laufradschaufeln direkt, die Leitschaufeln dagegen über den Regelungsring steuert.
Diese Anordnung eignet sich insbesondere für grosse Turbinen, weil der Regelungsring verhältnismässig viel kleinere Kräfte überträgt als bei der ersten Ausführungsform, die mehr für kleinere Turbinen bestimmt ist. Die Umlaufschaufeln brauchen nämlich während des Betriebes zu ihrer Einstellung mehr Kraft als die Leitschaufeln, weil sie die ganze Arbeit der Turbine übertragen, während die Leitschaufeln bloss die Wasserströmung richten und steuern.
Der Servomotor ist in der Nabe 21 des Umlaufrades angeordnet, so dass diese Nabe den Zylinder des Servomotors bildet. In diesem Zylinder 21 gleitet ein Kolben 22, dessen Stange 23 hohl ausgebildet ist. In die Bohrung dieser Kolbenstange ragt ein als Schieber arbeitendes Rohr 34 hinein, das entweder direkt oder indirekt durch einen Regler (nicht dargestellt) betätigt wird, der unmittelbar an der Turbine angebracht sein kann.
Der Zylinder 21 ist durch einen die Endflansche der hohlen Welle 26 des Umlaufrades bildenden Deckel 25 abgeschlossen. Die Kolbenstange ist in 27 abgesetzt, so dass ein freier Raum zum Abfliessen des durch Kanäle 28 austretenden Drucköls entsteht. An beiden Seiten des Kolbens 22 sind in der Kolbenstange 23 normal durch Ringflanschen 31, 32 des Schiebers 24 verdeckte Öffnungen-29, 30 ausgebildet.'
Mit dem Kolben 22 sind Zugstangen 33 gelenkig verbunden, deren andere Enden an die Hebel 34 angelenkt sind, die auf den Zapfen der Umlaufschaufeln aufgekeilt sind.
Im oberen Ende der hohlen Kolbenstange 23 ist ein Querstück 35 befestigt, das mit dem Lager 36 fest verbunden ist, welches mittels Führungsleisten in Ausschnitten, des am Deckel 38 der Turbine angebrachten Gehäuses 37 geführt ist. Auf diesem Gehäuse 37. ist wie Fig. 1 bis 4. der Regelungsring 39 aufgesetzt, mit dessen Nuten die durch das Lager 36 getragenen Rollen 40 zusammenarbeiten. Am Ringe 39 sind Arme 41 (Fig. 6) angebracht, an welche die Zugstangen 4 : 2 angelenkt sind, die an ihren Enden mit den auf den Zapfen der Leitschaufeln befestigten Hebeln 43 gelenkig verbunden sind.
Bei Veränderung der Umdrehungszahl wird das Rohr 24 durch den Regler z. B. abwärts verschoben (Fig. 5). Dadurch werden die Öffnungen 29, 30 durch die Flanschen 31 und 32 freigelegt, so dass das Drucköl-durch die Öffnungen 44 und 29 auf die obere Seite des Kolbens, 3. 8 gelangt und diesen abwärts drückt, wobei das unter dem Kolben sich befindende Öl durch die Öffnungen 30 und Kanäle 28 aufwärts zwischen die Kolbenstange. 33 und die innere Wand der hohlen Welle 26 abfliesst und zuletzt durch die Öffnungen 45 in das Gehäuse 37 eintritt, aus dem es abgeleitet wird.
Der Kolben 22 folgt der Bewegung des Rohres bzw, Schiebers 24 so weit, bis die
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Gleichgewichtszustand erreicht wird.
Diese Kolbenbewegung wird durch die Zugstangen 33 und Hebel 34 auf die Leitschaufeln und durch die Kolbenstange 23 und das Querstück 35 auf das Lager 36 übertragen, das axial verschoben wird, wobei seine mit den Nuten im Regelungsringe 39 zusammenarbeitenden Rollen diesen Ring verdrehen, der seine Bewegung durch das Gestänge 41. 42, 43 auf die Leitschaufeln überträgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Regelungsvorrichtung zur gleichzeitigen Einstellung der Laufrad-und der Leitschaufeln von Wasserturbinen, dadurch gekennzeichnet, dass, die beiden Schaufelsysteme in unmittelbarer Hebelverbindung mit einem Regelungsteil (8, 12 bzw. 39, 33) stehen, der in der und um die Turbinenwelle gelagert ist.