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Vorrichtung zum Bremsen von Turbinen u. dgl.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Bremsen von Turbinen u. dgl. mit einem in das Regelungsgestänge der Bremseinrichtung eingebauten, von der Drehzahl der Turbine beeinflussten Glied, das bei Sinken der Drehzahl unter einen festgesetzten Wert die Bremseinrichtung auf eine geringere Leistung einstellt oder abschaltet und ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung der Regelung der Bremseinrichtung ein Differentialgetriebe dient, dessen erste Welle von der Turbine, dessen zweite Welle von einem Motor konstanter Drehzahl angetrieben wird. Die Drehzahl und Drehrichtung dieses Motors oder ihre Übersetzung wird so gewählt, dass die von ihm angetriebene Welle des Differentialgetriebes diejenige Drehzahl erhält, bei der die Bremseinrichtung abgeschaltet werden soll.
Zwischen Differentialgetriebe und Regelungsgestänge der Bremseinrichtung wird dabei zweckmässig eine Reibungskupplung eingeschaltet. Das dauernde Mitlaufen dieser Kupplung und ihre Erwärmung kann dadurch verhindert werden, dass zwischen sie und das Regelungsgestänge ein Gesperre eingeschaltet ist, das nur den Antrieb der Regelung im Sinne der Abschaltung der Bremseinrichtung zulässt.
In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht, u. zw. zeigt
Fig. 1 die Einrichtung für die Steuerung einer Freistrahlbremsturbine, Fig. 2 die Steuerung der Leit- sehaufeln einer Francisturbine mit Handregelung, Fig. 3 die gleiche Steuerung mit einem Öldruck- geschwindigkeitsregler.
In Fig. 1 bedeutet 1 das Bremsrad, d. i. ein Freistrahlturbinenlaufrad, das auf der Welle. 3 sitzt.
Es wird durch die Düse. 3 beaufschlagt, der das Wasser durch die Rohrleitung 4 zuströmt. In dieser sitzt der Absperrschieber 5. Zur Verstellung (Öffnen und Schliessen) des Schiebers dient der Handhebel 6.
Von der Turbinenwelle 2 aus wird mittels der Riemenscheiben 7 und 8 und des Riemens 9 die Welle 10 des Differentialgetriebes 11 angetrieben. Auf die zweite Welle 12 dieses Getriebes treibt der Motor 13 mittels des zwischengeschalteten Übersetzungsgetriebes 14. Das mit dem Gehäuse des Differentialgetriebes umlaufende Zahnrad 15 treibt auf das Zahnrad 16, das auf der Welle 17 sitzt. Diese Welle trägt den Innenteil 18 des Gesperres, dessen Aussenteil 19 durch die Stange 20 mit dem Handhebel 6 verbunden ist. In die Welle 17 ist ausserdem die Reibungskupplung 21 eingeschaltet.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Soll die Bremsturbine in Tätigkeit treten, dann wird mittels des Handhebels 6 der Absperrschieber 5 geöffnet und das Wasser strömt aus der DÜse.'3 auf das Laufrad 1. Da das so hervorgebracht Drehmoment entgegengesetzt dem Drehmoment der mit der Bremsturbine gekuppelten Kraftmaschine ist, wird sich die Umdrehungszahl der Kraftmaschine verringern. Der Einfachheit halber sei angenommen, dass die Riemenübertragung 7, 8, 9 eine Übersetzung 1 : 1 hat, so dass sich die Welle 10 mit der gleichen Drehzahl wie die Welle 2 bewegt.
Die Welle 12 dreht sich vom Motor 13 angetrieben mit einer sehr niedrigen Drehzahl, etwa 2 Uml./min. Solange die Drehzahl der Welle 10 diejenige der Welle 12 übersteigt, wird die Welle 17 in einem solchen Sinne angetrieben, dass sich der Innenteil des Gesperres mitdreht, während der Ausstenteil stillsteht. Sobald die Drehzahl der Welle 10 unter die Drehzahl der Welle 12 sinkt, kehrt sich die Drehrichtung der Welle 17 um, das Gesperre rückt ein und auch der Aussenteil 19 wird in der nun entgegengesetzten Drehrichtung mitgenommen. Infolgedessen wird durch die Stange 20 der Handhebel 6 nach rechts gelegt und somit der Absperrschieber- ? geschlossen.
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In Fig. 2 bedeutet 22 das Laufrad einer Francisturbine, 23 ihre Leitschaufeln, 24 den Regelring, der von der Regelwelle 25 aus mittels der Regelstange 26 gedreht wird. Die Verstellung der Regelwelle wird durch den Handhebel 6 hervorgebracht, der in derselben Weise wie in Fig. 1 gezeichnet, von dem
Gesperre beeinflusst wird. Die übrigen Bezugsziffern haben dieselbe Bedeutung wie in Fig. 1.
In der gezeichneten Stellung sind die Leitschaufeln durch das Nach-Links-Legen des Handhebels in eine solche Stellung gebracht worden, dass das Wasser in bremsendem Sinne in die Turbine eintritt.
Wird beim Heruntergehen der Drehzahl der Handhebel 6 durch die Stange 20 nach rechts gedrückt, dann schliessen sich die Leitschaufeln, so dass kein Bremswasser mehr in die Turbine eintritt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der die Regelwelle der Turbine nicht unmittelbar von dem Hand- hebel 6 betätigt wird, sondern dieser nur mit dem Steuerstift 27 des Steuerventils 28 eines hydraulischen
Servomotors 29 in Verbindung steht. Das Steuerventil wird im gewöhnlichen Betrieb von einem nicht gezeichneten Fliehkraftregler beeinflusst. Wird in der aus der Figur ersichtlichen Art die Leitradregelung mittels des Handhebels 6 auf "Bremsen" gestellt, dann tritt wiederum die gezeichnete Vorrichtung, in der die Ziffern die gleiche Bedeutung wie in Fig. 2 haben, in Wirksamkeit, um bei Absinken der Drehzahl der Turbine rechtzeitig die Leitschaufeln zu schliessen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Bremsen von Turbinen u. dgl. mit einem in das Regelungsgestänge der Bremseinrichtung eingebauten, von der Drehzahl der Turbine beeinflussten Glied, das bei Sinken der Drehzahl unter einen festgesetzten Wert die Bremseinrichtung auf eine geringere Leistung einstellt oder abschaltet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung der Regelung der Bremseinrichtung ein Differentialgetriebe dient, dessen erste Welle von der Turbine und dessen zweiten Welle von einem Motor konstanter Drehzahl angetrieben wird.