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Heberturbine.
Die Erfindung bezieht sich auf Gefällsturbinen mit Heberwirkung und bezweckt die Ausnutzung kleiner Gefälle, eine Verbesserung des Wirkungsgrades sowie eine Vereinfachung der Bauart, die es unter anderem ermöglicht, von einem festen Einbau der Turbine ganz abzusehen und ihren Standort ohne Schwierigkeit zu verlegen. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades wird hauptsächlich dadurch erreicht,
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turbinen bisher hinderlich waren, durch die Bauart gemäss der Erfindung vermieden werden können.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform in Fig. 1 im Längsschnitt, in Fig. 2 im Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 dargestellt.
Die Turbine, welche an sich ein betriebsfähiges Aggregat darstellt, besteht im wesentlichen aus einem ein Laufrad enthaltenden Gehäuse, das bei einer entsprechend ausgebauten Gefällsstufe, z. B. einem
Wehr oder Überfall 1, so angeordnet werden kann, dass sein Eintritts-bzw. Austrittsquerschnitt unter den Ober-bzw. Unterwasserspiegel taucht. Das Gehäuse besteht aus drei Teilen, u. zw. einem zylindrischen
Steigrohr 2, einem konischen Saugrohr 3 und einem Mittelstück 4 von schachtelartiger Form, an dessen
Boden die achsenparallelen Rohre 2,. 3 senkrecht ansetzen. Das Mittelstück besitzt zwischen den Rohr- anschlüssen rechteckigen Querschnitt und bildet mit seiner Decke eine Plattform.
In der Eintritts- öffnung des Gehäuses ist das Laufrad 5 auf vertikaler Welle 6 angeordnet, die von einem Rohr 7 umgeben ist, das an die Decke des Mittelstückes dicht angeschlossen und mit seinem unteren Ende in einem Körper 8 gelagert ist, der sich mittels Rippen 9 gegen die Innenwand des Steigrohres abstützt. In das etwas erweiterte untere Ende des Rohres 7 ist eine Stopfbüchse 10 eingesetzt, die knapp hinter dem Laufrad liegt und somit ständig unter Wasser ist. Die Flügel des Laufrades streifen hart an der Unterkante der
Rippen 9 vorbei, wodurch eingedrungene Fremdkörper, wie Zweige oder Holzstückchen zerschnitten werden.
Die Nabe 11 des Laufrades besitzt einen verhältnismässig grossen Durchmesser und bildet mit dem Lagerkörper 8 und einem an diesen befestigten konisehen Mantel 12 einen Kern innerhalb des
Steigrohres, wodurch der freie Querschnitt desselben nach oben zu eine Erweiterung erfährt, die eine gewisse Saugwirkung bedingt. Auf der Decke des mittelstücks 4 befindet sich das Vorgelege, welches die Drehung der Welle 6 auf die dortselbst aufgestellte Dynamomaschine überträgt. Das ganze Gehäuse hängt an Ketten. M. In der Decke des Mittelstüekes ist ein Ventil 14 mit einem Fliehkraftregler 15 vorgesehen, der an die Welle 6 angeschlossen ist. Die Rohre 2 und 3 sind am Mittelstück 4 mittels Flanschen befestigt.
Dadurch ist es möglich, einem wechselnden Unterwasserspiegel durch Auswechslung des Saugrohres Rechnung zu tragen.
Wie Versuche ergeben haben, treten bei einer Turbine der beschriebenen Bauart auch bei wechselnder Belastung keine Kavitationserscheinungen im Gehäuse auf, was vor allem auf die Anordnung des Laufrades in der Eintrittsöffnung des Steigrohres zurückzuführen ist. Von Einfluss ist ferner, dass das Laufrad zur Gänze unter dem Oberwasserspiegel liegt und das Wasser hinter dem Propeller senkrecht nach oben zu steigen gezwungen ist. All dies vermittelt einen guten Wirkungsgrad der Turbine, der durch den kurzen Weg des Wassers im Gehäuse und die infolgedessen erzielte Verringerung aller Reibungswiderstände noch erhöht wird. Infolge der vertikalen Anordnung der Rohre 2 und 3 wird ein Mindestmass an Tauchtiefe erzielt.
Die Ummantelung der Welle sowie die Verlegung der Stopfbüchse hinter das Laufrad gewährleisten eine verlässliche Abdichtung. Die Anpassung an die Wasserstandsverhältnisse sowie eine gewisse Regelung des Betriebes kann in einfacher Weise durch Heben oder Senken des Gehäuses vorgenommen werden. Dauernden Veränderungen des Wasserstandes kann durch Auswechslung des Saugrohres
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Rechnung getragen werden. Die Regelung der Drehzahl erfolgt selbsttätig durch das Ventil, welches die Heberwirkung erforderlichenfalls durch Zuführung von Luft in das Gehäuse verringert. Zum Absaugen von Luft bei Inbetriebsetzung kann eine übliche Pumpe vorgesehen sein, die an die Turbinenwelle angeschaltet werden kann.
Die Dreiteilung des Gehäuses und die überaus einfache Form der Teile desselben
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Turbine vom Aufstellungsort und ihre geringen Anforderungen hinsichtlich Gefälle und Wassertiefe erweitern deren Anwendungsgebiet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Heberturbine, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad in der Eintrittsöffnung des zweckmässig vertikalen Steigrohres angeordnet ist.