AT388597B - Turbine, insbesondere wasserturbine - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Turbine, insbesondere Wasserturbine, mit Laufrad, dessen Schaufeln zweckmässig verstellbar, vorteilhaft um eine etwa radiale Schaufelachse verdrehbar, sind, und einem Leitorgan für das Antriebsmedium, insbesondere Wasser, vorzugsweise Leitrad. 



   Turbinen, insbesondere auch Wasserturbinen, erbringen zwar beim ersten Anfahren in der Regel die garantierte Leistung. Nach einiger Betriebsdauer ergibt sich jedoch ein Leistungsverlust, was vor allem bei Wasserturbinen mittlerer Grösse ins Gewicht fällt. Dies wurde vornehmlich bei stark verschmutzten Antriebs - bzw. 



  Betriebsmedium, insbesondere Wasser, festgestellt. Rechenreinigungsanlagen erfassen nämlich nur zum Teil Verunreinigungen des Mediums, insbesondere Wassers, so dass Gras, Moos, kleine Äste od. dgl. zur Turbine gelangen und deren Betrieb empfindlich gestört werden kann. Dies ist Ursache eines Leistungsverlustes. 



   Diesem Umstand wurde bisher durch wiederholtes Abstellen und Wiederanfahren der Turbine Rechnung getragen, wodurch ein gewisser Reinigungseffekt zustande kam. Damit ergeben sich jedoch vorübergehend Leistungsverluste, benötigte doch dieser Vorgang etwa drei Minuten. 



   Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, dass sich die Gräser, Äste, Moos usw. an der Laufradeintrittskante sammeln und die Mediumströmung, insbesondere die hydraulische Strömung bzw. die Energieübertragung im Bereich des Turbinenlaufrades erheblich stören.   Erfmdungsgemäss   geht es darum, diese Ansammlung von Verunreinigungen weitestgehend zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass-in der Strömungsrichtung des Antriebs - bzw. Betriebsmediums, insbesondere Wassers, gesehen-vor der Eintrittskante mindestens einer Laufradschaufel ein, zweckmässig im Betrieb stillstehender, also fix montierter, Abstreifer vorgesehen ist. Mittels des Abstreifers wird automatisch und ständig eine mechanische Reinigung der Laufradeintrittsseite bzw. der Laufradschaufeleintrittskanten erreicht.

   Auf alle Fälle ist hiezu eine Relativbewegung zwischen diesen Kanten und dem Abstreifer erforderlich, was insbesondere dadurch erreicht wird, dass, insbesondere bei Kaplan- bzw. Propellerturbinen, der Abstreifer   aussen - zumindest   während des Betriebes fix am festehenden Laufradmantel und innen - zumindest während des Betriebs - fix am Turbinenlagerträger befestigt ist. Zweckmässig ist der Abstreifer messerartig ausgebildet. Die Wirkung des Abstreifers wird besonders intensiv, wenn zwischen diesem und der ihm zugewandten Eintrittskante der Laufradschaufeln ein möglichst geringer Spalt vorhanden ist, um die Abscherung der Verunreinigungen von den Laufradschaufeln mit Hilfe des Abstreifers zu erreichen.

   Erfindungsgemäss ist daher zweckmässigerweise der Abstreifer nahe, insbesondere unter Freilassung eines etwa 2 mm grossen Spalts, an der Eintrittskante der Laufradschaufel in deren am weitesten gegen die Medium -, insbesondere Wasserströmung bewegten Betriebsstellung angeordnet, um Kollisionen zwischen Abstreifer und Laufrad bei allen denkbaren Betriebszuständen, also auch bei voll offenen Laufrad, zu vermeiden. Allerdings kann es unter Umständen denkbar sein, den Abstreifer verstellbar anzuordnen, auch an das Laufrad mehr oder weniger anstellbar zu machen, vorausgesetzt, der hiefür erforderliche Mehraufwand ist aus   leistungs-bzw. betriebsmässigen   Gründen vertretbar. 



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen Teil Achsialschnitt durch eine Propellerturbine, Fig. 2 einen Teilquerschnitt nach der Ebene   A-A der   Fig. 1,   uzw.   insbesondere den Querschnitt durch einen Abstreifer und teilweise durch eine Laufradschaufel. Fig. 3 gibt in dazu verkleinertem Massstab einen Achsialschnitt durch die ganze Turbine wieder. 



   Gemäss den Fig. 1 und 3 ist das Turbinenlaufrad   (1)   einer Wasserturbine mit seiner Nabe (2) im Lager (3) um die Achse   (Al'A2)   drehbar gelagert. Die Laufradschaufeln (4) sind um die Achse (B) verschwenkbar. Die Darstellung zeigt eine solche Schaufel in volle Offenstellung gedreht, wobei die Eintrittskante (5) sich in höchster Lage befindet. Der Laufradmantel ist mit (6), der Mantel des Leitrades mit (7) und der Turbinenlagerträger mit (8) bezeichnet. 



   Gemäss der Erfindung ist ein Abstreifmesser (9) unter Einhaltung eines 2 mm grossem Abstandsspalts (10) gegenüber der Eintrittskante (5) des Laufrades   (1)   bzw. dessen Schaufeln (4) in deren Offenstellung fix aussen am Laufradmantel und innen am Turbinenlagerträger (8) montiert. Da somit das Abstreifmesser (9) während des Turbinenbetriebs stillsteht, während sich das Turbinenlaufrad   (1)   beim Wasserdurchfluss mit der Betriebsdrehzahl (N) dreht, bewegt sich die Eintrittskante jeder Schaufel (4) am feststehenden Messer (9) vorbei, so dass dieses automatisch die Laufradeintrittskante reinigt, indem das Messer (9) Gras, Moos, Äste od. dgl. von dieser Kante abkratzt. Fig. 2 zeigt das Messer (9) in einem Schnitt   A-A der   Fig. 1.

   Die Strömungsrichtung des Mediums, insbesondere des Wassers, ist durch den Pfeil   (F)   angedeutet. 



   Da somit während auch eines längeren Betriebes die Verunreinigungen vom Turbinenlaufrad ohne Betriebsunterbrechungen entfernt werden, gibt es stets im wesentlichen gleiche Betriebsbedingungen, so dass eine praktisch konstante Turbinenleistung zu verzeichnen ist. Der Reinigungseffekt kann bei Bedarf auch dann verstärkt werden, wenn die Schaufeln (4) im Betrieb nicht voll offen sind, somit der Spalt (10) grösser ist, indem die Schaufeln vorübergehend mechanisch in volle Offenstellung um ihre Achse (B) gedreht werden, wie sie aus Fig. 1 bzw. Fig. 3 ersichtlich ist. Es kann unter Umständen ein ähnlicher Effekt erreicht werden, wenn das Abstreifmesser (9) zur Achse (B) der Schaufeln hin bewegbar bzw. um eine etwa zur Schaufelachse (B) parallele Achse verschwenkbar ist. 



   Die Erfindung ist nicht nur bei   Überdruck- bzw.   Reaktionsturbinen, insbesondere Kaplan, bzw. 



  Propellerturbinen, sondern auch bei Francisturbinen anwendbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Turbine, insbesondere Wasserturbine, mit Laufrad, dessen Schaufeln zweckmässig verstellbar, vorteilhaft um eine etwa radiale Schaufelachse verdrehbar, sind, und einem Leitorgan für das Antriebsmedium, insbesondere Wasser, vorzugsweise Leitrad, dadurch gekennzeichnet, dass-in der Strömungsrichtung des Antriebs- bzw. Betriebsmediums, insbesondere Wassers, gesehen-vor der Eintrittskante (5) mindestens einer Laufradschaufel (4) ein, zweckmässig im Betrieb stillstehender, also fix montierter, Abstreifer (9) vorgesehen ist.

   2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9) messerartig ausgebildet ist.

   3. Turbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere bei Kaplan- bzw.

   Propellerturbinen, der Abstreifer (9), aussen - zumindest während des Betriebs - fix am feststehenden Laufradmantel (6) und innen - zumindest während des Betriebs - fix am Turbinenlagerträger (8) befestigt ist.

   4. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9) nahe, insbesondere unter Freilassung eines etwa 2 mm grossen Spalts, an der Eintrittskante (5) der Laufradschaufel (4) in deren am weitesten gegen die Medium-, insbesondere Wasserströmung bewegten Betriebsstellung angeordnet ist.

   5. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9) verstellbar angeordnet ist