AT526022A1

AT526022A1 - Pelton turbine

Info

Publication number: AT526022A1
Application number: ATA50171/2023A
Authority: AT
Inventors: Erlach Josef
Original assignee: Erlach & Erlach Gmbh
Priority date: 2022-03-17
Filing date: 2023-03-08
Publication date: 2023-10-15
Also published as: DE102022106296A1; AT526022B1

Abstract

Eine mehrdüsige horizontale Peltonturbine umfasst Becher (4) einer Becherbreite, wobei die Düsenkörper (15) an einem Gehäusering (16) befestigt sind, und wobei in einem Zwischenraum (19) zwischen dem Außendurchmesser (D1) eines Laufrades (2) und dem Innendurchmesser (d1) des Gehäuserings (16) eine Spaltweite (s) besteht. Die Peltonturbine ist dadurch gekennzeichnet, - dass die Spaltweite (s) weniger als zwei Becherbreiten beträgt, - dass der jeweilige Düsenkörper (15) an seiner Düsenmündung (21) eine Stirnfläche (20) aufweist, die teilweise in den Zwischenraum (19) hineinragt, - dass mindestens an einer Düse ein schwenkbarer Strahlablenker (30) an der Stirnfläche (20) anliegt, der in den Gehäusering (16) eingebettet ist und dessen Schwenkachse (31) im Gehäusering (16) abgestützt ist, und - dass die Düsenkörper (15) zum Gehäusering (16) abgedichtet sind.A multi-nozzle horizontal Pelton turbine comprises cups (4) of a cup width, the nozzle bodies (15) being attached to a housing ring (16), and in a space (19) between the outer diameter (D1) of an impeller (2) and the inner diameter ( d1) there is a gap width (s) in the housing ring (16). The Pelton turbine is characterized in that - the gap width (s) is less than two cup widths, - that the respective nozzle body (15) has an end face (20) at its nozzle opening (21) which partially protrudes into the intermediate space (19), - that at least one nozzle has a pivotable jet deflector (30) on the end face (20), which is embedded in the housing ring (16) and whose pivot axis (31) is supported in the housing ring (16), and - that the nozzle body (15 ) are sealed to the housing ring (16).

Description

Die Erfindung handelt von mehrdüsigen horizontalen Peltonturbinen, die als einfache oder als TWIN-Turbine ausgeführt sind, mit Bechern einer Becherbreite b, welche Turbinen mit einem Stromgenerator durch eine gemeinsame mehrfach gelagerte Welle gekoppelt sind, und deren Düsen jeweils mit, von einem Verteilrohr ausgehenden Zulaufleitungen verbunden sind, wobei die Düsenkörper an einem Gehäusering befestigt sind, der auf seiner Innenseite Führungsflächen für Spritzwasser aufweist, und der in axialer Richtung beidseitig mit Gehäuseabdeckungen verbunden ist, und wobei in einem Zwischenraum zwischen dem Außendurchmesser eines Laufrades und dem Innendurchmesser des The invention concerns multi-nozzle horizontal Pelton turbines, which are designed as simple or TWIN turbines, with buckets of a bucket width b, which turbines are coupled to a power generator by a common multi-bearing shaft, and their nozzles each with feed lines extending from a distribution pipe are connected, the nozzle bodies being attached to a housing ring which has guide surfaces for splash water on its inside, and which is connected to housing covers on both sides in the axial direction, and wherein in a space between the outer diameter of an impeller and the inner diameter of the

Gehäuserings eine Spaltweite „s“ besteht. There is a gap width “s” in the housing ring.

In der Publikation WO 2008/003390 A1 ist eine horizontale Peltonturbine mit einem Zulaufsystem gezeigt, bei welcher bis zu sechs Düsenstrahlen an dem Laufrad angreifen und in der Patentanmeldung PCT/EP2005/012783 mit der Veröffentlichungsnummer WO 2006/066691 A1 sind Lösungen für die Wasserabfuhr im Zwischenraum zwischen dem äußeren Laufraddurchmesser und dem Innendurchmesser eines Gehäuserings aufgezeigt. In beiden Darstellungen haben das Laufrad und der Generator eine gemeinsame Welle und das Laufrad ist überhängend zu einem ersten Radiallager angeordnet, um teurere Konstruktionen mit mehr Lagern zu vermeiden. Führungsflächen am Gehäusering, die den Spaltquerschnitt radial nach Außen vergrößern, führen das Spritzwasser aus dem Bereich des Gehäuserings. Deren Führungswirkung ist eher grösser, wenn die Spaltweite „s“ im Verhältnis zur axialen Erstreckung klein gehalten wird. Andererseits ist die radiale Ausdehnung der Führungsflächen dadurch beschränkt, In the publication WO 2008/003390 A1 a horizontal Pelton turbine with an inlet system is shown, in which up to six nozzle jets attack the impeller and in the patent application PCT/EP2005/012783 with the publication number WO 2006/066691 A1 solutions for water removal are shown The gap between the outer impeller diameter and the inner diameter of a housing ring is shown. In both illustrations, the impeller and the generator have a common shaft and the impeller is arranged overhanging a first radial bearing to avoid more expensive designs with more bearings. Guide surfaces on the housing ring, which increase the gap cross-section radially outwards, guide the splash water out of the area of the housing ring. Their guiding effect is greater if the gap width “s” is kept small in relation to the axial extent. On the other hand, the radial expansion of the guide surfaces is limited by

dass noch genügend Platz für eine anschließende Einrichtung zur Umlenkung des that there is still enough space for a subsequent device to redirect the

Dies zeigt sich auch in der Publikation der Zentrale von Naturno in Italien (Water Power, Publication Hydroart, März 1986 in: Pierre Henry, Turbomachines Hydrauliques, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes). Auf Seite 4 in den Abbildungen 3 und 4 ist eine TWIN-Turbine mit beidseitig an einer verlängerten Generatorwelle aufgesetzten Laufrädern und mit zwei Düsen pro Laufrad This is also evident in the publication of the headquarters of Naturno in Italy (Water Power, Publication Hydroart, March 1986 in: Pierre Henry, Turbomachines Hydrauliques, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes). On page 4 in Figures 3 and 4 there is a TWIN turbine with impellers attached to an extended generator shaft on both sides and with two nozzles per impeller

dargestellt, wobei der Abstand der Laufräder zum nächsten Lager klein gehalten ist. shown, whereby the distance between the wheels and the next bearing is kept small.

Eine generelle Überlegung ist, dass mit bis zu sechs Düsen pro Laufrad eine entsprechende Wassermenge bzw. Leistung übertragen wird, die bei Lastabwurf des Generators zu nicht zulässigen Überdrehzahlen führt, welche auch nicht durch A general consideration is that with up to six nozzles per impeller, a corresponding amount of water or power is transferred, which leads to impermissible overspeeds when the generator loses load, which is also not possible

schnell schließende Düsen abgefangen werden könnten. quickly closing nozzles could be intercepted.

Strahlablenker, die dieses Problem lösen, findet man in vertikal angeordneten Peltonturbinen, deren Wasserabfuhr jedoch anders als bei horizontal angeordneten Peltonturbinen gestaltet ist. Die Gehäuse für vertikale Peltonturbinen weisen große Gehäusedimensionen vertikal und horizontal auf, um das Spritzwasser aus den oberen Becherhälften über eine Umlenkungs-Konstruktion zu der Außenwand zu transportieren, von wo es vertikal nach unten in Richtung Ablaufbecken umgeleitet wird. Eine typische Darstellung ist in der französischen Publikation bei Pierre Henry: Turbomachines Hydrauliques (Presses Polytechniques et Universitaires Polytechniques) auf Seite 15, Bild 4 gezeigt. Der Strahlablenker ist schwenkbar an einem horizontal weit in das Gehäuse hineinragenden Düsenkörper befestigt. Ein ebenfalls weit in das Gehäuse hineinragendes und zur Laufradebene vertikale Welle leitet die nötige Schwenkbewegung des Strahlablenkers nach oben aus dem inneren Gehäuse heraus zu dem hydraulisch gesteuerten Mechanismus. Jet deflectors that solve this problem can be found in vertically arranged Pelton turbines, but their water drainage is designed differently than in horizontally arranged Pelton turbines. The housings for vertical Pelton turbines have large housing dimensions vertically and horizontally in order to transport the spray water from the upper cup halves via a diversion structure to the outer wall, from where it is diverted vertically downwards towards the drain basin. A typical representation is shown in the French publication by Pierre Henry: Turbomachines Hydrauliques (Presses Polytechniques et Universitaires Polytechniques) on page 15, figure 4. The jet deflector is pivotably attached to a nozzle body that projects horizontally far into the housing. A shaft that also projects far into the housing and is vertical to the impeller plane directs the necessary pivoting movement of the jet deflector upwards out of the inner housing to the hydraulically controlled mechanism.

Die DE 10 2021 102 464 B3 offenbart eine Peltonturbine mit Düsen, die einen Strahlablenker aufweisen. Gezeigt wird zunächst ein Strahlablenker aus dem Stand DE 10 2021 102 464 B3 discloses a Pelton turbine with nozzles that have a jet deflector. First, a beam deflector is shown from a standing position

der Technik, dessen Strahldurchtritt als Langloch mit Seitenwänden dargestellt ist, the technology, the jet passage of which is shown as an elongated hole with side walls,

Die DE 883 426 B zeigt eine horizontale Peltonturbine mit über den Umfang des Laufrades verteilten seitlichen Prallplatten, die an die Becher angrenzen und mit dem Gehäusemantel seitliche Abfuhrkanäle für das Spritzwasser bilden. Die Prallwände können dabei so ausgeformt sein, dass sie die radiale Umlenkung in die DE 883 426 B shows a horizontal Pelton turbine with lateral baffle plates distributed over the circumference of the impeller, which adjoin the cups and form lateral discharge channels for the spray water with the housing jacket. The baffles can be shaped in such a way that they allow the radial deflection into the

Seitenkanäle unterstützen. Support side channels.

Die CH 101 023 A offenbart für eine Peltonturbine als Stellglied für den Drehzahlregler einen Strahlteiler. Wenn die Drehzahl über eine Normaldrehzahl steigt, schwenkt dieser Strahlteiler entsprechend der Drehzahlabweichung in den Düsenstrahl und leitet einen Teil des Strahls entgegen der Laufrichtung auf die Becherunterseite, um mit der Bremswirkung die Normaldrehzahl zu halten. Falls dies nicht ausreicht, bringt der Drehzahlregler die Düsennadel mit einem Servomotor in die Geschlossen-Position. CH 101 023 A discloses a beam splitter for a Pelton turbine as an actuator for the speed controller. If the speed increases above a normal speed, this jet splitter pivots into the nozzle jet according to the speed deviation and directs part of the jet against the direction of travel onto the underside of the cup in order to maintain the normal speed with the braking effect. If this is not enough, the speed controller uses a servo motor to bring the nozzle needle into the closed position.

Die FR 499 970 A zeigt einen Strahlablenker, der bei Lastverringerung durch einen nicht gezeigten Drehzahlregler über Hebel in den Düsenstrahl einschwenkt. Über das gleiche Hebelsystem wird parallel über ein Druckhalteventil für einen Verstärkerkolben die Sollstellung für die Düsennadel vorgegeben, so dass parallel FR 499 970 A shows a jet deflector which, when the load is reduced by a speed controller (not shown), swings into the nozzle jet using a lever. Using the same lever system, the target position for the nozzle needle is specified in parallel via a pressure maintaining valve for an amplifier piston, so that in parallel

Die JP S61 - 61 980 A offenbart einen Strahlablenker, der über eine vorgespannte Feder mit einem Schwenkhebel betätigt wird. Ein Aufziehmechanismus bringt den Strahlablenker in eine überwachte Ruhestellung, in der die Feder vorgespannt und durch einen Kipphebel von einer Auslösemechanik gesichert ist. Durch einen Steuerbefehl an die Auslösemechanik wird der Kipphebel und damit die vorgespannte Feder für ein Einschwenken des Ablenkers in den Düsenstrahl JP S61 - 61 980 A discloses a jet deflector that is actuated via a preloaded spring with a pivoting lever. A winding mechanism brings the jet deflector into a monitored rest position, in which the spring is preloaded and secured by a trigger mechanism using a rocker arm. A control command to the trigger mechanism causes the rocker arm and thus the preloaded spring to pivot the deflector into the nozzle jet

freigesetzt. released.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Freistrahlturbine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, dass der Einbau von schnell wirkenden Strahlablenkern möglich ist. The invention is based on the object of designing a free-jet turbine according to the preamble of claim 1 in such a way that the installation of fast-acting jet deflectors is possible.

Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 erreicht, indem This is achieved with the characterizing features of claim 1 by

- der Abstand s, also die Spaltweite, weniger als zwei Becherbreiten b, vorzugsweise weniger als 50% einer Becherbreite beträgt, - the distance s, i.e. the gap width, is less than two cup widths b, preferably less than 50% of a cup width,

- der Düsenkörper an seiner Düsenmündung eine Stirnfläche aufweist, die teilweise in den Zwischenraum hineinragt, - the nozzle body has an end face at its nozzle mouth which partially protrudes into the gap,

- mindestens an einer Düse ein schwenkbarer Strahlablenker an der Stirnfläche anliegt, der in den Gehäusering eingebettet ist und dessen Schwenkachse im Gehäusering abgestützt ist, und - a pivotable jet deflector rests on the end face of at least one nozzle, which is embedded in the housing ring and whose pivot axis is supported in the housing ring, and

- die Düsenkörper zum Gehäusering abgedichtet sind. - the nozzle bodies are sealed to the housing ring.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie den Betreibern von horizontalen Peltonturbinen mit zwei und mehr Düsen Sicherheit ohne Leistungsverlust bietet. Dabei ist es nicht notwendig, dass alle Düsen mit einem Strahlablenker versehen sind, da ein enger Zwischenraum schnell von einem einzelnen aufgefächerten The invention has the advantage that it offers operators of horizontal Pelton turbines with two or more nozzles safety without loss of performance. It is not necessary for all nozzles to be equipped with a jet deflector, as a narrow gap can quickly be fanned out by a single one

Strahl geflutet wird. Beam is flooded.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei der Ablenkung des Strahls die zerstörerische kinetische Energie in einer ersten Stufe am Strahlablenker und in Another advantage is that when the beam is deflected, the destructive kinetic energy is transferred in a first stage to the beam deflector and in

Diese positive Schutzwirkung und Belüftung kann zusätzlich auch bei Düsen ohne Strahlablenker mittels eines Ablenkbogens erreicht werden, welcher an dem Gehäusering oder an der Stirnfläche des Düsenkörpers befestigt ist. This positive protective effect and ventilation can also be achieved with nozzles without jet deflectors by means of a deflection bend, which is attached to the housing ring or to the end face of the nozzle body.

Eine weitere Verbesserung der Belüftung ergibt sich, wenn in einer solchen Aussparung eine Öffnung nach außen befindet, über welche Luft eingezogen wird, um im Zusammenwirken mit der Eintauchtiefe von Führungsblechen im Ablaufkanal den Luftdruck über der Wasserfläche zu regeln. Im Weiteren ist es für eine horizontale Laufradwelle vorteilhaft, wenn der axiale Abstand des Laufrades zum nächsten Lager gering gehalten wird, da der Strahldurchmesser die Becherbreite und somit die größten Biegekräfte an dem Wellenstück bestimmt. Bei einer symmetrischen Anordnung für beide Becherhälften kann mit der gezeigten Wasserführung die axiale Gehäusebreite B weniger als sieben Becherbreiten betragen, ohne das mit dem Generator verbundene Wellenstück unnötig dick zu A further improvement in ventilation results if such a recess has an opening to the outside through which air is drawn in in order to regulate the air pressure above the water surface in cooperation with the immersion depth of guide plates in the drain channel. Furthermore, it is advantageous for a horizontal impeller shaft if the axial distance of the impeller to the next bearing is kept small, since the jet diameter determines the cup width and thus the greatest bending forces on the shaft piece. With a symmetrical arrangement for both cup halves, with the water routing shown, the axial housing width B can be less than seven cup widths without making the shaft piece connected to the generator unnecessarily thick

gestalten. design.

Im Folgenden ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen: The invention is illustrated below using exemplary embodiments. Show it:

Fig. 1 schematisch die Anordnung einer horizontalen Peltonturbine mit einem Zulaufsystem für 6 Düsen gemäß Figur 2 und mit einer verlängerten Generatorwelle für ein überhängend angeordnetes Laufrad. Fig. 1 shows schematically the arrangement of a horizontal Pelton turbine with an inlet system for 6 nozzles according to Figure 2 and with an extended generator shaft for an overhanging impeller.

Fig. 2 schematisch einen vergrößerten radialen Schnitt von einem Gehäuse von Figur 1 oder 8 mit einem für Strahlablenker geeigneten Gehäusering, mit einer Anordnung von 6 Düsen und 3 Strahlablenkern, sowie mit Führungsblechen bis zu einem Ablaufkanal. Fig. 2 shows schematically an enlarged radial section of a housing from Figure 1 or 8 with a housing ring suitable for jet deflectors, with an arrangement of 6 nozzles and 3 jet deflectors, as well as with guide plates up to a drain channel.

Fig. 3 schematisch einen Axialschnitt durch ein Gehäuse von Figur 2 mit Laufrad, Gehäusering und mit der Wasserführung zu einem Ablaufkanal. Fig. 3 shows a schematic axial section through a housing from Figure 2 with an impeller, housing ring and with the water supply to a drain channel.

Fig. 4 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt für Figur 2 und für Figur 8, in welchem in dem Gehäusering für zwei eingebaute Strahlablenker in unterschiedlichen Endlagen die Wirkung auf einen Düsenstrahl dargestellt ist. Fig. 4 schematically shows an enlarged detail for Figure 2 and for Figure 8, in which the effect on a nozzle jet is shown in the housing ring for two installed jet deflectors in different end positions.

Fig. 5 schematisch einen vertikalen Teilschnitt durch den Gehäusering von Figur 4 mit der Lage einer Aussparung für einen Strahlablenker und mit Befestigungsflächen für Führungsbleche des Gehäuses. Fig. 5 schematically shows a vertical partial section through the housing ring of Figure 4 with the position of a recess for a beam deflector and with fastening surfaces for guide plates of the housing.

Fig. 6 schematisch in Draufsicht und Seitenansicht einen Strahlablenker mit an dem Ablenkbogen an geformten Schwenkhebeln. Fig. 6 shows a schematic top view and side view of a jet deflector with pivoting levers formed on the deflection arc.

Fig. 7 schematisch die Anordnung einer TWIN-Turbine mit einem Generator, mit einem Zulaufsystem für 12 Düsen und mit einer gemeinsam für beide Laufräder zweifach gelagerten Welle. Fig. 7 shows schematically the arrangement of a TWIN turbine with a generator, with an inlet system for 12 nozzles and with a shaft that is mounted twice for both impellers.

Fig. 8 schematisch einen radialen Schnitt durch ein Laufrad von Figur 7 mit einem Gehäusering, der für 3 Strahlablenker gemäß den Figuren 4, 5 und 6 vorgesehen ist, und mit einer Anordnung der Düsen und der Führungsbleche des Gehäuses bis zum Ablaufkanal. 8 shows a schematic radial section through an impeller from FIG.

7720 7720

In den Figuren sind gleiche Hinweiszeichen für gleiche Funktionen verwendet In the figures, the same symbols are used for the same functions

worden. been.

Mit den Figuren 1, 2, 3, 4, 5 und 6 ist als erstes Beispiel eine horizontale Peltonturbine 1 mit sechs Düsen 5, mit drei Strahlablenkern 30, mit ihrer Wasserführung und mit einem zugehörigen Generator 10 gezeigt. Der Wasserzulauf geht aus einem Druckrohr 12 über einen Kugelschieber 7 in ein sich konisch erweiterndes Verteilrohr 6, von welchem Zulaufleitungen 8, 9 zu sechs Düsen 5 führen. Das Laufrad 2 ist an einem überhängenden Wellenende 3 der Generatorwelle aufgesetzt, welche mit Lagern 13, 14 abgestützt ist. 1, 2, 3, 4, 5 and 6 show, as a first example, a horizontal Pelton turbine 1 with six nozzles 5, with three jet deflectors 30, with its water supply and with an associated generator 10. The water inlet goes from a pressure pipe 12 via a ball valve 7 into a conically widening distribution pipe 6, from which inlet pipes 8, 9 lead to six nozzles 5. The impeller 2 is placed on an overhanging shaft end 3 of the generator shaft, which is supported with bearings 13, 14.

Mit den Figuren 7, 8, sowie 3, 4, 5 und 6 ist als zweites Beispiel eine horizontale TWIN-Turbine 100 mit zwei Laufrädern 2 und mit zwei Gehäuseringen 16 und daran befestigten Gehäuseabdeckungen 18, sowie mit zwölf Düsen 5, mit sechs Strahlablenkern 30 und mit einem zugehörigen Generator 10 gezeigt. In einem Wasserzulaufsystem gehen ebenfalls von einem Verteilrohr 11 sechs Zulaufleitungen 8, 9 aus. Diese sind mit Stützen 58 abgestützt und verzweigen sich jeweils auf zwei weitere Leitungen 51, 52, um über Düsen 5 beide Laufräder 53, 54 parallel mit Düsenstrahlen 25 zu beaufschlagen. Die Laufräder 53, 54 sind gemeinsam beidseitig über Lager 14, 55 auf einer Verlängerung 56 der Generatorwelle abgestützt. 7, 8, as well as 3, 4, 5 and 6, as a second example, is a horizontal TWIN turbine 100 with two impellers 2 and with two housing rings 16 and housing covers 18 attached thereto, as well as with twelve nozzles 5, with six jet deflectors 30 and shown with an associated generator 10. In a water supply system, six supply lines 8, 9 also extend from a distribution pipe 11. These are supported with supports 58 and each branch out onto two further lines 51, 52 in order to apply nozzle jets 25 to both impellers 53, 54 in parallel via nozzles 5. The impellers 53, 54 are supported together on both sides via bearings 14, 55 on an extension 56 of the generator shaft.

In beiden Beispielen sind die Düsen 5 als Mantelrohr 22 mit einem anschließenden Düsenkörper 15 ausgeführt, der an einem Gehäusering 16 befestigt ist. Der Gehäusering 16 trägt die Düsen 5, teilweise die Gehäuseabdeckung 18 und Führungsbleche 27. Er ist über eine Brückenkonstruktion 57 zum Fundament 29 abgestützt. Ein Torpedo 23 im Mantelrohr 22 enthält eine Mechanik für die Verstellung einer Düsennadel 24, um den Querschnitt eines Düsenstrahls 25 zu In both examples, the nozzles 5 are designed as a casing tube 22 with an adjoining nozzle body 15, which is attached to a housing ring 16. The housing ring 16 carries the nozzles 5, partly the housing cover 18 and guide plates 27. It is supported on the foundation 29 via a bridge structure 57. A torpedo 23 in the casing tube 22 contains a mechanism for adjusting a nozzle needle 24 in order to increase the cross section of a nozzle jet 25

regeln. Der Düsenstrahl 25 trifft im Normalbetrieb tangential auf die Becher 4 eines regulate. During normal operation, the nozzle jet 25 hits the cups 4 tangentially

Bei Betätigung der Strahlablenker 30 drehen diese jeweils um eine im Gehäusering 16 verankerte Schwenkachse 31 im Zwischenraum 19 in den Düsenstrahl 25 hinein und lenken den Strahl mit einem Ablenkbogen 33 gegen den Gehäusering 16, wo er von den Führungsflächen 17 auf zwei Hälften aufgeteilt wird. Der im Zwischenraum 19 aufgefächerte und relativ zu den Bechern 4 abgebremste Strahl flutet den Zwischenraum 19 und die Becher 4 teilweise und verhindert eine Beschleunigung der Schwungmasse des unbelasteten Rotors des Generators 10 auf unzulässige Überdrehzahlen, bevor die Düsen sich geschlossen haben. When the jet deflectors 30 are actuated, they each rotate about a pivot axis 31 anchored in the housing ring 16 in the gap 19 into the nozzle jet 25 and direct the jet with a deflection arc 33 against the housing ring 16, where it is divided into two halves by the guide surfaces 17. The jet, fanned out in the gap 19 and decelerated relative to the cups 4, partially floods the gap 19 and the cups 4 and prevents the flywheel of the unloaded rotor of the generator 10 from accelerating to impermissible overspeeds before the nozzles have closed.

Die Strahlablenker 30 sind jeweils in einer Aussparung 44 des Gehäuserings 16 eingebettet und als Schwenkhebel 34, 36, die über einen Ablenkbogen 33 miteinander verbunden sind, mit ihrer Schwenkachse 31 im Gehäusering 16 abgestützt. In einem Abstand mit Radius rh zur Schwenkachse 31 greift eine Zugstange 38 durch eine Bohrung 59 über ein Zwischenglied 42 ein, um eine Schwenkbewegung durchführen zu können. Mit der Schwenkung bewegt sich der The jet deflectors 30 are each embedded in a recess 44 of the housing ring 16 and are supported with their pivot axis 31 in the housing ring 16 as pivoting levers 34, 36, which are connected to one another via a deflection arc 33. At a distance of radius rh from the pivot axis 31, a pull rod 38 engages through a bore 59 via an intermediate member 42 in order to be able to carry out a pivoting movement. It moves as it pivots

Ablenkbogen 33 in den Düsenstrahl 25 hinein. Deflection arc 33 into the nozzle jet 25.

Im Normalbetrieb liegt der Ablenkbogen 33 an einer Stirnfläche 20 des Düsenkörpers 15 an und ist dort über die auf Druck beanspruchte Zugstange 38 und das Zwischenglied 42 mit Bolzen 49 gehalten, wobei der dazu notwendige Druck über einen Hydraulikanschluss 46 in einem Zylinder 47 mit Deckel 41 auf einen Kolben 48 entsteht, der an der Zugstange 38 befestigt ist. Das Zwischenglied 42 folgt der Bewegung der Schwenkhebel 34, 36, ohne die Zugstange 38, welche durch den Kolben 48 und eine Büchse 50 im Zylinderboden 47 geführt ist, in ihrer In normal operation, the deflection arc 33 rests on an end face 20 of the nozzle body 15 and is held there by the tension rod 38 under pressure and the intermediate member 42 with bolts 49, the necessary pressure being supplied via a hydraulic connection 46 in a cylinder 47 with a cover 41 a piston 48 is created, which is attached to the pull rod 38. The intermediate member 42 follows the movement of the pivot levers 34, 36, without the pull rod 38, which is guided through the piston 48 and a bushing 50 in the cylinder base 47

Bewegung zu hindern. Gleichzeitig ist zwischen dem Kolben 48 und zum to prevent movement. At the same time there is between the piston 48 and the

einem Blasenspeicher verbunden sein. be connected to a bladder accumulator.

Bei horizontalen Peltonturbinen mit den gezeigten Strahlablenkern 30 können, wie im Normalbetrieb, zusätzlich an den Düsen 5 ohne Strahlablenker auch Ablenkbogen 33 fest an dem Gehäusering 16 (Figur 9) mittels Bolzen 60 oder an der Stirnfläche 20 der Düsenkörper 15 (hier nicht gezeigt) angebracht werden, die dann in Umlaufrichtung gesehen vor dem Düsenstrahl 25 einen Schutzschild bilden und hinter dem Strahl die Belüftung verbessern. Eine derartige Ausführung hat den Vorteil, dass alle Düsenstrahlen 25 im Normalbetrieb Schutz und Belüftung haben In horizontal Pelton turbines with the jet deflectors 30 shown, as in normal operation, in addition to the nozzles 5 without jet deflectors, deflection elbows 33 can also be firmly attached to the housing ring 16 (FIG. 9) by means of bolts 60 or to the end face 20 of the nozzle body 15 (not shown here). which then, viewed in the direction of rotation, form a protective shield in front of the nozzle jet 25 and improve ventilation behind the jet. Such a design has the advantage that all nozzle jets 25 have protection and ventilation during normal operation

können. can.

Außerdem kann über den ganzen Umfang des Laufrades die Belüftung verbessert werden, indem in Laufrichtung hinter einem Düsenstrahl durch den Gehäusering hindurch Öffnungen 62 für den Eintrag von Luft angebracht sind, welche im Zusammenwirken mit tief im Ablaufkanal 40 eingetauchten Führungsblechen 61 den Luftdruck innerhalb der Führungsbleche 61 über der Wasseroberfläche regeln. Eine Mindesteintauchtiefe 63 verhindert das Einziehen zusätzlicher Luft aus dem Ablaufkanal. In addition, ventilation can be improved over the entire circumference of the impeller by providing openings 62 for the entry of air in the running direction behind a nozzle jet through the housing ring, which, in cooperation with guide plates 61 deeply immersed in the drain channel 40, increase the air pressure within the guide plates 61 above the water surface. A minimum immersion depth of 63 prevents additional air from being drawn in from the drain channel.

1 Horizontale Peltonturbine 2 Laufrad 1 Horizontal Pelton turbine 2 Impeller

3 Welle 3 wave

4 Becher 4 cups

5 Düse 5 nozzle

6 Verteilrohr 6 distribution pipe

7 Kugelschieber 8 Zulaufleitung 7 ball valve 8 supply line

9 Zulaufleitung 10 Generator 9 supply line 10 generator

11 Verteilrohr 11 distribution pipe

12 Druckleitung 12 pressure line

13 Lager 13 warehouses

14 Lager 14 warehouses

15 Düsenkörper 16 Gehäusering 17 Führungsfläche 18 Gehäuseabdeckung 19 Zwischenraum 20 Stirnfläche 15 Nozzle body 16 Housing ring 17 Guide surface 18 Housing cover 19 Space 20 Front surface

21 Düsenmündung 22 Mantelrohr 21 Nozzle mouth 22 Jacket pipe

23 Torpedo 23 torpedoes

24 Düsennadel 24 nozzle needle

25 Düsenstrahl 25 jet

26 Führungsfläche 27 Führungsblech 28 Fundament 26 Guide surface 27 Guide plate 28 Foundation

10 10

30 Strahlablenker 31 Schwenkachse 32 Schwenkmechanismus 33 Ablenkbogen 34 Schwenkhebel 35 Raum 30 Beam deflector 31 Swivel axis 32 Swivel mechanism 33 Deflection arc 34 Swivel lever 35 Space

36 Schwenkhebel 37 Außenkante 38 Zugstange 36 Swivel lever 37 Outer edge 38 Tie rod

39 Druckfeder 39 compression spring

40 Ablaufkanal 40 drain channel

41 Deckel 41 lids

42 Zwischenglied 43 Befestigung 44 Aussparung 45 Dichtung 42 Intermediate link 43 Fastening 44 Recess 45 Seal

46 Hydraulikanschluss 47 Zylinder 46 hydraulic connection 47 cylinder

48 Kolben 48 pistons

49 Bolzen 49 bolts

50 Büchse 50 can

51 Leitung 51 line

52 Leitung 52 line

53 Laufrad 53 impeller

54 Laufrad 54 impeller

55 Lager 55 bearings

56 Verlängerung 57 Brückenkonstruktion 58 Stütze 56 Extension 57 Bridge construction 58 Support

59 Bohrung 59 bore

60 Bolzen 60 bolts

11 11

61 Führungsblech 62 Öffnung 63 Eintauchtiefe 61 Guide plate 62 Opening 63 Immersion depth

Ss Spaltweite Ss gap width

B Gehäusebreite B housing width

b Becherbreite b Cup width

D1 Außendurchmesser D1 outside diameter

d1 Innendurchmesser d1 inner diameter

rh Schwenkradius Zugstange rk Schwenkradius Außenkante rh swivel radius of pull rod rk swivel radius of outer edge

a Schwenkwinkel a Swivel angle

Claims

(345118.1)

Patent claims

1. Multi-nozzle horizontal Pelton turbine, which is designed as a simple turbine (1) or as a TWIN turbine (101), with buckets (4) of a bucket width (b), which turbine with a power generator (10) through a multi-bearing shaft (3 ) is coupled, and the nozzles (5) of which are each connected to inlet lines extending from a distribution pipe (6), the nozzle bodies (15) being attached to a housing ring (16) which has guide surfaces (17) for splash water on its inside , and which is connected to housing covers (18) on both sides in the axial direction, and wherein in a gap (19) between the outer diameter (D1) of an impeller (2) and the inner diameter (d1) of the housing ring (16) there is a gap width (s) exists, characterized in that

- that the gap width (s) is less than two cup widths (b), preferably less than 50% of a cup width (b),

- that the respective nozzle body (15) has an end face (20) at its nozzle mouth (21) which partially projects into the intermediate space (19),

- that a pivotable jet deflector (30) rests on the end face (20) of at least one nozzle (5), which is embedded in the housing ring (16) and whose pivot axis (31) is supported in the housing ring (16), and

- That the nozzle bodies (15) are sealed to the housing ring (16).

2. Pelton turbine according to claim 1, characterized in that - the jet deflector (30) is made from a deflection arc (33) with two molded pivot levers (34, 36) so that the space (35)

between the pivoting levers is ventilated.

preferably from 18° to 22°, can be pivoted.

4. Pelton turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that - on the pivoting lever (34, 36) the pivoting radius (rh) for a tie rod is 30% to 50% of the pivoting radius (rk) for the outer edge (37) of the deflection arc ( 33).

5. Pelton turbine according to one of claims 1 to 4, characterized in that - for a jet deflector (30) resting on the end face (20), the pivoting is carried out by the tie rod (38) with a for the pivoting

preloaded spring (39) or with another energy storage device.

6. Pelton turbine according to one of claims 1 to 5, characterized in that - the housing width (B) at the height of the shaft (3) is less than that

Corresponds to seven times the cup width (b).

7. Pelton turbine according to one of claims 1 to 6, characterized in

- that at least one nozzle (5), instead of a pivotable jet deflector which rests on the end face (20) of the nozzle (5), has a deflection arch (33) which is firmly anchored in this position on the housing ring (16) or on the end face (20). , the beam in the direction of rotation

protects and allows ventilation behind the jet.

8. Pelton turbine according to one of claims 1 to 7, characterized in that - in the direction of rotation behind a nozzle jet (25) or several nozzle jets (25), an opening (62) is arranged in the housing ring (16), which enables the introduction of air to get with the

Size of the opening (62) in conjunction with an immersion depth (63)

To regulate the water surface within the guide plates (61).