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008. zur Umsetzung von Geschwindigkeit In Druck.
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umsetzung nicht mehr durchführbar ist.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden und den Wirkungsgrad de Energieumsetzung derart zu verbessern, dass diese Umsetzung auch dann noch erfolgreich ausgeführt werden ; ann, wenn die bisher üblichen Düsenformen kein brauchbares Ergebnis mehr bieten. Dieser Zweck wird erreicht durch eine den Gesetzen des natürlichen Strömungsverlaufes entsprechende Ablenkung und Ausbreitung des Füssigkeitsstrahles bei gleichzeitiger Umhüllung des Strahles durch solche Düsenwände, die die Bildung von energieverzehrenden Wirbeln nach Möglichkeit verhindern. Die Vermeidung derartiger Wirbel ist die wichtigste Vorbedingung für das Gelingen einer günstigen Energieumsetzung.
Strenge genommen, könnte auch jede Kreiselpumpe als eine Vorrichtung zur Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck aufgefasst werden, denn das Laufrad der Pumpe giesst in eine Leitvorrichtung aus, die ebenfalls die Aufgabe hat, die Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umsetzen. Dass dies aber in einem solchen Falle nur sehr unvollkommen geschehen kann, geht aus den erreichten Wirkungsgraden hervor und ist leicht einzusehen, weil die durch die Drehung des Laufrades unvermeidlich auftretenden Wirbel sich auch in die Leitvorrichtung fortpflanzen müssen.
In den Zeichnungsfiguren ist die Einrichtung und Wirkungsweise des Erfindungsgegen- standes an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 stellt die bisher übliche Bauweise eines Saugrohres für eine Wasserturbine vnr. Fig. 2 zeigt das für die gleichen Verhältnisse entworfene Saugrohr nach der Erfindung. Fig, 3 veranschaulicht den lotrechten Schnitt eines für eine grosse Energieumsetzung geeigneten Saugrohres und Fig. 4 den Grundriss davon. Die Fig. 5 und 6 zeigen den lotrechten Schnitt und Grundriss einer Düse, die zur Vergrösserung der Energieumsetzung mit Zwischenwänden versehen jst.
Srhliesshch ist in den Fig. 4 und 6 noch eine durch zwei Seitenwände abgegrenzte, keilformige Düse N, O, P eingezeichnet
In Fig. 1 ist durch A die Sohle und durch U W der Unterwasserspiegel eines Kanales angedeutet, in dem ein Saugrohr der üblichen Bauweise angeordnet ist. Nach den bisherigen Anschauungen soll die Entfernung H (Fig. 1) des Saugrohraustrittsquerschnittes von der Kanalsohle A mindestens den halben Durchmesser d jenes Querschnittes betragen, der in der Nähe
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Wasser der gewünschten Erweiterung nicht folgen kann.
Für die gleichen Einbauverhältnisse ist in Fig. 2 eine Düse nach der Erfindung dargestellt.
Des besseren Vergleiches halber wurde sowohl die in Fig. 1 gewählte Grösse des unteren Rohr- durchmessers d als auch die Neigung der Düsenerzeugenden E gegen die Düsenmittellinie z, z beilbehalten. Dagengen wurde die Schol A um den Betrag h in die Lage A1 gehoben und die trompetenfömuge Erweiterung T der Düse so stark vergrössert, dass der grösste Austtts- durchmesser D dieser Erweiterung wenigstens dreimal so gross ist a ! sder vor Beginn der trompetenformigen Erweiterung gemessene Rohrdurchmesser d. Der Auatrittadurchmesser D ist demnach erheblich grösser und die Höhe B des ringfönnigen Austrittsquerschnittes wesentlich kleiner, als es den bisherigen Anschauungen entspricht.
Auf Grund mehrd mensionalar Betrachtamgen,
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mit klar, dass bei der abheben Baugrohranordnung gerade jene Teile von der Energieumsetzung ausgechaltet werden, die zu einer solchen am besten geeignet sind. Die übliche trompeten förmige Auaweitung des Auatrittsquerschnittea ist daher, wie auch durch Versuche nachweisbarvollkommen wertloa.
Eine für grosse EnergieumetzUll8 best mm te Düse zeigt das A usführungsbeispiel nach Ftg. S, in dem der Austrittadurchmesser D sechsmal grösser gewählt wurde als der Eintritts-
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aus der zur Mittellinie z-z parallelen Lage der Erzeugenden E zu entnehmen ist. Zur Erzielung der gewünschten Wirkung ist es aber nicht erforderlich, als Erzeugende der trompetenfönnigen Ausweitung eine bis zum Austrittsdurchmesser D gekrümmte Linie zu benutzen, wie dies im Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 angegeben ist. Es kann auch, wie Fig. 3 zeigt, nach der Abrundung eine gerade Linie als Düsenerzeugende benutzt werden, die entweder zur Düsenmittellinie geneigt ist oder auf dieser senkrecht steht.
Die erstgenannte Querschnittsform. die in Fig. 3 durch die vollen Linien a dargestellt ist, h & t den Vorteil einer guten Anpassung an den Stromlinienverlauf des Wassers, da die Austrittshöhe B mit wachsender Entfernung von der Düaenmittellinie vergrössert werden darf. Es kann aber auch das zur Duaenmittellinie senkrecht
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schnittsversperrungen eintreten, die dan geordneten Abfluss in dtesem Kanal verhindern. In einem solchen Falle muss der Dusenaustr@ttsdurchmesser möglichst verklemert werden.
Um aber dennoch eine genügend grosse Energieumsetzung zu erzielen, kann vorteilhaft eine mit Zwischenwänden versehene Düse verwendet werden, wovon die Fig. 5 und 6 ein Ausführungsi'oisplel zeigen. Über eme mit den angegebenen Erfindungsmerkmalen ausgebildete Düse SI ist ein zweites düsenförmige Gehäuae geschoben, dessen Erzeugende 6r so verlaufen, dass sich der Durchflussquerschnitt gegen den Düsenaustritt hin entsprechend erweitert. Im Bedarfsfalle können selbstverständlich noch mehrere derartige übereinandergelagerte Düsenwände eingebaut werden. Die Fig. 5 zeigt z. B. zwei solche Düsenwände.
Durch eine solche Massnahme Nyll, aber die Höhe B1 des ganzen Dusenaustrittsquerschnittes gegewnüber jenen einer Einzelduse (B) erheblich vergrossert, die Austrittsgeschwindigkeit gleichmässig verteilt und daher auch
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anordnung für ein grösseres Energieumsetzungsverhältnis ungeeignet ist.
Der Einbau einer nach der Erfindung ausgebildeten Düse kann entweder so vorgenommen werden, dass die Kanalsohle Al gleichzeitig als Bodenfläche der Düse dient (Fig. 2), oder es kann die Bodenwand mit dem Düsengehäuse durch radial gestellte Stege F verbunden werden (Fig. 5 und 6). Besonders vorteilhaft erweist sich aber eine verstellbare Befestigung der Bodenwand etwa nach einer in den Fig. 3 und 4 gezeigten Anordnung, bei der die Verstellung durch Schrauben- bolzen f und Muttern k bewirkt wird. Selbstverständlich könnten zu diesem Zwecke auch andere Klemmvorrichtungen verwendet werden. Durch eine solche Massnahme kann jener Düsenquerschnitt, für den unter den tatsächlich vorhandenen Betriebsverhältnissen die beste Energieumsetzung erzielt werden kann, auch durch Versuche eingestellt werden.
Eine nach der Erfindung ausgebildete Düse ist nicht nur als Ersatz der bisher gebräuchlichen Turbinensaugrohre verwendbar, sondern bietet überall dort Vorteile, wo eine grosse Umsetzung von Geschwindigkeitsenergie strömender Flüssigkeiten in Druckenergie erforderlich ist. Dies ist nicht nur bei allen Arten von Kreiselmaschinen, sondern auch bei Strahlvorrichtungen, Luftund Gassaugern und dgl. der Fall. Selbstverständlich ist auch die Art und Beschaffenheit des Arbeitsmittels (Flüssigkeit, Dampf, Gas oder dgl. ) keiner Beschränkung unterworfen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Düse zur Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck mit gerader Düsenmittellinie s-z, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohrformiges Düsenstück (S1 in Fig. 2,3 und 5) sich gegen eine benachbarte Bodenwand oder Sohle (AJ in der Weise trompetenförmig erweitert, dass der grösste Austrittsdurchmesser (D) wenigstens dreimal so gross ist wie der an der Abrundungsstelle gemessene Rohrdurchmesser (d) und die Höhe (B) des ringförmigen Austrittsquerschnittes kleiner ist als der fünfte Teil des um diesen Rohrdurchmesser (d) verringeTten Auatritts- durchmessers (D).