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Laufschaufelregulierung für Wasserturbinen oder Kreiselpumpen.
Bei der bisher bekannten Laufschaufelregulierung werden die Laufradschaufeln um Zapfen derart verdreht, dass einer kleinerer Beaufschlagung eine Verkleinerung der Laufradein-und Austrittswinkel entspricht. Eine derartige Schaufelverdrehung hat bei Axiallaufrädern den Nachteil, dass zwischen den Stirnkanten der Radschaufeln und der das Laufrad umgebenden Laufradkammer ein verhältnismässig grosser Spalt vorgesehen werden muss, um bei der Verdrehung der Schaufeln eine metallische Berührung ihrer Stimkanten mit der Laufradkammer zu vermeiden. Da durch einen grossen Spalt eine verhältnismässig grosse Wassermenge unausgenutzt abfliesst, so leidet dadurch der Wirkungsgrad. Ebenso können sieh in diesem Spalt leicht Fremdkörper festsetzen und so zu Betriebsstörungen Anlass geben.
Diese Nachteile können nach der Erfindung wirksam vermieden werden, wenn den Schaufeln neben ihrer Verdrehung noch eine axiale Verschiebung erteilt wird, wie dies an Hand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert wird.
Fig. 1 zeigt die linke Laufradhälfte eines im Wesen axial durchflossenen Turbinenlaufrades im Aufriss. Fig. 2 zeigt den Grundriss einer Schaufel und Fig. 3 die in die Bildebene abgewickelte Stirnkante (a-e Fig. 2) einer Radschaufel. Um die bei der Verdrehung auftretenden Lagenänderungen der Schaufel leicht übersehen zu können, ist in Fig. 3 die Stirnkante e-a der Schaufel S mit dem auf der Drehachse s- (Fig. 1 und 2) liegenden Drehpunkt o dieser Kante in die Bildebene abgewickelt. Wird wonach bei kleiner Beaufschlagung die Schaufel und somit auch ihre Stirnkante um den Winkel el a verdreht, so gelangt der Eintrittspunkt e nach e1 und der Austrittspunkt a nach a1. Die Stimkante nimmt
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Punkte e1 und a1 gestrichelt gezogene Lage an.
Es müsste daher der kleinste Durchmesser der Laufradkammer J ( (Fig. 1) mindestens das Mass D1 betragen, der dem gestrichelt angegebenen und durch e1 gelegten Kreis entspricht. Die geschilderten Nachteile des dadurch bedingten verhältnismässig grossen Spaltes lassen sich vermeiden, wenn die Schaufel bei ihrer Verdrehung um den Winkel or gleichzeitig eine axiale Verschiebung im Sinne des Pfeiles 1 (Fig. 1 und 2) erfährt. Diese Verschiebung muss im vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens die Grösse v (Fig. 2) betragen, wenn die Laufradkammer den Durchmesser D (Fig. 1 und 2) erhalten soll.
Diese axiale Verschiebung lässt sich durch verschiedene Ma'3chinenelemente, wie Kurbeln, Keilflächen, Hebel od. dgl. bewirken. Am einfachsten gestaltet, ich die Verwendung von Schrauben, wie dies auch im Ausführungsbeispiel angegeben ist. Bei diesem ist der Schaufeldrehzapfen d (Fig. 1 und 2) mit einem'Schraubengewinde versehen, mit dem er in das Muttergewinde der Nabenbohrung eingeschraubt werden kann. Durch entsprechende Wahl der Schraubensteigung lässt sich die für einen bestimmten Fall erforderliche axiale Verschiebung leicht erreichen.
Eine nach der Erfindung ausgebildete Verstellbarkeit der Schaufeln hat noch den weiteren Vorteil, dass gerade bei der Normalstellung der Schaufel, also bei jener Stellung, für die der beste Wirkungsgrad verlangt wird, der kleinste Schaufelspalt vorhanden ist und dass sich die Spaltbreite bei nach "zu" ver- drehter Schaufel gegen die Ein- und Austrittspunkte (e und a) hin verkleinert, wodurch das Eindringen von Fremdkörpern in den Spalt wesentlich erschwert ist. Eine einfache Überlegung zeigt, dass die bisher bekannte reine Schaufelverdrehung ohne axiale Schaufelverschiebung die entgegengesetzte Spaltverände- rung und somit die angeführten Nachteile hervorruft.
Selbstverständlich muss der Schaufel auch die
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ist zu diesem Zwecke ein kleiner Spalt zwischen Schaufelschaft t und Nabe N (Fig. 1 und 2) vorgesehen, dessen Breite v der für den vorliegenden Fall notwendigen axialen Schaufelverschiebung entsprechen muss.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Laufsehaufelregulierung für Wasserturbinen oder Kreiselpumpen, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufel bei ihrer Verdrehung auch eine axiale Verschiebung erfährt.