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Selbsttätige Geschwindigkeitsregelullgsvorlichtung für Turbinen.
Es sind Turbinen bekannt, bei denen das Laufrad mittels eines Hilfsmotors axial verschoben werden kann, um den Überströmquerschnitt in das Laufrad zu ändern.
Diese Regelungsvorrichtungen sind sehr umständlich und haben daher keine tatsächliche Verwendung gefunden. Sie erfordern ausser dem Fliehkraftpendel einen Hilfsmotor und eine Einrichtung, durch die jeder Verschiebung der Reglermuffe ein bestimmtes Mass der Abschützung zugeordnet wird.
Diese Hilfseinrichtungen verteuern nicht nur die Regelungsvorrichtung und machen deren Wartung und Instandhaltung umständlicher, sondern sie beeinflussen auch den Regelungsvorgang in ungünstigem Sinne, indem sie Schwingungen von langer Dauer verursachen. Diesen Schwingungen muss durch Anordnung der Hilfsvorhehtung Rechnung getragen werden und je nach dem Verwendungsfall werden Vorrichtungen zur primären oder auch sekundären Kompensation notwendig. Überdies muss an den Grenzen der Abschützung durch eine Vorrichtung der Fliehkraftregler losgekuppelt werden.
Diese Nachteile sind bei der Regelungsvorrichtung nach der Erfindung vermieden, bei der ein Fliehkraftregler unmittelbar die Abschützung bewirkt.
Die Vorrichtung ist einfacher gebaut, billiger herzustellen, leichter in Stand zu halten, bietet grössere Betriebssicherheit und hat einen weit geringeren Kraftverbrauch als diebekannten Regelungsvorrichtungen.
Nach der Erfindung wird die Verschiebung des Laufrades unmittelbar durch einen am Laufrade selbst oder an einem dasselbe bei axialer Verschiebung mitnehmenden Teil angreifenden Fliehkraftregler bei jeder durch Änderung des Kraft-oder Lastmomentes eintretenden Änderung der Umlaufzahl veranlasst. Jede Erhöhung der Umlaufzahl verursacht so eine Verkleinerung und jede Verringerung der Umlaufzahl eine Vergrösserung des Durchgangsquerschnittes der Arbeitflüssigkeit, so dass immer eine Rückführung auf die normale Umlaufszahl stattfindet, u. zw. durch unmittelbare Wirkung eines Fliehkraftreglers bei möglichster Vermeidung von Verspätungen.
Die Regelungsvorrichtung nach der Erfindung erfordert nur einen kleinen Kraftaufwand, da die Axialverschiebung des Laufrades durch eine sich aus der Drehung des Laufrades und dessen Axialverschiebung zusammensetzenden Schraubenbewegung erfolgt. Wenn der Axialdruck und das Laufradgewicht ausgeglichen sind, ist bei Eintritt der Regulierbewegung nur der Reibungswiderstand der umlaufenden Welle in den Lagern zu überwinden ; dieser ist kleiner als der Reibungswiderstand eines aus der Ruhe in Bewegung zu setzenden Körpers.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung der Regelungsvorriehtung nach der Erfindung in Anwendung auf eine zentripetale Wasserturbine veranschaulicht.
Das auf der Welle 2 sitzende Laufrad 1 besitzt einen einem Zylinderschieber ähnlichen Ring 3.
Das Wasser wird durch die im Spiralgehäuse 5 angeordnete Leitvorrichtung 4 zugeführt. An der auf der Laufradwelle 2 befestigten Transmissionsscheibe 6 sind die Arme 7, 7 a eines Fliehkraftreglers 13 angelenkt. dessen andere Arme 8, 8a an einem auf dem unbeweglichen Lager 10 drehbar, aber nicht ver-
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verschieben. Die Scheibe 6 ist z. B. eine Riemenscheibe zum Antrieb einer Dynamo. Steigt die Umlaufszahl der Turbine, dann bewegen sich die Schwungkörper 13 des Fliehkraftreglers nach aussen. Die
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Anwendung eines Hilfsmotors in der Richtung x-y (nach rechts) verschoben, wodurch eine teilweise Abdeckung der Ausströmöffnung aus der Leitvorrichtung 4 durch den Zylinderschieber. 3 erfolgt.
Es gelangt weniger Arbeitsflüssigkeit in das Laufrad, dessen Umlaufszahl sinkt. Verringert sich während des Betriebes die Umlaufszahl der Turbine, dann wird die Welle 2 mit dem Laufrad in entgegengesetzter
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Betriebssicherheit bei grösster Einfachheit erreicht. Die Regelungsvorrichtung arbeitet selbsttätig und hält die Turbine bei wechselnder Belastung, bei Schwankungen der Druckhöhe oder im Zufluss der Arbeits- fliissigkeit, sofern diese überhaupt den Kraftbedarf decken können, auf gleichbleibender Umlaufszahl. Die jeweilige Stellung des Laufrades. vor der Leitvorrichtung, die für die Gleichheit von Kraftmoment und Lastmoment erforderlich ist, wird durch die Wirkung eines Fliehkraftreglers allein ohne Hilfe von Rückführungs- oder Kompensationseinrichtungen erreicht.
Die Regelungsvorrichtung ist sowohl für Wasser- als auch für Dampf- oder Gasturbinen mit senkrechter oder wagrechter Achse mit Aktions- oder Reaktionswirkung usw. geeignet.