AT96928B - Vorrichtung zur Verhinderung des Watens von Wasserkraftmaschinen bei Rückstau. - Google Patents

Description

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   Die gewöhnlich als Rückstau bezeichnete, meist durch erhöhte Wasserführung hervorgerufene Hebung des Unterwasserspiegels bei Wasserkraftanlagen wirkt auf die Wasserkraftmaschinen ungünstig ein. Ausser dem Gefällsverlust tritt gewöhnlich auch eine Verringerung der Tourenzahl der Kraftmaschine und bei Freistrahl-und Durchströmturbinen das sogenannte Waten derselben im Unterwasser ein. Durch die vorliegende Erfindung soll der Rückstau für die Wasserkraftmaschine unschädlich gemacht und, wo es wünschenswert ist, die infolge des Rückstaues bedingte Leistungseinbusse rückgewonnen werden. 



   Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Wasserkraftmaschine C (siehe die verschiedenen Figuren der Zeichnung) durch eine bis auf den normalen Unterwasserspiegel B herabreichende luftdichte Umhüllung 0 aus Holz, Eisen, Beton u. dgl. umgeben ist und in der so gebildeten Turbinenkammer D eine Luftverdichtung (Fig. 1, 2,3, 4 und 5) oder Luftverdünnung (Fig. 6,9 und 10) erzeugt wird. In beiden Fällen wird der Wasserspiegel in der Turbinenkammer die Höhenlage B, die im allgemeinen mit jener der Unterkante Q der luftdichten Abdeckung übereinstimmt, nicht überschreiten, so dass bei Freistrahlund Durchströmturbinen ein Waten derselben vermieden wird und es daher nicht notwendig ist, diese wie bisher üblich, um ein gewisses Mass höher anzuordnen (Freihängen).

   Im ersten Falle wird die stets mit Überschuss in die Turbinenkammer hineingepresste oder hineingesaugte Luft unter der Kante Q entweichen und es wird stets in der Turbinenkammer nur jene Luftverdichtung herrschen, die der Höhe der verdrängten Wassersäule   (B'-B)   entspricht. Die Wasserkraftmaschine C arbeitet dann unter dem durch die beiden Wasserhaltungen A bzw. A'und   B'bestimmten Gefälle.   Im zweiten Falle wird Wasser über die Aussenwand der luftdichten   Umhüllung   strömen gelassen und ein Teil der Energie dieses Wasserstromes entweder direkt durch Saugstrahlwirkung (Fig. 6) oder unter Zuhilfenahme eines Hilfsrades T zur Absaugung der Luft und des Turbinenabwassers aus der Turbinenkammer benützt.

   Die Kraftmaschine arbeitet dann ebenfalls ohne Tauchung im Unterwasser, jedoch unter einem Gefälle, welches dem Höhenunterschiede   A-B"vermehrt   um die in Wassersäule ausgedrückte Luftverdünnung in der Turbinenkammer entspricht. 
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 bewirkt. 
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   Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei welcher mittels eines in dem Rohre   F eingebauten Absperrschiebers A   die Luftverdichtung von Hand aus betätigt bzw. abgestellt werden kann. Diese Anordnung   zist besonders   dort am Platze, wo es auf wassersparenden Betrieb ankommt. 
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 der   Turbinenkammer   D geleitet wird und bei seinem Auftreffen auf das Turbinenabwasser unterhalb der Kante Q saugend wirkt. P stellt eine Schütze dar, deren Überfallskante in der Höhe des normalen Ober- 
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 Überlaufswasser R und dem Energie empfangenden Turbinenabwasser S herzustellen. 



   Die Wirkung der Anordnung laut Fig. 6 kann trotz Ausbildung des   Schussbettes nacl Fig.   7 und 8 dann eine ungenügende sein, wenn einer verhältnismässig   geringen Überlaufsmenge und solehem Gefälle   
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 das Turbinenabwasser von dem der Luftverdünnung im Turbinenraume D entsprechenden Stande auf den Stand   But zou   heben. Die Fig. 9 zeigt eine Anordnung von wesentlich besserem Wirkungsgrad, welche 
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 Unterwassergerinne des Turbinenabwassers tauchen. Das Hilfsrad empfängt vom Überlaufwasser Energie und verwendet dieselbe gleichzeitig dazu, um das Turbinenabwasser aus der   Turbinenkammer     hera   
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 derselben von ihrer Abtriebswelle das Hilfsrad als Ersatzrad dienen. 



   Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Achse U des Hilfsrades T unverschiebbar und der unter der Kante Q des Schussbettes befindliche Teil der Sohle W in der Richtung der Pfeile um die   Aehse X   
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 in den Bereich der Schaufeln des Hilfsrades gebracht werden kann. 



   Es wird in manchen Fällen von Vorteil sein, die in Fig. 9 angedeutete Verschiebung der Achse des Hilfsrades und auch die Aufldappung des beweglichen   Sohlenstückes IV   in Fig. 10 selbsttätig durch 
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 zu erzielen, wird es sich oft empfehlen, auf eine und dieselbe Welle U zwei Räder   anzuordnen,   von denen das eine nur in das Schussbett des Überfalles, das andere nur in das Bett des Turbinenabwassers taucht 
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   ausgebildet und bemessen sind. 



  PATENT-ANSPRÜCHE :  
1. Vorrichtung zur Verhinderung des Watens von Wasserkraftmaschinen bei   Rückstau,   dadurch   gekennzeichnet, dass in dem durch luftdichte Überdeckung (0) der Kraftmaschine (C) geschaffenen Raume (D) Luftverdichtung dadurch bewirkt wird, dass mittels einer Heberleitung (F), deren Über-   
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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 oder Kraftersparnis die Vorrichtungen zum Hineinpressen oder Hineinsaugen von Luft in den Luftverdichtungsraum (D) mit von Hand aus betätigbaren oder bei Über-bzw. Unterschreitung eines bestimmten Wasserspiegels oder einer bestimmten Tourenzahl der Kraftmaschine selbsttätig wirkenden Ein-bzw. Ausschaltern (L) versehen sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Luftverdichtung erforder- liehe Luft durch die Druckrohrleitung (M) der Turbine zugeführt wird und zu diesem Behufe die Druckrohrleitung mit Belüftungsröhrehen (N), derart wirkenden Löchern oder entsprechenden Vorrichtungen versehen ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die luftdichte Überdeckung (0) der Turbine (0) als Überfall ausgestaltet ist und erforderlichen Falles einen wellen- (Fig. 7) oder mäanderförmigen (Fig. 8) Querschnitt zu dem Zwecke besitzt, damit das überströmende Wasser (R) mit möglichst grossem Berührungsumfang (Q) auf das Turbinenabwasser (8) auftrifft, durch Saugstrahlwirkung Wasser und Luft aus der Turbinenkammer (D) absaugt und dadurch den Wasserspiegel (B) in derselben gegen- über dem Rückstauspiegel (B') erniedrigt.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Verhinderung des Watens der Wasserkraftmaschine bei Rückstau und Rückgewinnung des Gefälles im Schussbett des Überfalles (0) und im Gerinne des Turbinenabwassers ein Hilfsrad (T) so eingebaut ist, dass es im Unterwasser watet und dadurch mit der vom ÜberfaIIwasser empfangenen Energie das Turbinenabwasser aus der Turbinenkammer (D) absaugt.

   7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsrad (T) mit einem maschinellen Antrieb bzw. Abtrieb zu dem Zwecke ausgestattet ist, um auch bei fehlendem Überschusswasser den Wasserspiegel in der Turbinenkammer auf einer zulässigen Höhe (B) halten zu können bzw. um auch das über den Überfall strömende Wasser direkt nutzbar zu machen.

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzielung eines besseren Wirkungsgrades der unter dem Hilfsrade (T) befindliche Teil der Sohle (W) von Hand EMI3.2 welle (U) verlaufende Achse (X) aufklappbar ist.

   9. Vorrichtung nach sen Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsrad (T) parallel zu seiner Achse (U) entweder von Hand aus oder selbsttätig durch den auf-und absteigenden Unterwasserspiegel verschiebbar ist.

   10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsrad (T) aus einer Welle mit zwei verschiedenen Laufrädern besteht, von welchen das eine nur in das Schussbett des Überfallwassers, das andere nur in das Gerinne des Turbinenabwassers taucht und deren Schaufeln den entgegengesetzten Zwecken entsprechend verschieden geformt und bemessen sind.