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Freistromturbine.
Die Erfindung betrifft eine Turbine zur Ausnutzung der Strömungsenergie offener Gerinne. Die bekannten derartigen Freistromturbinen beruhen durchwegs auf dem Gedanken, ein unter Wasser ange. ordnetes Gehäuse mit einem Einlauftrichter zu versehen und an der Stelle der grössten Strömungs.
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wird, ob nun das Gehäuse zylindrisch doppeltrichterförmig oder aus diesen Formen zusammengesetzt ist, nur die Stossenergie des strömenden, gegebenenfalls gestauten Wassers ausgenutzt, welche jedoch bekanntlich einen sehr geringen Wirkungsgrad bedingt, so dass diese Einrichtungen in wirtschaftlicher
Form bisher nicht angewendet werden konnten.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Erzielung eines ausreichenden Wirkungsgrades auch die die Stossenergie weit übersteigende Saugwirkung der Wasserströmung bei unmittelbarem Einfluss derselben auf die Laufradanordnung heranzuziehen. Gemäss der Erfindung geschieht dies dadurch, dass der Austrittsquerschnitt des Gehäuses grösser bemessen ist als der Eintrittsquerschnitt. Das günstigste Verhältnis von Austrittsquerschnitt zu Eintrittsquerschnitt beträgt etwa 1 : 0'57. Wird das Gehäuse immer unter Beachtung dieses Gesichtspunktes gebaut, so bildet es ein Saugrohr von hoher Wirkung, in das an geeigneter Stelle das Laufrad mit oder ohne Leitrad eingebaut werden kann. Der Einbau des Laufrades kann hiebei so erfolgen, dass auch Ein-und Austrittsquerschnitt am Laufrade ungleich gross sind, was die Leistung noch günstiger gestaltet.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 im Schaubild schematisch dargestellt.
Der Einlauf trichter A bildet mit dem Saugrohr B zusammen den Gehäusekörper G, an dessen Verengung der Leitapparat L mit dem Laufrad R eingebaut ist. Das Gehäuse G ist mit einem Schwimmer C starr verbunden, der bei D verankert ist. Die Abnahme der gewonnenen Energie von der Turbinenwelle erfolgt durch den Kegeltrieb t'und die vertikale Weile M', die durch den Schwimmer geführt ist und ein Kegelrad Z trägt, das zur weiteren Kraftübertragung dient. Falls das Saugrohr nach unten abgebogen und sodann wieder horizontal geführt ist, kann das Laufrad auf vertikaler Welle laufen, was die Bauart vereinfacht.
Die Fläche des Eintrittsquerschnittes in den Einlauf trichter Li ist mit Fj, die Querschnittsfläche des Leitapparates mit jF,, der Ein- und Austrittsquerschnitt am Laufrade mit F3 bzw. F4 und der Austrittsquerschnitt des Saugrohres n mit Fr. bezeichnet.
Der Eintrittsquerschnitt Fi ist kleiner als der im vorliegenden Falle elliptische Austrittsquerschnitt, wobei mit Vorteil das oben angegebene Verhältnis eingehalten wird. Zweckmässig kann auch Fi grösser als F3 gehalten werden, was entweder durch Verjüngung des Querschnittes der Nabe des Laufrades oder dadurch bewirkt werden kann, dass dasselbe in einen sich in der Strömungsrichtung erweiternden Teil des Saugrohres, d. h. also in dessen konischen Teil eingebaut wird.
Im übrigen kann das Gehäuse natürlich beliebige Form erhalten, solange der Vorbedingung für die Ausnutzung der Saugwirkung Genüge geleistet wird. Die Anordnung eines Leitapparates kann naturgemäss auch entfallen.
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Vortex turbine.
The invention relates to a turbine for utilizing the flow energy of open channels. The well-known such vortex turbines are consistently based on the idea of being under water. neat housing to be provided with an inlet funnel and at the point of greatest flow.
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whether the housing is cylindrical, double funnel-shaped or composed of these shapes, only the impact energy of the flowing, possibly dammed water is used, which, however, is known to result in a very low degree of efficiency, so that these devices are more economical
Form could not previously be used.
The invention is based on the idea of using the suction effect of the water flow, which by far exceeds the impact energy, when it has a direct influence on the impeller arrangement in order to achieve sufficient efficiency. According to the invention, this takes place in that the outlet cross section of the housing is dimensioned larger than the inlet cross section. The best ratio of outlet cross-section to inlet cross-section is about 1: 0.57. If the housing is always built with this in mind, it forms a highly effective suction pipe in which the impeller with or without a stator can be installed at a suitable point. The impeller can be installed in such a way that the inlet and outlet cross-sections on the impeller are also of unequal size, which makes the performance even more favorable.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown in an exemplary embodiment in FIG. 1 in longitudinal section and in FIG. 2 in a schematic diagram.
The inlet funnel A and the suction pipe B together form the housing body G, at the constriction of which the diffuser L with the impeller R is installed. The housing G is rigidly connected to a float C, which is anchored at D. The energy obtained from the turbine shaft is removed by the bevel drive t 'and the vertical shaft M', which is guided by the float and carries a bevel gear Z, which is used for further power transmission. If the suction pipe is bent downwards and then guided horizontally again, the impeller can run on a vertical shaft, which simplifies the design.
The area of the inlet cross-section in the inlet funnel Li is denoted by Fj, the cross-sectional area of the diffuser with jF, the inlet and outlet cross-section on the impeller with F3 and F4 and the outlet cross-section of the suction pipe n with Fr.
The inlet cross-section Fi is smaller than the elliptical outlet cross-section in the present case, the ratio given above advantageously being maintained. Fi can also expediently be kept greater than F3, which can be achieved either by tapering the cross-section of the hub of the impeller or by inserting the same into a part of the suction pipe that widens in the direction of flow, i.e. H. is therefore installed in its conical part.
In addition, the housing can of course have any shape as long as the preconditions for utilizing the suction effect are met. The arrangement of a diffuser can naturally also be omitted.
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