Einrichtung zur Ausnützung der Energie strömender Fluide. Den Gegenstand der vorliegenden Erfin- -dung bildet eine Einrichtung, mittelst welcher die Strömungsgeschwindigkeit strömender Fluide, wie Wasser, Luft und dergleichen (Ströme, Flüsse, Bäche, Wind) zur Energie erzeugung ausgenützt werden kann.
Die Ein richtung besitzt erfindungsgemäss eine Anzahl im strömenden Fluidum befindlicher, an zwei endlosen, über Rollen geführten Ketten be festigter Turbinenschattfeln, welc'he in ihrer Gesamtheit eine Turbine mit zwei geraden Reihen Laufschaufeln darstellen, die im fol genden als Jettenturbinell bezeichnet werden soll. Die beiden geraden Reihen Laufschaufeln sind zu beiden Seiten der Schaufeln<B>je</B> durch einen Mantel begrenzt, so zwar, dass auch der Zwischenraum zwischen den beiden Schaufel reihen nach aussen abgedeckt ist.
Die beigefügten Figuren veranschaulichen einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt: Fig. <B>1</B> eine Aktionskettenturbine im Hori zontalschnitt, Fig. 111 ein- Detail derselben, Fig. 2 die Geschwindigkeitsverhältnisse derselben, Fig. <B>3</B> einen Querschnitt längs der Linie III-HI der Fig. <B>1 ;
</B> Fig. 4 veranschaulicht eine Aktions- und Reaktionskettenturbine im ]Elorizontalsebnitt, Fig. <B>5</B> deren Geschwindigkeitsverhältnisse, Fig. <B>6</B> einen Querschnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 4; Fig. <B>7</B> zeigt in schematischer Draufsicht eine in einem gegen die Mitte eingeschnürten Leitkanal angeordnete Kettenturbine, Fig. <B>8</B> eine Seitenansicht derselben;
Fig. <B>9</B> veranschaulicht eine Vorrichtung zur Aushebung der zum Schutz gegen schwim mende Körper unter das Wasser versenkten Kettenturbine, Fig. <B>10</B> eine jalousieartige Regelungs- und Abstellvorrichtung, Fig. <B>11</B> eine vor den Leitschaufeln ange brachte Drosselklappe; Fig. 12 veranschaulicht eine vor der ven- turischen Röhre eingebaute Absperrschaufel;
Fig. <B>13</B> zeigt im Wirkungskreis der Leit' schaufeln einmontierte Auslassklappen; Fig. 14 eine WindradiTgelung, Fig. <B>15</B> und<B>16</B> eine sich auf Kreissehienen bewegende, mit assymmetrischem Venturi- Rohrsystem versehene Einrichtung- Fig. <B>17</B> und<B>18</B> veranschaulichen eine schernatiqche Darstellung der Kettenführung bei Turbinen mit horizontaler Achse;
Fig. <B>19</B> zeigt eine Ausführungsform der Kettenführung bei Turbinen mit vertikaler Achse; Fig. 20 und 21 stellen eine um eine Achse schwenkbare Einrichtung in Draufsicht bezw. Seitenansicht dar; Fig. 22 veranschaulicht eine Einzelheit derselben.
Die Fig. <B>1-3</B> zeigen eine in zwei Druch:- stufen arbeitende Aktionskettenturbinei Die Profile der Laufschaufeln sind in bezug auf eine, mit der Kette parallele Ebene sym metrisch und damit die Turbine unter Wasser laufen könne, als Grenzturbinenschaufeln aus gebildet.
Das in der Richtung des Pfeils<I>x</I> strömende Wasser fliesst zwischen den Leit schaufeln<B>1</B> hindurch, wird bei<B>l'</B> abgelenkt und beaufschlagt die auf eine Gall'sche oder andere ähnliche Kette 2 befestigten, in der Richtung des Pfeils<B>y</B> sich bewegenden Lauf schaufeln<B>3</B> (Fig. la). Nachdem es diese letzteren senkrecht oder doch annähernd senk recht zu ihrer Bewegungsrichtung verlassen hat, gelangt das Wasser zwischen die Leit- schaufeln 4 und erleidet abermals eine Rich- tun-sänderung,
dann beaufschla t es die 2n<B>9</B> zweite Reihe<B>3'</B> beweglicher Schaufeln und fliesst, wieder senkrecht oder doch nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung derselben austretend, frei ab. Die Tragkette 2 der Laufschaufeln ist zwischen den in der Figur schematisch angedeuteten Kettenrädern<B>5, 5</B> gespannt und falls die Länge der Kette zu gross wäre,<B>d.</B> h. ihre Gleichgewichtsform, frei ausgespannt, einen zu grossen Durchhang aus weisen würde, wird sie in dem Abschnitte zwischen den Kettenrädern durch ein oder mehrere Stützräder<B>6</B> gestützt oder es kann die Kette stellenweise zwischen Rollen oder Führun & srädern <B>6'</B> geführt werden.
Zweck- mässigerweise gehen die Achsen dieser Räder nicht zwischen den Leitschaufeln 4 hindurch, damit sie nicht sWrend. auf die Strömung zwischen den Leitschaufeln einwirken, sondern sie sind oberhalb und unterhalb der Schaufel systeme gelagert. Wie auch aus der Figur ersichtlich, ist diese Turbine eine reine<B>Ak-</B> tionsturbine, welche in zwei Druckstufen arbeitet.
Der infolge der Geschwindigkeit des strömenden, vor der Turbine aufgestauten Wassers zur Verfügung stehende Wasserdruck wird zur Hälfte zwischen den Leitschaufeln <B>1, 1</B> und zur Hälfte zwischen den Leitschaufeln 4 in Gesehwindigkeit umgewandelt, welche dann in bekannterWeise durch die Aktions- turbinensehaufeln verwertet wird.
Die (--r'eschwindigkeitsverhältnisse dieser Kettenturbine sind in Fig. 2 dargestellt. Mit co ist in derselben jene Geschwindigkeit des Wassers bezeichnet, mit welcher dasselbe zwischen die Leitschaufeln <B>1</B> eintritt, mit<B>ei</B> jene, mit welcher es dieselben verlässt. Aus dieser letzteren, in bekan titer Weise die Trans- lationsgeschwindigkeit u der Laufschaufeln vectorial abgezogen, erhält man die Relativ geschwindigkeit wi des zwischen die Lauf schaufeln eintretenden Wassers,
dessen Rich tung gleichzeitig auch den Eintrittswinkel der beweglichen Schaufeln angibt. Die Relativ geschwindigkeit ir--, mit welcher das Wasser die Schaufeln verlässt, stimmt seiner Grösse nach mit wi überein und ist in bezug auf die Symmetrielängsachse der Laufschaufeln zu ici symmetrisch gerichtet. Addiert man zu ?v2 veetoriil die Bewegungsgeschwindigkeit u-der Schaufeln, so ei-hält man die absolute Geschwindigkeit e2 des aus der ersten Reihe der Laufschaufeln austretenden Wassers.
Diese Geschwindigkeit e2 stimmt mit der Eintrittsgeschwindigkeit co nach (T'rüsse und Richtung überein, demzufolge ist auch der Eintrittsquerschnitt der zweiten Reihe der Leitschaufeln mit jenem der ersten Reihe vollständig übereinstimmend.
Werden nun die Leitschaufeln dieser zweiten Reihe der Form der ersten Reihe entsprechend ausge bildet, so stimmt auch die Geschwindigkeit <B>e3</B> des ans dieser Schaufelreihe austretenden Wassers mit der Austrittsgeschwindigkeit<B>ei</B> der ersten Schaufelreilie der Grösse nach über ein, woraus dann in vollständiger Analogie mit dem vorhergehenden die Relativgeschwin digkeit zus <I>und</I> 2V4 und die absolute Ge schwindigkeit ai bestimmt werden können. Wie aus der Figur ersichtlich, erhält man, wenn man die Geschwindigkeit der Ketten turbine in der geschilderten Weise aneinander reiht, eine vollständig symmetrische Figur.
Zweckmässigerweise ist die Turbine mit einer bekannten Kettenspannvorrichtung ver sehen. An ihrer obern und untern Seite ist die Turbine durch einen Mantel abgegrenzt (siehe Fig. <B>3),</B> welcher verhindert, dass das oberhalb und unterhalb der Turbine strömende Aussenwasser etörende turbulente Wasserbe wegungen zwischen den Laufschaufela verur sacht und ermöglicht, dass zwischen den beiden Laufschaufelreihen andere Druck- und Ge schwindigkeitsverhältnisse auftreten, als in dem daneben in gleicher Höhe fliessenden Aussenwasser.
Der Mantel ist zur Aufnahme der Kette mit einem Kanal<B>8</B> versehen. Dieser Kanal beeinflusst die Wirkungsweise der Tur bine nicht wesentlich, da er stagnierendes Wasser enthält. An jener Seite, wo die Be wegungsrichtung der über das Rad laufenden Schaufeln entgegengesetzt der Richtung des Wassers ist, wird die Turbine mit einem Schutzmantel<B>9</B> versehen, welcher den schäd lichen Wasserwiderstand dieser Schaufeln ver ringert.
Die in den Fig. 4-6 dargestellte Ketten turbine ist ebenfalls eine Turbine mit dop- pelteni Durchfluss, dessen erste Stufe eine Reaktionsturbine und die zweite eine Aktions turbine darstellt.
Wie die Figur zeigt, strömt das Wasser an die Leitschaufeln mit der durch den Pfeil x dargestellten Zuflussge- schwindigkeit heran.. strömt zwischen den Leitsohaufeln <B>10</B> hindurch und beaufschlagt nach Verlassen derselben die Laufschaufeln <B>11,</B> welche nach Art von Reaktionsturbinen- schaufeln ausgebildet sind.
Diese Lauf schaufeln bewegen sich, wie aus Fig. <B>6</B> er- sichtlich2 in einem gegen die Mitte der Tur bine eingeengtem Kanal 12, dessen grösste und kleinste Querdimensionen sich zueinander verhalten, wie der grösste Schaufelzwischen raum zu dem kleinsten. Aus dieser Reihe der Laufschaufeln austretend, beaufschlagt das Wasser ohne Zwischenschaltung weiterer Leitschaufeln die zweite Reihe von Lauf schaufeln. Die Schaufeln 220, 221 sind nicht als Leitschaufeln zu betrachten, da sie nicht einzelne Wasserstränge den Laufschaufeln zu leiten.
Sie sind Begrenzungsschaufeln und dienen lediglich dazu, den Was<B> </B> serstrom von den nicht arbeitenden, um die Kettenräder <B>19,</B> 20 laufenden Laufschaufeln fern zu halten, also diesen Wasserstrom zu begrenzen. Diese zweite Reihe von Laufschaufeln bewegt sich ebenfalls in einem Kanal, dessen Querdimen sion in dem oben angedeuteten Verhältnisse gegen den stromabwärts liegenden Rand zu nimmt.
Da diese Zunahme die Abnahme des Schaufelzwischenraumes gerade ausgleicht, funktioniert diese Schaufelreihe als eine<B>Ak-</B> tions bezw. Grenzturbinenschaufelreihe. Die Geschwindigkeitsverhältnisse dieser Turbine sind in Fig. <B>5</B> dargestellt.
Das Wasser ge langt in der Richtung des Pfeils x heran strömend mit der Eintrittsgeschwindigkeit co zwischen die Leitschaufeln und verlässt die selben mit der Geschwindigkeit<B>ei.-</B> Zieht man von dieser Geschwindigkeit ei veetorial die Translationsgeschwindigkeit u der Lauf- schaufelreihe ab, so erhält man die Relativ geschwindigkeit wi des zwischen die Lauf schaufeln eintretenden Wassers.
Hier wird das Wasser zur Relativgeschwindigkeit w2 beschleunigt, dessen Grösse infolge der oben erwähntenVerringerungdesKanalquerschnittes sich zur Grösse von wi verhält, wie das Qua drat des Schaufelzwischenraumes bei der Ein trittsstelle zum, Quadrat dieses Zwischen raumes bei der Austrittsstelle. Zu dieser Geschwindigkeit<B>?</B> V2 vectorial die Geschwin digkeit u addiert, erhält man die absolute Geschwindigkeit e2 des austretenden Wassers. Da kein zweites System von Leitschaufeln vorhanden ist, ist die absolute Geschwindig keit es des zwischen die zweite Reihe von Laufschaufeln eintretenden Wassers mit e2 der Grösse und Richtung nach vollständig übereinstimmend.
Hieraus erhält man durch veetoriale Subtraktion der Translationsge- schwindigkeit ?# der beweglichen Schaufeln die Relativgeschwindigkeit its des zwischen die zweite Laufschaufelreihe eintretenden Wassers.
Zwischen diesen nach Art von Aktions- bezw. Grenzturbinenschaufeln funk tionierenden Schaufeln verändert sich bloss die Richtung (nicht aber die Grösse der Rela- tivgeschwindigkeit) des Wassers, daher erhält n man, wenn man die Relativgeschwindigkeit iC3 in unveränderter Grösse, aber in der Rich- tun- der Austrittstangente der Schaufelkurve <B>kn</B> auf <B>.</B> trägt, die Relativgeschwindigkeit ii,
--i des die Turbine verlassenden Wassers und hier aus durch vectoriale Addition der Trans- lationsgeschwindigkeit it die absolute Ge- seliwindigkeit ci des die Turbine verlassenden Wassers, welch letztere Geschwindigkeit mit der absoluten Eintrittsgeschwindigkeit co der Grösse und Richtung nach übereinstimmt.
Hi <B>"</B> eraus geht hervor, dass bei dieser Bau- art v on Kettenturbinen im Gegensatz zur Bauart gemäss Fig. <B>1-3,</B> die Schaufeln der zweiten beweglichen Schaufelreihe zu jenen der ersten nicht um<B>180",</B> sondern um einen bedeutend kleineren Winkel abgeschwenkt sind,
welcher gegebenenfalls auch unter<B>901'</B> betragen kann<B>*</B> Dies bedingt eine solche Be- wecIlung der Schaufeln, dass' dieselben bei Zurücklegung des Weges von der stromab wärts liegenden Reihe zur stromaufwärts liegenden Reihe sich um einen bedeutend rösseren Winkel als<B>180 0,</B> eventuell uin mehr als 27011 verdrehen müssen, Diese _Unsym- inetrie in den Schaufeldrehungswinkeln lässt sieh folgendermassen verwirklichen.
Zur Füh rung der Schaufeln wird nicht ein System von Ketten, sondern deren zwei Systeme ver wendet, deren Gliederhänge und Anzahl, also auch die Gesamtlängen, genau miteinander übereinstimmen und welche, wie aus Fig. <B>6</B> ei-.sichtlich, in verschiedenen Ebenen liegen. Die innern Kanten<B>11' der</B> Schaufeln sind gelenkig an der Kette<B>13</B> befestigt, welche <B>[im</B> die Räder 14,<B>15</B> läuft.
Die in der Nähe der andern Kanten befindlichen Ansätze<B>16</B> der Schaufeln werden durch die Stäbe<B>17</B> gelenkig an die äussere Kette<B>18</B> angeschlossen, welche um die Kettenräder <B>19,</B> 20 läuft; diese Räder haben einen grösseren Durch- inesser als die Räder 14 und<B>15.</B> Zwischen den Kettenrädern 14<B>-</B> und<B>19</B> oder<B>15</B> und 20 wird zur zwangsläufigen Sicherung der gleichen Umfangsgeschwindigkeit beider Kettensysteme irgendeine entsprechende und an sich bereits bekannte Übersetzung eingeschaltet.
Demzu folge ist die relative Lage der beiden Dreh punkte einer jeden Schaufel, solange sieh die Ketten in der Geraden bewegen, unverändert und dalier ist ihre Bewegung in diesem Ab- selinitte eine translatorische. Die Lage des innern Ketten- und Rädersystenis ist nun so gewählt, dass das eine der kleineren Ketten räder<B>15</B> innerhalb des Kettenrades 20 zu stehen komme, was zufolge der übereinstim menden Länge der Ketten zur Folge hat, dass das andere der kleineren Kettenräder 14 über das benachbarte grössere Kettenrad<B>19</B> hinaus reicht.
Dies hat zur Folge, dass, wenn das System sich in dem durch den Pfeil z an gedeuteten Sinne bewegt, die Umfangspunkte des Rades 20 gegen jene des Rades<B>15</B> zu rückbleiben, da sie einen grösseren Weg illit der nämlichen Geschwindigkeit zu beschreiben haben. Ilieraus folgt, dass sich die Schaufeln, während sie den Weg von der linken Seite der Figur bis zu deren rechten Seite zurück legen, um einen kleineren Winkel als<B>1800</B> drehen.
Aus der Übereinstimmung der<B>Um-</B> fangsgeschwindigkeiten folgt, dass sieh die Schaufeln, während sie mit Hilfe der Ketten räder<B>19</B> und 14 den Weg von der rechten Seite der Figur bis zu deren linken Seite zurücklegen, sich um einen Winkel drehen, welcher den vorerwähnten auf<B>3600</B> ergänzt. Bezüglich der Grösse dieser Winkel kann man durch entsprechende Wahl der gegen seitigen Entfernung der Schaufeldrehpunkte, ferner jenes Winkels, den die durch die beiden Schaufeldrehpunkte bestimmte Gerade mit der Schaufelsehne einschliesst und endlich der Länge der Verbindungsstäbe zwischen sehr weiten Grenzen, frei verfügen.
Zum Schutze der gegen die Wasserströmung be wegten Schaufeln ist hier der Schutzmantel 21 angebracht, Gemäss der in den Fig. <B>7</B> und<B>8</B> darge stellten Ausführungsform der Erfindung wer den diese Turbinen im engsten Querschnitt eines nach Art der Venturischen Röhren aus gebildeten Kanals, röhrenförmigen Gebildes oder dergleichen verlegt.
Mit<B>30</B> ist in den Figuren die Kettenturbine selbst bezeichnet, in welche das Wasser durch das Konfusor- rohr <B>31</B> eingeführt wird, es verlässt dieselbe durch das Diffusorrohr 32. Mit 33 ist das geschlossene Gehäuse der zwecks Umwand lung der durch die Turbine erzeugten Energie angebrachten Maschine (Dynamo, Kompres sor etc.) bezeichnet. Diese Anordnung er möglicht, mittelst der Turbine die Energie eines ihr eigenes Durchflussprofil an Grösse weit übertreffenden Teils des Flussquerschnitts nutzbar zu machen.
Die den Gegenstand der Erfindung bil dende Turbine ist für jedes strömende Wasser anwendbar, für kleine Bäche ebenso als für Flüsse und Ströme, für Seeströmungen von genügender Geschwindigkeit und für sonstige strömende Gewässen Im Falle kleinerer strömender Gewässer kann die Turbine ge gebenenfalls unter Absperrung des Flussbettes fest oder schleusenartig hebbar eingebaut werden, wobei zur Arbeit des Heraushebens irgendeine an sich bekannte, durch Menschen kraft, hydraulisch, elektrisch oder sonst irgend wie betriebene Hebevorrichtung verwendet werden kann.
Die Möglichkeit des Aushebens der Turbine erleichtert erheblich die Reini gung derselben und gegebenenfalls die Vor- nahine notwendiger Reparaturen und gestattet, das Flussbett von Zeit zu Zeit zur Ermög lichung des Holzflössens etc. auch ganz frei zu legen. In grösseren Gewässern, Flüssen, Strömen, ja sogar auch in Seeströmungen von genügender Geschwindigkeit wird die Vor richtung auf verankerten<B>-</B> Schwimmkörpern angebracht.
Die Zuführung der erzeugten Energie zur Verbrauchsstelle kann am zweck mässigsten auf elektrischem oder pneumati schem Wege erfolgen, wobei die Kabel bezw. Rohrleitungen, welche aus dem an der Tur bine angebrachten Generator bezw. Kompres sor die Energie zur Verbrauchsstelle führen, längs der Ankerseile geführt -werden, oder eg können sogar für die Zwecke dieser Leitungen die Ankerselle selbst herangezogen werden, indem dieselben als elektrische Kabel bezw. biegsame Schläuche ausgebildet werden.
An Stellen,<B>wo</B> die Strömung auch ihre Richtung mehrfach ändert, sollen die untern Enden der Ankerseile an einem einzigen, ein Gelenk be sitzendes und in die Flusssohle eingelassenen Organe befestigt werden.
Fig. <B>9</B> veranschaulicht eine auf<B>Schwimm-</B> körpern montierte Einrichtung, die zwecks Reinigung und Reparatur mit Leichtigkeit aus dem Wasser gehoben werden kann. Zu diesem Zwecke ist dns Turbinengehäuse<B>61</B> bezw. der Leitkanal mit zwei Sätzen von Schwirnkörpern 63, 64 versehen.
Die un tern Schwimmmkörper <B>68</B> sind so bemessen, dass sie mit Luft gefüllt, die ganze Konstruk tion derart auf der Oberfläche des Wassers halten, dass die Turbinenkammer selbst ober halb der Wasserlinie zu stehen kommt, wäh rend. die kleinen übern Schwimmkörper 64 die Lage der Einrichtung in einer bestimmten Wassertiefe unterhalb des Wasserspiegels sichern.
Sind demnach beide Schwimmkörper- sätze mit Wasser gefüllt, so sinkt die ganze Einrichtung auf die Flusssohle. Entfernt man aus dem obern Satze von Schwimmkörpern das Wasser, so hebt sich die Einrichtung in ihre Arbeitslage und entleert man auch die untern Schwimmkörper, so -steigt die Leit- und Motorkammer der Einrichtung ganz aus dem Wasser und es bleibt bloss ein Teil der untern Schwimmkörper unter Wasser.
Die Verwirklichung dieser Operationen kann auf verschiedene Arten erfolgen, zweckmässiger- weise wird aber zu diesem Behufe folgende Einrichtung benützt: Die Schwimmkörper des obern Satzes werden mit jenen des untern Satzes durch Rohre<B>65</B> verbunden. In diese Rohre ist bei<B>66</B> ein Dreiweghahn oder der gleichen eingebaut, dessen dritte Abzweigung <B>67</B> ins Aussenwasser mündet. Die Hähne kön nen vermittelst der von der Bühne<B>68</B> aus erreichbaren Handgriffe oder Handräder<B>69</B> eingestellt werden.
Die untern Schwimm körper<B>63</B> sind durch Rohre<B>70</B> mit dem Ausfluss- hahn <B>71</B> verbunden, welch letzterer ebenfalls von der Bühne<B>68</B> aus vermittelst eines Hand griffes oder Handrades<B>72</B> eingestellt, werden kann. Die obern Schwimmkörper 64 sind miteinander durch die Rohrleitung<B>73</B> ver bunden, deren Ansatz 46 hier mit dem Hahrie 74 versehen ist. Vom Rohr<B>73</B> zweigt das Rohr<B>75</B> ab; letzteres verbindet das Rohr<B>713</B> mit einer durch die Turbine -9,ngetrie.benen Luftpumpe<B>76.</B> Befindet sich die Einrichtung in der Arbeitslage, so sind sämtliche Hähne geschlossen.
Will man nun die Einrichtung zwecks Reinigung oder Reparatur empor heben, so lässt man die Pumpe<B>76</B> anlaufen', so dass dieselbe in die-obern Schwimmkörper Luft einpresst. Hat- der Druck hier den i)ot-- wendigen und.
aus- den Volumenverhältnissen der Schwimmkörper, ferner der Tiefe der untern Schwimmkörper leicht zu berechnenden Grad erreicht, so bringt man die Hähne<B>66</B> langsam in jene Lage, in welcher sie die Verbindung der obern Schwimmkörper mit den untern herstellen und.öffnet dann auch den Hahn<B>71.</B> Hiedurch dringt die kompri mierte Luft aus den obern Schwimmkörpern in die untern ein, drückt das in den letzteren beÜiidliche Wasser durch das Rohr<B>70</B> und den Hahn<B>71</B> hinaus, worauf die eigentliche Turbine sich über die Wasserlinie ei-hebt und. die notwendigen Reinigungsarbeiten und Re paraturen bequem vorgenommen werden können.
Soll nun die Einrichtung wieder in ihre normale Arbeitslage gesenkt werden, so stellt man die Hähne<B>66</B> in jene Lage ein, bei welcher sie die untern Schwinimkörper init der Atmosphäre in Verbindung setzen. In diesem--Falle strömt die Luft durch die J:fähne <B>66</B> und die Rohre<B>67</B> aus der Vorrichtung hinaus und an ihre Stelle strömt durch den J:Iahn <B>71</B> Wasser ein, welches die untern Schwimmkörper füllt, in die obern aber zu folge der Stellung der Hähne<B>66</B> nicht ein dringen kann. Infolgedessen nimmt die Ein richtung ohne<B>jede</B> weitere Regelung ihrer Höhenlage wieder die normale Arbeitslage ein.
Will man hingegen die Einrichtung ganz auf die Flusssohle versenken, so stellt man die Hähne<B>66</B> so ein, dass sie die obern Schwininakörper mit den Rohren<B>67</B> und durch deren Vermittlung mit dein Aussen wasser in Verbindung setzen.- Hierauf öffnet man den Habt) 74, wodurch die obern Schwimnikörper durch die Rohre<B>67</B> init Wasser gefällt werden und die Luft aus diesen Schwimmkörpern durch eine Boje entweicht.
Bei dem Ausheben aus dein Wasser findet der entgegengesetzte Vorgang statt, und zwar: .es wird durch die Boje und das Rohr 47 Luft -in die Schwimmkörper hineingepresst und das hierdurch verdrängte Wasser ent weicht durch die Rohre<B>67</B> ans den Schwimm körpern.
Bei der Ausführungsform, gemäss Fig. <B>10</B> werden vor jener Reihe Leitschaufeln<B>1,</B> welehe von dem Wasser zuerst passiert wird, um Ach-sen <B>81</B> drellbare Jalousiescheiben <B>82</B> an gewendet, welche vermittelst der Hebel<B>83</B> und des Gestänges 84 einem Handregulator oder einem mechanisch betriebenen Regulator angegliedert sind. Die Achsen gehen durch die Mittelliiiien der Jalotisiescheiben hindurch.
Ini Sinne der Einrichtung gemäss Fig. <B>11</B> wird vor den Leitschaufeln <B>1</B> der Turbine eine einzige, um eine mit den Ketten paral lele Achse<B>91</B> drehbare Klappe<B>92</B> angeordnet, welche vermittelst des Hebels<B>93</B> und der Stange 94 dem Regulator angegliedert ist. Die Achse ist auch hier zweckmässig in der Mittellinie der Klappe angeordnet.
Die Einrichtungen geinU Fig. <B>10</B> iiiid <B>11</B> können nicht bloss vor der Reihe der Leit- schaufeln <B>1</B> angeordnet werden, sondern auch zwischen der Reihe von Laufschatifeln <B>3</B> und.
den Leitschanfeln 4, in welchem, Falle die Jalousiescheiben in ihrer normalen Lage die Verlängerung der Leitschaufeln bilden; sie können aber auch nach der Reihe der Latif- schaufeln Ö' angeordnet werden, Bei der Ausführnngsform gemäss Fig. 12 werden vor der Znflussöffnung der Konftisor- röhre <B>31</B> um die Achsen<B>101,</B> 102 drehbare Ablenkungssehaufeln <B>103,</B> 104 angeordnet, welche vermittelst des Gestänges<B>105, 106</B> mit dem Regulator verbunden sind.
Die äussere (punktierte) Lage der Schaufeln<B>103,</B> 104 ist eine derartigä, dass dieselben in dieser Lage sozusagen eine Verlängerung der Kon- fusorröhre bilden;
in dieser-Lage wird daher die Geschwindigkeit derb Turbine durch diese Schaufeln nicht beeinflusst. Dreht'man hin gegen durch Bewegung der Stange<B>106</B> die Schaufeln einwärts, so-wird durch dieselben einerseits die Zuflussöff nung der Konfusorrahre verengt, anderseits lenken sie<B>.</B> auch noch zu folge ihrer schielen Lage einen Teil der zu strömenden Flüssigkeit ab. Die Schaufeln ragen zweckmässig auch über die Drehachse hinaus tind bil den dort die Entlastungsplatten <B>107, 108.</B>
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. <B>13</B> sind auf dem Turbinenmailtel Öffnungen<B>111,</B> 112,<B>113,</B> 114 angeordnet, welche mit dem Raume der Leitschaufeln in Verbindung stehen. Diese Offnungen werden durch entsprechende Abschlussorgane abgedeckt, beispielsweise Klappen<B>115,</B> welche vermittelst des Gestänges <B>-116</B> dem Regulator angegliedert sind.
Legt man diese Offnungen oder einen Teil der- selbän mehr oder weniger frei, so lässt sich ein Teil des zwischen den Leitschaufeln ein gedrungenen Wassers wieder in das Aussen wasser leiten, wodurch die Leistung der Tur bine naturgemäss herabgesetzt wird.
Im Falle der Anwendung als Windmotor'können diese 'Klappen auch automatisch betätigt Werden, falls deren Steuerungggestänge einfach durch eine Gewichts- oder Federbelastung ersetzt wird, wobei die Klappen, welche in diesem Falle nicht entlastet sind, nach Art von Sicherheitsventilen wirken. Ähnliche Klappen -können auch schon an den -Konfusor- und Diffusorröhren bezw. Gefässen selbst ange ordnet werden.
Als Regulatoren werden gewöhnlich die ,mit entsprechendem Servomotor versehenen, bekannten Zeiitriftig#,#tl-Regulatoreii benutzt. Im Falle der. Anwendung- als<B>,</B> Windmotor kann an Stelle der Motoreiigeschwindigkeit die Windgeschwindigkeit selbst-zur Regelung verwendet werden, Als Beispiel hierfür kann .folgende Anordnung dienen (Fig. 14).
Die Turbine, oder die Öffnung<B>130</B> der Venturi- ,sahen' Röhre der Turbine, ist mit dem Rol laden<B>131</B> versehen ', welcher sich auf den in ,einer Büchse<B>132</B> befindlichen,. mit einer Feder versehenen Zylinder aufwickeln kann, dessen Feder derart wirkt, dass sie den Rolladen _beständig.auf den Zylinder aufzuwickeln be strebt ist. Das Ende, d:es Rolla.dens <B>131</B> ist an beiden Rändern mit Schraubenmuttern <B>133</B> versehen, welche durch die Leiste 134 miteinander verbunden sind.
Diese Muttern -laufen auf den steilgängigen Schrauben<B>135,</B> auf<B>-</B> deren Spindeln. zwecks Sie herung der ,gleichen 'Verdrehungen beider Schrauben die Kettenräder<B>136</B> aufgekeilt sind, welche durch die Kette<B>137</B> miteinander verbunden sind. Auf das Ende einer oder beider Schrauben spindeln ist ein Windrad 138, im vorliegen den Falle ein Robinzonrad, befestigt. Die Einrichtung wirkt.folgendermassen: bei nor malem Winde stehen die Windräder still und der Rolladen befindet- sich in seiner untersten Lage.
Nimmt die Windgeschwindigkeit zu, <B>,so</B> überwinden die Windräder den Wider stand der Federn des Rolladens und heben vermittelst der in die Muttern 133 eingreifen den Schrauben 1#35 den Rolladen so weit, bis dessen sich immer mehr anspannende Feder mit dem vom Winde auf die Windräder aus geübten Moment das Gleichgewicht hält, So hebt sich bei zunehmendem Winde der Rol laden immer mehr und es verengt sich die -Zuflussöffnung allmählich. Bei starkemWinde, .welcher<B>für</B> die Turbinenkonstruktion gefahr- bringend -werden könnte, schliesst sich die Öffnung vollständig.
Natürlich kann z wischen .das Windrad<B>H & </B> und die Schraube 135 eine -bekannte verlangsamende Übersetzung einge schaltet werden, wodurch- die Anwendung kleinerer Windräder ermöglicht wird-.
In Fällen, wo die Strömungsrichtung des 3.fediums veränderlich ist (zum BeispielWind), -werden Einrichtungen angewendet, welche die Turbine automatisch in die. Strömungsrichtung drehen., Solche Konstruktionen sind beispiels weise die Von Windmotoren her bekannte Mlindfahne und ein kleines Hilfswindrad. Es kann aber zu diesem Zwecke auch eine in den Fig. <B>15</B> und.<B>16</B> veranschaulichte Einrich- tung angewendet werden.
Es ist bekannt, dass der Zuströmungsteil Venturischer Röhren, welche von der Flüssigkeit stets in dernsel- ben Sinne durchstrümt werden, oftalsKegel mit grösserer Öffnung, daher kürzer ausge bildet wird, als derAusströmungsteil derselben.
Der Grund.hiervon ist, dass das Konvergieren des zuströmenden Mediums auch durch einen kürzeren Röhrenabschnitt gewährleistet wird, hingegen darf bei der ausströmenden Flüs sigkeit ein gewisser Öffnungswinkel nicht überschritten werden, da sich sonst der Flüs sigkeitsstrahl von der Röhrenwand trennt. Im Sinne der Erfindung kann nun diese asymmetrische Ausbildung gleichzeitig auch zum Einstellen des Systems in die Wind richtung benützt werden.
In Fig. <B>15</B> und<B>16</B> ist<B>30</B> das Turbinengehäuse, an dem der kürzere Rohransatz31a und der längere Rohr ansatz Slb befestigt sind, die sich unter Ver mittlung der Räder 141, 142 auf dii Kreis- sehiene 143 stützen.
Ausser den beiden äussern Kettenrädern<B>5, 5</B> ist in der Turbine, und zwar im untern Teil derselben ein drittes Kettenrad 145 angeordnet, welches auf die Hauptachse 146 aufgekeilt ist, deren Ver längerung nach unten, eventuell in dem die Turbine tragendem Häuschen, zum Antrieb des Generators ete. dient, und gleichzeitig auch die Drehachse des auf der Kreisschiene laufenden Systems bildet.
Verändert nun die strömende Flüssigkeit ihre Richtung, so stellt sich das System immer so ein, dass dessen kürzere Trichterröhre 3111 gegen die jeweilige Windrichtung zu liegen kommt, weil ja der Trichter<B>311></B> auch die Windfahne ersetzt. Natürlich kann an Stelle der Kreisschienen- führung eine einfache Achse oder irgend ein anderes, im Kreise laufendes System ange wendet werden.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, welche die Führung an Ketten befestigter Wasserschaufeln vermittelst an den Ketten befestigter, auf gekrümmten Schienen laufen der Rollen, Walzen oder dergleichen ermiig- lichen. Diese hatten aber den Nachteil, dass sie entweder bloss eine einseitige Führung ermb-lichten und daher, wenn auf die Schau- ZD feln gegebenenfalls auch nur momentan eine entgegengesetzt gerichtete Kraft einwirkte, die Rollen ihre Bahn verliessen, oder aber es war eine doppelte Rollenführung erforderlich, derart, dass das eine Rollensystem an<B>.</B> der äussern,
das andere an der innern Seite der Leitbahn lief. Der Nachteil dieser letzteren Anordnung war, dass die Anzahl der von dem beweglichen System mitgeführten Rollen genau doppelt so gross war, wie bei dem erster wähnten System, ferner, dass in den Krüm mungen die Führung der Rollen auf Schwie rigkeiten stiess, welche bloss durch besondere und kostspielige Ausbildung des Systems be seitigt werden konnten.
Im Sinne der vor liegenden Erfindung wird, -wie aus den Fig. <B>17</B> und<B>18</B> ersichtlich, an der die Schaufeln tra genden Kette 2 bloss ein Satz Leitrollen <B>151</B> angeordnet, die in dem bloss längs der geraden Abschnitte angeordneten Kanale 152 laufen, da in den kreisförmigen Abschnitten die Kette durch die Kettenräder ohnehin gestützt wird. Zwischen den Rädern und Kanalwänden ist naturgemäss ein gewisser Zwischenraum zu lassen, damit die Rollen nicht gleichzeitig mit beiden Kanalwänden in Berührung koni- men können, was deren Bewegung erschweren würde.
Es wurde bereits oben erwähnt, dass der Turbinenmantel zweckmässigerweise der art ausgebildet wird, dass die Ketten von einem stagnierendes Wasser enthaltenden Kanal umgeben sind, damit eine durch die Kette hervorgerufene, auf die Schaufeln ein wirkende turbulente Wasserbewegung ver mieden werde. Wenn nun die Wände dieses Kanals so stark ausgebildet werden, dass die selben die Drücke der auf die Schaufeln ein wirkenden Reaktionskräfte aufnehmen können, so können diese Kanäle ohne Anwendung jedweder weiterer Konstruktionseleinente zum Zweck der Kettenführung Verwendung finden.
Die Einrichtung ist in ihrer mit Bezug auf die Fig. <B>17</B> und<B>18</B> geschilderten Form be sonders für mit horizontalen Achsen arbeitende, <B>d.</B> h. solche Turbinen geeignet, deren gerade Kettenabschnitte sich in vertikaler Richtung bewegen, da diese Bahnen bloss solche Re aktionskräfte aufnehmen, welche mit der Strömungsrichtung des Mediums gleich, oder entgegengesetzt gerichtet sind.
Fig. <B>19</B> zeigt eine Kettenführungseinrich tung, welche die Stützung der -Ketten nicht bloss gegen in die Stromrichtung fallende, sondern auch gegen solche Kräfte ermöglicht, die senkrecht zu dieser wirken und daher auch für Turbinen mit senkrechter Achse an wendbar ist. Die Abstützung der obern Kettenreihe geschieht ähnlich der Ausfüh- rungsforrn gemäss Fig. <B>17</B> und<B>18,</B> zur Stützung der untern Kettenreihe hingegen dient folgende Einrichtung: Die Zapfen der Kette 2 sind mit einer Gabel<B>170</B> versehen, um deren Zapfen<B>171</B> die auf den Schienen<B>172</B> rol lenden, doppelt konischen Rollen<B>173</B> dreh bar angeordnet sind.
Natürlich ändert es nichts am Wesen der Erfindung, wenn nicht an jedem Kettengliede, sondern beispielsweise bloss an jedem zweiten oder dritten ete. eine Leitvorrichtung ange ordnet wird.
Fig. 20 und 21 zeigen eine Ausführungs form, welche um eine an einem Punkte des Flussbettes, zweckmässig in der Nähe des Ufers, angebrachte, starre Achse drehbar ge lagert ist und beispielsweise im Falle des Eisganges oder Holzschwemmens in eine auf ihre Arbeitslage senkrechte Richtung einge stellt werden kann.
200 bezeichnet den Mo tor, 201, 202 dessen Xonfusor bezw. Diffu- sorröhre, <B>203</B> das Gehäuse des Generators, Luftpumpe oder dergleichen, von welchem die Energie vermittelst eines Kabels oder einer biegsamen Rohrleitung zum Ufer ge leitet wird. 204 sind zwei, beispielsweise aus Eiseilbeton hergestellte, vorspringende Ansätze des Ufers, zwischen denen die Achse <B>205</B> angebracht ist.
Die Turbine 200 ist ver mittelst der Hül8e <B>206</B> an die an der-Vorder- kante des keilförmigen Ansatzes<B>207</B> der Turbine angebrachte Achse<B>205</B> angeschlossen. Vermöge dieses Anschlusses kann die Turbine um die Achse'205 schwingen, sie kann aber auch längs der Achse auf- und abwärts glei ten. Gemäss der Erfindung werden die trichter- artigen Rohre 201, 202 mittelst Platten<B>208</B> (Fig. 22) derart abgedeckt, dass ein hohler Schwimmkörper entsteht.
Die Abmessungen dieses Schwimmkörpers werden derart ge wählt, dass derselbe die Einrichtung schwebend im Wasser erhalte. Die Einrichtung wird ferner mit den beiden kleineren Zusatzschwim- mern 209 versehen, <B>,</B> welche dieselbe auf der Oberfläche des Wassers erhalten.
Die derart ausgestattete Einrichtung wird nun in ihrer Ruhelage durch ein Seil, eine Kette oder der gleichen 210 erhalten, die beispielsweise auf die Spille 211 aufgewunden ist. Lässt man das Seil nach, so dreht sich die Einrichtung auf Einwirkung des strömenden Wassers um die Achse<B>205</B> mit ihrer Vorderkante der Stromrichtung entgegen, in welchem Falle dann die Kante der Hülse<B>206</B> auch als Eis brecher dienen kann. Senkt oder hebt sich der Wasserstand, so bewegt sich die Ein richtung im gleichen Sinne, wobei die Hülse <B>206</B> längs der Achse<B>205</B> gleitet.
In der Figur ist die Einrichtung in die T-Tfervertiefung 212 eingestellt, sie kann aber auch an in das Flussbett pilotierte Pfähle oder Pfeiler an einer beliebigen Stelle des Flusses angebracht werden.
Naturgemäss kann bei diesem Turbinen system an Stelle der erwähnten schwingbaren Einrichtung irgendeine andere, bei beweglichen Wehren bekannte Methode der Verschiebung bezw. Verdrehung angewendet werden.
Device for utilizing the energy of flowing fluids. The subject of the present invention is a device by means of which the flow speed of flowing fluids, such as water, air and the like (streams, rivers, streams, wind) can be used to generate energy.
The device according to the invention has a number in the flowing fluid located on two endless chains run over rollers be fastened turbine panels, which represent in their entirety a turbine with two straight rows of blades, which will be referred to in the fol lowing as a jet turbine. The two straight rows of blades are delimited on both sides of the blades by a jacket, so that the space between the two rows of blades is also covered on the outside.
The attached figures illustrate some exemplary embodiments of the subject matter of the invention, specifically showing: FIG. 1 an action chain turbine in horizontal section, FIG. 111 a detail of the same, FIG. 2 the speed ratios of the same, FIG 3 shows a cross section along the line III-HI of FIG. 1;
FIG. 4 illustrates an action and reaction chain turbine in horizontal section, FIG. 5 shows its speed ratios, FIG. 6 shows a cross section along the line VI-VI in FIG 4; FIG. 7 shows a schematic top view of a chain turbine arranged in a guide channel constricted towards the center, FIG. 8 shows a side view of the same;
FIG. 9 illustrates a device for lifting the chain turbine, which is sunk under the water to protect against floating bodies, FIG. 10 shows a louvre-like regulating and shut-off device, FIG 11 a throttle valve attached in front of the guide vanes; 12 illustrates a shut-off blade installed in front of the Venetian pipe;
FIG. 13 shows outlet flaps installed in the sphere of action of the guide vanes; 14 shows a wind turbine system, FIGS. 15 and 16 show a device that moves on circular rails and is provided with an asymmetrical Venturi pipe system - FIGS. 17 and 14 <B> 18 </B> illustrate a schematic representation of the chain guide in turbines with a horizontal axis;
Fig. 19 shows an embodiment of the chain guide in turbines with a vertical axis; 20 and 21 represent a pivotable device in plan view and respectively. Side view; Fig. 22 illustrates a detail of the same.
FIGS. 1-3 show an action chain turbine that works in two stages: The profiles of the rotor blades are symmetrical in relation to a plane parallel to the chain and so that the turbine can run under water Border turbine blades formed from.
The water flowing in the direction of the arrow <I> x </I> flows between the guide vanes <B> 1 </B>, is deflected at <B> l '</B> and acts on the one gall' A cal or other similar chain 2 attached, in the direction of the arrow <B> y </B> moving barrel <B> 3 </B> (Fig. la). After it has left the latter perpendicularly or at least almost perpendicularly to their direction of movement, the water gets between the guide vanes 4 and undergoes another change of direction,
it then acts on the 2n <B> 9 </B> second row <B> 3 '</B> of movable blades and flows off freely, again exiting perpendicularly or almost perpendicularly to the direction of movement of the same. The carrying chain 2 of the rotor blades is stretched between the chain wheels 5, 5, which are indicated schematically in the figure, and if the length of the chain were too great, d. If its equilibrium shape, freely stretched, would show too much slack, it is supported in the section between the chain wheels by one or more support wheels <B> 6 </B> or the chain can be placed between rollers or guide wheels <B > 6 '</B>.
The axles of these wheels expediently do not pass between the guide vanes 4 so that they do not rotate. act on the flow between the guide vanes, but they are mounted above and below the vane systems. As can also be seen from the figure, this turbine is a pure <B> ac- </B> tion turbine that works in two pressure stages.
The water pressure available due to the speed of the flowing water backed up in front of the turbine is converted half between the guide vanes <B> 1, 1 </B> and half between the guide vanes 4 into speed, which is then converted in a known manner by the action - turbine blades are recycled.
The speed ratios of this chain turbine are shown in Fig. 2. The speed of the water with which it enters between the guide vanes <B> 1 </B> is designated with co, with <B> ei </ B> the one with which it leaves the same. From this latter, vectorially subtracting the translation speed u of the rotor blades, one obtains the relative speed wi of the water entering between the rotor blades,
whose direction also specifies the entry angle of the movable blades. The relative speed ir--, with which the water leaves the blades, corresponds in size to wi and is directed symmetrically to ici with respect to the longitudinal axis of symmetry of the rotor blades. If one adds the speed of movement u-of the blades to? V2 veetoriil, then ei-holds the absolute speed e2 of the water emerging from the first row of the blades.
This speed e2 corresponds to the inlet speed co according to (T'russ and direction, consequently the inlet cross section of the second row of guide vanes is also completely identical to that of the first row.
If the guide vanes of this second row are designed according to the shape of the first row, then the speed of the water exiting from this row of blades also corresponds to the exit speed of the first row of blades Size by over one, from which the relative speed plus <I> and </I> 2V4 and the absolute speed ai can then be determined in full analogy with the preceding. As can be seen from the figure, if the speed of the chain turbine is lined up in the manner described, a completely symmetrical figure is obtained.
Conveniently, the turbine is seen ver with a known chain tensioning device. On its upper and lower side, the turbine is delimited by a jacket (see Fig. 3), which prevents the outside water flowing above and below the turbine from causing and allowing disturbing turbulent water movements between the rotor blades that different pressure and speed conditions occur between the two rows of blades than in the outside water flowing next to it at the same height.
The jacket has a channel <B> 8 </B> to hold the chain. This channel does not significantly affect the operation of the turbine, as it contains stagnant water. On the side where the direction of movement of the blades running over the wheel is opposite to the direction of the water, the turbine is provided with a protective jacket 9, which reduces the damaging water resistance of these blades.
The chain turbine shown in FIGS. 4-6 is also a turbine with double flow, the first stage of which is a reaction turbine and the second is an action turbine.
As the figure shows, the water flows towards the guide vanes at the inflow speed shown by the arrow x .. flows between the guide vanes <B> 10 </B> and, after leaving them, acts on the rotor blades <B> 11, < / B> which are designed in the manner of reaction turbine blades.
These running blades move, as can be seen from FIG. 6, in a channel 12 narrowed towards the center of the turbine, the largest and smallest transverse dimensions of which are related to one another like the largest blade gap to the smallest . Exiting from this row of rotor blades, the water acts on the second row of rotor blades without the interposition of further guide blades. The blades 220, 221 are not to be regarded as guide blades, since they do not direct individual water strands to the rotor blades.
They are limiting blades and only serve to keep the water flow away from the rotor blades that are not working around the sprockets 19, 20, that is to say to limit this water flow. This second row of rotor blades also moves in a channel, the transverse dimension of which increases in the above-indicated ratios towards the downstream edge.
Since this increase just compensates for the decrease in the space between the blades, this row of blades functions as an <B> actions </B> resp. Frontier turbine blade row. The speed ratios of this turbine are shown in FIG. 5.
The water arrives in the direction of the arrow x flowing between the guide vanes with the entry speed co and leaves the same with the speed <B> ei.- </B> If one draws from this speed ei veetorial the translation speed u of the rotor blade row the relative speed wi of the water entering between the blades is obtained.
Here the water is accelerated to the relative speed w2, the size of which, as a result of the above-mentioned reduction in the channel cross-section, is related to the size of wi, like the square of the space between the blades at the point of entry and the square of this space at the point of exit. Adding the speed u vectorially to this speed <B>? </B> V2, you get the absolute speed e2 of the exiting water. Since there is no second system of guide vanes, the absolute speed of the water entering between the second row of rotor blades is completely identical to e2 in terms of size and direction.
From this, by veetorial subtraction of the translational speed? # Of the movable blades, the relative speed its of the water entering between the second row of blades is obtained.
Between these in the manner of action or. When the blades are functioning at the limit turbine blades, only the direction (but not the size of the relative speed) of the water changes, so if one obtains n if the relative speed iC3 is unchanged, but in the direction of the exit tangent of the blade curve <B> kn </B> on <B>. </B> carries the relative speed ii,
--i of the water leaving the turbine and here from the vectorial addition of the translation velocity it the absolute velocity ci of the water leaving the turbine, which latter velocity corresponds to the absolute entry velocity co in terms of magnitude and direction.
It emerges from this that in this type of chain turbine, in contrast to the type according to FIGS. 1-3, the blades of the second movable blade row correspond to those of the first are not swiveled by <B> 180 ", </B> but by a significantly smaller angle,
which if necessary can also be <B> * </B> This causes the blades to move in such a way that when they cover the path from the downstream row to the upstream row have to rotate by a significantly larger angle than <B> 180 0, </B> possibly uin more than 27011. This _ asymmetry in the blade rotation angles can be realized as follows.
To guide the blades, not a system of chains is used, but rather their two systems, the link lengths and number of which, including the total lengths, exactly match one another and which, as shown in FIG. 6, are. visible, lying in different planes. The inner edges <B> 11 'of the blades are hinged to the chain <B> 13 </B>, which <B> [in </B> the wheels 14, <B> 15 </ B > runs.
The attachments <B> 16 </B> of the blades located in the vicinity of the other edges are connected in an articulated manner to the outer chain <B> 18 </B> by the rods <B> 17 </B>, which around the sprockets 19, 20 running; these wheels have a larger diameter than the wheels 14 and <B> 15. </B> Between the chain wheels 14 <B> - </B> and <B> 19 </B> or <B> 15 </ B> and 20 any corresponding and already known translation is switched on to inevitably ensure the same circumferential speed of both chain systems.
As a result, the relative position of the two pivot points of each blade is unchanged as long as the chains move in a straight line, and their movement in this deviation is a translational one. The position of the inner chain and wheel system is now selected so that one of the smaller chain wheels <B> 15 </B> comes to stand within the chain wheel 20, which, due to the matching length of the chains, has the consequence that that other of the smaller chain wheels 14 extends beyond the adjacent larger chain wheel 19.
This has the consequence that when the system moves in the sense indicated by the arrow z, the circumferential points of the wheel 20 remain behind those of the wheel 15, since they travel a greater distance of the same Have to describe speed. It follows that as the shovels make their way back from the left side of the figure to the right side of the figure, they turn an angle smaller than <B> 1800 </B>.
From the correspondence of the circumferential speeds, it follows that you can see the blades as they move with the help of the chain wheels 19 and 14 from the right side of the figure to its left Put the page back, turn around an angle that complements the aforementioned to <B> 3600 </B>. With regard to the size of these angles, one can freely dispose of the mutual distance of the blade pivot points, furthermore that angle which the straight line determined by the two blade pivot points with the blade chord and finally the length of the connecting rods between very wide limits.
To protect the blades moving against the water flow, the protective jacket 21 is attached here, according to the embodiment of the invention shown in FIGS. 7 and 8, these turbines are in the closest proximity Cross-section of a duct, tubular structure or the like formed in the manner of Venturi tubes.
With <B> 30 </B> the chain turbine itself is designated in the figures, into which the water is introduced through the cone tube <B> 31 </B>, it leaves the same through the diffuser tube 32. That is with 33 closed housing of the machine (dynamo, compressor, etc.) attached to convert the energy generated by the turbine. This arrangement makes it possible, by means of the turbine, to utilize the energy of a part of the flow cross-section that is far larger than its own flow profile.
The turbine forming the subject of the invention can be used for any flowing water, for small streams as well as for rivers and streams, for sea currents of sufficient speed and for other flowing waters. In the case of smaller flowing waters, the turbine can, if necessary, shut off the river bed or can be installed in a sluice-like liftable manner, with any lifting device known per se, by human force, hydraulically, electrically or in any other way operated lifting device can be used for the lifting work.
The possibility of lifting out the turbine makes it much easier to clean it and, if necessary, to carry out necessary repairs, and allows the river bed to be completely exposed from time to time to enable wood rafting, etc. In larger bodies of water, rivers, currents, and even in sea currents of sufficient speed, the device is attached to anchored floating bodies.
The supply of the generated energy to the point of consumption can be carried out most expediently on electrical or pneumatic cal ways, with the cables BEZW. Pipelines, which BEZW from the generator attached to the turbine. Compres sor lead the energy to the point of consumption, along the anchor ropes -be, or eg can even be used for the purposes of these lines, the anchor point itself by the same as electrical cables or. flexible hoses are formed.
At places where the flow changes direction several times, the lower ends of the anchor ropes should be attached to a single joint with a joint and embedded in the river bed.
Fig. 9 illustrates a device mounted on floats that can be easily lifted out of the water for cleaning and repair. For this purpose, the turbine housing <B> 61 </B> or. the guide channel is provided with two sets of floating bodies 63, 64.
The lower floating bodies <B> 68 </B> are dimensioned so that they are filled with air, keeping the entire construction on the surface of the water in such a way that the turbine chamber itself comes to stand above the water line while. the small floating bodies 64 secure the position of the device in a certain water depth below the water level.
If, accordingly, both sets of floats are filled with water, the whole device sinks to the river bed. If the water is removed from the upper set of floats, the device is raised into its working position and if the lower floats are also emptied, the guide and motor chamber of the device rises completely out of the water and only a part of the lower floats remains under water.
These operations can be carried out in various ways, but the following device is expediently used for this purpose: The floats of the upper set are connected to those of the lower set by pipes <B> 65 </B>. At <B> 66 </B> a three-way tap or the like is built into these pipes, the third branch <B> 67 </B> of which opens into the outside water. The taps can be adjusted using the handles or handwheels <B> 69 </B> that can be reached from the platform <B> 68 </B>.
The lower floating bodies <B> 63 </B> are connected by pipes <B> 70 </B> to the outflow tap <B> 71 </B>, the latter also from the stage <B> 68 </ B> can be set by means of a handle or handwheel <B> 72 </B>. The upper floating bodies 64 are connected to one another by the pipeline 73, the extension 46 of which is provided here with the Hahrie 74. The pipe <B> 75 </B> branches off from pipe <B> 73 </B>; the latter connects the pipe <B> 713 </B> with an air pump <B> 76. </B> driven by the turbine -9. If the device is in the working position, all taps are closed.
If one now wants to lift the device up for the purpose of cleaning or repair, the pump <B> 76 </B> is allowed to start up so that it presses air into the upper float. Does the pressure here have the i) necessary and.
from the volume ratios of the floats and also the depth of the lower floats reached degrees that are easy to calculate, the taps <B> 66 </B> are slowly brought into the position in which they connect the upper floats to the lower ones Then also opens the tap <B> 71. </B> This causes the compressed air to penetrate from the upper floats into the lower ones, pushing the two water in the latter through the pipe <B> 70 </B> and the Hahn <B> 71 </B>, whereupon the actual turbine rises above the waterline and. the necessary cleaning work and repairs can be carried out easily.
If the device is now to be lowered back into its normal working position, the taps <B> 66 </B> are set in the position in which they connect the lower float bodies with the atmosphere. In this case, the air flows through the J: vane <B> 66 </B> and the pipes <B> 67 </B> out of the device and flows in their place through the J: vane <B> 71 </B> Water, which fills the lower float, but cannot penetrate the upper one due to the position of the taps <B> 66 </B>. As a result, the facility resumes its normal working position without <B> any </B> further regulation of its altitude.
If, on the other hand, you want to sink the device completely onto the river bed, you set the taps <B> 66 </B> so that they connect the upper Schwinina bodies with the pipes <B> 67 </B> and through their communication with your outside water in connection.- Then you open the hat) 74, whereby the upper floating bodies are precipitated with water through the pipes <B> 67 </B> and the air escapes from these floating bodies through a buoy.
When the water is lifted out of the water, the opposite process takes place, namely: air is pressed through the buoy and the pipe 47 into the floating bodies and the water displaced as a result escapes through the pipes 67 the floating bodies.
In the embodiment according to FIG. 10, in front of that row, guide vanes <B> 1 </B> which the water first passes through, can be swiveled around axes <B> 81 </B> Blind discs <B> 82 </B> are used, which are attached to a manual regulator or a mechanically operated regulator by means of the lever <B> 83 </B> and the linkage 84. The axes pass through the central lines of the blind discs.
In the sense of the device according to FIG. 11, in front of the guide vanes 1 of the turbine there is a single flap which can be rotated about an axis 91 parallel to the chains <B> 92 </B> arranged, which by means of the lever <B> 93 </B> and the rod 94 is attached to the regulator. Here, too, the axis is expediently arranged in the center line of the flap.
The devices as shown in FIG. 10 can be arranged not only in front of the row of guide vanes 1, but also between the row of rotor blades <B> 3 </B> and.
the guide vanes 4, in which case the louvre discs in their normal position form the extension of the guide vanes; however, they can also be arranged after the row of latif blades Ö '. In the embodiment according to FIG. 12, in front of the inflow opening of the confection tube <B> 31 </B> around the axes <B> 101, </ B > 102 rotatable deflection shovels <B> 103, </B> 104 are arranged, which are connected to the regulator by means of the linkage <B> 105, 106 </B>.
The outer (dotted) position of the blades 103, 104 is such that in this position they form, so to speak, an extension of the confusor tube;
In this position the speed of the turbine is therefore not influenced by these blades. If, on the other hand, the blades are rotated inwards by moving the rod <B> 106 </B>, then on the one hand the inflow opening of the confuser tube is narrowed by them, and on the other hand they also steer to follow them squint off part of the liquid to be flowed. The blades expediently also protrude beyond the axis of rotation and the relief plates 107, 108 form there
In the embodiment according to FIG. 13, openings 111, 112, 113, 114, which are connected to the space of the guide vanes, are arranged on the turbine mailtel stand. These openings are covered by appropriate closing organs, for example flaps 115, which are attached to the regulator by means of the rods <B> -116 </B>.
If these openings or part of them are more or less exposed, part of the water that has penetrated between the guide vanes can be directed back into the outside water, which naturally reduces the output of the turbine.
In the case of use as a wind motor, these flaps can also be operated automatically if their control linkage is simply replaced by weight or spring loading, the flaps, which in this case are not relieved, act like safety valves. Similar flaps can also be used on the -confusor and diffuser tubes respectively. Vessels can be arranged by yourself.
The well-known Zeiitriftig #, # tl-Regulatoreii, provided with a corresponding servo motor, are usually used as regulators. In case of. Application - as <B>, </B> wind motor, the wind speed itself can be used for regulation instead of the motor speed. The following arrangement can serve as an example of this (FIG. 14).
The turbine, or the opening <B> 130 </B> of the Venturi, saw 'tube of the turbine, is provided with the roll <B> 131 </B>, which is located on the in, a sleeve <B > 132 </B> located. can wind up with a spring provided cylinder, the spring of which acts in such a way that it strives to wind the roller shutter _bestestand.on the cylinder. The end, d: es Rolla.dens <B> 131 </B>, is provided on both edges with screw nuts <B> 133 </B>, which are connected to one another by the strip 134.
These nuts run on the steep screws <B> 135, </B> on <B> - </B> their spindles. In order to achieve the 'same' twisting of both screws, the sprockets <B> 136 </B> are keyed, which are connected to one another by the chain <B> 137 </B>. Spindles on the end of one or both screws is a wind turbine 138, in the present case a Robinzon wheel. The facility works as follows: When the wind is normal, the wind turbines stand still and the shutters are in their lowest position.
If the wind speed increases, <B>, </B> the wind turbines overcome the resistance of the springs of the roller shutter and, by means of the screws 1 # 35 engaging in the nuts 133, raise the roller shutter until its spring becomes more and more tense With the moment exerted by the wind on the windmills, the balance is kept. As the wind increases, the roll rises more and more and the inlet opening gradually narrows. When there is a strong wind, which could be dangerous for the turbine construction, the opening closes completely.
Of course, between the wind turbine <B> H & </B> and the screw 135, a known slowing ratio can be switched on, which enables the use of smaller wind turbines.
In cases where the flow direction of the 3rd medium is variable (for example wind), devices are used which automatically insert the turbine into the. Rotate direction of flow., Such constructions are example, the Mlind vane known from wind engines and a small auxiliary wind turbine. For this purpose, however, a device illustrated in FIGS. 15 and 16 can also be used.
It is known that the inflow part of Venturi tubes, through which the liquid always flows in the same sense, is often designed as a cone with a larger opening, and therefore shorter than the outflow part of the same.
The reason for this is that the converging of the inflowing medium is also ensured by a shorter pipe section, whereas a certain opening angle must not be exceeded with the outflowing liquid, otherwise the liquid jet will separate from the pipe wall. For the purposes of the invention, this asymmetrical design can now also be used to adjust the system in the wind direction.
In Fig. 15 and 16 is the turbine housing to which the shorter pipe extension 31a and the longer pipe extension Slb are attached, which are located under Ver Support the centering of the wheels 141, 142 on the circular rail 143.
In addition to the two outer sprockets <B> 5, 5 </B>, a third sprocket 145 is arranged in the turbine, namely in the lower part of the same, which is keyed onto the main axis 146, whose extension downwards, possibly in which the Turbine-bearing house, to drive the generator ete. serves, and at the same time also forms the axis of rotation of the system running on the circular rail.
If the flowing liquid now changes its direction, the system always adjusts itself so that its shorter funnel tube 3111 comes to lie against the respective wind direction, because the funnel <B> 311> </B> also replaces the wind vane. Of course, a simple axis or any other system that runs in a circle can be used instead of the circular rail guide.
Devices are already known which enable water scoops attached to chains to be guided by means of rollers, cylinders or the like attached to the chains and running on curved rails. However, these had the disadvantage that they either only enabled a one-sided guide and therefore, if the blades were only momentarily acted on by an opposing force, the rollers left their path, or a double roller guide was required , in such a way that the one role system at <B>. </B> the external,
the other was on the inside of the channel. The disadvantage of this latter arrangement was that the number of rollers carried by the movable system was exactly twice as large as in the first system mentioned, and furthermore that the guiding of the rollers encountered difficulties in the curvatures, which were only due to special and costly training of the system could be eliminated.
Within the meaning of the present invention, as can be seen from FIGS. 17 and 18, on the chain 2 carrying the blades there is only one set of guide rollers 151 / B>, which run in the channel 152, which is arranged only along the straight sections, since the chain is anyway supported by the chain wheels in the circular sections. Of course, a certain gap must be left between the wheels and the channel walls so that the rollers cannot come into contact with both channel walls at the same time, which would make their movement more difficult.
It has already been mentioned above that the turbine casing is expediently designed in such a way that the chains are surrounded by a channel containing stagnant water, so that a turbulent water movement that acts on the blades and caused by the chain is avoided. If the walls of this channel are made so strong that they can absorb the pressures of the reaction forces acting on the blades, then these channels can be used for chain guidance without the use of any other structural elements.
The device in its form described with reference to FIGS. 17 and 18 is particularly suitable for those working with horizontal axes, ie. such turbines are suitable whose straight chain sections move in the vertical direction, since these tracks only absorb those reaction forces which are the same or opposite to the direction of flow of the medium.
Fig. 19 shows a chain guide device which enables the chains to be supported not only against forces falling in the direction of flow, but also against forces that act perpendicular to this and therefore also for turbines with a vertical axis is reversible. The support of the upper chain row takes place in a similar way to the embodiment according to FIGS. 17 and 18, whereas the following device serves to support the lower chain row: The pins of the chain 2 are connected to a Fork <B> 170 </B>, around whose pins <B> 171 </B> the double-conical rollers <B> 173 </B> roll on the rails <B> 172 </B> can be rotated are arranged.
Of course, it does not change the essence of the invention if not every link in the chain but, for example, only every second or third. a guide is arranged.
20 and 21 show an embodiment which is rotatably mounted about a rigid axis attached to one point of the river bed, conveniently near the bank, and is placed in a direction perpendicular to its working position, for example in the case of ice drift or wood flooding can be provided.
200 denotes the motor, 201, 202 whose Xonfusor respectively. Diffusor tube, <B> 203 </B> the casing of the generator, air pump or the like, from which the energy is conducted to the bank by means of a cable or flexible pipe. 204 are two protruding approaches to the bank, made for example from iron rope concrete, between which the axis <B> 205 </B> is attached.
The turbine 200 is connected by means of the sleeve <B> 206 </B> to the axle <B> 205 </B> attached to the front edge of the wedge-shaped extension <B> 207 </B> of the turbine. By virtue of this connection, the turbine can oscillate around axis 205, but it can also slide up and down along the axis. According to the invention, the funnel-like tubes 201, 202 are connected by means of plates <B> 208 </B> ( Fig. 22) covered in such a way that a hollow floating body is created.
The dimensions of this floating body are chosen in such a way that it receives the device floating in the water. The device is also provided with the two smaller additional swimmers 209, <B>, </B> which keep the same on the surface of the water.
The device equipped in this way is now kept in its rest position by a rope, a chain or the like 210 which is wound onto the capstan 211, for example. If the rope is slackened, the device rotates around the axis <B> 205 </B> with its front edge counter to the direction of flow, in which case the edge of the sleeve <B> 206 </B> can also serve as an ice breaker. If the water level rises or falls, the device moves in the same direction, with the sleeve <B> 206 </B> sliding along the axis <B> 205 </B>.
In the figure, the device is set in the T-depth recess 212, but it can also be attached to piles or pillars piloted into the river bed at any point in the river.
Naturally, in this turbine system, any other known method of displacement BEZW known in movable weirs in place of the swingable device mentioned. Twist can be applied.