CH101875A - Wasserturbine mit einer durch eine Nadel regulierbaren Düse. - Google Patents

Wasserturbine mit einer durch eine Nadel regulierbaren Düse.

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CH101875A
CH101875A CH101875DA CH101875A CH 101875 A CH101875 A CH 101875A CH 101875D A CH101875D A CH 101875DA CH 101875 A CH101875 A CH 101875A
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Limited Gilbert Gilkes Company
Turner Thorpe George Edward
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Gilbert Gilkes And Company Lim
Turner Thorpe George Edward
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/20Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description


  Wasserturbine mit einer durch eine Nadel regulierbaren Düse.         Vorliegende    Erfindung betrifft eine Was  serturbine mit einer durch eine Nadel regu  lierbaren Düse.  



  Bei dieser hat Druckflüssigkeit vom     Dü-          senflussrohr    zu der einen .Seite eines an der  Nadel     angebrachten    Kolbenkörpers unmittel  baren     Zutritt,    während bei eintretender Be  lastungsänderung der Druck auf der entge  gengesetzten Seite ,des ;genannten     Kolbenkör-          pers        automatisch    derjenigen     Nadelstellung     entsprechend reguliert wird,     welche    die Nadel  auf Grund dieser Belastungsänderung in der  Düse einnehmen soll.  



  Die Zeichnung zeigt den Aufriss eines  Ausführungsbeispiels des     Erfin.dungsgegen-          standes    im Schnitt.  



  Ein Zweigrohr 1     ist    an einem Ende mit  einem Düsenhalter 2 versehen, in     welchem    ein  Düsenmundstück 8 angeordnet ist. Die Öff  nung desselben kann     mittelst    einer Nadel 5,  welche an     einem    durch eine Führung 6 hin  durchgehenden hohlen Nadelschaft 4 befestigt  ist,     reguliert    werden.  



  Ein zur Regelung des Strahls     dienender          Ablenker    7 sitzt mit einem Arm 8 auf einer    Welle 9, auf     welcher    auch Arme 10, 11 auf  gekeilt     sind.    Der Arm 10 greift in eine Muffe  12 eines Reglers ein, welcher     zweckmässiger-          weise        :direkt    von der     Turbinenwelle    aus ange  trieben     wird.     



  Die Nadel 5 ist mit einem Kolbenkörper  14 verbunden, welcher in einem Druckwasser  zylinder 18 ,arbeitet. Letzterer     ist    auf einer  Seite offen und dem     im        Rohre,    1 herrschenden       Flüssigkeitsdrucke    .direkt ausgesetzt. Das an  dere Ende der Kammer, in welcher -der Kol  ben sich     bewegt,    ist     mittelst    eines Deckels 15  geschlossen.

   Durch diesen Deckel hindurch  geht     ein    Rohrventil 16 zur Regelung des  Übertrittes .der     Flüssigkeit    von der hinter dem       Kolben    14     befindlichen    Kammer 18 in den       innern    Hohlraum des Nadelschaftes 4. Das  Rohrventil 16. geht durch eine Führung 17  hindurch, welche mit einem Tropfrohr 19 ver  sehen ist.  



  Die Stellung des Rohrventils 16 wird     mit-          telst    einer von Hand verstellbaren Regulier  schraube 21, welche am Ende des einen Armes  eines auf einer Welle 22     aufgekeilten    Knie-      liebeln 20 angebracht ist, reguliert. Auf der       Welle        22    ist auch noch ein Arm 33     :ii        fbel.eilt.     



  Der andere Arm des Kniehebels     2(1    ist     rnit     einem Kolben 23 einer     Pu%fervorrichtunb    21  verbunden, wobei der Kolben mit einem     Ver-          zögerungsorgan,    einem     Einwegventil,    verse  hen ist, welches eine rasche, freie     Bew        egun"     des Kolbens aufwärts, aber eine nur sehr  lau     gsame        Bewegung    abwärts gestattet.

   Der       (yenannte    Arm 33 ist     zwecks        Aufnahme    einer       Schubstange    3) durchbohrt, und zwischen     die-          sF-r    Stange und einem Bunde derselben mit  einer     Druckfeder    34 versehen. Am     entgegen-          esetzten        Ende    ist die Stange 35 mit einem  Kniehebel 36 verbunden, mit welchem der ge  nannte, auf der Welle 9 sitzende Arm 1.1  durch einen Lenker 3 7 verbunden ist.  



  Aus dem Rohre 1 wird durch eine Röhre  31     Flüssigkeit    in die Kammer 18     geleitet,    wo  her der     Zufluss    derselben     mittelst    eines in die  Röhre 31 eingebauten Absperrventils 3?     re-          uuliert    wird. Die     Flüssigkeit    wird durch eine  mit einem     Gazefilter    27 versehene Filterkam  mer 28 hindurchgeleitet. Das Filter     2"t    kann  durch Loslösung der Enden 29 desselben ent  fernt und ausgewechselt werden.

   Ein     verstell-          1        Aares    Ventil 26     reguliert    den     Zufluss    der     Flüs-          sij-heit    in die Kammer 18.  



       Angenommen,    ein Teil der     Belastung    wird  von der Turbine     abgeschaltet,    so     steigt    die       Geschwindigkeit    derselben etwas und die Reg  lr-rmuffe 12 wird infolgedessen in der     Rich-          tung    des Pfeils Z verschoben, wodurch der       Ablenker    7 in .den Strahl eintritt und     infolge          Ablenkung    eines Teils desselben vom     Rade     nur so viel .davon übrig lässt, dass die richtige       C=(schvvindigl@eit    und Belastung aufrechter  halten bleibt.

   Diese Bewegung ist eine  schnelle und lässt so der     Geschwindigkeit    so       wenig    Zeit zum Steigen,     dass    ein     Schwungrad     nicht nötig     ist.     



  Infolge des zwischen dem Nadelschaft 4  und dem Rohr 1 vorhandenen Spielraumes  wird auf die Vorderseite des Kolbens 14 stets  ein dem Druck im Zuleitungsrohre 1     gleieli          grÜsser        Drisch    auf die     Fläeheneinheit        ausge-          übt,    welcher     Drueh    bestrebt ist, die Nadel  spitze<B>5</B> aus der Düse 9     herauszudrängen,    An-         dersehs    ist der auf die Nadelspitze 5 wir  kende Druck stets bestrebt, die Nadel in die       Düse    3     hineinzudr,Lngen.    Hieraus geht dem  nach hervor, dass,

   wenn der Druck auf     b.-id-@ii     Seiten des     Kolbens    18 gleich ist, die Nadel 5  sich in einer     solehen    Richtung     bewegt,        .dass     die Düse 3 geschlossen wird. Um das Schliess  bestreben der Nadel ) zu unterstützen, ist     eimi     leichte Feder 30 angeordnet. Die Nadel und  der Nadelschaft; sind ihrer Länge nach durch  bohrt.

   Nenn nun das Rohrventil. 16     gegen     das Ende des     Nadelschaftes    drückt und     So     dessen     Durchbohrung    schliesst, so wird Was  ser, welches das     Ventil    32 und .den Filter 28       durchströmt,

      in den     hinter    dein Kolben 18 be  findlichen     Raurn    eintreten und durch     den    sich       bildenden        Druck    den Kolben     -vorwärts        bewe-          Schliesst        dagegen    das Ventil 16 die       Durchbohrung    nicht, so tritt hinter dem Kol  ben 18 mehr oder weniger vollständige Ent  spannung ein, und da Wasser fliesst durch  die     Durchbohrung    von     Nadelcha.ft    und Na  delspitze in die Mitte des Strahls ab.

   Nach  dem der     Drisch    hinter dem Kolben vermindert  wurde,     drängt    der vor dem Kolben herr  schende höhere Druck den Kolben zurück, wo  bei derselbe die     Nadelspitze    in einer solchen       R,iehtunb        bewegt,        d    ass die Öffnung der Düse  3     vergrössert    wird.  



  Wenn die Belastung der Turbine abge  schaltet wurde, so wird der     Ablenker    7 sofort  in den Strahl     hineinbewegt.    Gleichzeitig wird,  -wie     gesagt,    der mit dem     Ablenker    mittelst     des          Gestä,nbes    37, 36, 35, 33 verbundene Knie  hebel 20 das Rohrventil     gegen    die     Öffnung          nm        Ende    des     Nadelschaftes        drücken,    und der       Druck    hinter dem Kolben steigt sofort,

   und  die Nadel     wird    vorwärts     bewegt,    bis sie  schliesslich in einer Stellung zum Stillstand       kommt,    bei welcher der Strahl am     Ablenher          gerade    vorbeigeht.

   Die Beweg     inb    ist eine der  artige,     .dass    jede Stellung der Nadel 5 einer       gewollten,    zu ihr bestimmten Stellung des Ab  lenkers 7 entspricht, an welchem der durch  die Nadelstellung in der     1Vlündunc    3 gebildete  Strahl gerade     vorbeigeht.    Wird     umbelehrt     die Turbine belastet, so wird der     Ablenher    7  vom Strahl entfernt und der Hebel 20     nach              aussen        bcwe-t.    Der Wasserdruck hinter dem       lio11)un    drängt     -das    Ventil 16 nach aussen,

   so  dass es gegen das Ende der Schraube 21  drückt. Da das Ventil nicht mehr die Durch  bohrung des     Nadelschaftes    schliesst, so kann  sich der Druck hinter dem Kolben vermin  dern, und der vor dem Kolben herrschende  höhere Druck den Kolben nach aussen in einer       solchen    Richtung bewegen, dass die     Offnung          i        der    Düse vergrössert wird.  



       Würde,der        Durchfluss    des Wassers in der       Rohrleitung    zu plötzlich unterbrochen, so  käme ein Wasserschlag zustande, und es wur  den in der Rohrleitung infolge der plötzlichen  Unterbrechung des Wasserstromes Stauungen  entstehen. Wäre der Wasserschlag ein über  mässig starker, so.     könnte    davon die Rohrlei  tung bersten, während geringere Stauungen  ein Hin- und     Herfluten    verursachen könnten,  welches man oft nicht beseitigen kann.

   Es ist  daher sehr von Vorteil,     -dass    die Nadel immer  langsam in die Düse eindringt, wobei die Ge  schwindigkeit der Nadelbewegung von der  Länge der Rohrleitung und der Geschwindig  keit der     Strönnlng    in derselben abhängig ist.  Während nun .die Nadel in die Düse langsam  eindringt, schneidet der     Ablenker,den    Strahl  rasch ab und erhält die Geschwindigkeit nor  mal.     Während    die Nadel sich langsam ein  wärts bewegt, geht der     Ablenker    langsam  nach aussen, bis .der Strahl schliesslich gerade  an ihm vorbeigeht.

   Wird     Belastung    plötzlich  zugeschaltet, so bewegt sich die Nadel gleich  wohl schnell auswärts, widrigenfalls eine be  denkliche Verminderung der Geschwindigkeit       eintreten    würde. Die Geschwindigkeit der Na  delbewegung wird durch die Puffervorrich  tung 23, 24     bezw.    durch ,den Kolben 23 be  stimmt.

   Wird     umgekehrt    die Belastung plötz  lich abgeschaltet, so     wird    der     Ablenker     schnell in den Strahl     hineinbewegt,    die Vo.r  steuerstange 35 macht diese Bewegung mit,  wirkt aber vorerst zumeist auf -die Feder 34,  da die Puffervorrichtung 23, 24 nach dieser  Bewegungsrichtung nur langsam nachgeben  kann, was die Folge hat,     dass    auch das Ventil  10 nur langsam in Richtung auf     clen    Nadel  schaft vordringt und so nur langsam ein Über-    wiegen des Arbeitsdruckes im Raume 18 her  beiführt.     DieFecler34    bezwingt nach und nach  das weitere Vordringen des Kolbens 23 und  des Ventils 16.

   Ausser dem im Kolben 23 ein  bebauten Umlaufventil ist ein Entlastungs  ventil derart angeordnet, dass,     wenn    .der Kol  ben aufwärts bewegt wird, das Ventil sich  öffnet, das 01 von einer Seite des Kolbens  nach der andern rasch fliessen lässt und da  durch eine rasche Bewegung     .des    Kolbens,  Kniehebels und Rohrventils gestattet. Wird  also Belastung plötzlich zugeschaltet, so wird  der     Ablenker    schnell aus dem Strahl entfernt,  und gleichzeitig werden .der Kniehebel 20, das  Rohrventil 16 und infolgedessen die Nadel  spitze schnell nach aussen     bewegt.     



  Aus Obigem ist ersichtlich,     da.ss    primär die  Bewegungsgeschwindigkeit der Nadel nicht  durch die Grösse des     Durchflussquerschnittes     am Ventil 16 reguliert wird, sondern durch  die     Geschwindigkeit    der -Bewegung des Kol  bens 23 -der Puffervorrichtung.     Mittelst    der  Schraube 21 kann der     Nadelschaft    einwärts  bewegt werden.

   Das Rohr 19 ist ein     Abflu.ss-          röhrchen    zur Ableitung jeglichen Wassers,  welches zwischen dem Rohrventil 16 und des  sen Führung 17 entweichen     könnte.    Aus Obi  gem geht auch hervor, dass, wenn die Vorrich  tung in dem Sinne einen Unfall erleidet, dass       Glas    Ventil 16 sich frei bewegen kann, dass  alsdann dieses Ventil 16 vom     Wasserdruck        im     Raume 18 zurückgedrängt wird, was zur  Folge hat,     da.ss    die Nadel .aus der Düse heraus  gezogen wird. Dadurch wird jegliches zu  fällige schnelle Schliessen der Nadel vermie  den und jegliche Gefahr von Wasserschlägen  beseitigt.

   Ebenso kann auch die     Umlaufsge-          schwindigkeit        ,der    Turbine durch Regler und       Ablenker    allein     reguliert    werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Wasserturbine mit einer durch eine Nadel regulierbaren Düse, dadurch gekennzeichnet, dass Druckflüssigkeit vom Düsenzuflussrohr zu der einen Seite eines ,an der Nadel ange brachten Kolbenkörpers unmittelbaren Zutritt hat, während bei eintretender Belastungsän- derung der Druck auf der entgegengesetzten Seite des genannten Kolbenkörpers automa:
    t.isch und derjenigen Nadelstellung entspre chend reguliert wird, welche die Nadel auf Grund dieser Belastungsänderung in der Düse einnehmen ;soll. UNTERANSPRÜCHE: 1. Wasserturbine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Nadel der Länge nach durchbohrt ist und Mittel vor gesehen sind, um Druekflüssigkeit voni Düsenzuflussrohr der von der Nadel abge wendeten Seite des genannten Kolbenkör pers zuzuführen,
    wobei .der Druck auf die ser Seite durch eine von einem Regler be wirkte Regulierung des Abflusses der Druckflüssigkeit durch die hohle Nadel in den Düsenstrom eingestellt wird. \?. Wasserturbine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil den durch .die hohle Nadel stattfindenden Ausfluss reguliert, und dass dieses Ventil mit einer Puffervorrichtung derart in Verbindung steht, dass es sich zwar schnell von seinem Sitze an der hoh len Nadel abheben kann, um ein rasches öffnen,der Düse durch die Nadel herbeizu führen, dass es aber nur langsam der Be wegung ,der Nadel folgen kann, wenn durch diese ,die Düse geschlossen wird. 3.
    Wasserturbine nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass in einer Reihe von Gliedern, welche die Wirkungsverbindung vom Re gler zur Puffervorrichtung herstellen, sich eine Feder befindet, derart, dass bei plötz licher Entlastung der Turbine sämtliche Glieder zur einen Seite der Feder eine durch den Regler bestimmte Stellung so gleich einnehmen können, worauf die Fe der die dieser Stellung entsprechende Ein stellung der Puffervorrichtung und des den Ausfluss durch die hohle Nadel regulieren den Ventils allmählich erzwingt.
CH101875D 1922-02-03 1922-02-03 Wasserturbine mit einer durch eine Nadel regulierbaren Düse. CH101875A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0319464A1 (de) * 1987-11-30 1989-06-07 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Turbine mit Steuerung und Verwendung der Turbine
AT510072B1 (de) * 2010-07-13 2016-01-15 Solarfocus Holding Gmbh Turbine

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EP0319464A1 (de) * 1987-11-30 1989-06-07 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Turbine mit Steuerung und Verwendung der Turbine
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