Wasserturbinenanlage, bei der die wagrechte oder doch nahezu wagrechte Turbinen welle und eine getriebene Welle in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Die Erfindung bezieht sich auf eine Was serturbinenanlage, bei der die wagrechte oder doch nahezu wagrechte Turbinenwelle und eine getriebene Welle in einem Winkel zu einander angeordnet sind. Derartige Anlagen eignen sich insbesondere für Verhältnisse, bei denen kleine Gefälle und grosse Wasser mengen zur Verfügung stehen.
Es ist eine bekannte Tatsache, dass die baulichen Kosten für die Einlaufkammer und das Saugrohr einer Wasserkraftanlage, bei der grosse Wassermengen zu verarbeiten sind, ein Mehrfaches derjenigen des turbinentech nischen Teils betragen und dadurch in vielen Fällen die Wirtschaftlichkeit einer Anlage in Frage stellen. Sind gleichzeitig die ver fügbaren Gefälle klein, so tritt insofern eine weitere Schwierigkeit ein, als bei der üblichen Aufstellung mit senkrechter Turbinenwelle die Saugrohrsohle sehr tief zu liegen kommt, was umfangreiche und teure Aushubarbeiten bedingt.
Um diese Nachteile zu beheben, verlaufen bei einer Anlage der eingangs erwähnten Art gemäss vorliegender Erfindung die Achsen der Einlaufkammer und des Saugrohres gerade und in Richtung der Turbinenachse, das heisst sie bilden deren geradlinige Verlängerung oder weisen in bezug auf dieselbe höchstens geringe Ablenkungen auf. Zweckmässig schliesst sich an die Laufradnabe gegen den Eintritt des Wassers hin ein fester, in der Einlauf- kammer abgestützter, mehrteiliger, geschlos sener Hohlkörper an, der zweckmässig derart geformt ist, dass er dem Wasser den klein sten hydraulischen Widerstand entgegensetzt und der zweckmässig gleichzeitig die Lager der Turbinenwelle und die Antriebsorgane für die getriebene Welle einschliesst.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die Turbinenanlage, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
1 bezeichnet das Laufrad und 8 die Welle einer Wasserturbine. Beide haben eine wag rechte Drehachse. Dem Laufrad 1 wird das Wasser durch einen Leitapparat 2 in der erforderlichen Weise zugeführt. An die Lauf radnabe schliesst sich gegen den Eintritt des Wassers hin ein fester, in einer Einlaufkammer 5 abgestützter Hohlkörper 3 an, der mehrfach unterteilt ist und seinerseits durch Stützen 4 (Fig. 2) in der kreisförmigen Einlaufkammer 5 getragen wird und ferner noch durch einen Einsteigeschacht 7 gehalten ist. Die Form des Hohlkörpers 3, sowie die des Einsteige schachtes 7 sind so gewählt, dass diese Teile 3, 7 den geringsten hydraulischen Widerstand entgegensetzen. 6 bezeichnet ein Saugrohr, das einen wagrechten Sohlenverlauf aufweist.
Die Achse des Saugrohres 6 fällt mit der Achse der Einlaufkammer 5 und mit der Achse der Turbinenwelle. 8 zusammen, das heisst die Achsen des Saugrohres 6 und der Einlaufkammer 5 sind gerade und verlaufen in Richtung der Turbinenachse, deren Ver längerung sie bilden. Der Hohlkörper 3 ent hält die Lager der Turbinenwelle B. Die Einlaufkammer 5 und das Saugrohr 6 ver laufen unmittelbar von der Turbine aus von einem kreisförmigen Querschnitt konisch aus, wobei der Auslaufquerschnitt auch kreisförmig, oder rechteckig, bezw. sonstwie geeignet ge formt sein kann. Die Energie wird von der Welle 8 mittelst des Getriebes 12, das vom Hohlkörper 3 eingeschlossen ist, auf eine senkrechte Welle 9 übertragen, die ihrerseits die Antriebswelle eines Stromerzeugers 10 bildet. Der Einsteigeschacht 7 umschliesst gleichzeitig eine Strecke der getriebenen Welle 9.
Das Innere des Hohlkörpers 3 bezw. die darin befindlichen Lager, Getriebe, Ölzu- und -ableitungen sind durch den Einsteige schacht 7 zugänglich, kontrollierbar und aus baubar.
Die beschriebene Ausführung erlaubt, die Einlaufkammer und das Saugrohr aus Blech herzustellen, wobei durch feste Verbindung dieser Teile miteinander, sowie durch feste Verbindung der Stützen und des Einsteige schachtes mit der Einlaufkammer eine ein baufertige, komplette Wasserturbinenanlage entsteht, welche keinerlei Verschalungen für die Herstellung des baulichen Teils erfordert. Dadurch ist es auch möglich, die Dauer zur Erstellung einer solchen Wasserkraftanlage in hohem Masse zu verkürzen.
Anstatt dem Saugrohr einen wagrechten Sohlenverlauf zu geben, kann es unter be sonderen Umständen auch mit geringer Nei gung ausgeführt werden. Im weitern kann die Achse der Turbinenwelle sowohl in senk rechter, wie auch wagrechter Richtung in bezug auf die Achse des Saugrohres und der Einlaufkammer geringe Ablenkungen auf weisen, ohne dass dadurch baulicherseits wesentliche Verwicklungen bedingt werden.
Anstatt die getriebene Welle in der ge zeigten Weise senkrecht anzuordnen, kann sie auch wagrecht, unter Bildung eines Win kels zur Turbinenwelle, der gleich oder kleiner als 90 ist, angeordnet werden.
Die beschriebene Ausführung ergibt eine denkbar einfache Ausbildung der Einlauf kammer und des Saugrohres bei geringsten Aushubarbeiten in der Kanalsohle bezw. einem Minimum an Armierungs- und Verschalungs kosten. Sie ist daher insbesondere für Über seeanlagen geeignet, bei denen den bestehen den Verhältnissen meist Rechnung getragen werden muss und verwickelte Bauformen nach Möglichkeit vermieden werden sollten.
Water turbine system in which the horizontal or almost horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to one another. The invention relates to a What serturbinenanlage, in which the horizontal or almost horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to each other. Such systems are particularly suitable for conditions in which small slopes and large amounts of water are available.
It is a well-known fact that the structural costs for the inlet chamber and the suction pipe of a hydropower plant, in which large amounts of water have to be processed, are a multiple of those of the turbine-technical part and thus in many cases call the profitability of a plant into question. If at the same time the available gradient is small, a further difficulty arises as the suction pipe sole comes to lie very deep in the usual installation with a vertical turbine shaft, which requires extensive and expensive excavation work.
In order to remedy these disadvantages, the axes of the inlet chamber and the suction pipe in a system of the type mentioned at the beginning run straight and in the direction of the turbine axis, that is, they form its straight extension or have at most minor deflections with respect to the same. Appropriately, a solid, multi-part, closed hollow body, supported in the inlet chamber, adjoins the impeller hub against the entry of the water, which is expediently shaped in such a way that it offers the smallest hydraulic resistance to the water and expediently simultaneously Including bearings of the turbine shaft and the drive elements for the driven shaft.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the drawing, namely FIG. 1 shows a vertical longitudinal section through the turbine system, and FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
1 designates the impeller and 8 the shaft of a water turbine. Both have a roughly right axis of rotation. The water is supplied to the impeller 1 through a diffuser 2 in the required manner. A solid hollow body 3, supported in an inlet chamber 5, is connected to the running wheel hub against the inlet of the water, which is divided several times and in turn is supported by supports 4 (FIG. 2) in the circular inlet chamber 5 and furthermore by a Manhole 7 is held. The shape of the hollow body 3 and that of the manhole 7 are chosen so that these parts 3, 7 oppose the lowest hydraulic resistance. 6 denotes a suction tube which has a horizontal sole course.
The axis of the suction pipe 6 coincides with the axis of the inlet chamber 5 and with the axis of the turbine shaft. 8 together, that is, the axes of the suction pipe 6 and the inlet chamber 5 are straight and run in the direction of the turbine axis, whose extension they form. The hollow body 3 ent holds the bearings of the turbine shaft B. The inlet chamber 5 and the suction pipe 6 ver run directly from the turbine from a circular cross-section conically, the outlet cross-section also circular, or rectangular, respectively. may otherwise be suitably shaped. The energy is transmitted from the shaft 8 by means of the gear 12, which is enclosed by the hollow body 3, to a vertical shaft 9, which in turn forms the drive shaft of a power generator 10. The manhole 7 at the same time encloses a section of the driven shaft 9.
The interior of the hollow body 3 respectively. the bearings, gears, oil supply and drainage lines located therein are accessible, controllable and buildable through the manhole 7.
The described design allows the inlet chamber and the suction pipe to be made from sheet metal, whereby a complete, ready-to-build water turbine system is created by firmly connecting these parts to one another, as well as by firmly connecting the supports and the manhole with the inlet chamber, which does not require any formwork for the manufacture of the structural part requires. This also makes it possible to greatly reduce the time it takes to build such a hydropower plant.
Instead of giving the suction tube a horizontal sole, it can also be designed with a slight incline under special circumstances. In addition, the axis of the turbine shaft can have slight deflections in both the vertical and horizontal directions with respect to the axis of the suction pipe and the inlet chamber, without any significant structural entanglements.
Instead of arranging the driven shaft vertically in the manner shown, it can also be arranged horizontally, forming an angle to the turbine shaft that is equal to or smaller than 90.
The embodiment described results in a very simple design of the inlet chamber and the suction pipe with the slightest excavation work in the channel bottom BEZW. a minimum of reinforcement and shuttering costs. It is therefore particularly suitable for offshore installations, where the existing conditions usually have to be taken into account and complex designs should be avoided if possible.