Nadeldüseneinlauf für Peltonturbinen Es sind Ausführungen von Peltonturbineneinläu- fen bekanntgeworden, bei denen die Nadel auf einer Stange sitzt, die in einem geradachsigen Einlaufrohr geführt ist, in welchem auch der NadeIverstellservo- motor untergebracht ist.
Diese Ausführungen haben den Nachteil, eine verhältnismässig grosse Baulänge des Einlaufes zu ergeben, weshalb diese Einläufe bis jetzt immer nach der Zuströmseite aus dem Turbinen gehäuse ausbaubar vorgesehen werden mussten, was insbesondere bei vertikalachsigen Turbinen mit von einem Betonmassiv umgebenem Turbinengehäuse, auf welches sich der Generator abstützt, unerwünscht ist, da dadurch in diesem Massiv dieses schwächende Öffnungen für die Demontage der Einläufe nötig werden.
Der Nadeldüseneinlauf gemäss der vorstehenden Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, dass der Nadelkörper als Servomotorzylinder ausgebildet ist und der feststehende Servomotorkolben als Träger und Führung der Nadel dienend, sich am Nadel abstützkörper abstützt, der seinerseits mit dem Ein laufrohr vereinigt ist und dessen Stege eine solche Ausdehnung haben, dass sie auch zur Führung der Wasserströmung dienen.
Es werden dabei mit Vorteil der Durchmesser und die Charakteristik der Feder so gewählt, dass die Resultierende aus den Wasserdruckkräften auf die Nadel und der Federkraft der Nadel in jeder Stellung Schliesstendenz verleiht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Diese zeigt einen Längsschnitt durch den Nadel düseneinlauf in der Radebene einer vertikalachsigen Turbine. 1 bezeichnet den äussersten Raddurchmesser, 2 den Düsenkörper mit dem üblicherweise auswech selbaren Mundstück 3 aus besonders erosionswider- standsfähigem Stahl, gehalten durch den Flansch 4. 5 bezeichnet das eigentliche Einlaufrohr und 6 die Zuleitung zum Einlauf; letztere kann ein gerades Rohr oder ein Bogenrohr sein. Mit 7 ist das Tur binengehäuse angedeutet.
Im Innern des Einlaufroh- res 6 befindet sich der Nadelabstützkörper 8 mit dem an diesem angeschraubten Nadeltragzapfen 9 und dem durch die Schraube 10 an den Nadeltragzapfen 9 befestigten, feststehenden Kolben 11 des im In nern von der Nadel 12 gebildeten Nadel-Verstell- servomotors, der in üblicher Weise für Betätigung mittels Drucköl vorgesehen ist. Die Nadel ist als Servomotorzylinder ausgebildet.
Mit 13 ist die auf dem Nadelkörper aufgewin- dete und mit dem Stift 13a gesicherte Nadelspitze aus besonders erosionswiderstandsfähigem Stahl be zeichnet. Ferner bezeichnen 14 den Servomotordruck- raum zum Öffnen und 15 den Servomotordruckraum zum Schliessen der Nadel.
Den Abschluss des Servomotors auf Seite des Nadeltragzapfens 9 bildet der mit 12 sich bewegende Ringdeckel 16 mit Dichtungsmanschetten 17 und Manschettenhaltering 18 sowie Arretierring 19. Der Ringdeckel 16 bildet mit dem Nadeltragzapfen 9 und dem Kolben 10 einen Ringraum 20 mit Ablauf 21, 22, um kein Eindringen von Wasser in den Servo- motor-Druckraum 14 zu riskieren; gegen den Wasser druck im Ringraum 23, gebildet aus Nadeltragzapfen 9, Nadelhinterteil 12 und Wasserführungsrohr 24, dichten die Manschetten 25.
Der Druck im Raum 23 ist gleich dem statischen Druck im Einlauf. Die Druckölzuführung und Abführung zum Servomotor- öffnungsraum 14 erfolgt durch die Kanäle 26, 27, zum Servomotorschliessraum 15 durch die Kanäle 28, 29.
30 und 31 sind zu den Teilen 9, 11 zusätzliche Führungen der Nadel, 32 ist ein Deckel zum Ab- schluss des Servomotorraumes 15 gegen den Nadel kopf, zur Verhinderung des Eintretens von Druck wasser, das längs dem Gewinde ins Innere des Nadel kopfes gelangen kann.
Mit 33, 34 ist ein Kanal zum Abführen der in den Räumen 14 und 15 vor dem Eintritt des Drucköls vorhandenen und sich allenfalls im Betrieb ausscheidender Luft bezeichnet. 35 be zeichnet die Nadel in der Offenstellung. 36 stellt einen Strahlablenker dar, korrespondierend mit der Offenstellung der Nadel;
37 bezeichnet den in der Offenstellung der Nadel aus dem Einlauf austreten den Wasserstrahl. 11 dient als Träger und Führung der Nadel. 38 ist eine Feder, die einerseits auf den Kolben 11 und anderseits über 32 auf die Nadel sich abstützt und also im Schliesssinne auf die Nadel wirkt.
Mit zunehmender Düsenöffnung (Nadelhub) nimmt der Rückstoss auf die Nadel zu. Um den Servo- motordurchmesser 41 des Servomotorkolbens und damit den Nadelaussendurchmesser in hydraulisch günstigen Dimensionen halten zu können, ist bei ent sprechender Wahl des Durchmessers 39 des Nadel tragzapfens 9 und der Büchse 40 im Verhältnis zur Bohrung des Düsenmundstückes 3, bei Turbinen für kleinere und mittlere Gefälle, die Charakteristik der Feder 38 so zu wählen, dass die Rückstosskraft der Nadel einen Teil des Nadelhubes in dem Sinne kom pensiert ist,
dass die Resultierende aus den Wasser druckkräften auf die Nadel und der Federkraft der Nadel in jeder Lage eine Schliesstendenz verleiht.
Bei Turbinen für sehr hohe Konstruktionsgefälle indessen wird es nötig sein, um vernünftige äussere Durchmesser der Nadel zu erhalten, den Öldruck über das bisher übliche Mass zu steigern oder aber zwei oder mehr Servomotorzellen in Serie anzuord nen.
Mit 42, 43, 44, 55 ist der nötige Mechanismus zur Rückführung der Nadelbewegung auf das in der Zeichnung nicht dargestellte Steuerventil beispiels weise mittels Stahlband dargestellt.
Der Nadelabstützkörper 8 ist durch Stege 46 mit dem Einlaufrohr 5 verbunden; durch die Stege 46, welche in der Strömungsrichtung fischförmigen Quer schnitt aufweisen, führen die Kanäle 22, 27, 29, 34 und 45. Die Stege haben eine solche Ausdehnung, dass sie auch zur Führung der Wasserströmung dienen. Ausser dem Düsenmundstück 3 -und dem Nadel kopf 13, für welche die übliche Auswechselbarkeit vorgesehen ist, nützen sich noch die Manschetten 17 und 25 stärker ab und müssen des öftern ersetzt wer den.
Zum Ersetzen der Manschetten 17, 25 sind der, Reihe nach Düsenmundstück 3 mit Haltering 4, Na delspitze 13, Deckel 32, Feder 38 und Schraube 10 wegzubauen; alsdann kann bei Einläufen von geringeren Dimensionen der Nadelhinterteil 12 mit den angebauten Manschetten 17 und 25 und mit samt den Kolben 11 gegen das Rad hin aus dem Einlauf herausgezogen werden. Bei Objekten, wo das Gewicht des Nadelhinterteils samt Kolben zu gross wird, um von einem Mann getragen werden zu kön nen, ist es nötig, vorher auch den Düsenhut 2 nach Lösen der Schraube 47 um das Scharnier 48 wegzu- schwenken, wodurch der Nadelhinterteil nun mit einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Hebevorrich tung gefasst werden kann.